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Duration: From 1. Juli 2015 until 31. Jan. 2025
Region: Deutschland (Feldversuche in Niedersachen und Schleswig-Holstein)

About the Project:

Wie lässt sich der Bodenschutz bei der Befahrung von Ackerflächen optimieren? Welche Werkzeuge braucht die Praxis für die Planung und Umsetzung einer nachhaltigen Bodenbewirtschaftung? On-farm research auf Praxisbetrieben des Konsortiums SOILAssist mit aktueller Landtechnik und innovativen Verfahren liefert dazu Antworten.

Ziel und Weg

In den letzten Jahrzehnten sind landwirtschaftliche Maschinen immer größer und schwerer geworden. Sie können hohe Lasten in den Boden eintragen und unter ungünstigen Bedingungen zu Verdichtung führen, was die Bodenstruktur schädigt und die Funktionsfähigkeit sowie das ökonomische und ökologische Leistungsvermögen des Bodens einschränkt. Zudem erfordern teure Spezialmaschinen eine hohe Auslastung, was dazu führt, dass Ackerflächen oft zu suboptimalen Zeiten befahren werden. Hier setzt SOILAssist an. Ziel ist es, den landwirtschaftlichen Bodenschutz bei der Befahrung von Ackerflächen ganzheitlich zu betrachten. Das bedeutet, die Bodenstruktur durch angepasstes Management zu erhalten und negative Veränderungen zu erkennen und zu vermeiden. Dafür wurden auf Ackerflächen in Niedersachsen und Schleswig-Holstein Methoden untersucht (z.B. Befahrungsversuche, UAV-Befliegungen, Interviews), um bodenschonende Verfahren praxisnah zu bewerten und weiterzuentwickeln. Darauf basierend wurden Tools und Modelle zur Befahrungsplanung auf verschiedenen Skalen und zur Optimierung während der Feldbefahrung entwickelt. Zudem fließen die SOILAssist-Erkenntnisse mit Informations- und Unterrichtsmaterial in die Praxis und die Politikberatung ein.

Fahrspuren bei der Zuckerrübenernte, © Thünen

Fahrspuren bei der Zuckerrübenernte, © Thünen

Die wichtigsten Erkenntnisse

Der Bodenschutz kommt bei der Befahrung von Ackerflächen oft zu kurz, sei es durch zu hohe Bodenfeuchten, Radlasten und Überrollhäufigkeiten der eingesetzten Technik oder den Termindruck durch Wetter oder Liefertermine. Bodenverdichtung ist ein räumlich und zeitlich sehr dynamischer Prozess. Modellergebnisse aus SOILAssist mit den Modellen FiTraM, SaSCiA und SDiF zu Befahrungsintensität, Verdichtungsgefährdung und bodenphysikalischen Veränderungen von der Feld- bis zur nationalen Skala, zeigen eine hohe Heterogenität der Belastungen und Gefährdungen durch Befahrung. Diese treten sowohl innerhalb von Ackerflächen als auch zeitlich innerhalb der Saison und zwischen den Jahren auf.

Um Verdichtungen zu vermeiden, müssen daher Maschinenbelastungen an die aktuellen Bodenbedingungen angepasst werden. SOILAssist entwickelte ein Assistenzsystem, das Maschinenparameter und Fahrrouten optimiert. Sensoren zeigen die aktuelle Bodenbelastung an, und das System schlägt konkrete Maßnahmen wie Reifeninnendruckanpassung oder Reduzierung der Maschinenlast vor, wie z.B. Verringerung der Bunkerkapazität. Durch die Optimierung der Fahrrouten aller Fahrzeuge kann die Gesamtbelastung des Feldes deutlich verringert werden. Basierend auf dem aktuellen Feldzustand stellt ein Routenplanungstool jedem Fahrzeug optimierte Routen zur Verfügung, um die negativen Auswirkungen der Befahrung zu minimieren. Eine Prozessüberwachung erkennt kritische Zustände, passt Parameter an und ermöglicht auch die Online-Neuplanung bei teilweise abgeernteten Feldern.

Die Entscheidungsmatrix „Befahrbarkeit“ wurde entwickelt, um Landwirten ein Planungswerkzeug für vorausschauendes, bodenschonendes Management zu bieten. Dazu wird die Verdichtungsempfindlichkeit des Bodens der Bodenbelastung durch Landmaschinen für unterschiedliche Kulturen, Arbeitsgänge und Techniken taggenau gegenübergestellt. Kurzfristige Vorhersagen zur Befahrbarkeit (isabel.dwd.de) können die aktuelle Arbeitsplanung unterstützen, Informationen zu mittleren Befahrbarkeitstagen (daten.ktbl.de/feldarbeitstage/) sind Grundlagen für die Investitions- und Einsatzplanung von Maschinen. Bewirtschafter sind sich einig, dass Bodenbelastungen vermieden werden sollten, stehen jedoch bzgl. der Umsetzung oft in Konfliktsituationen, was die Anwendung von Maßnahmen erschwert. Planungstools werden dabei als hilfreich angesehen. In der Aus- und Fortbildung werden wichtige Bodenparameter zu Verdichtungsfolgen nicht immer umfassend thematisiert. Neue Lehrmaterialien aus dem SOILAssist Projekt unterstützen zukünftig bei der Wissensvermittlung. In SOILAssist wurden relevante Maßnahmen identifiziert, die den Bodenschutz bei der Befahrung von Ackerflächen stärken und Verdichtungen vermeiden. Sie umfassen technische, Management- sowie acker- und pflanzenbauliche Maßnahmen. Entscheidend ist die ganzheitliche Betrachtung des Anbausystems – von der Technik über Verfahren und Planung bis zur Umsetzung auf dem Feld.

Ausblick

Das SOILAssist-Projekt liefert wichtige Erkenntnisse zu den Auswirkungen unterschiedlicher Befahrungen im Ackerbau auf den Boden. Es wurden praxisnahe Tools und Modelle entwickelt, um die Bewirtschaftung zu optimieren und Bodenschädigungen zu verringern. Zudem entstanden Formate, um aktuelle Forschungsergebnisse in Praxis und Ausbildung zu integrieren. Dies stärkt den Bodenschutz und bietet Lösungen für Problemfelder wie Bodenverdichtung und Erosion. Vor dem Hintergrund des Klimawandels und steigenden politischen und gesellschaftlichen Anforderungen, liefert SOILAssist einen Baustein für eine nachhaltigere Bodennutzung im Ackerbau.

People and Partners

Project Leaders

  • Dipl.-Inform. Martin Kraft

    Thünen-Institut für Agrartechnologie, Braunschweig

Partner Organizations

  • Johann Heinrich von Thünen-Institut Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei

  • Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU), Lehrstuhl für Landschaftsökologie und Geoinformation

  • Universität Osnabrück (UOS)

  • Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH (DFKI)

Contacts

  • Dr. Marco Lorenz

    Thünen Institut für Agrartechnologie