SOILAssist – Nachhaltige Sicherung und Verbesserung von Bodenfunktionen durch intelligente Landbewirtschaftung

Landwirtschaftliche Maschinen haben in den vergangenen Jahren und Jahrzehnten an Größe und Gewicht zugenommen. Dies hat vor allem ökonomische und arbeitswirtschaftliche Gründe.

Feld bei der Maisernte Silomaisernte
Silomaisernte © B. Ortmeier, TI

Teure Spezialmaschinen fordern hohe Auslastungsgrade und stoßen damit zum Teil an die Grenzen einer bodenschonenden Befahrbarkeit. Das kann unter ungünstigen Rahmenbedingungen negative Auswirkungen auf die Bodenstruktur und die vielfältigen Bodenfunktionen haben. Diese wirken wiederum auf ökonomische und ökologische Funktionen und beeinflussen damit das gesamte Produktionssystem.

SOILAssist ist ein interdisziplinäres Forschungsprojekt, das im Rahmen der vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Förderinitiative "BonaRes" durchgeführt wird. BonaRes steht für "Boden als nachhaltige Ressource für die Bioökonomie". Zukünftig muss die landwirtschaftliche Bodennutzung mit ihren Produktionssystemen verstärkt auf den nachhaltigen Schutz und möglichst die Verbesserung von Bodenfunktionen ausgerichtet werden, ohne jedoch die ökonomischen Zielsetzungen aus den Augen zu verlieren. Das SOILAssist Konsortium möchte hierzu einen wichtigen Beitrag leisten.

Ziele

Ziel des Projektes SoilAssist ist, den landwirtschaftlichen Bodenschutz bei der Befahrung von Ackerflächen ganzheitlich zu betrachten und negative Veränderungen der Bodenstruktur und -funktionalität frühzeitig zu erkennen und zu vermeiden sowie durch angepasstes Management, z.B. Optimierung von Maschinenparametern und Fahrrouten, zu erhalten und zu verbessern (vgl. Abb. 1). Die Komponenten des Assistenzsystems zeigt Abbildung 2.

Säulen-Grafik über die Projektziele (Entwicklung und Umsetzung eines Echtzeit-Assistenzsystems, Entwicklung eines Planungssystems, Erstellung von Handlungsempfehlungen, Sozio-ökonomische Bewertung) Abbildung 1: Projektziele von SoilAssist
Abbildung 1: Projektziele von SoilAssist © M. Lorenz, TI

Untersuchungen

Auf Praxisflächen werden umfangreiche Untersuchungen zu den verschiedenen Techniken, Verfahrensketten und Managementoptionen durchgeführt, um die Auswirkungen von Befahrungen auf Bodenstruktur und -funktionen zu quantifizieren, so z.B.:

Feld mit Zuckerrübenroder Zuckerrübenernte
Zuckerrübenernte mit exakter Aufzeichnung (RTK-GPS) der Fahrrouten aller beteiligten Fahrzeuge © M. Kuhwald, CAU Kiel
  • Befahrungsversuche mit Landmaschinen und deren Verfahrensketten an verschiedenen Punkten im Feld mit unterschiedlicher Belastung
  • ‘Route tracking’ der beteiligten Maschinen (z.B. beim Maishäckseln) auf dem Feld und bei Transportfahrten
  • Messungen mit dem Multi – Sensor – System (u.a. Abplattung, Spurtiefe, Radlast, Reifeninnendruck, Kontaktfläche)
  • Feldmessungen (Bodenfeuchte, Eindringwiderstand, Kontaktfläche, Heterogenitäten im Feld)
  • Bodenuntersuchungen an ungestörten Stechzylindern
  • Labormessungen zu Änderungen der Bodenfunktionen (Porengrößen, Wasserretentionsfunktion, Wasserleitfähigkeiten etc.)
  • Bodenmodellierungen (3D – soil pressure, deformation and functionality model)
  • Felddemonstrationen, thematische Workshops
  • Befragung von Landwirten
  • sozio-ökonomische Bewertung.
Grafik über die Komponenten des Assistenzsystems Abbildung 2: Komponenten des Assistenzsystems
Abbildung 2: Komponenten des Assistenzsystems © M. Lorenz, TI

Im März 2017 wurden z.B. Befahrungsversuche in Südniedersachsen durchgeführt, um die Auswirkungen unterschiedlicher Gülle- und Gärrestausbringtechnik auf den im Frühjahr oft sehr feuchten Böden zu prüfen. Die praktischen Untersuchungen im Projektverbund wurden durch eine Umfrage zum technischen Bodenschutz bei Landwirten begleitet.

Projektpartner im SOILAssist-Verbundvorhaben

  • Thünen Institut für Agrartechnologie (Projektkoordination), Braunschweig, zur Homepage
  • Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU), Lehrstuhl für Physische Geographie, zur Homepage
  • Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI), Robotics Innovation Center, Osnabrück, zur Homepage
  • Thünen Institut, Braunschweig (TI), Stabsstelle Boden, zur Homepage
  • Thünen Institut, Braunschweig (TI), Stabsstelle Klimaschutz, Thünen Institut für Agrartechnologie (Projektkoordination), Braunschweig, zur Homepage

Einbindung weiterer Partner

Im Projekt sind weiterhin Partner aus der landwirtschaftlichen Praxis eingebunden, u.a. Landwirte, Lohnunternehmen, Maschinengenossenschaften, Maschinenhersteller, Reifen- und Felgenhersteller, Berater und Organisationen, wie z.B. der Deutsche Wetterdienst (DWD), die Gesellschaft für konservierende Bodenbearbeitung (GKB) oder das Kuratorium für Technik und Bauen in der Landwirtschaft (KTBL). Durch diese Vernetzung sind eine anwendungsorientierte Bearbeitung des Projektthemas und ein permanenter Wissenstransfer von der Forschung zu den Anwendern in Praxis, Beratung und Politik gewährleistet.

Zwei Portraitfotos
v.l. Dr. Marco Lorenz und Dr. Joachim Brunotte © M. Lorenz/Katja Seifert, Thünen-Institut

Auf der Homepage www.soilassist.de finden Sie aktuelle Informationen zum Forschungsvorhaben, Ausführungen zu den Projektzielen und Projektinhalten, Darstellungen zum Verbundprojekt, aber auch zu den einzelnen Teilprojekten sowie Informationen zu den Partnerinstitutionen und den beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern.

Ein Beitrag von Dr. Marco Lorenz und PD Dr. Joachim Brunotte, Thünen-Institut für Agrartechnologie, Braunschweig.

Erschienen am im Format Artikel

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