HSWT Prof. Dr. U. Groß Fachveranstaltung „Frühjahrsaussaat“ in Groitzsch 14.01.2011
Management von Ernterückständen
» Herausforderung - Ernterückstände an die Technik» Möglichkeiten, Grenzen und Optimierungsmöglichkeiten
bei der Zerkleinerung und Verteilung von Ernterückständen
» Neue gesamtheitliche Lösungsansätze
Referent: Prof. Dr. Ulrich Groß
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Strohmanagement ?
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•Stroh ist die Nahrungsgrundlage für zahlreiche Bodenlebewesen z.B. Regenwürmer
•Stroh fördert die Bodenfruchtbarkeit
•Stroh verbessert die Bodenstruktur
•Stroh schützt den Boden vor Verschlämmung und Erosion
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Auf die Verteilung und Häcksellänge
kommt es an !
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Mähdrescher !
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Grenzen der Strohverteilung durch den Mähdrescher
» Windeinfluss» Einfluss Hangneigung» Wechselnde Strohkonsistenz (Feuchte)» Mähdrescher müsste zur gleichmäßigen Verteilung mit deutlichen
Überlappungszonen arbeiten (Schleuderstreuerprinzip). Dies ist aber aus praktischen Gründen nicht möglich.
Die Stoppelbearbeitung muss zur Strohverteilung nachhaltig beitragen
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Horizontale Strohverteilung:
diagonal arbeiten, Geräte mit „Mitnahmeeffekt“ einsetzen
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Vertikale Strohverteilung:•Alte Faustregel pro t Stroh etwa 1 bis 1,5 cm Arbeitstiefe•Je kleiner das Häckselgut, desto flacher kann gearbeitet werden
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Ernte
Bestandsführung Saat
Bodenbearbeitung
Im System denken, ohne sich im Kreis zu drehen !
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Miserable Stroh- und Spreuverteilung,
schafft nachgelagerte Probleme und Kosten
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FH TriesdorfProf. Dr. U. Groß StoppelbearbeitungStoppelbearbeitung Quelle: FEIn
Probleme durch schlechte StrohverteilungProbleme durch schlechte Strohverteilung
Pflanzenbaulich• Schlechte, inhomogene
Keim- und Wachstumsbedingungen
• Verminderte Feldaufgänge • erschwerte
Bestandesführung • Vermehrtes Auftreten von
Schnecken und Mäusen• Höherer phytosanitärer
Druck• Verminderte Erträge
Technisch• Verminderte
Funktionssicherheit der Bearbeitungsgeräte (Verstopfung)
• Ungenügende Bearbeitungsqualität bzw. - homogenität
• Verminderte Funktionssicherheit der Sätechnik
• Schlechte Saatgutablagequalität
Probleme durch schlechte Strohverteilung
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Schneidwerke 12m und mehr ! Warum?Beispiel: 60 t/h installierte Leistung bei Großmähdreschern (Getreide)
Ertrag 7 t = 8,5 ha/h – 10% Verlustzeit = 7,65 ha/h
bei 9 m Scheidwerk muss diese Leistung mit 8,83 km/h Vorfahrtgeschwindigkeit realisiert werden
bei einem 12 m Schneidwerk 6,38 km/h zu Schnell?
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Die negativen Aspekte des Strohs:
•Zu langes Stroh: Ursachen: Stoppellänge – Häcksellänge - Lagergetreideist sperrig, lässt sich schwer einarbeitenverhindert optimale Saatgutablagebeeinträchtigt Pflanzenentwicklungverrottet sehr langsam
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lange Stoppel kurze Stoppel
Stoppellänge
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Stoppellänge, Strohverteilung
Mais
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Strohmanagement - Stoppellänge
Mais
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Scharfe Messer – verbessern die Arbeitsqualität, reduzieren den Energieaufwand
HSWT Prof. Dr. U. Groß Fachveranstaltung „Frühjahrsaussaat“ in Groitzsch 14.01.20119 t/ha - JD CTS - Messer Neu9 t/ha - JD STS - Messer 300ha
Häckselqualität in Abhängigkeit von der Messerschärfe
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Strohmanagement - Häcksellänge
Messerschärfe - Stumpf
1 – 4 cm8 cm +
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5 cm 1 – 4 cm
Messerschärfe
Strohmanagement - Häcksellänge
Messerschärfe - Scharf
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frischnach 4 Monaten
auf Boden
Strohmanagement - Häcksellänge
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Versuchsstand der TU Braunschweig zur Häcksleroptimierung
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•Eine höhere Rotordrehzahl und damit auch größere Schnittgeschwindigkeit führt zu einer besseren Zerkleinerung des Häckselgutes. Hierfür ist allerdings eine wesentlich höhere Antriebsleistung erforderlich!!!
•Die Austrittsgeschwindigkeit des Strohs sinkt mit steigender Rotordrehzahl, woraus ein technischer Zielkonflikt zwischen guter Häckselqualität und der für die Verteilung erforderlichen hohen Austrittsgeschwindigkeit resultiert
•Ein zunehmender Gutdurchsatz führt zur Erhöhung der Antriebsleistung und einer Abnahme der mittleren Häcksellänge
•Mit zunehmender Gutfeuchte steigt der Leistungsbedarf, die Schnittbedingungen verschlechtern sich
•Mit abnehmender Schärfe der Häckselmesser steigt der Leistungsbedarf erheblich, die Schnittqualität sinkt.
•Die Schärfe der Gegenmesser spielt nur eine untergeordnete Rolle (Gutbremse). Über eine Variation des Eingriffswinkels und/oder der Anzahl Gegenmesser kann „Bremswirkung“ und damit die Häckselqualität beeinflusst werden.
Ergebnisse Häckslerversuchsstand TU Braunschweig
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Strohmanagement - Häcksellänge
Regenwürmer Bodenoberfläche
Mikroorganismen 15 cm
HSWT Prof. Dr. U. Groß Fachveranstaltung „Frühjahrsaussaat“ in Groitzsch 14.01.2011gehäckselt + 1x Bodenbearbeitung mit mischenden Scharen
Strohmanagement - Häcksellänge
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StrohmanagementStrohmanagement
•Zu langes Stroh: Stoppellänge – Häcksellänge - Lagergetreideist sperrig, lässt sich schwer einarbeitenverhindert optimale Saatgutablagebeeinträchtigt Pflanzenentwicklungverrottet sehr langsam
•Zuviel Stroh: Ursachen: Ertrag? Spreuverteilung - Strohverteilunglässt sich schwer einarbeitenverhindert optimale Saatgutablagebeeinträchtigt Pflanzenentwicklungverrottet sehr langsam,Refugium für Schnecken und Mäuse und „strohbürtige“ Krankheiten
Die negativen Aspekte des Strohs:
HSWT Prof. Dr. U. Groß Fachveranstaltung „Frühjahrsaussaat“ in Groitzsch 14.01.2011Strohertrag 10 t/ha = 1 kg/m²
Hohe Kornerträge – Hohe Stroherträge
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Strohmanagement - Strohverteilung
Pegasus 80dz/ha 25.7.2002
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VK bis zu 50 % (moderne Düngerstreuer VK 10%)
Schnittbreite
Strohmenge (dt/ha)
50
100
150
200
024 2 4
Strohertrag
Strohverteilqualität - Maßstab VK
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VK bis zu 50 % (moderne Düngerstreuer VK 10%)
Ziel: 20 %
Schnittbreite
Strohmenge (dt/ha)
50
100
150
200
024 2 4
Strohertrag
Strohverteilqualität - Maßstab VK
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MD - Schnittbreite
VoßhenrichQuerverteilung in Abhängigkeit von
der Schnittbreite
0 4 5 6 7 8 9 100
10
20
30
40
50
60
70
80
%
100
VK
Que
rver
teilu
ng
m
Qualität der Strohverteilung in Abhängigkeit von der Arbeitsbreite
Hochleistungs-verteilerneuste Generation
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Mas
se
Querverteilung, 10 - 1, Fahr 1200 (3,6 m), WW
100 % = 303 g = ~120 dt/haVK = 12 %
4 m/s%
0
20
40
60
80
100
120
140
3L 2L 1L 0 1R 2R 3R
Voßhenrich
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Mas
se
Querverteilung, 01 - 8, Topliner 4080 HTS (6,3 m), WW
%kein Wind100 % = 221 g = ~90 dt/ha
VK = 19 %
0
20
40
60
80
100
120
140
5L 4L 3L 2L 1L 0 1R 2R 3R 4R 5R
Voßhenrich
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Mas
se
Querverteilung, 19 - 2, TF 68 (7,3 m), WW
2 m/s%
0
20
40
60
80
100
120
140
180
6L 5L 4L 3L 2L 1L 0 1R 2R 3R 4R 5R 6R
100 % = 220 g = ~90 dt/haVK = 32 %
Voßhenrich
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Mas
se
Querverteilung, 25 - 3, Lexion 480 (7,5 m), WW
% 2 m/s
0
20
40
60
80
100
120
140
180
6L 5L 4L 3L 2L 1L 0 1R 2R 3R 4R 5R 6R
100 % = 235 g = ~98 dt/haVK = 32 %
Voßhenrich
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O ptim ierung 1 U ni-K ie l
W erkseinste llung100 101 95 161 100158
187 102 105 132 135 60
Optimierung der Leitblecheinstellung
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Radarsensor zur Ermittlung der Wurfgeschwindigkeiten
Unterschiedliche Wurfgeschwindigkeiten im Seiten- und Mittenbereich sollen die Querverteilung verbessern
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Gezielte Bestückung mit Messer (Fa. Raspe)
30m/sec 10m/sec 30m/sec
Windgeschwindigkeit
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Leitblech außen vergrößert
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S toppe l B estand
A sym etrische P ro jektion
Asymetrische Projektion
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Strohmanagement - Strohverteilung
Wurfblecheinstellung
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Kontrolle der Strohverteilung
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Strohmanagement - Spreuverteilung
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Möglichkeiten Zusammenspiel Spreuverteiler-Häcksler
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Strohmanagement – Spreuverteilung:Strohmanagement – Spreuverteilung:
Ertrag von 100 dt = 1 kg/m² = 20.000 K/m² (TKG 50 g)
Bei 1% Verluste und Spreubreitverteilung = 200 K/m²
Ohne Spreuverteiler 10 m Schnittbreite auf 2m = 1000 K/m²
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Kein Kaffverteiler!
Häcksler
Vorfrucht: Weizen “Vuka” - 85 dt/ha
Beerntung: Claas Dominator - 6,60 m Schnittbreite
Bearbeitung: 2 x Scheibenegge - Pflug + Packer -
Bestellung: Saatbettkombination - 6 m Drille
Sorte: WG “Hasso” - 350 Körner/m² 10 x (1m x 1m) Probeschnitt
Weizenlager
Ø Ertrag 68,8 dt/ha Quelle: Dr. Schönberger, NU Agrar
Keimpflanzen 328 286 145 161 247 308 184
Ahren/m² 612 456 398 354 402 586 411
Einzelähre (g) 1,42 1,55 1,33 1,39 1,61 1,51 1,44
Kornertrag 86,9 70,7 52,9 49,2 64,7 88,4 59,1
Strohmanagement - Spreuverteilung
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StrohmanagementStrohmanagement
•Zu langes Stroh: Stoppellänge – Häcksellänge - Lagergetreideist sperrig, lässt sich schwer einarbeitenverhindert optimale Saatgutablagebeeinträchtigt Pflanzenentwicklungverrottet sehr langsam
•Zuviel Stroh Spreuverteilung - Strohverteilunglässt sich schwer einarbeitenverhindert optimale Saatgutablagebeeinträchtigt Pflanzenentwicklungverrottet sehr langsam
•Krankes Stroh/Wurzeln:Ursachen - Fruchtfolge - Sortenwahl -Pflanzenschutz
beeinträchtigt Pflanzenentwicklungverrottet sehr langsam
Die negativen Aspekte des Strohs:
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Krankes Stroh
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Strohmanagement
Mähdruschqualität ist nicht nur Durchsatz,
sondern auch eine kurze Häcksellänge
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Strohmanagement
Mähdruschqualität ist nicht nur Durchsatz,
sondern auch Strohverteilung
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Strohmanagement
Mähdruschqualität ist nicht nur Durchsatz,
sondern auch Stoppellänge
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Häcksler als Bestanteil des Ackerbaukonzeptes ?
Gibt es eine Motivation zu dieser Arbeitskette?Getreide:EnergieverbrauchSchlagkraftArbeitsqualität
Raps:Hygiene (Phoma)
Mais:Hygiene (Fusarien, MZ)Arbeitsqualität
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Technische Systeme zur Zerkleinerung von Stroh Sichelmulcher haben Vorteile in der Flächenleistung Schlägelmulcher in der Zerkleinerungsqualität
schneidend schlagend
Flächenleistung Zerkleinerung
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Qualitätsmerkmale Schlägelhäcksler
» Spiralrotor für ruhigen kraftsparenden Rundlauf ohne Kraftspitzen
» Gegenschlagleiste mit abgestimmter Geometrie» Rund gekantetes Gebäude (Haube) für gleichförmig,
optimierte Gutführung» Auswurf des Gutes über Stützwalze» Schlegel mit hoher Materialqualität
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Optimierter Gutfluß
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Dalbo MaxiCut
•600x7mm Stahltrommel,
•15 Schneidmesser
•Bissenlängen von ca. 18cm
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Neue Schneidwerkskonzepte sind gefragt !
HSWT Prof. Dr. U. Groß Fachveranstaltung „Frühjahrsaussaat“ in Groitzsch 14.01.2011Demmel ILT1 081 Dm014-59
IntensivIntensiv--AnbauAnbau--HHääckslercksler am Maispflam Maispflüückercker (integriert)(integriert)
Vor der Vorderachse je 2 Reihen links und rechts vor den Rädern 2 Mulchgeräte mit Y Messer (1,2 bzw. 1,4m) Antrieb über Schrägförderer
Hinter der Hinterachse 2 mittlere Reihen + Überlappung 2,4 m Mulchgerät mit Y Messer Antrieb über Strohhäcksler
Vorteile:+ nahezu kein niedergefahrenes Stroh bzw. umgedrückte Stoppeln+ ideal bei ungünstigen Schlagformen oder viel Vorgewende+ Maisdrusch und intensives Zerkleinern in einem Arbeitsgang
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Kleinparzellenversuche 2003-2005
Lehmann FH OsnabrückErgebnisse zum DON-Gehalt im Weizen
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GetreidestoppelArbeitsqualität durch
- Kurzstoppel
- Langstoppel und Schlegelhäcksler
HSWT Prof. Dr. U. Groß Fachveranstaltung „Frühjahrsaussaat“ in Groitzsch 14.01.2011
y = 52,32x-0,3769
R2 = 0,9306
y = 75,584x-0,4052
R2 = 0,9407
0
5
10
15
20
25
30
35
0 10 20 30 40 50
Stoppelhöhe (cm)
l/ha
taufeucht
trocken
Dieselverbrauch (l/ha) des Mähdreschers in Abh. von Stoppelhöhe und Feuchte (taufeucht = 18% Kornfeuchte, trocken = 14%, EJ 2006)
HSWT Prof. Dr. U. Groß Fachveranstaltung „Frühjahrsaussaat“ in Groitzsch 14.01.2011
y = 1,2953x0,3746
R2 = 0,9513
y = 1,9922x0,3843
R2 = 0,9674
0
2
4
6
8
10
0 10 20 30 40 50
Stoppelhöhe (cm)
km/h
trocken
taufeucht
Maximalgeschwindigkeit bei 100% Motorausl. in Abh. von Stoppelhöhe und Feuchte, taufeucht = 18%, trocken = 14% Kornfechte (EJ 2006)
HSWT Prof. Dr. U. Groß Fachveranstaltung „Frühjahrsaussaat“ in Groitzsch 14.01.2011
Mit zunehmenden Arbeitsbreiten wird Hochschnitt mit nachfolgendem Häckselgang attraktiver
» Bei Hochschnitt: 50% weniger Stroh durch den Mähdrescher, 30 -40 cm Stoppelhöhe realistisch
» Um 2 – 3 km höhere Geschwindigkeit möglich, Schüttler- bzw. Restkornabscheidung weniger belastet – weniger Verluste
» Geringerer Dieselverbrauch, geringerer Maschinenverschleiß Reduziertes Risiko bei Steinen Geringere Feuchtigkeitsübertragung Stroh-Korn im Dreschwerk –
Ausdehnung der Druschzeiten, reduzierte Trocknungskosten Bei breiten Schneidwerken, und Hochschnitt: Bessere Verteilung
des Strohs Energieinteniver Häcksler wird entlastet
Nachteil: Zusätzlicher Arbeitsgang in einer arbeitsintensiven Zeit
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Management von Ernterückständen „Resümee“
» Neue Häckslertechnik- Mähdrescher erleichtert und verbessert die Verteilung der Ernterückstände
» Technik wird aber durch immer höhere installierte Leistungen und größere Arbeitsbreiten oft mehr als überstrapaziert
» Neue Konzepte, die das Management der Ernterückstände im Gesamtkonzept des Pflanzenbaus einbeziehen, müssen entwickelt und optimiert werden