Ist der Hackroboter von Farming Revolution eine geeignete Lösung für die Unkrautbekämpfung in Zuckerrüben? Das Josephinum Wieselburg hat den Farming GT auf einem Praxisbetrieb getestet.
Unser Autor: Thomas Rohringer, Innovation Farm, Josephinum Research, Wieselburg; und die Co-Autoren: Franz Handler und Alexander Waschl berichten über die wichtigsten Ergebnisse und Erkenntnisse auf dem Praxisbetrieb bei St. Valentin.
Die meisten Betriebe mit Saisonarbeitskräften haben in den letzten Jahren mit der Verfügbarkeit und den hohen Kosten zu kämpfen gehabt. Außerdem sollen durch den Green Deal Herbizide eingespart werden. Um diese Ziele zu erreichen, braucht es aber auch praxisrelevante Lösungen.
Aufgrund der Digitalisierung gibt es solche neuen Lösungsansätze, die kurz vor der Marktreife stehen. Warum sollte man diese nicht nutzen und die Arbeit an Hackroboter übergeben, welche energieeffizient Tag und Nacht arbeiten? Josephinum Research hat in einem Projekt, das vom Land NÖ gefördert wurde, gemeinsam mit Agrana Research & Innovation Center GmbH und KWS Österreich den Farming GT der Firma Farming Revolution getestet. Hier die Details dazu.
Grundsätzlich kann der benzinelektrisch-betriebene Roboter verschiedene Kulturen nicht nur zwischen, sondern auch in der Reihe hacken. Die Spurweite kann von mindestens 1,35 m bis max. 2,25 m eingestellt werden. Die Pflanzen werden ab einer Größe von 1 cm mittels Multispektralkamera erkannt. Dadurch hacken die Werkzeuge mithilfe der Software in die Reihe hi-nein und entfernen das Unkraut zwischen den Pflanzen.
Bei der ersten Hackrunde muss der Roboter zunächst noch begleitet werden, um die Feldgrenzen zu speichern, ehe er vollautonom mit der Bearbeitung seiner Feldsegmente beginnt. Die komplette Steuerung erfolgt über eine Handy-App. Aufgrund der Vierradlenkung und des Zwischenachsanbaus ist es mittels Hundegang möglich, auch in leichten Hanglagen die Spur zu halten. Eine Kleinserie von 11 Stück wurde bereits 2022 produziert. Einer davon wurde in Österreich getestet. Dabei haben wir untersucht, welches Potenzial dieser Hackroboter hat.
Zweireihige Ausführung
Für diesen Praxisversuch stand ein Farming GT in zweireihiger Ausführung zur Verfügung. Getestet wurde auf einem ca. 6 ha großen Feldstück in der Nähe von St. Valentin. Dieses stellte uns Biolandwirt Hannes Preitfellner für den Test zur Verfügung. 2 ha des Schlages wurden als Versuchsfläche für die Datenerfassung genutzt. Grundsätzlich wurden zwei Varianten miteinander verglichen.
Variante 1: zwei Hackdurchgänge mit Farming GT (5 Wiederholungen),
Variante 2: ein Hackdurchgang mit 6-reihigem Traktorhackgerät (4 Wiederholungen).
Ziel war es, den Roboter so einzustellen, dass möglichst wenig Rübenpflanzen ausgehackt wurden und möglichst viel Unkraut entfernt wurde. Die Bilderkennung durch die Künstliche Intelligenz war sehr verlässlich. Vor allem im 4-Blattstadium der Zuckerrüben konnte sehr nahe an die Pflanzenherangehackt werden.
Beim letzten Hackdurchgang waren die Blätter jedoch schon sehr groß. Deshalb konnte hier nicht mehr ganz zu den Zuckerrübenpflanzen (unter die Blätter) gehackt werden. Der Feldaufgang betrug ca. 87.000 Pflanzen/ha. Bei der gewählten Einstellung wurden beim ersten Hackdurchgang 3 % der Zuckerrüben ausgehackt, während es beim zweiten Hackdurchgang 2,5 % waren.
Dies hat sich jedoch nicht im Ertrag widergespiegelt, da bei beiden Varianten der Ertrag durchschnittlich 78,5 t pro ha betrug. Bei allen relevanten Qualitätsparametern wurden ebenfalls keine signifikanten Unterschiede festgestellt. Ertrag und Qualität wurden von der Agrana Research & Innovation Center GmbH ausgewertet.
Unterm Strich 0,5 ha pro Tag
Der Roboter hackte mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von ca. 0,9 km pro h. Aufgrund der langen Wendezeit von ca. 5 Minuten war eine Flächenleistung von 0,035 ha/h möglich. Nach aktuellem Entwicklungsstand konnte die Wendezeit allerdings inzwischen laut der Firma Farming Revolution auf 1,5 Minuten reduziert werden (siehe weiter hinten). Die von uns gemessenen 0,035 ha/h entsprechen mit Wendezeiten, aber ohne Störzeiten, einer Tagesleistung (24 h) von 0,85 ha.
Die Störzeiten, welche der Landwirt am Feld verbringen musste, lagen bei 2,5 h/ha. Die meiste Zeit davon ist auf das Wechseln von Verschleißteilen, Softwarefehlern und Benzin tanken zurückzuführen. Schlussendlich wurde mit allen Stehzeiten eine Flächenleistung von rund 0,5 ha/Tag erzielt. Hierbei sei noch einmal angemerkt, dass es sich um einen Farming GT mit zweireihiger Ausführung handelt. Bei mehrreihiger Ausführung wäre natürlich mehr Flächenleistung möglich.
25 h/ha weniger Handarbeit
Vor dem ersten Hackdurchgang betrug der Unkrautdruck durchschnittlich 133 Unkräuter/m². Beide Varianten wurden nach den erfolgten Hackdurchgängen händisch mittels Handhacke vom Unkraut bereinigt. Um die Arbeitszeitersparnis zu ermitteln, wurden die fünf Saisonarbeitskräfte mit GPS-Tracker ausgestattet, welche die Daten aufzeichneten und ausgewertet wurden.
Bei der Traktorvariante waren noch 105 AKh/ha notwendig (siehe Übersicht), um den Bestand unkrautfrei zu bringen, bei der Robotervariante waren es 80 AKh/ha. Eine Arbeitszeitersparnis von 25 AKh ist zwar noch nicht zufriedenstellend. Allerdings war dies auf die wenig aggressive Einstellung des Hackroboters zurückzuführen, damit möglichst keine Zuckerrübenpflanzen umgehackt werden. Außerdem wird noch Entwicklungszeit benötigt, damit die Hackwerkzeuge näher und verlässlicher zu den Kulturpflanzen hacken.
Ziel ist natürlich, dass die händische Bereinigung nicht mehr notwendig ist. Dies ist grundsätzlich jedoch mit mechanischer Unkrautbekämpfung sehr schwer, da die Unkräuter direkt neben der Kulturpflanze schwierig zu bekämpfen sind.
Schlüsse aus den Versuchen
Grundsätzlich ist das System des Farming GT sehr vielversprechend. Denn die Hauptkultur kann mit einer normalen Sämaschine angebaut werden, und der Roboter findet sich nach Einlernen des Feldes selbst zurecht. Hier sollte jedoch darauf geachtet werden, dass keine zu großen Ungenauigkeiten beim Anbau entstehen.
Nach der Einweisung durch Timo Grupp (Mitentwickler des Farming GT) waren alle Beteiligten sehr schnell mit dem Roboter vertraut und konnten ihn mit dem eigenen Handy steuern sowie Felder anlegen, alle Einstellungen anpassen und den Roboter auf den Transportanhänger auf- und abladen. Bei Problemen war die 24-Stunden-Hotline von Farming Revolution immer erreichbar. Über Remoteverbindung konnten anschließend die Probleme gelöst werden.
Außerdem konnten alle Bediener jederzeit auf mehrere Kameras zugreifen, um den Roboter zu kontrollieren. Abgesehen von der Tatsache, dass der Roboter noch viel Betreuungszeit brauchte, ist es aus unserer Sicht ein vielversprechendes Konzept mit großem Potenzial, marktreif zu werden.
Die Verbesserungsvorschläge wurden an die Firma weitergegeben. Nun liegt es an Farming Revolution, diese umzusetzen. Durch die ganzjährigen Einsätze und Verbesserungen in Europa werden laut Timo Grupp von Farming Revolution bereits folgende Optimierungen in Österreich für die Hacksaison 2023 umgesetzt:
Durchschnittliche Reduktion der Wendezeiten von 75 % auf unter 1,5 min,
3-reihige Variante für eine Steigerung der Tagesleistung um 50 %,
Steigerung der Fahrgeschwindigkeit von 0,15 m/s auf 0,30 m/s,
effektivere Bearbeitung bei großen Pflanzen durch eine neue Stammerkennung (exakte Bearbeitung unter den Blättern der Kulturpflanzen),
robuste Messerschare für geringere Stillstandszeiten.
Wie geht es weiter?
Momentan befindet sich die Firma Farming Revolution mit einigen Hackrobotern aufgrund der klimatischen Verhältnisse in Spanien und Portugal. Hier soll der Roboter weiter verbessert werden. Josephinum Research wird, wenn möglich, den Roboter auch 2023 bei anderen Kulturen testen. Schlussendlich sei gesagt, dass der Farming GT in Österreich durchaus in der Praxis Einzug finden kann. Jedoch wird noch Entwicklungszeit benötigt.
Unser Autor: Thomas Rohringer, Innovation Farm, Josephinum Research, Wieselburg; und die Co-Autoren: Franz Handler und Alexander Waschl berichten über die wichtigsten Ergebnisse und Erkenntnisse auf dem Praxisbetrieb bei St. Valentin.
Die meisten Betriebe mit Saisonarbeitskräften haben in den letzten Jahren mit der Verfügbarkeit und den hohen Kosten zu kämpfen gehabt. Außerdem sollen durch den Green Deal Herbizide eingespart werden. Um diese Ziele zu erreichen, braucht es aber auch praxisrelevante Lösungen.
Aufgrund der Digitalisierung gibt es solche neuen Lösungsansätze, die kurz vor der Marktreife stehen. Warum sollte man diese nicht nutzen und die Arbeit an Hackroboter übergeben, welche energieeffizient Tag und Nacht arbeiten? Josephinum Research hat in einem Projekt, das vom Land NÖ gefördert wurde, gemeinsam mit Agrana Research & Innovation Center GmbH und KWS Österreich den Farming GT der Firma Farming Revolution getestet. Hier die Details dazu.
Grundsätzlich kann der benzinelektrisch-betriebene Roboter verschiedene Kulturen nicht nur zwischen, sondern auch in der Reihe hacken. Die Spurweite kann von mindestens 1,35 m bis max. 2,25 m eingestellt werden. Die Pflanzen werden ab einer Größe von 1 cm mittels Multispektralkamera erkannt. Dadurch hacken die Werkzeuge mithilfe der Software in die Reihe hi-nein und entfernen das Unkraut zwischen den Pflanzen.
Bei der ersten Hackrunde muss der Roboter zunächst noch begleitet werden, um die Feldgrenzen zu speichern, ehe er vollautonom mit der Bearbeitung seiner Feldsegmente beginnt. Die komplette Steuerung erfolgt über eine Handy-App. Aufgrund der Vierradlenkung und des Zwischenachsanbaus ist es mittels Hundegang möglich, auch in leichten Hanglagen die Spur zu halten. Eine Kleinserie von 11 Stück wurde bereits 2022 produziert. Einer davon wurde in Österreich getestet. Dabei haben wir untersucht, welches Potenzial dieser Hackroboter hat.
Zweireihige Ausführung
Für diesen Praxisversuch stand ein Farming GT in zweireihiger Ausführung zur Verfügung. Getestet wurde auf einem ca. 6 ha großen Feldstück in der Nähe von St. Valentin. Dieses stellte uns Biolandwirt Hannes Preitfellner für den Test zur Verfügung. 2 ha des Schlages wurden als Versuchsfläche für die Datenerfassung genutzt. Grundsätzlich wurden zwei Varianten miteinander verglichen.
Variante 1: zwei Hackdurchgänge mit Farming GT (5 Wiederholungen),
Variante 2: ein Hackdurchgang mit 6-reihigem Traktorhackgerät (4 Wiederholungen).
Ziel war es, den Roboter so einzustellen, dass möglichst wenig Rübenpflanzen ausgehackt wurden und möglichst viel Unkraut entfernt wurde. Die Bilderkennung durch die Künstliche Intelligenz war sehr verlässlich. Vor allem im 4-Blattstadium der Zuckerrüben konnte sehr nahe an die Pflanzenherangehackt werden.
Beim letzten Hackdurchgang waren die Blätter jedoch schon sehr groß. Deshalb konnte hier nicht mehr ganz zu den Zuckerrübenpflanzen (unter die Blätter) gehackt werden. Der Feldaufgang betrug ca. 87.000 Pflanzen/ha. Bei der gewählten Einstellung wurden beim ersten Hackdurchgang 3 % der Zuckerrüben ausgehackt, während es beim zweiten Hackdurchgang 2,5 % waren.
Dies hat sich jedoch nicht im Ertrag widergespiegelt, da bei beiden Varianten der Ertrag durchschnittlich 78,5 t pro ha betrug. Bei allen relevanten Qualitätsparametern wurden ebenfalls keine signifikanten Unterschiede festgestellt. Ertrag und Qualität wurden von der Agrana Research & Innovation Center GmbH ausgewertet.
Unterm Strich 0,5 ha pro Tag
Der Roboter hackte mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von ca. 0,9 km pro h. Aufgrund der langen Wendezeit von ca. 5 Minuten war eine Flächenleistung von 0,035 ha/h möglich. Nach aktuellem Entwicklungsstand konnte die Wendezeit allerdings inzwischen laut der Firma Farming Revolution auf 1,5 Minuten reduziert werden (siehe weiter hinten). Die von uns gemessenen 0,035 ha/h entsprechen mit Wendezeiten, aber ohne Störzeiten, einer Tagesleistung (24 h) von 0,85 ha.
Die Störzeiten, welche der Landwirt am Feld verbringen musste, lagen bei 2,5 h/ha. Die meiste Zeit davon ist auf das Wechseln von Verschleißteilen, Softwarefehlern und Benzin tanken zurückzuführen. Schlussendlich wurde mit allen Stehzeiten eine Flächenleistung von rund 0,5 ha/Tag erzielt. Hierbei sei noch einmal angemerkt, dass es sich um einen Farming GT mit zweireihiger Ausführung handelt. Bei mehrreihiger Ausführung wäre natürlich mehr Flächenleistung möglich.
25 h/ha weniger Handarbeit
Vor dem ersten Hackdurchgang betrug der Unkrautdruck durchschnittlich 133 Unkräuter/m². Beide Varianten wurden nach den erfolgten Hackdurchgängen händisch mittels Handhacke vom Unkraut bereinigt. Um die Arbeitszeitersparnis zu ermitteln, wurden die fünf Saisonarbeitskräfte mit GPS-Tracker ausgestattet, welche die Daten aufzeichneten und ausgewertet wurden.
Bei der Traktorvariante waren noch 105 AKh/ha notwendig (siehe Übersicht), um den Bestand unkrautfrei zu bringen, bei der Robotervariante waren es 80 AKh/ha. Eine Arbeitszeitersparnis von 25 AKh ist zwar noch nicht zufriedenstellend. Allerdings war dies auf die wenig aggressive Einstellung des Hackroboters zurückzuführen, damit möglichst keine Zuckerrübenpflanzen umgehackt werden. Außerdem wird noch Entwicklungszeit benötigt, damit die Hackwerkzeuge näher und verlässlicher zu den Kulturpflanzen hacken.
Ziel ist natürlich, dass die händische Bereinigung nicht mehr notwendig ist. Dies ist grundsätzlich jedoch mit mechanischer Unkrautbekämpfung sehr schwer, da die Unkräuter direkt neben der Kulturpflanze schwierig zu bekämpfen sind.
Schlüsse aus den Versuchen
Grundsätzlich ist das System des Farming GT sehr vielversprechend. Denn die Hauptkultur kann mit einer normalen Sämaschine angebaut werden, und der Roboter findet sich nach Einlernen des Feldes selbst zurecht. Hier sollte jedoch darauf geachtet werden, dass keine zu großen Ungenauigkeiten beim Anbau entstehen.
Nach der Einweisung durch Timo Grupp (Mitentwickler des Farming GT) waren alle Beteiligten sehr schnell mit dem Roboter vertraut und konnten ihn mit dem eigenen Handy steuern sowie Felder anlegen, alle Einstellungen anpassen und den Roboter auf den Transportanhänger auf- und abladen. Bei Problemen war die 24-Stunden-Hotline von Farming Revolution immer erreichbar. Über Remoteverbindung konnten anschließend die Probleme gelöst werden.
Außerdem konnten alle Bediener jederzeit auf mehrere Kameras zugreifen, um den Roboter zu kontrollieren. Abgesehen von der Tatsache, dass der Roboter noch viel Betreuungszeit brauchte, ist es aus unserer Sicht ein vielversprechendes Konzept mit großem Potenzial, marktreif zu werden.
Die Verbesserungsvorschläge wurden an die Firma weitergegeben. Nun liegt es an Farming Revolution, diese umzusetzen. Durch die ganzjährigen Einsätze und Verbesserungen in Europa werden laut Timo Grupp von Farming Revolution bereits folgende Optimierungen in Österreich für die Hacksaison 2023 umgesetzt:
Durchschnittliche Reduktion der Wendezeiten von 75 % auf unter 1,5 min,
3-reihige Variante für eine Steigerung der Tagesleistung um 50 %,
Steigerung der Fahrgeschwindigkeit von 0,15 m/s auf 0,30 m/s,
effektivere Bearbeitung bei großen Pflanzen durch eine neue Stammerkennung (exakte Bearbeitung unter den Blättern der Kulturpflanzen),
robuste Messerschare für geringere Stillstandszeiten.
Wie geht es weiter?
Momentan befindet sich die Firma Farming Revolution mit einigen Hackrobotern aufgrund der klimatischen Verhältnisse in Spanien und Portugal. Hier soll der Roboter weiter verbessert werden. Josephinum Research wird, wenn möglich, den Roboter auch 2023 bei anderen Kulturen testen. Schlussendlich sei gesagt, dass der Farming GT in Österreich durchaus in der Praxis Einzug finden kann. Jedoch wird noch Entwicklungszeit benötigt.
