AgroKlima Bayern - Technik für Regelfahrspurverfahren (Controlled Traffic Farming - CTF)

Nach ersten Untersuchungen in den 1980er Jahren wird seit Beginn des neuen Jahrtausends auf Grund neuer technischer Möglichkeiten (hochgenaue automatische Lenksysteme und Mähdrescher bzw. Landmaschinen mit großen Arbeitsbreiten) und großer Erfolge in Australien das Regelspursystem (Controlled Traffic Farming - CTF) weltweit neu diskutiert und erforscht. Mit einem hohen Anteil nicht mehr befahrener Produktionsfläche lässt es eine weiter erhöhte Wassereffizienz und damit auch erhöhte Erträge erwarten.
Wie passen diese Systeme im deutlich kleinstrukturierteren Bayern und welche Vorteile sind hier zu erwarten?

Zielsetzung

Rapssaat im CTF VerfahrenZoombild vorhanden

Rapssaat Regelspurverfahren
(4,5m CTF System)

Die Untersuchungen erfolgten auf 3 Betrieben in den Landkreisen Eichstädt, Neuburg an der Donau und Rottal-Inn. Alle Betriebsleiter bewirtschaften ihre Flächen bereits seit mehreren Jahren pfluglos und verfügen über automatische Lenksysteme (Satellitenortung).
Im Rahmen dieser eigenen, von 2009-2014 dauernden Untersuchungen sollten vorranging folgende Fragen beantwortet werden:
  • In welchem Maß sind nicht befahrene Böden im Regelspursystem (CTF) in der Lage, mehr Wasser aufzunehmen und zu speichern und so eine höhere Ertragssicherheit zu gewährleisten?
  • Wieweit können internationale Erfahrungen mit Regelspursystemen auf bayerische Verhältnisse übertragen werden und wo sind Anpassungen welcher Art notwendig?

Methode

Zur Etablierung eines Controlled Traffic Systems (CTF) mit konsequenter Trennung von Fahrwegen und Pflanzenwuchsbereich wurde das System an die spezifischen Bedingungen in Bayern (Arbeitsbreite der Bodenbearbeitungsgeräte, der Sägeräte, der Erntemaschinen und Spurweiten und Reifenbreiten der Traktoren und Erntemaschinen) angepasst (siehe Tabelle).
Die Versuche wurden in die betriebsübliche Fruchtfolge integriert und die Erträge im befahrenen und unbefahrenen Bereich separat erfasst.
Auf allen Standorten wurden Bodenfeuchtemess- und Datenaufzeichnungssysteme zur kontinuierlichen Erfassung der Dynamik des Bodenwasserhaushaltes installiert.
 Betrieb 1Betrieb 2Betrieb 3
Systembreite5,4m6,0m4,5m
TraktorenChallenger 755
JD 6930
Spurweite 1,8m
Challenger 765
MBtrac 1000
Spurweite 2,0m
JD 7810
MBtrac 900
Spurweite 1,8m
BodenbearbeitungKurzscheibenegge,
Grubber 6,0m
Grubberkombination
6,0m
Grubberkombination
4,5m
AussaatMulchsägerät 5,4mMulchsägerät 6,0mKreiseleggendrillkombi 4,5m
Pflanzenschutzgezogen 28maufgebaut 30maufgebaut 22,5m
Ernte5,6 -> 5,4m
800/65 R32
7,5 -> 6,0m
Zwillingsräder, Bandlaufwerk
6,6 -> 4,5m
800/65 R32
CTF "Muster""twin-track""twin-track""twin-track"
Automatische LenkungRTK, lokale FeststationRTK, lokaler RepeaterRTK, GSM Netz
FruchtfolgeZuckerrüben-
Winterweizen-
Winterrroggen
Winterraps-
Winterweizen-
Winterweizen
Winterraps-
Körnermais-
Winterweizen

Ergebnisse

Getreide

Bei Getreide gibt es hinsichtlich der Erträge keine einheitliche Tendenz zwischen den befahrenen und unbefahrenen Bereichen. Die unbefahrenen Bereiche weisen im Mittel der Jahre nur 3% Mehrertrag gegenüber den befahrenen Bereichen auf.
Absolute Getreideerträge im befahrenen und unbefahrenen Bereich über alle Jahre und Standorte
SituationErtrag befahren [dt/ha]Ertrag unbefahren [dt/ha]
Winterroggen - Betrieb 1, 20104972
Winterweizen - Betrieb 2, 20108375
Winterweizen - Betrieb 1, 20118381
Winterweizen - Betrieb 3, 20116164
Winterweizen - Betrieb 1, 20128382
Winterweizen - Betrieb 2, 201297102
Winterweizen - Betrieb 3, 20126967
Winterweizen - Betrieb 1, 20136462
Winterweizen - Betrieb 2, 20138282
Winterweizen - Betrieb 3, 20138385
Winterweizen - Betrieb 1, 20148073
Winterweizen - Betrieb 3, 20147685
Mittelwert76 dt78 dt

Mais

Demgegenüber mindert die Befahrung im Bereich der Maisreihen in jedem Jahr den Körnermaisertrag deutlich. Da bei Controlled Traffic Farming im Körnermaisanbau bei den üblichen Spurweiten zwei Maisreihen je Arbeitsbreite (je 6 oder 8 Reihen) im Spurbereich liegen, wirkt sich die Ertragsreduktion in den Spuren deutlich auf den Gesamtertrag aus. Dies liegt auch daran, dass bei der Versuchsanstellung vor der Maissaat Gülle im CTF System ausgebracht wurde und der im Frühjahr in der Unterkrume oft feuchte Boden beanspucht wurde.
Absolute Körnermaiserträge im befahrenen und unbefahrenen Bereich über alle Jahre
ErntejahrErtrag befahren [dt/ha]Ertrag unbefahren [dt/ha]
201093109
201184113
2012104117
20136371
201498114
Mittelwert88105

Technische Umsetzung

Technisch waren angepasste Regelspursysteme durch Abstimmen der Arbeitsbreiten, Ausrüstung aller Schlepper und Selbstfahrer mit RTK-GPS umsetzbar. Der Flächenanteil der Fahrspuren betrug jedoch 30-40 %.

Zusammenfassung/Ausblick

Fahrmuster CTF BewirtschaftungssystemZoombild vorhanden

Dastellung CTF Fahrmuster
(Betrieb 3 / 4,5m Systembreite)

Ein an die Straßenverkehrsordnung angepasstes Regelspurverfahren kann auf Betrieben umgesetzt werden, die pfluglos arbeiten, keine Zuckerrüben in der Fruchtfolge haben und bereit sind, alle Arbeitsgänge in das CTF-System zu integrieren, d.h. die Arbeitsbreiten aufeinander abzustimmen und konsequent mit hochpräziser Spurführung zu arbeiten.
Die Vorteile einer intakten Bodenstruktur zeigten sich auf den unbefahrenen Flächenanteilen mit höheren Maiserträgen und einem Potenzial an besserem Wasseraufnahmevermögen und höherem Erosionsschutz.
Das Wasserangebot im Boden unterschied sich auf den Projektbetrieben trotz höherem Anteil an schnell dränenden Grobporen und höherer Infiltrationsrate nicht oder nur gering-fügig. Die Ertragsvorteile bei Mais waren also nicht einer besserer Wasserversorgung geschuldet, sondern einer besserer Bodenstruktur in der Krume (Durchwurzelung, Sauerstoffversorgung, Nährstoffmineralisierung).

Dem angepassten Regelspurverfahren haftet das Manko an, dass etwa ein Drittel der Produktionsfläche weiterhin überrollt wird. Als Alternative zur anspruchsvollen Umsetzung eines angepassten konsequenten Regelspurverfahrens bietet sich an, die Technologie der automatischen Spurführung so zu nutzen, dass zumindest minimale Fahrspurlängen realisiert und Überlappungen vermieden werden.

Für alle in Bayern realisierbaren Verfahren, ob „CTF angepasst“, „Optimierung mit Spurführung“ oder „konventionelles Befahren“, bleiben die Grundsätze des bodenschonenden Befahrens maßgeblich.

Projektinformation
Projektleitung: Dr. Markus Demmel (ILT), Robert Brandhuber (IAB)
Projektbearbeitung: Hans Kirchmeier, Swen Kupke, Arbeitsgruppe Ackerbau und Prozesstechnik (ILT), Benjamin Blumenthal, Arbeitsgruppe Bodenphysik, Bodenmonitoring (IAB),
Laufzeit: 2008 - 2014
Finanzierung: Bayerisches Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten (StMELF)
Projektpartner: Institut für Ökologischen Landbau, Bodenkultur und Ressourcenschutz, Arbeitsgruppe Bodenschadstoffe (IAB), Praxisbetriebe, ALB Bayern

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