Donnerstag, 24. Oktober 2019
Arbeitsgemeinschaft Landtechnik und Landwirtschaftliches Bauwesen in Bayern e.V.

Erfahrungsbericht aus der Praxis

Effizienzsteigerung in der Getreideernte

Der in den oberbayrischen Landkreisen Ingolstadt, Eichstätt und Neuburg a.d. Donau wirtschaftende landwirtschaftliche Betrieb von Mathias Zech nutzt seit mittlerweile vier Jahren ein Telemetriesystem auf seinem Mähdrescher zur Dokumentation, Analyse und Optimierung der Getreideernte. Um die Eindrücke und Erfahrungen des Betriebs zum Einsatz eines Telemetriesystems einordnen zu können, sollen zunächst einige Eckdaten zur eingesetzten Technik und den beernteten Schlägen beerntet werden:

  • Mähdrescher: CLAAS LEXION 620, Schneidwerk: 6,20 m
  • Verwendetes Telemetriesystem: CLAAS Telematics inkl. Ertrags- und Dieselverbrauchsmessung
  • mittlere Schlaggröße: 1,4 ha (min. 0,3 ha / max. 8,9 ha)
  • Maximale Hof - Feldentfernung: 15 km
  • Getreidetransport: überwiegend Schleppergespanne mit Dreiseitenkippern (10-, 12- und 18-Tonner)

Zur Realisierung einer hohen Feldeffizienz muss der Anteil an Stillständen, Wende- und Umsetzzeiten eines Mähdreschers auf ein Minimum reduziert und die tatsächliche Prozesszeit des Mähdreschers im Bestand maximiert werden. Diese Herausforderung ist auf vielen bayerischen Betrieben in kleinstrukturierten Regionen besonders groß. Niedrige Prozesszeitanteile an der Betriebszeit eines Mähdreschers verursachen hohe Erntekosten und machen die Getreideernte zu einem großen Kostenfaktor im Getreideanbau.

Ziel der Anschaffung eines Telemetriesystems im Betrieb Zech war eine Effizienzsteigerung des Ernteprozesses. Dazu sollte zunächst der tatsächliche Prozesszeitanteil an den Betriebsstunden des eingesetzten Mähdreschers ermittelt werden. Die automatische Erfassung, Dokumentation und Analyse sämtlicher Betriebsparameter des Mähdrescher mithilfe von CLAAS Telematics ermöglichte eine einfache Untersuchung der Betriebszeit.
Die aufgezeichneten Daten aus dem ersten Anwendungsjahr zeigten schnell, dass sich die effektive Prozesszeit der Maschine im Getreidebestand (ohne Wende- und Abtankzeiten) aufgrund enorm hoher Umsetz- und Rüstzeiten im Mittel der Erntetage auf gerade einmal 50% der Betriebszeit bewegte. Telematics unterteilt die Betriebszeit der Maschine dabei in effektive Prozesszeit, Wendezeit, Fahrtzeit und Stillstände. Nur zum Vergleich: Ostdeutsche Großbetriebe realisieren bis zu 80 % effektive Prozesszeit.

Kostenanalyse Betriebszeit und Kosten

Es wird angenommen, dass sich bei einer jährlichen Auslastung des Mähdreschers von etwa 170 Betriebs-stunden die Gesamtkosten des Mähdreschers (inkl. Kraftstoff, Personal und Versicherung) auf etwa 240 € je Arbeitsstunde im Feld, etwa 75 €/h für Fahr- bzw. Umsetzzeit und ca. 50 €/h für Stillstandszeit (tägliche Wartung und Rüstung) bewegen. Bei einer mittleren Flächenleistung von etwa 1,8 ha/h in mittleren Winterweizenbeständen (Ertrag ~80 dt/ha) belaufen sich die reinen Erntekosten auf etwa 135 €/ha. Der von Telematics ermittelte, realisierte Korndurchsatz während der Prozesszeit beträgt dabei knapp 20 t/h.

Verlauf von Durchsatz und Flächenleistung während eines Weizenerntetags (gleitender Mittelwert inkl. Fahrt- und Umsetzzeiten)
Verlauf von Durchsatz und Flächenleistung während eines Weizenerntetags (gleitender Mittelwert inkl. Fahrt- und Umsetzzeiten)

Die mittlere Betriebszeit des Mähdreschers im Betrieb Zech an einem durchschnittlichen Weizen - Erntetag beläuft sich auf etwa 12 Betriebsstunden. Mit einem ermittelten Prozesszeitanteil von knapp 50 %, einem Wendezeitanteil von 10 % und einem Zeitanteil von 3 % für das Abtanken im Stillstand errechnen sich folgende Parameter:

Prozesszeit (50 %) + Abtankzeit im Stillstand (3 %) + Wendezeit (10 %) = Feldarbeitszeit (63 %)

Demnach ergibt sich bei einer mittleren Flächenleistung von 1,8 ha/h, 12 Betriebsstunden pro Tag und einem Feldarbeitszeitanteil von 63 % eine Tagesflächenleistung von 13,5 ha. Die übrige Betriebszeit setzt sich aus 3 Stunden Fahrt- und Umsetzzeit (25 %) und 1,4 Stunden Stillstandszeit für Rüstung am Feldrand sowie tägliche Maschinenwartung vor Arbeitsbeginn (12 %) zusammen. Für einen durchschnittlichen Erntetag summieren sich die obengenannten Kosten mit den jeweiligen Betriebszeitanteilen:

1800 € Feldarbeit (7,5 h) + 225 € Fahrtzeit (3 h) + 70 € Stillstand (1,4 h) = 2095 € Gesamterntekosten

Bei einer errechneten mittleren Tagesflächenleistung von 13,5 ha belaufen sich die Gesamterntekosten inkl. Fahr- und Stillstandszeiten auf durchschnittlich 155 €/ha. Es stellt sich die Frage, wie diese Kosten gesenkt werden können.

Optimierung von Betriebszeit und Erntekosten

Die Analyse der Betriebszeiten und Fahrspuren des Mähdreschers mithilfe des Telemetriesystems brachte die Erkenntnis, dass der Hauptzeitverlust im Mähdrusch des Betriebs Zech den hohen Fahrt- und Umsetzzeiten geschuldet ist. Der Betriebszeitanteil von 3 % für die Korntankentleerung am Vorgewende bewegte sich hingegen auf einem sehr niedrigen Niveau, während auf ostdeutschen Großbetrieben mit leistungstarken Großmähdreschern häufig mehr als 10 % der Betriebszeit für das Abtanken im Stand benötigt werden.

Dementsprechend lag der Fokus der Betriebszeitoptimierung im Betrieb Zech auf der Untersuchung der hohen Fahrt- und Umsetzzeiten. Eine genauere Betrachtung der räumlichen Anbauverteilung mit entsprechender GIS-Software machte eine starke Streuung der unterschiedlichen Kulturen auf den Betriebsflächen deutlich, die zu den enorm hohen Fahrt- und Umsetzzeiten des Mähdreschers führten. Um die starke Streuung reduzieren zu können, wurde die Anbauplanung für die Folgejahre dann mithilfe einer Schlagkartei mit entsprechendem GIS-Tool durchgeführt und die Schläge in sogenannte Gewanne unterteilt, die dann einheitlich mit der gleichen Kultur bestellt wurden.

Die Beerntung der in Gewannen gegliederten Flächen ermöglichte in den Folgejahren eine enorme Steigerung der realisierten Prozesszeit aufgrund einer deutlichen Senkung der Umsetz- und Rüstzeiten. Ein Vergleich der Betriebszeit des Mähdreschers vor und nach der Anbauoptimierung soll in der nachfolgenden Grafik dargestellt werden. Dabei wurde jeweils ein Erntetag vor und nach der Gliederung der Flächen in Gewannen exemplarisch ausgewählt und mithilfe der Betriebszeitanalyse in Telematics dargestellt.

Optimierung der effektiven Prozesszeit des Mähdreschers (links Betriebszeitzusammensetzung vor, rechts nach der Flächengliederung)
Optimierung der effektiven Prozesszeit des Mähdreschers (links Betriebszeitzusammensetzung vor, rechts nach der Flächengliederung)

Die Grafik zeigt, dass die effektive Prozesszeit der Maschine bei nahezu gleichgebliebener Stillstandszeit für die tägliche Maschinenwartung deutlich angestiegen ist. Durch die verbesserte Ausnutzung der Betriebszeit wurde die jährliche Maschinenauslastung auf etwa 155 Betriebsstunden gesenkt, die dann im dritten und vierten Jahr durch zusätzliche Druschfläche wieder auf 170 Betriebsstunden gesteigert wurde.

Abschließend soll nun noch betrachtet werden, wie sich die Erntekosten durch die optimierte Verteilung der Kulturen auf den Flächen verändert haben. Hierbei wird angenommen, dass durch die Senkung der Maschinenauslastung von 170 auf 155 Betriebsstunden die Maschinenkosten auf etwa 260 € je Arbeitsstunde im Feld und etwa 80 €/h für Fahr- bzw. Umsetzzeit gestiegen sind. Stillstandszeiten für die tägliche Wartung werden nach wie vor mit 50 je Betriebsstunde kalkuliert.

Prozesszeit (65 %) + Abtankzeit im Stillstand (3 %) + Wendezeit (12 %) = Feldarbeitszeit (80 %)

Für einen Weizenerntetag mit 12 Betriebsstunden bei näherungsweise gleichem Korndurchsatz und gleicher Flächenleistung von 1,8 ha/h erreichte der Mähdrescher eine Tagesflächenleistung von etwa 17,3 ha. Die Gesamtkosten eines Erntetages errechnen sich wie folgt:

2490 € Feldarbeit (9,6 h) + 95 € Fahrtzeit (1,2 h) + 60 € Stillstand (1,2 h) = 2645 € Gesamterntekosten

Bei einer errechneten mittleren Tagesflächenleistung von 17,3 ha konnten die Gesamterntekosten inkl. Fahr- und Stillstandszeiten von durchschnittlich 155 €/ha durch die optimierte Anbauverteilung auf 152 €/ha gesenkt werden.

Die Steigerung der Maschinenauslastung auf 170 Bh/a (= Betriebsstunden pro Jahr) durch Erweiterung der Druschfläche in den Folgejahren ließ die Arbeitskosten auf etwa 240 €/h fallen. So konnten die Gesamterntekosten bei gleichbleibender Tagesflächenleistung von 17,3 ha an einem mittleren Weizenerntetag auf 2460 € in Summe und 142 €/ha gesenkt werden.

Stand: Januar 2019; UR: G. Streicher, ALB Bayern e.V.