Robotik im Zuckerrübenanbau – Feldroboter für eine nachhaltige Unkrautkontrolle
Einleitung
Der Zuckerrübenanbau steht aktuell vor großen Herausforderungen. Neben der Wirtschaftlichkeit sind im Anbau Krankheiten und Schädlinge wie der SBR/Stolbur-Komplex und Cercospora, aber auch die Unkrautbekämpfung für die Anbauer von größter Bedeutung. Die Anzahl zugelassener Pflanzenschutzmittel geht zurück, steigende Lohnkosten und die Verfügbarkeit von Handarbeitskräften sind vor allem im ökologischen Anbau eine Herausforderung. Hackroboter gelten als eine der vielversprechendsten Innovationen. Sie sind im ökologischen Anbau immer häufiger im Einsatz, um die aufwendige Handarbeit durch intelligente Hacksysteme zu ersetzen.
Das von der Südzucker Landwirtschaft geführte Versuchsgut in Kirschgartshausen hat in den letzten Jahren einen Schwerpunkt im Test alternativer Verfahren der Unkrautbekämpfung gesetzt. Angefangen mit den am Schlepper angebauten Systemen zum Hacken in der Reihe (Garford, Steketee) über das klassische Verfahren mit Hacke und Bandspritzung, hin zu neuen Ansätzen zur Unkrautbekämpfung wie SpotSpray (ecorobotix) oder mit Strom (Zasso). Sehr interessant sind die autonomen Systeme von Farmdroid aus Dänemark, Farming Revolution aus Deutschland und Naio Technologies aus Frankreich. Ziel ist es, die neuen Verfahren in Kombination bzw. im Vergleich nebeneinander im Feld zu testen und damit Erfahrungen und Versuchsergebnisse für die Praxis zu sammeln.
Feldrobotik im Vergleich
In den letzten Jahren wurden auf dem Versuchsgut zwei autonome Systeme intensiv getestet. Die Hersteller haben die Geräte von Jahr zu Jahr weiterentwickelt. Während Farmdroid mit dem FD20 ein spezialisiertes System zur Aussaat und zum Hacken von Zuckerrüben entwickelt hat, das auf der Basis von GPS funktioniert, ist das von farming revolution angebotene System, der farming GT, mit Kameras ausgestattet, um Unkräuter und Kulturpflanzen zu erkennen. Dieser nutzt künstliche Intelligenz (KI) und kann in über 100 Kulturen eingesetzt werden. Dadurch ist die Aussaat vom Roboter unabhängig und kann mit praxisüblicher Technik durchgeführt werden. Der Farmdroid hingegen muss selbst aussäen, um mit hoher Präzision das Saatgut punktgenau abzulegen. Der Vorteil beider Systeme ist das Hacken in der Reihe bis sehr dicht an die Kulturpflanze heran, ohne diese zu schädigen. Neu ist die Kombination von exaktem Hackroboter mit punktgenauer Applikationstechnik. Neben Pflanzenschutzmitteln können auch Nährstoffe in flüssiger Form ausgebracht werden. Die Aufwandmengen im Vergleich zur flächigen Anwendung können um über 90% reduziert werden.
Praxisversuche zur Unkrautbekämpfung
Neue Technik erfordert neue Versuchdesigns. Die Parzellenversuche mit drei oder sechs Reihen auf sechs Metern Länge sind zu klein, um die bis zu drei Meter langen Hackroboter praxistauglich zu testen. Deshalb wurde in Kirschgartshausen ein deutlich größeres Felddesign entwickelt, mit Parzellen von 50 m Länge und zwölf Reihen Breite in einer vollständig randomisierten Blockanlage mit vier Wiederholungen. Pro Variante wurden in der Mitte der 270 m² großen Parzellen Boniturfenster angelegt. Neben der aufgetretenen Verunkrautung wurde die Bestandsdichte nach jedem Behandlungstermin erfasst. Beim Vergleich mit der unbehandelten Kontrolle können so der Bekämpfungserfolg ermittelt und gleichzeitig mögliche Schäden an der Kulturpflanze dokumentiert werden.
Die Südzucker Landwirtschaft kann bereits seit 2020 auf Ergebnisse zur alternativen Unkrautbekämpfung mit Feldrobotern zurückgreifen. Die in den Balkendiagrammen dargestellten Ergebnisse aus den letzten drei Versuchsjahren sind aufgrund der mittlerweile weiterentwickelten Systeme vergleichbar und aussagekräftig. Als blauer Balken dargestellt sind die Ergebnisse der Unkrautbonitur des Farming GT, in grün abgebildet die Mittelwerte der Bonituren aus den mit dem Farmdroid bearbeiteten Parzellen und in grau die unbearbeitete Kontrolle. Auf den Nullparzellen wurden keinerlei unkrautkontrollierende Maßnahmen durchgeführt. In allen drei Jahren mit sehr unterschiedlichem Unkrautdruck führten die Arbeiten der Hackroboter zu einer signifikanten Reduktion der Unkräuter. Die Wirkung der Bearbeitungen lag dabei zwischen 90 % und bis zu knapp 98 %. Damit waren die autonomen Maschinen mit ihren Ergebnissen in zwei von drei Versuchsjahren vergleichbar mit den drei standardisierten Herbizidbehandlungen im Nachauflauf. Bei sehr starkem Unkrautdruck wie im Jahr 2025 war es den Robotern nicht möglich, die Flächen bis auf die letzte Unkrautpflanze zu bereinigen.
Schaut man sich die Verluste der Kulturpflanzen an, schneiden die Hackroboter ebenfalls positiv ab. Sie arbeiten deutlich sensitiver als die herkömmliche mechanische Bearbeitung mit Hacke und Striegel, welche die Zuckerrüben signifikant schädigte. Die Ergebnisse des Farmdroid zeigen, dass die Verluste in allen drei Jahren nicht signifikant unterschiedlich zur unbearbeiteten Kontrolle waren. Der kamerabasierte Farming GT schnitt ähnlich gut ab, hatte aber im Jahr 2025 mit hohem Unkrautdruck mehr Verluste an Zuckerrüben. Eine Bestandsdichte über 90 Tausend Pflanzen pro ha wie beim farming GT lässt noch keine negativen Effekte auf den Ertrag erwarten. Der Vorteil der etwas aggressiveren Hackwerkzeuge des farming GT liegt in der Bekämpfung auch noch größerer Unkräuter.
Empfehlungen für die Praxis
Die Versuche haben gezeigt, dass über drei Jahre mit sehr unterschiedlicher Verunkrautung eine signifikante Reduktion der Unkräuter durch beide Hackroboter erreicht wurde. Mit einem Bekämpfungserfolg von über 90 % und gleichzeitig geringen Pflanzenverlusten ist eine deutliche Einsparung der Handhackstunden im ökologischen Anbau zu erzielen. Neben den sehr positiven Versuchsergebnissen ist die Nutzung der autonomen Hacksysteme in der Praxis allerdings oft eingeschränkt möglich und muss betriebsspezifisch durchdacht werden. Zum einen ist die Leistungsfähigkeit aufgrund der Arbeitsbreite und der Geschwindigkeit begrenzt. Am besten gelingt der Einsatz dabei auf ebenen und großen Flächen mit wenig Wendezeiten für den Roboter. Zum anderen ist das Arbeiten mit den Hackrobotern auf Seitenhängen, Flächen mit Steinen oder Mulch nicht zu empfehlen. Das Thema alternative Unkrautbekämpfung wird bereits in der Praxis weiter gedacht. Es gibt erste konventionelle Betriebe, die Erfahrungen mit der neuen Technik in Kombination mit SpotSpray sammeln. Aktuell ist dieses Verfahren trotz der hohen Einsparmöglichkeiten im Pflanzenschutz nicht wirtschaftlich umsetzbar.
Die neuen Technologien entwickeln sich jedoch ständig weiter und damit steigt auch die Einsatzsicherheit. Weitere Systeme wie der Ara von ecorobotix oder auch die Möglichkeit die Unkrautkontrolle mit einer klassischen Spritze Bandspritzung oder SpotSpraying durchzuführen sind in der Entwicklung und können genauso Teil einer innovativen Lösung für den Zuckerrübenanbau der Zukunft sein wie bspw. die Drohnenbonitur von Distelnestern, die anschließend mit der eigenen Spritze bekämpft werden.
Dr. Peter Risser
Südzucker AG