Article in yearbook 2025
Root Crop Engineering Technical status and innovations in sugar beet harvesting technology
Marktsituation in Deutschland und weltweit
Der Zuckermarkt stellt seit fast 10 Jahren alle Beteiligten der Zuckererzeugung vor große Herausforderungen. Seit 2017 ist die Zuckermarktordnung - ein bewährtes und funktionierendes System zur Markt- und Preisstabilisierung - abgeschafft worden, der Abschluss der Mercosur-Verhandlung steht ebenso wie ein Zollabkommen mit Indien kurz bevor, beim dem jedoch vermutlich landwirtschaftliche Produkte ausgeschlossen werden. Preisvorhersagen und Absätze sind schwer kalkulierbar und erfordern eine hohe Flexibilität von der gesamten Zuckerrübenbranche.
Die weltweite Nachfrage an Zucker ist gestiegen: Der Verbrauch stieg von 2019/20 bis 2023/24 um ca. 5% auf etwa 189 Mio. t Rohwert. Die Zuckererzeugung stieg im gleichen Zeitraum in Südamerika um fast 28% auf 55 Mio. t Rohwert, in Asien um ca. 16 % auf 72 Mio. t Rohwert, während die europäische Produktion stabil bei 31 Mio. t Rohwert liegt.
Die europäische Rüben- und Zuckererzeugung orientiert sich am heimischen Bedarf. Angebaut wird die Zuckerrübe in der EU von rund 98.000 landwirtschaftlichen Betrieben (über 22.000 in D) und in 88 Fabriken (18 in D) verarbeitet (Stand 2023/24, CEFS).
In Deutschland ist die Anbaufläche nur leicht gesunken. In der Kampagne 2023/24 lagen die Erträge auf einem sehr hohen Niveau: 81,8 t/ha bei 16,4 % Zucker. Die so über 4,2 Mio. t erzeugten Zucker (Weißwert) werden zu 81,3 % weiterverarbeitet, 6,9 % finden einen industriellen Absatz (Non-Food). [1]
Aus dem pflanzenbaulichen Bereich ergeben sich weitere, auch für die Erntetechnik relevante Anforderungen:
· Stolbur, SBR - die Schilf-Glasflügelzikade ist in Deutschland auf dem Vormarsch und verbreitet Pathogene, die dazu führen, dass umgangssprachlich sogenannte 'Gummirüben' mit geringerer innerer Qualität (u.a. niedrigem Zuckergehalt) wachsen, die u.U. auch durch Sekundärinfektionen nicht vermarktungsfähig sind.
· Die Nachfrage an Bio-Zucker und auch der Anbau von Öko-Rüben steigt weiterhin stark. Die Gefahr einer stärkeren Verunkrautung der Bestände und der Anteil lockerer sitzender Rüben durch die mechanische Unkrautbekämpfung - so die Information einiger Praktiker - steigt.
Diese Umstände sind bei der weiteren Optimierung des Köpf-Rode-Prozesses bei der Rübenernte zu berücksichtigen.
Herausforderungen an die Technik und zukünftige Wege
Die bekannten Anforderungen an die Erntetechnik bleiben: bodenschonend, verlustarm, möglichst wenig Beschädigungen und (Schnitt-)Verletzungen, keine (grünen) Blattreste bei möglich geringem Erdanteil und Reduzierung der Verfahrenskosten.
Automatisierung, Digitalisierung des Ernteprozesses und Vernetzung stehen sowohl bei den Herstellern als auch in der Wissenschaft im Mittelpunkt. Auch die Bedeutung des Arbeitsplatzes "Kabine" rückt stark in den Vordergrund. Komfort bei der Überwachung der Maschine und des Gutstroms als auch der Wohlfühlfaktor bzw. die Ergonomie in der Kabine haben an Bedeutung gewonnen.
Rübenernte
Die Zeit grundlegender technischer Innovationen scheint vorerst vorbei zu sein.
Verfahren und Roderkonstruktion
Weiterentwicklungen auf den Gebieten einer verletzungsarmen Behandlung der Zuckerrübe, eines geringen Erdanteils bei dennoch geringen Ernteverlusten - und das bei einem Maximum an Bodenschonung - erfolgen meistens nur noch bei den mehrreihigen, selbstfahrenden Köpf-Rode-Bunkern - überwiegend mit 6 Reihen. Lediglich in den großen Ebenen Nordamerikas und den Schwarzerde-Regionen Osteuropas haben sich 2-phasige, meist gezogene, 6-, 8- und 12-reihige Varianten (Entblatter + Rodelader) gehalten. Der Anteil 3-achsiger Köpf-RodeBunker steigt weiter auf über 85 %.
Um Gewichte und damit die Bodenbelastung zu reduzieren, finden spezialgehärtete Stähle wie Hardox Anwendung. Hardox ist ein hochverschleißfester, durchgehärteter Spezialstahl, der sich von ‚normalem‘ Stahl abhebt. Er ist widerstandsfähiger gegen Abrieb und Reibung und daher haltbarer. Hardox ist in rauen Umgebungen mit Sand und Steinen haltbarer. Die Materialhärte ist durch das gesamte Material hinweg gleichmäßig. Dies alles sind Eigenschaften, die dazu führen, dass weniger Material benötigt wird. Dünnere Bauteile bei gleicher Haltbarkeit führen zu einem geringeren (Maschinen-)Gewicht und somit zur Kraftstoffstoffeinsparung sowie Verringerung des Bodendruckes.
Weitere Gewichtsreduzierungen werden über leichtere Komponenten, wie dem Durchmesser von Hydraulikleitungen erreicht.
Spurversetztes Fahren in Verbindung mit moderner Reifentechnologie sorgt für ein effizientes, bodenschonendes Ernten. Neueste Reifentechnologie, die eine Reduzierung des Reifeninnendrucks auf 1,4 bar zulassen, und die Vergrößerung der Aufstandsfläche reduzieren den Kontaktflächendruck. Spurtreue, Seitenhangtauglichkeit und Gewichtsverteilung auf die Achsen sind in Kombination mit hydraulischen Fahrwerkskonzepten verbessert worden.
Reihen- und Roderführung
Rübenroder sind ein klassisches Beispiel für Maschinen mit einer Selbstführung während des Feldeinsatzes: Während die Reihentaster vorne die Hinterachse des Roders steuern, findet die Feinsteuerung der Vorderachse über die Steuerung der Rodeorgane statt. Vier Taster sind sind dabei für die Scharführung zuständig. Sowohl Polder bzw. Rüttelschar als auch Radrodeschare, führen sich im Anschluss ‚selber‘ exakt an der Rübe entlang. Eine Mechanik aus Hebel und Winkelsensor nimmt diese Verschiebung auf. Der Roderfahrer kann entscheiden, ob die Vorderachslenkung über den Taster, den Winkelsensor oder aber durch beide Sensoren geregelt werden soll. Bei gehackten Rüben ist die Selbstführung entlang der Rübenreihe, insbesondere bei Radrodescharen, schwieriger, da der Boden und der Sitz der Rübe lockerer ist. Bei Wendemanövern können Roder mit oder ohne Hundegang fahren oder beides lenkwinkelabhängig als sogenannte 'Kombifahrt'. In Verbindung mit einem autonomen Vorgewendemanagement ähnelt der moderne Rübenroder in seinen Funktionen einem Ernteroboter.
Minimal-Köpfung oder Entblätterung
Es zeigt sich weiterhin eine Koexistenz der Verfahren 'Köpfen' und 'Entblatten'. Alle Roderhersteller bieten Lösungen zur sogenannten „Minimal-Köpfung“, eine effiziente und kostengünstige Antwort auf das Entblättern, um das Potenzial von drei bis vier Prozent höherer Massenerträge im Vergleich zum klassischen Exaktköpfer zu nutzen. Wesentlich hierzu beigetragen haben neben der weiterentwickelten Technologie auch die Zuckerrübenzüchtung - der Rübenkopf ist wesentlich definierter und kleiner geworden, was auch zur Akzeptanz beider Verfahren und Einigung der Verhandlungspartner der Zuckerwirtschaft geführt hat.
Zu den beiden Verfahren:
· Schleglerwellen aus Stahl, Putzerwellen aus Kunststoff oder die Multiwelle als alternative, deren Drehzahl und Arbeitshöhe individuell dem Bestand angepasst werden kann. Die Entblätterung mit zwei unabhängig voneinander arbeitenden Schlegel-Wellen im Frontanbau ist eine vollwertige Alternative am selbstfahrenden Köpf-Rode-Bunker sowohl für Rüben zur Biogas-Nutzung als auch in der Zuckerfabrik. In absetzigen Systemen (z.B. in Übersee/Osteuropa) wird der gezogene, 3-wellige Entblatter („Defoliator“) mit oder ohne Nachköpfer ver- bzw. betrieben. Dieser muss auch in der 12-reihigen Ausbaustufe mit gleicher Geschwindigkeit gefahren werden können, genauso wie der separat gezogene Rodelader.
· Minimal-Köpfverfahren mit dem Schleifkufen-Tastmesser werden ebenfalls weiterentwickelt. Der Rübenkopf wird mit einem Tastkamm präziser abgetastet, führt das Messer exakter und kann anhand der höchsten Auslenkung ebenfalls die Schleglerhöhe regeln.
Rodevorgang und Rübenaufnahme
Angetriebene Radrodeschare und Polderschare habe weiter standortspezifisch ihren Markt und werden entsprechend weiterentwickelt. So werden die Paddelwellen präzise auf die Radrodeschare angepasst und dienen zusätzlich als Abstreifer zur Reinigung der Schare bei bindigen Böden.
Viele Roder besitzen 7 anstatt ursprünglich 6 Zwickwalzen. Als Material können bei der letzten Zwickwalze optional PU oder Stahl gewählt werden. Eine bessere Materialtrennung bei starken Verunkrautungen, besonders bei tonigen Böden, soll so gefördert werden können.
Getestet werden derzeit Ansätze einer Zwickwalzenheizung für problematische Tonstandorte. Heißes Wasser wird durch die Zwickwalzen geleitet, wodurch das Anhaften tonigen Bodens an den Rüben aber auch an den Walzen selbst reduziert wird. Hieraus ergibt sich eine Alternative zu den Wassersprüheinrichtungen. Eine Reinigung, die die Arbeit der nachfolgenden Siebsterne und damit auch das Risiko erhöhter Bruchverluste reduziert.
Reinigungsstrecke: Siebband und Siebsterne
Nach dem Zwickwalzentisch werden die Rüben mit einem Siebband zu den 3 Siebsternen gefördert. Der Durchgang - Siebbandbreite und Abstand zur Vorderachse - limitiert den möglichen Rübendurchsatz.
Eine durchsatzgesteuerte Einstellung der Siebsterne bieten mittlerweile alle deutschen Hersteller an. Über Drehmoment- bzw. Drucksensoren an den Reinigungs- und Transportelementen wird der Rübendurchsatz abgeleitet und die Einstellung relevanter Werkzeuge angepasst. Die Rodegeschwindigkeit wird über ‚Speedtronic-Cruise‘ (Fa. Grimme) je nach Bedarf automatisch reduziert oder erhöht.
Bei der 3D-Reinigung (Fa. Holmer) werden über Hydraulikzylinder die Winkel aller drei Siebsterne angepasst. Eine gleichmäßigere Förderung des Gutstroms, auch in Hanglagen, wird so unterstützt. Über den Durchsatz wird weiterhin die Drehzahleinstellung der Reinigungs- und Transportwerkzeuge geregelt (adaptive Reinigung). Die Fahrgeschwindigkeit obliegt ausschließlich dem Fahrer.
R-Flow (Fa. ROPA) regelt durchsatzabhängig die Drehzahlen vom Siebband, den 3 Siebsternen und dem Ringelevator. Im Tempomat wird die Sollarbeitsgeschwindigkeit eingestellt sowie die maximale Reduzierung bei zu hohen Durchsätzen. Wird nun ein zu hoher Durchsatz festgestellt, werden im ersten Schritt die Drehzahlen erhöht. Reicht dies nicht, wird die Rodegeschwindigkeit schrittweise auf die maximale Reduzierung gesenkt. Diese Prozedur wird alle fünf Sekunden erneut kontrolliert. Geschwindigkeitssteigerungen können aber nur über den Fahrer stattfinden.
Rübenelevator, Bunkern und Entladen
Der Ringelevator ist den hohen Rübendurchsätzen angepasst. Die Breite oder Tiefe des Elevatorbandes ist hier wichtig. Konstruktionen wie gefederte Rollen dienen einer Anpassung an die Befüllung der Ringelevatortaschen. Zum Schutz vor Wurzelbruchverlusten beim Befüllen oder Entladen sind PE-Panele unter anderem am Maschengitter des Bunkers montiert. Breitere, höhere Mieten verlangen nach einer Anpassung der Roder-Technik und längere Entladebänder.
Rübenreinigungslader
Eine effiziente Rübenverarbeitung in den Zuckerfabriken bei Kampagnedauern von 120 Tagen definieren hohe Anforderungen bei der Rübenlogistik an die Ernteplanung, Durchführung der Ernte, Abfuhrmanagement und Rückkopplung mit der Zuckerfabrik. Die Rübenreinigungslader werden mit Aufnahmebreiten von über 10 m angeboten. Eine flexible Anpassung des Anstellwinkels des Aufnahmetisches steht zur Verfügung. Professionelle Logistikketten, die mit den unterschiedlichsten Software-Programmen unterstützt und vernetzt sind, sind Standard.
Reduzierung der Bodenbelastung
Auch für den Transport der Rüben auf dem Feld werden eine Vielzahl gezogener Überladewagen, mit großvolumiger Bereifung, teilweise mit bodenschonenden Gurtbandlaufwerken, angeboten.
Fahrer-Assistenz-Systeme und Vernetzung/Telemetrie
Der ergonomischen Bedienung und der sicheren Überwachung des gesamten Roders sowie seiner immer komplexer werdenden Funktionen kommen eine hohe Bedeutung zu. Informationen über Maschineneinstellungen, -zustände, -positionen, Fehlerreports und Fotos/Videos zur Diagnose, Dokumentation und Verfahrensoptimierungen werden in alle Richtungen geteilt. Wiegungen in der Zuckerfabrik werden so auch zur Feinkalibrierung der Waage im Reinigungslader genutzt (Bsp.: R-Connect, Fa. ROPA).
Zur möglichst optimalen Einstellung der Roder hinsichtlich Effizienz und Rodequalität und zur Planung der Rübenlogistik ist die Echtzeitvernetzung aller Prozessdaten Standard. Das Erntemanagement, sekundengenaue Video-Dokumentation des gesamten Arbeitsvorganges oder die Abfuhrlogistik mit der Zuckerfabrik gehören dazu. Der Abfuhrplan löst bei Rodegemeinschaften bzw. Lohnunternehmern den Rodeauftrag aus, im Anschluss die mechanisierte Mietenabdeckung sowie die Abfuhr. Alle abrechnungsrelevanten Daten werden objektiv zur Verfügung gestellt.
Bild 1: Übersicht von Assistenzsystemen im Rübenroder [2, 3, 4]
Figure 1: Overview of assistance systems in beet harvesters [2, 3, 4]
Wissenschaftliche Aktivitäten
Im Bereich der Fahrerunterstützung sind weiterhin viele, auch wissenschaftliche Projekte angesiedelt.
· Sensortechnische Bestimmung von Gutstromeigenschaften als Inputgröße für Maschinen-Managementsysteme. Hierüber wurde bereits im Jahrbuch Agrartechnik 2023 berichtet.
· Sensoren bieten bei der Konstruktion und Gewichtsreduktion Vorteile im Vergleich zu mechanischen Tastern.
· KI und Bildanalyse zur Überwachung der Bauteile, der Konstitution und äußeren Qualität der Zuckerrübe vor, während und nach der Ernte
· Die Weiterentwicklung von Computermodellen zur Befahrbarkeit von Äckern und damit des Bodenschutzes ist eine ständige Herausforderung. Terranimo [5] oder das Projekt SoilAssist [6] sind hier zu nennen.
Zusammenfassung
Der Zuckermarkt befindet sich seit der Abschaffung der EU-Zuckermarktordnung im Jahr 2017 in einer Phase hoher Unsicherheit. Globale Handelsabkommen, volatile Preise und schwer kalkulierbare Absatzmärkte erhöhen den Anpassungsdruck auf die gesamte Zuckerrübenbranche. Während die weltweite Zuckernachfrage und -produktion – insbesondere in Südamerika und Asien – deutlich gestiegen sind, bleibt die europäische Zuckererzeugung stabil und am Binnenbedarf ausgerichtet. In Deutschland sind die Anbauflächen nur leicht rückläufig, bei gleichzeitig sehr hohen Erträgen und einer überwiegend industriellen Weiterverarbeitung.
Zusätzliche Herausforderungen ergeben sich aus dem Pflanzenbau, etwa durch die Ausbreitung von Stolbur/SBR sowie den zunehmenden Bio-Zuckerrübenanbau, der höhere Verunkrautung und locker sitzende Rüben begünstigt. Diese Faktoren stellen neue Anforderungen an den Köpf-Rode-Prozess und die Erntetechnik.
Technisch liegt der Fokus weniger auf grundlegenden Innovationen als auf der Weiterentwicklung bestehender Systeme. Mehrreihige, selbstfahrende Köpf-Rode-Bunker dominieren den Markt. Gewichtsreduzierung durch hochfeste Materialien, moderne Reifentechnologien, spurversetztes Fahren und verbesserte Fahrwerkskonzepte tragen zur Bodenschonung bei. Automatisierung, Digitalisierung, Fahrerassistenzsysteme sowie ergonomisch optimierte Kabinen gewinnen stark an Bedeutung.
Bei der Rübenernte bestehen die Verfahren Köpfen und Entblättern parallel fort, wobei sich die Minimal-Köpfung als wirtschaftliche Alternative etabliert hat. Weiterentwicklungen betreffen Rodeorgane, Aufnahme- und Reinigungssysteme sowie durchsatzabhängige Regelungen, die zunehmend sensor- und softwaregestützt arbeiten. Auch Logistik, Bunkern, Entladen und Reinigungslader werden an steigende Durchsätze und längere Kampagnen angepasst.
Echtzeit-Vernetzung, Telemetrie und digitale Logistikketten sind heute Standard und ermöglichen eine effiziente Ernte- und Abfuhrplanung. Begleitend treiben wissenschaftliche Projekte die Entwicklung von Sensorik, KI-gestützter Bildanalyse, Bodenschutzmodellen und Entscheidungsunterstützungssystemen voran, um Effizienz, Erntequalität und Nachhaltigkeit weiter zu verbessern.
Literatur
[1] WVZ (2025) Jahresbericht der Wirtschaftlichen Vereinigung Zucker 2024/2025.
[2] Schmittmann, O. (2025). Kleine und größere Optimierungen. Zuckerrüben Journal. 05/2025.
[3] Ziegler, K., Ott, C., Schmittmann, O. (2025): Trends bei der Zuckerrübenernte, https://www.dlg.org/detail/trends-bei-der-zuckerruebenernte. Zugriff am 20.12.2025.
[4] Roderhersteller (2025). Mündliche Mitteilungen der Roderhersteller auf der
Agritechnica 2025 in Hannover.
[5] Tarranimo: Projektinformationen abrufbar unter https://ch.terranimo.world. Zugriff am 11.02.2026
[6] SoilAssist: Projektinformationen abrufbar unter https://www.soilassist.de. Zugriff am 11.02.2026
Autorendaten
Dr. Oliver Schmittmann ist Teil der Abteilung Agrartechnik und Robotik am Institut für Landtechnik der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn.
