Leichtere autonome landwirtschaftliche Maschinen verbessern Bodenqualität
Schwere Landwirtschaftsmaschinen verdichten den Boden und mindern seine Qualität. Ist der Boden verdichtet, können die Pflanzenwurzeln nur mühsam die Nährstoffe in den tieferen Bodenschichten erreichen, was sich auf das Pflanzenwachstum und damit auf die Erträge auswirkt. Im Rahmen des EU-unterstützten Projekts Autonomous Lightweight Agricultural Vehicle (ALAV) wurde eine neuartige Lösung erarbeitet. Das Team entwickelte ein komplettes modulares System aus Planungsinstrumenten für landwirtschaftliche Fahrzeuge. Das patentierte Aufhängungssystem sorgt allzeit für maximalen Bodenkontakt, während gleichzeitig in erheblichem Maße die Verdichtung reduziert wird.
Schutz des Bodens zur natürlichen Steigerung der Ackererträge
Rienk Landstra, Mitbegründer des Unternehmens AgXeed(öffnet in neuem Fenster), an dem das Projekt angesiedelt ist, erläutert dazu: „Dort, wo konventionelle Radfahrzeuge oft einen Druck von mehr als 1,0 kg/cm2 erreichen, liegt unsere ALAV-Plattform im Bereich von 0,3 kg/cm2. Dies liegt deutlich unter dem Grenzwert für irreversible Bodenverdichtung von 0,5 kg/cm2. Unterhalb dieses Werts verfügt der Boden als lebender Organismus über die Fähigkeit, sich selbst wieder in den alten Zustand zu versetzen.“ Mit dem von dem Unternehmen entwickelten elektrischen Antriebsstrang können die landwirtschaftlichen Betriebe den Druck auf ihre Flächen messen. Gemessen wird das Drehmoment, das vom ALAV-System benötigt wird, um ein landwirtschaftliches Gerät durch den Boden zu ziehen, sodass eine Karte erstellt werden kann, die den Grad der Verdichtung an jedem Punkt des Feldes anzeigt. Die Sicherheit ist natürlich der Dreh- und Angelpunkt: „Wir nutzen ein System aus Lidar-, Radar- und Ultraschallsensoren sowie physischen Stoßfängern, die unter allen Bedingungen funktionieren und ein kontrolliertes Anhalten garantieren“, sagt Landstra.
Modulares automatisiertes System entlastet Böden und landwirtschaftliche Betriebe
Das ALAV-System ist autonom, d. h. der bedienende Mensch entfällt, sodass die Maschinen kleiner und leichter sein können, und, ebenso wie in der Vergangenheit, die Arbeitsschritte voneinander getrennt werden können. Gegenwärtig müssen mehrere Aufgaben nacheinander von „riesigen fabrikähnlichen Maschinen“ ausgeführt werden, weil eine Person eine ganze Reihe von Arbeitsschritten erledigen muss, was den Boden belastet. Bei AgXeed wurde geplant, echtes autonomes Fahren in die Landwirtschaft zu bringen – vollständig bedienungslose Fahrzeuge. Das bedeutet nicht nur, dass die gesamte Route im Voraus zu einem für den landwirtschaftlichen Betrieb günstigen Zeitpunkt programmiert werden kann, sondern auch, dass alle „ungeplanten“ Hindernisse erkannt sowie von der ALAV-Plattform dementsprechende Gegenmaßnahmen ergriffen werden. „Durch den Einsatz unseres Systems können die Landwirtinnen und Landwirte viel Zeit sparen, die sie dann für ihre eigentliche Arbeit verwenden können: die richtigen Entscheidungen zu treffen, um die Erträge zu optimieren. Dazu trägt außerdem die Fülle der Daten bei, die von den Sensoren unserer Maschinen erfasst werden“, merkt Landstra an. Die Plattform funktioniert mit den bereits in den Betrieben genutzten landwirtschaftlichen Geräten, sodass keine größeren Investitionen in komplett neue Ausrüstung erforderlich sind. Er erklärt dazu: „Sichergestellt wird außerdem, dass die Qualität der geleisteten Arbeit dem Ergebnis anderer Methoden entspricht, wenn es nicht sogar besser ausfällt.“ Nach der Raupenkettenversion für den Ackerbau baute das Team eine Version für den Einsatz in Obstplantagen und Weinbergen sowie eine Maschine für den Einsatz in Milchviehbetrieben oder zum Jäten von Unkraut. „Wir liefern die nötige Software, damit Felder und Aufgaben autonom geplant werden können. Mehr als die Hälfte unserer Ressourcen fließen in die Entwicklung unseres Portals(öffnet in neuem Fenster), das den landwirtschaftlichen Betrieben Zugang zu dieser Planungssoftware verschafft.“
Entwicklung eines wirklich autonomen Systems für Ackerbaubetriebe
Landstra begründete 2018 das Unternehmen mit, und 2019 war der erste vollmaßstäbliche Prototyp auf dem firmeneigenen Testfeld unterwegs. „Das war ein großartiger Moment, und 2020 stellten wir den Prototyp fertig und führten umfangreiche Tests durch, sowohl auf unserem eigenen Testfeld als auch in benachbarten Landwirtschaftsbetrieben. 2021 unternahmen wir mit dem Prototyp eine Tour zu Landwirtinnen und Landwirten in Deutschland und den Niederlanden und konnten unsere ersten Verkäufe tätigen.“ Es folgten zwei weitere Weiterentwicklungen, die auf dem Feedback des Einsatzes beruhten. Heute hat das Unternehmen Maschinen von Nordamerika bis Australien im Einsatz, wobei die meisten autonomen landwirtschaftlichen Leichtfahrzeuge von ALAV in Europa fahren. Die Bodenverdichtung ist ein Prozess, dessen Umkehr Zeit braucht, und der von vielen Faktoren abhängt. Das Team ist eine Partnerschaft mit der Universität Wageningen(öffnet in neuem Fenster) eingegangen, um zu bewerten, wie sich der Zustand des Bodens erholt. „Ein interessantes und direkt messbares Beispiel ist, dass in einem Betrieb aus unserer Kundschaft erstmalig überhaupt am Ende der Saison 2022 autonom und über Nacht auf allen Feldern bodenbedeckende Kulturen, sogenannte Deckfrüchte, ausgesät werden konnten. Deckfrüchte werden nicht geerntet, sondern den Winter über auf dem Feld belassen und sie dienen als natürliches Düngemittel. Dies verhindert die Erosion des Bodens im Winter und führt zu erheblichen Einsparungen beim Düngemitteleinsatz“, fügt Landstra hinzu. Während die Kundschaft(öffnet in neuem Fenster) eindeutig die Bequemlichkeit und Praktikabilität der ALAV-Systeme zu schätzen weiß, ist sich Landstra im Klaren darüber, dass die Zuteilung der Horizont-Finanzhilfe von der EU ein sehr nützliches Gütesiegel darstellt. „Sie hat uns viele Türen geöffnet und uns mit einer ganz neuen Gruppe von Menschen in Kontakt gebracht, von Branchenfachleuten bis hin zu Risikokapitalgebern. Ohne die Horizont-Finanzierung wären wir heute nicht an dem Punkt, an dem wir sind!“
Schlüsselbegriffe
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