Bodenbearbeitungstechnik Bodenbearbeitungstechnik

Marktentwicklung

Die dynamische Umsatzentwicklung bis 2012 (13,7 %) schwächte sich in 2013 merklich ab und liegt für den gesamten Landtechnikmarkt bei 2,7 %. Dabei liegt der Bereich Bodenbear-beitungs- und Bestelltechnik mit ca. 10 % im Mittel noch deutlich über dem Durchschnitt und erreicht noch höhere Werte als beispielsweise die Traktorensparte [1]. Die zur Marktanalyse im VDMA gelisteten Firmen bieten zum überwiegenden Teil Maschinensysteme aus den Sparten Bodenbearbeitung sowie Aussaat, Düngung und Pflanzenschutz an. Das ermöglicht den Firmen bereits intern, negative Entwicklungen einzelner Produktgruppen auszugleichen. Die Sparte Bodenbearbeitungstechnik liegt mit 5,6 % Umsatzwachstum in 2013 deutlich unter dem Bereich Säen, Düngen und Pflanzenschutz (14,2 %) [1]. Dieser Trend spiegelt sich auch in den Einschätzungen der Landmaschinen-Fachbetriebe. Sie schätzen ihre Konjunk-turaussichten ausgewogen oder verhalten optimistisch ein, bezogen auf den Verkauf von Neugeräten für die Bodenbearbeitung [2].

Im Bereich Bodenbearbeitungs- und Bestelltechnik erreichen die umsatzstärksten Firmen Exportanteile bis zu 80 %. Strategische Hauptmärkte waren die europäischen Länder, Russ-land und die ehemaligen GUS Staaten [3]. In Europa werden in den Ländern Südosteuropas, insbesondere Rumänien und Bulgarien Zukunftsperspektiven gesehen. Hier besteht ein er-heblicher Investitionsbedarf für Bodenbearbeitungstechnik [1].

Bild 1: Marktentwicklung für Bodenbearbeitungs- und Bestelltechnik in Deutschland [1]

Figure 1: Market volume of tillage and seeding implements in Germany [1]

Erklärtes Ziel der größeren Hersteller von Bodenbearbeitungs- und Bestelltechnik ist die Si-cherung eines nachhaltigen Wachstums in den nächsten Jahren. Im europäischen Kernmarkt soll dies vor allem produktseitig mit Weiterentwicklungen und neuen Baureihen geschehen [3]. Im Servicebereich wollen die Firmen eine stärkere Kundenbindung mit dem Ausbau von Schulungsangeboten oder intuitiven E-Learning Konzepten erreichen. Interna¬tional sollen die beginnenden Erschließungsaktivitäten von neuen Märkten in Afrika, Südamerika und Indien engagiert weiter verfolgt werden.

Technik für die nichtwendende, konservierende Bodenbearbeitung

Vielfalt und Einteilung der Bodenbearbeitungssysteme

In den letzten 20 Jahren nahm die Vielfalt der Geräte zur Bodenbearbeitung rasant zu. Ins-besondere im Bereich der konservierenden, nicht wendenden Bodenbearbeitung ist eine Vielzahl komplexer Werkzeugkombinationen am Markt, um den breiten Anforderungen zu genügen. Hier wurde vom KTBL (Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirt-schaft e.V.) das seit 1993 erstmals verbreitete Einteilungsschema von einer 21- köpfigen Ex-pertengruppe inhaltlich überarbeitet [4].

Bild 2: Einteilung der nichtwendenden Bodenbearbeitungsverfahren nach KTBL 2014 [4]

Figure 2: Classification of conservation tillage systems by KTBL 2014 [4]

Es nimmt in seiner Einteilung Bezug auf den zeitlichen Ablauf der Arbeitsgänge, die einge-setzten Maschinen oder Geräte sowie deren Wirkung auf das Bodengefüge.

Die wendende Bodenbearbeitung beschreibt danach den krumentiefen, wendenden Boden-eingriff im gesamten Bearbeitungshorizont bis 35 cm Tiefe mit dem Pflug.

Bei den nichtwendenden Systemen mit lockernder, mischender Arbeitsweise wird zwischen krumentiefem Eingriff bis zu 25 cm als Grundbodenbearbeitung oder aber einer begrenzt tiefen Lockerung bis 15 cm unterschieden [4; 5].

Die Streifenbearbeitungstechnik wird in die Einteilung als partielle Bearbeitung aufgenommen und unterstellt einen Anteil < 50 % an der zu bearbeiteten Fläche.

In die weiteren Beschreibungen nach den Arbeitsgängen Stoppelbearbeitung, Grundboden-bearbeitung und Saatbettbereitung wurden auch junge Gerätekonzepte wie die Ringschneide oder die Messerwalzen mit aufgenommen.

Technik für tiefere Bearbeitung und große Arbeitsbreiten

Vorgestellte Entwicklungen folgen weiter dem Trend nach großen Arbeitsbreiten, höheren Transportgeschwindigkeiten und tieferem Bodeneingriff, auch bei den konservierenden Bo-denbearbeitungsverfahren. Die bereits beschriebene KTBL Klassifikation folgt der hersteller-seitig gebräuchlichen Einteilung der Bodenbearbeitungstechnik in leichte und schwere Mo-dellreihen, beispielsweise bei Grubbern und Scheibeneggen. Diese erreichen in klappbaren Ausführungen für Arbeitsbreiten > 4 m mit entsprechenden Nachlaufwalzen spezifische Ge-rätegewichte bis 900 kg je m Arbeitsbreite in den leichten und bis zu 1500 kg je m Arbeits-breite in den schweren Modellreihen. Die schweren Scheibeneggen erreichen hier mit Scheibendurchmessern zwischen 610 und 660 mm bei entsprechenden Bodenbedingungen bis zu 20 cm Arbeitstiefe. Sie können somit zur lockernden, mischenden Grundbodenbear-beitung bis 20 cm Tiefe eingesetzt werden. Diese Leistungsdaten werden heute auch von den schweren Kurzscheibeneggen erreicht [6; 7; 8]. Dieses Segment wurde von den Herstellern weiter ausgebaut, so zum Beispiel von Amazone mit der schweren Kurzscheibenegge Certos TX. Sie hat je nach Arbeitsbreite ein spezifisches Gewicht bis zu 1400 kg/m und wird mit aggressiven, gezackten Hohlscheiben (Ø 660 mm) ausgerüstet. Die klappbaren Geräte erreichen dann je nach Walzenausstattung Gesamtgewichte bis zu 9000 kg bei 7 m Arbeits-breite. Die Einsatzbereiche der schweren X-Scheibeneggen können mit diesen Geräten mit abgedeckt werden, die spezifischen Gewichte sind vergleichbar. Die reduzierten Transport-längen der schweren Kurzscheibeneggen werden mit erhöhten Bauaufwand für die einzelnen Scheibenlagerungen und damit einem höheren Preis, erreicht.

Zunehmend sind für den Straßentransport Geschwindigkeiten von 40 km/h möglich. Dazu werden hydropneumatische Deichselfederungen, Mittenfahrwerke mit großvolumigen Reifen bis hin zu Zweikreis- Bremsanlagen in der Geräteausstattung mit angeboten.

Auch im Bereich der Grubber werden nunmehr von mehreren Herstellern Arbeitsbreiten bis 7 m angeboten und die Hitchachse als Mittenfahrwerke in den Werkzeugbereich integriert. Vordere Stützräder zur traktorunabhängigen Tiefenführung der Geräte werden im Bereich der Scheibeneggen und Grubber in der Breite angeboten.

Bild 3: Schwere Kurzscheibenegge Amazone Certos TX, Mittenfahrwerk, 6m Arbeitsbreite [8]

Figure 3: Heavy Duty Compact Disc Harrow Amazone Certos TX, center running gear, 6m working width [8]

Flexibilität durch Ausstattungs- und Konfigurationsvielfalt

Die Ausstattungsoptionen und die Werkzeug - Konfigurationsmöglichkeiten bei der gezogenen Gerätetechnik nehmen weiter zu. In dieser festgelegten Ausstattung wird das Gerät dann oft universell eingesetzt, ohne beispielsweise einen Austausch der Nachlaufwalzen zur Anpassung an entsprechende Arbeitsziele.

Die Werkzeuge der Hauptsektion bestimmen das Gerätegrundkonzept. Zur besseren Ab-stimmung auf die Boden- und Bewuchsbedingungen sowie die Arbeitsziele können modulare Werkzeugtraversen vorgebaut werden, die Bewuchs vorschneiden, Erntereste in Fahrtrich-tung verteilen oder oberflächlich den Boden aufreißen [6; 8; 9]. Dieses sind beispielsweise Scheibensektionen oder Schwerstriegelsegmente die mechanisch oder hydraulisch in Nei-gung und/ oder Eingriffstiefe verstellt werden können (z. B. Horsch Joker RT, Väderstad Carrier).

Die Vielfalt der Nachlaufwalzen oder -packer ist mit bis zu 10 Varianten bei manchen Her-stellern sehr komplex und erweitert sich weiterhin. Metall-, Gummi- und Kunststoffkonstrukti-onen oder Reifenbauarten stehen hier zur Auswahl und sorgen je nach Bauart für Längs- oder Querprofilierung und Rückverdichtung.

Zur Beseitigung von Grubber- oder Pflugsohlenverdichtungen werden Erweiterungssysteme für Grubberschare angeboten. Sie können z. B. als Untergrunddorn mit Eingriffstiefen bis 40 cm das eigentliche Werkzeug ergänzen und unterfahren den Bearbeitungshorizont (z. B. Grubber Väderstad Opus mit sog. Tieflockerungsspitze) [9].

Bild 4: Gezogener Grubber mit mechanischer Aufbaudrillmaschine (Pöttinger Multiline Konzept, Foto: Pöttinger) [11]

Figure 4: Trailed cultivator with semi-mounted mechanical seeding machine (Pöttinger Mulitiline Con-cept, photo: Pöttinger) [11]

Zur optionalen Aussaat von Zwischenfrüchten oder Randstreifenbegrünungen in erosionsge-fährdeten Gebieten oder im Rahmen von Greening - Programmen werden zunehmend her-stellerseitig Lösungen angeboten. Die Saatgutbehälter mit Fassungsvermögen bis etwa 500 l werden auf die Deichsel oder den Zentralteil des Maschinenrahmens aufgebaut [6; 8; 10]. Der Saatguttransport erfolgt bei diesen Lösungen zumeist pneumatisch, die Applikation über Säschienen oder Breitverteildüsen in den Erdstrom - Bereich der ebnenden Werkzeuge vor den Nachlaufwalzen (vgl. Bild 3).

Zur Einsatzerweiterung der Grubber und Scheibeneggen analog zu bekannten zapfwellenge-triebenen Bestellkombinationen stellte Pöttinger das Multiline Konzept vor (Bild 4). Hier kön-nen die bekannten mechanischen Aufbaudrillmaschinen auch mit aufgesatteltem Grubber Synkro oder Scheibenegge Terradisc als gezogene Bestellkombination eingesetzt werden. Die Keilringwalze mit Gummiringen wird beim Ausheben am Vorgewände und beim Straßen-transport als Fahrwerk genutzt.

Bewuchsmanagement und Feldhygiene

Die aktuelle Situation auf den Hochertragsstandorten Mitteleuropas ist gekennzeichnet von engen Fruchtfolgen, einer weiteren Steigerung des Maisanbaues auf über 2,5 Mio ha (ca. 21,6 %) [12] und einer Ausweitung der Gesetzgebervorgaben [13]. Erstmals erfolgte 2014 eine gesetzliche Regulierung zum Einsatz von Glyphosat - haltigen Totalherbiziden. In den Anwendungsbestimmungen werden darin u. a. die Aufwandmenge und die Anzahl der jährli-chen Applikationen auf zwei begrenzt [13]. Aus diesen Randbedingungen resultieren wach-sende Anforderungen an die Bodenbearbeitung bezüglich eines optimalen Bewuchs- und Ernterestmanagements. Neben der Optimierung chemischer Pflanzenschutzmaßnahmen muss hier die eingesetzte Technik für die Bodenbearbeitung, insbesondere Stoppelbearbei-tung aber auch für das vorgelagerte, aktive Ernterestmanagement einen wichtigen Beitrag leisten.

Primäre Ziele sind hierbei das Herbeiführen einer beschleunigten Rotte und Umsetzung der Erntereste (z. B. Maisstroh) sowie eine weitgehend vollständige und damit nachhaltige Un-kraut- (z. B. der Wurzelunkräuter) und Schädlingsbekämpfung (z. B. Maiszünsler). Hier liegen die zukünftigen Herausforderungen an die Technik zur Stoppelvorbereitung und –bear¬beitung. Im Bereich der Ökologischen Landwirtschaft wurden und werden die Einsatzgrenzen heutiger Technik in diesem Bereich benannt [13; 14] und wesentliche Anforderungen definiert:

1 - ganzflächiger, flacher Schnitt mit exakter Tiefe von 2-3 cm;

2 - Wurzeln enterden und oberflächlich ablegen;

3 - optional keine Einarbeitung und/ oder Rückverdichtung

nach der Stoppelbearbeitung.

Stoppelvorbereitung mit gezogener Technik oder angetriebenen Maschinen

Bei der Stoppelbearbeitung oder dem Einarbeiten von Zwischenfruchtbeständen sollen die Pflanzenreste intensiv aufgeschlossen bzw. zerfasert werden, um eine schnelle Verrottung zu ermöglichen. Hier können Scheibeneggen eingesetzt werden, erreichen aber mit Strich-abständen von 12 - 14 cm keine engmaschige Bearbeitung. Zum zusätzlichen Schneiden quer zur Fahrtrichtung werden von verschiedenen Herstellern Messerwalzen angeboten, die im Traktorfrontanbau (Arbeitsbreiten bis 6 m) oder als gezogene Systeme mit Arbeitsbreiten bis 11,60 m (z. B. Dalbo MaxiCut) verfügbar sind [15]. Mit Walzendurchmessern zwischen 500 und 700 mm erreichen die Radialmesser (12 - 17) theoretische Schnittlängen zwischen 10 und 18 cm bei spezifischen Gewichten bis zu 1300 kg/m (mit Wasserfüllung der Walzen-körper).

Bild 5: Werkzeugkombinationen zur flachen, mischenden Bodenbearbeitung (Väderstad Carrier) [15]

Figure 5: Different tool combinations for flat, mixed tillage (Väderstad Carrier) [15]

Väderstad bietet hier ein vielfältiges Werkzeugsystem an, was in die Kurzscheibeneggen der Carrier Baureihen integriert werden kann [9]. Dabei können entweder quer schneidende Werkzeuge (Cross Cutter Knife) vorgelagert oder aber die eigentlichen Scheiben gegen Zwei - Ebenen Schnittwerkzeuge (Cross Cutter Disc) ausgetauscht werden. Damit werden bei einer flachen Bodenbearbeitung eine intensive Pflanzenrestzerkleinerung aber auch ein stärkerer Bodenaufwurf erreicht und damit die Mischwirkung erhöht (Bild 5) [15]. Mit den Möglichkeiten Schlepp- oder Striegelzinken vorzubauen, ergeben sich weitere Kombinations-möglichkeiten. Dazu ermöglichen die Carrier L und XL Baureihen (Arbeitsbreiten 4,25 - 8,25 m) mithilfe der sogenannten MulitiSet Naben ein Verstellen des Scheiben-Neigungs-winkels im Bereich zwischen 10° und 18°. Dazu wird die Scheibenachse jeweils um 1/4 Um-drehung verdreht und in dieser Position arretiert [9].

Bei hohen Körnermaiserträgen von über 100 dt/ha treten auf ertragsstarken Lößstandorten Ernterestmengen von bis zu 15 t/ha auf. Die entstehenden Mulchauflagen erreichen dann Auflagedicken von 15 cm, bei ungleicher Querverteilung partiell bis zu 20 cm. Hier verstopfen Zinkensysteme, und Scheibenwerkzeuge können die Gutmatte nicht mehr durchschneiden. Hier werden zur Vorzerkleinerung als Grundlage für besseren Einmischerfolg zunehmend Mulcher mit vertikaler (Sichelmulcher) oder horizontaler (Schlegelmulcher) Werkzeugwelle eingesetzt. Die eingesetzten Sichelmulcher sind im Traktorheck angebaute (einteilige), angehängte bzw. aufgesattelte (klappbar, dreiteilige) Maschinen mit Arbeitsbreiten bis zu 8,2 m (bis zu fünf Werkzeugrotoren, Bild 6) [16] und werden von der Traktorzapfwelle ange-trieben. Funktionsbedingt neigen die Sichelmulcher jedoch zu einem schwadförmigen Gut-austrag und erreichen damit schwerer eine gleichmäßige Querverteilung des Pflanzen-materials. Mit Mulchern der Schlegelbauart wird dem gegenüber die Querverteilung des Gu-tes nicht verändert. Im Traktorfront- oder/ und -heckanbau werden im landwirtschaftlichen Einsatz mit ein- bis dreiteiligen Bauweisen 2,8 - 8,3 m Arbeitsbreite erreicht. Für diese Bau-arten sind vielfältige Werkzeugvarianten, wie Platten- oder Y-Messer aber auch geschmiede-te Hammerschlegel verfügbar. Somit lassen sich Schnittebenen (z. B. beim Y-Messer) über-lagern und in Verbindung mit den hohen Werkzeuggeschwindigkeiten von > 40 m/s kommt es zu intensiven, mehrmaligen Kontakt zwischen Werkzeug und Pflanzenmaterial. Damit werden höhere Aufschluss- (Aufspleißen) und Zerkleinerungsgrade als bei der Sichelbauart erreicht [18; 19]. Dies ist insbesondere für die Bekämpfung von Schädlingen (z. B. Maiszünsler) oder dem Eindämmen von Pilzbefall (Fusarosen) in der Folgefrucht relevant. Der Leistungsbedarf ist wesentlich von der Werkzeugform und von der zu verarbeitenden Gutmasse abhängig und erreicht für die Sichel- und Schlegelbauarten spezifische Werte von bis zu 45 kW/m.

Bild 6: aufgesattelter, 3-teiliger Sichelmulcher Spearhead StarCut730 auf einer abgeernteten Körner-maisfläche vor einer Testfahrt (Foto: TU Dresden, AST)

Figure 6: trailed, 3-part rotary-mower Spearhead StarCut 730 on harvested corn field before a test run (photo: TU Dresden, AST)

Pflugtechnik und weitere Systeme

Der klassische Streichblechpflug ermöglicht durch tiefes, vollflächiges Einarbeiten des Pflan-zenmaterials eine effektive Feldhygiene, insbesondere für die Folgefrucht. Das zeigt sich in der Belebung des Pflugmarktes. So bietet beispielsweise der Hersteller Amazone mit dem Anbau Drehpflug Cayron seit 2014 wieder Pflüge an [8]. Eine schnelle Verrottung der Pflan-zenreste wird mit der Pflugarbeit jedoch nicht erreicht. Hier sind aktuell Konzepte verschie-dener Hersteller zu finden, die flachen und ganzflächig arbeiten und den Bewuchs, Unkraut und Wurzeln zum Abtrocknen/ Absterben an der Oberfläche belassen und zusätzlich für Ero-sionsschutz sorgen. Die Kettenscheibenegge in X-Bauform (Kelly) verzichtet mit wahlweise passiven Scheiben- oder Zinkenrotoren (Pricklekette) auf starre Werkzeugachsen und er-reicht damit eine optimale Bodenkopierung [20]. Die Geräte ermöglichen mit Arbeitsge-schwindigkeiten bis zu 15 km/h und maximalen Arbeitsbreiten von 12,6 m hohe Flächenlei-tungen bis über 15 ha/h.

Angetriebene Zinkenrotoren mit Durchmessern von 300 – 800 mm in Kombination mit vorlau-fenden breiten Flachscharen (Glyph-O-Mulch) [21] oder Gänsefußscharen (couch grass Kil-ler) [22] wurden in den letzten Jahren der Öffentlichkeit vorgestellt.

Zusammenfassung

Breit gefächerte pflanzenbauliche und betriebswirtschaftliche Anforderungen führen weiterhin zu wachsender Ausstattungs- und Konfigurationsvielfalt in der Geräte- und Maschinentechnik zur Bodenbearbeitung. Zunehmende Bedeutung erlangen das gleichmäßige Verteilen, die optimale Vorzerkleinerung von Ernteresten und Bewuchs vor der eigentlichen Bodenbearbei-tung sowie die mechanische Unkrautbekämpfung. Dafür werden zapfwellengetriebene Mulcher in einem separaten Arbeitsgang eingesetzt oder abrollende, schneidende Werkzeuge in die gezogenen Geräte integriert. In diesem Bereich der Feldhygiene ist weiterhin mit Entwicklungen bei der Bodenbearbeitungstechnik zu rechnen.

Literatur

[1] -,-: VDMA Landtechnik, Wirtschaftsbericht 2014

[2] -,-: Konjunkturauswertung der Informationsstelle für Unternehmensführung (IFU) im LandBauTechnik - Bundesverband e.V. (Quartal 2/2014)

[3] -,-: Lemken - Unsere Produktpalette wird weiter wachsen, Eilbote Nr. 21/2014, S. 19

[4] Autorenkollektiv: Definition von Bodenbearbeitungs- und Bestellsystemen, KTBL 2014, www.ktbl.de

[5] Brunotte, J.: Bodenbearbeitung - Für jeden ist etwas dabei, Eilbote Nr. 22/2014,

S. 10-13.

[6] -,-: Internetauftritt des Unternehmens Horsch, Deutschland, 01/2015, http://www.horsch2.com

[7] -,-: Internetauftritt des Unternehmens Lemken, Deutschland, 01/2015, http://www.lemken.com

[8] -,-: Internetauftritt des Unternehmens Amazone, Deutschland, 01/2015, http://www.amazone.de

[9] -,-: Väderstad, Schweden, Neuheiten 2014, Eilbote Nr. 42/2014, S.18f.

[10] -,-: Internetauftritt des Unternehmens Kuhn, Frankreich, 01/2015, http://www.kuhn.de

[11] -,-: Internetauftritt des Unternehmens Pöttinger, Österreich, 01/2015, http://www.poettinger.co.at

[12] -,-: Maisanbauflächen nach Bundesländern, DMK (Deutsches Maiskomitee) 2014, http://www.maiskomitee.de

[13] Steiner, K.: Neue Entwicklungen bei der mechanischen Unkrautbekämpfung, LOP, 11/2014, S.32-37

[14] Becherer, U.: Besonderheiten und Trends der Bodenbearbeitung in Biobetrieben, Vor-trag (Bioland e.V.), Kolloquium Bodenbearbeitung, 25.-26.09.2014, TU Dresden

[15] -,-: Internetauftritt des Unternehmens DalBo, Dänemark, 01/2015 http://www.dal-bo.com

[16] Stark, C.: Technik Bodenbearbeitung bei hohen Geschwindigkeiten, Vortrag (Väderstad GmbH), Kolloquium Bodenbearbeitung, 25.-26.09.2014, TU Dresden

[17] -,-: Internetauftritt des Unternehmens Greentec A/S (Spearhead), Dänemark, 01/2015 http://www.greentec.eu

[18] -,-: Kampf dem Maiszünsler, Bericht zum DMK (Deutsches Maiskomitee) - Praktikertag, Eilbote Nr. 48/ 2013

[19] -,-: Internetauftritt des Unternehmens Müthing, Deutschland, 01/2015 http://www.muething-mulcher.de

[20] -,-: Internetauftritt des Unternehmens Kelly MPH, Dänemark, 01/2015 http://www.kellymph.eu

[21] -,-: Internetauftritt des Unternehmens Eco-Mulch, Frankreich, 01/2015 http://www.eco-mulch.com

[22] -,-: Internetauftritt des Unternehmens CMN Maskintec A/S, Dänemark, 01/2015 http://www.en-cmn.sk3.dk