DE10318942B4

DE10318942B4 - Verfahren und Fahrzeug zur Ausbringung von Gülle

Info

Publication number: DE10318942B4
Application number: DE10318942A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Zunhammer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-04-26
Filing date: 2003-04-26
Publication date: 2007-05-24
Anticipated expiration: 2023-04-27
Also published as: DE10318942A1

Abstract

Verfahren zum Optimieren der Ausbringmenge von Gülle auf zu düngenden Boden,
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
die aus einem mobilen Vorratsbehälter (4) zu einer Verteilervorrichtung (7) fließende Gülle (G) wird während der Ausbringung von einem im Leitungssystem befindlichen Sensor (9) bezüglich ihrer Inhaltsstoffe analysiert;
die analytisch gewonnenen Inhaltsstoff-Ist-Daten werden mit vorgegebenen Inhaltstoff-Soll-Daten in einer Auswertevorrichtung (11) verglichen;
in Abhängigkeit dieses Soll-/Ist-Vergleichs der Inhaltsstoff-Daten werden von der Auswertevorrichtung (11) Steuerdaten ermittelt;
die Verteilervorrichtung (7) wird auf Grund der Steuerdaten so angesteuert, dass die pro Flächeneinheit auszubringende Menge der Gülle (G) entsprechend den Steuerdaten reguliert wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Optimieren der Ausbringmenge von Gülle und Güllefahrzeug gemäß der Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 2.

Güllefahrzeuge sind hinlänglich bekannt. So ist aus der DE 195 20 950 C1 ein Güllefahrzeug bekannt, bei dem Gülle über eine Schleppschlauch-Verteilervorrichtung bodennah ausgebracht wird. Dort wird auch bereits ein Hinweis darauf gegeben, dass die Agrartechnik im Allgemeinen auch die Aufgabe hat, die Gülleausbringung umweltgerecht zu ermöglichen. Dazu sind vielfältige Lösungsvorschläge gemacht worden, auf die hier nicht näher eingegangen werden muss, da sie Lösungen in die unterschiedlichsten Richtungen vorschlagen.

In der so genannten „Düngeverordnung" sind beispielsweise Vorschriften darüber enthalten, in welcher Inhaltsstoffkonzentration die jeweilige Gülle auf die Felder ausgebracht werden darf. Beispielsweise wird dort festgelegt, wie viel Kilogramm (kg) Stickstoff (N) pro Hektar (ha) und Jahr auf den Boden ausgebracht werden darf. Stickstoff wird im Folgenden nur als Beispiel angeführt, wobei auch noch von Bedeutung ist, dass selbst Stickstoff in Gülle selten in reiner Form, vielmehr meistens in verschiedenen chemischen Verbindungen, so zum Beispiel als Ammonium-Stickstoff-Verbindung vorkommt. Aber auch die Grenzwerte anderer Inhaltsstoffe sind dort angegeben. Um diese Verordnung auch nur annähernd erfüllen zu können, müssen die einzelnen in Frage kommenden Inhaltsstoffe der Gülle dem Anwender bekannt sein. Kennt der Anwender die Anteile der verschiedenen Inhaltsstoffe, so kann er durch die Steuerung der Ausbringmenge pro Flächeneinheit die Nähr- oder Inhaltsstoffkonzentration näherungsweise beeinflussen.

Um aber die Inhaltsstoffe ermitteln zu können, ist es besser, die in Frage kommende Gülle zu analysieren, als die Inhaltsstoffe anhand von Faustzahlen zu schätzen. Vorraussetzung für aussagefähige Ergebnisse ist, dass eine repräsentative Mischprobe untersucht wird. Dazu muss der Inhalt des Güllevorratsbehälters homogenisiert also beispielsweise gemischt werden. Da Gülle ein Mehrnährstoffdünger ist, bedeutet das, dass sich die Aufwandmenge an dem Nährstoff orientiert, dessen Bedarf zuerst abgedeckt ist.

Diese Erkenntnisse lassen eine Optimierung der Gülleausbringung zumindest theoretisch zu. In der Praxis sind jedoch erhebliche Probleme aufgrund verschiedener Störfaktoren zu berücksichtigen, die teilweise mit der herkömmlichen Technik nicht gelöst werden können. So muss der Anwender mit sehr unterschiedlichen, Tierart bedingten Gülleformen arbeiten (Schweinegülle, Rindergülle, Hühnergülle) um nur die groben Unterschiede auf zu zählen. Lohnunternehmer, die von verschiedenen landwirtschaftlichen Betrieben Gülle aufnehmen und ausfahren, können in der Praxis nicht mit einer einigermaßen korrekten Gülleanalyse aufwarten. Ferner gibt es Gemeinschaftsfässer, bei deren Füllung auch keine analytisch homogene Gülle angenommen werden kann. Die Inhaltsstoffe von Gülle aus Biogas-Anlagen sind in der Regel ebenso undefiniert. In einem Güllevorratsbehälter gibt es Sinkschichten unterschiedlicher Dichte und so genannte Schwimmdecken. Ferner muss damit gerechnet werden, dass bei einem vollen Güllevorratsbehälter (Güllesilo) der Trockenmasseanteil beim Beginn der Leerung anders ist, als zum Ende der Leerung. Hinzu kommt eine Verteilungenauigkeit von 5 bis 10% pro Kubikmeter (cbm) und Hektar (ha). Daraus folgert, dass in der Praxis die tatsächlich auf dem Boden ausgebrachte Inhaltsstoffmenge grob geschätzt bis unbekannt ist.

In der DE 101 42 865 A1 ist zu dieser Problematik ein Verfahren beschrieben, bei dem Funktionseinheiten (z.B. Sensoren) zur Feststellung der Bodenwerte großflächig im Boden der Nutzfläche verteilt sind (Spalte 4, Zeilen 40 bis 42), ebenso großflächig auf dem Boden der Nutzfläche sind Vorrichtungen zur Tröpfchenberegnung oder Schlauchbewässerung verteilt (Spalte 6, Zeilen 42 bis 46). Bei derartigen stationären Systemen ist ein hoher Investitionsaufwand erforderlich, um eine größere Nutzfläche mit einer Vielzahl von Sensoren zu versehen und eine entsprechend große Anzahl von Verteilerleitungen mit Ausbringelementen (Verschlauchung und Düsen) zur großflächigen Verteilung zu installieren. Wenn Verkehrswege die Nutzfläche durchkreuzen ist eine Verschlauchung praktisch nicht realisierbar. Die in dieser Druckschrift erwähnten Datenübertragungsbausteine sind ebenfalls sehr kostenintensiv in der Anschaffung und im Betrieb, ferner müssen aufwendige Redundanz-Maßnahmen vorgesehen sein, um die Übertragung der Mess- und Steuerdaten störunanfällig zu machen. Schließlich ist das Ergebnis der Gülleanalyse sehr abhängig von der Art der Probenentnahme, denn es ist nicht unerheblich, ob beispielsweise Schweinegülle, oder Rindergülle oder eine Mischgülle verarbeitet werden soll. Die Lagerung der Gülle im Vorratsbehälter ist ebenso zu berücksichtigen (Schwimmdecke oder Ablagerungen der Feststoffpartikel am Boden des Vorratsbehälters). Die Aufbereitung der Gülle diesem Stand der Technik muss diese Faktoren alle berücksichtigen und die auszubringende Gülle ist entsprechend anzupassen bzw. aufzubereiten, z. B. durch Zugabe von Wasser, d. h. durch Mischen mit Frischwasser (Spalte 6, Zeilen 34 ff). Dort ist auch die Lehre zu entnehmen, dass die so aufbereitete Gülle erneut einer Analyse durch weitere Sensoren unterzogen werden muss (Spalte 5, Zeilen 36 bis 40). Die Ausbringung soll dann favorisiert über bekannte Tröpfchenberegnung oder Schlauchbewässerung erfolgen. Aus der Beschreibung wird ohne weiteres deutlich, dass der apparative, der logistische und der Aufwand an technisch anspruchsvoller Datenverarbeitung und Datenübertra gungstechnik enorm hoch ist, abgesehen von der Notwendigkeit, ein Analyselabor einzurichten und zu betreiben.

In der WO 00/64242 A1 ist ein Sensor zur spektralanalytischen Untersuchung von Flüssigkeiten bekannt. Dort wird beispielsweise Milch mit einem derartigen Sensor untersucht.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Optimierung der Ausbringmenge von Gülle und ein Güllefahrzeug zu schaffen, mit dem eine bessere Berücksichtigung der vom Gesetzgeber geforderten Bestimmungen möglich ist. Das Verfahren soll einfach und effizient sein sowie eine Optimierung der Gülledüngung ermöglichen, das dafür benötigte Güllefahrzeug soll robust und kostengünstig sein.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß dem Anspruch 1 und von einem Güllefahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 2 gelöst. Durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche wird ein erfindungsgemäßes Güllefahrzeug noch vorteilhaft ausgestaltet.

Besonders vorteilhaft ist ein Verfahren zum Optimieren der Ausbringmenge von Gülle auf zu düngenden Boden, wenn folgende Schritte durchgeführt werden:
die aus einem mobilen Vorratsbehälter zu einer Verteilervorrichtung fließende Gülle wird während der Ausbringung von einem im Leitungssystem befindlichen Sensor bezüglich ihrer Inhaltsstoffe analysiert;
die analytisch gewonnenen Inhaltsstoff-Ist-Daten werden mit vorgegebenen Inhaltstoff-Soll-Daten in einer Auswertevorrichtung verglichen;
in Abhängigkeit dieses Soll-/Ist-Vergleichs der Inhaltsstoff-Daten werden von der Auswertevorrichtung Steuerdaten ermittelt;
die Verteilervorrichtung wird auf Grund der Steuerdaten so angesteuert, dass die pro Flächeneinheit auszubringende Menge der Gülle entsprechend den Steuerdaten reguliert wird.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens empfiehlt sich ein Güllefahrzeug mit einem Vorratsbehälter und einer Verteilervorrichtung, die mit dem Vorratsbehälter verbunden ist, wobei das Güllefahrzeug über wenigstens einen Sensor zum Messen von Inhaltsstoffen der zwischen dem Vorratsbehälter und der Verteilervorrichtung während der Ausbringung fließenden Gülle verfügt und über eine Auswertevorrichtung, welche Steuerdaten erzeugt, die durch den Vergleich der vom Sensor gemessenen Inhaltsstoff-Ist-Daten der Gülle mit vorgebbaren Inhaltsstoff-Soll-Daten berechnet werden und bei dem mittels der Verteilervorrichtung in Abhängigkeit der von der Auswertevorrichtung erzeugten Steuerdaten eine variable Güllemenge pro Flächeneinheit auf den Boden ausbringbar ist.

Ferner ist ein Güllefahrzeug von Vorteil, dessen Sensor in einem Abschnitt eines Leitungssystems angeordnet ist, der sich zwischen dem Vorratsbehälter und der Verteilervorrichtung befindet.

Außerdem ist ein Güllefahrzeug von Vorteil, wenn sich an seiner Frontseite wenigstens ein weiterer Sensor befindet, der für die Auswertevorrichtung Messdaten liefert. Diese Sensoren können als Grünintensitätssensor ausgebildet ist und für die Auswertevorrichtung Messdaten über den Wachstumszustand der Pflanzen liefern. Es kann aber auch ein Bodensensor sein, der für die Auswertevorrichtung Messdaten über Inhaltsstoffe des Bodens liefert.

Ferner verfügt ein Güllefahrzeug vorteilhafter Weise über ein Leitungssystem, in dem eine Pumpe angeordnet ist.

Ein Güllefahrzeug ist besonders vorteilhaft, wenn die Verteilervorrichtung als Schleppschlauch-Verteiler ausgebildet ist.

Günstig ist auch ein Güllefahrzeug wenn es als so genannter Selbstfahrer ausgebildet ist. Aber auch Güllefahrzeuge, die als Anhänger ausgebildet sind, haben Vorteile.

Besonders vorteilhaft ist ein Güllefahrzeug, wenn der Sensor als spektralanalytisch arbeitender Sensor ausgebildet ist.

Die Erfindung wird mit Hilfe der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels im Folgenden noch näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt stark schematisiert ein Güllefahrzeug in der Seitenansicht. Mit dem Bezugszeichen 1 ist das gesamte Güllefahrzeug bezeichnet, welches eine Fahrerkabine 2 und ein Fahrgestell 3 aufweist. Ein Vorratsbehälter 4 nimmt den Vorrat an auszubringender Gülle G auf. Eine Pumpe 5 fördert mit Hilfe eines Leitungssystems 6 die auszubringende Gülle G zu einer Verteilervorrichtung 7, mittels der die Gülle G ausgebracht wird. Die Verteilervorrichtung 7 kann beliebiger Art sein, aber eine Schleppschlauchvorrichtung – wie sie hier dargestellt ist – kann vorteilhaft sein. Bei der dargestellten Verteilervorrichtung 7, die hier durch eine Schleppschlauchvorrichtung realisiert ist, sind Schleppschläuche 8 vorgesehen, die bodennah enden, so dass auch in dieser Hinsicht die Ausbringung der Gülle G optimiert ist.
Im Leitungssystem 6 ist an beliebiger Stelle ein Sensor 9 integriert, der die im Leitungssystem 6 fließende Gülle ständig analysiert. Die Bauart des Sensors 9 ist an sich beliebig, er muss geeignet sein, die durchfließende Gülle G so zu sagen in Echtzeit auf ihre Inhaltsstoffe hin zu analysieren. Eine erfindungsgemäße Bauart ist die eines Sensors 9, der die Gülle G einer Spektralanalyse unterzieht. Die vom Sensor 9 gewonnenen Messdaten werden über Datenleitungen 10 einer Auswertevorrichtung 11 zugeführt, welche über weitere Datenleitungen 12 und 13 die Pumpe 5 und die Verteilervorrichtung 7 in Anhängigkeit vom Ergebnis der Analyse des Güllesensors 9 so an steuert, dass die von der Verteilervorrichtung 7 auf den Boden ausgebrachte Güllemenge – bezogen auf ihre Inhaltsstoffe – möglichst exakt den vorgegebenen Inhaltsstoffen pro Flächeneinheit entspricht.
Es ist ersichtlich, dass auf diese Weise die vom Sensor 9 so zusagen in Echtzeit gemessenen Inhaltsstoff-Anteile die Gülleausbringmenge bestimmen. Dazu werden die Messdaten in der Auswertevorrichtung 11 in Steuersignale für die Pumpe 5 und/oder die Verteilervorrichtung 7 umgewandelt und die Ausbringmenge nach Maßgabe der Bedarfsgrößen gesteuert. Die Bedarfsgrößen können die Vorgaben des Gesetzgebers sein, oder aber Bedarfsdaten, die aus dem Nährstoffbedarf des Bodens allgemein oder dem Nährstoffbedarf von Pflanzen hergeleitet sind.
Das erfindungsgemäße Güllefahrzeug 1 verfügt zur Ermittlung von variablen Bedarfsdaten über weitere Sensoren. Einer der weiteren Sensoren ist ein so genannter Grünintensitätssensor 14, der durch Messung des pflanzlichen Grüns den Nährstoffbedarf der Pflanzen ermittelt und diese Messdaten über eine Datenleitung 15 an die Auswertevorrichtung 11 weiterleitet. Die so gewonnenen Bedarfsdaten tragen zur Ermittlung der optimierten Ausbringmenge der Gülle G bei, indem sie mit den Messdaten des Sensors 9 verknüpft werden. Der zweite der weiteren Sensoren ist ein Bodensensor 16, der – sinnvoll in Fahrtrichtung vor dem Güllefahrzeug 1 angeordnet – die Inhaltsstoffe des Bodens in Echtzeit analysiert und die so gewonnenen Daten über eine weitere Datenleitung 17 ebenfalls an die Auswertevorrichtung 11 übergibt. Die Auswertevorrichtung 11 verknüpft auch diese Daten mit den Messdaten des Sensors 9 und beeinflusst die auszubringende Menge der Gülle G indem sie der Pumpe 5 und/oder der Verteilervorrichtung 7 die erforderlichen Steuerdaten liefert, die für eine optimierte Ausbringmenge der Gülle G erforderlich sind.

1: Güllefahrzeug
2: Fahrerkabine
3: Fahrgestell
4: Güllefass
5: Pumpe
6: Leitungssystem
7: Verteilervorrichtung
8: Schleppschläuche
9: Güllesensor
10: Datenleitung
11: Auswertevorrichtung
12: Datenleitung
13: Datenleitung
14: Grünintensitätssensor
15: Datenleitung
16: Bodensensor
17: Datenleitung

Claims

Verfahren zum Optimieren der Ausbringmenge von Gülle auf zu düngenden Boden, gekennzeichnet durch folgende Schritte: die aus einem mobilen Vorratsbehälter (4) zu einer Verteilervorrichtung (7) fließende Gülle (G) wird während der Ausbringung von einem im Leitungssystem befindlichen Sensor (9) bezüglich ihrer Inhaltsstoffe analysiert; die analytisch gewonnenen Inhaltsstoff-Ist-Daten werden mit vorgegebenen Inhaltstoff-Soll-Daten in einer Auswertevorrichtung (11) verglichen; in Abhängigkeit dieses Soll-/Ist-Vergleichs der Inhaltsstoff-Daten werden von der Auswertevorrichtung (11) Steuerdaten ermittelt; die Verteilervorrichtung (7) wird auf Grund der Steuerdaten so angesteuert, dass die pro Flächeneinheit auszubringende Menge der Gülle (G) entsprechend den Steuerdaten reguliert wird.
Güllefahrzeug (1) mit einem Vorratsbehälter (4) und einer Verteilervorrichtung (7), die mit dem Vorratsbehälter (4) verbunden ist, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Güllefahrzeug (1) über wenigstens einen Sensor (9) zum Messen der Inhaltsstoffe der zwischen dem Vorratsbehälter (4) und der Verteilervorrichtung (7) während der Ausbringung fließenden Gülle (G) verfügt und über eine Auswertevorrichtung (11), welche Steuerdaten erzeugt, die durch den Vergleich der vom Sensor (9) gemessenen Inhaltsstoff-Ist-Daten der Gülle (G) mit vorgebbaren Inhaltsstoff-Soll-Daten berechnet werden und dass mittels der Verteilervorrichtung (7) in Abhängigkeit der von der Auswertevorrichtung (11) erzeugten Steuerdaten eine variable Güllemenge pro Flächeneinheit auf den Boden ausbringbar ist.
Güllefahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (9) in einem Abschnitt eines Leitungssystems (6) angeordnet ist, der sich zwischen dem Vorratsbehälter (4) und der Verteilervorrichtung (7) befindet.
Güllefahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich an seiner Frontseite wenigstens ein weiterer Sensor befindet, der für die Auswertevorrichtung (11) Messdaten liefert.
Güllefahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Sensor als Grünintensitätssensor (14) ausgebildet ist und für die Auswertevorrichtung (11) Messdaten über den Wachstumszustand der Pflanzen liefert.
Güllefahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Sensor als Bodensensor (16) ausgebildet ist und für die Auswertevorrichtung (11) Messdaten über Inhaltsstoffe des Bodens liefert.
Güllefahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Leitungssystem (6) eine Pumpe (5) angeordnet ist.
Güllefahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilervorrichtung (7) als Schleppschlauch-Verteiler ausgebildet ist.
Güllefahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es als so genannter Selbstfahrer ausgebildet ist.
Güllefahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es als Anhänger ausgebildet ist.
Güllefahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Sensor (9) als spektralanalytisch arbeitender Sensor ausgebildet ist.