Einleitung

Die Pflanzenschutztechnik befindet sich weiterhin in einem tiefgreifenden technologischen Wandel. Während in den vergangenen Jahren vor allem sensorbasierte Spot-Spray-Systeme und kameragestützte Applikationstechniken im Mittelpunkt standen, rückten auf der Agritechnica 2025 zunehmend softwaregestützte Applikationslogiken, hochdynamische Aktorik auf Einzeldüsenebene sowie Systemlösungen für autonome Plattformen in den Fokus. Parallel dazu setzt sich die dynamische Entwicklung unbemannter Luftfahrzeuge für Pflanzenschutzapplikationen fort. Die nachfolgende Übersicht stellt ausgewählte technische Neuheiten vor und ordnet diese neutral in den aktuellen Stand der Technik ein.

Prädiktive Fahr- und Schaltstrategien

Ein neuartiger Ansatz wurde mit einem prädiktiven Fahr- und Schaltkonzept für die Flächenapplikation im Ackerbau vorgestellt. Der technische Kern dieser Entwicklung liegt nicht in einer neuen Maschinenkomponente, sondern in einer alternativen mathematischen Flächenabdeckung in Kombination mit einer speziell darauf abgestimmten prädiktiven Düsen-Schaltlogik. Im Gegensatz zur bisher dominierenden Spur-an-Spur-Fahrweise mit reaktiver Schaltung wird ein alternatives, nicht spurweise aufgebautes Fahrmuster mit vorab festgelegter Düsen-Schaltsequenz verwendet.

Ziel dieses Konzepts ist die Reduktion der Gesamtfahrstrecke bei vollständiger Flächenabdeckung. Die theoretischen Analysen zeigen, dass die erreichbare Weglängenreduktion linear mit der Anzahl der Fahrgassen und der Arbeitsbreite skaliert. Daraus resultieren potenzielle Einsparungen bei Zeit, Kraftstoffverbrauch und CO₂-Emissionen. Gleichzeitig erhöht sich im Vergleich zur klassischen reaktiven Schaltung die Anzahl der Schaltvorgänge der Düsen.

Technisch bedeutsam ist, dass für die Umsetzung dieses Konzepts keine zusätzlichen Hardwarekomponenten erforderlich sind. Die Innovation liegt ausschließlich in der Fahr- und Schaltlogik. Damit ist der Ansatz grundsätzlich sowohl für manuell geführte als auch für automatisierte Trägersysteme anwendbar. Die praktische Umsetzbarkeit hängt jedoch wesentlich von der Schaltgeschwindigkeit der verbauten Ventiltechnik sowie der Regelgüte der Fahrstrategie ab [1].

Pflanzenschutzdrohnen hoher Nutzlast – DJI AGRAS T100

Mit der AGRAS T100 wurde eine neue Generation großformatiger Pflanzenschutzdrohnen vorgestellt. Das System ist als multifunktionale Plattform ausgelegt und kann sowohl für Sprühapplikationen als auch für Streu- und Transportaufgaben eingesetzt werden. Die maximale Nutzlast beträgt bis zu 100 kg. Die Drohne ist mit einem LiDAR-System, einem Mehrkamerasystem sowie zusätzlichen Radar-Sensoren ausgestattet, die der Hinderniserkennung, der Geländeerfassung und der Flugsicherheit dienen.

Bild 1: DJI AGRAS T100 im Sprüheinsatz im Feld [2].

Figure 1: DJI AGRAS T100 spraying in the field [2].

Das Sprühsystem arbeitet mit vier wassergekühlten Zerstäuberdüsen und erreicht einen maximalen Durchfluss von 40 l/min. Der einstellbare Tropfenspektrumsbereich von 50 bis 500 µm erlaubt eine Anpassung an unterschiedliche Applikationsanforderungen. Die hohe Nutzlast eröffnet über die klassische Pflanzenschutzapplikation hinaus zusätzliche Einsatzfelder, etwa bei der Ausbringung von Granulaten oder beim Materialtransport in schwer zugänglichem Gelände.

Technisch ist die AGRAS T100 als integriertes Gesamtsystem konzipiert, bei dem Flugsteuerung, Applikationstechnik und Sicherheitsüberwachung eng miteinander gekoppelt sind. Die zunehmende Größe, Reichweite und Nutzlast solcher Systeme verdeutlicht die fortschreitende Industrialisierung des Drohneneinsatzes im Pflanzenschutz, wobei regulatorische Rahmenbedingungen weiterhin maßgeblich den praktischen Einsatz beeinflussen [2].

Modulare Spot-Spray-Applikationseinheiten

Die SpotSprayEinheit von TeeJet adressiert gezielt die technischen Anforderungen moderner Spot-Applikationen, insbesondere im Bereich autonomer Feldroboter. Die Einheit fasst Ventil, Düsenkörper und Düse in einem vollständig aufeinander abgestimmten Modul zusammen. Wesentliches Merkmal ist die sehr hohe Schaltgeschwindigkeit des Ventils mit Öffnungs- und Schließzeiten unter 10 ms.

Bild 2: Spotsprayeinheit von TeeJet [3]

Figure 2: Spotsprayunit from TeeJet [3]

Die Einheit ist für sehr geringe Applikationsmengen unterhalb von 200 ml/min ausgelegt, wodurch typische Probleme konventioneller Komponenten – wie Toträume, Luftblasenbildung und Nachtropfen – reduziert werden. Die elektrische Ansteuerung erfolgt über einfache 12-V- oder 24-V-Signale, wodurch eine Integration in unterschiedlichste Steuerungssysteme möglich ist.

Die technische Bedeutung liegt vor allem in der Systemintegration: Statt mehrerer, nicht optimal aufeinander abgestimmter Einzelkomponenten wird eine vollständig konfigurierte Einheit angeboten, die speziell auf Spot-Spray-Anwendungen ausgelegt ist (siehe Bild 2). Dadurch ergeben sich Vorteile hinsichtlich Applikationsgenauigkeit, Betriebsmitteldosierung, Montageaufwand und Betriebssicherheit. Der modulare Ansatz erleichtert insbesondere die Ausstattung autonomer Plattformen mit chemischer Applikationstechnik [3].

Hochdynamisches PWM-Einzeldüsensystem WEED-IT AQRATE

Mit dem AQRATE-System wurde ein neues Pulsweitenmodulationssystem zur Einzeldüsenschaltung vorgestellt, das eine sehr präzise Dosierung unabhängig von Fahrgeschwindigkeit und Druckschwankungen ermöglicht. Die Regelung erfolgt über variable Frequenz und Tastverhältnis der Magnetventile. Dabei bleibt der Arbeitsdruck konstant, während die Ausbringmenge ausschließlich über die Schaltlogik reguliert wird.

Das System ist in die bestehende WEED-IT-Architektur integriert und ermöglicht sowohl Spot- als auch Flächenapplikationen mit einem System. Applikationskarten können mit einer Auflösung bis zu 25 × 25 cm umgesetzt werden. Die Kombination aus konstanter Druckhaltung und hochfrequenter PWM-Ansteuerung stabilisiert das Tropfenspektrum auch bei starken Geschwindigkeitsänderungen oder Kurvenfahrten.

Technisch ist AQRATE als Weiterentwicklung der bekannten PWM-Spritztechnologie einzuordnen. Die Integration in ein kamerabasiertes Erkennungssystem erlaubt eine hochgradig automatisierte Applikation auf Einzelpflanzenebene oder in teilflächenspezifischen Strategien [4].

Technische Einordnung und Entwicklungstendenzen

Die auf der Agritechnica 2025 präsentierten Neuheiten zeigen mehrere klare Entwicklungslinien in der Pflanzenschutztechnik:

·        Verschiebung von reaktiven zu prädiktiven Applikationsstrategien, bei denen Fahrstrategie und Schaltlogik zunehmend softwarebasiert optimiert werden.

·        Zunehmende Modularisierung der Applikationstechnik für autonome Trägersysteme, insbesondere im Spot-Spray-Bereich.

·        Weiterentwicklung der Einzeldüsentechnik hin zu hochdynamischen PWM-Systemen mit konstanter Druckhaltung.

·        Skalierung unbemannter Luftfahrzeuge zu Nutzlastklassen, die klassische bodengebundene Systeme in Teilanwendungen ergänzen können.

Gemeinsam ist diesen Entwicklungen, dass weniger die Mechanik als vielmehr Regelungstechnik, Sensorik, Software und Systemintegration die Innovationsgeschwindigkeit bestimmen.

Zusammenfassung

Die Pflanzenschutztechnik der Agritechnica 2025 war geprägt von einem deutlichen Schwerpunkt auf präziser, softwaregestützter Applikation bei gleichzeitig steigender Systemkomplexität. Prädiktive Fahr- und Schaltlogiken, modulare Spot-Spray-Einheiten, hochdynamische PWM-Systeme sowie großformatige Pflanzenschutzdrohnen verdeutlichen den Übergang von klassischer Mechanisierung zu cyber-physischen Applikationssystemen.

Für die Praxis ergeben sich daraus neue Möglichkeiten zur Reduktion von Betriebsmitteln, zur Verbesserung der Applikationsgenauigkeit sowie zur Integration chemischer Verfahren in autonome Arbeitsprozesse. Gleichzeitig steigen die Anforderungen an Systemverständnis, Datenmanagement und Qualitätssicherung in der Applikationstechnik. 

Literatur

[1]     N.N.: Findklein. URL: www.findklein.com. Zugriff am 10.02.2026

[2]     N.N.: DJI Agras T100. DJI. URL: https://ag.dji.com/de/t100. Zugriff am 10.02.2026

[3]     N.N.: INDIVIDUAL NOZZLE CONTROL VALVES. TeeJet Technologies. URL: https://www.teejet.com/de-de/smartvalves?A=DKV&card_link. Zugriff am 10.02.2026

[4]     N.N.: WEED-IT AQRATE. WEED-IT. URL: https://weed-it.com/our-technology/weed-it-aqrate/. Zugriff am 10.02.2026

Autorendaten

Prof. Dr. Jens Karl Wegener ist Leiter des Instituts für Anwendungstechnik im Pflanzenschutz am Julius Kühn-Institut Braunschweig.

Dr. Jan-Uwe Niemann ist wissenschaftlicher Mitarbeiter des Instituts für Anwendungstechnik im Pflanzenschutz am Julius Kühn-Institut Braunschweig.