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Neue Wege zu weniger Bodendruck

Insbesondere bei feuchten Bodenzuständen stoßen viele Maschinen an die Grenzen eines bodenschonenden Befahrens. Gerade bei der Gülleausbringung im Frühjahr zeigt sich die Gratwanderung zwischen ökonomischen Zwängen und Anforderungen an den Bodenschutz.  PD Dr. Joachim Brunotte, Dr. Marco Lorenz und Maike Weise vom Thünen-Institut für Agrartechnologie in Braunschweig wollen diese Gratwanderung für die Praxis kalkulierbarer machen.

Warum ist es gerade in diesem Jahr angezeigt, sich mit der Wirkung von Gülleausbringverfahren auf den Boden zu beschäftigen?

Die Vorgaben der neuen Dünge-VO haben zu einer Verschiebung der Ausbringung der flüssigen Wirtschaftsdünger vom Herbst ins Frühjahr geführt. So sollen Emissionen verhindert werden. Da durch die Winterniederschläge eher feuchte Unterböden vorliegen, ist hier eine Anpassungsstrategie  hin zu einer bodenschonenden Befahrung nötig. Da die Güllemengen steigen und die Ausbringfenster vorgegeben sind, kann diese Anpassung lediglich über die Technik erfolgen.

Wie groß ist eigentlich in Deutschland das Problem der Bodenverdichtungen?

Auf die Frage nach dem Problem, d.h. nach der Verbreitung von Bodenverdichtungen, können wir leider keine allumfassende Antwort geben. Es gibt in einigen Bundesländern und Regionen Statuserhebungen und Bodendauerbeobachtungsflächen (BDF), die den Bodenzustand anhand bodenphysikalischer Parameter beschreiben. Hinzu kommen punktuell durchgeführte Belastungsversuche, die unter einzelnen Maschinen und ganzen Arbeitsketten die Veränderung der Bodenstruktur durch die Befahrung untersuchen. Im Ergebnis weisen alle Untersuchungen keine flächendeckenden Bodenschadverdichtungen nach, sondern nur vereinzelt in Fahrgassen, am Vorgewende oder auf Ackerschlägen, wo leichtsinnig bei hoher Bodenfeuchte geerntet wurde. Da schon immer der Wunsch nach einer flächendeckenden Einschätzung von Bodenschadverdichtungen bestand, sind auch eine Reihe von Modellen (z.B. Vorbelastung) zur Abschätzung entwickelt. Diese können aber die real auftretenden mechanischen Belastungen ganzer Arbeitsketten nicht abbilden, da sie nur einzelne Räder berücksichtigen. Deshalb haben wir ein neues Konzept entwickelt, um die  Verdichtungsgefährdung der Böden in Deutschland abschätzen und mittlere regionale Befahrbarkeitstage für unterschiedliche Mechanisierungen ableiten zu können.

Wie funktioniert dieses neue Konzept?

In einer Zeit von Veränderungen geht es immer um Anpassungsstrategien – so auch hier. Also kommt es auf die Denkrichtung an. Nicht der Boden reagiert auf den Einsatz von Maschinen und ganzen Arbeitsketten, sondern die Arbeitsketten haben sich an die Verdichtungsempfindlichkeit der Böden anzupassen.Somit sind Anpassungsstrategien gefragt, die von den Bodenzuständen abgeleitet werden und gleichzeitig den rentablen Einsatz der Maschinen ermöglichen. Unser Planungskonzept berücksichtigt sowohl die Standorteigenschaften als auch die Fahrzeugparameter. Im ersten Schritt  leiten wir die Verdichtungsempfindlichkeit von Ackerböden anhand der Bodenart und der Bodenfeuchte ab. Die aktuellen Veränderungen der Bodenfeuchte in unterschiedlichen Tiefen lassen sich über die Berechnung der Verdunstung  tagesgenau und in fünf Klassen der Verdichtungsempfindlichkeit abbilden. Der zweite Schritt berücksichtigt anhand langjähriger Feldmessungen und der Technikdatenbank des KTBL die mechanische Belastung ganzer Arbeitsketten. Die Belastungsanteile bestehen aus Radlast, Reifeninnendruck, Kontaktflächendruck, Anzahl Überrollungen und Spurflächenanteil und ermöglichen die Einordnung der Arbeitsketten in 5 Belastungsklassen. Im dritten Bausteinwird dann die mechanische Belastung durch Landmaschinen der Belastbarkeit des Bodens in einem Schema mit jeweils fünf Klassen gegenübergestellt.

Sie haben dieses Konzept in der Praxis ausprobiert. Was ist dabei herausgekommen?

Wir haben drei Gülleausbringtechniken unter realen Feldbedingungen miteinander verglichen: (1)einen Traktor mit Tandem- Gülletankwagen ohne Reifendruckverstellanlage mit 3 bar Reifeninnendruck und ohne Einarbeitung, (2) einen selbstfahrenden Gülletankwagen (1,5 bar) mit Einarbeitung und (3) einen Traktor mit Gülleverschlauchung (0,8 bar), mit Einarbeitung. Die Messungen zu Bodendruck und -setzung sowie zur Bodenphysik haben gezeigt, dass nicht nur die Radlast, sondern auch Überrollhäufigkeit und Reifeninnendruck Einfluss auf den Bodenzustand nehmen.

Das Ergebnis war, dass der Einsatz von Tandem- und Tridemfässern trotz nur mittlerer Radlasten durch die vielen Überrollungen und die für den Straßentransport hohen Reifeninnendrücke kritisch zu sehen ist. Diese Technik ist oft auf Betrieben mit Eigenmechanisierung zu finden – bei Lohnunternehmern sind Reifendruckverstellanlagen üblich. Auch muss bei diesem Verfahren in einem extra Arbeitsgang mit zwei zusätzlichen Überrollungen die Gülle eingearbeitet werden.

Der Selbstfahrer mit Schongang/Hundegang beeinträchtigt trotz hoher Radlast, aber aufgrund nur einer einfachen Überrollung, geringer Reifeninnendrücke und hoher Fahrgeschwindigkeit den Bodenzustand weniger stark. Am günstigsten schneidet die Gülleverschlauchung ab, da die Gülle am Vorgewende zwischengelagert wird und der Ausbringtraktor mit niedriger Radlast, unter 1 bar Reifeninnendruck und nur zweifacher Überrollung fährt.

Wie gelangt man nun zu der für den Standort passenden Technik?

Um den Nutzen für jeden einzelnen Betrieb noch zu verbessern, werden für die Gülleausbringung im Herbst und Frühjahr Befahrbarkeitstage abgeleitet, an denen ein bodenschonendes Befahren möglich ist. Wir haben das anhand von Beispielstandorten mit vergleichbaren Bodenarten im Oberboden, aber unterschiedlichen Niederschlägen/Bodenfeuchten für die Herbst- und Frühjahrsausbringung demonstriert. Nehmen wir mal zwei in der Bodenart identische leichtere Böden in Mecklenburg (trockener) und Oberschwaben (sehr feucht). Im Herbst steht im Mittel der Jahre auf dem Mecklenburger Standort in den Varianten Gülleselbstfahrer und Gülleverschlauchung der gesamte Zeitraum von 61 Tagen (1. September bis 31. Oktober) zur Verfügung. Für einen Traktor mit Tridemgüllewagen sind es nur 35 Tage. Auf dem sehr feuchten Standort in Oberschwaben stehen im Herbst für die Gülleverschlauchung 34 Tage zur Verfügung. Die anderen beiden Technikvarianten können aufgrund zu hoher mechanischer Belastung nicht bodenschonend eingesetzt werden.

Im Frühjahrvom 1. Februar bis zum 30. April gibt es auf beiden Standorten bei Betrachtung des Oberbodens im Mittel der Jahre für den Traktor mit Tridemfass nur ca. zwei bis vier Tage für die bodenschonende Ausbringung. In Mecklenburg können der Selbstfahrer 14 und die Gülleverschlauchung 33 Tage eingesetzt werden. In Oberschwaben ist eine bodenschonende Ausbringung nur mit Gülleverschlauchung an zehn bis zwölf Tagen möglich.

Allerdings darf der Boden zu dieser Zeit auf beiden Standorten für eine Gülleausbringung nicht befahren werden, da der Unterboden gegenüber Verdichtungen stark gefährdet ist.  In Extremjahren mit minimalen Niederschlägen sind die Böden trockener und es stehen mehr Befahrbarkeitstage zur Verfügung. Bei maximalen Niederschlägen stehen dagegen noch weniger Tage zur Verfügung.

Und was hat die Praxis nun von dieser Erkenntnis?

Der Nutzen dieser Befahrbarkeitstage liegt für den Praktiker darin, Investitionen und Einsatztage für ein bodenschonendes Befahren planen zu können und sich nicht nur nach ökonomischen Gesichtspunkten richten zu müssen. Sind die Befahrbarkeitstage aufgrund ungünstiger Bodenzustände eingeschränkt, müssen Zeitfenster für eine Pausierung vorgesehen werden. Die Rentabilität kann dann nicht durch hohe Auslastungsgrade pro Jahr erreicht werden, sondern durch hohe Auslastungsgrade pro Gesamtnutzungsdauer. Wir entwickeln gerade eine online-Anwendung, bei der sowohl langfristige Wetterdaten als auch kurzfristige Wettervorhersagedaten in Verbindung mit betriebsindividuellen Maschinendaten eingegeben werden, um eine punktgenaue Einsatzplanung zu ermöglichen. Den Kosten muss der monetarisierte Nutzen aus bodenschonenden Ausbringverfahren gegenübergestellt werden, sonst leidet die Akzeptanz solcher Maßnahmen in der Praxis.

Die Fragen stellte Thomas Preuße