Neuartiges System für nachhaltigen Ackerbau

Der Pflanzenschutzmitteleinsatz kann mit Geräten zur Stoppel- und Bodenbearbeitung reduziert werden. Das Institut für Bau- und Landmaschinentechnik der TH Köln hat ein neuartiges Bodenbearbeitungssystem entwickelt. Erste Feldtests mit dem Prototyp «Grinder» zeigen, dass er effektiver arbeitet als herkömmliche Geräte und zudem noch Kraftstoff einspart.

«Pflanzenschutzmittel werden eingesetzt, um Unkräuter, Pflanzenkrankheiten oder Schädlinge zu kontrollieren. Chemische Wirkstoffe können allerdings Umwelt und Organismen belasten. Zudem bilden sich vermehrt Resistenzen und die Zulassung wird immer schwieriger», erklärt Wolfgang Kath-Petersen vom Institut für Bau- und Landmaschinentechnik der TH Köln. Vor diesem Hintergrund wächst die Bedeutung von Verbesserungen in der Landmaschinentechnik.

Ultraflache Bodenbearbeitung

Um die Feldhygiene zu verbessern, arbeitet das Institut für Bau- und Landmaschinentechnik der TH Köln im Projekt «Grinder» gemeinsam mit der seed2soil GmbH & Co. sowie der Saphir Maschinenbau GmbH an einem neuartigen Gerätesystem zur Stoppel- und Bodenbearbeitung. Dieses zerkleinert Ernterückstände wie Getreide-, Raps-, und Maisstoppeln durch eine ultraflache Bodenbearbeitung.

Ziel ist es, dadurch die Strohrotte, also das Verrotten des Pflanzenmaterials, zu fördern und möglichst viele Samen zum Keimen anzuregen. In weiteren Arbeitsgängen werden die gekeimten Pflanzen verschüttet oder aus dem Boden herausgerissen und an der Bodenoberfläche abgelegt, wo diese anschliessend vertrocknen. Dadurch stellen sie für die Folgekultur keine Konkurrenz mehr dar. Zudem sinkt das Risiko für Infektionskrankheiten und Schädlingsbefall.

Multifunktionale Werkzeuge

«Bestehende Systeme zur Stoppel- und Bodenbearbeitung kombinieren häufig verschiedene Werkzeuge und sind relativ gross und schwer. Dadurch steigt der Leistungsbedarf an den Traktor», so Phillip Müller, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Bau- und Landmaschinentechnik der TH Köln. «Unser Gerät ist mit multifunktionalen Werkzeugen ausgestattet, die zum Beispiel gleichzeitig schneiden und zerkleinern können. Es ist daher deutlich leichter, kleiner und leichtzügiger», hält er fest

Eine weitere Herausforderung: Mit den üblichen Maschinen werden zerkleinerte Pflanzenreste in der Regel fünf bis sieben Zentimeter tief in den Boden eingearbeitet. Das ist häufig zu tief, da unter anderem Tauwürmer das pflanzliche Material in dieser Tiefe nur schwer erreichen und nicht verarbeiten können. «Tauwürmer tragen durch ihre Tätigkeit unter anderem zur Durchlüftung des Bodens und zum Umbau der organischen Substanz bei. Ausserdem fallen insbesondere Lichtkeimer in die so genannte Keimruhe, wenn diese zu tief eingemischt werden», erklärt Müller.

Geringerer Kraftstoffverbrauch

In Feldversuchen hat das Team des Instituts den «Grinder» nun mit Geräten wie Grubber, Kurzscheibenegge oder Strohstriegel verglichen, die in der Regel zur Stoppel- und Bodenbearbeitung eingesetzt werden. Die Tests haben gezeigt, dass der «Grinder» die nach der Ernte auf dem Feld verbliebenen Samen und Erntereste deutlich flacher in den Boden einarbeiten kann als die Vergleichsgeräte.

«Hinsichtlich der gewünschten maximalen Arbeitstiefe konnten wir unter optimalen Bedingungen bereits die gewünschte maximale Arbeitstiefe von zwei Zentimetern erreichen. Aufgrund der leichtzügigen Bauweise arbeitet der <Grinder> zudem effizienter als herkömmliche Geräte, was sich auch in einem gegenüber bisherigen Verfahren geringeren Kraftstoffverbrauch zeigt», sagt Müller.

In den nächsten Arbeitsschritten des Vorhabens soll der «Grinder» nun gemeinsam mit den Kooperationspartnern weiter optimiert werden. «Unser Ziel ist es, eine maximale Arbeitstiefe von zwei Zentimetern über die gesamte Arbeitsbreite des Gerätes zu erreichen», so Müller.