Pflanzmaschinen und Pflanzgeräte
Die Auswahl auf dem Markt angebotener Pflanzmaschinen und –geräte ist groß. Welches System für welchen Betrieb am besten geeignet ist, sollte vor der Entscheidung für ein bestimmtes System betriebsspezifisch geklärt werden.
Die Anforderungen verschiedener Pflanzenarten und Anzuchtsysteme sowie deren Bestandsetablierung sind sehr unterschiedlich. Bei der Anschaffung einer Pflanzmaschine sollte dies entsprechend berücksichtigt werden: Wo wird das Gerät eingesetzt, ist die vorhandene Schleppertechnik für die Pflanzmaschine geeignet, sollen eine oder mehrere Kulturen mit dem gleichen Gerät gepflanzt werden und welches Pflanzgut soll verwendet werden, sind möglicherweise halb- oder vollautomatische Pflanzenverfahren geeignet und wie ist die Wirtschaftlichkeit – bezogen auf den Einsatzbereich zu werten?
Ist der Einsatz einer Pflanzmaschine für mehrere Kulturen geplant, sollte auf eine möglichst hohe Flexibilität geachtet werden. Dies betrifft vor allem die Möglichkeit zur Veränderung von Reihen- und Einzelpflanzenabstand.
Neben diesen pflanzenspezifischen Anforderungen spielt auch das Anzuchtverfahren eine entscheidende Rolle. Folgende Pflanzgutarten werden unterschieden:
• Nacktpflanzgut (Wurzeln ohne jeglichen Erdanhang)
und
• Ballenpflanzgut (Wurzeln sind mit Anzuchtsubstrat umgeben).
Wichtig für die Bewertung von Pflanzmaschinen sind die Flächenleistung und der Mechanisierungsgrad. Die Flächenleistung des Geräts wird durch die Anzahl der Pflanzelemente/Körper und die Pflanzleistung (angegeben in Pflanzen pro Stunde) bestimmt. Da die Reihen- und Pflanzenabstände kultur- und/oder betriebsspezifisch gewählt werden können, kann die Flächenleistung je nach Kultur und Anbausystem variieren. Mit zunehmendem Mechanisierungsgrad steigt auch die Flächenleistung.
Mechanisierungsgrad und Leistung der Maschinen verhalten sich in aller Regel proportional, so dass automatische Systeme die höchste Flächenleistung erreichen. Allerdings sind diese Systeme meist auch die teuersten.
An eine Pflanzmaschine sind zusätzlich folgende Anforderungen zu stellen:
• Ergonomisch gestalteter Arbeitsplatz für das Pflanzpersonal
• Möglichkeit zur Bevorratung (Magazin) bei gleichzeitiger hoher Flexibilität hinsichtlich des verwendeten Pflanzguts
• Vorratsplattform mit ausreichender Kapazität (maximale Feldlänge)
• Möglichkeit zur Anbringung von Zusatzeinrichtungen
• Stufenlos verstellbare, exakte Tiefen- und Seitenführung
• Vorlaufende Druckwalze zur Rückverfestigung des Bodens
• Doppelrahmen zur versetzten Anordnung von Pflanzelementen oder zur Anbringung von Zusatzeinrichtungen
• Aufhängung mit vertikalem Ausgleich von Bodenunterschieden und einfacher, stufenloser Verstellung des Pflanzabstandes
• Pflanzschar mit kleiner Querschnittsfläche und stufenloser Tiefenverstellung
• Synchronisierter Antrieb von Magazin und Pflanzorgan (Möglichkeit zur Regulierung des Einzelpflanzenabstands)
• Druckrollen zum Andrücken der Pflanzen in den Boden mit der Möglichkeit zur (stufenlosen) Druckverstellung. Zur Schonung der Jungpflanzen sind hier seitlich versetzte Rollen erforderlich
Verschiedene Systeme am Markt
Die am Markt verfügbaren Maschinen können grob in manuelle, halbautomatische und vollautomatische Systeme untergliedert werden:
Manuelle Pflanzmaschinen
Manuelle Pflanzmaschinen sind zumeist die einfachste am Markt verfügbare Bauform. Bei diesen Maschinen müssen zwei Unterformen voneinander abgegrenzt werden:
• Maschinen mit einer mechanischen Vorrichtung zur Erzeugung der Pflanzstelle (Lochstanzgeräte, Nockengeräte)
• Maschinen mit einer mechanischen Vorrichtung zur Erzeugung der Pflanzstelle und zur Pflanzung (Klemmscheibe, Greifer usw.)
Während beim ersten Maschinentyp lediglich ein Loch durch eine Nockenwalze oder eine Stanzeinrichtung erzeugt wird, in das die Pflanze manuell abgelegt wird, erfolgen beim zweiten Maschinentyp auch der Transport zur Pflanzstelle und die Ablage der Pflanze mechanisch. Diese Geräte sind in der Regel mit einer Scheibe, einem umlaufenden Gurtband oder einer Kette ausgestattet, auf der spezielle Greiffinger oder Klemmmechanismen montiert sind. In diese Finger wird die Pflanze manuell eingelegt und durch einen Schnapp- oder Klemmmechanismus fixiert. Die Pflanzorgane transportieren die Pflanze zur Furche, die durch ein vorlaufendes Schar erzeugt wird. Im tiefsten Punkt der Bewegungsbahn wird der Klemmmechanismus gelöst und die Pflanze in die Furche entlassen. Zustreicher und Andruckrollen stellen den Bodenkontakt der Wurzeln und den kapillaren Anschluss des Bodens sicher.
Der Reihenabstand kann bei diesen Maschinen durch ein Verschieben der Pflanzeinheiten auf einer Schiene erreicht werden; der Einzelpflanzenabstand wird durch die Umfangsgeschwindigkeit des Pflanzorgans bestimmt. Da die meisten Maschinen mit einem Kettenantrieb arbeiten, kann dieser durch einen Austausch der Ritzel auf der Antriebswelle verändert werden. Bei Nockengeräten wird der Pflanzabstand durch die Veränderung der Nockenzahl bzw. des Nockenabstands auf der Walze verändert.
Einige dieser Geräte können auch zum direkten Pflanzen durch eine Mulchfolie hindurch verwendet werden, welche durch ein vorlaufendes System gelegt wird. Die Rückverfestigung der Pflanzen ist dabei allerdings unzureichend.
Der große Vorteil dieser Systeme besteht im universellen Einsatzbereich. Da die Pflanzen in der Regel mit den Sprossachsen in den Klemmfingern oder Schnappgreifern fixiert werden, ist die Art des Substrats von sekundärer Bedeutung. Die Größe von möglichen Substratballen kann bei Klemmgeräten durch die Ausformung spezieller Leitbleche vor dem Schar - bei Lochstanzgeräten und Nockenwalzen durch die Größe der Stanze bzw. der Nocken - limitiert sein. Manuelle Pflanzmaschinen sind die einzigen Systeme, mit denen die Pflanzung von Nacktpflanzgut möglich ist.
Nachteile dieser Maschinen sind eine geringe Pflanzleistung sowie eine ergonomisch ungünstige Arbeitsposition bei einigen Modellen. Ein nicht vorhandener Fehlstellenausgleich macht außerdem das Nachpflanzen durch eine oder mehrere Arbeitskräfte für ein gleichmäßiges Arbeitsbild erforderlich. Darüber hinaus ist der Arbeitstakt des Personals streng an die Arbeitsgeschwindigkeit der Pflanzmaschine gekoppelt. Die Sitzrichtung des Pflanzpersonals ist je nach Hersteller und Modell entweder in oder gegen die Fahrtrichtung des Zugfahrzeugs, was für den eigentlichen Pflanzvorgang aber unbedeutend ist.
Halbautomatische Pflanzmaschinen
Halbautomatischen Pflanzmaschinen sind im Vergleich zu manuellen Systemen komplexer aufgebaut, da hier nicht nur die Pflanzung, sondern auch die Zufuhr der Einzelpflanzen zu den Pflanzorganen mechanisiert ist. Hierbei haben sich am Markt Magazinsysteme durchgesetzt, die sich (je nach Ausführung) für die Anwendung verschiedener Ballenformate eignen. Form und Größe der einsetzbaren Ballen sind dabei durch die Geometrie des jeweiligen Magazins vorgegeben. Bei diesen Magazinsystemen sind drei verschiedene Typen in der Praxis gängig:
• Karussell- oder Revolvermagazine
• Becherkettenmagazine
• Klemmbandsysteme
Bei Karussellmagazinen werden die Pflanzen in kreisförmig angeordnete becherartige Behälter eingelegt. Diese werden durch Drehung zu einem Fallrohr befördert, durch das die Pflanzen Richtung Erdboden fallen. Je nach Maschinentyp sind zusätzliche (mit den Magazinen synchronisierte) Auswurfmechanismen vorhanden, die die Pflanze in ihre endgültige Position bringen, bevor der Bodenkontakt mittels Andruckrollen und Zustreicher hergestellt wird. Diese Auswerfer sind als Führungsspeichen oder als Stempel bzw. Exzenter ausgeführt und ermöglichen eine exakte Positionierung des Pflanzguts in der Furche. Da die Fallgeschwindigkeit der Pflanzen als annähernd konstant betrachtet werden kann, ist der Pflanzabstand innerhalb der Reihe ausschließlich von der Umfangsgeschwindigkeit des Magazins abhängig. Die Vorfahrtsgeschwindigkeit ist im Hinblick auf die Pflanzenabstände in der Regel vernachlässigbar, da der Antrieb der Magazine mittels Bodenrad oder Hydrauliksystem mit dieser synchronisiert ist.
Bei Becherkettenmagazinen ist das Funktionsprinzip ähnlich. Anstelle einer umlaufenden Scheibe übernimmt hier aber eine umlaufende Kette den Transport der Pflanzen. Die anschließende Ablage erfolgt entweder durch eine separate Klemmscheibe oder durch direkte Ablage der Ballenpflanzen in die Furche. Auch bei diesen Systemen wird der anschließende Bodenkontakt durch Zustreicher und Druckrollen hergestellt. Der Pflanzabstand innerhalb der Reihe kann durch die Umlaufgeschwindigkeit der Kette reguliert werden. Je nach Hersteller rotieren diese Becherketten entweder in horizontaler oder vertikaler Richtung. Bei exakter Synchronisierung von Vorfahrtsgeschwindigkeit und Kette haben vertikale Systeme den Vorteil, dass die Pflanze exakt in die Furche abgelegt wird, da Verschiebungseffekte des Ballens weitgehend minimiert werden.
Neben diesen beiden Systemen gibt es Bänderpflanzmaschinen, die vor allem bei der Pflanzung von Salat und Porree eingesetzt werden. Hierbei wird der Ballen der Jungpflanzen von zwei parallel laufenden Bändern eingeklemmt und zur Pflanzstelle transportiert, wo dieser losgelassen wird. Der Pflanzenabstand wird durch die Bandgeschwindigkeit bestimmt. Diese Art der Pflanzmaschinen kann jedoch nur mit Erdpresstöpfen betrieben werden.
Bei allen halbautomatischen Maschinen hat das Pflanzpersonal nur noch die Aufgabe, die einzelnen Pflanzen in die Magazine einzulegen. Da diese automatisch umlaufen, ist kein strenger synchroner Arbeitstakt von Personal und Maschine erforderlich. Bei den Magazinen kann vielmehr eine Bevorratung erfolgen, wodurch die Pflanzleistung im Vergleich zu manuellen Geräten deutlich ansteigt. Je nach Ausgestaltung der Magazine ist es bei einigen Maschinen möglich, dass eine Person die Zuständigkeit für zwei Pflanzreihen übernimmt.
Vorteil dieser Systeme ist die deutliche Steigerung der Pflanzleistung und der geringere Personalaufwand. Die Anordnung der Magazine ermöglicht meist eine ergonomische Sitzposition. Dabei bleiben die Maschinen bei Reihenweite und Pflanzenabstand meist ähnlich flexibel wie manuelle Geräte.
Der Nachteil dieser Maschinen ist jedoch, dass je nach Ausgestaltung des Magazins nur bestimmte Ballenformen zur Anwendung kommen können. Die Verwendung von Nacktpflanzgut ist bei dieser Art Pflanzmaschine gänzlich ausgeschlossen. Für einen gleichmäßigen Bestand ist Personal für das Nachpflanzen von Fehlstellen einzuplanen.
Automatische Pflanzmaschinen
Im Vergleich zu allen anderen Systemen bieten automatische Pflanzmaschinen ein Höchstmaß an Leistung und Personalreduktion. Der Hauptunterschied zu den halbautomatischen Systemen besteht darin, dass keine manuelle Beschickung der Pflanzeinrichtung nötig ist, da die Maschine das Pflanzgut selbstständig aus dem Pflanzgutvorrat entnimmt. Hierzu gibt es spezielle Entnahmesysteme, die die Ballenpflanzen aus den Transporteinheiten (Trays) entnehmen und den Pflanzorganen zuführen. Zum Einsatz kommen entweder Systeme, die die Ballenpflanzen aus den Kisten ziehen oder pneumatische Stößel, welche die Ballenpflanzen aus den Trays drücken. Der Pflanzvorgang selbst unterscheidet sich dagegen kaum von den halbautomatischen Systemen. Auch hier kommen entweder Klemmscheiben oder Fallrohre (mit oder ohne Auswerfer) zur Pflanzung zum Einsatz.
Der Antrieb dieser Maschinen erfolgt entweder hydraulisch oder mechanisch über eine Gelenkwelle, da der Leistungsbedarf dieser Maschinen im Vergleich zu manuellen oder halbautomatischen Geräten deutlich höher ist. Die Umlaufgeschwindigkeit der Pflanzorgane wird an die Vorfahrtsgeschwindigkeit des Traktors angepasst.
Das Personal hat bei diesem Pflanzmaschinentyp nur noch Kontrollfunktion und muss für die Bereitstellung der Jungpflanzen sorgen. Technische Einrichtungen übernehmen mittels Sensoren und entsprechender Aktoren den automatischen Fehlstellenausgleich, so dass weiteres Personal zur Nachpflanzung von Fehlstellen nicht mehr notwendig ist.
Problematisch bei diesen Systemen ist die Veränderung des Reihenabstands, der meist nur in einem engen Raster (herstellerabhängig) erfolgen kann. Durch die Spezifität der verschiedenen Komponenten eines automatischen Pflanzsystems ist auch die Auswahl an Pflanzgut eingeschränkt. Je nach Hersteller werden nur bestimmte Anzuchtformplatten (Trays) von einem Gerät unterstützt; die Verwendung von Erdpresstöpfen ist aus Gründen der Ballenstabilität eingeschränkt bzw. nicht möglich. Die Verwendung von Nacktpflanzgut entfällt bei allen automatischen Systemen.
Vorteile dieser Geräte sind die hohe Pflanzleistung und eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit bei gleichzeitiger Minimierung des Personalaufwandes.
Kombinierte Arbeitsverfahren
Für den Anbau von Gemüsekulturen in Beeten oder Dämmen haben Mulchfolien mittlerweile, ebenso wie die Verlegung von Tropfschlauchsystemen zur Bewässerung, eine große Bedeutung erlangt. Es ist daher sinnvoll, beim Kauf einer Pflanzmaschine darauf zu achten, dass gegebenenfalls Systeme zur Folien- oder Tropfschlauchverlegung angebaut werden können. Eine Kombination von Pflanzung und Folien- bzw. Tropfschlauchverlegung kann Arbeitszeit und damit Kosten einsparen. Die meisten am Markt verfügbaren Pflanzmaschinen können darüber hinaus mit Reihendüngerstreuern oder Angießvorrichtungen ausgestattet werden, die eine platzierte Ablage von Düngemitteln in der Pflanzreihe (bzw. genau unter den Pflanzenwurzeln) bzw. eine schnelle Versorgung mit Wasser zum besseren Anwachsen ermöglichen. Optional erhältliche Mikrogranulatstreuer können bei der Ausbringung von Granulat zur Schädlings- oder Krankheitsbekämpfung eingesetzt werden.
Hersteller von Pflanzmaschinen
Die folgende Liste stellt nur eine Auswahl dar und erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit (Stand: Oktober 2009).
Das Internet erlaubt eine schnelle Information und Kontaktaufnahme zu den Herstellern.
Hersteller Internetadresse
Agriplanter, Belgien www.agriplanter.com
Ateliers Ribouleau, Frankreich www.monosem.com
Bärtschi/Fobro, Schweiz www.fobro.com
Basrijs, Niederlande www.basrijs.nl
BCC/Lännen, Finnland www.lannenplantsystems.com
Checchi & Magli, Italien www.checchiemagli.com
Ferrari, Italien www.ferraricostruzioni.com
Gemütec, Deutschland www.gemuetec.de
Gerber Landtechnik, Schweiz www.pflanztechnik.ch
Hortus, Deutschland www.gemuesetechnik.de
Kress, Deutschland www.kress-landtechnik.de
Lauwers/Trinkel, Belgien www.lauwers.eu
Perdu, Deutschland www.perdu-deutschland.de
Dr. Lutz Damerow, Dipl.-Ing. agr. Christian Peveling-Oberhag
Institut für Landtechnik, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
Dr. Martin Geyer, Abteilung Technik im Gartenbau, Leibniz-Institut für Agrartechnik, Potsdam-Bornim e.V. (ATB)
Zum Thema Pflanzmaschinen hat das Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e.V. (KTBL) ein neues Arbeitsblatt mit weitergehenden Informationen erstellt. So werden beispielsweise die Verfahrenskosten für den Jungpflanzentransport, die Grundbodenbearbeitung, die Beetvorbereitung und das Pflanzen selbst ausgewiesen. Eine Übersicht über derzeit verfügbare Pflanzmaschinen und deren Funktionen rundet das Arbeitsblatt 727 ab. Dieses kann im Internet unter www.ktbl.shop.de bezogen werden.
