Landtechnik im 21. Jahrhundert

Marginale Spalte

Juli 2012

 

In wenigen Jahrzehnten muss die Landwirtschaft über neun Milliarden Menschen ernähren. Moderne Landtechnik ist ein Schlüssel zur Bewältigung dieser enormen Herausforderung.

 
 

Essen ist elementar. Nichts verbindet uns mehr mit den anderen rund sieben Milliarden Menschen auf der Erde als dieses Bedürfnis. Und keine Herausforderung ist essenzieller, als die Menschheit zuverlässig und sicher mit Nahrungsmitteln zu versorgen. Eine komplexe sozioökonomische Aufgabenstellung mit vielen Facetten und einer erschreckend einfachen Grundforderung: Wir müssen viel mehr Nahrungsmittel produzieren. Unter immer schwierigeren klimatischen Bedingungen, auf bestenfalls stagnierenden Flächen und unter sensibler Abwägung verschiedenster Interessen.

„Die Landwirtschaftsproduktion zu erhöhen, ist einer der Schlüssel, um Hunger und Armut zu bekämpfen.“ So formuliert das die Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen FAO. Nach einem auf dem Weltgipfel für Lebensmittelsicherheit von der FAO veröffentlichten Szenario muss bis 2050 die Nahrungsmittelproduktion um etwa 70 Prozent steigen, um die bis dahin rund neun Milliarden Erdenbewohner sicher zu versorgen.

Die Nachfrage nach Getreide wird beispielsweise bis 2050 von heute 2,1 Milliarden Tonnen auf rund drei Milliarden Tonnen jährlich ansteigen. Diese Zahlen beziehen sich auf die Versorgung von Mensch und Tier. Die mögliche Nachfrage für die Produktion von Biokraftstoff ist hier noch nicht eingerechnet.

Bevölkerungswachstum, Verstädterung, Klimawandel, Wasserknappheit, Bodenzerstörung: Die Stellgrößen der weltweiten Nahrungsmittelversorgung sind vielfältig, die Herausforderung gewaltig. Nicht nur für die Politik und Administration, sondern gerade auch für diejenigen, die ganz am Anfang der Nahrungskette stehen: die Landwirte. Die zentrale Fragestellung lautet hier: Wie machen wir aus immer weniger immer mehr?

Für Prof. Karlheinz Köller, Leiter des Fachgebiets Verfahrenstechnik in der Pflanzenproduktion am Institut für Agrartechnik der Universität Hohenheim, kommt der Landtechnik eine entscheidende Rolle zu: „Ohne weitere Motorisierung und Mechanisierung wird es nicht möglich sein, eine ausreichende, ressourcenschonende und nachhaltige Produktion von Nahrungs-, Futter- und Energiepflanzen zu sichern.“

Wesentliche Faktoren für die künftige Entwicklung der modernen Landwirtschaft sind der Bodenschutz, die gezielte Bewirtschaftung („Precision Farming“) sowie Elektronifizierung und Energieeffizienz.

Bodenschutz durch ressourcenschonende Produktion

Ackerböden sind kostbar, nur etwa drei Prozent der gesamten Erdoberfläche können als Ackerland genutzt werden. Eine nennenswerte Erweiterung der Flächen ist schwierig, sie stößt an technische, wirtschaftliche sowie biologische Grenzen und steht nicht selten im Widerspruch zu ökologischen Zielen.

Der Schutz der bestehenden Flächen ist daher eine der wichtigsten Aufgaben. Ackerboden ist unter anderem durch Erosion, Versalzung, Wassermangel und Bebauung gefährdet.

Neben konservierenden landwirtschaftlichen Verfahren wie Direktsaat oder intelligenten Fruchtfolgen kann auch die moderne Technologie signifikante Beiträge zur Bodenerhaltung leisten. Wichtig für den Erosionsschutz ist zum Beispiel das sogenannte Strohmanagement, das dafür sorgt, dass Ernterückstände optimal zerkleinert werden und auf der Bodenoberfläche verbleiben.

Intelligente Bodenbearbeitungsgeräte erhalten diese schützenden Mulchdecken und platzieren gleichzeitig das Saatgut optimal im Boden. Die Sensoren ermitteln Hangneigung, Boden- sowie Fruchtart und die Software regelt automatisch Arbeitstiefe und -geschwindigkeit. Optimierte Fahrwerke verhindern, dass der Boden zu stark verdichtet wird.

Precision farming: mehr Ertrag durch individuelle Bearbeitung

Mit dem Precision Farming ziehen Joystick und Computermaus auf dem Bauernhof ein. Präzisionslandwirtschaft bezeichnet die aktiv gemanagte Bodenbewirtschaftung unter Berücksichtigung der individuellen Bedingungen eines Schlages (großes Feld). Die Bodenqualität und Ertragsfähigkeit kann innerhalb eines Schlages variieren.

Auf der Basis von digitalen Karten sind moderne Bearbeitungsmaschinen in der Lage, den Boden gezielt zu bearbeiten, zu düngen und zu säen sowie bei der Ernte die unterschiedliche Ertragskraft der einzelnen Teilstücke zu erfassen. Diese kleinräumige Teilbewirtschaftung steigert die Produktivität, optimiert die Erträge und spart Dünge- sowie Pflanzenschutzmittel.

Weitere Ziele dieser sogenannten Teilschlagbewirtschaftung sind die Einsparung von Betriebsmitteln, Arbeits- und Maschinenzeiten sowie eine besser planbare Betriebsführung durch Datenverwaltung und Dokumentation.

Elektronische Steuerungen und zunehmend elektrische Antriebe erhöhen die Präzision der Arbeit weiter. Spurführungssysteme reduzieren Überlappungen um über 90 Prozent und senken damit signifikant Arbeitszeit, Kraftstoffverbrauch und Verschleiß.

Voraussetzung für das Precision Farming ist modernste Technologie, zum Beispiel elektrohydraulische Ventile, GPS-Systeme oder ein standardisierter Datenbus. Um teure Ausfallzeiten und Reparaturkosten zu minimieren, wollen die wertvollen Maschinen optimal ausgelastet und überwacht sein.

Die dafür notwendige Elektronik und Regeltechnik wird immer häufiger von moderner Software unterstützt. Leistungsfähige Farm-Management-Software dokumentiert alle durchgeführten Arbeiten, die dafür notwendigen Zeiten und Ressourcen sowie den erzielten Ertrag.

Elektronifizierung und Energieeffizienz

Ein großes Thema in der Landtechnik ist der Einsatz von Elektronik. Arbeitsabläufe können zunehmend durch elektrohydraulische Ventile und elektronische Steuergeräte mit der entsprechenden Sensorik automatisiert werden. So lassen sich zum Beispiel wiederkehrende Abläufe zusammenfassen, abspeichern und auf Knopfdruck wieder aufrufen.

Voraussetzung dafür ist unter anderem die reibungslose Kommunikation der verschiedensten Geräte untereinander. Mit dem standardisierten ISOBUS können unterschiedliche Anbaugeräte verschiedener Hersteller über ein Terminal gesteuert werden. Ist ein Anbaugerät an den Schlepper angekoppelt, werden die optimalen Einstellungen der elektrohydraulischen Ventile automatisch vorgenommen.

Eine sinnvolle Elektronifizierung der Hydraulikkomponenten und deren Integration in ein Gesamtmanagement bieten große Chancen zur Automatisierung, zur Entlastung des Landwirts und damit auch zu einer höheren Flächenleistung. Die stetig steigenden Preise für fossile Kraftstoffe, insbesondere Diesel, sorgen dafür, dass die Position „Treibstoff“ auf der Ausgabenliste eines Landwirts immer weiter nach oben klettert.

Umgekehrt werden dadurch Maßnahmen, die den Kraftstoffeinsatz reduzieren, stetig attraktiver. Neben der Optimierung des Fahrtbetriebs, zum Beispiel durch Kombination oder Wegfall einzelner Bearbeitungsgänge, kommen auch maschinenspezifische Entwicklungen zum Einsat

Betrachtet man die Entwicklung rein elektrischer Fahrantriebe im Pkw-Bereich, wird der Elektrotraktor aber noch eine Weile Zukunftsmusik bleiben. Der Dieselantrieb hat durchaus Zukunft und besitzt ebenso wie das Hydrauliksystem viel Potenzial. Stufenlose Getriebe bieten beispielweise die Möglichkeit, den Dieselmotor immer im optimalen Kennfeld zu betreiben. Moderne Load-Sensing-Technik optimiert die Arbeitshydraulik, die Verstellpumpe liefert immer nur genau den Druck und den Volumenstrom, den der Verbraucher benötigt.