Ertragserfassung in der Futterernte: Wissen, wie viel es zu fressen gibt

Gut zu wissen

Besonders im Grünland, das in der Regel auf Grenzstandorten steht, schwanken die Erträge zwischen und innerhalb der Schläge stärker als auf Ackerflächen. Um diese Unterschiede herauszufinden, gibt es digitale Techniken, die die Erträge während der Ernte erfassen. Das gilt für Feldhäcksler, Transportfahrzeuge, Ladewagen und Ballenpressen.

Fuhrwerkwaagen

Wer eine Fuhrwerkwaage hat, ist schon mal in der Lage, die Frischmassen je Fuhre zu ermitteln. Das hilft aber nur bedingt weiter. Um im nächsten Schritt die Trockenmasse­erträge zu bestimmen, sind aufwendige Beprobungen am Silo notwendig. Das führt zu einem zusätzlichen Arbeitszeitaufwand in der besonders durch Zeitdruck geprägten Erntezeit. Viele Fuhrwerkwaagen verfügen außerdem nur über eine Handaufzeichnung, so dass die Übersicht bei vielen Furen schnell verloren gehen kann.

Wiegeeinrichtung im Fahrzeug

Um die Frischmasse zu erfassen, können viele Transport- und Ladewagen mit Wiegeeinrichtungen ausgestattet werden. So wird der Fahrer beispielsweise beim Pöttinger „Torro Combiline“ über eine Mitteilung im Terminal und einen Signalton beim Erreichen des Maximalgewichts informiert. Viel interessanter ist jedoch die Kombination dieser Systeme mit der Ertragserfassung am selbstfahrenden Feldhäcksler.
Denn die Kalibrierung der Volumenstrommessung im Häcksler kann über die Referenzwiegung ohne zusätzlichen Umweg oder Zeitaufwand erfolgen. Beim „Kombiline“ von Claas wird die Zuladung mit einer Genauigkeit von ± 1 % erfasst und zur Kalibrierung genutzt.
Ein vergleichbares System ist auch bei Krone erhältlich, und dies mit einer Online-Verbindung zwischen Wiegewagen und Häcksler. Die Übertragung erfolgt ohne Zutun der Fahrer.
Während der Wägung ist wie bei allen Herstellern lediglich auf einen möglichst waage­rechten Untergrund zu achten. Dies trifft auch auf die Abschiebewagen von Fliegl zu, die mit ihren Wiegezellen ebenfalls eine hohe Genauigkeit versprechen.

Satellitendaten

Seit 2014 gibt es Dienste, die Biomasse­karten über frei verfügbare Satellitendaten erstellen. Doch hohe Bewölkungsgrade sowie die kurzen Zeiträume zwischen den Schnitten erschweren diese Art der Schätzung auf Grünland.
Auch das Projekt DigiMilch (Kasten „DigiMilch erarbeitet die Grundlagen“) liefert Ertragsdaten zur Erprobung und Verbesserung bereits vorhandener Simulations­modelle. Bisherige Erfahrungen zeigen, dass die besten Ergebnisse bei intensiv genutzten Grünlandbeständen zu erwarten sind.

Messung am Feldhäcksler

Eine weitere Möglichkeit und derzeit in der Praxis am einfachsten umsetzbar ist die Ertrags- und Feuchteermittlung am Feldhäcksler. Über die Detektion der Auslenkung und Geschwindigkeit der Vorpresswalzen am Einzug werden die Frisch­masseerträge schlagbezogen oder in Verbindung mit GNSS-Daten auch teilflächenspezifisch erfasst. Hierzu ist eine laufende Kalibrierung durch Referenzwiegungen notwendig, besonders beim Wechsel der Frucht, des Reifegrades und des Schlages. Zeitverzögerungen in der Erntekette durch Umwege über Fuhrwerkwaagen werden durch die bereits genannten Transportfahrzeuge mit Wiegeeinrichtung minimiert.
Zur Bestimmung des Trockenmasse(TM)-Ertrags sind zusätzlich Informationen zum Feuchtegehalt des Ernteguts notwendig. Die Trocken­substanz wird inzwischen bei allen Häckslerfabriakten per Nahinfrarot­spek­troskopie (NIRS) erfasst. Dazu bestrahlt eine Lichtquelle den Gutfluss im Auswurfkrümmer. Durch Detektion der reflektierten Spektralbereiche werden in Sekundenbruchteilen die Spektren erstellt. Anhand eines Kalibrier­modells sind anschließend Aussagen über die Gutfeuchte bzw. Trockensubstanz (TS) möglich. Diese Systeme sind bereits seit über zehn Jahren im Einsatz (Tabelle „Ertragserfassungssysteme im Feldhäcksler“).
Durch regelmäßige Erweiterungen der Kalibrierkurven steigt die Genauigkeit. Die Messung von immer mehr Inhaltsstoffen des Ernteguts ist möglich. Vor allem auf dem Grünland, dessen Artenvielfalt im Vergleich zu Silomais die Detektion des Feuchte­gehalts erschwert, ist eine stetige Pflege der Kalibrierung durch neue Daten notwendig. Neben dem Feuchtegehalt können die NIRS-Sensoren folgende Inhaltsstoffe bestimmen:

Im Gegensatz zur Ertragserfassung wurden die Systeme zur Bestimmung der Inhaltsstoffe des Ernteguts bisher jedoch noch nicht von der Deutschen Landwirtschafts-Gesellschaft (DLG) geprüft. Für alle Häcksler­hersteller außer Fendt sind DLG-Zertifizierungen für die Feuchteermittlung in Silomais erfolgt. Die Abweichungen bei der Messung liegen somit bei maximal ± 2 % bezogen auf den absoluten TM-Gehalt.
Erstmals hat die DLG auch in Gras einen NIRS-Sensor geprüft und anerkannt, nämlich den von Claas. Das Bordinformationssystem Cebis informiert den Fahrer über das Zusammenspiel zwischen der automatischen Schnittlängenanpassung und der Silier­mitteldosierung zum gemessenen TM-Gehalt. Bei einer Frequenz von 200 Messungen pro Sekunde ist im Vergleich zur manuellen Probennahme ein geringer Messfehler gewährleistet.
John Deere hingegen kommt mit seinem HarvestLab 3000 NIRS-Sensor sogar auf 4 000 Messpunkte pro Sekunde. Auch hier ist eine automatische Schnittlängenanpassung (AutoLOC) und Siliermitteldosierung möglich. Zusätzlich kann der NIRS-Sensor im stationären Betrieb zur Analyse von Silage verwendet werden, um Futterrationen besser anzupassen.
Auch Krone und New Holland setzen für die Bestimmung des TM-Gehaltes und der Inhalts­­stoffe auf NIRS-Technik. In Zusammenarbeit mit dem italienischen Unternehmen Dinamica Generale hat New Holland den Sensor NIRXact entwickelt.
Einzig der Hersteller Fendt hat bis dato keinen eigenen NIRS-Sensor. Trotzdem ist die Ertragserfassung nun auch mit dem Fendt Katana möglich. Dazu geht der Hersteller in der Feuchteermittlung einen anderen Weg. Zur Messung von TM-Gehalt und Inhaltsstoffen bietet Fendt die Einbindung eines NIRS-Sensors über die Schnittstelle der Vario­tronic-Steuerung an. Hierüber soll zukünftig jeder ISO-Bus-fähige NIRS-Sensor verbunden und die Analysewerte über die Variotronic angezeigt werden können. Via VarioDoc Pro und VarioGuide ist dann auch eine ortsbezogene Aufzeichnung der Daten möglich. Laut Fendt funktioniert dies bisher mit dem Sensor des italienischen Herstellers ItPhotonics.

Ladewagen

In vielen Regionen spielt der Ladewagen eine wichtige Rolle in der Futterbergung. Mittlerweile sind zusätzlich zu den Wiegeeinrichtungen in Ladewagen auch NIRS-Sensoren verbaut. Schuitemaker hat erstmals 2015 eine TM-Gehaltsbestimmung vorgestellt. Über Wiegestäbe zwischen Aufbau und Fahrzeug sowie an der Deichsel wird die Frisch­masse des Ernteguts ermittelt. Der NIRS-Sensor ist an der Stirnseite des Förder­kanals angebracht.
Der TM-Ertrag wird wie bei den Häckslern aus einer Kombination von Frischgewicht und TM-Gehalt berechnet. Die Ertragsdaten können in eine Cloud übertragen werden. Dies schließt die Lücke der Ertragserfassung, wenn entweder die gesamte Ernte oder einzelne Schnitte mit dem Ladewagen eingefahren werden.

Pressen

Auch beim Einsatz von Rund- und Quaderballenpressen sind Systeme zur Ertrags­erfassung notwendig, um Informationen über den Jahresertrag der einzelnen Schläge zu erhalten. Die Gewichtsermittlung bei Quaderballen ist schon bei einigen Herstellern über Wiegetechnik in der Ballenschurre umgesetzt. In den Rundballenpressen mit integrierter Wickeleinrichtung können die Gewichte der einzelnen Ballen ebenfalls erfasst und gespeichert werden.
Die Feuchtemessung spielt in Pressen eine große Rolle. Dazu werden Sensoren eingesetzt, die auf der Messung der elektrischen Leitfähigkeit basieren. Nachrüstsätze wie das PFM II von Agreto ermöglichen die Feuchte­überwachung auch bei Pressen ohne werkseitig eingebautes System. Dabei werden die Sensoren bei Quaderballenpressen meist in der Seitenwand und bei Rundballenpressen unten in der Seiten- oder Heckwand der Presskammer montiert.
Zur Bewertung der Ballenqualität sowie der Lagereigenschaften hat Claas 2018 ein kapa­zitives Mess-System vorgestellt. Erstmalig wurde ein solches System mit der gemessenen Ballendichte über den Eindringwiderstand kombiniert.
Aber auch in der Presstechnik wird intensiv an der Einbindung von NIRS-Sensoren gearbeitet. So gibt Dinamica Generale an, den EvoNIR-Sensor in Kombination mit Wiegezellen am Auslass einzusetzen. Nach Angeban von AgXtend kann auch der NIRXact zur TM-Bestimmung an Ballenpressen genutzt werden.
Die NIRS-Systeme für Pressen befinden sich derzeit noch im Entwicklungsstadium. Interessant ist aber auch das Intelligent Hay System von Fendt. Dabei sollen zukünftig RFID-Chips in die Ballen von Fendt-Quader­ballen­pressen eingewebt werden können. Durch eine eindeutige ID werden Ernte­daten wie Position, Feuchtegehalt und weitere Para­meter eindeutig dem einzelnen Ballen zugeordnet. Der Unterschied zu anderen Herstellern (z.B. Krone) ist hier, dass der Chip nicht auf das Garn geklebt, sondern in dieses eingewebt ist.

Das Datenmanagement

In der Praxis sammeln sich die Daten meist beim Lohnunternehmer oder Maschinenring. Der Landwirt kann sie in seine Schlagkartei oder sein Managementsystem laden. Meist passiert das aber nicht, weil es keine einheitlichen Formate und Schnittstellen gibt. Doch dazu werden das Datentransportsystem agrirouter und das neue Datennetzwerk Nevonex aktuell mit Vehemenz weiterentwickelt.

DigiMilch erarbeitet die Grundlagen

Fazit

Die Ertragserfassung im Futterbau mit elektronischen Systemen ist schon heute Realität. Transportfahrzeuge, Ladewagen, Feldhäcksler und Pressen können in der Futterernte die Massen und Inhaltsstoffe erfassen. Der Häcksler hat dafür die besten Voraussetzungen und liefert die vielfältigsten Daten. Schwierig wird die Ermittlung eines Jahresertrags, wenn die Grünlandschnitte im Wechsel mit verschiedenen Verfahren eingebracht werden. So gut die Technik in den Maschinen schon funktioniert, ist die Datenverarbeitung derzeit noch eine Baustelle.
Franz Worek und Stefan Thurner
Bayerische Landesanstalt
für Landwirtschaft,
Institut für Landtechnik und Tierhaltung