Skip to main content

Punktgenau auf die Zielfläche

Mit die größte Dynamik in der Landtechnik finden wir beim Pflanzenschutz. Das hat einerseits mit den gesellschaftlichen und politischen Anforderungen zu tun, andererseits aber mit den Möglichkeiten, die Sensorik und demnächst Künstliche Intelligenz bieten.

Wenige Bereiche der Landtechnik sehen sich mit einem so hohen Innovationsdruck konfrontiert wie die Pflanzenschutztechnik. Das hat mehrere Gründe. Da sind die gesellschaftlichen und politischen Ziele, für die „Minimierung“ das Gebot der Stunde ist. In der EU über die „Farm to fork-Strategie, aber auch in den Ackerbau- und Bienenschutz-Strategien einzelner Bundesländer ist „mal eben“ die Rede von 50% weniger. Auch wenn nicht klar ist, auf welche Ausgangsmenge bzw. welchen Ausgangszeitraum sich die Zahl bezieht und ob Wirkstoff oder Behandlungshäufigkeit gemeint sind: die Botschaft heißt weniger spritzen. Für den Landwirt bedeutet dies mehr Vorbeugung über Fruchtfolge und Sortenwahl, aber auch mehr Präzision. Zum einen müssen Kulturpflanzen im Bedarfsfall gesund gehalten werden, zum anderen gilt es angrenzende Wasserläufe und Biotope mittels abdriftarmer Technik zu schützen.

Versucht man einen „Ritt“ über dieses weite Feld, so lassen sich technische Lösungen ganz klassisch in drei Kategorien einsortieren. Hier sollen die Kategorien 2 und 3 im Vordergrund stehen und anhand einiger Beispiele erläutert werden..

  • Lösungen, die praktisch jede neue Feldspritze als Standard mitbringt. Dazu gehören automatische Gestängeführungen und Teilbreiten- bis hin zu Einzeldüsenschaltungenschaltungen ebenso wie hoch entwickelte Spül- und Reinigungssysteme.
  • Lösungen, die technisch mit einem gewissen Aufwand schon möglich, aber (noch?) nicht Standard sind. Darunter fallen z.B. die Pulsweitenmodulation (PWM), aber auch der gesamte Bereich der Kombinationen von Hacken und Bandspritzung oder die geschlossenen Befüllsysteme.
  • Lösungen, die im Zusammenhang mit einer konsequent teilflächenspezifischen Applikation stehen. Sie bauen meist auf den beiden ersten Kategorien auf, unterscheiden sich von ihnen aber vor allem dadurch, dass der Gesamtzusammenhang des Pflanzenschutzes betont wird. Das kann bedeuten, die Bekämpfungsnotwenigkeit direkt in den Behandlungsprozess einzubeziehen, aber auch die Orientierung an der Einzelpflanze statt am Bestand oder einer „Population“ etwa von Unkräutern. Eine eigene Kategorie bilden dann noch die automatischen Hackroboter, um die es hier aber nicht gehen soll.

Pulsweitenmodulation. Nicht nur die Form des Schlages (z.B. Kurvenfahrten), sondern auch die Fahrgeschwindigkeit macht es nicht einfach, immer die gleiche Wasseraufwandmenge und damit eine konstante Dosierung des Wirkstoffs auszubringen. Das ist wichtig, kommt es durch permanente Unterdosierung doch leicht zu Resistenzerscheinungen zumindest auf einem Teil des Schlages. Wer mit höheren Fahrgeschwindigkeiten arbeitet, braucht am Anfang und Ende einer Fahrgasse Raum, um Fahrt aufzunehmen oder abzubremsen. Auch sonst lassen sich sehr unterschiedliche Fahrgeschwindigkeiten nicht mit einen Düsenkaliber realisieren. Man kann die Ausbringmenge in Grenzen über die Anpassung des Drucks konstant halten, aber dann ändern sich Tröpfchengröße und Abtrift. PWM bietet einen Ausweg. Dabei wird die Düse über Magnetventile 10 bis über 20 mal pro Sekunde an- und ausgeschaltet (Frequenz). Der zweite Parameter der PWM ist die Pulsweite. Sie passt den Volumenstrom an. Bei 100% Pulsweite ist die Düse offen, bei 50% wird (theoretisch) die halbe Aufwandmenge ausgebracht. PWM fordert große Düsenkaliber; kleine Injektordüsen verstopfen zu leicht. PWM bedeutet zunächst nur eine Düse und damit Bequemlichkeit, dann aber über die Einzeldüsensteuerung auch Präzision und damit die Möglichkeit, die Spritze mit Behandlungskarten zu verknüpfen.

Hacke plus Bandspritzung. Dies ist die große Hoffnung aller, die weniger chemischen Pflanzenschutz erreichen wollen, ohne das Ertragsniveau zu gefährden. Ein gerade sehr aktueller Anwendungsbereich ist die Kombination einer (evtl. kameragesteuerten) Hacke mit der Bandspritzung. Das System ist „uralt“, aber die aktuellen Lösungen lassen sich nicht mit den von vor 50 Jahren vergleichen. Heute sind die Arbeitsgänge getrennt. Denn das Hacken läuft am besten mittags, wenn es sonnig und windig ist. Das Spritzen ist am Tagesrand bei Windstille und nicht zu viel Wärme sinnvoll. Der „Clou“ ist, dass die vorhandene Feldspritze nur angepasst werden muss, so dass man bei Bedarf auch ganzflächig behandeln kann. Es braucht dazu Mehrfachdüsenstöcke oder eine eigene Bandspritzleitung. Eine Bandspritzdüse arbeitet mit einem deutlich kleineren Winkel von 30 bis 40°. Abdrift ist eine besondere Herausforderung an die Gestängeführung. Mit 25 cm Düsenabstand lassen sich bequem 50 und 75 cm Reihenabstand abdecken. Etwas kniffliger wird es bei der üblichen 45er Reihe der Rüben. Die letzte Präzision erreicht man mit RTK- oder Kamerasteuerung in Verbindung mit einem Verschieberahmen am Gestänge oder Korrektur über die Lenkung der Spritze.

Selektive Behandlung. Seit Jahrzehnten bereits wird versucht, „vorn“ Unkräuter zu erfassen, die bei Bedarf „hinten“ bekämpft werden. Erst in den letzten Jahren aber ist aus der Idee eine Praxisanwendung geworden. Zunächst (und vor allem auf Großflächen in Osteuropa oder Australien) zum Steuern der Glyphosatanwendung vor der Saat. Ein Sensor erkennt die Unkrautpflanzen direkt und schaltet die Düsen. Eine weitere Entwicklungsstufe (wenngleich vom „Stand der Technik“ noch etwas entfernt) ist die Unterscheidung von Unkraut und Kultur mittels Kameras. Offline ist das über Drohnen möglich, verspricht bis zu 50% Wirkstoffeinsparung und hat zudem den Vorteil, dass die nötige Menge vorher geplant werden kann. Online soll über selbstlernende Systeme auch der Zusammenhang zwischen Kultur, Unkrautart und Witterung erfasst und noch weniger Wirkstoff ausgebracht werden – entweder als Tankmix oder aus mehreren Behältern. Das erfordert viele Sensoren auf der Spritze, führt aber möglicherweise gegenüber Drohnen und Satelliten zu präziseren Ergebnissen.

Spot farming. Diese in absehbarer Zeit möglichen technischen Lösungen münden im Gedanken, nicht mehr den Acker als solchen als Bezugseinheit zu nehmen, sondern die Ansprüche der Einzelpflanze. Dann wäre nicht mehr die schlagkräftige Bewirtschaftung möglichst großer Flächen das Maß der Dinge, sondern es würden die Flächen untersucht, kartiert und nicht nur unterschiedlich behandelt, sondern auch hinsichtlich Kulturpflanzen und Biodiversität strukturiert. Es ergäbe sich (jedenfalls dort, wo die Böden nicht großflächig homogen sind) ein vielfältiges Mosaik unterschiedlicher Kulturen. Sie müssten mit automatischen Kleinrobotern bewirtschaftet werden.

Fazit. Technisch möglich ist viel, vorstellbar noch viel mehr. Es ist absehbar durchaus möglich, den Aufwand von Pflanzenschutzmitteln um 50% und mehr zu senken. Das erfordert aber deutlich höhere Investitionen. Gerade im Pflanzenschutz wird die Praxis diese teuren Maschinen sehr „schlank“ auf möglichst viel Fläche verteilen müssen. Es besteht durchaus die Gefahr einer „Zweiklassen-Gesellschaft“. Etliche Betriebe werden dem künftig geforderten Niveau nicht mehr folgen können und den Pflanzenschutz den Profis überlassen. Technischer Fortschritt und Digitalisierung lösen viele Umweltprobleme, aber leider nicht zum Nulltarif! 

Thomas Preuße, DLG-Mitteilungen