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Grundlagen der Agrartechnik (Fach) / Land Technik - Fragen aus Skript (Lektion)

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• Einheiten und Begriffe 1 ha = __ a = __ m2 1 t = __ dt = __ kg 1 km2 = __ ha = __ m2 Arbeit = __ [Einheit] oder [ ] Leistung = __ [ ] Drehmoment = __ [ ] 1 ha = 100 a = 10.000 m2 1 t = 10 dt = 1000 kg 1 km2 = 100 ha = 1.000.000 m2 Arbeit = Kraft * Weg [Nm] oder [J] Leistung = Arbeit / Zeit [J/s] oder [W] Drehmoment = Kraft * Hebelarm [Nm]
• Ökonomische Ziele (3 Stück) Verbesserung des Ertrages (Ertragssteigerung) Verbesserung der Arbeitserledigung (Verkürzung der Arbeitszeit) Einsparung von Kosten (durch rationellen Einsatz von Produktionsmitteln)
• Ökologische Ziele (5 Ziele) Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit (z.B. Erosionsschutz) Schutz von Boden, Wasser und Luft (z.B. verlustarme Güllelagerung) Minderung von Lärmbelästigung (z.B. Schalldämmung) Schutz der Tiere und der Landschaft (z.B. tiergerechte Stalleinrichtungen) Schonung fossiler Energieträger und Rohstoffe (z.B. alternative Energiequellen)
• Aufgaben der Bodenbearbeitung (4 Stück) Erhaltung/Verbesserung des Bodengefüges und der Bodenfruchtbarkeit Erhaltung/Verbesserung der Bodengare (Luft- & Wasserführung), Schaffung stabiler Bodenaggregate Herstellen von Lebensbedingungen, Raum und Klima für Kleinlebewesen und mikrobielle Aktivität (Boden erwärmt sich schneller) Entfernen/Einmischen der pflanzlichen Bodenbedeckung
• Bodenbearbeitung - Definition von "Lockern" Aufreißen des Bodens und Erzeugens eines Aufwurfs, wodurch sich das Porenvolumen für Luft und Wasser vergrößert Förderung der Durchwurzelung durch Lockerung von Verdichtungshorzionten
• Bodenbearbeitung - Definition von "Mischen" Einarbeiten "natürlicher" und zugeführten Nähr-/Düngerstoffe und Pflanzenteile; teilweise auch nur Vermischung der oberen Bodenhorizonte
• Bodenbearbeitung - Definition von "Wenden" Vergrößerung des Porenvolumens für Luft und Wasser Einarbeitung von Mineral-/Wirtschaftsdünger Einarbeitgen von Pflanzenrückständen und Ausfallgetreide
• Bodenbearbeitung - Definition von "Unkrautbekämpfung" Unkrautbekämpfung durch Entwurzeln und Vergraben beim Wenden
• Bodenbearbeitung - Definition von "Einebnen" durch Wenden und Lockern entstehen unebene Oberflächen, die zur Befahrbarkeit und für ungestörten Einsatz von Geräten eingeebnet werden müssen Vermeidung von Oberflächenwasseransammlungen
• Bodenbearbeitung - Definition von "Krümeln" Zerkleinern der Bodenaggregate, dadurch Oberflächenvergrößerung Größenanpassung der Bodenaggregate an Saatkörnergröße Herstellung optimaler Bedingungen für Ablage, Keimung, Feldaufgang, Wachstum
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• Bodenbearbeitung - Definition von "Rückverfestigen" Rückverfestigung nach Lockern oder Wenden zur Schaffung eines Anschlusses an die weiterführenden Poren des Unterbodens Rückverfestigung, um Befahrbarkeit zu ermöglichen und Spurbildung zu verringern
• Überschlagsformel nach Schilling Fz = n * FR * ρr + i * k * b * t * √(vf/vo) [N] n = Anzahl der Stützräder (dimensionslos) FR = Aufstandskraft eines Stützrades [N] ρr = Rollwiderstandsbeiwert des Stützrades (dimenisonslos) i = Anzahl der Schare (diemensionslos) k = spezifischer Bodenwiderstand [N/cm2] b = Arbeitsbreite eines Schares [cm] t = Arbeitstiefe [cm] vf = Fahrgeschwindigkeit [m/s] vo = 1 m/s
• Zusatzwerkzeuge zur Bodenbearbeitung beim Pflug Messersech (Anbringung an Rahmen; Wirkung: senkrechtes Vorschneiden des Erdbalkens, seitliche Führung des Pfluges) Scheibensech (an Rahmen; senkrechtes Vorschneiden des Erdbalkens, Durchschneiden von Pflanzenresten) Anlagesech (an Anlage, senkrechtes Vorschneiden des Erdbalkens, seitliche Führung des Pfluges, weniger Verstopfungen) Düngereinleger (an Rahmen; Einlegen von Stalldung, Gründünger oder Vorfruchtrückstände) Strohleithorn und Einlegestreichschiene (an Rahmen oder Streichblech; Einlegen von sperrigen Vorfruchtsrückständen, Verhinderung von Verstopfungen)
• Stoppelbearbeitung - Ziele - Geräte Ziele: Dient der Unterbrechung der Kapillaren (Einsparung von Wasser) Einmischen der Erntereste in den Boden zur besseren Verrottung Vermeidung von Strohmatten unter dem Pflughorizont besseren Auflauf der vor und bei dem Drusch ausgefallenen Samenkörner    Geräte: (Scheiben-)Grubber, Kurzscheiben-, Scheiben- und Spatenrolleggen
• Sekundärbodenbearbeitung (Saatbettbereitung) herrichten eines Saatbettes grobe Erdschollen zerkleinern und einebnen Rückverfestigung des Bodens unterhalb des Saathorizontes (Anschluss des Saatkorns zur wasserführenden Bodenschicht) Krümelung des Bodens im Saathorizont (zur exakten Ablage der Saatkörner und des Kontaktes zur Erde; Vermeidung von Hohlräumen wo Saatgut fallen und zu verzögerter Keimung führen könnte)
• Jeweils drei Typen von rotierenden Bodenbearbeitungsgeräten mit vertikaler bzw. horizontaler Drehachse vertikaler Drehachse: Kreiselegge, Kreiselgrubber, Rüttelegge horizontaler Drehachse: Zinkenrotor (Rotortiller), Fräse, Taumelegge
• Vorteile von angetriebenen Bodenbearbeitungsgeräten bessere Nutzung der Motorleistung Vermeidung von Schlupf Einstellung eines gezielten Arbeitseffektes vielseitige Verwendung in Kombi mit Sämaschinen kurze Bauweise Krümmeleffekt von Vorfahrtsgeschwindigkeit und Werkzeugschwindigkeit abhängig
• Reduzierte Bodenbearbeitung + Beispiele Bodenbearbeitungsverfahren zum Einsparen von Enerige und Arbeitszeit wegen steigender Energie- und Arbeitskosten und sinkender Preise der landwirtschaftlichen Produkte Beispiele: Pflugverzicht oder Ersatz durch Grubber Arbeitsgang mit angetriebenen Geräten Direktsaat ohne Bodenbearbeitung untere Schicht der Bodenkrume mit Zinken und Flügelscharen zu lockern und Oberfläche mit einer Rotoregge krümmeln und durchmischen
• Vor und Nachteile von rotierenden Bodenbearbeitungsgeräte mit vertikaler bzw. horizontaler Drehachse Vertikale Drehachse (Kreiselegge und Kreiselgrubber) Vorteile: gute Einebnung der Bodenoberfläche längs und quer zur Fahrtrichtung Nachteile: bedingte Einmischung von Pflanzenrückständen Horziontale Drehachse (Fräse, Zinkenrotor, Sichelmesserrotor) Vorteile: gute Einmischung von Pflanzenrückständen Nachteile: bedingte Einebnung der Bodenoberfläche längs und quer zur Fahrtrichtung --> Bodenwellen
• Ziele der Sätechnik gleiche Umweltbedingungen für jede Pflanze des Bestandes gleichmäßiger Standraum hoher und gleichmäßiger Feldaufgang gleichmäßige Tiefenablage --> Anschluss zur Feuchtigkeit 
• Formen der Aussaat + kurze Beschreibung Drillsaat: Saatkörner zufallsverteilt in schmalen Reihen Bandsaat: Saatkörner zufallsverteilt in Bändern von mehreren cm Breite Breitsaat: Saatkörner zufallsverteilt auf der ganzen Fläche Einzelkornsaat (EKS): Pflanzen innerhalb der Reihe den gleichen Abstand und Abstand zwischen den Pflanzenreihen durch den Scharabstand vorgegeben- Reihensaat mit Einzelkornablage- Gleichstandsaat mit Einzelkornablage
• Anforderungen an einen Mineraldüngerstreuer gleichmäßiges Ausbringen und Verteilen des Düngers (bei schneller/langsamer Geschwindigkeit, voll/teil-gefülltem Vorratsbehälter, geringer/hoher Streumenge) ausreichendes Fassungesvermögen des Dünger-Vorratsbehälters kein Entmischen des Düngers Anpassung an unterschiedlich hohen Pflanzenbeständen  einfaches und sicheres Einstellen der Düngergaben Möglichkeit zum Streuen von Teilbreiten Unempfindlichkeit gegen Korrosion, leichtes Reinigen geringe Bodenbelastung hohe Flächenleistung --> hohe Schlagkraft --> termingerechte Düngung angemessener Anschaffungspreis
• Formel für die Ausbringmenge von Dünger mA= m / (vF * bS) = ρ * Aa * vA * Ψ / (vF * bS)  [kg/ha] m = Düngerdurchsatz (Masse pro Zeit) vF = Fahrgeschwindigkeit bS = Arbeitsbreite  ρ = Dichte Aa = Austrittsfläche  vA = Durchflussgeschwindigkeit Ψ = Minderleistung (für verschiedene Formen des Düngers) 0,2 - 0,3 staubförmig 0,2 - 0,5 gekörnte Düngemittel
• Generelle Anforderungen an die Pflanzenschutztechnik (Applikationstechnik) hoher Wirkungsgrad genaue Längs- und Querverteilung hohe Schlagkraft geringer Wasseraufwand & Wassertransport Boden- und pflanzenschonender Einsatz; geringe Abdrift MInderung von Nachtropfen der Düsen und Restmengen (Entsorgung) Computergestützter Verfahren (GIS, GPS) zur Steuerung der Ausbringung Überwachung durch TÜV, Sachkundenachweis und Zulassung der Geräte
• Anforderungen an die Verfahren des chemischen Pflanzenschutzes Ökonomische, Produktionstechnische und Ökologische Anforderungen
• Ökonomische Anforderungen an den chemischen Pflanzenschutz Senkung der Produktionskosten und des Kapitalaufwandes Reduzierung des Arbeitkraft-Bedarfs Arbeitserleichterung
• Produktionstechnische Anforderungen an den chemischen Pflanzenschutz Sicherung (und Steigerung) der Nahrungsmittelproduktion Qualitätssicherung der Nahrungsmittel Haltbarkeit der Erntegüter verstärkter Anwenderschutz
• Ökologische Anforderungen an den chemischen Pflanzenschutz Schonung von Nützlingen Erhalt des natürlichen Lebensraums (Flora, Fauna) Vermeidung von Rückständen in Nahrungsmitteln Vermeidung von Boden-, Luft- und Wasserbelastungen
• Physikalische Effekte beim Einsatz von Pflanzenschutzmitteln Temperatur und Luftfeuchtigkeit beeinflussen das Tropfenvolumen nach Düsenaustritt Blattstellung, Oberflächenbeschaffenheit und Benetzungseigenschaften beeinflussen Abprallen, Abrollen oder das Anhaften an der Oberfläche Tropfen ‹ 100 μm sind stark Abdrift gefährdet
• Die verschiedenen Spritzsysteme Flächenspritzung Reihenspritzung (nach dem Auflaufen) Bandspritzung (vor dem Auflaufen) Unterblattspritzung Sonderbauarten für Spezielbehandlungen
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• Traktor - Blockbauweise Gehäuse von Motor, Kupplung, Getriebe und Hinterachse direkt miteinander zur tragenden Einheit verbunden (Stützrahmen möglich) kostengünstige Herstellung Radeinschlag nicht durch Rahmen eingeschränkt überschaubare Komplexität (Motor und Getriebe als fahrzeugtragende Elemente)
• Traktor - Rahmenbauweise ein Rahmen trägt alle Aggregate und nimmt die resultierenden Kräfte und Momente zwischen Vorder- und Hinterachse auf Verwendung von Großserienbaugruppen z.B. Motor, Getribe flexibel in der Konzeption sowie für Varianten und Zusatzausrüstung elastische Lagerung der Baugruppen (Schwingungen, Geräusche) Achsfederungen leichter realisierbar 
• Traktor - Halbrahmen die mit einem Rahmen nach vorn verlängerte Hinterachsbaugruppe bildet die tragende Einheit Hinterachse als hochintegrierte Baugruppe (Getriebe/Achse/Kraftheber) Verwendung von Großserienbaugruppen (z.B. Motor)- Einbau mit elastischer Lagerung im Rahmen Vorderachsfederung konzeptionell freier realisierbar
• Wie können die Geräte am Traktor angebracht werden? (3 verschiedenen Varianten) Angehängt reine Zugkraft mögliche zusätzliche Belastung der Hinterräder: 10 - 20% Aufgesattelt Zugkraft und auch Zapfwellenleistung (z.B. Ladewagen, Häcksler, Presse) zusätzliche Belastung: 20 - 40% Stützlast beachten Angebaut Straßenfahrt: alle Last vom Traktor getragen Arbeitsstellung:  Zugkraft und Zapfwellenleistung (Ausnahme: Bodenbearbeitung) zusätzliche Belastung: 30% (ohne Regelung) bis 80% (mit Regelung) Stützlast beachten
• Erforderliche Motorleistung (Perf) zur Überwindung einer bestimmten Zugleistung Perf = PZ / (nG * nT * λ)  [kW] λ = Motorauslastung nG = Getriebewirkungsgrad nT = Fahrwerkswirkungsgrad
• Systematik von Verbrennungsmotoren - Art des Prozesses Offener Prozess Arbeitsmedium = Brennstoff-Luft-Gemisch muss nach Arbeitsleistung erneuert werden Innere Verbrennung (Arbeitsraum = Verbrennungsraum) Bsp. Hub- und Rotationskolbenmotoren   Geschlossener Prozess Arbeitsmedium durchläuft geschlossenen Kreislauf Äußere Verbrennung (Verbrennung erfolgt außerhalb des Arbeitsraumes) Bsp. Stirlingmotor
• Systematik von Verbrennungsmotoren - Art des Ladungswechsels 4-Takt-Verfahren Ansaugen Verdichten Expandieren Arbeitstakte Ausschieben 2-Takt-Verfahren Verdichten und Ausschieben Expandieren und Ansaugen Ladungswechsel erfolgt zwischen den Arbeitstakten
• Systematik von Verbrennungsmotoren - Art der Leistungsregelung Quantitätsregelung:  Gemischmenge wird verändert Zusammensetzung des Gemisches bleibt weitgehend konstant Drosselregelung Ottomotor Qualitätsregelung Mischungsverhältnis aus Kraftstoff und Luft wird veränder Gemischregelung Dieselmotor
• Turbolader Erhöht Luftdruck und damit Sauerstoffgehalt im Verbrennungsraum Leistung des Motors wird gesteigert
• Wirkung der Ladeluftkühlung beim Turbolader Kühlt Ladeluft aus dem Verdichter (Turbolader) ab erhöht den Sauerstoffgehlat im Verbrennungsraum
• Aufgaben der Abgasrückführung beim Turbolader Anteil von inertem Gas im Verbrennungsraum steigt mindert die Stickoxid-Entstehung während der Verbrennung
• Vor- und Nachteile des tangentialen Dreschsystems (beim Mähdrescher) Vorteile erprobte Baugruppe verschiedene Leistungsklassen Schüttlerhilfen oder rotierende Zusatzabscheider schonende Strohbehandlung (Hordenschüttler) geringerer Einfluss der Erntegut- und Strohhandlung universales Dreschprinzip Nachteile Dreschwerk-Breite durch mögliche Gesamt-Maschinenbreite (3m nach StVO bzw. Reifeninnenmaß) begrenzt Hordenschüttler nicht beliebig vergrößerbar; begrenzt die mögliche Druschleistung ab bestimmter Druschleistung steil ansteigende Körnerverlustkurve Bauaufwand hoch
• Dreschsysteme Axial Dreschsystem Tangentiales Dreschsystem Hybrid-Dreschsystem
• Axiales Dreschsystem Druschgut wird axial zwischen Dreschtrommel und Korb geführt Kompromis zwischen Dreschdrehzahl im vorderen Abschnitt des Rotors und Abscheidedrehzahl im hinteren Teil des Rotors möglich: unterschiedliche Rotor-/Gehäusedurchmesser im Gutverlauf oder rotierende Körbe zur Erhöhung der Abscheiderate
• Tangentiales Dreschsystem Dreschtrommel liegt quer im Mähdrescher Druschgut wird im 90° Winkel zur Drehachse geführt nach 1/2 bis 3/4 Umdrehung verlässt ausgedroschenes Stroh die Trommel --> weiteres Abscheidesystem benötigt
• Hybrid-Dreschsystem Drusch in einer oder mehreren tangentialen Dreschtrommeln danach durchläuft Erntegut einen oder mehrere Abscheiderotoren intensivere Trennung von Spreu und Stroh gegenüber Schüttler stärkerer Strohbruch belastet Reinigung --> Drehzahl der Abscheiderotoren muss Erntebedingungen angepasst werden (Kompromiss zw. Abscheidung & Durchsatz)
• Vor und Nachteile Axial-Dreschsysteme (Mähdrescher) Vorteile  günstiges Verlustverhalten bei hoher Druschleistung Drusch- und Trennvorrichtung in einem rotierenden Bauteil, mit vollständig umschlungenem Rotor kurze, kompakte Bauweise schonender Ausdrusch besonders für Körnermaisdrusch geeignet Nachteile aggressive Behandlung des Strohs Probleme bei feuchtem Stroh nur bei Hochleistungs- Mähdrescher in Anwendung höherer Anschaffungspreis höherer Treibstoffverbrauch
• Aus welchen direkten und indirekten/grauen Energien setzt sich der Energieverbrauch in der Landwirtschaft zusammen? Direkte Energien Diesel, Benzin Heizöl (Gewächshäuser/Ställe) Gas Elektrizität Erneuerbare Energien Indirekte/graue Energien Bereitstellung direkter Energien Maschinen, Geräte, Motoren Gewächshäuser, Lager, Ställe Mineraldünger (N, P, K, Kalk) Pflanzenschutzmittel importiertes Getreidesaatgut importierte Futtermittel
• Kreiselgrubber vs. Kreiselegge Kreiselgrubber stabillere Bauart Anordnung der Zinken auf Griff höhere Anschaffungskosten beschränkte Arbeitsbreite geringere Geschwindigkeit höherer Verschleiß Kreiselegge: schleppende Anordnung der Zinken
• Rüttelegge eher für leichtere Böden kein rotierendes Werkzeug, sondern zwei Zinkenschienen die sich gegenainander hin und her bewegen

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