Für den teilflächenspezifischen Pflanzenschutz ist die Direkteinspeisung ein Muss. Ohne Satellitentechnik ermöglicht sie einen schlagindividuellen Mitteleinsatz und spart Reinigungszeit. Über erste Erfahrungen berichten Praktiker und Entwickler.
Der häufige Mittelwechsel und dann immer das aufwendige Säubern der Spritze. Reinigen ist bei uns im Gemüseanbau einfach ein riesen Thema“, sagt Carsten Vorsatz, pflanzenbaulicher Leiter des Gemüsebetriebes Mählmann. Er fügt hinzu: „Das war einer der Hauptgründe, uns mit der Direkteinspeisung zu beschäftigen.“ Da er bei dieser Technik keine Tankmischung mehr ansetzt, muss er jetzt nur noch das Gestänge und die Dosiereinrichtung spülen. Gleichzeitig kann er verschiedene Mittel mitführen und unabhängig voneinander einsetzen. Das erspart ihm Arbeit und Zeit.
Diese Aspekte spielen auch für Kartoffelbauer, die häufig zwischen Sikkation und Fungiziden wechseln müssen, eine Rolle. Ebenfalls ist die Technik interessant für Ackerbaubetriebe, die beim Pflanzenschutz oft verschiedene Kulturen parallel behandeln.
Um den Ansprüchen der Praktiker weiter gerecht zu werden, hat das Julius Kühn-Institut (JKI) und die Firma Dammann die Technik auf zwei Projektbetrieben im laufenden Betrieb weiter entwickelt.
Sauberer und schneller
Das eigentliche Ziel der Direkteinspeisung ist die sensorgestützte, teilflächenspezifische Ausbringung von Pflanzenschutzmitteln. Dennoch bietet die Technik für den Praktiker Carsten Vorsatz auch ohne Sensorerkennung von Unkräutern viele Vorteile:
Wachstumsregler lassen sich schlagindividuell dosieren.
Auf Teilflächen mit Problemunkräutern lassen sich weitere Herbizide zu- und abschalten. Gleiches gilt für Insektizide z.B. bei der Herbizidmaßnahme im Herbst im Getreide. Auch hier ist nun keine extra Tankmischung für befallene Flächen mehr nötig.
Muss man unterschiedliche Kulturen zeitgleich behandeln, kann man zwischen verschiedenen Mitteln wechseln.
Da ein Mittelwechsel möglich ist, können Felder mit unterschiedlichen Abstands- bzw. Mittelauflagen ebenso in einem Arbeitsschritt behandelt werden.
Das System eignet sich besonders für Flächen, die weit vom Betrieb entfernt liegen. Der Anwender spart viel Fahrtweg, da er verschiedene Mittel an Bord hat. Gesetzlich darf er die Menge mitführen, die er am Tag verbraucht.
Forschung nahe an der Praxis
„Insgesamt sind wir dem Ziel der teilflächenspezifischen Applikation im vergangenen Jahr einen großen Schritt näher gekommen“, sagt Jan-Philip Pohl vom Julius Kühn-Institut (JKI).
In dem Verbundprojekt zwischen Dammann und den Instituten für Anwendungstechnik im Pflanzenschutz und für Pflanzenschutz in Ackerbau und Grünland des JKI in Braunschweig wird vor allem an zwei Punkten intensiv gearbeitet:
mehrere Pflanzenschutzmittel in einer Überfahrt unabhängig voneinander verzögerungsfrei zu applizieren.
die Handhabung des Feldspritzgerätes, der Elektronik und der Direkteinspeisung einfach und praxistauglich zu gestalten.
Neben dem Gemüsebetrieb testete ein Ackerbaubetrieb die Entwicklung im Alltag. Durch das ständige Feedback aus der Praxis konnten die Entwickler das Gerät parallel immer weiter optimieren. Beispielweise gibt es statt anfänglich sieben Bedienungsterminals nun nur noch einen.
Prinzip der Direkteinspeisungstechnik
Aufbau der Direkteinspeisung
In den Tanks der Spritze befindet sich nur klares Wasser. Die Pflanzenschutzmittel werden kurz vor der Düse in Mischkammern in den Wasserstrom eingemischt. Somit entstehen im Vergleich zu einer Tankmischung immer nur minimale Restmengen an Spritzbrühe. Flexibilität bieten zwei voneinander unabhängige Systeme (Grafik). Am Gestänge befinden sich zwei parallele Düsenleitungen. Diese werden mit der jeweiligen Spritzflüssigkeit vorgeladen. Beim Öffnen der Düsen steht die vorgegebene Mittelkonzentration direkt zur Verfügung. Aus einem oder mehreren Pflanzenschutzbehältern kann der Anwender für jede Düsenleitung Mittel zu- und abschalten. Erfolgt die Zuschaltung eines Mittels während der Ausbringung, muss eine Verzögerung in Kauf genommen werden. Ansonsten arbeitet die Direkteinspeisung aufgrund der Vorladetechnik verzögerungsfrei.
Kurz vor Abschluss der Applikation kann man die Zufuhr der Mittel stoppen, sodass am Ende nur noch klares Wasser in den Düsenleitungen steht. Wird komplett bis zum Ende behandelt, bleibt das Spülen der Düsenleitungen. Ein Spülgang benötigt ca. 25 bis 30 Liter Wasser.
Einer der Wasserbehälter ist zusätzlich mit einem Rührwerk und Reinigungsdüsen ausgestattet, die eine praxisübliche Tankmischung möglich machen. Diese ist nach wie vor notwendig, bei:
Mischungen mit mehr Mitteln als die Direkteinspeisung vorhalten kann
fest formulierten Pflanzenschutzmitteln.
Teilflächenspezifische Zukunft
Die teilflächenspezifische Applikation hat zum Ziel, Pflanzenschutzmittel einzusparen und langfristig Ressourcen zu schonen. Unkräuter zählen nach wie vor zu den wichtigsten Schadorganismen im Ackerbau. Bisher basiert die Teilflächenbehandlung auf dem Wissen und der Erfahrung des Anwenders, der bei Bedarf Mittel zu- oder abschaltet. Bei einer sensorgestützten Teilflächenbehandlung muss das System Unkrautdichte und -arten in hoher räumlicher Auflösung erfassen. Dies könnte mit Unkrautsensoren oder mittels kameragestützter Bonitur per Drohne (Multicopter) erfolgen.
Diesen Ansatz verfolgen verschiedene Partner in dem Folgeprojekt „Assistenzsystem zur teilflächenspezifischen Applikation von Pflanzenschutzmitteln“. Sie entwickeln ein System, das über eine Webanwendung Applikationskarten erzeugt. In die Applikationskarten können verschiedenste Parameter wie zum Beispiel Ertragskarten und Unkrautverteilung eingebunden werden, die das Feldspritzgerät vollautomatisch abarbeitet. Ziel ist es, Pflanzenschutzmittel genau am Ort des Bedarfs zu platzieren, so wie es bereits aus der sensorgestützten Stickstoffdüngung bekannt ist.
Für Carsten Vorsatz ist das ein weiterer wichtiger Schritt zur Effizienzsteigerung im Pflanzenbau. Da er beim Einsatz der Onlinesensorik zukünftig nicht mehr vorher weiß, wie viel Spritzbrühe genau auf einem Schlag benötigt wird, funktioniert die sensorgestützte Ausbringung nur in Verbindung mit der nun serienreifen Direkteinspeisungstechnik. „Ansonsten hätte ich zu viel Restmengen“, gibt der Betriebsleiter zu bedenken.
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Details der Technik
Der Kunde kann die Spritze nach individuellen Wünschen (z.B. Zahl der Wassertanks und Spritzmittelbehälter) konzipieren. Der Prototyp hat eine Arbeitsbreite von 30 m und besteht aus einem Haupttank, der in drei einzelne Behälter unterteilt ist. Zwei Behälter versorgen die Spritzsysteme (System I und II). Ein weiterer Behälter dient als Frischwasserbehälter mit 500 l Fassungsvermögen.
Die zwei parallelen Düsenleitungen im Gestänge können mit der jeweiligen Spritzflüssigkeit vorgeladen werden, sodass beim Einschalten der Düsen sofort die vorgegebene Sollkonzentration zur Verfügung steht.
Jeder Düsenleitung ist eine oder nach Wunsch mehrere Direkteinspeiseeinheiten zugeordnet. Diese besteht aus Pflanzenschutzmittelbehälter und Dosierpumpe, sowie je System eine eigene hydraulisch angetriebene Kolbenmembranpumpe zur Wasserförderung. Eine kleine und zwei große Direkteinspeisepumpen sorgen dafür, dass ein möglichst großer Bereich von Ausbringmengen abgedeckt wird. Sie dosieren das Pflanzenschutzmittel in die Mischkammer, wo es verwirbelt und in den Wasserstrom eingemischt wird, bevor es in die Gestängeleitung gelangt.
Zwei Systeme auf einem Fahrgestell sind somit voneinander unabhängig voll funktionsfähig. Die serienreife Feldspritze appliziert mit hoher Dosiergenauigkeit und ohne Verzögerungszeiten.
Der Wasserbehälter, in dem sich auch praxisübliche Tankmischungen ansetzen lassen, ist mit einer Einspülschleuse ausgerüstet. Somit kann der Anwender verschiedenste Pflanzenschutzmittel ausbringen.
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Der häufige Mittelwechsel und dann immer das aufwendige Säubern der Spritze. Reinigen ist bei uns im Gemüseanbau einfach ein riesen Thema“, sagt Carsten Vorsatz, pflanzenbaulicher Leiter des Gemüsebetriebes Mählmann. Er fügt hinzu: „Das war einer der Hauptgründe, uns mit der Direkteinspeisung zu beschäftigen.“ Da er bei dieser Technik keine Tankmischung mehr ansetzt, muss er jetzt nur noch das Gestänge und die Dosiereinrichtung spülen. Gleichzeitig kann er verschiedene Mittel mitführen und unabhängig voneinander einsetzen. Das erspart ihm Arbeit und Zeit.
Diese Aspekte spielen auch für Kartoffelbauer, die häufig zwischen Sikkation und Fungiziden wechseln müssen, eine Rolle. Ebenfalls ist die Technik interessant für Ackerbaubetriebe, die beim Pflanzenschutz oft verschiedene Kulturen parallel behandeln.
Um den Ansprüchen der Praktiker weiter gerecht zu werden, hat das Julius Kühn-Institut (JKI) und die Firma Dammann die Technik auf zwei Projektbetrieben im laufenden Betrieb weiter entwickelt.
Sauberer und schneller
Das eigentliche Ziel der Direkteinspeisung ist die sensorgestützte, teilflächenspezifische Ausbringung von Pflanzenschutzmitteln. Dennoch bietet die Technik für den Praktiker Carsten Vorsatz auch ohne Sensorerkennung von Unkräutern viele Vorteile:
Wachstumsregler lassen sich schlagindividuell dosieren.
Auf Teilflächen mit Problemunkräutern lassen sich weitere Herbizide zu- und abschalten. Gleiches gilt für Insektizide z.B. bei der Herbizidmaßnahme im Herbst im Getreide. Auch hier ist nun keine extra Tankmischung für befallene Flächen mehr nötig.
Muss man unterschiedliche Kulturen zeitgleich behandeln, kann man zwischen verschiedenen Mitteln wechseln.
Da ein Mittelwechsel möglich ist, können Felder mit unterschiedlichen Abstands- bzw. Mittelauflagen ebenso in einem Arbeitsschritt behandelt werden.
Das System eignet sich besonders für Flächen, die weit vom Betrieb entfernt liegen. Der Anwender spart viel Fahrtweg, da er verschiedene Mittel an Bord hat. Gesetzlich darf er die Menge mitführen, die er am Tag verbraucht.
Forschung nahe an der Praxis
„Insgesamt sind wir dem Ziel der teilflächenspezifischen Applikation im vergangenen Jahr einen großen Schritt näher gekommen“, sagt Jan-Philip Pohl vom Julius Kühn-Institut (JKI).
In dem Verbundprojekt zwischen Dammann und den Instituten für Anwendungstechnik im Pflanzenschutz und für Pflanzenschutz in Ackerbau und Grünland des JKI in Braunschweig wird vor allem an zwei Punkten intensiv gearbeitet:
mehrere Pflanzenschutzmittel in einer Überfahrt unabhängig voneinander verzögerungsfrei zu applizieren.
die Handhabung des Feldspritzgerätes, der Elektronik und der Direkteinspeisung einfach und praxistauglich zu gestalten.
Neben dem Gemüsebetrieb testete ein Ackerbaubetrieb die Entwicklung im Alltag. Durch das ständige Feedback aus der Praxis konnten die Entwickler das Gerät parallel immer weiter optimieren. Beispielweise gibt es statt anfänglich sieben Bedienungsterminals nun nur noch einen.
Prinzip der Direkteinspeisungstechnik
Aufbau der Direkteinspeisung
In den Tanks der Spritze befindet sich nur klares Wasser. Die Pflanzenschutzmittel werden kurz vor der Düse in Mischkammern in den Wasserstrom eingemischt. Somit entstehen im Vergleich zu einer Tankmischung immer nur minimale Restmengen an Spritzbrühe. Flexibilität bieten zwei voneinander unabhängige Systeme (Grafik). Am Gestänge befinden sich zwei parallele Düsenleitungen. Diese werden mit der jeweiligen Spritzflüssigkeit vorgeladen. Beim Öffnen der Düsen steht die vorgegebene Mittelkonzentration direkt zur Verfügung. Aus einem oder mehreren Pflanzenschutzbehältern kann der Anwender für jede Düsenleitung Mittel zu- und abschalten. Erfolgt die Zuschaltung eines Mittels während der Ausbringung, muss eine Verzögerung in Kauf genommen werden. Ansonsten arbeitet die Direkteinspeisung aufgrund der Vorladetechnik verzögerungsfrei.
Kurz vor Abschluss der Applikation kann man die Zufuhr der Mittel stoppen, sodass am Ende nur noch klares Wasser in den Düsenleitungen steht. Wird komplett bis zum Ende behandelt, bleibt das Spülen der Düsenleitungen. Ein Spülgang benötigt ca. 25 bis 30 Liter Wasser.
Einer der Wasserbehälter ist zusätzlich mit einem Rührwerk und Reinigungsdüsen ausgestattet, die eine praxisübliche Tankmischung möglich machen. Diese ist nach wie vor notwendig, bei:
Mischungen mit mehr Mitteln als die Direkteinspeisung vorhalten kann
fest formulierten Pflanzenschutzmitteln.
Teilflächenspezifische Zukunft
Die teilflächenspezifische Applikation hat zum Ziel, Pflanzenschutzmittel einzusparen und langfristig Ressourcen zu schonen. Unkräuter zählen nach wie vor zu den wichtigsten Schadorganismen im Ackerbau. Bisher basiert die Teilflächenbehandlung auf dem Wissen und der Erfahrung des Anwenders, der bei Bedarf Mittel zu- oder abschaltet. Bei einer sensorgestützten Teilflächenbehandlung muss das System Unkrautdichte und -arten in hoher räumlicher Auflösung erfassen. Dies könnte mit Unkrautsensoren oder mittels kameragestützter Bonitur per Drohne (Multicopter) erfolgen.
Diesen Ansatz verfolgen verschiedene Partner in dem Folgeprojekt „Assistenzsystem zur teilflächenspezifischen Applikation von Pflanzenschutzmitteln“. Sie entwickeln ein System, das über eine Webanwendung Applikationskarten erzeugt. In die Applikationskarten können verschiedenste Parameter wie zum Beispiel Ertragskarten und Unkrautverteilung eingebunden werden, die das Feldspritzgerät vollautomatisch abarbeitet. Ziel ist es, Pflanzenschutzmittel genau am Ort des Bedarfs zu platzieren, so wie es bereits aus der sensorgestützten Stickstoffdüngung bekannt ist.
Für Carsten Vorsatz ist das ein weiterer wichtiger Schritt zur Effizienzsteigerung im Pflanzenbau. Da er beim Einsatz der Onlinesensorik zukünftig nicht mehr vorher weiß, wie viel Spritzbrühe genau auf einem Schlag benötigt wird, funktioniert die sensorgestützte Ausbringung nur in Verbindung mit der nun serienreifen Direkteinspeisungstechnik. „Ansonsten hätte ich zu viel Restmengen“, gibt der Betriebsleiter zu bedenken.
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Details der Technik
Der Kunde kann die Spritze nach individuellen Wünschen (z.B. Zahl der Wassertanks und Spritzmittelbehälter) konzipieren. Der Prototyp hat eine Arbeitsbreite von 30 m und besteht aus einem Haupttank, der in drei einzelne Behälter unterteilt ist. Zwei Behälter versorgen die Spritzsysteme (System I und II). Ein weiterer Behälter dient als Frischwasserbehälter mit 500 l Fassungsvermögen.
Die zwei parallelen Düsenleitungen im Gestänge können mit der jeweiligen Spritzflüssigkeit vorgeladen werden, sodass beim Einschalten der Düsen sofort die vorgegebene Sollkonzentration zur Verfügung steht.
Jeder Düsenleitung ist eine oder nach Wunsch mehrere Direkteinspeiseeinheiten zugeordnet. Diese besteht aus Pflanzenschutzmittelbehälter und Dosierpumpe, sowie je System eine eigene hydraulisch angetriebene Kolbenmembranpumpe zur Wasserförderung. Eine kleine und zwei große Direkteinspeisepumpen sorgen dafür, dass ein möglichst großer Bereich von Ausbringmengen abgedeckt wird. Sie dosieren das Pflanzenschutzmittel in die Mischkammer, wo es verwirbelt und in den Wasserstrom eingemischt wird, bevor es in die Gestängeleitung gelangt.
Zwei Systeme auf einem Fahrgestell sind somit voneinander unabhängig voll funktionsfähig. Die serienreife Feldspritze appliziert mit hoher Dosiergenauigkeit und ohne Verzögerungszeiten.
Der Wasserbehälter, in dem sich auch praxisübliche Tankmischungen ansetzen lassen, ist mit einer Einspülschleuse ausgerüstet. Somit kann der Anwender verschiedenste Pflanzenschutzmittel ausbringen.
