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Landtechnik

Pflanzennahes Hacken

Die kameraunterstützten mechanischen Unkrautbekämpfungssysteme wurden in den letzten zehn Jahren immer beliebter. In den meisten Fällen wird das Hackgerät mit einer Kamera versehen und an einen Verschieberahmen angebaut. Andere ebenso präzise und effiziente Lösungen sind aber auch verfügbar und wurden gar an der Agritechnica ausgezeichnet.

Der Verschieberahmen ist durch die Führungsscheiben mit dem Boden verbunden. 

Der Verschieberahmen ist durch die Führungsscheiben mit dem Boden verbunden. 

Publiziert am

Redaktor, UFA-Revue

Die Entwicklung von Maschinen zur mechanischen Unkrautbekämpfung erlebt einen grossen Schub. Dabei ermöglicht die Elektronik interessante Fortschritte bei der Flächenleistung und vor allem bei der Präzision. Die Kameraunterstützung ersetzt oder ergänzt die bereits präzisen Tastsensoren, die gut entwickelte Kulturen erfordern. Die Hauptschwierigkeit besteht darin, das Unkraut in der Reihe zwischen den Pflanzen zu entfernen. Auch hier trägt die Kamera zur Unkrautregulierung bei.

Kamera auf dem Hackgerät

In einem Frühstadium der Kultur weisen die Kameras eine hohe Effizienz auf. Die meisten haben zwei Erkennungs modi, nämlich einen für die Farbe und einen für die 3-D-Erkennung, mit der die Nutzpflanzen anhand ihrer Grösse (Höhe und Breite) identifiziert werden. Der erste Modus ist einzusetzen, wenn die Kultur einfach zu unterscheiden und der Unkrautbesatz gering ist. Der 3-D-Modus hingegen ist dann sinnvoll, wenn der Boden ziemlich stark mit Unkraut bedeckt ist. In diesem Fall ist eine deutliche Unterscheidung in der Entwicklung der Kultur im Vergleich zu den Unkräutern erforderlich. «Um die Pflanzen mit der Kamera richtig zu erkennen, muss man sich die Kultur wie eine weisse Sicherheitslinie auf Fahrstrassen vorstellen», erklärt Claude Dumauthioz, Lohnunternehmer im waadtländischen Pampigny. «Bei fehlenden Pflanzen gibt es Lücken in der Anbaureihe, was der Kamera beim Erkennen Schwierigkeiten bereitet. Zudem ist eine gewisse Arbeitsgeschwindigkeit erforderlich.» Claude Dumauthioz ist bestens vertraut mit der Technik und arbeitet seit sieben Jahren kameraunterstützt. Er besitzt drei Garford-Hacken für sechs, acht und zwölf Reihen mit Abständen von 37,5 / 50 und 75 Zentimeter. «Haupttrumpf ist die Präzision. Wenn der Fahrer die Reihe sieht, sieht sie auch die Kamera», meint der Unternehmer.

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Die am Traktor angebrachte Kamera erkennt die Kultur und das Referenzschild.

Kamera und Verschieberahmen

Um möglichst nahe an der angebauten Kultur zu arbeiten, muss die Reaktion zwischen Kamerabild und Hacke in Echtzeit erfolgen. Es ist allerdings auf die Geschwindigkeit zu achten, was insbesondere in den Kurven wichtig ist. «Aus rund einem Meter Entfernung vor der Maschine erkennt die an der Hacke montierte Kamera die Pflanzen und leitet die Information an den hydraulischen Seitenversatz weiter», erläutert Dumauthioz.

Die Hersteller bieten Verschieberahmen an, mit denen die seitliche Position der Hacke ständig angepasst werden kann. Die Seitenverschiebung liegt bei den meisten Geräten zwischen 20 und 25 cm auf beiden Seiten. Der Verschieberahmen agiert als Stabilisator und bezweckt, die Reaktionszeit der seitlichen Verlagerung der Hacke zu optimieren. «Meine beiden Garford-Verschieberahmen sind durch die Führungsscheiben mit dem Boden verbunden», so Dumauthioz weiter. «Und je nach Kultur und Bedingungen kann ich mit einer Geschwindigkeit von bis zu 10 km / h arbeiten.» Eine kurze Bauweise sowie die Möglichkeit, jedes beliebige Hackgerät anbauen zu können, ist natürlich von Vorteil.

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Kamera und Verschieberahmen sind aufeinander abgestimmt. 

Am Traktor montierte Kamera

Beim PFA-Row-Tracking wird die Kamera an einer Halterung montiert, die am Trittbrett des Traktors befestigt ist. Das Konzept des assistierten Hackens basiert auf einer Kamera der neuesten Generation des Herstellers Nalatec. Sie ist nach hinten gerichtet und erkennt zum einen die Pflanzenreihen vor der Hacke und zum anderen eine Referenztafel, die am Rahmen der Hacke befestigt ist. Dank dieser Tafel wird eine seitliche Verschiebung der Hacke festgestellt, und eine in der Dreipunkt-Hydraulik eingebaute Seitenstrebe führt das Hackgerät genau zwischen den Kulturreihen. Das System benötigt keinen Verschieberahmen, was den Einsatz eines leichteren Traktors ermöglicht. «Das Gewicht des Hackgeräts wird auf die Hinterachse des Traktors verlagert, wodurch sich die Zugleistung erhöht», heisst es in den Angaben des Herstellers. Das System funktioniert autonom, soll aber auch in Kombination mit dem RTK-Korrektursystem des Traktors arbeiten können.

QUER gelesen

Kameragestützte Hacksysteme: auf der Hackmaschine montierte Kamera mit Verschieberahmen 

  • häufigstes System
  • die Kamera regelt die hydraulische Seitenverschiebung
  • der Verschieberahmen ist durch Führungsstützräder mit dem Boden verbunden

Auf der Hackmaschine montierte Kamera, Photoheyler im Frontanbau 

  • die Kamera steuert die Räder des Hackgeräts
  • der Traktor wird synchron gelenkt
  • Übersteuerung in Hanglagen notwendig

Am Traktor montierte Kamera, ohne Verschieberahmen 

  • die Kamera ist nach hinten gerichtet
  • die Kamera erkennt die Kultur und eine Referenztafel auf der Maschine
  • die Seitenkorrektur erfolgt hydraulisch über eine Seitenstrebe am Hubwerk

Hohe Präzision

Noch immer ist die mechanische Unkrautbekämpfung zwischen den Pflanzen in der Reihe eine schwierige Aufgabe. Die Unterstützung einer Kamera ermöglichte grosse Fortschritte, jedoch ist die Technik in vielerlei Hinsicht eine Herausforderung. Das 12-reihige Photoheyler-Hacksystem wurde an den letzten Agritechnica Innovation Awards mit einer Silbermedaille ausgezeichnet. Auf dieser Hackmaschine im Frontanbau erkennen vier Kameras die Pflanzenreihen und lenken die Maschinenräder mithilfe von Hydraulikzylindern. Der Traktor wird synchron gelenkt. Gemäss Herstellerangaben erfordert die starre Kupplung zwischen Maschine und Traktor weder in den Kurven noch auf unebenen Flächen eine Korrektur über den Joystick. «Durch Übersteuern der Traktorräder in Hanglagen hält der Photoheyler das Gespann auf Kurs», erklärt der Hersteller. Damit die Kultur nicht mit Erde bedeckt wird, sind die Rotoren schräg positioniert und gleichen die Fahrgeschwindigkeit aus. Dadurch schneidet jeder Rotor die Reihe in einem Winkel von 90 Grad und legt das Unkraut zwischen den Reihen ab, die von den nachfolgenden Geräten bearbeitet werden. Die Rotoren zur Unkrautbekämpfung werden elektrisch angetrieben. Diese Bekämpfungsmethode erfordert jedoch eine präzise Aussaat mit einer Einzelkornsämaschine mit genau versetzter Ablage an allen Scharen der Maschine.

«Wenn der Fahrer die Kultur sieht, wird sie auch von der Kamera gesehen.»

Claude Dumauthioz, Lohnunternehmer, Pampigny

Unabhängig davon, welches kameragestützte Lenksystem gewählt wird – die Präzision ist der grösste Vorteil. Mit diesem Wissen ist die Kombination mit Tastsensoren in gut entwickelten Kulturen wie Mais ab dem 5- bis 6-Blatt-Stadium interessant. Weiter reagieren die Kulturen unterschiedlich auf Wurzelverletzungen in unmittelbarer Nähe der Pflanze. Die Mais- oder Sojapflanzen ziehen ein leichtes Anhäufeln in der Reihe einem pflanzennahen Hacken vor, da sonst die Wurzeln verletzt werden können. Die Kombination von Hacken mit gleichzeitigem Spritzen ist eine weitere Lösung. Eine präzise Bandspritzung der Pflanzenreihe oder die gezielte Behandlung der einzelnen Pflanzen auf der Reihe ermöglicht erhebliche Einsparungen von Pflanzenschutzmitteln. 

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Kamera-Assistenz ermöglicht die Unkrautbekämpfung in der Reihe. Die Photoheyler erreicht einen Flächenertrag von 1 ha / h. 

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