Wirkung unterschiedlicher Fahrwerke schwerer Landmaschinen auf die Bodenstruktur

Gerade bei den Erntemaschinen finden wir immer größere und leistungsfähigere Maschinen. Die Gesammtmasse (mit vollem Bunker über 50 t) steigt ebenfalls. Wie wirken sich neue Fahrwerkskonzepte (z.B. Gurtbandlaufwerke) und Überrollungsstrategieen (einfach vs. mehrfach) auf die Bodenbelastung aus? Die folgende Untersuchung soll hierzu Aufschluss geben.

Ziel

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Rübenroder

Sehr hohe Gesamtmassen von landwirtschaftlichen Maschinen bergen ein erhöhtes Risiko für Verdichtungen im Unterboden. Diese Aussage stützt sich auf das anerkannte bodenmechanische Modell, wonach die Tiefenwirkung der Bodenbeanspruchung mit der Radlasterhöhung zunimmt. Als Reaktion hat die Landtechnik Reifentypen und Fahrwerkskonzepte entwickelt, welche die hohen Gesamtmassen besonders der Erntemaschinen bei möglichst niedrigen Kontaktflächendrücken schadlos auf die Böden abstützen sollen.

Es liegen bisher jedoch nur wenige belastbare Felduntersuchungen mit den heute in der Landwirtschaft eingesetzten Maschinen, aktuellen Fahrwerkskonzepten und praxisnahen Versuchsanstellungen vor, um das Gefährdungspotenzial einschätzen zu können.

Im Rahmen des Projekts soll an einem Löss-Standort in Niederbayern geklärt werden:

Wie werden Bodengefügeparameter (Porenverteilung und Luftdurchlässigkeit) und Bodenfunktionen (Infiltrationsvermögen, Ertragsfähigkeit) an einem Standort mit guter Bodenstruktur durch das Befahren mit Fahrzeugen mit Gesamtmassen von 40-50 t langfristig beeinträchtigt?
Wie unterscheiden sich Fahrwerkstypen bzw. -konzepte (Rad- und Gurtbandlaufwerk, zwei und drei Achsen) mit unterschiedlich dimensionierten Radlasten und unterschiedlich konfigurierten Überrollungsmustern hinsichtlich Bodenbelastung (Kontaktflächendruck) und Bodenbeanspruchung (Bodendruck im Unterboden)?

Methode

TabelleZoombild vorhanden

Fahrwerkskonfigurationen unterschiedlicher Rübenroder

Auf einem Feldversuch wird der Boden zur Zuckerrübenernte drei Jahre lang jährlich definierten und differenzierten Belastungen (Radlast, Kontaktflächendruck, Überrollhäufigkeit) mit 6-reihigen Zuckerrüben-Köpf-Rode-Bunkern (KRB 6)mit unterschiedlichen Fahrwerkskonzepten ausgesetzt. Sechs repräsentative Überrollungssituationen wurden für die Untersuchungen ausgewählt (siehe Tab.).

Erfasst werden die Belastungsdaten der Fahrzeuge (Radlast, Reifenluftdruck, Reifenaufstandsfläche), die Bodenbeanspruchung in Form des Bodendrucks im Unterboden ermittelt mit Schlauchdrucksonden, eine etwaige Verformung des Bodens (Bodenverdichtung) durch die Messung des Eindringwiderstandes mittels Penetrometer und durch die Entnahme von ungestörten Bodenproben mit Stechzylindern und deren Untersuchung im Labor, Infiltrationskennwerte und Ertragsdaten.

Ergebnisse

Die Untersuchung der Bodenbeanspruchung mittels Schlauchdrucksondenmessung zeigte im Herbst 2004 (sehr feuchter Boden) Druckspitzen bis zu 130 kPa in 45 cm Tiefe unter dem hochbelasteten Rad, während unter dem Bandlaufwerk nur geringe Drücke bis zu 20 kPa festgestellt wurden. Diese Beobachtungen decken sich mit ähnlichen Untersuchungen von WEISSBACH 2004 bei Mähdreschern. Die Schlauchdrucksondenmessungen im Herbst 2005 und 2006 bei weniger feuchten Bodenverhältnissen haben in 45 cm Tiefe nur zu geringen Druckanstiegen geführt, die zumeist innerhalb des Messrauschens lagen. Nach der 2. Überrollung - die Ergebnisse der 3. Überrollung aus dem Herbst 2006 liegen noch nicht vor - zeigt der Grobporenanteil (Luftkapazität bei pF 1,8) im Unterboden eine signifikante Differenzierung zwischen den Belastungsvarianten Band bzw. Band + Rad (keine signifikante Verformung, Luftkapazität im günstigen Bereich) auf der einen und den Radüberrollungen auf der anderen Seite (niedrigere Luftkapazität). In der Zeit zwischen der 1. Überrollung (Herbst 2004) bis zur Beprobung vor der 2. Überrollung (Herbst 2005) war ein allgemeiner Wiederanstieg der Luftkapazität zu beobachten, die Differenzierung zwi-schen den Varianten blieb aber erhalten.
Projektinformation
Projektleiter: Robert Brandhuber (IAB), Dr. Markus Demmel (ILT)
Projektbearbeiter: R. Geischeder (ILT)
Laufzeit: 2004 – 2007
Finanzierung: Industrie
Projektpartner: Gemeinsames Projekt der LfL-Institute für Agrarökologie (IAB) und Landtechnik (ILT), Projektverbund mit dem Institut für Zuckerrübenforschung (IfZ)

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