Projekt 34090/01

Umweltverträglicher Pflanzenschutz bei der Bekämpfung des Maiszünslers durch Vermeidung von Insektiziden: Entwicklung eines neuen Verfahrens der mechanischen Stoppelbearbeitung bei der Körnermaisernte zur Verbesserung der Feldhygiene und Bekämpfung v[…]

Projektdurchführung

Carl Geringhoff GmbH & Co. KG Entwicklung und Konstruktion
Gersteinstr. 18
59227 Ahlen

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Der Maiszünsler (Ostrinia nubilalis) und Pilze der Gattung Fusarium spp. haben weltweit ein hohes Schadpotenzial und führen zu erheblichen Ertrags- und Qualitätseinbußen in maisbetonten Fruchtfolgen. Es bedarf wirksamer Pflanzenschutzstrategien sowohl für den konventionellen als auch den ökologischen Ackerbau, um die Negativeffekte auf ein vertretbares Maß zu begrenzen. Bestrebungen den Einsatz chemischer Pflanzenschutzmittel weiter zu reduzieren und restriktive Zulassungsbestimmungen für Insektizide und Fungizide erhöhen den Bedarf an praktikablen, nichtchemischen Abwehr- und Bekämpfungsverfahren entsprechend den Grundsätzen des integrierten Pflanzenschutzes. Das Stroh- und Stoppelmanagement im Körnermaisanbau, d. h. die mechanische Aufbereitung der Erntereste, ist in diesem Zusammenhang von zentraler Bedeutung. Beide Schadorganismen nutzen das nach der Ernte auf dem Feld zurückbleibende Pflanzenmaterial als Brücke in die nächste Vegetationsperiode.
Ziel dieses Projekts war die Entwicklung eines entsprechenden Körnermaisernteverfahrens und der dazu notwendigen Maschinentechnik in Form eines Erntevorsatzes von Maispflückern, der unmittelbar im Erntevorgang eine Zerkleinerung der Restpflanze und Zerstörung der Maisstoppeln ermöglicht. Dieses Projekt soll somit einen Beitrag dazu leisten umweltverträgliche Pflanzenschutzstrategien in der land-wirtschaftlichen Praxis weiter voranzubringen, indem durch eine mechanische, präventive Maßnahme der Schädlingsdruck reduziert und damit die Notwendigkeit des Einsatzes chemischer oder gentechnischer Bekämpfungsmethoden verringert wird.



Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas Projekt gliederte sich in zwei wesentliche Arbeitspakete, die Entwicklung des Horizon Star* III, einschließlich Prototypenbau, Komponenten-, Prüfstands- und Langzeittests, und der Erprobung des neuen Verfahrens in praxisnahen Feldversuchen an acht Versuchsstandorten bundesweit. Durch Boni-turen, Messungen und Siebanalysen wurde die Intensität der Stroh- und Stoppelzerkleinerung - auch vergleichend zu einem Standarderntevorsatz und Schlegelmulchern - bewertet. Ausgerüstet mit Sensorik und Messtechnik erfolgte die Aufzeichnung prozessrelevanter Leistungsparameter, wie Kraftstoffverbrauch, Geschwindigkeit, Leistungsaufnahme und zahlreicher Randparameter. Die während der Feldeinsätze gewonnenen Erkenntnisse flossen in die stetige Weiterentwicklung des Maschinenkonzepts ein.


Ergebnisse und Diskussion

Mit der Entwicklung des HS3 bis zur Serienreife steht zum Ende dieses Projektes der weltweit erste Maispflücker zur Verfügung, der bereits während des Ernteprozesses die Maisstoppeln bis zum Wur-zelansatz auffasern kann. Dazu sind die Horizontalhäcksler des Maispflückers mit speziellen Hybridmessern bestückt, die sowohl schneidend - als auch schlagend - auf die Maisstoppeln einwirken und ein Auffasern bis zum Wurzelansatz herbeiführen. Ein präzises Höhenführungssystem sorgt für eine gleichbleibende Arbeitsqualität. Diverse Optimierungen stimmen die Maschine für den bodennahen Einsatz ab. Derzeit ist der HS3 als 8-reihiger Erntevorsatz für die Reihenabstände 70-75-80 cm verfügbar. Zum Projektende befinden sich bereits 25 Erntevorsätze im Praxiseinsatz. Speziell für die Umsetzung von Arbeitsbreiten >6 m wurde ein flexibles Rahmenkonzept mit mittiger Teilung des Grundrahmens und individueller Höhenführung beider Maschinenhälften entwickelt. Auf diese Weise kann zukünftig auch bei größeren Arbeitsbreiten sicher der Bodenkontur gefolgt werden.
Herkömmliche Verfahren, vor allem der Einsatz von Schlegelmulchern, können die durch Erntefahrzeu-ge niedergefahrenen Maisstoppeln zumeist nicht oder nur unzureichend erfassen und bearbeiten. Der HS3 bearbeitet die Maisstoppeln bereits, bevor diese überfahren werden. Somit kann eine gleichblei-bend hohe Bearbeitungsqualität über die Gesamtfläche erzielt werden. Die durchgeführten Versuche zeigen, sofern mit der Bestellung des Maises geeignete Bedingungen geschaffen wurden, konnte der neue Erntevorsatz 78,3% bis 90,5% der Maisstoppeln vollständig zerstören, wobei nur 4,0% bis 9,3% der Maisstoppeln mit einem intakten Internodium zurückblieben. Entscheidend für den Erfolg sind eine ebene Bodenoberfläche und die korrekte Ausrichtung der Werkzeuge zur Maisreihe. Gegen diese Störgrößen sind Mulcher in der Regel robuster. Auch im Maisstroh hinterließ der HS3 nahezu keine intakten Internodien der Maisstängel. Somit ist von einer hohen Wirkung gegen den Maiszünsler auszugehen und ein zusätzliches Mulchen nicht notwendig.
Die Siebanalysen des Maisstrohs zeigten, dass der HS3 gegenüber der Vorgängerversion (ohne Stoppelzerkleinerung) eine weitere Intensivierung der Maisstrohzerkleinerung erreicht. Das Niveau von Schlegelmulchern erreichte er jedoch nicht. Vor diesem Hintergrund gilt es unter Einbeziehung der Fruchtfolge, des Bestellverfahrens und der Pflanzenschutzstrategie abzuwägen, ob der HS3 das Mul-chen vollständig ersetzen kann. In den eigens durchgeführten Versuchen in der Folgekultur Winterwei-zen konnte keine abschließende Bewertung hinsichtlich eines möglichen Minderungseffekts auf den Mykotoxingehalt erfolgen.
Auch energetisch und arbeitswirtschaftlich kann das einstufige Verfahren des HS3 Vorteile bieten. Mit einem zusätzlichen Leistungsbedarf von ca. 3,7-7,3 kW/m Arbeitsbreite benötigt der HS3 im Vergleich zu Mulchern eine geringe Leistung für die Zerkleinerung der Körnermaisstoppeln. Somit sind gegenüber einem zweistufigen Verfahren, bestehend aus Ernte mit anschließender Stoppelzerkleinerung mittels Mulcher, auch Kraftstoffeinsparungen möglich.



Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die Zielgruppe der Öffentlichkeitsarbeit umfasste bislang primär Landwirte, Lohnunternehmer und die landwirtschaftliche Beratung. Dabei galt es, die grundsätzlichen Herausforderungen des Ernterück-standsmanagements zu transportieren und die Potenziale des neuen Verfahrens vorzustellen. Über die Teilnahme an mehreren Ausstellungen (auch international) und Feldtagen mit Praxisvorführungen, Fachbeiträgen in branchentypischen Zeitschriften und Vorträgen konnte diese Zielgruppe erreicht werden. Beiträge in den sozialen Medien bei Facebook, Instagram und YouTube, erhöhen die Reichweite auch über die spezifische Zielgruppe hinaus. Über die Projektlaufzeit konnte ein umfassender Datenpool zur Aufbereitung der Erntereste, sowie Leistungsparametern erzeugt werden. Mit tiefgreifender und statistischer Auswertung, werden die Daten über die Projektlaufzeit hinaus weiter untersucht. Es wird angestrebt die gewonnenen Ergebnisse, an geeigneter Stelle in wissenschaftlichen Fachzeitschrif-ten zu publizieren. Die Resonanz aus der landwirtschaftlichen Praxis und das Interesse der Fachmedien an dem neuen Maschinenkonzept unterstreichen die Notwendigkeit, zur Entwicklung derartiger Verfahren zur Umsetzung umweltverträglicher Pflanzenschutzmaßnahmen. Nicht zuletzt wurde dies durch die Verleihung des Agritechnica Innovation Award 2019 in Silber unterstrichen.


Fazit

Entsprechend der Zielsetzung ist es gelungen, die Arbeitsgänge der Körnermaisernte und der Stoppelzerkleinerung miteinander zu einem wirkungsvollen Verfahren zu kombinieren. Das Potential, durch eine fahrspurunabhängige Bearbeitung der Maisstoppeln eine Verbesserung der Arbeitsqualität in Bezug auf die Gesamtfläche zu erreichen, konnte gehoben werden. Zukünftig ist eine weitere Intensivierung der Strohzerkleinerung auf Notwendigkeit und Umsetzbarkeit zu prüfen. Zudem wäre eine höhere Robustheit gegenüber Störgrößen, wie einer unebenen Bodenoberfläche, wünschenswert. Das Vorgehen und die Methoden der Versuchsanstellung wurden immer weiter verfeinert und konnten sich bewähren.