Autonome Landmaschinen, Präzisionstechnologien und Controlled Row Farming

AMAZONE geht voraus!

Der BoniRob als Basis für die Autonomie bei AMAZONE

Für die AMAZONEN-WERKE steht das Thema autonome Landmaschinen schon seit Start des BoniRob-Projekts im Jahr 2008 zusammen mit der Hochschule Osnabrück und der Robert Bosch GmbH im Fokus (Förderprojekt des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL)). Der Feldroboter BoniRob war ein Meilenstein der Robotik und seiner Zeit weit voraus. Viele technologische und rechtliche Fragen waren noch zu klären und ein Markt noch lange nicht absehbar. Der BoniRob ist bis heute in verschiedenen Forschungsprojekten der Hochschule Osnabrück im Einsatz. Unter anderem auch im Experimentierfeld Agro Nordwest des BMEL. 

Erfolgreiche Zusammenarbeit mit dem dänischen Roboter Startup FarmDroid

Der FarmDroid FD20 wurde von Kristian und Jens Warming entwickelt und hat sich in wenigen Jahren zu einem der erfolgreichsten Feldroboter in Europa entwickelt. Der Erfolg beruht auf der hochgenauen Saat und nachfolgenden Hackarbeit zwischen und vor allem in der Reihe. Der FarmDroid FD20 führt im ökologischen Zuckerrübenanbau und im Gemüseanbau zu eindeutigen ökonomischen Vorteilen durch die starke Reduzierung der Kosten für den Einsatz vieler Arbeitskräfte bei der manuellen Hackarbeit. Ziel ist es, durch den Einsatz des hochautomatisierten, solarbetriebenen Sä- und Hackroboters FD20 und einer speziellen SpotSpraying-Methode zukünftig den Einsatz von Herbiziden (und Insektiziden) auf ein Minimum reduzieren zu können. Erste Versuche dazu laufen aktuell auf einem Testfeld des Südzucker-Versuchsguts in Kirschgartshausen bei Mannheim.

Von AMAZONE wurde der FarmDroid FD20 zu einem hochgenauen SpotSpraying-Gerät weiterentwickelt. Im Versuchsprojekt mit der Partnerfirma Südzucker AG wurde gezeigt, dass der Zuckerrübenanbau mit einer 90-prozentigen Reduzierung von Herbiziden möglich ist. Für AMAZONE war dieses Projekt ein weiterer Schritt, um automatisierte Technologien weiter zu entwickeln und das Verständnis für die Marktpotenziale von Feldrobotern zu erweitern.

Neue Präzisionstechnologien für den konventionellen Anbau

Bei den aktuellen Gegebenheiten des konventionellen Zuckerrübenanbaus sind in den kommenden Jahren andere Konzepte vielversprechend. Die in der Hacke integrierte Bandspritzung oder auch die absetzige Bandspritzung mit der Einzeldüsenschaltung AmaSelect Row. In den größeren Strukturen hat die Anhängefeldspitze UX SmartSprayer große Chancen, Marktakzeptanz zu erreichen, siehe hierzu den Artikel AMAZONE UX SmartSprayer.

Partnerschaft mit AgXeed zur Etablierung autonomer Verfahren

Neben den spezialisierten Feldrobotern wie BoniRob oder FarmDroid FD20 ist die Autonomisierung der klassischen Zugarbeit im Feld ein zukunftsträchtiges Thema. Für AMAZONE ist dabei die Autonomisierung der Anbaugeräte und vor allem der Arbeitsprozesse in den Geräten das Kernthema der Entwicklung. Die autonome Zugmaschine ist dagegen besser in der Hand der Traktorenhersteller oder spezialisierter Startups aufgehoben. AMAZONE kooperiert seit diesem Jahr mit dem Startup AgXeed aus den Niederlanden. Das erfahrene Entwicklerteam von AgXeed hat aus Sicht von AMAZONE die richtigen technologischen und systemischen Ansätze gewählt. Kernthema von AgXeed ist das Bekenntnis zu offenen, standardisierten Schnittstellen sowohl in der mechanischen Kopplung von Maschinen als auch in der Kommunikation über ISOBUS, anderen Standards wie TIM sowie noch folgenden Schnittstellen insbesondere bezüglich der Elektrifizierung und Sicherheit. Letztlich soll der Kunde die freie Wahl für das beste Gerät am besten Zugfahrzeug haben, so wie es heute schon üblich ist und die größte Innovationskraft hervorbringt.

Von der Automatisierung zur Autonomisierung

Für den Einsatz von Geräten ohne den menschlichen Kontrollblick ist es erforderlich, die Automatisierung und Überwachung noch weiter zu perfektionieren. AMAZONE verfolgt seit Jahren schon die Automatisierung von Prozessen in der Maschine. Beispiele sind die Reinigungsautomatik Comfort-Paket plus in den Feldspritzen, die Überwachung der Streuqualität mit ArgusTwin oder auch das System AutoPoint zur exakten Schaltung von Sämaschinen am Vorgewende.

Welche Maschinen zuerst den Schritt von der Automatisierung zur Autonomisierung gehen werden ist noch nicht abschließend klar. Neben den technischen und rechtlichen Herausforderungen ist vor allem die Frage, in welchem Kundensegment ein ökonomischer Vorteil sichtbar wird.

Autonomie im Controlled-Row-Farming-Anbausystem

In 2020 haben die AMAZONEN-WERKE gemeinsam mit dem Tochterunternehmen SCHMOTZER Hacktechnik und dem Partner Agravis ein neues Pflanzenbau-Versuchswesen gestartet. Dieses Controlled-Row-Farming-Versuchswesen (CRF) auf dem neuen AMAZONE Versuchsgut Wambergen, in direkter Nähe zum Produktionsstandort und Stammwerk Hasbergen-Gaste, wird in den nächsten Jahren wichtige Erkenntnisse zu neuen Pflanzenbauverfahren beitragen. Bei fester Reihenweite von 50 cm in allen Kulturen werden die sensiblen Betriebsmittel Dünger und Pflanzenschutz durch exakte Platzierung reduziert. Zusätzliches Ziel ist, mehr Biodiversität in die Fläche zu bringen und den ökonomischen Erfolg des Betriebs mindestens konstant zu halten. Die ersten Ernteergebnisse bestätigen einen konstanten Ertrag auch im Getreide bei der Doppelreihe mit einem Abstand von 50 cm. Die Ergebnisse finden Sie auch unter www.controlled-row-farming.de.

In einer beispielhaften ökonomischen Betrachtung des CRF-Systems für einen Betrieb mit 300 ha wird deutlich, dass sich die eingesparten Kosten für die Betriebsmittel durch die erhöhten Kosten für die Arbeitserledigung egalisieren. 
Neben der rein ökonomischen Betrachtung ist die zusätzlich erforderliche Arbeitszeit in der Hauptsaison ein kritischer Punkt: Im klassischen Ackerbau werden 476 Stunden/Jahr für Düngung und Pflanzenschutz benötigt, im CRF-System 706 Stunden/Jahr (+ 48 %). In Zeiten des Mangels an qualifizierten Arbeitskräften ist dieser Faktor kurzfristig kritisch zu sehen. Mittel- bis langfristig könnten autonome Landmaschinen im CRF-System die arbeitsintensiven Aufgaben für den Landwirt übernehmen. Die klare Struktur im Spurführungs- und Anbausystem kommt in jedem Fall den robotischen Systemen entgegen.

Heute wird das CRF-System mit üblichen RTK-gelenkten Traktoren, intelligenten Anbaugeräten und einem aufmerksamen Fahrer betrieben. In Zukunft ist es leicht vorstellbar, dafür autonome Feldroboter zu verwenden. Jeder Prozessschritt würde genau überwacht. Dann ist es auch vorstellbar, mit kleineren Arbeitsbreiten langsamer zu fahren und die Aufgaben noch präziser zu erledigen. Letztlich muss der Betriebsleiter weniger Zeit mit der Überwachung von standardisierten Arbeitsprozessen verbringen und kann sich auf andere Aufgaben konzentrieren.