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KOBRA - Dokumentenserver der Universität Kassel  → Fachbereiche  → FB 11 / Ökologische Agrarwissenschaften  → Boden- und Pflanzenbauwissenschaften  → Fachgebiet Agrartechnik  → Dissertationen 

Please use this identifier to cite or link to this item: http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hebis:34-2012110242088

Titel: Untersuchungen zu Controlled Traffic Farming und satellitenbasierten Lenksystemen
Sonstige Titel: Studies on Controlled Traffic Farming and Satellite-Based Guidance Systems
Autor(en): Holpp, Martin
Schlagworte (SWD): BodenschutzBodenverdichtung <Bodenkunde>DirektsaatFutterbauGNSS
Klassifikation (DDC): 630 - Landwirtschaft, Veterinärmedizin (Agriculture)
Issue Date: 2-Nov-2012
Serie/Report Nr.: Forschungsbericht Agrartechnik des Fachausschusses Forschung und Lehre der Max-Eyth-Gesellschaft Agrartechnik im VDI (VDI-MEG)513
Zusammenfassung: Diese Arbeit behandelt Controlled Traffic Farming (CTF) Anbausysteme, bei denen für alle Arbeitsgänge satellitengesteuert immer dieselben Fahrspuren benutzt werden. Lässt sich mit CTF die Belastung des Bodens verringern und die Effizienz von Direktsaat-Anbausystemen steigern? Neben agronomischen und bodenphysikalischen Parametern wurden Auswirkungen von Lenksystemen und Umsetzungsmöglichkeiten von CTF in die Praxis untersucht. Die Analyse einer CTF-Umsetzung unter europäischen Bedingungen mit der Verwendung von Standardmaschinen zeigte, dass sich CTF-Anbausysteme mit den heute zur Verfügung stehenden Maschinen für Dauergrünland, Mähdruschfrüchte und Mais auf kleiner und grösser strukturierten Flächen relativ einfach mechanisieren lassen. Bei Zuckerrüben und Kartoffeln können Kompromisse notwendig sein. Generell erfordern CTF-Anbausysteme eine sorgfältige Planung und Umsetzung in die Praxis. Im dreijährigen Feldversuch (Winterweizen, Wintergerste, Kunstwiese mit Kleegrasmischung) auf einem Lehmboden wurde CTF-Direktsaat mit konventionell zufällig befahrenen Direktsaat- und Pflugverfahren verglichen. Unter CTF zeigte sich eine Differenzierung der nicht, gering und intensiv befahrenen Varianten. Auf dem vorliegenden kompakten Boden mit 1150 mm Jahresniederschlag waren die Unterschiede zwischen den nicht befahrenen Flächen und den mit niedrigem Kontaktflächendruck befahrenen Flächen eher gering. In den nicht befahrenen Flächen entwickelten Eindringwiderstand und Kohlendioxidgehalt der Bodenluft nach drei Jahren signifikant bessere Werte. Bodendichte und Porosität zeigten hingegen keinen eindeutig interpretierbaren Trend. Aufgrund teils suboptimaler Feldaufgänge liess sich keine generelle agronomische Tendenz ableiten. Die intensive Befahrung der Pflegefahrgassen zeigte allerdings klar negative bodenkundliche und planzenbauliche Auswirkungen. Es bietet sich daher an, vor allem für Pflegearbeiten permanent dieselben Fahrspuren zu nutzen. In der Untersuchung zu den Auswirkungen von Lenksystemen zeigten sich signifikante Vorteile von Lenksystemen in einer Verminderung der Fahrerbelastung und einer höheren Lenkgenauigkeit vor allem bei grossen Arbeitsbreiten ohne Spuranreisser. Die meisten anderen Messparameter waren mit Lenksystem leicht vorteilhafter als ohne, unterschieden sich aber nicht signifikant voneinander. Fahrer und naturräumliche Gegebenheiten wie die Schlagform hatten einen wesentlich grösseren Einfluss. Gesamthaft betrachtet erweitert CTF in Kombination mit weiteren Bodenschutzmass-nahmen die Möglichkeiten, Bodenverdichtungen zu vermeiden, den Bedarf an energieintensiver Bodenlocke-rung zu reduzieren und die Entwicklung einer stabileren Bodenstruktur mit höherer Tragfähigkeit zu fördern. Zusammen mit einer an Kultur und Anbausystem angepassten Saatbettbereitung und den in geraden Reihen einfacher durchführbaren mechanischen Pflegemassnahmen ergeben sich gute Voraussetzungen für die Gestaltung agronomisch leistungsfähiger und ökologisch nachhaltiger Anbausysteme.This thesis deals with Controlled Traffic Farming (CTF) cropping systems based on permanent, satellite-guided tramlines for all farming operations. Can CTF reduce soil stress and improve the efficiency of direct drilling cropping systems? Besides agronomic and soil physical parameters, the effects of guidance systems and possibilities of implementing CTF in practice were examined. Analysis of a CTF implementation under European conditions with the use of standard machinery show that it is possible to mechanise CTF cropping systems for permanent grassland, combinable crops and maize with currently available machinery and with relative ease on both smaller and larg-er fields. With sugar beet and potatoes, trade-offs may be necessary. In general, CTF cropping systems require careful planning and implementation in practice. In a three-year field trial (winter wheat, winter barley, temporary ley with a clover-grass mixture) on a loamy soil, CTF direct drilling was compared with conventional randomly trafficked direct-drilling and ploughing cropping systems. CTF was shown to differentiate into non-, medium and intensively trafficked variants. On the available compact soil with an annual precipitation of 1150mm, the differences between non-trafficked surfaces and those trafficked with low contact-surface pressure were fairly slight. After three years, penetration resistance and carbon dioxide content in the soil air exhibited significantly improved values, although soil density and porosity did not show a clearly interpretable trend. Because of suboptimal emergence rates in some cases, no general agronomic trends could be deduced. Nevertheless, intensive spraying-and-spreading traffic on tram-lines produced clearly negative soil physical and agronomic effects. It would therefore be appropriate to use permanent tramlines in particular for spraying and spreading opera-tions. The examination of guidance-system effects revealed significant advantages in stress relief for the driver and a higher guidance accuracy, especially when driving with large working widths without track markers. Most other measuring parameters were slightly more advantageous with guidance systems than without, but did not differ significantly. The tractor drivers and properties of the natural environment such as field shape had a substantially higher impact. Overall, CTF in combination with further soil-protection measures enhances the ability to prevent soil compaction, reduces the need for energy-intensive soil tillage, and promotes the development of a stable soil structure with a higher bearing strength. Together with seedbed preparation adapted to crops and cropping systems and with the mechanical cultivation operations that are more easily performed in straight rows, favourable conditions arise for the design of agronomically more efficient, more ecologically sustainable cropping systems.
URI: urn:nbn:de:hebis:34-2012110242088
ISSN: 0931-6264
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