Neue Pflanzenschutztechnik wie Spot- und Patchspray kann große Mengen Pflanzenschutzmittel – vor allem Herbizide – einsparen. Je nach Kultur und Anwendung sind der Technik jedoch Grenzen gesetzt. Auch die Flächenleistung von Spezialgeräten liegt signifikant unter der Flächenleistung herkömmlicher flächiger Applikation. Können autonom arbeitende Geräte die Arbeitswirtschaftlichkeit der Spezialisten verbessern?
Herkömmliche moderne Pflanzenschutztechnik mit möglichst kleinen Teilbreiten oder sogar Einzeldüsenschaltung ist mithilfe von durch Drohnen generierten Unkrautkartierungen (Offline-Technologie) in der Lage, Spotspray mit großer Schlagkraft durchzuführen. Wie groß die Einsparungen bei der zweiten Splittingmaßnahme im Mais sein können, ist in der Abbildung und der Tabelle dargestellt. Attraktiv ist das relativ günstige absätzige Verfahren mit vorgelagertem Drohnenüberflug auch, weil die benötigte Pflanzenschutzmittelmenge vor der Applikation feststeht und somit Restmengen verhindert werden können. Ein Nachteil ist der etwas zeitintensive Vorlauf.
Sogenannte Consumer-Drohnen, zum Beispiel von der Firma DJI, sind relativ günstig zu bekommen. Die mit den Kameras gesammelten Daten können mit unterschiedlicher Software in Applikationskarten umgewandelt werden.
Profi-Modelle wie die Drohne von SAM-Dimension werden inklusive der Analyse-Software und des Services angeboten, sind hoch entwickelt und spezialisiert und daher auch deutlich kostenintensiver. Nach dem Drohnenüberflug müssen die Daten ausgewertet werden. Die Applikation ist dann meist am nächsten Tag möglich.
Ob auch mit Consumer-Drohnen befriedigende oder gute Ergebnisse zu erzielen sind, versucht die Landwirtschaftskammer Schleswig-Holstein derzeit unter anderem in Streifenversuchen im Mais zu ergründen.
Geht es online schneller?
Schneller, da ohne vorangegangenen Drohnenüberflug, kann online operierende Technik mit auf dem Gestänge montierten Kameras im Spotsprayverfahren applizieren. Diese Technik eignet sich gut für Lohnunternehmen, die die gleichen Mittel und Mittelkombinationen auf mehreren großen Flächen nacheinander ausbringen müssen, da vor der Überfahrt nicht bekannt ist, wie groß die Einsparung sein wird. Hierdurch können sonst große Restmengen zustande kommen. Darüber hinaus ist die Online-Technik kostspielig und muss daher große Flächenleistungen über das Jahr erbringen.
Reife Spezialleistung – aber auch praktikabel?
Selbst bei 25-cm-Einzeldüsenschaltung ist der kleinste Spot zirka einen Viertelquadratmeter groß. In der Tabelle ist die Beziehung zwischen Spotgröße und Einsparungsmöglichkeit gut zu sehen. Je schmaler der Einzelspot ist, desto größer ist das Potenzial, Pflanzenschutzmittel zu sparen und Boden sowie Kulturpflanze zu schonen. Daher wurden von unterschiedlichen Unternehmen Spezialgeräte mit Einzeldüsenschaltung von 4 bis 10 cm entwickelt. Diese Geräte waren zunächst Spezialisten für einzelne Kulturen wie Grünland, Zwiebeln, Gemüse oder andere Sonderkulturen. Da die Geräte mehr und mehr KI-basiert arbeiten, kommen jedoch immer mehr Kulturen hinzu. Die Geräte ermöglichen eine hohe Selektivität und kleinräumige Applikation. Dennoch bleibt die Flächenleistung aufgrund der erhöhten Präzision, der geringeren Arbeitsbreite und der begrenzten Geschwindigkeiten auf reduziertem Niveau. Der Arbeitszeitaufwand für den Fahrer ist dadurch deutlich erhöht. Beispiele für diese Spezialisten sind der RumboJet880, ein Grünland-Spezialist, der vor allem auf Ampfer spezialisiert ist. Der KI-basierte Rumex RXF900 wurde, wie der Name schon erahnen lässt, zunächst auch für die Ampferbekämpfung entwickelt, wird allerdings für weitere Kulturen trainiert und kann wie der ARA von Ecorobotix mittlerweile auch in Ackerbaukulturen eingesetzt werden. Die Arbeitsbreiten werden zwar immer weiter vergrößert, trotzdem sind diese Spezialisten in der Flächenleistung limitiert.
Präzision ganz ohne Fahrer
Seit einigen Jahren wird auch an und mit vollkommen autonom agierenden Geräten gearbeitet. Die hier gezeigten Geräte sind marktreif und bereits teilweise in der Praxis im Einsatz. Der FarmDroid FD20 drillt Zuckerrüben RTK-GPS-gestützt selbstständig aus und bekämpft über die Vegetation kontinuierlich Unkräuter. Anfänglich arbeitete dieses System ausschließlich mechanisch und wurde vor allem im Ökolandbau eingesetzt. Mittlerweile werden Geräte auch mit Spotspray- und Bandapplikationstechnik ausgerüstet, damit die Wirkung noch besser und der Einsatz für den konventionellen Anbau attraktiver wird. Eine Besonderheit des FarmDroid ist, dass das Gerät von externen Energiequellen nahezu unabhängig arbeitet, da ein großes Solarmodul für die Energieversorgung sorgt. Weiterhin ist interessant, dass die Technik gänzlich ohne Kamerasysteme auskommt. Jeder Ablageort der Samen ist im Gerät so genau gespeichert, dass beim Hacken wie beim Spotspray keine Kameraerkennung nötig ist. Appliziert wird nur ein kleiner Spot an der Kulturpflanze oder ein Band in der Reihe. Hierdurch ergeben sich Pflanzenschutzmitteleinsparungen von über 90 % in Zuckerrüben, was sich auch günstig auf Ertrag und Qualität auswirkt. Trotz der sehr geringen Geschwindigkeit von unter 1 km/h schafft das Gerät bis zu 6,5 ha in 24 Stunden.
Farming GT ist ebenfalls ein autonomes Hackgerät, das zusätzlich mit Applikationseinheiten bestückt werden kann. Anders als der FarmDroid kommt beim Farming GT moderne KI-gestützte Kameratechnologie zum Einsatz, die Kultur und Unkraut erkennt und unterscheiden kann. Betrieben wird der Farming GT über ein Hybridsystem mit einem effizienten Dieselmotor, der Batterien für die Elektromotoren auflädt. Bei einer Flächenleistung von bis zu 10 ha in 24 Stunden bei zirka 2 km/h verbraucht das Gerät 15 bis 20 l Diesel.
Der Kilter AX1 ist ein Applikationsgerät, das mit einem Totalherbizid wie Pelargonsäure eine sehr exakte Tropfenapplikation auf die Unkräuter durchführt, die eher an einen Tintenstrahldrucker erinnert als an herkömmliche Applikationsdüsen. Wohin die Tropfen appliziert werden, entscheidet eine KI- und kameragestützte Software. Aufgrund der sehr genauen Applikation mit bis zu 6 x 6 mm kleinen Spots, die jegliche Kulturpflanzenteile und auch zum sehr großen Teil die freie Bodenoberfläche ausspart, können Einsparungen von bis zu 95 % erreicht werden. Die tatsächliche Einsparung hängt bei allen genannten Systemen natürlich vom Unkrautdruck auf der Fläche ab. Das Einsatzgebiet ist aktuell vor allem Gemüse in Reihenkulturen. Der Antrieb läuft über ein Benzinaggregat. Die maximale Flächenleistung wird zwar mit 1 ha je Stunde angegeben, im Praxisbetrieb sind es etwa 5 bis 7 ha am Tag.
Schöne neue Welt mit neuen Anforderungen
Neben den autonomen Geräten besteht auch die Möglichkeit, herkömmliche Pflanzenschutztechnik durch autonome Zugmaschinen wie den Agxeed fahren zu lassen. Hierdurch kann der hohe Arbeitsaufwand vor allem bei den Spezialgeräten deutlich verringert werden, wodurch auch Kosten eingespart werden können. Für alle autonom fahrenden Geräte gelten besondere Anforderungen, die eingehalten werden müssen. Die Geräte fahren zwar selbstständig, können jedoch rechtlich die Verantwortung nicht übernehmen. Das bedeutet, dass weiterhin der sachkundige Anwender, der das Gerät befüllt und aktiviert, verantwortlich ist. Weiterhin ist bei allen Spotspray-Techniken, ob autonom oder vom Fahrer gesteuert, die Präzision der Applikation genau zu überprüfen. Wenn beispielsweise die GPS- und RTK-GPS-Daten nicht sauber verarbeitet werden oder die Ventilschließzeiten der Spritztechnik nicht kurz genug sind, können die Systeme nicht befriedigend arbeiten. Der Anwender der neuen Techniken benötigt entsprechendes Know-how und die Motivation, sich auch zeitintensiv mit der Materie zu beschäftigen. Während die Geräte fahren und applizieren, muss ein sachkundiger Anwender in Reichweite sein, um eventuelle Probleme beheben zu können. Weitere rechtliche Einschränkungen sind je nach Anwendungsgebiet vom sachkundigen Anwender in Erfahrung zu bringen und einzuhalten.
Das Julius-Kühn-Institut hat im Juni eine neue Richtlinie zur Prüfung der sich rasant entwickelnden Technik veröffentlicht. In der Richtlinie 1-1.8 „Anforderungen an autonom fahrende Applikationssysteme (AAS)“ werden Prüfkriterien zur Einhaltung der guten fachlichen Praxis im Pflanzenschutz formuliert. Bei autonomer Betriebsart muss das Gerät selbsttätig die Einhaltung von Betriebs- und Umweltparametern überwachen und die Parameter an die externe Bedienperson übermitteln. Weiterhin muss diese eine funktionsfähige Fernsteuerung zur Überwachung bereithalten.
Fazit
• Unterschiedlichste Hersteller haben effiziente Geräte für viele Einsatzgebiete auf den Markt gebracht. Hier wird natürlich nur ein Teil besprochen.
• Alle Geräte sind je nach Kultur und Maßnahme in der Lage, Pflanzenschutzmittel einzusparen.
• Der Verzicht auf ganzflächige Applikationen ist aktuell im konventionellen Anbau noch nicht vollständig realisierbar. Bei Nachbehandlungen sind jedoch große Einsparungen möglich.
• Autonome Zugmaschinen können die Arbeitsstunden auf dem Traktor reduzieren und damit die Effizienz der Spezialgeräte erhöhen. Die Arbeit wird sich nun hauptsächlich auf die Justierung und Kontrolle der Geräte konzentrieren.
• Ob große Feldspritzen mit Online- oder Offline-Technologie, gesteuerte oder autonome Pflanzenschutzspezialisten – der sachkundige Anwender muss sich intensiv mit den konkreten Einstellungen seiner Technik beschäftigen und die Applikationsgenauigkeit immer im Auge behalten.
• Auch autonome Geräte brauchen ein Mindestmaß an Beaufsichtigung. Der sachkundige Anwender und Verfügungsberechtigte übernimmt die Verantwortung.
JKI-Richtlinie 1-1.8:
https://tinyurl.com/588hhyj4



