Magazin Grünfutter- und Weidetechnik

Fahrsilo :

Mit dem „Hintern“ verdichten – reicht das aus?

Beim Anlegen eines Silos gilt es, mit der Anlieferung Schritt zu halten und trotzdem eine gleichmäßig hohe Verdichtung zu erreichen. Gerätehersteller bieten dazu verschiedene Lösungen an. Wissenschaftler arbeiten an Verfahren zur Dichtemessung bereits während der Einlagerung des Siliergutes.

Fahrsilo: Mit dem „Hintern“ verdichten – reicht das aus?

Sind auf großen Silos mehrere Fahrzeuge zum Verteilen und Verdichten im Einsatz, müssen sich die Fahrer gut miteinander abstimmen.

Breite Reifen an den Walzfahrzeugen heben einen Teil der Druckwirkung auf das Siliergut durch die Lastverteilung auf. In Vergleichen erzielten Radlader jedoch einen höheren Flächendruck als Traktoren.

Breite Reifen an den Walzfahrzeugen heben einen Teil der Druckwirkung auf das Siliergut durch die Lastverteilung auf. In Vergleichen erzielten Radlader jedoch einen höheren Flächendruck als Traktoren.

Das gleichmäßige Verteilen und Verdichten beim Einlagern im Silo ist der Schlüssel für eine hohe Qualität der Silage, ob als Futter im Stall oder Substrat zur Biogasproduktion. Diesen Satz würde vermutlich jeder Landwirt unterschreiben. Schließlich ist bekannt, dass der Konservierungseffekt durch die Milchsäurebakterien unter Luftabschluss entsteht. Daher reicht es nicht, das aufgeschichtete Silo nach außen mit Folie abzudichten. Auch die Luft zwischen dem Halmgut sollte durch intensive Walzarbeit so gut es geht heraus gepresst werden, damit die Silierung schnell beginnt. Das Verdichten verengt außerdem die Luftkanäle im Silo, durch die später von der Anschnittfläche Luftsauerstoff in den Silostock eindringen kann und Verderbprozesse bewirkt. Diesem Verdichtungseffekt messen Fachleute sogar größere Bedeutung bei, als dem Herauspressen der Luft. Denn nach dem Zudecken des Silos veratmet der noch vorhandene Restsauerstoff sowieso relativ schnell.

In der Praxis wirken allerdings eine ganze Reihe von Faktoren diesen „Silier-Weisheiten“ entgegen. So hat sich in den Betrieben die Leistungsfähigkeit der Erntemaschinen und Bergefahrzeuge wesentlich rasanter entwickelt als die Technik fürs Silieren. Das durch Wetter und Maschinenverfügbarkeit begrenzte Zeitfenster, in dem Mais, Gras oder ganze Pflanzen wie Getreide, Wicken und Erbsen mit der optimalen Feuchte eingefahren werden können, vergrößert sich jedoch nicht. Eher im Gegenteil. So wird die Anlage des Silos, insbesondere die notwendige Verdichtung, immer mehr zum Nadelöhr in der Silier-Erntekette.

Bei dem Verdichtungssystem Röwer wir das ballastierte Zubringerfahrzeug von einem Großtraktor an einem hydraulisch ausfahrbaren Zughaken über das Silo gezogen. Das Verdichtungsfahrzeug ist mit einer Reifendruckregelanlage ausgestattet.

Bei dem Verdichtungssystem Röwer wir das ballastierte Zubringerfahrzeug von einem Großtraktor an einem hydraulisch ausfahrbaren Zughaken über das Silo gezogen. Das Verdichtungsfahrzeug ist mit einer Reifendruckregelanlage ausgestattet.

An einem Gestell montierte schwere Eisenbahnräder sind der Klassiker bei der Siloverdichtung. Hier ein Modell von Olbert mit elf Waggonrädern.

An einem Gestell montierte schwere Eisenbahnräder sind der Klassiker bei der Siloverdichtung. Hier ein Modell von Olbert mit elf Waggonrädern.

Mit dem „Hintern“ verdichten

Die spezielle Technikausstattung beschränkt sich ohnehin oft noch auf Anbaugeräte zum Verteilen des Siliergutes wie Schiebeschild, Gabel, Zinkengreifer sowie Scheiben- und Trommelverteiler, die vornehmlich bei Anwelkgras zum Einsatz kommen. Das Verdichten erfolgt in vielen Fällen gleich mit dem ballastierten Verteiler-Fahrzeug. Gefragt sind hier Fahrer, die routiniert auf dem Silo ihre Bahnen anlegen und für sich ein System entwickeln, mit dem sie eine gleichmäßig hohe Verdichtung erreichen. Man sagt, Silofahrer müssten mit dem „Hintern“ verdichten. Gemeint ist damit, ein Gefühl dafür zu entwickeln, wie stark die oberste Schicht beim Darüberfahren nachgibt, ob man dort nochmal hin muss oder nicht. Gras ist dabei die größere Herausforderung. Besonders wenn es relativ wenig Feuchtigkeit enthält, verhält es sich eher wie ein Matratze. Allerdings ist der Erntegutstrom bei der Grasmahd auch wesentlich geringer, als bei der Maisernte. Wenn der Walzenfahrer ohne größere Pausen kontinuierlich verdichtet, ergibt sich beim Anlegen des Silos somit eine höhere Verdichtungszeit.

Letztlich ist die erreichte Dichte des Silos aber weniger eine Frage des Gefühls als vielmehr harter Fakten. Entscheidende Kriterien sind hier das Gewicht des Walzfahrzeuges und die Dauer des ausgeübten Drucks. Nach einer Faustregel soll das Gewicht mindestens ein Viertel, besser ein Drittel der pro Stunde angelieferten Halmgutmasse betragen. Als Verdichtungszeit werden bei Mais mindestens eine Traktorminute je abgekippter Tonne, bei Anwelkgras mindestens drei Minuten gefordert. „Bei einer Ernte- und Bergeleistung von beispielsweise 150 t Frischmasse Mais pro Stunde ist das nur zu schaffen, wenn drei Traktoren mit niedriger Geschwindigkeit von 2 bis 3 km/h gleichzeitig auf dem Silo fahren. Bei höherem spezifischen Verdichtungsaufwand etwa für Gras müssten es sogar fünf bis acht sein“, rechnet Dr. Thomas Hoffmann in einem groben Überschlag vor. Der Wissenschaftler am Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V. (ATB-Potsdam) forscht bereits seit einigen Jahren an der Optimierung der Silierprozesse.

Da der gleichzeitige Einsatz so vieler Walzfahrzeuge selbst auf einem Großsilo und unter der praxisfernen Annahme, dass alle Fahrer perfekt aufeinander abgestimmt agieren, nicht möglich ist, bleibe die Verdichtung mit dem Traktor zwangsläufig hinter den Anforderungen zurück. Studien belegen die negativen, oft nicht immer gleich sichtbaren Folgen, die daraus für die Silagequalität und die Massebilanz entstehen (siehe Absatz unten).

Gut 18,5 t bringt die Kombination aus 345 PS starkem Claas Axion mit Verteiler und Walze von Arneuba aufs Fahrsilo. Dies ermöglicht eine schnelle Verteilung und zugleich eine intensive Verdichtung.

Gut 18,5 t bringt die Kombination aus 345 PS starkem Claas Axion mit Verteiler und Walze von Arneuba aufs Fahrsilo. Dies ermöglicht eine schnelle Verteilung und zugleich eine intensive Verdichtung.

Silowalzen bringen in das Siliergut einen gleichmäßigen Pressdruck über die ganze Traktorbreite ein. Hier eine Neuentwicklung des Landtechnikhändlers Arneuba und des Herstellers Eidam, die gegenwärtig auf einem Silo in Sachsen getestet wird.

Silowalzen bringen in das Siliergut einen gleichmäßigen Pressdruck über die ganze Traktorbreite ein. Hier eine Neuentwicklung des Landtechnikhändlers Arneuba und des Herstellers Eidam, die gegenwärtig auf einem Silo in Sachsen getestet wird.

Breite Reifen im Silo von Nachteil

Hinzu kommt: Großtraktoren mit Front- und Heckgewichten bringen zwar einiges an Gewicht auf die Waage. Die eigentlich für die Feldarbeit gedachten breiten Reifen haben aber eine relativ große Kontaktfläche zum Boden. So wird die Gewichtswirkung durch eine bessere Lastverteilung abgefangen. Das ist gut für den Acker, aber für das Verdichten ein Nachteil. „Das sieht dann zwar schön glatt gewalzt aus, ist aber nicht ausreichend verdichtet“, sagt Hoffmann. Schon 5 cm unter der Kontaktfläche vermindere sich der Druck deutlich und gehe in die Breite. Dieser Effekt nehme progressiv mit jedem Zentimeter weiter nach unten zu. Daher sollten die aufgebrachten Schichten nicht stärker als 30 cm sein und der Walztraktor mit möglichst hohem Reifeninnendruck fahren.

Daran knüpft Wilfried Röwer mit seinem System zur Silageverdichtung an. Dafür wird ein Großtraktor mit einem neuartigen Multifunktions-Schubschild, stufenweise ballastierbaren Front- und Heckgewichten, einer Reifenschnellregelanlage und einem hydraulisch ausfahrbaren Zughaken ausgestattet. Mit der Regelanlage kann der Fahrer den Reifendruck an die konkrete Situation, die unter anderem durch die erreichte Höhe des Silos bestimmt wird, anpassen. Ebenso wird mit der Ballastierung verfahren. „Immer an der Grenze, bevor die Miete auseinander geht“, beschreibt der Landwirtschaftsmeister aus dem Emsland die Herangehensweise. Mit dem am Heckgewicht montierten Zughaken werden die ebenfalls ballastierten und möglichst auch mit einer Reifendruckregelanlage ausgestatteten Bergefahrzeuge samt Hänger zum Entleeren über das bis zu 4 m hohe Silo ohne Seitenwände gezogen. Röwer hat bei dem von ihm entwickelten System auch den Faktor Zeit im Blick. Denn die Befülldauer hat einen nicht unerheblichen Einfluss auf die Trockenmasseverluste. Wie Studien zeigen, steigen diese bei einer offenen Silage von 9,5 % nach drei Tagen auf 15,8 % nach sechs Tagen an. Gleichzeitig sinkt der Milchsäureanteil zu Gunsten der Essigsäure.

Mit einem hydraulisch absenkbaren Kantenverdichter kann die Stabilität wandloser Silos durch Druck auf die Seiten erhöht werden.

Mit einem hydraulisch absenkbaren Kantenverdichter kann die Stabilität wandloser Silos durch Druck auf die Seiten erhöht werden.

Die Ringe an der Fahrsilowalze vom Hersteller Schmihing haben eine gewellte Kante, um durch Punktbelastung eine höhere Verdichtung beim Überfahren des Siliergutes zu erzielen.

Die Ringe an der Fahrsilowalze vom Hersteller Schmihing haben eine gewellte Kante, um durch Punktbelastung eine höhere Verdichtung beim Überfahren des Siliergutes zu erzielen.

Die Möglichkeit, die Walze seitlich zu verschieben, gewährleistet bei wandlosen Silos eine gefahrlose Verdichtung der Randbereiche.

Die Möglichkeit, die Walze seitlich zu verschieben, gewährleistet bei wandlosen Silos eine gefahrlose Verdichtung der Randbereiche.

Unterschiedliche Konzepte für Silowalzen

So betrachtet, ist eine leistungsfähige Ernte- und Bergetechnik also nicht zwangsläufig ein Nachteil für die Silierung – vorausgesetzt, es gelingt, in möglichst kurzer Zeit eine gute Verteilung und vor allem ausreichende Verdichtung hinzubekommen. Hersteller bieten dafür verschiedene Walzen-Lösungen an, die einen gleichmäßigen Pressdruck auf das Siliergut über die gesamte Traktorbreite und darüber hinaus gewährleisten.

Verbessert: optimierte Walzenformen

In jüngster Zeit präsentieren Firmen verstärkt neue, für die Verdichtungsarbeit auf dem Silo optimierte Walzen. Zu ihnen gehört die Firma Arneuba. Sie testete im vergangenen Jahr die Prototypen einer 3 m breiten Trommelwalze mit Verdichtungsringen sowie eines Trommelverteilers auf dem Silo der Agrargenossenschaft Königswalde (Sachsen). Beide Geräte wurden von der Firma Eidam Landtechnik gefertigt. Der Vorteil der durchgehenden Trommel liegt darin, dass ihr Gewicht durch Befüllung mit Sand, Wasser oder Melasse erhöht und so der Schleppergröße und dem Siliergut angepasst werden kann. Bei der neuen Arneuba-Walze lässt sich so zum Beispiel das Gewicht von 2,1 t auf 4,6 t erhöhen. Zusätzlich ist manchmal bei Walzen der Rahmen befüllbar. Ebenfalls ein Vorteil: Es gibt keine Spalten, in denen sich insbesondere eiweißhaltiges Pflanzenmaterial festsetzen und verkleben kann.

Darüber hinaus lassen sich mit Trommelwalzen, die auch für den Frontanbau geeignet sind, Zusatzoptionen, wie die seitliche Verschiebung für eine gefahrlose Verdichtung der Randbereiche bei wandlosen Silos, realisieren. Einige Hersteller bieten für diese Siloart als Ergänzung Kantenverdichter an. Er wird auf die Seitenfläche des Haufens abgesenkt und hydraulisch angedrückt, um dadurch die Stabilität des Silos zu erhöhen.

Die Scheiben an der von Lohnunternehmer Hilmar Thomßen entwickelten Walze sind unterschiedlich hoch. Dies soll eine bessere Verdichtung bewirken. Die 13 aufgeschweißten Ringe der Silo-Packerwalze der Firma Schmihing haben dagegen eine wellenförmige Kante. Dieses Profil sorgt für eine hohe Punktbelastung bei der Fahrt über das Silo.

Auf diesem Prinzip, aber in der Wirkung noch intensiver, basiert der vom Baumaschinenhersteller Stehr entwickelte Silageverdichter. Er besteht aus drei einzeln aufgehängten Walzenkörpern mit noppenartigen Erhöhungen, ähnlich den im Tiefbau eingesetzten Schaffußwalzen. Die versetzt angeordneten Noppen erzeugen einen hohen Druck auf kleiner Fläche, der durch das Anbringen von Zusatzgewichten weiter verstärkt wird. So ergibt sich eine Linienlast von bis zu 13 t.

Dynamisch: Vibrationsdruck statt Masse

Neu im Bereich der Siloverdichtung sind die vom Bau bekannten Vibrationswalzen. Der Druck entsteht hier nicht durch das Gewicht, sondern durch die Vibration. Bei dem im Herbst 2015 auf dem Markt eingeführten dynamischen Silageverdichter DSC 180 von Weber MT sind das 32 Schwingungen pro Sekunde. Dadurch bringt das über die Zapfwelle angetriebene Gerät nach Aussage von Entwickler Olaf Rekowski eine dynamische Kraft von 12,5 t in die Silage ein. Versuche hätten gezeigt, dass sich mit dem DSC 180 eine gegenüber ballastierten Großtraktoren 11 % höhere Dichte erzielen lässt. Bei der Kombination von herkömmlichem Traktor und dynamischem Silageverdichter habe die anschließende Messung eine durchschnittlich 13,2 % höhere Dichte als der empfohlene Zielwert ergeben. Um stets die für den dynamischen Krafteintrag optimale Drehzahl zu halten, arbeitet man bei Weber MT gegenwärtig an einer Weiterentwicklung mit hydraulischem Antrieb.

Die Firma Hamm hat als Nachfolger des 3412 HT die selbstfahrende Vibrationswalze H 12i entwickelt, die die Werte der Abgasnorm TIER 4 erfüllt. Mit höchster Vibrationsfrequenz der Bandage von 36 Hz erzeugt der Walzenzug einen dynamischen Druck auf das Siliergut von etwa 25 t. Hamm empfiehlt daher, zunächst ohne Vibration zu walzen und erst im weiteren Verlauf des Verdichtungsprozesses die Vibration behutsam zuzuschalten.

Manche Landwirte stehen Vibrationswalzen dennoch skeptisch gegenüber. Sie fürchten, dass durch die Schwingungen Risse in den Silowänden entstehen.

Durch die versetzt angeordneten Noppen an der Silowalze von Stehr entsteht beim Verdichten von Siliergut eine Linienlast von 13 t.

Durch die versetzt angeordneten Noppen an der Silowalze von Stehr entsteht beim Verdichten von Siliergut eine Linienlast von 13 t.

Das am ATB Potsdam entwickelte radiometrische Messgerät zeigt in Echtzeit die erreichte Verdichtung an dem jeweiligen Punkt des Silos an. Das System soll jetzt zur Serienreife geführt werden.

Das am ATB Potsdam entwickelte radiometrische Messgerät zeigt in Echtzeit die erreichte Verdichtung an dem jeweiligen Punkt des Silos an. Das System soll jetzt zur Serienreife geführt werden.

Hydraulische Vorrichtung zum seitlichen Verschieben der Silowalze.

Hydraulische Vorrichtung zum seitlichen Verschieben der Silowalze.

Bewährt: Konstruktionen mit Waggonrädern

An Gestellen montierte schwere Eisenbahnräder gehören zu den Klassikern bei der Siloverdichtung. Solch ein Gerät vom Hersteller Arnold mit elf gebrauchten Waggonrädern ist zum Beispiel beim Lohnunternehmen Büsing + Lübben GbR in Elsfleth (Oldenburger Land) im Einsatz. Malte Lübben zeigt sich mit dem Arbeitsergebnis der 4,5 t schweren Walze zufrieden. „Der Verdichtungseffekt von insgesamt 18 t wird schon dadurch deutlich, dass die Zubringer jetzt allein auf die Miete kommen und nicht mehr zum Entladen gezogen werden müssen“, berichtet er. Nach Aussage von Geschäftsführerin Annett Arnold stammt die Idee, Siliergut mit Waggonrädern zu verdichten, von tschechischen Landwirten, die damit in Zeiten sozialistischer Mangelwirtschaft eine praktikable Notlösung gefunden hatten.

Zu den Herstellern dieser einfachen und robusten Silowalzen für den Dreipunktanbau mit einer unterschiedlichen Anzahl Waggonräder gehören auch LTN-Gerätetechnik und Arneuba. Die Räder haben entsprechend der Eisenbahnnorm eine Breite von 13 cm und einen Durchmesser von 90 cm. Der Verdichtungsdruck wird mit 435 kg pro Rad angegeben.

Bei manchen Herstellern lässt sich nicht nur der Walzenkörper sondern auch die Rahmenkonstruktion durch Befüllen mit Wasser, Sand oder anderen Füllstoffen zusätzlich ballastieren.

Bei manchen Herstellern lässt sich nicht nur der Walzenkörper sondern auch die Rahmenkonstruktion durch Befüllen mit Wasser, Sand oder anderen Füllstoffen zusätzlich ballastieren.

Verdichtung in Echtzeit messen

Trotz Erfindergeist und Innovationen bei der Entwicklung von Verdichtungssystemen bleibt für die Landwirte doch ein Problem: Die Kontrolle der Verdichtung. Zwar gibt es Methoden zur Messung der Siliergutdichte, etwa indem man bei Bohrkernen oder herausgeschnittenen Blöcken Volumen und Gewicht vergleicht. Beim Einlagerungsprozess des Siliergutes kann der erreichte Verdichtungsgrad bislang jedoch nicht kontrolliert und so gegebenenfalls rechtzeitig gegengesteuert werden. Doch Forscher und Techniker arbeiten daran.

So tüfteln Wissenschaftler des Instituts für Agrar- und Stadtökologische Projekte an der Humboldt-Universität zu Berlin (IASP) gemeinsam mit Projektpartnern an einem Fahrerinformationssystem, das sich an Erfahrungen im Straßenbau anlehnt. Dort messen Sensoren den Abstand vom Walzfahrzeug zum Untergrund in der Fahrspur, die gerade bearbeitet wird und derjenigen, die unmittelbar daneben liegt. Aus der Abstandsdifferenz lassen sich Verdichtungseffekte ableiten. „Bei unserem inzwischen abgeschlossenen Verbundprojekt SiloFIS wurden sechs dafür angepasste Infrarot-Abstandsmesser je zur Hälfte an der Front und am Heck einer 12-t-Vibrationswalze von der Firma Hamm montiert. Die ermittelten Werte beim Siloeinsatz spiegeln die Einsinktiefe des Fahrzeuges in das überfahrene Häckselgut wider“, informiert Jan Häbler vom IASP. Ein Bordrechner verarbeitet die Daten zu zwei Bildschirmdarstellungen. Zum einen werden neue, noch nicht befahrene Erntegutschichten auf dem Silo angezeigt. Die zweite Hälfte des Bildschirms visualisiert die Anzahl der Überfahrten und damit die geleistete mechanische Verdichtung. Mit dieser Methode lässt sich allerdings nur die verdichtende Wirkung des Walzenfahrzeuges verdeutlichen. Die Dichte des Silos insgesamt bleibt ebenso unberücksichtigt, wie die Verdichtung durch weitere Fahrzeuge.

Am ATB Potsdam wird deshalb eine radiometrische Online-Dichtemessung mittels schwacher Gammastrahlen entwickelt. „Für die Messung strahlt das Gerät Gamma-Photonen in das Siliergut. Je mehr davon durch das Auftreffen auf Elektronen zurückgestreut und von einem Detektor gezählt werden, desto höher ist die Dichte“, erläutert Projektleiter Dr. Thomas Hoffmann das Prinzip. Die Messeinrichtung integrierten die Wissenschaftler in ein Messrad und testeten es angehängt an Walzfahrzeugen auf Silos mit Mais und Anwelkgras.

Bei beiden Siliergütern erwies sich das Messsystem als zuverlässiger und genauer Datengeber. Unter Verwendung der GPS-Koordinaten lässt sich so der Verdichtungserfolg auf einem Display farblich darstellen. Die Abstufung reicht dabei von rot für eine zu geringe Dichte bis grün für ausreichend verdichtete Silage.

„Wir sind sicher, dass die radiometrische Messung und die darauf aufbauende Visualisierung für den Fahrer ein geeignetes Verfahren ist, um den beim Silieren so wichtigen Prozess der Verdichtung wesentlich zu verbessern, und wollen nun das Messsystem schnell zur Serienreife führen“, sagt der Wissenschaftler.

Der Silageverdichter DSC 180 von Weber MT im Einsatz. Bei Vibrationswalzen entsteht der Verdichtungseffekt nicht durch Gewicht sondern dynamischen Krafteintrag.
Hoffmann/ATB Potsdam

Der Silageverdichter DSC 180 von Weber MT im Einsatz. Bei Vibrationswalzen entsteht der Verdichtungseffekt nicht durch Gewicht sondern dynamischen Krafteintrag. Hoffmann/ATB Potsdam

Forschung – Hohe Verluste bei Qualität und Masse

Die hohe Schlagkraft bei der Ernte, deren Reduzierung aus Kostengründen nicht in Frage kommt, geht gegenwärtig oft noch zu Lasten der Verdichtung des Siliergutes. Dass dies nicht ohne Folgen bleibt, zeigen verschiedene von Dr. Thomas Hoffmann zusammengestellte Studien:

■ Bei bereits 2005 durchgeführten Dichtemessungen erreichten mehr als die Hälfte der 210 untersuchten Fahrsilos nicht die Mindestdichte.

■ In 70 % der optisch unauffälligen Proben von Gras- und 61 % von Maissilagen wurden bei einer Praxiserhebung Keime des Schimmelpilzes Penicillium roqueforti nachgewiesen.

■ Werden Silagen mit erhöhten Kontaminationen an Bakterien, Hefen und Schimmelpilzen an Milchkühe verfüttert, nehmen die Tiere nach einer Untersuchung an der TU München etwa 10 bis 20 % weniger Grundfutter auf und die Milchleistung sinkt um 5 kg/Kuh und Tag.

■ Bei der Beprobung von jeweils 15 Silos in zwei Ernteperioden mit Hilfe von Bilanzbeuteln zeigten Luzerne- und Grassilagen mittlere Trockenmasseverluste von 7,95 %. Der Maximalwert betrug 43 %.

■ Auch in Österreich und in der Schweiz offenbarten Erhebungen zur Silagequalität, dass etwa ein Drittel der Silagen eine fehlerhafte oder schlechte Gärqualität besitzt.

Nicht alle Qualitätsmängel sind allein auf eine schlechte Verdichtung zurückzuführen. Die Verdichtung nimmt aber eine Schlüsselstellung in der Konservierungskette ein.


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