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Hackroboter

Ziel

Der Einsatz von chemischen Pflanzenschutzmitteln muss in den kommenden Jahren reduziert werden. Die chemische Unkrautbekämpfung ist in den meisten Kulturpflanzen jedoch kostengünstigster und effektiver als alternative Methoden. Aber die chemische Unkrautbekämpfung verliert durch die Ausbreitung herbizidresistenter Populationen an Wirkungssicherheit. Es wurden in den vergangen drei Jahrzehnten kaum neue Wirkstoffe und Wirkmechanismen entwickelt. Mechanische Unkrautbekämpfungsverfahren sind wichtige Alternativen zu Herbiziden. Sie können jedoch nur bei trockenen Bedingungen erfolgreich eingesetzt werden. Somit ist das Zeitfenster zur Unkrautbekämpfung kleiner.

Hacksysteme in Kulturpflanzen mit engen Reihenabständen, wie beispielsweise in Getreide, müssen noch entwickelt werden. Im ökologischen Landbau wird bei Reihenweiten ab 20 cm gehackt. Ab ca. 17 cm nimmt der Getreideertrag aber schon signifikant ab. Außerdem besteht bei engen Reihenabständen eine höhere Gefahr, die Kulturpflanze durch das Hacken zu schädigen. Die Fahrgeschwindigkeit ist gering und die Arbeitsbreite niedrig. Diese Einschränkungen verhinderten bisher den Einsatz der mechanischen Unkrautkontrolle im konventionellen Landbau.

Ziel dieser Studie war es, durch die Kombination einer Hacke mit einem kamera-basierten hydraulischen Lenksystem an der Hacke die Unkrautbekämpfung und Flächenleistung in Getreide mit Reihenabständen von 12,5-15 cm zu erhöhen, indem die Schare automatisch zwischen den Getreidereihen geführt werden. Die automatische Reihenführung ermöglicht höhere Fahrgeschwindigkeiten und höhere Bedeckung der Unkräuter mit Boden. Gleichzeitig soll durch eine exakte Werkzeugführung die Schädigung der Kulturpflanzen verhindert werden.

Ergebnisse

Die besten Ergebnisse bei der Unkrautkontrolle und der Selektivität erzielte ein beidseitig verkleinertes, A-förmiges flaches Schar (Flachhackschar). Dieser Werkzeugtyp war einfach einzustellen und für Geschwindigkeiten bis 15 km/h unter verschiedenen Bodenbedingungen geeignet. Die zweijährige Versuchsserie zeigte außerdem, dass die besten Bekämpfungserfolge in der Reihe bei einem Verschüttungsgrad von 25 % der Getreideblattfläche erzielt werden konnten. Die Reihenführung in Getreide mit 12,5-15 cm Reihenabstand funktionierte auf Basis einer der Inter-Row Vision Control-Steuerung von Tillet and Hague in Kombination mit einem hydraulisch gesteuerten Parallelverschieberahmen K.U.L.T. Argus (siehe Abbildung 1). Beide Systeme mussten an die Anwendung in Getreide mit engen Reihenabständen angepasst und über einen Kontroller gesteuert werden. Ein Prototyp mit 3 m Arbeitsbreite wurde gebaut und erfolgreich in 12,5-15 cm Saatreihenweite getestet. Die Flächenleistung lag bei 1,45 ha/h und die durchschnittliche Unkrautbekämpfung zwischen der Reihe bei 94 % und in der Reihe (aufgrund der Verschüttung) bei 45 % pro Durchgang. Die Unkrautbekämpfung war bei 8 km/h 12 % höher als bei 3-4 km/h Fahrgeschwindigkeit. Das kamera-gesteuerte Hacken erhöhte die Getreideerträge signifikant gegenüber der unbehandelten Kontrolle und erreichte in einigen Versuchen das Niveau der Herbizidkontrollen. Um die Flächenleistung weiter zu verbessern, wurde eine 6 m Doppelhacke entwickelt mit zwei unabhängigen 3 m Reihenführungssystemen für je eine Seite. Die gleiche Reihenführungstechnik wie in der 3 m Hacke kam zum Einsatz. Auch dieser Prototyp zeigte gleich hohe Unkrautbekämpfungserfolge bei verdoppelter Flächenleistung.

Die vorgestellte kamera-gesteuerte Hacktechnik ist ein wichtiger Pfeiler des integrierten Pflanzenschutzes und kann mit vorbeugenden und anderen direkten Maßnahmen verbunden werden.

Verwertung

Zu diesen Arbeiten wurden wissenschaftliche Manuskripte bei Weed Research, Agriculture, Computer and Electronics in Agriculture und Gesunde Pflanzen eingereicht bzw. veröffentlicht. Die wirtschaftliche Verwertung des Hacksystems erfolgt durch K.U.L.T..