Beurteilung von konservierenden Bodenbearbeitungssystemen zur Bewirtschaftung peripherer Ackerbaustandorte: unter Berücksichtigung verfahrenstechnischer, ökonomischer, ökologischer sowie pflanzenbaulicher und bodenphysikalischer Parameter = Evaluation of conservation tillage systems for the cultivation of peripheral fieldsites
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| Format: | Buch |
| Sprache: | Deutsch |
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Göttingen
Cuvillier
2003
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| Beschreibung: | Giessen, Univ., Diss., 2002. |
| Umfang: | XII, 160 S. Ill., graph. Darst., Kt. |
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| adam_text | Titel: Beurteilung von konservierenden Bodenbearbeitungssystemen zur Bewirtschaftung peripherer Ackerbausta
Autor: Grube, Jens
Jahr: 2003
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis
Verzeichnis der Tabellen......................................................................................................V
Verzeichnis der Abbildungen............................................................................................VIII
Verzeichnis der Abkürzungen, Einheiten und Formelzeichen.........................................XI
1. Einleitung............................................................................................................1
2. Problemstellung..................................................................................................3
3. Zielsetzung..........................................................................................................5
4. Literaturübersicht...............................................................................................6
4.1. Historischer Abriss der Bodenbearbeitung und Aussaat...............................6
4.2. Gesetzliche Rahmenbedingungen der Pflanzenproduktion.........................11
4.3. Wechselwirkungen von Bodenbearbeitung und Bodenbeschaffenheit......17
4.3.1. Indikatoren der Bodenbeschaffenheit.................................................................17
4.3.2. Auswirkungen von Bearbeitungsmaßnahmen auf die Bodenbeschaffenheit.....18
4.4. Physikalische und messtechnische Grundlagen..........................................20
4.4.1. Physikalische Grundlagen des Messens............................................................20
4.4.2. Messverfahren....................................................................................................22
4.4.2.1. Kraftmessung......................................................................................................22
4.4.2.1.1. DMS-Kraftaufnehmer..........................................................................................22
4.4.2.1.2. Piezoelektrischer Kraftaufnehmer.......................................................................23
4.4.2.1.3. Magnetoelastische Kraftaufnehmer....................................................................24
4.4.2.1.4. Induktive Kraftaufnehmer....................................................................................25
4.4.2.2. Drehmomentmessung........................................................................................25
4.4.2.2.1. Messung des Aktionsmomentes.........................................................................25
4.4.2.2.2. Messung des Reaktionsmomentes.....................................................................26
4.4.2.2.3. DMS-Drehmomentaufnehmer.............................................................................26
4.4.2.2.4. Drehmomentmessung nach dem induktiven Prinzip..........................................26
4.4.2.2.5. Drehmomentmessung nach dem Wirbelstromprinzip.........................................27
4.4.2.2.6. Drehmomentmessune nach dem Piezoelektrischen Prinzip..............................27
4.4.2.3. Drehzahlmessung...............................................................................................28
4.4.2.3.1. Drehzahlaufnehmer nach dem generatorischen Prinzip.....................................28
4.4.2.3.2. Digitale Drehzahlsensoren..................................................................................28
4.4.2.3.3. Aktiver induktiver Sensor....................................................................................28
4.4.2.3.4. Passiver induktiver Sensor.................................................................................29
4.4.2.3.5. Feldplatte und Halleffektsensor..........................................................................30
4.4.2.4. Wegmessung......................................................................................................30
4.4.2.4.1. Doppier Radar Sensor........................................................................................30
4.4.2.4.2. PeiseterRad.......................................................................................................31
4.4.2.4.3. Wegmessung mit Hilfe des Hall Prinzips............................................................31
4.4.3. Definition der Messfehler....................................................................................32
4.4.3.1. Wahrer Wert.......................................................................................................32
Inhaltsverzeichnis
4.4.3.2. Messfehler..........................................................................................................33
4.4.3.3. Systematische Messabweichung........................................................................34
4.4.3.4. Genauigkeit.........................................................................................................34
4.4.3.5. Fehlerrechnung...................................................................................................35
S. Material und angewandte Methoden...............................................................37
5.1. Material..............................................................................................................37
5.1.1. Untersuchungsbetrieb und -schlage...................................................................37
5.1.1.1. Versuchsaulbau..................................................................................................40
5.1.1.2. Bodenklasse und Bodentyp................................................................................40
5.1.2. Maschinen..........................................................................................................41
5.2. Angewandte Methoden....................................................................................42
5.2.1. Methodische Parameter der Verfahrenstechnik.................................................42
5.2.1.1. Eingriffeintensitat und Effizienz der Leistungstransformation.............................44
5.2.1.2. Leistungs- und Kraftstoffbedarf...........................................................................45
5.2.1.3. Messung der benötigten Leistung.......................................................................46
5.2.1.4. Messung der Drehleistung..................................................................................47
5.2.1.5. Messung des Kraftstoffverbrauches...................................................................48
5.2.1.6. Arbeitsgeschwindigkeit und Schlupf...................................................................49
5.2.1.7. Schlagkraft..........................................................................................................49
5.2.1.8. Flächenleistung...................................................................................................50
5.2.1.9. Bodenbelastung..................................................................................................50
5.2.1.10. Wartungsintensität..............................................................................................52
5.2.2. ökologische Parameter......................................................................................52
5.2.2.1. Population der Lumbriciden................................................................................53
5.2.2.2. Energieverbrauch je ha.......................................................................................53
5.2.2.3. CO2- Energiebilanz.............................................................................................54
5.2.2.4. Spuranteil je Hektar............................................................................................54
5.2.2.5. Bodenbeanspruchung.........................................................................................55
5.2.2.6. Oberflächenstabilität...........................................................................................56
5.2.2.7. Aggregatstabilität................................................................................................57
5.2.3. Pflanzenbauliche- und bodenphysikalische Parameter......................................58
5.2.3.1. Einarbeitung von Emterückständen....................................................................58
5.2.3.2. Feldaufgang........................................................................................................59
5.2.3.3. Pflanzenertrag....................................................................................................59
5.2.3.4. Unkrautbesatz.....................................................................................................59
5.2.3.5. Gehalt an organischer Substanz........................................................................61
5.2.3.6. Bodenwiderstandswerte (Porenraumverteilung).................................................62
Inhaltsverzeichnis
5.2.3.7. Infiltrationskapazität (ungesättigt).......................................................................63
5.2.3.8. Bodenfeuchtemessung.......................................................................................64
5.2.3.9. Bodentemperaturmessung.................................................................................65
5.2.3.10. Außentemperaturmessung.................................................................................66
5.2.3.11. Niederschlagsmessung......................................................................................66
5.2.4. Ökonomische Parameter....................................................................................67
5.2.4.1. Kosten-und Leistungsrechnung.........................................................................67
5.2.4.1.1. Kostendefinition..................................................................................................67
5.2.4.1.2. Leistungsdefinition..............................................................................................67
5.2.4.2. Kostenrechnungssysteme..................................................................................67
5.2.4.2.1. Kostenrechnungssysteme nach Art und Umfang der Verrechnung....................68
5.2.4.2.2. Kostenrechnungssysteme nach Zeitbezug der Verrechnung.............................69
5.2.4.3. Auswahl des Kostenrechnungssystems.............................................................69
5.2.4.3.1. Kapitalbedarf für Investitionen............................................................................70
5.2.4.3.2. Betriebsstoffkosten.............................................................................................70
5.2.4.3.3. Wartungs-und Reparaturkosten.........................................................................70
5.2.4.3.4. Abschreibungen..................................................................................................71
5.2.4.3.5. Ertrag..................................................................................................................71
5.2.4.3.6. Teilkosten der Produkteinheit.............................................................................72
6. Ergebnisse und Analyse..................................................................................73
6.1. Verfahrenstechnische Ergebnisse..................................................................73
6.1.1. Eingriffsintensität und Effizienz der Leistungstransformation.............................73
6.1.1.1. Verfahren Pflug...................................................................................................73
6.1.1.2. Verfahren Flügelschargrubber mit Zinkenrotor...................................................74
6.1.1.3. Verfahren Frässaat.............................................................................................74
6.1.1.4. Verfahren Direktsaat...........................................................................................74
6.1.2. Leistungsbedarf..................................................................................................74
6.1.3. Kraftstoffbedarf...................................................................................................76
6.1.4. Arbeitsgeschwindigkeit und Schlupf...................................................................76
6.1.5. Schlagkraft..........................................................................................................78
6.1.6. Flächenleistung...................................................................................................78
6.1.7. Bodenbelastung und Fahrspuranteil...................................................................80
6.1.8. Wartungsintensität..............................................................................................82
6.2. Messfehler im eingesetzten Messsystem.......................................................82
6.3. Ökologische Ergebnisse..................................................................................84
6.3.1. Population der Lumbriciden................................................................................84
6.3.2. Energieverbrauch je ha.......................................................................................85
6.3.3. COr Energiebilanz.............................................................................................86
6.3.4. Bodenbeanspruchung.........................................................................................86
6.3.5. Oberflächenstabilität und Aggregatstabilität.......................................................87
]V________________________________________________________Inhaltsverzeichnis
6.4. Pflanzenbauliche- und bodenphysikalische Ergebnisse..............................88
6.4.1. Einarbeitung von Ernterückständen....................................................................88
6.4.2. Feldaufgang........................................................................................................89
6.4.3. Ertragsparameter................................................................................................90
6.4.4. Unkrautbesatz.....................................................................................................91
6.4.5. Gehalt an organischer Substanz........................................................................91
6.4.6. Bodenwiderstandswerte (Porenraumverteilung).................................................92
6.4.7. Infiltrationskapazität (ungesättigt).......................................................................93
6.5. Bodenfeuchtemessung.......................................................................................94
6.6. Temperaturmessung...........................................................................................95
6.7. Ökonomische Ergebnisse................................................................................97
6.7.1. Berechnung der Kostenmodule..........................................................................98
6.7.2. Berechnung der Teilkosten der Verfahren..........................................................98
6.7.3. Kosten der Bearbeitungsverfahren je Hektar....................................................100
6.7.4. Kosten der Bearbeitungsverfahren je Dezitonne Ertrag...................................101
7. Vergleichende Betrachtung der Versuche am Institut für Landtechnik zur
minimalen Bodenbearbeitung.......................................................................103
7.1. Historie..............................................................................................................103
7.2. Darstellung der langjährigen Versuchsflächen.................................................103
7.2.1. Wtembom (Taunus)...........................................................................................103
7.2.2. Ossenheim (Wetterau)......................................................................................104
7.2.3. Bruchköbel (Untermainebene)..........................................................................105
7.2.4. Hassenhausen (Ebsdorfergrund)......................................................................105
7.2.5. Gießen - Hardthof (Lahntal)..............................................................................107
7.3. Darstellung der Bearbeitungsgeräte.................................................................107
7.4. Darstellung der Ergebnisse der langjährigen Versuche ( 20 Jahre)................107
8. Diskussion und Ausblick...............................................................................111
9. Zusammenfassung.........................................................................................115
10. Summary.........................................................................................................117
11. Literatur- und Quellenverzeichnis.................................................................122
Anhang: ..................................................................................................................128
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