NL2030937B1 - Bemestingssysteem, stal en samenstel van een veldbewerkingsvoertuig en een bemestingssysteem - Google Patents

Abstract

Bemestingssysteem voor het gericht bemesten van een veld in het bijzonder grasveld, omvattende een mestvenNijderingsinrichting voor het apart van urine verwijderen van 5 feces van een stalvloer en toevoeren aan een opvangvak, een bufferbak voor het opslaan van de feces en verbonden met de opvangbak waarbij de bufferbak een uitlaat omvat, een veldleiding verbonden met de uitlaat voor transport van vloeibare meststoffen naar een veld en een meststoffenverspreider voor verspreiding van de vloeibare meststoffen over een te bemesten veld welke meststoffenverspreider verbindbaar is met de 10 veldleiding. (85)

Description

Bemestingssysteem, stal en samenstel van een veldbewerkingsvoertuig en een bemestingssysteem

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een bemestingssysteem voor het gericht bemesten van een veld in het bijzonder grasveld.

In de traditionele veehouderij worden landbouwhuisdieren zoals koeien en varkens, meestal gehuisvest in stallen waarbij de leefruimte van de dieren zich ten minste ten dele boven een roostervloer bevindt. De feces en urine vallen door gaten van de roostervloer in een zogenaamde mestkelder. Het mengsel van urine en feces wordt mengmest genoemd. Regelmatig wordt met machines de mengmest uit de mestkelder gezogen en over een veld uit gereden om als bemesting voor het gewas te dienen.

Doordat mengmest een relatief hoog nitraatgehalte bevat, zal nitraat uitspoelen als de mengmest over het veld is uitgebracht en niet voldoende snel door het veldgewas zoals gras wordt opgenomen. Dientengevolge geeft het uitrijden van mengmest in de groeiarme wintermaanden ongewenste uitspoeling en is uitrijden vaak ook verboden.

Veehouders dienen daarom een grote en dure opslag te hebben voor de in de wintermaanden geproduceerde mengmest.

Veldgewassen hebben gedurende het groeiseizoen een wisselende samenstelling van de bemesting nodig voor een optimale groei. Gras heeft bijv. in het voorjaar stikstofrijke (nitraatrijke) bemesting nodig terwijl later in het groeiseizoen een hoger kalium- en fosfaatgehalte gewenst is. Mengmest heeft echter een vaste en door het jaar heen vrij constante samenstelling.

Het is het doel van de uitvinding een bemestingssysteem te verschaffen waarbij genoemde nadelen niet of in mindere mate optreden.

Dit wordt verkregen door een bemestingssysteem volgens conclusie 1.

Doordat tenminste de feces van de stalvloer verwijderd wordt en ten minste ten dele naar het veld gebracht wordt hoeft er geen opslag voor aanwezig te zijn. Een kelderruimte in de vorm van een zogenaamde mestkelder onder de stalvloer is dan niet meer nodig of kan aanzienlijk kleiner uitgevoerd worden, wat een goedkopere stalbouw mogelijk maakt.

Omdat verreweg de meeste nitraat en overige stikstofverbindingen zoals ureum en ammoniak zich voornamelijk in urine bevinden en nauwelijks in feces, heeft de feces die naar het veld getransporteerd wordt een laag nitraatgehalte. Er kan dan weinig uitspoeling van stikstofverbindingen of emissie van ammoniak naar de buitenlucht plaatsvinden, ook in de wintermaanden.

Omdat feces apart van de urine afgevoerd wordt kan het veld met verschillende verhoudingen aan feces en urine, of urineproducten in geval de urine verwerkt wordt, bemest worden. Hierdoor kunnen de afzonderlijke meststoffen (opgeloste mineralen, organische stof, gebonden mineralen) efficiënter door het gewas benut worden en treedt er minder verlies door uitspoeling op.

Met vloeibare meststoffen worden niet alleen meststoffen bedoeld die volledig opgelost zijn in water, maar elk mengsel van vaste en vloeibare bestanddelen dat verpompbaar is. Feces heet in het algemeen een voldoende viscositeit om onverdund te kunnen verpompen. Verdunning met water maakt het echter beter verpompbaar.

Verpompen via leidingen leent zich uitstekend om te automatiseren waardoor het bemestingssysteem als automatisch systeem uit te voeren is.

In een bijzondere uitvoering volgens de uitvinding omvat de opvangbak de bufferbak. Dit levert een compacte uitvoering.

In een verdere uitvoering volgens de uitvinding omvat het systeem een vezelpers voor scheiden van feces in mestvezels en drab waarbij de vezelpers een persinlaat verbonden met de opvangbak omvat en een drabuitlaat omvat verbonden met de bufferbak. Door middel van de vezelpers kunnen mestvezels uit de verse mest verwijderd worden. De mestvezels kunnen gebruikt worden als strooisel voor stallen of ligboxen. Het overblijvende deel van de feces met de verwijderde vezels heeft een hoog fosfaatgehalte en is makkelijker verpompbaar dan onbehandelde feces. Bij voorkeur is de vezelpers geïntegreerd met de opvangbak om een nog compacter geheel te verkrijgen.

In een uitvoering van het bemestingssysteem (1) volgens de uitvinding omvat het bemestingsvoertuig een doorlaatbare stalvloer met zodanige kleine doorlaten dat deze doorlaatbaar is voor urine en hoofdzakelijk ondoorlaatbaar voor feces. Urine stroomt zo snel van het staloppervlak door de doorlaten in een onderliggende mestkelder terwijl de feces op het staloppervlak blijven liggen. Dit brengt op een eenvoudige manier een snelle scheiding van feces en urine teweeg.

In weer een bizondere uitvoering volgens de uitvinding omvat het mestverwijderingssysteem een mestschuif voor het verwijderen van feces van de stalvloer. Feces verwijderen met behulp van een mestschuif is een bekende en robuuste techniek. Hiertoe bevindt de opvangbak zich aan een korte zijde van de stal. Een over het staloppervlak door een touw of ketting voortgetrokken mestschuif schuift de feces in de bewegingsrichting voor zich uit schuift in de richting van de opvangbak. Met staloppervlak wordt bedoeld het oppervlak waar de dieren in de stal zich over kunnen bewegen.

In een verdere bijzondere uitvoering volgens de uitvinding omvat het bemestingssysteem een mobiele mestoppakrobot voor het oppakken van feces van de stalvloer en het dumpen in de opvangbak. Door de feces op te pakken van de stalvloer wordt de feces niet over het staloppervlak bewogen en treedt er zo min mogelijk vermenging met urine op. De feces die gedeponeerd wordt in de opvangbak zal daarom weinig stikstof bevatten. De mestoppakrobot kan voorzien zijn van schepmiddelen om de feces op te pakken en in een fecescontainer te deponeren. In een alternatieve uitvoering kan de oppakrobot via vacuüm de feces opzuigen in de fecescontainer.

Het is voordeling indien het mestverwijderingsvoertuig ingericht is om separaat van de feces urine te verzamelen. Door zowel feces als urine direct van het staloppervlak te verwijderen kan gewerkt worden met een geheel dichte stalvloer, wat een goedkope uitvoering van de stal geeft. De mestoppakrobot kan hiertoe voorzien zijn van een apart opneemsysteem zoals een zuigsysteem, om urine apart van de feces van de vloer op te nemen en op te slaan in een aparte urinecontainer aangebracht op de mestoppakrobot.

In een uitvoering van de uitvinding is de bufferbak onder onderdruk plaatsbaar. Door middel van deze onderdruk kan transport plaatsvinden van drab of feces vanuit de opvangvak naar de bufferbak. Transport op deze wijze via vacuüm is robuust en storingsvrij.

In een verdere uitvoering volgens de uitvinding omvat het bemestingssysteem een watertoevoer voor het toevoegen van water aan de buffertank en/of aan de veldleiding. Toevoer van water zorgt voor een betere verpompbaarheid en makkelijker transport. Door de toevoer van water in de buffertank te laten plaatsvinden kan een betere menging van drab en water verkregen worden. In droge periodes kan extra water dienen om het veld te irrigeren. Het bemestingssysteem kan dan ook uitsluitend met water bedreven worden waarbij het als irrigatiesysteem dient.

In een alternatieve uitvoering volgens de uitvinding omvat het bemestingssysteem een additieventoevoer voor het toevoegen van mestadditieven aan de buffertank of aan de veldleiding. Door toevoegen van additieven kan een meer optimale meststof verkregen worden. Bij voorkeur is het additief vloeibaar voor een makkelijke dosering. Sommige additieven zoals spuiwater hebben een lage pH en kunnen bepaalde schadelijke gassen zoals zwavelwaterstof of waterstofcyanide laten vrijkomen uit de drab. Om deze additieven niet in contact te laten komen met de drab in de bufferbak, is de additieventoevoer verbonden met de veldleiding om direct in de stroom meststoffen naar het veld te kunnen doseren.

In een bijzondere uitvoering volgens de uitvinding is de watertoevoer of de additieventoevoer ingericht om de toevoer te regelen aan de hand van het vochtgehalte van het veldoppervlak. Het vochtgehalte van het veld kan direct gemeten worden via een vochtsensor zoals een NIR-sensor aan een over het veldoppervlak beweegbaar voertuig.

Alternatief kan het vochtgehalte via een extern klimaatsysteem werkend met weerdata van het internet bepaald worden.

In een voordelige uitvoering volgens de uitvinding is de meststoffenverspreider een autonoom over het veld beweegbaar bemestingsvoertuig, verbindbaar via een flexibele slang met de veldleiding. Het bemestingsvoertuig kan een haspel omvatten voor het op- of afrollen van de slang tijdens verplaatsing over het veld.

Bij een dergelijke uitvoering van het bemestingsvoertuig kan het verspreidorgaan, de haspel en de koppeling met de veldleiding als een geheel verplaatst worden. De slang wordt hierbij niet voortgetrokken en blijft passief achter het bemestingsvoertuig op het veldoppervlak liggen. Alternatief kan het bemestingsvoertuig alleen een verspreidorgaan omvatten verbonden met een vaste haspel opgesteld nabij de verbinding met de veldleiding. Omdat het bemestingsvoertuig bij deze uitvoering bij verplaatsing over het veld geen zware haspel met slang hoeft mee te voeren kan deze lichter worden uitgevoerd.

In een verdere alternatieve uitvoering omvat de meststoffenverspreider verspreid over het veld vast opgestelde sproeiers, verbonden met de veldleiding.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een stal met een bemestingssysteem volgens de uitvinding.

De uitvinding heeft verder betrekking op een samenstel van een veldbewerkingsvoertuig en een bemestingssysteem waarbij het bemestingsvoertuig ingericht is om de positie van de slang in het veld te bepalen en draadloos door te geven het veldbewerkingsvoertuig. Indien er in het te bemesten veld een ander voertuig, zoals bijvoorbeeld een maaier, rijdt kan dit voertuig in contact komen met het bemestingsvoertuig of de slang waarmee het bemestingsvoertuig verbonden is. Door middel van een plaatsbepalingssysteem op het bemestingsvoertuig kan de posities waar de slang ligt bepaald worden. Deze posities draadloos door te sturen naar het gewasbewerkingsvoertuig kan het gewasbewerkingsvoertuig met deze posities rekening houden bij het bepalen van de route. Dit is met name handig als het gewasbewerkingsvoertuig autonoom is uitgevoerd zonder bestuurder.

De uitvinding zal hieronder in meer detail worden besproken en met hulp van een tekening waarbij:

Figuur 1 een schematische weergave van een bemestingssysteem 1 en een stal met bemestingssysteem 1 volgens de uitvinding toont;

Figuur 2 een schematisch zijaanzicht van een bemestingsvoertuig 9 van een bemestingssysteem 1 volgens de uitvinding toont; 5 Figuur 3 een schematisch bovenaanzicht van een veld 2 met een veldbewerkingsvoertuig 15 in de vorm van een maai-laadcombinatie en door een bemestingsvoertuig 9 toont.

Figuur 1 toont een stal 14 met een bemestingssysteem 1 voor het gericht bemesten van een veld 2 in het bijzonder grasveld omvattende een mestverwijderingsinrichting 10 voor het apart van urine verwijderen van feces 6 van een stalvloer 3 en toevoeren aan een opvangvak 4, een bufferbak 5 voor het opslaan van de feces 6 en verbonden met de opvangbak 4 waarbij de bufferbak 5 een uitlaat 7 omvat, een veldleiding 8 verbonden met de uitlaat 7 voor transport van vloeibare meststoffen naar een veld 2 en een meststoffenverspreider 9 voor verspreiding van de vloeibare meststoffen over een te bemesten veld 2 welke meststoffenverspreider 9 verbindbaar is met de veldleiding 8. Afgebeeld is een zogenaamde vrijloopstal voor rundvee waarbij dieren zich vrij over een stalvloer 3 kunnen bewegen. De uitvinding is echter niet beperkt tot een stal 14 voor rundvee, maar is ook geschikt voor bijv. varkens. De opvangbak 4 is apart van de bufferbak 5 aangebracht. Het systeem omvat een vezelpers 17 voor het scheiden van feces 6 in mestvezels 22 en drab waarbij de vezelpers 17 een persinlaat verbonden met de opvangbak omvat en een drabuitlaat 23 omvat verbonden met de bufferbak 5. De feces 6 worden door een ronddraaiende vijzel 24 door een fijne zeef 25 gedrukt. Deze is ondoorlaatbaar voor mestvezels 22 die zijdelings van de opvangbak 4 belanden. De van de mestvezels 22 ontdane feces 6, de zogenaamde drab, wordt onderin verzameld in een drabruimte 26.

Een doorlaatbare stalvloer 3 is aangebracht met zodanige kleine doorlaten dat deze doorlaatbaar is voor urine en hoofdzakelijk ondoorlaatbaar voor feces 6. De urine wordt verzameld in een zich onder de stalvloer 3 bevindende mestkelder 27. Over de stalvloer 3 beweegt een mobiele mestoppakrobot 10 voor het oppakken van feces 6 van de stalvloer 3 en dumpen in de opvangbak 4. Door middel van een vacuum zuigt deze oppakrobot 10 feces 6 van de stalvloer 3 in een fecescontainer. Na afloop van zijn ingeprogrammeerde ronde door de stal 14 wordt de fecescontainer buiten de stal 14 in de opvangbak 4 geleegd.

Figuur 1 toont ook een alternatief voor de mestoppakrobot 10: een op zich bekende mestschuif 11. Deze schuif 11 is verbonden met een oprolbaar touw welk op regelmatige tijden de schuif 11 richting de opvangbak 4 trekt. Op de stalvloer 3 liggende feces 6 worden zo in de opvangbak 4 geschoven.

Naast de stal 14 is een op zich bekende luchtwasser 28 afgebeeld. Door middel van ventilatoren 298 wordt lucht uit de mestkelder 27 en direct uit de stal 14 getrokken langs een continu met zuur bevochtigd oppervlak. De ammoniak uit de stallucht en uit de kelderlucht blijft als opgelost ammoniumsulfaat (indien het zuur zwavelzuur is) of als ammoniumnitraat (indien het zuur salpeterzuur is) in de oplossing achter. De met zouten verzadigde zure oplossing wordt spuiwater genoemd en kan als stikstofrijke vloeibare meststof dienen.

De bufferbak 4 dient om verpompbare meststof om het veld 2 te bemesten aan te maken uit verschillende meststromen. Voor toevoer van deze meststoffen is de bufferbak 5 onder onderdruk plaatsbaar welke opgewekt wordt door een vacuümpomp 30. Een watertoevoer 12 is aangebracht voor het toevoegen van water aan de buffertank 5 en/of direct aan de veldleiding 8. Het bemestingssysteem 1 omvat een additieventoevoer voor het toevoegen van mestadditieven aan de buffertank 5 of aan de veldleiding 8. De additieventoevoer bestaat uit meerdere toevoeren: een kunstmesttoevoer 19 uit een kunstmestvoorraad, een spuiwatertoevoer 20 of een urinetoevoer 21 voor stikstofarme urine uit de mestkelder 27. Door de hoeveelheid additieven en water te sturen via de kleppen in de toevoeren 19, 20, 21 en de watertoevoer 12 kan van de drab een meststroom gemaakt worden met de gewenste samenstelling. Een krachtige pomp 16 is aangebracht om de gemixte mest vanuit de buffertank 5 door de veldleiding 8 naar het aansluitpunt 18 voor de meststoffenverspreider te verpompen.

Figuur 2 toont een meststoffenverspreider in de vorm van een autonoom over het veld beweegbaar bemestingsvoertuig 9, verbonden via een flexibele slang 13 met een aansluitpunt 18 van de veldleiding 8. De slang 13 is aansluitbaar op een aansluitpunt 18 van de veldleiding 8. De wielen van het voertuig worden elektrisch aangedreven, gevoed door elektriciteit uit een niet afgebeelde accu. Deze accu wordt weer van stroom voorzien door zonnecellen 33 aangebracht bovenop het bemestingsvoertuig 9. Tijdens het voortbewegen van het bemestingsvoertuig 9 wordt de flexibele slang 13 actief van de haspel 34 afgerold door motorisch aangedreven aflegrollen 35 zodat er geen trekkracht op het aansluitpunt 18 uitgeoefend wordt.

Vloeibare meststof welk onder druk uit het aansluitpunt 18 in de slang 13 gepompt wordt, bereikt uiteindelijk de verdeler 36. Deze verdeelt de meststof in gelijke mate naar meerde doseerpijpen 37 gelijkmatig verdeeld over de gehele breedte van het bemestingsvoertuig 9 die de meststof onder lagedruk op het veldoppervlak brengen.

Door middel van een gps-ontvanger 38 wordt de positie van het voertuig 9 in het veld 2 bepaald. Een besturing 39 zorgt voor de juiste aansturing van alle motoren en het data-management. Een NIR-sensor 31 aan de onderzijde van het voertuig 9 meet het vochtgehalte van de bodem en de besturing 39 stuurt dit gehalte door naar de (niet afgebeelde) centrale besturing van het bemestingssyteem 1. Deze kan aan de hand van dit vochtgehalte meer (bij droogte) of minder water toevoegen aan de buffertank 5.

Figuur 3 toont een veld 2 in de vorm van een grasveld met een veldbewerkingsvoertuig in de vorm van een autonome maai-lader 15 en een bemestingsvoertuig 9. Het bemestingsvoertuig 9 volgt de maai-lader 15 zodat het de verse zode gelijk kan bemesten gelijk na afmaaien van het gras. Het bemestingsvoertuig 9 is ingericht om de positie van de slang 13 in het veld 2 te bepalen en draadloos door te geven het veldbewerkingsvoertuig 15. Als de maai-lader 15 een positie van een slangdeel nadert tilt deze het maaibord 32 op zodat geen beschadiging van de slang 13 kan optreden door scherpe delen van het maaibord 32. De slang 13 is voldoende flexibel om overrijden door de wielen van maai-lader 15 mogelijk te maken.

De uitvinding is niet beperkt tot een uitvoering waarbij het veldbewerkingsvoertuig een maai-lader 15 is, maar het kan ook een voertuig voor het bewerken van de grond of een verrijdbare afrastering omvatten.

Claims (14)

CONCLUSIES

1. Bemestingssysteem (1) voor het gericht bemesten van een veld (2) in het bijzonder grasveld, omvattende een mestverwijderingsinrichting voor het apart van urine verwijderen van feces (6) van een stalvloer (3) en toevoeren aan een opvangvak (4), een bufferbak (5) voor het opslaan van de feces (6) en verbonden met de opvangbak (4) waarbij de bufferbak (5) een uitlaat (7) omvat, een veldleiding (8) verbonden met de uitlaat (7) voor transport van vloeibare meststoffen naar een veld (2) en een meststoffenverspreider (9) voor verspreiding van de vloeibare meststoffen over een te bemesten veld (2} welke meststoffenverspreider (9) verbindbaar is met de veldleiding (8).

2. Bemestingssysteem (1) volgens conclusie 1 met het kenmerk dat de opvangbak (4) de bufferbak (5) omvat.

3. Bemestingssysteem (1) volgens conclusie 1 met het kenmerk dat het bemestingssysteem (1) een vezelpers (17) voor scheiden van feces (6) in mestvezels (22) en drab waarbij de vezelpers (17) een persinlaat verbonden met de opvangbak (4) omvat en een drabuitlaat omvat verbonden met de bufferbak (5).

4. Bemestingssysteem (1) volgens een der voorgaande conclusies met het kenmerk dat het bemestingssysteem (1) een doorlaatbare stalvloer (3) omvat met zodanige kleine doorlaten dat deze doorlaatbaar is voor urine en hoofdzakelijk ondoorlaatbaar voor feces (6).

5. Bemestingssysteem (1) volgens een der voorgaande conclusies met het kenmerk dat het mestverwijderingssysteem (10, 11) een mestschuif (11) omvat voor het verwijderen van feces (6) van de stalvloer (3).

6. Bemestingssysteem (1) volgens één der conclusies 1 tot 4 met het kenmerk dat het mestverwijderingssysteem (10, 11) een mobiele mestoppakrobot (10) omvat voor het oppakken van feces (6) van de stalvloer (3) en dumpen in de opvangbak (4).

7. Bemestingssysteem (1) volgens conclusie & met het kenmerk dat het mestoppakrobot (10) ingericht is om separaat van de feces (6) urine te verzamelen.

8. Bemestingssysteem (1) volgens één der voorgaande conclusies met het kenmerk dat de bufferbak (5) onder onderdruk plaatsbaar is.

9. Bemestingssysteem (1) volgens één der voorgaande conclusies met het kenmerk dat het bemestingssysteem (1) een watertoevoer (12) omvat voor het toevoegen van water aan de buffertank (5) en/of aan de veldleiding (8).

10. Bemestingssysteem (1) volgens één der voorgaande conclusies met het kenmerk dat het bemestingssysteem (1) een additieventoevoer omvat omvat voor het toevoegen van mestadditieven aan de buffertank (5) of aan de veldleiding (8).

11. Bemestingssysteem (1) volgens conclusie 9 of 10 met het kenmerk dat de watertoevoer (12) of de additieventoevoer ingericht is om de toevoer te regelen aan de hand van het vochtgehalte van het veldoppervlak.

12. Bemestingssysteem (1) volgens één der voorgaande conclusies met het kenmerk dat de meststoffenverspreider (9) een autonoom over het veld (2) beweegbaar bemestingsvoertuig is, verbindbaar via een flexibele slang (13) met de veldleiding (8).

13. Stal (14) met een bemestingssysteem (1) volgens één der voorgaande conclusies.

14. Samenstel van een veldbewerkingsvoertuig (15) en een bemestingssysteem (1) volgens conclusie 12 waarbij het bemestingsvoertuig (9) ingericht is om de positie van de slang (13) in het veld (2) te bepalen en draadloos door te geven aan het veldbewerkingsvoertuig (15).