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Landtechnik : Agricultural Engineering
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This is an Open Access Journal

Open Access journal
ISSN (Print) 0023-8082 - ISSN (Online) 2700-7898
Published by Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e. V.

[1 journal]

Kontinuierliche Energieversorgung von elektrischen Landmaschinen über
Wide-Span-Systeme
- Authors: Lennart Buck, Ludger Frerichs
  Abstract: Die Abkehr vom fossilen Dieselkraftstoff, der steigende Bewässerungsbedarf sowie veränderte Regularien zum Einsatz von Dünge- und Pflanzenschutzmitteln erfordern die Notwendigkeit oder bieten der Landwirtschaft die Chance, etablierte Prozesse systemisch umzustellen. In diesem Artikel wird mit dem Wide-Span-System eine Infrastruktur zur kontinuierlichen Energieversorgung elektrischer Landmaschinen, zur Bewässerung und zur Ausbringung von Dünge- und Pflanzenschutzmittel vorgestellt. Über eine Verfahrenssimulation erfolgt die Berechnung des zusätzlichen Energiebedarfes des Systems. Anschließend wird dieser mit dem Energiebedarf weiterer Energieversorgungs- und Antriebskonzepte auf Basis erneuerbarer Energiequellen verglichen. In der Ausrichtung des Systems parallel zur Hauptarbeitsrichtung der Landmaschine beträgt der zusätzliche elektrische Energiebedarf weniger als 0,5 kWh/ha.
  Eine wirtschaftliche Umsetzung des Wide-Span-Systems als landwirtschaftliches Produktionssystem bleibt zu untersuchen.
  PubDate: 2023-11-23
  DOI: 10.15150/lt.2023.3300
  Issue No: Vol. 78, No. 4 (2023)
Einfluss des Stichprobendesigns und der Messdauer von Liegezeiten bei
Milchkühen auf den Stichprobenumfang
- Authors: Barbara Benz, Sabine Kurz, Jens Hartung
  Abstract: Die tägliche Liegezeit von Milchkühen ist ein Indikator für deren Wohlbefinden. Intrinsische und extrinsische Einflüsse beeinflussen das Liegen. Um eine hinreichende Genauigkeit der Liegezeitmessung sicherzustellen, wird empfohlen die tägliche Liegezeit von 30 Kühen jeweils drei Tage lang zu erheben. Für On-farm Research können die Anzahl verfügbarer Kühe oder die Messdauer Restriktionen unterworfen sein, die ein solches Studiendesign erschweren. Ziel der vorliegenden Studie ist es, den Einfluss von Messdauer, Stichprobengröße und intrinsischen Einflüssen auf die Messgenauigkeit zu untersuchen. Mithilfe einer Erhebung der täglichen Liegezeiten auf vier Praxisbetrieben mit insgesamt 170 Kühen an drei aufeinander folgenden Tagen wurden zunächst die Größe der Varianzen und der Effekt intrinsischer Einflussfaktoren geschätzt. Auf dieser Grundlage wurden dann mit einer Güteberechnung für gemischte Modelle die benötigten Stichprobenumfänge für alternative Erhebungsszenarien geschätzt. Die vorgestellte Studie kommt zu dem Schluss, dass eine verlängerte Messdauer erlaubt, die Anzahl der Kühe ohne Genauigkeitsverlust zu reduzieren.
  PubDate: 2023-11-22
  DOI: 10.15150/lt.2023.3301
  Issue No: Vol. 78, No. 4 (2023)
Prüfmethode zur Bestimmung der Schwarzfleckigkeitsneigung mittels
mechanischer Belastung von Kartoffelgewebe
- Authors: Lukas Poppa, Ludger Frerichs, Jintian Liu, Markus Böl
  Abstract: Durch stetige Verbesserungen in der Ernte- und Lagerungstechnik von Kartoffeln in den letzten Jahren konnten externe Kartoffelbeschädigungen wie Bruch oder Abschürfungen reduziert werden. Die Schwarzfleckigkeit der Kartoffelknolle, d. h. die durch mechanische Belastung verursachte innere Schädigung, lässt sich jedoch durch klassische Entwicklungswerkzeuge wie praktische Versuche nur schlecht verringern. Durch die Dauer von etwa zwei Tagen zur Ausbildung der Schwarzfleckigkeit nach der mechanischen Belastung, ist es oft unklar, in welchem Prozessschritt und unter welchen Umgebungsbedingungen die Schäden auftreten.
  Die Partikelsimulation landwirtschaftlicher Ernteprozesse bietet umfassende Möglichkeiten zur Verbesserung von Maschinenprozessen und zur Verringerung von Ernteverlusten. Mit der Diskrete-Elemente-Methode (DEM) ist es möglich, einen tiefen Einblick in die Ernte- und Transportprozesse von Kartoffeln zu erhalten. Die DEM stellt die Kartoffelknollen als Partikel und die Maschinenteile als Geometrieelemente dar. Die Geometrieelemente sind stationär oder folgen vordefinierten Bewegungen, während die Bewegung der Partikel auf der Grundlage von Kontaktgesetzen und der Materialeigenschaften berechnet wird. Das globale Partikelmodell der DEM kann Kontaktspannungen auf Partikelebene vorhersagen, ist jedoch nicht in der Lage, lokale Schäden wie die Schwarzfleckigkeit zu beschreiben. Der vorliegende Beitrag stellt einen Prüfstand zur Untersuchung der mechanisch induzierten Verfärbung von Kartoffelgewebe vor und beschreibt ein Modell zur Abbildung lokaler Schwarzfleckigkeitsschäden für die DEM.
  Aufgrund der inhomogenen Zusammensetzung der Kartoffelknolle aus mehreren Gewebearten werden auf dem entwickelten Prüfstand die drei wesentlichen Gewebearten Rinde, äußeres Mark und inneres Mark getrennt voneinander untersucht. Die mechanische Belastung der Gewebeproben erfolgt bis zu einer maximalen Stauchung von 20, 40 und 50 % sowie bei einer definierten Verformungsgeschwindigkeit von 0,1 bis 10000 %/s, bezogen auf die Probenhöhe. Die Farbänderung der Proben wird nach etwa 48 Stunden gegenüber unbelastetem Referenzgewebe untersucht. Die Versuche wurden bei einer Knollen- und Umgebungstemperatur von 14 bis 20°C durchgeführt. Der Zusammenhang zwischen der Farbänderung und den Belastungsgrößen Stauchung und Verformungsgeschwindigkeit kann durch eine empirische Gleichung beschrieben werden. Durch Implementierung dieser Gleichung im Kontaktmodell der DEM als Schadensmodell kann die Erzeugung von Schwarzfleckigkeit in realen Prozessschritten in Simulationen vorhergesagt und untersucht werden. Der Schadenswert der einzelnen Partikel kann mit den Schädigungen der realen Kartoffeln verglichen und somit das Schadensmodell validiert werden.
  PubDate: 2023-11-02
  DOI: 10.15150/lt.2023.3299
  Issue No: Vol. 78, No. 4 (2023)
Automatisiert erfassbare Daten in der Rinder-, Schweine- und
Geflügelhaltung
- Authors: Stefanie Reith, Philipp Hölscher
  Abstract: Die Generierung einer Vielzahl an Daten bietet in der Tierhaltung vielfältige Möglichkeiten für Optimierungen. Die Hersteller von Sensortechnologien definieren Zielmerkmale, deren Erfassung die Produktion und das Tier-Management erleichtern sollen. Im Stall werden automatische Komponenten sowie auch gänzlich automatisierte Systeme eingesetzt. Es werden nicht nur Kennwerte über die Produktionsleistung, über den Gesundheitszustand, über den Fruchtbarkeitsstatus und über das Tierverhalten ermittelt, sondern ebenso Daten der technischen Anlagen, mit denen der Tierverkehr und andere Prozesse gesteuert werden können. Die automatisierte Datenerfassung ermöglicht also eine kontinuierliche Bewertung tierbezogener Daten, Klima-/Umweltdaten und Anlagendaten. In einer umfangreichen Datenbank für Sensoren zur „Automatisierten Datenerfassung in der Nutztierhaltung“ (AutoDatTier) wurden jeweils für die Tierarten Rind, Schwein und Huhn Sensortechnologien inklusive verschiedener weiterer Informationen zu Sensorart, Funktionsprinzip, Messart, Datenart und –qualität sowie Datenquelle und Auswertung (insgesamt 19 Kriterien) identifiziert und beschrieben. Bei den Sensoren handelt es sich um technische Bauteile, die mittels physikalischer oder chemischer Effekte zur Erfassung physikalischer, chemischer oder elektrochemischer Größen und deren Umwandlung in elektrische Signale dienen. Je nach Hersteller bzw. Software können die Daten im Grafik-, Tabellen- oder Textformat ausgegeben werden. Die Auswertungen zur Sensortechnik in der landwirtschaftlichen Tierhaltung zeigen detailliert den derzeitigen Umfang der Hersteller und der am Markt angebotenen Sensorsysteme sodass Möglichkeiten und Defizite in der Nutztierhaltung abgeleitet und zukünftige Forschungsprojekte darauf abgestimmt werden können.
  PubDate: 2023-09-22
  DOI: 10.15150/lt.2023.3298
  Issue No: Vol. 78, No. 3 (2023)
Auswirkungen digitaler Technologien im Betriebsalltag aus Sicht
baden-württembergischer Landwirte
- Authors: Sara Pfaff, Angelika Thomas, Heinrich Schüle, Andrea Knierim
  Abstract: Bisherige Untersuchungen geben vielfach nur einen theoretischen Überblick zu möglichen arbeitswirtschaftlichen und sozialen Folgen der Nutzung von digitalen Technologien im Alltag landwirtschaftlicher Betriebsleiter. Sie geben aber keine Einschätzungen der Landwirte aufgrund der praktischen Erfahrungen im Betrieb wieder. Unbekannt ist auch, ob sich deren Einschätzungen aufgrund ihrer persönlichen und betrieblichen Merkmale oder zwischen den Technologien unterscheiden. Allerdings sind dies wichtige Erkenntnisse, um den Landwirten konkrete Unterstützung anbieten zu können und langfristig die Verbreitung digitaler Technologien zu fördern. Die vorliegende Studie untersucht daher die folgenden Forschungsfragen: (i) Wie wirkt sich der Einsatz digitaler Technologien für Landwirte auf den Betrieben aus' (ii) Bestehen Unterschiede hinsichtlich der persönlichen und betrieblichen Merkmale, der Technologieart und der sozialen Folgen im Betriebsalltag durch die Nutzung digitaler Technologien' Die Grundlage bildet eine Online-Befragung von Betriebsleitern in Baden-Württemberg im Jahr 2021, an welcher 302 Betriebe teilgenommen haben. Neben einer deskriptiven Betrachtung wurden die Daten mithilfe einer Indexbildung und nicht parametrischem Hypothesentest auf Gruppenunterschiede statistisch geprüft. Die Ergebnisse zeigen, dass es statistisch signifikante Unterschiede in persönlichen (z. B. Alter), betrieblichen (z. B. Digitalisierungsgrad) und technologiespezifischen (z. B. Technologieart) Merkmalen in der Beurteilung der belastenden (z. B. erhöhter Betreuungsaufwand und Wissensbedarf) und entlastenden Wirkungen (z. B. weniger Stress im Arbeitsalltag) gibt. Ferner zeigt sich beispielsweise auch, dass sich Vorteile wie die Arbeitszeitentlastung nur bedingt äußern. Daraus können sich Ansatzpunkte für die Verbesserung von Technologien ergeben, aber auch für die gezielte Unterstützung von Landwirten bei der Einführung digitaler Technologien.
  PubDate: 2023-09-21
  DOI: 10.15150/lt.2023.3297
  Issue No: Vol. 78, No. 3 (2023)