ErnteErnte
N3N3
Wachstumsregler/FungizideWachstumsregler/Fungizide
N2N2
Aktuelle Bestandesinformationen
N1N1
HerbizideHerbizide
GrunddüngungGrunddüngung
AussaatAussaat
Ableitung ErtragspotenzialAbleitung Ertragspotenzial
Nutzeroptionen des
Managementsystems
Nutzeroptionen des
Managementsystems
Standortbeschreibung
Boden, Relief, Wasser, Klima
Standortbeschreibung
Boden, Relief, Wasser, Klima
Planung der Bestandesführung
(aktuelles Ertragsziel)
Planung der Bestandesführung
(aktuelles Ertragsziel)
BodenbearbeitungBodenbearbeitung
Bestandesführung im Verbundprojekt
Standortkenntnis
des Landwirts und
aktuelle Bestandes-
informationen
Standortkenntnis
des Landwirts und
aktuelle Bestandes-
informationen
Übersicht
Module
Übersicht
Module
preagropreagro
Übersicht Softwaremodule
EntwicklungsphaseModul
Algorithmus in ErprobungFungizide
Algorithmus in ErprobungWachstumsregler
Algorithmus in ErprobungHerbizide
Algorithmus fertiggestelltGrunddüngung
umgesetztN-Düngung Winterweizen
umgesetztAussaat Winterweizen
umgesetztBodenbearbeitung
in Modul Aussaat integriertAls eigenständiges Modul geplant
Ertragspotenzialabschätzung
Modulübersicht
Standortbeschreibung
Der erste Schritt im Precision Agriculture ist die Beschreibungagronomisch relevanter Standortcharakteristika und derenräumliche Abgrenzung. Dafür eignen sich besonders folgendeEingangsinformationen:
•Reichsbodenschätzung
•Relief (Digitale Geländemodelle)
•Bodenleitfähigkeit
•Ertragskartierung
•Luftbilder
und
•Digitale Hof-Bodenkarten
Bestandesführung
Ableitung von Ertragspotenzialen
Potentieller Ertrag in Abhängigkeit vom Niederschlag und der Ackerzahl
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
450 510 570 630 690 750 810
Niederschlag in mm
Ert
rag
in d
t/h
a
AZ 25 AZ 35 AZ 45 AZ 55 AZ 65 AZ 75 AZ 85
Das Ertragspotenzial gilt als theoretischer Wert, ist statisch und unabhängig vom tatsächlichen Anbau eines entsprechenden
Bestandes und lässt sich aus der Bodengüte und dem verfügbaren Niederschlag ableiten.
Modul Ertragspotenzialabschätzung
und Abschätzung des Ertragspotenzials anhand von Eingangsinformationen zur Bodengüte (Reichsbodenschätzung oder Hof-Bodenkarte)
Abfrage der durchschnittlichen
Jahresniederschlagsmenge
Ertragsziel
Aus dem Ertragspotenzial, wird durch Berücksichtigung von
jahresspezifischen Informationen zu Anbaudaten,
Anbaubedingungen und der Standortkenntnis des Landwirts
ein aktuelles Ertragsziel abgeleitet. Diese Angaben werden
räumlich zuordenbar über die Eingabemaske der Module
abgefragt. Vorinformationen können durch den Nutzer angepasst
werden.
Ziele der ortsspezifischen Bodenbearbeitung
Eine krumentiefe Bodenlockerung kann dortunterbleiben, wo diese nicht erforderlich ist. Dies ermöglicht • die Senkung von Kosten der Bodenbearbeitung
geringerer Arbeitszeitaufwand geringerer Kraftstoffbedarf
• Bodenschutz Bessere Befahrbarkeit eines nicht überlockerten
Bodens Prävention von Bodenerosion
Algorithmus des Moduls Bodenbearbeitung
Boden wird nur dort tief bearbeitet, wo Tongehalt < 12%
(Lockerung von zur Verdichtung neigenden Zonen) Staunässe oder Grundwassereinfluss vorhanden
(Durchlüftung Sauerstoffarmer Zonen) Erosion vorherrscht,
(an Kuppen und Hangschultern soll durch tiefere Einarbeitung von Stroh Struktur verbessert werden)
Regelgröße: Bearbeitungstiefe einer passiven Bodenbearbeitung
(8-25 cm)
Eingabemaske Modul Bodenbearbeitung
Informationen aus Reichsbodenschätzung (Ackerzahl)oder Bodenansprache
Informationen aus Reichsbodenschätzung (Ackerzahl)oder Bodenansprache
Informationen aus Relief (Wasserhaushalt)Lageplänen von Dränagen oder Standortkenntnis des Landwirts
Informationen aus Relief (Wasserhaushalt)Lageplänen von Dränagen oder Standortkenntnis des Landwirts
Eigenschaften sind innerhalb des Schlages räumlich frei zuordenbar
BerechnungBerechnung
Räumliche
Zuordnung von
Bodeneigenschaften
Räumliche
Zuordnung von
Bodeneigenschaften
tiefe
Bearbeitung
tiefe
Bearbeitung
flache
Bearbeitung
flache
Bearbeitung
BearbeitungskarteBearbeitungskarte
Algorithmus für ortsspezifische Aussaat
1. Ertragspotenzial
abschätzung
1. Ertragspotenzial
abschätzung
JahresniederschlagJahresniederschlag
BodenzahlBodenzahl
BodentypBodentyp
Bodenart Bodenart
RegionRegion
Organische Substanz
Organische Substanz
AusgangsmaterialAusgangsmaterial
3. Berechnung der Aussaatmasse
3. Berechnung der Aussaatmasse
BodentexturBodentextur
Bestandesdichte; Kö./ÄhreBestandesdichte; Kö./Ähre
AuswinterungsverlusteAuswinterungsverluste
Keimfähigkeit; TKMKeimfähigkeit; TKM
SaatbettqualitätSaatbettqualität
FeldaufgangsrateFeldaufgangsrate
ExpositionExposition
Bodenfeuchte SaatterminBodenfeuchte Saattermin
Boden-SaatgutkontaktBoden-Saatgutkontakt
SaattiefeSaattiefe
BodenartBodenart
4. Applikations-
karte
4. Applikations-
karte
BodenzahlBodenzahl
Gelände: Kuppe, Senke, Hang
Gelände: Kuppe, Senke, Hang
126
138
138
146
180
1
2
3
<N
AA
200 m
VorfruchtVorfrucht
Vorfrüchte 2-3 Jahre zuvor
Vorfrüchte 2-3 Jahre zuvor
Saatzeit Saatzeit
Sorte:(BSA-Sortenliste)
Sorte:(BSA-Sortenliste)
Korrektur der Ertragserwartg. durch Landwirt
Korrektur der Ertragserwartg. durch Landwirt
Gelände: Kuppe, Senke, Hang
Gelände: Kuppe, Senke, Hang
2. Anpassung des
Ertragspotentials zum Schätzertrag
2. Anpassung des
Ertragspotentials zum Schätzertrag
Eingabemaske Aussaatmodul
Abfrage saatrelevanter
Faktoren
Abfrage saatrelevanter
Faktoren Anhaltspunkt für
idealen
Aussaattermin
Anhaltspunkt für
idealen
AussaatterminAbweichung vom
idealen
Saattermin
Abweichung vom
idealen
SaatterminAbweichung von
idealer Saattiefe
Abweichung von
idealer Saattiefe
Beeinflussung des Boden-
Saatgutkontaktes (z.B.
durch Stroh)
Beeinflussung des Boden-
Saatgutkontaktes (z.B.
durch Stroh)
Abschätzung der
Dauer bis zum
Auflaufen; Einfluss auf
Feldaufgangsrate
Abschätzung der
Dauer bis zum
Auflaufen; Einfluss auf
Feldaufgangsrate
Bestandes- oder
Ährentyp
Qualitäts- oder Massen
Bestandes- oder
Ährentyp
Qualitäts- oder Massen
Einfluss auf
Keimbedingungen
Einfluss auf
Keimbedingungen
Einfluss auf
Bodenstruktur
Einfluss auf
Bodenstruktur
BodengareBodengare
Kuppe, Senke, Hang,
Ebene
Kuppe, Senke, Hang,
Ebene
Eigenschaften sind innerhalb des Schlages räumlich frei zuordenbar
BerechnungBerechnung
Aussaatempfehlung,die
nach Umrechnung in
Rasterdaten an das
Bordterminal zur
Ausführung
weitergegeben wird
Aussaatempfehlung,die
nach Umrechnung in
Rasterdaten an das
Bordterminal zur
Ausführung
weitergegeben wird
Modul Grunddüngung
Grundprinzip der N-Düngungsberechnung „pre agro“
- Mapping approach -
Festlegung N-Basiswerte für die Teilgaben
einschließlich Grenzwerte
Festlegung N-Basiswerte für die Teilgaben
einschließlich Grenzwerte
Sorte,
Qualitätsziel
Sorte,
Qualitätsziel
Reichsboden-
schätzung oder Hof-
Bodenkarte
Reichsboden-
schätzung oder Hof-
Bodenkarte
Ertragserwartungs- bzw.
Ertragspotenzialkarte
Ertragserwartungs- bzw.
Ertragspotenzialkarte
Situationsabhängige Berechnung von Zu- und
Abschlägen zu den Basiswerten
Situationsabhängige Berechnung von Zu- und
Abschlägen zu den Basiswerten
Überprüfung Grenzwerteinhaltung (Max., Min.-
Überprüfung)
Überprüfung Grenzwerteinhaltung (Max., Min.-
Überprüfung)
N-DüngungsempfehlungN-Düngungsempfehlung
Bestandesdichte
N-Pflanzenernähungs-situation
Gesundheitszustand
Unkrautsituation
Bestandesdichte
N-Pflanzenernähungs-situation
Gesundheitszustand
Unkrautsituation
Prog. N-Nachlieferung
Aktueller Nmin-Gehalt (Boden)
Wasserverfügbarkeit
Progn. Witterung
Prog. N-Nachlieferung
Aktueller Nmin-Gehalt (Boden)
Wasserverfügbarkeit
Progn. Witterung
Basis- und Grenzwerte der Düngungsempfehlung
Düngungsempfehlung in kg N/ha Winterweizen
Gesamt- düngergabe
1. Gabe (28.2.-15.3.) Bestockung
2. Gabe (10.4.-20.5.)
Schossen
3. Gabe (2.6.-15.6.)
Ährenschiebnen/Blüte
Ertrags- potenzial
[dt/ha] MW Min Max MW Min Max MW Min Max MW Min Max
50 140 90 190 30 30 60 60 30 70 50 30 60
60 170 110 220 40 30 70 70 40 80 60 40 70
80 210 140 250 50 30 70 80 60 90 80 50 90 >12
100 230 160 270 50 30 70 90 70 100 90 60 100
50 120 60 170 30 30 60 60 30 70 30 0 40
60 150 90 200 40 30 70 70 40 80 40 20 50
80 180 130 220 50 30 70 80 60 90 50 40 60 Pro
tein
geh
alt
[%]
<=12
100 200 150 240 50 30 70 90 70 100 60 50 70
Düngungsalgorithmus: Zu- und Abschläge
Zu- und Abschläge von Basiswerten [kg N /ha] Teilflächenspezifische Standort- und Bestandesinformation 1. Gabe 2. Gabe 3. Gabe
Gehalt an N min (0-60 cm) + / – -30 – 20
N min – extrem hohe Werte Empfehlung = 0
Vorfruchtwirkung + / – 10
Organische Düngung zur Frucht (Art, Zeitpunkt, Menge)
– -30 – 0 -15 – 0
Lage im Gelände – Relief – Kuppe max 60 -15 – 0 -10 – 0
Witterung (Winter / Frühling) + / – 10
Pflanzendichte / Bestockungsintensität + / – -20 – 20 -20 – 20 -10 – 10
Ernährungssituation (Stickstoff) des Pflanzenbestandes
+ / – -20 – 15 -20 – 15
Gesundheitszustand, Verunkrautung – -20 – 0
Ausprägung von Trockenstress – -20 – 0
Bodenwasserspeicherkapazität + / – -20 – 10
Nutzungsänderung (Grünland Acker) – -10 – 0 -10 – 0
Ableitung der N-
Düngungsempfehlung beruht
auf der Ertragspotenzialab-
schätzung (z. Zt. noch im
Modul Aussaat integriert).
Ableitung der N-
Düngungsempfehlung beruht
auf der Ertragspotenzialab-
schätzung (z. Zt. noch im
Modul Aussaat integriert).
Abfrage ertragsbeeinflussender
Faktoren zur Ableitung eines
aktuellen Ertragsziels
Abfrage ertragsbeeinflussender
Faktoren zur Ableitung eines
aktuellen Ertragsziels
Je nach Temperaturverlauf und
Niederschlagsmenge während
Winter und Frühjahr Zu- oder
Abschlag von +/- 10 kg N/ha
Je nach Temperaturverlauf und
Niederschlagsmenge während
Winter und Frühjahr Zu- oder
Abschlag von +/- 10 kg N/ha
Einbindung der Standortkenntnis des Landwirts
Innerhalb des GIS ermöglicht das Managementsystem dem Anwender ein einfaches und schnelles
Anlegen neuer Teilflächen
(Polygone) und Zuordnen von
Werten und Eigenschaften
Anlegen neuer Teilflächen
(Polygone) und Zuordnen von
Werten und Eigenschaften
räumliches Editieren vorhandener Polygone
räumliches Editieren vorhandener Polygone
Zuordnen neuer Werte und
Eigenschaften zu vorhandenen
Polygonen
Zuordnen neuer Werte und
Eigenschaften zu vorhandenen
Polygonen
Einbindung der Standortkenntnis des Landwirts
Beispiele aus der Berechnung der N1-Gabe:• 1. Korrektur Bodenart• 2. Verschiedene Sorten• 3. Abweichendes Ertragsziel• 4. Unterschiedliche Vorfrüchte• 5. Berücksichtigung des Reliefs
• 6. Eingabe von Nmin-Analysewerten
• 7. Einrichten eines ökologisch sensiblen Bereiches• 8. Geringe Bestockung• 9. Berechnung der N1-Gabe für o.g. Vorgaben
Bestandesführung
Beispiel 1: Bodenart
Korrektur der
Reichsbodenschätzung durch
den Landwirt:
z.B. Bodenart Sand statt
lehmiger Sand.
Beispiel 1: Bodenart
Korrektur der
Reichsbodenschätzung durch
den Landwirt:
z.B. Bodenart Sand statt
lehmiger Sand.
Übersicht
Erstellung eines neuen
Polygons
Erstellung eines neuen
Polygons
Übersicht
Übersicht
Übersicht
Übersicht
Zuordnung der neuen
Eigenschaft
Zuordnung der neuen
Eigenschaft
Übersicht
Einfluss auf
Bodenwasser-
speicherkapazität:
Zu-/Abschlag:
+/- 20 kg N/ha
Einfluss auf
Bodenwasser-
speicherkapazität:
Zu-/Abschlag:
+/- 20 kg N/ha
Übersicht
Beispiel 2:
Anbau verschiedener
Sorten auf einem Schlag
Beispiel 2:
Anbau verschiedener
Sorten auf einem Schlag
Übersicht
Anlage eines neuen
Polygons und
Zuordnung der Sorte
Anlage eines neuen
Polygons und
Zuordnung der Sorte
Übersicht
Übersicht
Übersicht
Übersicht
Übersicht
Unterschiedliche
Bestockungsinten-
sität der Sorten
Zu- bzw. Abschlag
+/- 20 kg N/ha
Unterschiedliche
Bestockungsinten-
sität der Sorten
Zu- bzw. Abschlag
+/- 20 kg N/ha
Beispiel 3: Ertragsziel
Erfahrung des Landwirts:
Ertrag deutlich höher!
Beispiel 3: Ertragsziel
Erfahrung des Landwirts:
Ertrag deutlich höher!
Übersicht
Auswahl eines
vorhandenen Polygons
und Zuordnung des
neuen Ertragsziels.
Auswahl eines
vorhandenen Polygons
und Zuordnung des
neuen Ertragsziels.
Übersicht
Korrektur von 90
auf 110 kg/ha
Ertragsziel
Korrektur von 90
auf 110 kg/ha
Ertragsziel
Übersicht
Beispiel4:
verschiedene
Vorfrüchte im Vorjahr
Beispiel4:
verschiedene
Vorfrüchte im Vorjahr
Übersicht
Übersicht
Übersicht
Vorfruchtwirkung
wird je nach
Kulturart mit
einem Zu- bzw.
Abschlag von
+/- 10 kg/ha
berücksichtigt.
Vorfruchtwirkung
wird je nach
Kulturart mit
einem Zu- bzw.
Abschlag von
+/- 10 kg/ha
berücksichtigt.
Beispiel 5:
Einbindung des
Reliefs:
Eingabe von Senken
Beispiel 5:
Einbindung des
Reliefs:
Eingabe von Senken
Übersicht
Identifikation von
Senken (bzw.
Kuppen) anhand
einer Reliefanalyse
Identifikation von
Senken (bzw.
Kuppen) anhand
einer Reliefanalyse
Übersicht
Übersicht
Anlegen neuer
Polygone mit
der
Eigenschaft
“Senke“
Anlegen neuer
Polygone mit
der
Eigenschaft
“Senke“
Übersicht
Übersicht
Übersicht
Senken werden mit
Abschlägen von bis zu
15 kg N/ha bei 2. bzw.
3. N-Gabe
berücksichtig.
Senken werden mit
Abschlägen von bis zu
15 kg N/ha bei 2. bzw.
3. N-Gabe
berücksichtig.
Beispiel 6: Nmin-Gehalt laut Probenanalyse geringer als Standardwert
Beispiel 6: Nmin-Gehalt laut Probenanalyse geringer als Standardwert
Übersicht
Auswahl vorhandener
Polygone und
Zuordnung des neuen
Wertes.
Auswahl vorhandener
Polygone und
Zuordnung des neuen
Wertes.
Übersicht
Übersicht
Übersicht
Übersicht
Bsp. 7: Berücksichtigung eines ökologisch sensiblen Bereiches um das Gehölz
Bsp. 7: Berücksichtigung eines ökologisch sensiblen Bereiches um das Gehölz
Übersicht
Anlegen des neuen
Polygons um das
Gehölz
Anlegen des neuen
Polygons um das
Gehölz
und Zuordnung einer N-
Düngung von nur 30% des
Standardwertes
und Zuordnung einer N-
Düngung von nur 30% des
Standardwertes
Übersicht
Übersicht
Beispiel 8: Geringe Bestockung. Verdichtung am Vorgewende?
Beispiel 8: Geringe Bestockung. Verdichtung am Vorgewende?
Übersicht
Zuordnung einer
Bestockung von
1-2 Trieben statt
Standardwert (3
und mehr)
Zuordnung einer
Bestockung von
1-2 Trieben statt
Standardwert (3
und mehr)
Berechnung
Düngungsempfehlung
Berechnung
Düngungsempfehlung
Übersicht
Übersicht
Eingabemaske Berechnung N2-Gabe
Eingabemaske Berechnung N3-Gabe
Ertragskartierung
Die Ertragskartierung bei den Mähdruschfrüchten ist
eine der häufigsten Anwendungen im precision
agriculture. Sie ist gut geeignet, um die oft erstaunlich
großen Ertragsunterschiede innerhalb der Flächen
aufzudecken. Allerdings unterscheiden sich die
Ertragsmuster eines Schlages verschiedener Jahre
selbst bei Anbau der gleichen Kultur durch den
spezifischen Verlauf der Witterung einzelner Jahre
erheblich. In der Regel können dadurch erst nach
Kartierung über mehrere Jahre treffende Aussagen zur
räumlichen Ertragsstruktur gemacht werden. preagro
verwendet Ertragskarten deshalb nicht unmittelbar zur
Ableitung von pflanzenbaulichen Maßnahmen. Sie
dienen jedoch als wesentlicher Maßstab für den Erfolg
der, nach den pflanzenbaulichen Regeln und
Softwaremodulen abgeleiteten Empfehlungen für die
ortsdifferenzierten Maßnahmen.
Die Ertragskarten müssen, vor einer we
iteren Verwendung, zunächst um die, während der
Aufzeichnung aufgetretenen, systematisch bedingten
Fehler bereinigt werden. Hierbei spielen nach dem
bisherigen Stand der Ergebnisse vor allem fehlerhafte
Sensorwerte eine Rolle.
Karte des Trockenertrages Schlag Finkenherd am Standort Baasdorf
im Erntejahr 2000 im Raster von 25 m
Karte des Trockenertrages Schlag Finkenherd am Standort Baasdorf
im Erntejahr 2000 im Raster von 25 m
Wachstumsregler
Für den frühen Einsatz von Wachstumsreglern (z. B. Chlormequat) ist die sich etablierende Bestandesdichte von zentraler Bedeutung. Diese wird im Wesentlichen von der Ackerzahl, Reliefparametern und dem klimatischen Mittel des Jahresniederschlages der Region bestimmt. Die Managementzonen, die sich aus den Aussaatkarten des Teilprojektes ‚Bestandesführung’ ergeben, könnten dann unter Berücksichtigung des Nmin-Gehaltes im Frühjahr, der geplanten
Stickstoffdüngung und der Sorteneigenschaften mit Zu- bzw. Abschlägen der Aufwandmenge belegt werden. Unter Beachtung der Produktart liegt dann im Ergebnis eine Applikationskarte vor.Die Entscheidungsalgorithmen für den teilflächenspezifischen Fungizideinsatz und späte Wachstumsregulatorgaben (z. B. Ethephon, Trinexapac) leiten sich von der örtlich vorliegenden Zielfläche ab. Dies wird als mögliche Grundlage zur Mengenbemessung angesehen, da eine sensorische, ortsbezogene Erfassung von pilzlichen Schaderregern zur Zeit nicht möglich ist. Die Anpassung der Aufwandmenge ist jedoch nur lohnenswert, wenn im jeweiligen Jahr Wachstumsunterschiede zu beobachten sind. Eine großflächige Erfassung der aktuellen Zielfläche ist deshalb unerlässlich. Die Entscheidungskriterien im Modul werden unter anderem aus den Ergebnissen der Versuche zur Eichung des Pendelsensors und Luftbilder abgeleitet.
ReichsbodenschätzungDie Reichsbodenschätzung stellt die einzige Bodenkarte dar, die nach einheitlichen Kriterien erstellt, für die gesamte landwirtschaftliche Nutzfläche Deutschlands vorliegt. Bei der Erstellung wurde ein enges Beprobungsraster von 50 m x 50 m verwendet. So liefern diese Karten, obwohl größtenteils aus den 30er Jahren des 20. Jahrhunderts stammend, oft überraschend genaue Informationen zur Abgrenzung in sich homogener Zonen und deren natürlicher Ertragsfähigkeit. Die Schätzkarten sind bei den Katasterämtern, teilweise bereits in digitalisierter Form verfügbar. Nach einer Aktualisierung z. B. durch gezielte Bodenbeprobungen und der Nachvollziehung bodengenetischer Prozesse, wie die Abschwemmung von Tonmineralen von Kuppen, Vergleyung durch Grundwassereinfluss, hat sich die Reichsbodenschätzung für die Projektflächen als eine wertvolle Datengrundlage erwiesen. Für die Verwendung in preagro wurden die Schätzkarten durch das Teilprojekt ‚Regionale Stoffdynamik’ durch ein eigens entwickeltes Verfahren, die Bodenschätzungs-Standard-Auswertung (BOSSA), noch präzisiert. Dieses ermöglicht die Einbeziehung der detaillierten Angaben der bei den Finanzdirektionen vorliegenden Grablochbeschreibungen. So lassen sich profilbezogene Aussagen zu Bodenart, Bodentyp und sogar die heute gebräuchlichen bodenphysikalischen Parameter wie Lagerungsdichte, nutzbare Feldkapazität oder Durchwurzelungstiefe ableiten.
Relief (digitale Geländemodelle)
Das Relief hat eine entscheidende Wirkung auf die natürliche Ertragsfähigkeit landwirtschaftlicher Flächen. Es beeinflusst in hohem Maße die Prozesse der Bodenbildung, den Wasserhaushalt, das Mikroklima und somit die Ertragsfähigkeit des Bodens. Für eine Berücksichtigung des Reliefs im Teilflächenmanagement bietet sich die Nutzung sog. digitaler Höhenmodelle (DGM) an. DGM sind bereits kommerziell bei den Landesvermessungsämtern verfügbar, oft allerdings nur in einem 50 m x 50 m Raster. In einigen Bundesländern, wie Nordrhein-Westfalen oder Sachsen-Anhalt, können diese in einem geeigneten Raster DGM von 10 m x 10 m zu einem Preis zwischen 60 und 100 DM pro km² bezogen werden. Im Verbundprojekt preagro wurden DGM mit einer Rasterweite von 5 m und einer Genauigkeit von besser 1 dm bei der Überfahrt mit einem hochgenauen DGPS erstellt. Eine praktische Anwendung ist die Ableitung von potenziellen Vernässungsbereichen im Schlag aus der Zuflussfläche und dem Gefälle (Topographischer Wetness-Index TWI). Die Lokalisation solcher Stellen gibt wertvolle Hinweise für eine Planung von Bodenbearbeitung, Aussaat, Düngungs- und Pflanzenschutzmaßnahmen.
In preagro werden die DGM zur Interpretation von Luftbildern, Ertragskartierungen, vor allem aber als wesentlicher Bestandteil der Entscheidungsmodelle genutzt. Die vielseitige Verwendbarkeit und die nahezu unbegrenzte zeitliche Gültigkeit lässt deren standardmäßige Anschaffung für die Praxis in Zukunft sinnvoll erscheinen.
Darstellung des Wetness-Index. Dunkle Bereiche zeigen höhere Feuchte an. Die gepunkteten Linien sind die jede Sekunde gespeicherten Höhen-Messpunkte des RTK-GPS in den Fahrspuren, Ausschnitt Schlag 104, Kassow.
Darstellung des Wetness-Index. Dunkle Bereiche zeigen höhere Feuchte an. Die gepunkteten Linien sind die jede Sekunde gespeicherten Höhen-Messpunkte des RTK-GPS in den Fahrspuren, Ausschnitt Schlag 104, Kassow.
Eine elegante und schlagkräftige Methode Informationen über den Boden zu gewinnen, bieten geoelektrische Verfahren. Dabei wird während der Fahrt über die zu untersuchende Fläche die (scheinbare) elektrische Leitfähigkeit des Bodens gemessen. Da diese maßgeblich bestimmt wird von Wassergehalt, Bodenart, gelösten Mineralien und Lagerungsdichte, lassen sich mit entsprechenden Referenzmessungen Aussagen zu diesen Größen treffen. preagro nutzt das berührungsfreie Verfahren mit dem Gerät EM-38 vor allem zu Untersuchungen der Bodenart. Der Vergleich mit Bodenproben und Luftaufnahmen hat bestätigt, dass deutliche Substratunterschiede wie zwischen Ton und Sand bis in eine Tiefe von 1 m gut erkannt werden können. Praktische Anwendung könnten Leitfähigkeitsmessungen bei der Abgrenzung homogener Schlagbereiche und bei der Überprüfung vorhandener Karten der Reichsbodenschätzung finden. Einzelne Dienstleister bieten dies bereits an.
Bodenleitfähigkeit
Karte der scheinbaren elektrischen Leitfähgkeit (mS/m) gemessen mit EM-38, Schlag „Bullenstall“, Raguhn
Karte der scheinbaren elektrischen Leitfähgkeit (mS/m) gemessen mit EM-38, Schlag „Bullenstall“, Raguhn
EM-38 mit GPS-Antenne auf einem gezogenen Schlitten montiertEM-38 mit GPS-Antenne auf einem gezogenen Schlitten montiert
LuftbilderFernerkundung kann die Ableitung teilflächenspezifischer Maßnahmen im Pflanzenbau durch verschiedenste Informationen unterstützen. Im Verbundprojekt preagro liefert die Fernerkundung z. B. Ableitungen statischer Parameter wie Bodenart, verfügbare Feldkapazität oder Ertragspotenziale für die Erzeugung von Standortkarten, die unter anderem für die Planung der differenzierten Aussaat oder Grunddüngung verwendet werden (Mapping Ansatz). Bei Applikationen, die sich in stärkerem Maße auf den (tages)aktuellen Pflanzenzustand beziehen, stößt dieses Verfahren an seine Grenzen. Für Online-Verfahren, die in real-time (Echtzeit) bzw. nahe real-time die Mengenregulierung z. B. für die N-Düngung und PSM vornehmen sollen, sind deshalb zeitabhängige Informationen zur Bestandesentwicklung und -vitalität sowie zum aktuellen Bodenwasserhaushalt (Zustandskarten) durch Spektralsensoren zu bestimmen und zu bewerten. Alternativ zu traktorgestützten Sensoren kann die flugzeuggestützte Fernerkundung ebenfalls aktuelle und großräumige Bestandesinformationen z. B. zur N-Düngung oder für Fragestellungen im Bereich des Pflanzenschutzes liefern. Für die Applikationsunterstützung durch Fernerkundung sind aufgrund der Zeiträume, bis die Informationen tatsächlich zur Verfügung stehen (turn-around Zeitraum), und der Erfassungs- und Regelungsgröße landtechnischer Maschinen unterschiedliche Fernerkundungssensoren geeignet.
Ertragsschätzung, (Ertragspotential,Aussaatplanung)
Biomasse(W-Regulatoren, Fungizide)
Verunkrautung(Herbizide)
Pflanzenstreß(Fungizide)
Pflanzenvitalität (N-Düngung)
Reg
elu
ng
sgrö
ße
[m
]Turn-around Zeitraum
Echtzeit 24 h12 h 3 Tage 1 Wo. 2 Wo. 1 Monat 3 Monate
1
5
10
20
50
100
0.5
Flugzeug
Traktor-/ per Pedes Sensor
Satellit
Ertragsschätzung, (Ertragspotential,Aussaatplanung)
Biomasse(W-Regulatoren, Fungizide)
Verunkrautung(Herbizide)
Pflanzenstreß(Fungizide)
Pflanzenvitalität (N-Düngung)
Reg
elu
ng
sgrö
ße
[m
]Turn-around Zeitraum
Echtzeit 24 h12 h 3 Tage 1 Wo. 2 Wo. 1 Monat 3 Monate
1
5
10
20
50
100
0.5
Flugzeug
Traktor-/ per Pedes Sensor
Satellit
Eignung verschiedener Sensorplattformen für verschiedene Parameter bzw. Maßnahmen in Abhängigkeit der Regelungsgrößen und turn-around Zeiträume
Eignung verschiedener Sensorplattformen für verschiedene Parameter bzw. Maßnahmen in Abhängigkeit der Regelungsgrößen und turn-around Zeiträume
Im Verbundprojekt preagro wurde eine praxisgerechte Methodik zur Erfassung und Auswertung von standardisierten Bodenkenngrößen in Form von ‚Hof-Bodenkarten’ entwickelt und erprobt. Mit einem hydraulischen Bohrer auf einem Trägerfahrzeug (“SoilRover”) werden Bohrkerne bis zu einer Tiefe von 150 cm gezogen, und die über eine standardisierte „Bodenansprache“ (“KA4”) erhobenen Daten werden in ein Erfassungs- und Auswertungsprogramm eingegeben. Beprobungspläne werden anhand von Auswertungen der vorhandenen Vorinformationen (Relief, Luftbilder, Reichsbodenschätzung, Leitfähigkeitsmessungen) vorab erstellt, so dass im Feld unter Zuhilfenahme von DGPS-gestützter Navigation Bohrpunkte innerhalb von Fahrgassen gezielt angefahren werden können. Konzeptkarten werden direkt am Feldrand nach der Kartierung erarbeitet, um im Zweifelsfall Nachkartierungen vornehmen zu können. Hof-Bodenkarten bilden für die übrigen Teilprojekte wichtige Informationen zur Bodengenese, also auch zu Bodentyp und Bodenart ab. Bei Erstellung der Hof-Bodenkarten wird zur Abgrenzung der einzelnen Polygone vor allem die Größe der nutzbaren Feldkapazität (nFK) herangezogen, da diese als ein wesentlicher Faktor bei der Abschätzung von Ertragspotenzialen gilt.
Digitale Hof-Bodenkarten
“SoilRover” mit Hydraulik-Bohrgerät, DGPS-Navigation und Laptop-Datenerfassung
“SoilRover” mit Hydraulik-Bohrgerät, DGPS-Navigation und Laptop-Datenerfassung
nFK-optimierte Bodenformenkarte, Schlag „Kiesberg“, Baasdorf1. Tschernosem-Gley-Braunerde aus lehmigem Schluff/lehmigem Ton2. Rendzina aus tonigem Schluff/lehmigem Ton3. Tschernosem-Braunerde aus sandig-lehmigem Schluff/tonigem Lehm4. Tschernosem-Braunerde aus lehmigem Schluff/schluffig-lehmigem Sand5. Tschernosem aus sandigem Schluff/Sand (Lößauflage 5 dm)6. Anmoorpseudogley aus Anmoor/lehmigem Ton7. Tschernosem aus sandigem Schluff/Sand (Lößauflage 7dm)8. Tschernosem-Braunerde aus lehmigem Schluff/lehmigem Ton9. Tschernosem aus sandigem Schluff/Sand (Lößauflage 9dm)
nFK-optimierte Bodenformenkarte, Schlag „Kiesberg“, Baasdorf1. Tschernosem-Gley-Braunerde aus lehmigem Schluff/lehmigem Ton2. Rendzina aus tonigem Schluff/lehmigem Ton3. Tschernosem-Braunerde aus sandig-lehmigem Schluff/tonigem Lehm4. Tschernosem-Braunerde aus lehmigem Schluff/schluffig-lehmigem Sand5. Tschernosem aus sandigem Schluff/Sand (Lößauflage 5 dm)6. Anmoorpseudogley aus Anmoor/lehmigem Ton7. Tschernosem aus sandigem Schluff/Sand (Lößauflage 7dm)8. Tschernosem-Braunerde aus lehmigem Schluff/lehmigem Ton9. Tschernosem aus sandigem Schluff/Sand (Lößauflage 9dm)