Anpassung des Arbeitsvoranschlages an Klimazonen

ARBEITSWIRTSCHAFT

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Ba rbara Spieß und Hermann Auernhammer, Freising

Anpassung des Arbeitsvo ransch lages an Kl imazonen

Zur Optimierung der Auslastung von Maschinen und Arbeitskraft ist in der Außenwirtschaft eine Planung auf Wo­

c he nbasis nötig. Dazu wurde das Arbeits­

zeitkalkulationsprogramm APLAN unter besonderer Berücksichtigung des Wetter­

risikos entwickelt. Es berücksichtigt die Klimaregioneintei lung des KTBL für die verfügbaren Zeiten von März bis Novem­

ber. Die Ei ngabe erfolgt in definierten Masken mit vorgegebenen Ausführungs­

zeitpunkten der benötigten Arbeitsverfah­

ren. Diese wurden für Bayern aus Sch lag­

karteiaufzeichnungen und aus den Wetterdaten des Bayerischen Agrar­

meteorologischen Meßnetzes abgeleitet.

L

a ndwirtschaftliche Betriebe sind ei­nem wachsenden Kostendruck ausge­

setzt. Neben dem Betriebsmanagement werden die Produ ktionskosten immer mehr zur entscheidenden Größe. U m die­

se zu senken, muß eine optimale Maschi­

nenauslastung und Betriebsorganisation a ngestrebt werden. Deren Planung im be­

trieblichen und insbesondere im überbe­

trieblichen Maschineneinsatz wird um so besser, je kürzer die Planungseinheiten sind. Sinnvollerweise sollten sie an übli­

che Planungssysteme anzupassen sei n, welche ü berwiegend auf d ie Woche auf­

bauen. Für eine schnelle u nd sichere Pla­

nung empfiehlt sich d ie N utzung vorge­

gebener Daten und eines ben utzer­

freund lichen EDV-Progra mms.

Das zentrale Problem bei der Maschi­

neneinsatzplanung ist d ie Bestimmung der Längen und der Zeitpu n kte d es Ma­

schineneinsatzes. Sie werden neben den Witterungs- und Bodenverhältnissen d u rch d ie Wahl des Prod uktionsverfah­

rens beeinflußt. Dabei nimmt die M echa­

nisierung (kW-Angebot der Zugmaschi­

ne, Arbeitsbreitel eine zentrale Stellung ein. J edoch werden bei erhöhtem Wetter­

risiko, wenn möglich, schlagkräftigere Maschinen gewählt. Alternativ dazu kön­

nen weniger risikoreiche Produktionsver­

fahren gewählt werden. in jedem Fall gilt jedoch die hohe Abhängigkeit vom Wetter Dipl. -lng. agr. Barbara Spieß ist wissenschaft­

liche Mitarbeiterin am Institut für Landtechnik der Universität München; Prof. Dr. Hermann Auernhammer ist Extraordinarius für Technik in Pflanzenbau und Landschaftspflege am Institut für Landtechnik, Am Staudengarten 2, 85350 Freising.

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in der Landwirtschaft. N icht nur Pflan­

zenwachstum und Ertrag landwirtschaftli­

cher Kulturen unterliegen dem Wetterein­

fluß. Bodenbearbeitung, Pflege- und Pflanzenschutzmaßnahmen sind nur möglich, wenn der Boden a ufgrund gün­

stiger Witterung befa hrbar ist. Somit ist bei der Planung von Verfahren die verfüg­

bare Zeit die entscheidende G röße.

Klimaregionen nach KTBL

Zur Abschätzung des Wetterrisikos hat das KTB L 1990 Klimaregionen mit der zur Verfügung stehenden Zeit ermittelt [1). Das Modell beruht auf der Simulation der Bodenfeuchte m it Wetterdaten [3]. ^Es geht davon aus, daß der Feuchtegehalt der Bea rbeitu ngszone des Ackerbodens d ie Durchführung von Feldarbeiten be­

stimmt. Danach gibt es d rei Anspruchs­

stufen an die Bodenfeuchte und eine Un­

terscheidung in d rei Bodenklassen.

Diese Klimaregioneinteil ung liefert d ie verfügbare Feldarbeitszeit von März bis November. Sie sollte im Vorhaben durch d ie Ausführungszeitpun kte der Arbeits­

verfah ren für einzelne Prod uktionsverfah­

ren ergänzt werden. Die These war, daß d ie Ausfü hrungszeitpunkte der Arbeits­

verfahren für einzelne Produktionsverfah­

ren mit der Witterung und somit mit den Klimaregionen korreliere n . So wurde da­

von ausgegangen, daß d ie WW-Aussaat in einer warmen Klimaregion später a ls in einer kalten Klimaregion ausgefü hrt wird , da noch höhere Tem peratursummen zu erwarten sind und ein späteres Vegetati­

onsende eintreten wird . Diese vordefi n ier­

ten Prod uktionsverfahren je Klimaregion sollten d ie Arbeitszeitkalkulation be­

schleunigen .

für Klimaregionen z u e ntwickeln , mußte im ersten Schritt d iese Einteilung verifi­

ziert werden. Dazu wurde auf die Daten der Wetterstationen des bayerischen Agrarmetereologischen Meßnetzes zurückgegriffen . Dieses Netz wurde 1989 im Rahmen des Progra m mes " U mwelt­

gerechter Pflanzenba u " aufgebaut. Bis 1996 standen 1 18 Wetterstationen in den verschiedenen Regione n . in den Daten sind enthalten: Lufttem peratu r (in 2 und 0,20 m H öhe), Bodente m peratur (in 0,05 m und 0,20 m und in 0 , 50 m Tiefe) , rela­

tive Luftfeuchte (in 2 m Höhe), Regen­

summe, B lattfeuchte, G lobalstrahlung und Windgeschwind igkeit (in 2 , 50 m).

M it d iesen Kli madaten konnte d ie Bo­

denfeuchte nach DYER/BAI ER simuliert werden. M it der simulierten Bodenfeuch­

te für die Jahre 1989 bis 1996 wurde für den Monat Septe m be r eine Klimakarte erstellt. Die Grenzen der Klimaregionen sind nur schwer nachzuvol lziehen, da d ie Abgrenzung bei AUGTER unter Berück­

sichtigung der Höhena bstufung erfolgte.

J edoch konnten d ie Kerngebiete der Kli­

maregionen m it den Wetterdaten des Bayerischen Agrarmeteorologischen Meßnetzes eindeutig bestim mt werden.

Laut AUGTER liegt die Bodenfeuchte­

obergrenze der Anspruchsstufe 2 bei m ittlerem Boden bei 20 m m [1]. ^Von März bis Novem ber wurden für jede Sta­

tion einer Klimaregion d i e Tage, an denen d ie Bodenfeuchte unter 20 mm lag, auf­

summiert und fü r jede Klimaregion ge­

m ittelt. Die Differenz der verfügbaren Feldarbeitstage zwischen den Klimaregio­

nen bei der Nach bildung und beim KTB L ist etwa gleich groß. Dies bedeutet, daß

Verifikation der

Klimaregionen

I

Landwirtschaftlicher Betrieb -Anbaustruktur

I

(Kiimaregion, Transport, Anbauverhaltnisse)

U m aufbauend a uf d ie Klimaregionein­

teilung für Bayern (nach KTB L) Pro­

d u ktionsverfahre n

Bild 1 : Ablaufschema Beraterprogramm APLAN

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Maschinenausstattung

I

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r-::-..,....,...,-'•---:--,---,

!Produktionsverfahren

I

mit Arbeitsverfahren

I

Verknüpfung:

Maschinen und Arbeitsverfahren

[PAM) I

l

Berechnung der Verfahrensleistung

I

1

Ergebnisdarstellung

J

Fig. 1 : Process chart Produktionsvertahren, Arbeitszelt nach VertOgbare Maschinenkosten Maschinen- und

I I I I I I

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for the ßdViSO( prO- Arbeitsvertahren, Feldarbeitszeit und KBM·Satz

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Maschinen

gmmme APLAN Lk==�����======�--�======��======�

53. Jahrgang LANDTEC H N I K 1/98

· · · • · · · • · · · · · · � · · ·

I 3 5 7 9 I I 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53

1

::

t-+-+-++--1--++-t-!-+ +1I.._, +I^{-'-' +I�· ...._, +-o+-+-1 +I + -.-t-I 1 +I...__. + +I +-Ii-.-t-1 +I -+-' +I �· ...._, ..._, -'-' + +-I1 + .,._,..I , +- _._i,+-I+-1}

+i f

m m

30 20 1 0

I 3 5 7 9 I I 1 3 15 1 7 1 9 2 1 23 2 5 2 7 2 9 3 1 33 3 5 3 7 39 41 4 3 45 4 7 4 9 5 1 53

c:::::=:::J Winterweizen I winter wheal (38 ha) ll!li&lll7.uc1Cenil�n l :sunnr beet ( 1 1 ha)

-Wlnoo.row:n /I)'C (7 ^ha)

· · · · • • VttrOisbcrc Zoit /_ay.gilable time: Stufe l level 1

Woche /week

E:::::l Stillegung I set aside (1 0 ha)

� Körnennais I maize ( 16 ha)

� Vetfügbare Zeit I available time: Slufe l leve1 2 - - Verfü bare Zeit I available time: Stufe l leve1 3

Bild 2: Arbeitszeitbedarf je Produktionsverfahren und verfügbare Feldarbeitszeit eines landwirt­

schaftlichen Betriebes bei München (82 ha) ermittelt mit APLAN

Fig. 2: Warking time requirement of production processes and available field working time of a farm near Munich (82 ha) determined with APLAN

mit den Wetterdaten des Bayerischen Agrarmeteorologischen Meßnetzes die U ntersch iede zwischen den Regionen er­

faßt werden können.

Der mittlere Vegetationsbegin n und die Klimaregionen Bayerns korrelieren nega­

tiv miteinander. Dies bedeutet, daß in ei­

ner wärmeren Klimaregion der Vegeta­

tionsbeginn früher einsetzt. H i ngegen korrelieren das Vegetationsende und d ie Klima regionen Bayerns positiv miteinan­

der. Somit ist in einer wärmeren Klima­

region mit einem späteren Vegetations­

ende zu rechnen.

Beispiel Aussaat für

das Standardverfahren Winterweizen Aufbauend a uf diese Feststellung wurde i m nächsten Schritt zur Entwicklung sta n­

dardisierter Produktionsverfa h ren für d i e Klimaregionen Schlagkarteidaten ausge­

wertet. Es standen d ie Schlagka rteidaten der Bayerischen Sch lagkartei seit 1980 für d ie Klimaregion 2, 4, 5, 6, 7, 8 zur Ver­

fügung. Erste Ergebn isse sollen am Bei­

spiel der WW-Aussaat a ufgezeigt werden : Ab Anfang Oktober (40. Woche) wird d i e Winterweizenaussaat empfohlen. Bei früher Saat ist mit einer stärkeren Kran k­

heitsgefährd ung (Halm bruch) zu rech­

nen, jedoch sind bei einer frühen Saat M eh rerträge erziel bar. Den Pfla nzen m üs­

sen nach der Aussaat genügend (0 bis 60) Vegetationstage zur vegetativen Ent­

wicklung zur Verfügung stehen. Anhand von Teiltem peratursummen müßte eine Anpassung der Saatzeit a n den Standort m öglich sein. J edoch wird für den Win­

terweizen für den Herbst eine benötigte Tei ltemperatursumme von 0 bis 400 oc a ngegeben [2].

53, Jahrgang LANDTEC H N I K 1/98

Bei der Auswertung der Schlagkartei­

daten ist nur eine sehr geringe Korrelati­

on zwischen den Aussaatzeitpunkten und den Klimaregionen festzustellen. Die Zu­

verlässigkeit der Anga ben der Schlagkar­

tei hinsichtlich des Ausfü hru ngszeitpunk­

tes ist n icht zu kontrollieren. Desweiteren geben die Anga ben keine Auskunft ü ber den optimalen Aussaatzeitpun kt sondern n u r über den praxisüblichen Zeitpunkt.

Die Angaben können a n hand der Höhe der Ernteerträge n icht klassifiziert wer­

den. Auch die Sortenu nterschiede wur­

den bei dem verwendeten Datenmaterial nicht erfaßt. I m M ittel wird in der 43. Wo­

che (2. Oktoberhälfte) gesät. ln der Kli­

maregion 8 erfolgt d ie Saat tatsächlich ei­

ne halbe Woche später und in der Kli ma_.

region 4 ein ha l be Woche früher. Die Standarda bweichung der M ittelwerte der Aussaatzeitpunkte schwan kt um zwei Wochen. Auch d ie Anzahl der Vegetati­

onstage bis Vegetationsende und d ie Teil­

tem peratursummen geben keine nähe­

ren Anhaltspunkte. Im M ittel wird 16 Ta­

ge vor Vegetationsende bei einer m ittleren noch zu erwartenden Tem peratursumme bis Vegetationsende von 100 oc gesät.

Die WW-Aussaat läßt sich demnach auf Wochen basis n icht eindeutig nach Klima­

regionen unterscheiden. Erste U ntersu­

chungen zu anderen Prod u ktionsverfa h­

ren zeigen, daß eine Differenzierung der Ausführungszeitpunkte a uf Wochenbasis mit dem verwendeten Datenmaterial nach Klimaregionen schwierig wird . Je­

doch sollen vordefin ierte Prod u ktionsver­

fahren mit den entsprechenden Arbeits­

verfahren und Ausführungszeitpu n kten dem Arbeitszeitkalkulationsprogra m m h interlegt werden und z u r einfacheren

Festlegung der zu planenden Arbeitsver­

fahren diene n .

Beraterprogramm APLAN

Für die Plan ung wurde im Auftrag des BStM ELF ein einfach einsetzbares, dia­

loggesteuertes, betriebsspezifisch anzu­

passendes und mit geringem Aufwand zu nutzendes Pla n u ngsprogramm a uf Wo­

chen basis entwickelt. A P LAN (Außenwirt­

schaft Arbeitszeitplan u ng) wurde für die Verwendung auf einem Personal-Compu­

ter i n MS-EXCEL 7.0 e rstellt. Das Pro­

gram m hat folgenden Aufba u (Bild 1 ) . Nach der Ei ngabe d e r Anba ustruktur ( Kiimaregion, Transportkenndaten und Anbauverhältn isse) muß eine Maschi­

nenauswa h l der betriebseigenen Maschi­

nen erfolgen . Dazu ist d e m Progra m m ein Tei l der KTB L-Maschinendatenbank hin­

terlegt [ 4] .

Nach der Maschinenauswah l werden d ie betriebseigenen Produ ktionsverfah­

ren m it den entsprechenden Arbeitsver­

fa hren und der Ausfüh rungswoche festgelegt. H ier sollen d i e mit der Bayeri­

schen Schlagkartei erstellten Produ k­

tionsverfahren eingesetzt werden.

I m nächsten Schritt werden d ie Ar­

beitsverfahren m it den Maschinen ver­

knü pft. Arbeiten kön nen auch ü berbe­

trieblich erledigt werden. Die Berec h n u ng der Verfa hrensleistung erfolgt für d ie d u rchschnittlich eingegebene Schlag­

größe. I m Anschluß dara n sind verschie­

dene grafische und ta bellarische Ergeb­

nisdarstellungen möglich.

Bild 2 zeigt a ls Beispiel den Jahres­

a ufriß der benötigten Arbeitszeit eines Be­

triebes a uf Wochen basis. Der Arbeitszeit­

bedarf ka n n nach den Prod uktionsver­

fah ren unterschieden werden. Zur Einord n u ng der Ist-Situation wird die laut KTB L zur Verfügung stehende Zeit ge­

genü bergestellt. Andere Ergebnisdarstel­

l u ngen sind mögl ich wie etwa Maschi­

neneinsatzzeiten oder Arbeitszeitbedarf eines Prod u ktionsverfah rens nach Ar­

beitsverfahren. Das Projekt Beraterpro­

gramm wird bis zum Jahresende 1997 zum Abschluß kom men.

Literaturhinweise s i n d vom Verlag unter LT 98 1 1 6 erhältlich.

Schlüsselwörter

Klimaregion, Arbeitszeitka I kulation, Außenwirtschaft, Sta ndardverfahren, APLAN

Keywords

Climatic areas, calu lation of working time, field work, standard methods, APLAN

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