Elektronik
Grenzstreueinrichtungen am Düngerstreuer
Wie genau können verschiedene Grenzstreueinrichtungen bis an die Feldkante streuen? Die Innovation Farm in Österreich hat vier Techniken und Verfahren von Amazone getestet.
Ein Lamellenblock, oder auch Limiter genannt, lenkt die Flugbahn der Düngerkörner um, so dass diese innerhalb des Feldes bleiben. (Bildquelle: Landwirtschaftsverlag GmbH)
Dünger, der im Randbereich über die Grenze hinausfliegt, fehlt auf der Fläche und führt zu Mindererträgen entlang der Feldgrenzen. Je kleinstrukturierter die Flächen sind, desto höher ist der Anteil des Randbereichs an der Gesamtfläche der Schläge. Größere Arbeitsbreiten führen ebenfalls zu höherem Randanteil. Deshalb ist der Anspruch hoch, den Dünger perfekt bis an die Grenze zu platzieren. Doch auch umweltpolitische Auflagen fordern eine genaue Ausbringung, damit die Nährstoffe nicht auf der Straße oder im Gewässer landen.
Dünger, der im Randbereich über die Grenze hinausfliegt, fehlt auf der Fläche und führt zu Mindererträgen entlang der Feldgrenzen. Je kleinstrukturierter die Flächen sind, desto höher ist der Anteil des Randbereichs an der Gesamtfläche der Schläge. Größere Arbeitsbreiten führen ebenfalls zu höherem Randanteil. Deshalb ist der Anspruch hoch, den Dünger perfekt bis an die Grenze zu platzieren. Doch auch umweltpolitische Auflagen fordern eine genaue Ausbringung, damit die Nährstoffe nicht auf der Straße oder im Gewässer landen.
Diese Kombination aus ökonomischen Anforderungen der Betriebe und den gesetzlichen Vorgaben bringt immer neue Grenzstreutechniken hervor. Doch welche Technik passt auf welchen Betrieb? Die Innovation Farm in Österreich hat dazu vier verschiedene Systeme von Amazone miteinander verglichen.
Große Streubreite
Das Streubild eines Zentrifugalstreuers ist meist trapezförmig oder dreieckig. In den Randbereichen kommt also weniger Dünger an als in der Fahrspur. Um in den Randbereichen gleich viel Dünger zu streuen, muss bei der Anschlussfahrt hier ebenfalls Dünger landen. Deshalb muss die Wurfweite größer als die Arbeitsbreite sein, meist etwa doppelt so groß. In der Fläche ist dies kein Problem und sorgt so für eine gute Querverteilung. An der Feldgrenze hingegen soll und darf in vielen Fällen kein Dünger über die Grenze fliegen. Hier kommen verschiedene Grenzstreueinrichtungen ins Spiel, die die Applikation auf einer Seite der Maschine anpassen. Die Einstellung erfolgt dabei meist nach Tabellenwerten und kann nach unterschiedlichen Anforderungen justiert werden:
- Ertragsorientiert: Grenzt ein eigenes Nachbarfeld an, streut man etwas über die Grenze, um den Randbereich vollständig zu düngen.
- Umweltorientiertes Streuen: An z. B. Grünstreifen streut man bis an den Rand, hier dürfen nur sehr wenige Körner über die Grenze fliegen.
- Grabenstreuen: Hierbei bleibt man etwas von der Grenze entfernt, um sicher einen Gewässereintrag zu verhindern.
Um zu untersuchen, welche Grenzstreueinrichtung am genauesten arbeitet, hat die Innovation Farm aus Österreich an den Standorten Wieselburg und Mold die Grenzstreusysteme mit dem Normalstreuen verglichen. Die vier möglichen Systeme von Amazone sind folgende:
- Lamellenblock (Limiter)
- Hydro (Verstellung der Drehzahl)
- AutoTS (Verstellung der Schaufeln)
- BorderTS (Streuen vom Feldrand)
Die Funktionsweise der einzelnen Systeme erklären wir in dem Absatz „Grenzstreusysteme“ auf Seite 35. Alle vier Verfahren stellten die Techniker nach den Tabellenwerten für das umweltorientierte Grenzstreuen ein — einmal mit 18 m und einmal mit 36 m Arbeitsbreite.
Um die Wirkung der Grenzstreueinrichtungen im Vergleich zum Standard-Streubild bewerten zu können, streuten die Versuchstechniker im ersten Durchgang mit den normalen Einstellungen für die Flächendüngung. Bei jedem Durchgang sollten die Maschinen 140 kg/ha eines 27 %-stickstoffhaltigen, gekörnten Düngers ausbringen.
Bei beiden eingestellten Arbeitsbreiten war beim Normalstreuen deutlich ein dreieckiges Streubild zu erkennen. An der Feldgrenze kamen nur noch etwa 50 % der eingestellten Sollmenge an. Aber auch über die Grenze hinaus flogen noch ca. 17 % der Gesamtmenge. Das macht ökonomisch und ökologisch eine Grenzstreutechnik erforderlich.
18 Meter Arbeitsbreite
Die Systeme Lamellenblock (Limiter) und Hydro zeigen bei einer Arbeitsbreite von 18 m einen ähnlichen Verlauf (Übersicht „Streukurven bei 18 m Arbeitsbreite“). Beide Streukurven flachen kontinuierlich zur Grenze hin ab. Die Wurfweite ist bei beiden Varianten im Vergleich zum Normalstreuen um etwa 6 m reduziert. Der Anteil außerhalb der Feldgrenze liegt bei den Systemen Lamellenblock und Hydro nur noch bei etwa 2,5 %.
Die Techniken AutoTS und BorderTS schaffen es fast, die volle Aufwandmenge bis auf zwei Meter an die Feldgrenze zu werfen. Zudem flogen kaum Granulate über die Grenze hinweg. Der Düngeranteil außerhalb der Feldgrenze lag unterhalb der 1 %-Marke. Der Unterschied zwischen den Systemen ist 6 m neben der Fahrgasse bzw. 3 m von der Feldgrenze am größten. Während AutoTS und BorderTS hier die volle Ausbringmenge streuen, schaffen es Lamellenblock (Limiter) und Hydro nur auf 60 %. Besonders beim Lamellenblock spielt hier die hohe Mengenreduzierung von 37 % laut Tabelle eine große Rolle.
Dieser Umstand lässt sich auch gut in der Grafik der fehlapplizierten Düngermenge bei 18 m ablesen. Während der Anteil des über die Grenze geworfenen Düngers sehr gering ist, kommt mit Lamellenblock vor der Grenze 24 % zu wenig Dünger an.
36 Meter Arbeitsbreite
Bei einer Arbeitsbreite von 36 m unterscheiden sich die Streukurven stärker als bei 18 m. Speziell bei den Systemen Lamellenblock und Hydro fällt die Streumenge zur Feldgrenze wieder kontinuierlich ab. Im Bereich von 3 m Entfernung von der Feldgrenze schaffte es das System Hydro, rund 50 % der Zielmenge zu streuen. Der Lamellenblock (Limiter) streut an diese Stelle nur etwa 25 % der angestrebten Menge. Beide Systeme unterschreiten 80 % der Sollaufwandmenge bei einem Abstand von etwa 9 m zur Fahrgasse.
Die Streukurven bei AutoTS und BorderTS verlaufen relativ konstant auf hohem Niveau bis kurz vor die Feldgrenze und fallen dann extrem steil ab. Während die Variante AutoTS die Marke von 80 % bei einem Abstand von etwa 15 m zur Fahrgasse unterschreitet, fällt die Variante BorderTS erst nach etwa 16 m unter diese Marke.
Somit sind auch im Randbereich hohe Erträge zu erwarten. Das verdeutlicht auch die Übersicht „Fehlplatzierter Dünger bei 36 m Arbeitsbreite“ mit den fehlerhaft ausgebrachten Mengen. Während die Systeme Lamellenblock und Hydro auch bei einer Arbeitsbreite von 36 m wesentliche Unterdüngung im Randbereich haben, bleiben die Systeme AutoTS und BorderTS in puncto Verteilgenauigkeit auf hohem Niveau. Der prozentuale Anteil der fehlapplizierten Menge bei großer Arbeitsbreite verbesserte sich sogar noch. Beide Systeme sind also bei großen Arbeitsbreiten zu bevorzugen.
Auffällig war beim AutoTS die erhöhte applizierte Menge außerhalb der Feldgrenze. Laut Amazone hätte hier eine um 15 U/min reduzierte Scheibendrehzahl geholfen. Auch hier sieht man, dass man für eine gute Querverteilung und Randstreuung die Streuschalen stellen sollte, um das Ergebnis zu kontrollieren.
Welches System Wählen?
Alle Grenzstreusysteme können die über die Grenze hinausgeworfene Düngermenge deutlich reduzieren. Das schont die Umwelt. Doch so halten sie auch den teuren Dünger innerhalb der Feldgrenze. Alle Lösungen sind deshalb wirtschaftlich interessant. Die Unterschiede in der Unterdüngung im Randbereich sind zwischen den Systemen hingegen nennenswert. Welches System sich langfristig lohnt, ist von der Arbeitsbreite, der zu streuenden Fläche und der durchschnittlichen Flächengröße abhängig. Wir haben dazu mehrere Beispiele gerechnet, dessen Ergebnisse wir in Übersicht „Vorteile der Systeme“ darstellen.
Grundlage der Berechnung ist eine komplette mineralische Stickstoffdüngung (180 kgN/ha) mit KAS (650 €/t) und ein Weizenertrag von 7,8 t/ha bei einem Weizenpreis von 350 €/t. Die Größe des Randbereiches haben wir für quadratische Flächen angenommen. In der Praxis ist der Randanteil meist höher. Die Ertragserwartung hat die Innovation Farm anhand der Streukurven und den langjährigen Daten ihrer Ertragsmessungen ermittelt. Die Einsparungen pro Jahr beziehen sich auf den Vergleich mit dem Normalstreuen im Randbereich und setzen sich aus dem eingesparten Dünger und gegebenenfalls höheren Weizenertrag zusammen.
Je kleiner die Flächenstruktur ist, desto eher rentiert sich ein teures Grenzstreusystem. Bei großen Arbeitsbreiten sind die Einsparungen der Systeme deutlicher als bei kleinen. Doch auch bei kleineren Breiten macht sich ein Grenzstreusystem meist ab einer insgesamt gestreuten Weizenanbaufläche von etwa 200 ha bezahlt. Streut man hingegen nicht die volle Menge Stickstoffdünger mit dem Düngerstreuer, sondern setzt auch Flüssig- oder organischen Dünger ein, erhöht sich die nötige Amortisationsfläche deutlich, da hier die Auswirkungen der Grenzstreueinrichtung auf den Ertrag geringer sind.
Grenzstreusysteme
Lamellenblock/Limiter
Hydraulisch oder per Elektrolinearmotor lässt sich ein Block von Metalllamellen in die Düngerflugbahn einschwenken. Die Metallstege leiten den Dünger um. Auf der feldäußeren Seite reduziert man die Düngermenge um 37 % für die umweltorientierte Variante. Die Kosten für ein solches System liegen bei etwa 1 420 Euro. Im Test wurde der Limiter an einem ZA-V eingesetzt.
Hydro
Die Scheiben sind bei diesem System hydraulisch angetrieben. Dadurch lassen sich die Scheibendrehzahlen links und rechts unabhängig voneinander einstellen. An der Grenze reduziert der Streuer die Drehzahl der äußeren Scheibe. Auf der feldinneren Seite bleibt die Drehzahl gleich. Die Steuerung erfolgt per ISO-Bus. Die Menge beim umweltorientierten Streuen wird um 25 % reduziert. Der Systempreis liegt bei ca. 5 500 Euro. Im Test setzten wir den hydraulischen Antrieb mit einem ZA-V ein.
AutoTS
Dieses System setzt auf kürzere Streuschaufeln. Sie sind in die Streuscheibe integriert. Ein Stellmotor schwenkt die kurzen Grenzstreuschaufeln ein. Zudem wird der Einlauftrichter verdreht, um den Aufgabepunkt auf die Scheibe zu verändern. Auch reduziert man beim AutoTS die Scheibendrehzahl. Die Menge soll für die ökologische Variante um 23 % reduziert werden. Der Aufpreis liegt bei etwa 5 150 Euro. Im Vergleich trat der Amazone ZA-TS mit diesem System an.
BorderTS
Während bei den anderen drei Verfahren aus der ersten Fahrgasse in Richtung Feldgrenze gestreut wird, streut man beim BorderTS von der Feldgrenze ins Innere. Dazu ist eine weitere Fahrspur am Feldrand nötig. Deshalb bietet sich dieses Verfahren hauptsächlich im Grünland oder bei der ersten Düngegabe im Getreide an. Um keine Körner über die Grenze zu werfen, kombiniert das System einen mittigen Grenzstreuschirm mit AutoTS. Bei der Umrundung stellt man die zu streuende Menge auf 50 % ein. Bei der anschließenden Fahrt in der ersten Fahrgasse beträgt die Menge ebenfalls auf 50 %, um in der Summe auf 100 % zu kommen. Die Kombination aus AutoTS und BorderTS kostet etwa 6 800 Euro Aufpreis. Für dieses System kam der gleiche ZA-TS zum Einsatz, wie beim AutoTS.
