DE102018004468A1

DE102018004468A1 - Rollspurlockerer für landwirtschaftliche Maschinen

Info

Publication number: DE102018004468A1
Application number: DE102018004468.9A
Authority: DE
Inventors: Jan Rücknagel
Original assignee: Martin Luther Univ Halle Wittenberg; Martin Luther Universitaet Halle Wittenberg
Current assignee: Martin Luther Univ Halle Wittenberg; Martin Luther Universitaet Halle Wittenberg
Priority date: 2018-06-06
Filing date: 2018-06-06
Publication date: 2019-12-12

Abstract

Rollspurlockerer für landwirtschaftliche Maschinen, der deutlich zur Reduzierung der Bodenwassererosion beim Einsatz von Hackmaschinen beiträgt, ist ein Zusatzwerkzeug, dessen Rahmen zu den Hackwerkzeugen der Hackmaschinen mittels Halterung am Rahmen der Hackmaschine vertikal drehbar angebracht wird. Am hinteren Teil des Rahmens des Rollspurlockerer befindet sich eine kugelgelagerte Achse mit Scheibe an der ringsherum grabegabelartige Zinken befestigt sind. Je nach Reihenbreite der Kulturart kann eine unterschiedliche Anzahl Zinken angebracht werden. Der Winkel der Zinken im Verhältnis zur Scheibenachse kann über verschiedene Lochstellungen geändert werden, wodurch die Intensität des quaderähnlichen Erdaushubes geregelt wird. Mittels zusätzlich angebrachter Gewichte wird das Einstechen der Zinken in den Boden auch bei trockenen und verdichteten Bedingungen möglich bzw. kann die Einstichtiefe der Zinken reguliert werden. Es konnte in Feldversuchen gezeigt werden, dass mit dem Rollspurlockerer eine Reduktion des Bodenabtrages durch Wassererosion um etwa 65-90 % ermöglicht wird.

Description

Die flächenmäßige Ausdehnung des ökologischen Landbaus (Eurostat, 2017), die strengeren Auflagen für die Anwendung von Herbiziden sowie zunehmende Herbizidresistenzen bei Unkräutern und Ungräsern (Heap, 2014) führen zu einer stärkeren Fokussierung auf alternative nicht-chemische Unkrautbekämpfungsstrategien.
Einer der am weitesten verbreiten und effektivsten Ansätze ist die mechanische Unkrautbekämpfung mittels Hackmaschinen. Dabei werden landwirtschaftliche Kulturen in der Regel in einem größeren Reihenabstand angebaut um die Unkrautbekämpfung mittels Hacken zwischen den Reihen zu ermöglichen (Cloutier und Leblanc, 2001). Der weite Reihenabstand und die damit geringere Bodenbedeckung in der Jugendentwicklung der Kulturpflanzen führen besonders in geneigtem Gelände und bei anfälligen Bodenarten zu einem deutlich gesteigerten Risiko für Bodenwassererosion (Becker und Gengenbach, 2007). Nachteilig ist des Weiteren, dass durch das Hacken der Bodenbedeckungsgrad mit abgestorbener organischer Substanz (z.B. Strohreste der Vorfrucht) stark verringert wird (Kunz et al., 2016), was der Bodenwassererosion wiederum Vorschub leisten kann. Besonders hoch ist das Risiko in den Fahrspuren des Traktors, weil durch das zum Teil mehrmalige Befahren mit schmalen Pflegebereifungen und hohem Reifeninnendruck Bodenverdichtungen entstehen können (Rücknagel et al., 2015). In der Folge ist die Wasserinfiltrationsleistung in den Boden stark reduziert und das Erosionsrisiko nimmt zu (Fleige und Horn, 2000).
Pflanzenbauliche Konzepte um die Bodenwassererosion zu minimieren, wie zum Beispiel Mulch- und Direktsaatverfahren mit einem hohen Bodenbedeckungsgrad an abgestorbener organischer Substanz haben aber gerade in Anbausystemen wie dem ökologischen Landbau Nachteile bezüglich der Ertragssicherheit und Unkrautunterdrückung (Urbatzka et al., 2017). Daher steht die Notwendigkeit einer geeigneten technischen Lösung zur Verringerung des Risikos für Bodenwassererosion beim Einsatz von Hackmaschinen.
An landwirtschaftlichen Maschinen können allgemein und so auch an den meisten Hackmaschinen nach dem Traktorrad und vor der Hackmaschine (gefederte) Spurlockerer (z.B. EP 2 989 873 A1 ) angebracht werden, welche die verdichtete Fahrspur in Fahrtrichtung mit einem zinkenartigen Werkzeug lockern können. Dadurch soll unter anderem die Infiltration des Regenwassers verbessert werden.
Nachteilig ist hierbei, dass klassische Zinkenspurlockerer den Boden häufig nicht so effektiv aufbrechen, dass die Infiltration des Regenwassers ungestört erfolgen kann. Eine dafür notwendige sehr große Lockerungstiefe der Zinkenspurlockerer ist wegen der begrenzten Zugkraftübertragung durch die beim Hacken oft verwandten schmalen Pflegebereifungen am Traktor in den meisten Fällen nicht realisierbar. Zinkenspurlockerer erfordern zudem insgesamt einen höheren Zugkraftbedarf des Traktors. Ein tief arbeitender Zinkenspurlockerer würde zudem eine eingeschränkte Lenkbarkeit der Hackmaschine bewirken. Damit ist die erosionsmindernde Wirkung insgesamt nicht ausreichend. Als weiteren Nachteil ist anzuführen, dass durch die Ausformung einer gleichmäßigen gelockerten Rinne durch den Zinken über verdichtetem Boden sogar eine Verstärkung der Erosionswirkung eintreten lässt. Nach der Lockerung mit dem Zinken folgt die direkte Überrollung mit dem Stützrad der Hackwerkzeuge, was zu einer ungünstigen Tiefenführung der Hackwerkzeuge beiträgt.
Aus dem Kartoffelanbau ist eine weitere technische Lösung zur Bodenwassererosionsminderung bekannt, die aber nicht für Hackmaschinen verfügbar ist. Dabei werden sogenannte Querdammhäufler der Firma Miedema (NL) an die Kartoffellegemaschinen angebaut ( EP 3 011 812 A1 ; Helmreich, 2016). Diese Querdammhäufler werden mittels eines Ölmotors vom Traktor angetrieben und formen direkt nach dem Legen der Kartoffeln im Abstand von etwa 30 cm einen 10-15 cm hohen Erddamm zwischen den Kartoffeldämmen. Diese Querdämme halten das abfließende Regenwasser zurück. Querdammhäufler werden nur einmal beim Legen der Kartoffeln verwandt und die dabei geformten Erddämme sollen über die gesamte Vegetationszeit der Kartoffeln bestehen bleiben.
Der Einsatz von Querdammhäuflern sind für Hackmaschinen nicht geeignet, weil die Dämme bei weiteren Hackarbeitsgängen durch die Stützräder der Hackwerkzeuge erneut überfahren werden müssten. Bei 10-15 cm hohen exakt ausgeformten Querdämmen ist die Bodenoberfläche derart ungleichmäßig, dass eine laufruhige und qualitätsgerechte Führung der Stützräder der Hackwerkzeuge nicht möglich ist. In der Folge wäre der Unkrautbekämpfungsgrad beim Hacken unbefriedigend oder ungleichmäßig. Der Querdammhäufler muss zudem aktiv über eine Traktorhydraulik angetrieben werden.
Es stellte sich somit die Aufgabe, ein Zusatzwerkzeug zum jeweils einzusetzenden Hackwerkzeug zu entwickeln, welches eine effektive Unkrautbekämpfung ermöglicht bei gleichzeitiger Minimierung der Bodenerosionsgefahr durch verbesserte Infiltration des Regenwassers. Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe mit der Entwicklung eines Rollspurlockerers, dargestellt in 1 und 2, gelöst.
Der Rollspurlockerer trägt sehr deutlich zur Reduzierung der Bodenwassererosion beim Einsatz von Hackmaschinen bei. Es konnte zudem eine bessere Unkrautbekämpfungswirkung in den mit dem Rollspurlockerer bearbeiteten Fahrspuren nachgewiesen werden. Dabei ist der erfindungsgemäße Rollspurlockerer ohne Federmechanismus, den klassische Zinkenspurlockerer benötigen, nicht anfällig gegenüber Steinen, über die er hinweg rollen kann. Weiterhin hat der Rollspurlockerer den Vorteil, seine Wirkung allein mit der Vorwärtsbewegung der Hackmaschine entfalten zu können, ohne aktiv von einer Traktorhydraulik oder einem elektromechanischem Mechanismus o.ä. angetrieben werden zu müssen. Aufgrund der abrollenden Wirkung sind der spezifische Bodenwiderstand und damit auch der Zugkraftbedarf gering. Daneben haben die Grabegabelartigen Zinken einen leichten Einzug bzw. wenig Eindringwiderstand in den Boden. Die Lenkbewegungen der Hackmaschine werden durch den Rollspurlockerer nicht eingeschränkt. Letztlich ist über die Anzahl der Zinken die Breite der quaderähnlichen Vertiefungen gut regulierbar.
Der Aufbau des Rollspurlockerers (R)wird unter Bezug auf die 1 und 2 nachfolgend ausführlich beschreiben:
Am Profilrahmen (1) der im Heck des Traktors angebauten Hackmaschine, an dem auch die einzelnen Hackwerkzeuge befestigt sind, wird mit Halterungen (2) der Rahmen des Rollspurlockerers (3) am vorderen Teil vertikal drehbar (4) befestigt. Am hinteren Teil des Rahmens befindet sich eine Kugelgelagerte Achse mit Scheibe (5). An dieser Scheibe werden ringsum Grabegabelartige Zinken (6) befestigt, so dass im Abstand von jeweils etwa 25 cm quaderähnliche Vertiefungen im Boden ausgestochen werden können. Je nach Reihenbreite der Kulturart, kann eine unterschiedliche Anzahl an Zinken nebeneinander bzw. die Gesamtbreite der Zinken und auch die Gesamtbreite des Rahmens sinnvoll sein. Für einen Kulturreihenabstand von 45-50 cm haben sich beispielsweise 3 Zinken mit einer Gesamtgabelbreite von etwa 13 cm und einer Rahmenbreite von 30 cm bewährt. Der Winkel der Zinken im Verhältnis zur Scheibenachse kann über verschiedene Lochstellungen (7) verändert werden, wodurch die Intensität des quaderähnlichen Erdaushubes geregelt wird. Auf dem hinteren Rahmenende lassen sich Gewichte (8) montieren oder auflegen, die das Einstechen der Zinken in den Boden auch bei trockenen und verdichteten Bedingungen ermöglichen oder die Einstichtiefe der Zinken regulieren helfen. Mit der Aushubfunktion (9) kann der Rollspurlockerer bei Bedarf vom Boden angehoben werden.
Es wurden ein Beregnungs- und zwei Feldversuche unter natürlichen Bedingungen durchgeführt, um die erosionsmindernde Wirkung zu prüfen. Dabei zeigte sich, dass mit dem Rollspurlockerer eine Reduktion des Bodenabtrages durch Wassererosion um etwa 65-90 % ermöglicht wird.
Der Prototyp wurde auf einer ackerbaulich genutzten Praxisfläche auf Haltbarkeit und Arbeitsbild erfolgreich getestet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2989873 A1 [0004]
EP 3011812 A1 [0006]

Claims

Rollspurlockerer (R) als Zusatzwerkzeug zur Erosionsminderung bei der Unkrautbekämpfung auf landwirtschaftlichen Nutzflächen mittels Hackmaschinen wobei der Rahmen (3) des Rollspurlockerer mit wenigstens einer Halterung (2) am vorderen Teil des Profilrahmens (1) der Hackmaschine vertikal drehbar (4) befestigt ist, am hinteren Ende des Rahmens (3) eine Kugelgelagerte Achse mit Scheibe (5) angebracht ist, woran ringsum Grabegalbelartige Zinken (6) befestigt sind, deren Winkel zur Scheibenachse (5) über Lochstellungen (7) verändert werden kann.
Rollspurlockerer (R) nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass sowohl die Anzahl der Zinken (6) nebeneinander als auch die Gesamtbreite der Zinken (6) sowie die Gesamtbreite des Rahmens (3) variiert werden kann.
Rollspurlockerer (R) nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dass am hinteren Rahmenende (3) Gewichte (8), die das Einstechen der Zinken (6) in den Boden und/oder die Einstichtiefe der Zinken (6) regulieren, angebracht sind.
Rollspurlockerer (R) nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass mittels einer Aushubvorrichtung (9), die mit der Halterung (2) und dem Rahmen (3) verbunden ist, der Rollspurlockerer (R) während des bestimmungsgemäßen Gebrauches angehoben werden kann.
Rollspurlockerer (R) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass in Abhängigkeit von der verwendeten Hackmaschine ein oder mehrere Rollspurlockerer als Zusatzwerkzeug zu jedem Hackwerkzeug angebracht werden können.