NIR-Sensor NutriSense von New Holland: Mähdrescher mit Qualitätskartierung
Wenn es nicht allein auf die Menge, sondern auch auf die Qualität von Druschfrüchten ankommt, hilft das NIRS-System NutriSense von New Holland.
vor 2 Jahren
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Jeder Farbunterschied im Weizenbestand bedeutet in der Regel auch einen Ertrags- und einen Qualitätsunterschied auf der Teilfläche. Auf sehr heterogenen Flächen kann die Spanne hierbei mitunter recht groß sein.
NIR-Sensor NutriSense von New Holland
So war es auch bei unserem Einsatz eines New Holland CR 8.90 auf einem Weizenschlag der Agrargenossenschaft Crivitz bei Schwerin in Mecklenburg-Vorpommern. Der Mähdrescher war mit einem GNSS-Empfänger, einer Ertragskartierung und dem NIRS-System NutriSense ausgestattet. Am IntelliView IV-Display in der Fahrerkabine konnten wir beobachten, wie sowohl der Ertrag als auch der Proteingehalt innerhalb der Fläche schwankten. Es gab Teilflächen, auf denen der Ertrag nur bei rund 2 t/ha lag und andere mit rund 7 t/ha.
Ähnlich groß war die Spanne beim Proteingehalt. Die Messwerte lagen zwischen 10,4 und 16,6 %. Das insgesamt relativ niedrige Ertragsniveau war der Trockenheit an dem Standort geschuldet. Der Grund für die großen Unterschiede innerhalb des Schlags sind die für Endmoränen-Böden typischen kleinräumigen Bodenunterschiede.
Die Agrargenossenschaft Crivitz baut E-Weizen an. Betriebsleiter Ingmar Schön muss also darauf achten, mit jeder Lkw-Ladung die geforderte Qualität beim Landhandel abzuliefern. Das NIR-Sensorsystem NutriSense im CR 8.90 hilft dabei.
Der NIR-Sensor im NutriSense stammt von dem italienischen Sensor- und Wiegesystem-Hersteller Dinamica Generale. Er entspricht dem Evo NIR 4.0, den die DLG im Jahr 2021 zum Messen von Inhaltsstoffen in Schweine- und Rindergülle, in flüssigem Gärrest sowie in Mischgüllen aus Schweine- und Rindergülle anerkannt hat (DLG-Prüfberichte 7139, 7140, 7235). Darüber hinaus gibt es seit 2019 eine DLG-Anerkennung für das von New Holland angebotene System zur Feuchtebestimmung in Mais (DLG-Prüfbericht 7032).
Doch das Sensorsystem kann mit den richtigen Kalibrierkurven im Hintergrund noch mehr: Es lassen sich damit die Gehalte an Protein, Fett, Stärke, Neutral-Detergenz-Faser (NDF) und Säure-Detergenz-Faser (ADF) in Druschfrüchten wie Getreide oder Raps sowie in Häckselgut bestimmen — und das laut Hersteller mit einer Abweichung von unter 0,5 %.
Option für CR und CX
New Holland bietet das NIRS-System NutriSense für seine Mähdrescher der Baureihen CR und CX 7 sowie CX 8 an. Die Modelle sind ab Baujahr 2022 für die Inhaltsstoff- und Feuchtebestimmung per NIR-Sensor vorgerüstet. Das heißt, hier muss im Bedarfsfall nur die Klappe am Elevatorfuß gegen die mit integrierter NIRS-Einheit ausgetauscht werden. Die Verkabelung für die Kommunikation mit dem Terminal in der Fahrerkabine und dem GNSS-Empfänger auf dem Dach ist bereits verlegt.
Für die so vorgerüsteten Maschinen kostet NutriSense inklusive Montageplatte und Freischaltung der Kalibrierkurven für Getreide 16 000 Euro ohne Mehrwertsteuer. Auch bei älteren Mähdreschern ist das System nachrüstbar. Hier kommen dann noch die Kosten für die nachträgliche Verkabelung hinzu.
Der außen an der gebogenen Elevatorklappe montierte NIR-Sensor schaut durch ein Saphirglas in den Gutstrom. Er sendet Licht hinein und misst die Intensität der Reflexion im nahinfraroten Bereich. Jede Sekunde zeichnet das Sensorsystem einen Datensatz auf, vergleicht die Messwerte mit der hinterlegten Kalibrierkurve und berechnet in Echtzeit die Inhaltsstoffgehalte. Wie die Feuchte- und Inhaltsstoffbestimmung mit NIR-Sensoren genau funktioniert, haben wir in profi 6/2013 beschrieben.
Messwerte in Echtzeit
Am IntelliView IV-Display in der Kabine werden dem Fahrer die Messwerte als gleitende Mittelwerte angezeigt. Er sieht jeweils die aktuellen Werte und die Durchschnittswerte für die bereits geerntete Fläche. Bei der Ernte von Getreide zeigt NutriSense die Feuchte sowie die Gehalte an Stärke, Rohprotein, Rohfett, NDF und Asche an. So kann sich der Fahrer bereits während des Dreschens einen Eindruck von der Qualität des Ernteguts verschaffen.
Ein Gedanke von Betriebsleiter Ingmar Schön ist, Chargen mit minderer Qualität direkt auszusortieren und getrennt zu lagern bzw. zu verkaufen. Hierfür wäre es sicherlich hilfreich, wenn NutriSense auch die Mittelwerte pro Korntankfüllung anzeigen könnte. Das geht derzeit aber (noch)nicht. Doch das Trennen von Chargen unmittelbar bei der Ernte ist nur eine von mehreren möglichen Anwendungen.
Karten für den Überblick
Denn die Sensormesswerte sind keine Momentaufnahmen, sondern das System speichert jeden Datensatz zusammen mit den GNSS-Ortskoordinaten und einem Zeitstempel. Die dokumentierten Daten kann der Betriebsleiter entweder täglich oder auch erst zum Ende der Druschsaison per USB-Stick aus dem IntelliView IV-Terminal exportieren, um sie anschließend am Büro-PC in das cloudbasierte Internetportal MyPLM Connect Farm von New Holland zu importieren.
Eine alternative Option ist ein mobiler Versand der Daten über Telemetrie in die Cloud. Das dazu nötige GSM-Modem gehört in den CR- sowie den CX 7/8-Mähdreschern mittlerweile zur Serienausstattung. Der Datenversand ist in den ersten drei Jahren kostenlos, danach kostet dies 750 Euro pro Jahr.
MyPLM Connect Farm ist im Kundenportal My New Holland integriert. Die Portalnutzung ist für kostenlos. In dieser Cloud-Anwendung kann der Betriebsleiter seinen Betrieb samt seiner Flächen anlegen, um sich das Ergebnis der Ertrags- und Inhaltsstoffkartierung in Farbkarten anzeigen zu lassen. Für den Überblick lassen sich diese als pdf-Dokument speichern und ausdrucken. Auch ein Export der Daten für die Weiterverarbeitung in anderen Agrarmanagement-Programmen ist möglich.
Für Betriebe mit gemischter Flotte interessant ist in diesem Zusammenhang, dass New Holland über die Cloud-to-Cloud-Verbindung DataConnect ausgewählte Maschinenparameter in die Portale von John Deere und Claas übertragen kann. Ertragskarten von New Holland-Mähdreschern lassen sich z. B. manuell in My John Deere einlesen und dort zur teilschlagspezifischen Aussaat mit einer John Deere-Sämaschine nutzen.
Darüber hinaus will New Holland die Anbindung an den Agrirouter bis Ende 2022 umsetzen, so dass die Daten dann herstellerunabhängig auch an andere Agrirouter-Teilnehmer weitergegeben werden können. Zusätzlich arbeitet New Holland an weiteren direkten Schnittstellen zu Agrarmanagementprogrammen.
Der NIR-Sensor ist beim Mähdrescher unten an der Elevatorklappe angebracht. Diese ist werkzeuglos abnehmbar.
(Bildquelle: Böhrnsen)
Über den Schnellverschluss rechts lässt sich die Klappe am Fuß des Körnerelevators öffnen, z. B. um das Sensorauge zu reinigen.
(Bildquelle: Böhrnsen)
Zonenkarte aus der Cloud
Schon jetzt möglich ist es, auf Basis der Ertrags- oder der Inhaltsstoffkarten unter MyPLM Connect Farm sogenannte Zonen- und auch Applikationskarten zu erzeugen. Der Landwirt gibt dazu die Anzahl Zonen vor und legt bei Bedarf auch die Ober- und Untergrenzen der Zonen manuell fest. Für die Verarbeitung der Daten braucht der Cloudserver einige Zeit.
Anschließend lassen sich die Zonenkarten im shape-Format exportieren und an Agrarmanagement-Programme weitergeben. Die im Portal MyPLM Connect Farm erstellten Applikationskarten können per USB-Stick in ein ISO-Bus-Terminal geladen werden, um sie z. B. für eine teilschlagspezifische Aussaat oder Düngung zu nutzen.
Inwiefern das in der Praxis schon angewendet wird und reibungsfrei funktioniert, sei dahingestellt. In jedem Fall liefert die Kartierung mit NutriSense z. B. des Proteingehalts in Weizen zusätzliche Informationen, die der Betriebsleiter zur Unterstützung seiner agronomischen Entscheidungen heranziehen kann. So will Ingmar Schön versuchen, mit Hilfe der Proteinkarten die Aussaatstärke und die Düngung seiner Weizenschläge teilschlagspezifisch noch besser an den Bedarf anzupassen. Sein Ziel dabei ist, die Proteingehalte möglichst auch auf den sehr heterogenen Schlägen zu vereinheitlichen.
Was uns sonst noch auffiel
- Der NIR-Sensor braucht einige Minuten zum Aufwärmen. Das ist nicht weiter tragisch, weil die Aufwärmphase bereits bei der Fahrt zum Feld beginnt und spätestens nach dem Anbau des Schneidwerks abgeschlossen ist.
- Derzeit entwickelt New Holland zusammen mit dem Sensor-Hersteller Dinamica Generale eine Kalibrierkurve für die Ölgehalte in Raps. Sie soll ab der Druschsaison 2023 verfügbar sein.
- In der Sensoreinheit ist ein Modem integriert, so dass Dinamica Generale für eine Fernwartung darauf zugreifen und auf Wunsch regelmäßig die Kalibrierkurven aktualisieren kann.
- Die Sensoreinheit ist relativ einfach vom Mähdrescher auf einen New Holland Feldhäcksler umsetzbar, sofern die Maschine dafür vorgerüstet ist.
Fazit
Wer Qualität erzeugen und abliefern will, muss seinen Pflanzenbau gut im Griff haben und wissen, ob die vom Handel geforderten Inhaltsstoffgehalte im Erntegut enthalten sind. Dazu gehört der Proteingehalt von Weizen oder der Ölgehalt von Raps. Wird für die Qualitätsermittlung Lkw-weise beprobt, entspricht das nur einer Probe pro 2 bis 4 ha. Für agronomische Entscheidungen in den Folgejahren haben solche Analyseergebnisse wenig Nutzen.
Anders ist das bei der Kartierung der Inhaltsstoffe während des Mähdruschs mit dem NIRS-System NurtriSense von New Holland. Es misst in Echtzeit die Inhaltsstoffe von Getreide, Mais und Soja und dokumentiert die Werte positionsgenau. Diese Zusatzinformationen lassen sich zusammen mit den Ertragskarten aus dem Mähdrescher für einen teilschlagspezifischen Pflanzenbau in den Folgejahren nutzen.
