High-tech für mehr Ertrag

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Die weltweit wachsende Bevölkerung, vor allem in Entwicklungsländern, lässt die globale Nachfrage nach landwirtschaftlichen Produkten immer weiter ansteigen. Precision Farming soll den Ertrag pro Fläche deutlich steigern und gilt als Wachstumsmarkt für mehrere Industriebranchen.

Eine Studie von Roland Berger bringt es auf den Punkt: Begrenzte Verfügbarkeit von neuen Nutzflächen, der Klimawandel und strengere Vorschriften erhöhen den Druck auf Effizienz im Agrarsektor. Eine wichtige Antwort auf diese Herausforderungen liefert das sogenannte Precision Farming: Moderne Techniken ermöglichen eine effizientere Bewirtschaftung landwirtschaftlicher Nutzflächen. In ihrer neuen Studie "Business opportunities in Precision Farming: Will big data feed the world in the future?" analysieren die Roland-Berger-Experten den weltweiten Markt für den Präzisionsackerbau, die Entwicklung zugehöriger Techniken bis 2030 und ihre Auswirkungen auf traditionelle und neue Marktteilnehmer. Dabei kommen sie zu der Prognose, dass das weltweite Marktvolumen für die intelligent gesteuerte Landwirtschaft - 2014 lag es bei 2,3 Milliarden Euro - bis 2020 um rund 12 Prozent jährlich wachsen wird.

Von der überwiegend in Städten lebenden Bevölkerung weitgehend unbemerkt, unterliegt die Agrarindustrie derzeit einem grundlegenden Wandel. Gefühl, Intuition und tradierte Abläufe, wie sie die Landwirtschaft über Hunderte von Jahren prägten, haben ausgedient. Autonomes Fahren elektronisch gekoppelter Fahrzeuge (elektronische Deichsel), Sensorik für die Bodenqualität während der Überfahrt, digitale Schlagkarteien und Ertragskarten, die Vernetzung mittels Isobus und Steuerungsstrategien für den zielgerichteten Einsatz von Sästreuern, Düngemittelstreuern, Bodenbearbeitungs- und Erntemaschinen sind nur einige Beispiele für einen Innovationsschub, der seinesgleichen sucht.

Vom Traktor zum multifunktionalen Arbeitsplatz

So beschreiben die Springer-Autoren Marco Reinards, Georg Kormann und Udo Scheff im Kapitel "Fahrerassistenzsysteme bei Traktoren" aus dem Handbuch Fahrerassistenzsysteme die Weiterentwicklung von Traktoren von reinen Zugmaschinen zu multifunktionalen Arbeitsplätzen für eine Vielzahl von Aufgabenstellungen: "Traktoren beziehungsweise landwirtschaftliche Nutzfahrzeuge haben in der Regel mehrere zusätzliche Funktionen wie zum Beispiel eine Bereitstellung und Regelung mechanischer, hydraulischer oder auch elektrischer Leistung, eine Güterumschlagsleistung und eine Traktionsleistung gleichzeitig zu erfüllen. Diese zusätzlichen Anforderungen, die sich aus der Einbindung in den Prozess der landwirtschaftlichen Erzeugung ergeben, bestimmen damit maßgeblich auch die Gestaltung der landwirtschaftlichen Nutzfahrzeuge. Damit verbunden ist auch die Gestaltung der Mensch-Maschine-Schnittstelle, um den Fahrer bei der Fahrzeugführung und der Prozessüberwachung zu unterstützen."

In ihrem Artikel "Semantische Technologien für Produktionsprozessinnovationen in der Landwirtschaft" aus der Fachzeitschrift e&i Elektrotechnik und Informationstechnik 7-2014 gehen die Autoren ins Detail. Demnach sind intelligente Mechatronik-, Informations- und Kommunikationslösungen (IKT) die aktuellen Schlüsseltechniken im Präzisionsackerbau, der Milchwirtschaft und der Tierhaltung. Neuartige vernetzte und selbstlokalisierende Roboter sowie Sensorik ermöglichen den Landwirten, die Produktionsressourcen besser zu nutzen und dadurch die Effizienz der Produktion bei sinkenden Kosten zu erhöhen.

Drehmomentgesteuerter Dungstreuer

Doch während die Digitalisierung die Präzision auf der Steuerungsseite wesentlich verbessert hat, müssen die elektrischen, mechanischen oder hydraulischen Aktoren diese Präzision auch umsetzen können. Dies bietet ein breites Betätigungsfeld für den klassischen Maschinenbau. Schaeffler zum Beispiel präsentierte anlässlich der Hannover Messe 2015 überarbeitete Drehmomentsensoren, die ursprünglich für den Reha-Bereich und E-Bikes entwickelt worden waren. Der Sensor ist Basis für einen drehmomentgesteuerten Dungstreuer, der die kostenintensive Düngung präziser und sicherer gestaltet und unerwünschte Umweltbelastungen bei der Düngung vermeiden hilft.

Zu den ersten Anwendern zählt nach Unternehmensangaben Fliegl Agrartechnik. Für ein möglichst präzises Streuergebnis seiner neuen Dungstreuer setzt Fliegl auf ein drehmomentgesteuertes Abschieben von zu streuenden Gütern wie Gärrest, Festmist oder Kompost. Neben einer exakten Quer- und Längsverteilung zählt insbesondere die Schonung aller Komponenten, der reduzierte Kraftbedarf und die erhöhte Leistung zu den Vorteilen des Systems. Das Drehmomentmessmodul überträgt seine Daten über den Isobus an die Steuerung. Alle relevanten Parameter wie das Drehmoment der Zapfwelle, die Zapfwellengeschwindigkeit, die Abschiebegeschwindigkeit und der Hydraulikdruck im System werden mit Sensoren erfasst und im Steuergerät verarbeitet. Die Streumenge kann aus der Kabine heraus am Isobus-Display überwacht und eingestellt werden.