¶ Teilbreitenschaltung
Teilbreitenschaltungen oder auch Section Control sind elektronische Assistenzsysteme zur Verbesserung des Pflanzen- und Umweltschutzes im Precision Farming. Bei Pflanzenschutzspritzen werden teilweise mehrere Düsen am Spritzgestänge zu Teilbreiten zusammengefasst. Mit ihrer Hilfe können beispielsweise die Düsen am Spritzgestänge in den Teilbreiten ein- und ausgeschaltet werden anstelle dem Ein- und Ausschalten aller Düsen der Pflanzenschutzspritze [1].
¶ Beschreibung
Im Zuge der Digitalisierung der Agrarwirtschaft wurden Systeme entwickelt, die die Applikationsmenge variabel steuern, indem sie die Volumenströme in Echtzeit anpassen. So kann die Menge unabhängig von veränderten Fahrbedingungen (Geschwindigkeit, Hangneigung etc.) an die Gegebenheiten angepasst werden [2].
Die Hauptproblematik besteht darin, dass einige Teilflächen, deren Relief ungleichmäßig gestaltet ist, oft mehrfach mit Pflanzenschutzmitteln/Düngern/Saatgut behandelt werden, weil sich Überlagerungen des Spritzgestänges/der Streubreiten mit bereits behandelten Teilflächen ergibt [2]. Mit einer automatisierten Teilbreitenschaltung kann die Anzahl doppelt behandelter Flächen verringert werden. Sinnvoll ist daher beispielsweise eine GNSS gesteuerte Teilbreitenschaltung am Vorgewende [2].
Zur exakten Vorstellung der Technik im Feld, dienen die nachfolgenden Abbildungen. Ohne Einflüsse auf dem Schlag, kann normal gearbeitet werden. Beim Pflanzenschutz heißt das, alle Düsen sind aktiv und applizieren die Spritzbrühe (Abb. 1) [5].
Sobald Hindernisse auftreten, müssen diese umfahren werden, was mit einer Doppelbehandlung einhergehen würde. Durch die Teilbreitenschaltung werden jedoch die Düsen abgeschaltet, die sich über dem bereits behandelten Schlagteil befinden (Abb. 2) [5] [7].
Ist das Hindernis umfahren und die ursprüngliche Route wieder aufgenommen, werden die abgeschalteten Teilbreiten wieder eingeschaltet (Abb. 3) [5] [7].
Neben der weit verbreiteten Anwendung im Pflanzenschutz kommt diese Technik auch bei der mineralischen und organischen Düngung und der Aussaat zum Einsatz. Beim Düngerstreuer werden Parameter, wie Drehzahl und Aufgabepunkt so verändert, dass sich der Winkel des Streufächers verkleinert [8]. An Sämaschinen werden einzelne Aggregate abgeschaltet oder Schläuche verschlossen [9].
Tests verschiedener Teilbreitenschaltungen des Julius-Kühne-Instituts (JKI) zeigen, dass der Erfolg unterschiedlich ist. Die Überlappung von 50 % wurde bei einigen Systemen nicht eingehalten. Wie genau die Anwendung ist, bestimmt die Genauigkeit der GNSS-Empfänger. Unschärfe und die Ausdehnung des Spritzstrahls führen hier zu Überlappungen. Durch Anpassung der Überlappungen und der Schaltzeiten reduziert sich dieser Fehler [3].
Um die exakte Genauigkeit zu prüfen, existiert ein Prüfverfahren des JKI nach Abbildung 4.
Um die „wahre Position“ zu bestimmen, werden zwei Referenzmarken mit einer Distanz von 10 m platziert. Das Passieren der Marke wird über Lichttaster erfasst. Die zweite Marke dient zur Zeiterfassung [3].
¶ Teilbreitenschaltung im Fazit
Die automatische Teilbreitenschaltung bietet dem Nutzer eine Menge an Vorteilen und bisher keine Nachteile. Zugute spricht dem System, dass es:
- teilweise einfach nachrüstbar ist
- zu jeder Tageszeit nutzbar ist
In moderneren Traktoren sind GNSS-Empfänger bereits Standard, so lässt sich das System leicht in den ISOBUS integrieren. Beim Pflanzenschutz sind je nach Art der Düse kurze Teilbreiten bis 100 cm realisierbar [3]. Früher oder später äußert sich die Anschaffung einer Teilbreiten- bzw. Reihenschaltung in ökonomischen und ökologischen Vorteilen für den Nutzer. Diese sind durch eine Steigerung der Ressourceneffizienz, Reduktion der Emissionen und Rückstände und damit einhergehend eine erhöhte Artenvielfalt zu erwarten [6]. Die Ressourceneffizienz zeigt sich in verringerten Input-Kosten [7].
Besonders nützlich können automatische Teilbreitenschaltungen (ATS) sein, wenn sie mit weiteren Applikationen, z.B. Pflanzenschutz-Anwendungs-Managern (PAM) kombiniert werden. Vorab erstellte Applikations- oder Zonenkarten können so gezielt abgearbeitet werden. Die Gefahr der Behandlung einer Nichtzielfläche (Graben, Feldweg, Nachbarfeld) wird vermieden [4].
Es gibt viele verschiedene Hersteller von Section Control Systemen. Sie werden häufig komplementiert durch automatische Lenksysteme [7].
¶ Anwendungsbereich
Hier folgen passende Praxisbeispiele von FARMPRAXIS
¶ Quellen
- Größer, schneller und präziser: J. K. Wegener
- Elektronische Systeme bei Pflanzenschutzgeräten: A. Herbst
- Trends in der Pflanzenschutztechnik: J. K. Wegener
- Förderung von moderner Pflanzenschutztechnik: V. Overbeck
- Innovationen in der Applikationstechnik: H. Ganzelmeier, H. Nordmeyer
- Digitales Experimentierfeld Diabek - Digitalisierung anwenden, bewerten und kommunizieren; P. Noack et al.
- Whole farm analysis of automatic section control for agricultural machinery: J. Shockley et al.
- Technik zur Ausbringung fester Mineraldünger
- Precision Farming Smart Farming Digital Farming - Grundlagen und Anwendungsfelder
¶ Autoren*innen
Michael Wagner, Technische Zentralstelle Dienstleistungszentrum Ländlicher Raum Rheinhessen-Nahe-Hunsrück (TZ DLR-RNH)