Vierzig Jahre Fortschritt bei Futtermaschinen

Der Autor ist ein kürzlich emeritierter Professor und Agraringenieur der University of Wisconsin-Madison.

In den 1980er Jahren dominierten gezogene Feldhäcksler das Häckseln von Silage.

Anmerkung der Redaktion: Kevin Shinners war während seiner 40-jährigen Karriere an der University of Wisconsin-Madison ein einflussreicher Sprecher, Erfinder und Forscher. Hier blickt er zurück und zeichnet die Veränderungen in der Futterausrüstung auf, die während seiner Karriere stattgefunden haben, und blickt gleichzeitig in die Zukunft.

In vielerlei Hinsicht sind Heu- und Futtergeräte im Grunde die gleichen wie zu Beginn meiner Karriere vor 40 Jahren, aber heute sind die Geräte ausgeklügelter, intelligenter und produktiver. In den nächsten 40 Jahren werden Ingenieure weiterhin neue Maschinenformen verfolgen und Technologien übernehmen, um die Heu- und Futterernte noch effizienter und produktiver zu machen.

Schneiden und Konditionieren

Ein typischer Sichelmäher-Aufbereiter aus den frühen 1980er Jahren. Die größte Änderung war die Umstellung von Sichel- auf Scheibenmähwerke. In den 1980er und 1990er Jahren gab es einen stetigen Trend zu Scheibenschneidwerken. Mittlerweile sind Sichelschneidwerksmaschinen fast ausgestorben. Eine viel höhere Produktivität hat die höheren Kosten der Scheibenmäher-Aufbereiter mehr als ausgeglichen. Endweiser Transport ermöglicht jetzt Schnittbreiten von bis zu 20 Fuß.

1981 hatten Schwader weniger als 80 Pferdestärken (PS) und ein Aufbereiter und eine Kabine waren nicht einmal Standard. Heutige Schwader haben mehr als 200 PS und können problemlos bis zu 20 Morgen pro Stunde schneiden. Am Traktor montierte Großflächenmäher bieten jetzt Schnittbreiten von über 34 Fuß und können über 35 Morgen pro Stunde ernten – mehr als das Vierfache der typischen Produktivität eines Schwaders von 1981.

Führungssysteme an Traktoren und Schwadern haben dazu beigetragen, Ermüdung zu reduzieren und die Effizienz zu verbessern. Mähaufbereiter sind gute Kandidaten für den autonomen Betrieb, daher könnten wir in Zukunft Flotten mit kleineren Breiten, elektrisch angetriebenen, autonomen Mähaufbereitern sehen.

Langsames, inkonsistentes Trocknen frustriert Heuproduzenten weiterhin. Trotz vieler Entwicklungsanstrengungen ist es den Ingenieuren nie gelungen, die Aufbereiter und die Heutrocknung wesentlich zu verbessern. Die derzeitigen Entwicklungsbemühungen zur Verbesserung der Trocknungsraten sind begrenzt, sodass wir in naher Zukunft wahrscheinlich keine wesentlichen Verbesserungen in diesem Bereich sehen werden.

Ernte und Lagerung

Feldhäcksler erfüllen immer noch die gleichen grundlegenden Maschinenfunktionen wie vor 40 Jahren, aber der Markt hat sich stark von gezogenen zu selbstfahrenden Maschinen verlagert. 1981 gab es neun Hersteller von Pull-Typen, und jetzt sind nur noch zwei Hersteller übrig. Selbstfahrende Erntemaschinen haben immens an Größe und Komplexität zugenommen. Die größte Maschine im Jahr 1981 hatte 325 PS und konnte sechs Reihen ernten. Aktuelle Maschinen erreichen 1.000 PS und können bis zu 12 Reihen ernten.

Die Einführung des Kernel-Prozessors (KP) Ende der 1990er Jahre war eine bahnbrechende Entwicklung. Dieser Mechanismus verbesserte die Wiederkäuer-Stärkeverwertung und ermöglichte eine längere Schnittlänge, um die effektive Faser aus der Stover-Fraktion zu verbessern. Zweifellos hat die KP dazu beigetragen, den verstärkten Einsatz von Maissilage in der Milchration zu beschleunigen.

Feldhäcksler haben nicht nur an Größe, sondern auch an Raffinesse zugenommen. Die Nahinfrarot-Reflexionsspektroskopie (NIRS)-Technologie liefert jetzt an Bord genaue Schätzungen des Feuchtigkeitsgehalts und der Futterbestandteile. In Kombination mit der Massenstrommessung sind Futterertragskarten möglich. Bakterielle Impfmittel können genau angewendet werden, um die Fermentation zu verbessern. Sensoren und Steuerungen führen jetzt den Maschinenpfad und lenken den Auslauf, um den Transporter gleichmäßig zu füllen. Keine dieser Technologien war 1981 auch nur annähernd möglich.

Da Feldhäcksler kontinuierlich entladen, wird die autonome Ernte durch die Notwendigkeit herausgefordert, sowohl den Häcksler als auch die kontinuierliche Flotte von Transportern zu verwalten, die auch über Straßen vom Feld zum Lager bewegt werden müssen. Es wird eine verbesserte Faserverdauung durch fortschrittliche Verarbeitungssysteme untersucht, die die Art und Weise, wie Futter geerntet wird, grundlegend verändern könnte.

1981 dominierte das Turmsilo die Art und Weise, wie wir Silagefutter lagerten, und es gab erstaunliche 16 Hersteller, die Futtergebläse verkauften. Heute stehen viele Turmsilos als leere Monumente einer vergangenen Ära. Etagen- und Sacksilos dominieren wegen höherer Produktivität beim Abfüllen, geringerer Kapital- und Betriebskosten und weniger täglichem Ärger. Diese Lagersysteme trugen dazu bei, die Einführung des Gesamtmischrationssystems (TMR) zu beschleunigen, der vielleicht wichtigsten Änderung in der Ernährung von Milchprodukten in den letzten 40 Jahren.

Ballenpressen

1981 wurde das Ballenpressen von der kleinen Quaderballenpresse (SSB) dominiert. Große Rundballenpressen (LRB) begannen ihren Siegeszug, und die großen Quaderballenpressen (LSB) waren erst vor kurzem eingeführt worden. Es gab einen starken Wechsel zum LRB, da die Hersteller von Heustapelwagen auf fünf zurückgingen und die Verkäufer von LRB auf 13 stiegen. Heute wird der SSB hauptsächlich zur Heuherstellung für den Pferde- und Exportmarkt sowie zur Herstellung von losem Heu verwendet Wagen ist verschwunden. Die dominierende Art und Weise, wie Heu heute verpackt wird, ist die LRB.

Net Wrap wurde in den 1990er Jahren weit verbreitet, und diese Entwicklung verbesserte die Produktivität erheblich und reduzierte Lagerverluste. Vorschneider ermöglichen jetzt eine Größenreduzierung beim Ballenpressen, was die Fütterung und das Mischen verbessert. Die meisten unserer Erntemaschinen sind größer geworden, aber überraschenderweise hat sich die LRB-Ballengröße überhaupt nicht verändert. Wir verwenden immer noch Ballen mit einer Breite von 4 oder 5 Fuß und einem Durchmesser von 4 bis 6 Fuß, die gleichen Größen, die vor 40 Jahren angeboten wurden. Die Ballengröße hat einen großen Einfluss auf die Kosten für das Sammeln, Lagern und Füttern von Heu, daher ist es möglich, dass neue LRB-Größen auf den Markt kommen.

Eine große Veränderung in der Heuverpackung war die Einführung des LSB. Die Entwicklung des intermittierenden Anlegers und des Doppelknoters waren bahnbrechende Technologien, die dazu beigetragen haben, diese Maschinen zu ermöglichen. Interessanterweise trug das Angebot kleinerer Ballengrößen – vom anfänglichen 4x4 bis zum 3x4 oder 3x3 – dazu bei, den Einsatz des LSB zu fördern. Die Dampfanwendung ermöglicht es Heuproduzenten in Trockengebieten jetzt, auch dann zu pressen, wenn kein Tau vorhanden ist.

Das Verpacken und Fermentieren von Silageballen war 1981 praktisch unbekannt. Heutzutage ist die Ballenbildung jedoch eine Reaktion auf den Wunsch der Hersteller, die Zeit zwischen Schneiden und Ballenpressen zu verkürzen, und ihre Frustration über das langsame Trocknen.

Rundballenpressen ohne Unterbrechung ist seit Jahrzehnten ein heiliger Gral für Ballenpressenhersteller. Obwohl einige solcher Maschinen jetzt angeboten werden, sind sie nicht weithin angenommen worden. Die Automatisierung von Traktoren und Anbaugeräten und eine Vielzahl von Produktivitätsverbesserungen haben die Nachfrage nach einer Nonstop-Ballenpresse verringert. Selbstfahrende Maschinen eignen sich für den autonomen Betrieb, aber derzeit wird in den USA nur eine solche Ballenpresse angeboten. Das autonome Sammeln und Bereitstellen von Ballen kann vor dem autonomen Ballenpressen weiter verbreitet werden.

Heukonditionierung

Seitliche Schwader und Radschwader dominierten 1981 die Art und Weise, wie wir Heu zum Häckseln und Ballenpressen in Schwaden legten. Obwohl Radschwader aufgrund ihrer geringen Kosten und Einfachheit nach wie vor beliebt sind, verlieren Seitenschwader an Bedeutung. Fusionen waren 1981 unbekannt, weil sie für die gezogenen Erntemaschinen mit geringer Kapazität, die das Häckseln dominierten, unnötig waren. Es wäre undenkbar gewesen, die Schwaden zu produzieren, die 30, 60 oder 90 Fuß Material verfestigen, die verwendet werden, um den Appetit der heutigen großen selbstfahrenden Erntemaschinen zu stillen. Kreiselrechen und Zettwender, die zuerst in Europa entwickelt wurden, sind heute gängige Methoden zur Verbesserung der Trocknungsraten und der Schwadernte.

Unterwegs verloren

Zu den Systemen, die 1981 in der Praxis eingesetzt wurden, aber stark verblasst sind, gehören Alfalfa-Dehy, Luzerne-Würfel auf dem Feld, Ballentrocknung in der Scheune und lose Heustapelwagen. Einige Technologien versprachen große Veränderungen – wie das schnelle Heutrocknungs-Mazerations- und Mattenbildungssystem und das Alfalfasaft-Probine-System von International Harvester – konnten jedoch technische und wirtschaftliche Hürden nicht überwinden.

Technologie und Kosten

Elektrohydraulische Steuerungen, Motorlastmanagement, integrierte Feuchtigkeits- und Bestandteilssensoren, Maschinenführung, Ertragskartierung und Impfmittelanwendung sind nur einige der Technologien, die die Ausrüstung produktiver, intelligenter und effizienter gemacht haben. Die Anwendung dieser Technologien ist ein Grund dafür, dass die Maschinenkosten stärker gestiegen sind als die Inflationsrate (Tabelle 1).

Die Kosten für Schwader und Feldhäcksler sind stärker gestiegen als die Inflationsrate, weil diese Maschinen so viel größer, leistungsfähiger und produktiver sind. Interessanterweise liegen die Kosten für Traktoren, Schwader und Feldhäcksler inflationsbereinigt bei etwa 1.000 bis 1.200 US-Dollar pro PS und sind damit im Jahr 2021 ungefähr gleich hoch wie im Jahr 1981.

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Dieser Artikel erschien in der April/Mai-Ausgabe 2022 von Hay &Forage Grower auf den Seiten 10 und 11.

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