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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Entnehmen von Bodenproben. Wie
bekannt, werden aus einem zu untersuchenden Erdboden mit einem Boden-Probenahmegerät
sogenannte "Einzelproben" genommen. Die Einzelproben werden gesammelt und daraus
wird dann die sogenannte "Durchschnittsprobe" gebildet. Die gesammelten Durchschnittsproben
werden im Laboratorium Untersuchungen unterzogen, bei denen die Bigenschaften des
betreffenden Bodens, z.B. sein Nährstoffvorrat, Zustand usw. ermittelt wird. Aufgrund
der Durchschnittsprobe erhält man dann durch die Bodenuntersuchung ein wahrheitsgetreues
Bild von dem geprüften Kulturboden, wenn die Durchschnittsprobe aus genügend vielen
Einzelproben gebildet ist. Ein weiterer wichtiger Gesichtspunkt besteht darin, daß
die Probenahme selbst schnell und reproduzierbar erfolgt. Das Ergebnis der Bodenuntersuchung
beeinflußt entscheidend z.B. die Wahl der Kulturpflanzenart zur Bestellung des Bodens
bzw. den Nährstoffersatz für den Boden, also seine Bewirtschaftung.
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Die zur Verrichtung der oben bezeichneten Aufgabe dienenden Boden-Probenahmegeräte
sind im allgemeinen Stangen oder Rohre, die etwa 20 cm tief in den zu prüfenden
Boden gestoßen und dann herausgezogen werden. Bei diesem Stechen setzt sich die
Einzelprobe in der an Jedem Probenahmegerät vorgesehenen Vertiefung fest. Nach dem
Herausziehen der Stangen oder Rohre wird dann das Erdmaterial herausgeklopft und
ausgekratzt und damit die Einzelprobe erzielt bzw. gesammelt. Das Eintreiben in
den Boden der bekannten Probenahmegeräte erfolgt meist von Hand. Eine solche Lösung
wird z.B. von S.L Tisdale und W.L. Nelson in ihrer Arbeit "Produktivität des Erdbodens
und seine Düngung" beschrieben
(Landwirtschaftlicher Verlag, Budapest,
1955, 5. 330). Feraer ist auch eine solche Lösung bekannt, bei welcher das Stechrohr
an einem Traktor angebracht ist, wobei das Stechen and Herausziehen des Probenehmers
mit Hilfe eines hydraulischen Arbeitszylinders geschieht.
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Sowohl bei der manuellen, wie auch bei der mechanisierten Lösung erfolgt
das Probenehmen intermittierend und langsam, erfordert außerdem viel Bedienungspersonal
und birgt eine große Anzahl von Fehlerquellen. Ein weiterer Mangel der mechanisierten
Probenahme ist, daß es schwierig ist, den Traktor genau auf die Probe stelle einzufahren.
Alle diese Umstände tragen maßgeblich dazu bei, daß Durchschnittsproben nur aus
einer relativ kleinen Anzahl von Binzelproben zusammenge set zt werden. Als gravierender
Umstand ist ferner anzuführen, daß für Bodenuntersuchungen nur eine ziemlich kurze
Zeitspanne, 1-2 Wochen, zur Verfügung stehen, beispielsweise bei Maiskulturen der
Zeitraum zwischen Maisbrechen und Düngen des Bodens. In so kurzer Zeit aber kann
nach den bisherigen Erfahrungen mit den bisher bekannten Verfahren keine Bodenuntersuchung
so genau durchgeführt werden, daß man dabei tatsächlich über Qualität und Zustand
des geprüften Bodens ein sicheres Bild erhält. Darüberhinaus wird die Probenahme
manchmal durch Pflanzenstengel oder Wurzelreste noch weiter erschwert und beeinträchtigt.
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Ziel der Erfindung ist, diese Mängel zu beseitigen.
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Demzufolge besteht die durch die Erfindung zu lösende Aufgabe darin,
ein solches Boden-Probenahmegerät zu schaffen, mit dem die Probenahme selbst verhältnismäßig
schnell, reproduzierbar und automatisch durchgeführt werden kann.
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Der Grundgedanke der Erfindung besteht in der Erkenntnis, daß diese
Aufgabe zu lösen ist, wenn anstatt der intermittierenden eine kontinuierliche Probenahme
vorgesehen wird
und hierzu gegenseitig drehbare Bestandteile verwendet
werden.
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Die gestellte Aufgabe ist daher durch die Weiterentwicklung eines
an sich bekannten Boden-Probenahmegerätes gelöst, das mit einem Probenahme-Element
(Probenehmer) versehen ist.
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Die Weiterentwicklung bzw. Erfindung besteht darin, daß dieser Probenehmer
an einer Scheibe befestigt ist, die um eine Horizontalwelle drehbar gelagert ist,
ferner mit einer Probe-Entfernungsvorrichtung (Probeentferner) versehen ist, die
mit dem Probenehmer zusammenarbeitet.
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Durch diese Ausgestaltung ist es gelungen, mit einfachen Mitteln ein
verhältnismäßig schnelles, reproduzierbares und zugleich automatisches Entnehmen
der Bodenproben zu erzielen.
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Zweckmäßig ist eine Ausführungsform, bei der dem Probeentferner ein
Probesammel-Element (Probesammler) zugeordnet ist, in welchem Jeweils eine gewisse
Anzahl von Binzelproben gesammelt werden können.
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Eine besonders einfache Ausführungsart ist dann ermöglicht, wenn der
Probenehmer als eine, mit einer Schneidekante versehene Aushebeplatte so ausgebildet
ist, daß die Aushebeplatte mit der Seitenfläche der Scheibe einen spitzen Winkel
Z einschließt. Dabei ist der Probeentferner an einem Teil der Bewegungsbahn der
Aushebescheibe angebracht, so daß er in den Zwischenraum zwischen Seitenfläche der
Scheibe und Aushebeplatte keilartig hineinragt. Der Probeentferner ist am Halt er
der Scheibe angebracht.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist das Boden-Probenahmegerät
einen an einem heb- und senkbaren Hängerahmen einer Zugmaschine anschließbaren Rahmen
auf, an welchem die Scheibe selbsteinstellend, d.h. in Horizontalebene
kippbar
aufgehängt ist. Bei dieser AusfUhrungsform ist ferner die gegenseitige Lage von
Rahmen und Scheibe mit Hilfe von Einstellelementen einstellbar ausgebildet.
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Schließlich ist es von Vorteil, wenn der Probesammler aus einer am
Scheibenhalter befestigten Einfassung und einer darin einsetzbaren bzw. daraus entnehmbaren
Probesammeldose besteht.
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Die Erfindung soll nun in Einzelheiten anhand der beigefügten Zeichnungen,
welche zwei vorteilhafte AusfUhrungsbeispiele des Boden-Probenahmegerätes gemäß
der Erfindung darstellen, näher erläutert werden. Es zeigt: Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Boden-Probenahmegerätes, auf einen Traktor montiert, in Seitenansicht;
Fig. 2 Detail aus Fig. 1 in einer perspektivischen Darstellung; Fig. 3 ein weiteres
Ausführungsbeispiel des Boden-Probenahmegerätes gemäß der Erfindung, in perspektivischer
Darstellung.
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Wie aus Fig. 1 zu ersehen, hat das erfindungsgemäße Boden-Probenahmegerät
10 einen Rahmen 16, der in an sich bekannter Weise an einen Aufhängerahmen 14, im
vorliegenden Falle eines Traktors 12 angeschlossen werden kann. An dem Rahmen 16
ist eine Scheibe 20 an einem Haltearm 18 selbsteinstellend aufgehängt, d.hc die
Scheibe 20 ist in der Horizontalebene kippbar angeordnet. Die Betriebsstellung der
Scheibe 20 ist voll, ihre hochgehobene Stellung gestrichelt gezeichnet.
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Erfindungsgemäß ist auf der Scheibe 20 ein Probenehmer 22 befestigt.
Im dargestellten Fall ist die Scheibe 20 an dem
Haltearm 18 um eine
Horizontalwelle 24 drehbar gelagert. In Fig. 1 ist die Scheibe 20 mit zwei Probenehmern
22 versehen, doch kann sowohl die Anzahl der Probenehmer 22, wie auch ihre Anordnung
auf der Scheibe 20 beliebig bestimmt werden.
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Die Fahrtrichtung des Traktors 12 ist mit Bezugsnummer 32 bezeichnet.
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Das Boden-Probenahmegerät 10 ist gemäß der Erfindung mit einem Probeentferner
26 versehen, der mit dem Probenehmer 22 zusammenarbeitet. Der Probeentferner 26
hat die Aufgabe, die durch den Probenehmer 22 aus dem Boden ausgehobene Bodenprobe
aus dem Probenehmer 22 zu entfernen.
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In Fig. 2 ist zu sehen, daß der Probenehmer 22 als eine Aushebeplatte
28 ausgestaltet ist, die mit der Seitenfläche 20a der Scheibe 20 einen spitzen Winkel
cc einschließt. Die Aushebeplatte 28 ist im vorliegenden Fall direkt an der Kante
30 der Scheibe 20 angeschweißt. Der Winkel ffi soll zweckmäßig 15 bis 400 gewählt
werden; hier ist ru = 3Ei0. Die Aushebeplatte 28 ist seitlich mit einer Schneidekante
34 versehen.
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Im vorliegenden Fall ist der Probeentferner 26 ein keilartiges Element,
das an einem Teil der Drehbahn des Probenehmers 22 in den Spalt zwischen der Aushebeplatte
28 und der Seitenfläche 20a der Scheibe 20 hineinreicht, und am Haltearm 18 durch
Schweißen befestigt ist. Die Drehrichtung der Scheibe 20 ist in der Zeichnung mit
Bezugsnummer 35 bezeichnet.
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In Fig. 2 und Fig. 3 ist die Scheibe20 mit gezahntem Rand dargestellt,
doch kann es auch Jede beliebige Scheibe sein.
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Der Probenehmer 22 muß nicht unbedingt am Rand 30 der Scheibe 20 befestigt
sein. Die Probenehmer 22 können in gewUnschter Anzahl auf der Seitenfläche 20a der
Scheibe 20 beliebig angeordnet-werden, je nachdem wieviele Proben und aus welcher
Tiefe des Bodens sie genommen werden sollen.
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In Fig. 3 ist eine solche Ausiührungsform dargestellt, bei welcher
am Rahmen 16? des Boden-Probenahmegerätes 10' in einem Abstand nebeneinander zwei
Scheiben 20 selbsteinstellend angeordnet sind. Ihr konstruktiver Aufbau entspricht
ansonsten den Lösungen nach Fig. 1 und Fig. 2. Aus Fig. 3 ist gut zu ersehen, daß
die Haltearme 18 über eine, z.B.
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aus einer Bronzebuchse bestehende Lagerung 36 Je an einem Zapfen 38
angeschlossen sind. Der Zapfen 38 aber kann in einer Buchse 40 des Rahmens 16 z.B.
mit einer Schraube 42 einstellbar befestigt werden. Auf diese Weise kann die gegenseitige
Stellung vom Rahmen 16 und der Scheibe 20 höhenmäßig reguliert werden. Zur genauen
Ermittlung der Arbeitstiefe für den Probenehmer 20 dient ein Rad 44. Das Rad 44
kann in seiner relativen Höhenstellung zum Rahmen 16 mit Schrauben 46 eingestellt
werden und zwar dadurch, daß Bohrungen 47 auf einem Äufhängearm 45 des Rades 44
gewählt werden. Wie aus der Zeichnung dersichtlich, sind bei dieser Ausführungsform
an den Scheiben 20 die Probenehmer 22 und die Probeentferner 26 spiegelbildartig
angebracht, so daß diese Details auf der rechtsseitigen Scheibe 20 in Fig. 3 nicht
zu sehen sind.
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Erfindungsgemäß ist dem Probeentferner 26 ein Probe sammler 48 zugeordnet.
Bei der Ausführung nach Fig. 3 ist der Probesammler 48 eine am Haltearm 18 befestigte,
aus Stahl gefertigte U-förmige Einfassung 50, in welche eine Probesammeldose 52
eingesetzt werden kann.
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Um.die Seitenfläche 20a der mit den Probenehmern 22 versehenen Scheibe
20 von anhaftenden Bodenbrocken oder sonstigen Verunreinigungen zu säubern, ist
Jede der Scheiben 20 mit einem z.B. aus Hartgummi gefertigten Abstreifblech 54 versehen,
das sich der Seitenfläche 20a anschmiegt. Der in Fig. 3 dargestellte Rahmen 16'
kann an Punkten 56, 58 und 60 in bekannter Weise am Hängerahmen 14 des Traktors
12 aufgehängt werden.
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Die Arbeitsweise und die Einsatzmöglichkeiten der in beispielweiser
Ausführungsform dargestellten Boden-Probenahmegeräte gemäß der Erfindung ist wie
folgt: Das Boden-Probenahmegerät 10 0 wird in der gestrichelt gezeichneten hochgehobenen
Stellung auf das zur Probenahme vorgesehene Gelände gefahren. Zu diesem Zweck wird
der Aufhängerahmen 14 des Traktors 12 vom Traktorfahrer durch den im Bild nicht
dargestellten hydraulischen Arbeitszylinder in die obere Transportstellung gehoben.
Auf dem zur Probenahme vorgesehenen Feldstück angelangt, senkt der Traktorfahrer
den AuShängerahmen 14 und das daran montierte Boden-Probenahmegerät 10 in die in
Fig. 1 voll ausgezogen dargestellte Arbeitsstellung. Das Boden-Probenahmegerät 10
sinkt z.B. in eine durch das Rad 44 vorher bestimmte Tiefe in den zu prüfenden Erdboden
ein.
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Es empfiehlt sich, dabei auf dem Feldstück mit dem Traktor quer zur
Bestellungsrichtung zu fahren. Bei Versuchen wurde auf dem Feldstück für den Traktor
die Diagonalrichtung gewählt. Beim Fahren des Traktors 12 rollt die Scheibe 20 gemäß
Fig. 1 bis 3 am Boden ab und taucht mit einer durch die Höhe des Aufhängerahmens
14, oder durch das Rad 44 gegebenen Tiefe in den Ackerboden ein. Die an der Scheibe
20 angebrachten Probenehmer 22 dringen beim Fahren in den Erdboden ein und steigen
wieder hoch. Die Aushebeplatte 28 greift mit Hilfe der Schneidekante 34 leicht in
den Boden und zerschneidet dabei auch die eventuell im Wege stehenden Pflanzenreste.
Zu Beginn des Eindringens in den Boden des Probenehmers 22 schiebt sich die Erde
frei zwischen die Aushebeplatte 22 und die Seitenfläche 20a der Scheibe 20.
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Gelangt dann der Probenehmer 22 an den tiefsten Punkt seiner Kreisbahn,
dann nimmt er aus dieser Tiefe das von der Aushebeplatte 28 und der Seitenscheibe
20a erfaßte Bodenstück als Einzelprobe mit und bringt sie über den von ihm geschaffenen
Bodenschlitz zur Oberfläche. Hierbei dreht sich die
Scheibe 20
in der durch den Pfeil 35 bezeichneten Richtung.
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Sowie die Probenehmer 22 in den Bereich des Probeentferners 26 gelangen,
entfernt dieser eine Einzelprobe aus den Probenehmern 22. Die Sinzelprobe fällt
danach in die Probesammeldose 52 des Probensammlers 48. Die Probesammeldose 52 ist
unter der Stelle angeordnet, wo sich Probenehmer 22 und Probeentferner 26 treffen.
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Bei Versuchen mit dem Boden-Probenahmegerät gemäß der Brfindung, in
seiner beschriebenen und dargestellten Ausführungsform, wurde die Erfahrung gemacht,
daß es zweckmäßig ist, die Bodenproben aus 15 bis 29 cm Tiefe zu nehmen.
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Der Rauminhalt der Probesammeldose 52 ist so gewählt, daß er das ganzzahlige
Mehrfache einer Einzelprobe des Probenehmers 22 beträgt. Zweckmäßig soll die Dose
die zu einer Durchschnittsprobe nötigen Einzelproben aufnehmen können.
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Ist dann die Dose gefüllt, wird sie gegen eine andere leere Probesammeldose
52 ausgetauscht. Die gefüllten Dosen können in einem - in der Zeichnung nicht dargestellten
- Container gesammelt werden.
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Mit der Ausführung nach Fig. 3 kann auch eine parallele Probenahme
durchgeführt werden, wobei jeweils eine doppelte Einzelprobe genommen wird. Durch
diese Ausführungsform kann die Effektivität der Probenahme weiter gesteigert werden.
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Erfahrungsgemäß konnten mit Einsatz nur eines Traktors -je nach der
Bodenbeschaffenheit - bei täglich achtstUndiger Arbeit Boden-Probenahmen auf einem
Gebiet von 300 bis 500 ha verrichtet werden.
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Die Hauptvorzüge der Lösung gemäß der Erfindung also bestehen darin,
daß die Probenahme schnell, kontinuierlich, reproduzierbar und automatisch erfolgt.
Die subjektiven Fehlermöglichkeiten können dabei völlig eliminiert werden. Die Durchschnittsprobe
kann aus einer beliebigen Anzahl von Einzelproben
gebildet werden*
wobei die Bodenproben aus beliebiger Tiefe genommen werden können. Das kann durch
Anzahl und Durchmesser der Scheiben 20, Anzahl der Probenehmer 22 und ihre Anordnung
auf der Scheibe 20 bestimmt werden. Mit den erfindungsgemäßen Boden-Probenahmen
wird jederzeit ein wahrheitsgetreues Bild von der Qualität des untersuchten Bodens
erhalten. Das Bedienungspersonal ist dabei nur auf einen Traktorfahrer und eine
Person zum Austausch und Manipulieren der Probesammeldosen 52 beschränkt. Der agronomische
Leiter der Boden-Probennahme hat nur die Aufgabe, die Arbeit zu lenken und das Prüfgebiet
zu beobachten. Mit dem Einscheibengerät wurden während der Versuche sechs, mit dem
Zweischeibengerät aber zwölf Durchschnittsproben je Hektar genommen.
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Mit dem vorgeschlagenen Boden-Probenahmegerät kann die Bodenprobenahme
von großen Gebieten in kurzer Zeit zufriedenstellend und automatisch durchgeführt
werden, wodurch die Wirksamkeit der Bewirtschaftung in hohem Maß erhöht werden kann.
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Obzwar in den Ausführungsbeispielen von Traktoren gezogene Scheiben
20 beschrieben wurden, sind erfindungsgemäß natUrlich auch solche Lösungen möglich,
bei denen diese Scheiben mit einem eigenen Antrieb versehen sind. Der Antrieb der
Scheibe aber gehört nicht zum Wesen der Erfindung, weswegen darauf hier nicht näher
eingegangen wird.