Sensorgesteuertes Hacken in Sonderkulturen

Das DiWenkLa-Projekt an der Universität Hohenheim

Unkräuter, speziell dikotyle Unkrautarten, stellen für den Gemüsebau eine immer größere Herausforderung dar. Neben Ertragsverlusten, die aufgrund von Konkurrenz um Wasser, Licht und Nährstoffe entstehen, kann Unkraut die Qualität der Ernteprodukte erheblich vermindern und die Ernte beeinträchtigen oder sogar zu einem Totalausfall führen. Anders als im Ackerbau stehen in den Sonderkulturen, speziell im Gemüsebau, nur wenige wirksame chemische Verfahren der Unkrautbekämpfung zur Verfügung.

Robocrop InRow Weeder der Firma Garford im Eisbergsalat. Zwischen den Reihen bekämpfen Flachhackschare und in den Reihen elektrisch angetriebene Jätscheiben die Unkräuter.

Foto: Jenicke

Trend zu automatisch gelenkten Hacksystemen

Gerade im konventionellen Gemüseanbau erlangt die mechanische Unkrautregulierung einen immer größer werdenden Stellenwert, weshalb Landwirte das Unkraut meist aus einer Kombination von vorbeugenden, chemischen und physikalischen Methoden bekämpfen. Des Weiteren führen weite Pflanzabstände, zunehmende Resistenzen und der an Bedeutung gewinnende ökologische Landbau hin zu mechanischen Verfahren, wobei sich ein klarer Trend zu automatisch gelenkten Hacksystemen abzeichnet. Maschinelle Hacken haben den Nachteil, dass sie nicht präzise durch die Pflanzreihen gesteuert werden und Gemüsekulturen im Wurzelbereich verletzen können. Daher ist immer ein größerer Sicherheitsabstand zur Kulturpflanzenreihe erforderlich und höhere Fahrgeschwindigkeiten sind nicht praktikabel.

Aktuell sind im intensiven Gemüsebau schon einige sensorgesteuerte Hacken sowie autonom fahrende Roboter im Einsatz, die gezielt zwischen und in der Kulturpflanzenreihe arbeiten und aufgrund der sensorbasierten Präzision sehr nahe an der Kulturpflanze bekämpfen können.

Verbundprojekt zu sensorgesteuertem Hacken

An der Universität Hohenheim befasst sich das Verbundprojekt „Digitale Wertschöpfungsketten für eine nachhaltige kleinstrukturierte Landwirtschaft“ (DiWenkLa) unteranderem mit der Thematik „sensorgesteuertes Hacken in Sonderkulturen“. In diesem Teilprojekt werden auf Praxisbetrieben Vergleichsuntersuchungen anhand von unterschiedlichen Hacktechniken durchgeführt. Ziel des Projekts ist es, den Gemüseanbau auf dem Feld nachhaltiger zu gestalten und somit den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln zu reduzieren, Arbeitszeit sowie Arbeitskosten durch Automatisierung zu verringern und Kulturpflanzenschäden durch präzise Reihenführung zu minimieren.

Dafür müssen sensorgestützte mechanische Verfahren, die sowohl zwischen als auch in der Kulturpflanzenreihe Unkraut regulieren, hinreichend getestet und weiterentwickelt werden. Der Fokus der Untersuchungen liegt dabei auf der Wirksamkeit der Unkrautregulierung, der Fahrgeschwindigkeit, der Kulturpflanzenbeschädigung sowie der Ertragsleistung.

Mehr Wirkung, weniger Schäden

Erste Schlussfolgerungen zeigen, dass die sensorgestützte Hacktechnik, verglichen mit der konventionellen Lösungen, die Unkrautdeckung erfolgreicher reduziert und geringere Kulturpflanzenschäden auftreten, selbst bei höheren Fahrgeschwindigkeiten. Herbizid und Hacke lieferten in der Kultur Kohl vergleichbare Ertragsergebnisse. In der Salatkultur erwiesen sich speziell die sensorgesteuerten Hacken als ertragssteigernd. Automatisch gelenkte Hacktechnik, vor allem mit Bekämpfungsmethoden in der Reihe, erbringen einen Mehrwert und können den Unkrautdruck genauso stark reduzieren wie eine Herbizidbehandlung. Die weitere Forschung geht dahin, dass zukünftige sensorgesteuerte Systeme nicht nur das pflanzliche Farbspektrum von Rot bis Grün erfassen sowie die Pflanzreihen erkennen, sondern dass zwischen den Pflanzeneigenschaften wie Blattform und Blattgröße unterschieden werden kann. Somit können Unkraut- und Kulturpflanzenarten klassifiziert werden und die Bekämpfung selektiver erfolgen.