Institut für
BW Betriebswirtschaft
Projekt
Autonome Landmaschinen
Mit autonomen Landmaschinen zu neuen Pflanzenbausystemen
Der Ackerbau verliert zunehmend an gesellschaftlicher Akzeptanz. Probleme sind: (a) zunehmender Bodendruck durch große Maschinen, (b) der Einsatz von Pflanzenschutzmitteln sowie (c) Umweltbelastungen durch übermäßige Stickstoffdüngung. Gleichzeitig können technische Neuerungen dazu beitragen, die genannten Probleme mittels vollautomatisierter Produktionssysteme drastisch zu reduzieren. Wir prüfen, ob autonome Landmaschinen nachhaltigere Pflanzenbausysteme möglich machen.
Hintergrund und Zielsetzung
Es stellt sich die Frage, ob Pflanzenbausysteme auf Basis autonomer Kleinmaschinen weiterentwickelten Produktionssystemen auf Basis autonomer Großmaschinen überlegen sind. Wir wägen die Erfolgschancen der beiden Systeme gegeneinander ab.
Vorgehensweise
Wir vergleichen die beiden Systeme hinsichtlich ihrer pflanzenbaulichen, agrartechnologischen und ökonomischen Vor- und Nachteile miteinander. Um die Erfolgschancen der beiden Optionen zu identifizieren, analysieren wir für jeden Verfahrensschritt, wie er alternativ – also mit kleinen autonomen Maschinen – ablaufen könnte und wie sich dies im Hinblick auf die Bewertungskriterien auswirkt.
Daten und Methoden
Das derzeitige Referenzsystem im Ackerbau wird auf Basis eines typischen Betriebes für einen ausgewählten Standort in Deutschland definiert. Um Szenarien für Produktionssysteme mit autonomen Groß- und Kleinmaschinen zu entwerfen, analysieren wir die Literatur und sprechen mit Experten.
Ergebnisse
Für ein Szenario mit autonomen Großmaschinen ergeben sich sowohl ökonomisch als auch pflanzenbaulich keine wesentlichen Verbesserungen im Vergleich zu heutigen Verfahren. In einem zweiten Schritt wurde daher ein Szenario für die Weizenproduktion mit kleinen autonomen Landmaschinen konzipiert. Als wichtige Kennwerte wurden der Leistungsbedarf, das Gewicht oder die Flächenleistung der Maschinenkonzepte abgeleitet und ökonomisch bewertet. Es zeigte sich, dass die Arbeitserledigungskosten der Kleinmaschinen auf Niveau heutiger Kosten liegen können. In künftigen Projekten ist aus pflanzenbaulicher Sicht zu untersuchen, welche Pflanzen wie auf dem Acker kombiniert werden sollten. Aus technischer und ökonomischer Sicht ist die optimale Maschinengröße einzelner Verfahren zu klären.
Thünen-Ansprechperson
Beteiligte externe Thünen-Partner
- Julius Kühn-Institut - Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen (JKI)
(Quedlinburg, Braunschweig, Groß Lüsewitz, Kleinmachnow, Deutschland) -
Technische Universität Braunschweig
(Braunschweig, Deutschland)
Digitale Informationsmaterialien
Zeitraum
10.2014 - 10.2017
Weitere Projektdaten
Projektstatus:
abgeschlossen
Publikationen zum Projekt
- 0
Wegener JK, Urso L-M, Hörsten D von, Hegewald H, Minßen T-F, Schattenberg J, Gaus C-C, Witte T de, Nieberg H, Isermeyer F, Frerichs L, Backhaus GF (2019) Spot farming - an alternative for future plant production. J Kulturpfl 71(4):70-89, DOI:10.5073/JfK.2019.04.02
- 1
Witte T de (2019) Wirtschaftliche Perspektiven autonomer Kleinmaschinen im Ackerbau. J Kulturpfl 71(4):95-100, DOI:10.5073/JfK.2019.04.04
- 2
Gaus C-C, Urso L-M, Minßen T-F, Witte T de (2018) Economics of mechanical weeding by a swarm of small field robots. Schr Gesellsch Wirtsch Sozialwiss Landbaues 53:321-322
- 3
Urso L-M, Wegener JK, Hörsten D von, Kottmann L, Minßen T-F, Gaus C-C (2017) Der Pflanzenbau der Zukunft - Ist ein Neudenken erforderlich? GI Edititon Proc 268:149-152
- 4
Wegener JK, Urso L-M, Hörsten D von, Minßen T-F, Gaus C-C (2017) Developing new cropping systems - which informative techniques are required? Landtechnik Agric Eng 72(2):91-100, DOI:10.15150/lt.2017.3156
- 5
Gaus C-C, Urso L-M, Minßen T-F, Witte T de (2017) Economics of mechanical weeding by a swarm of small field robots : paper prepared for poster presentation at the 57th Annual Conference of the GEWISOLA (German Association of Agricultural Economists) and the 27th Annual Conference of the ÖGA (Austrian Society of Economics) "Bridging the Gap between Ressource Efficiency and Society's Expectations in the Agricultural and Food Economy" ; Munich, Germany, September 13-15, 2017. GEWISOLA, 3 p
- 6
Gaus C-C, Minßen T-F, Urso L-M, Witte T de, Wegener JK (2017) Mit autonomen Landmaschinen zu neuen Pflanzenbausystemen [online]. Bonn: BÖLN, 136 p, zu finden in <https://orgprints.org/id/eprint/32438/1/32437_14NA004_011_012_thuenen_institut_de_Witte_Landmaschinen_Pflanzenbau.pdf> [zitiert am 27.04.2023]
- 7
Wegener JK, Urso L-M, Hörsten D von, Minßen T-F, Gaus C-C (2017) Neue Pflanzenbausysteme entwickeln - welche innovativen Techniken werden benötigt? Landtechnik Agric Eng 72(2):91-100, DOI:10.15150/lt.2017.3156
- 8
Minßen T-F, Gaus C-C, Urso L-M (2016) Systematische Anforderungen an ein autonomes Großtechnikszenario als zukünftiges Pflanzenbausystem. In: Ruckelshausen A, Meyer-Aurich A, Rath T (eds) Informatik in der Land-, Forst- und Ernährungswirtschaft : Fokus: Intelligente Systeme - Stand der Technik und neue Möglichkeiten ; Referate der 36. GIL-Jahrestagung, 22. und 23. Februar 2016, Osnabrück ; Proceedings. Weihenstephan: GIL, pp 129-132
- 9
Gaus C-C, Minßen T-F, Urso L-M, Frerichs L, Hörsten D von, Nieberg H, Schattenberg J, Wegener JK, Witte T de (2015) Agrarsysteme der Zukunft: Neue Pflanzenbausysteme mit autonomen Landmaschinen : BMBF Wettbewerb der Visionen ; Beitrag zum Kreativ Workshop, At Potsdam ; 14.-16.9.2015. Braunschweig: Thünen-Institut, 4 p
- 10
Minßen T-F, Urso L-M, Gaus C-C, Frerichs L, Backhaus GF, Isermeyer F (2015) Autonomous agricultural machinery for new plant production systems. VDI Ber 2251:127-132
- 11
Minßen T-F, Urso L-M, Gaus C-C, Frerichs L (2015) Mit autonomen Landmaschinen zu neuen Pflanzenbausystemen. ATZ Offhighway Sonderausgabe(Oktober):6-11
