Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg Bausteine des Precision Farming FAKT-Maßnahme F3 Kreuzberghof, 30.03.2015 Jürgen Ott Rebecca Schaufelberger LTZ Augustenberg Außenstelle Forchheim Kutschenweg 20 76287 Rheinstetten [email protected] [email protected] Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg Gliederung des Vortrags Kurze Vorstellung der Maßnahme F3 Bodenuntersuchung und P-Düngung Stickstoff-Sensor-Einsatz GIS-Anwendungen, Literatur, Allg. Hinweise 2 Ziel: Einträge von Nitrat ins Grundwasser und Phosphat in Oberflächengewässer reduzieren Nur in der „Wasserkulisse“, 5 Jahre! Stickstoffdüngung mit N-Sensor in Getreide, Raps, Mais und Kartoffeln (derzeit Reflexionssensoren, jährlich) Nur als Paket! Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg FAKT-Maßnahme F3: Precision Farming Teilflächenspezifische PhosphatGrunddüngung (2 x in 5 Jahren) Ermittlung des Phosphat-Düngebedarfs mind. im 1-ha-Raster (1 x in 5 Jahren) 80 €/ha 3 4 Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg Bodenuntersuchung Für eine teilflächenspezifische Düngung müssen die Flächenunterschiede bekannt sein! Wenn schon teilflächenspezifische Bodenuntersuchung, dann für alle Grundnährstoffe und pH EM-38-Bodenscanner wird empfohlen 5 Bodenuntersuchung mit EM 38-Scanner Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg einmalige Dienstleistung misst die scheinbare elektrische Leitfähigkeit korreliert mit dem Tongehalt (=Feinerdeanteil) Basis für eine „intelligente“ Bodenbeprobung 6 Beprobungsraster Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg Untersuchungsraster nach F3: mind. 1 ha 10 ha 8◦20′24,213″O 48◦58′58,624″N Dynamisch / intelligent starr 7 Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg Bodenuntersuchung Grundnährstoffe Mg K P pH Nach DüV alle 6 Jahre wiederholen 8 Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg Betriebskarte mit P-Verteilung 9 Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg Teilflächenspezifische P-Düngung 1. Applikations- oder Sollwertkarte erstellen (Offline-Verfahren, für Schlag oder Betrieb) 2. Eigen- oder Dienstleistung 3. Maschinenauftrag erstellen und exportieren 10 Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg Teilflächenspezifische P-Düngung Nach der Düngung: Ausbringungs- oder Streukarte als Nachweis 11 Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg Teil 2 Einsatz von NSensoren 12 Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg Sensor im Einsatz Online-Verfahren Messen Regeln Ausbringen 13 Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg Sichtbares Licht und Infrarotstrahlung Arbeitsbereich von (Reflexions-)Sensoren Kurzwelliges Infrarot (IR-A) Mittelwelliges Infrarot (IR-B) Langwelliges Infrarot (IR-C) 14 Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg Prinzip Reflexionsmessungen Pflanzen nutzen Rotlicht zur Fotosynthese. Es wird absorbiert und nur wenig reflektiert fotosynthetisch aktive Biomasse Reflexion von Rotlicht (hpts. Chlorophyll). Indiz für die Stickstoffaufnahme Im NIR-Bereich gilt das Gegenteil: nahinfrarotes Licht (> 700 nm) wird vor allem von der Pflanzenstruktur reflektiert Struktur (Zellwände, Blätter, Stängel) Indiz für Bestandesdichte Reflexion von NIR-Licht Aus den Spektralinformationen im Grün-/Rot- und/oder im NIR-Bereich werden Vegetationsindizes berechnet 15 Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg Reflexionsspektren von Winterweizen Sorte Aristos, EC 39 16 Quelle: Dr. F.-X. Maidl, TU München Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg Vegetationsindizes - Beispiele Vegetationsindex Berechnung (nm) Beziehung zu IR / R ratio infrared/red 780/670 Biomasse IR / I1 ratio infrared/infrared 740/730 Biomasse IR / I2 ratio infrared/infrared 740/720 Biomasse IR / G infrared/green 780/550 N-Gehalt NDVI normalized diff. veg. index (800-670)/(800+670) Biomasse SAVI soil adjusted veg. index (1+B)(800670)/800+670+B) Biomasse REIP red edge inflection point 700+40((670+780)/2700)/(740-700) N-Gehalt, LAI Anforderungen: Messgröße (N-Aufnahme) gut abbilden, sortenunabhängig, stabil gegen Umwelteffekte, großer Messbereich, geringe Sättigungseffekte 17 Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg Vom Sensorwert zur N-Düngung Reflexionsmessungen sind indirekte Messungen Die Vegetationsindizes werden daher in die agronomische Führungsgröße „Stickstoffaufnahme in kg N/ha“ umgerechnet Diese Umrechnungsformeln werden als Messalgorithmen oder Regelfunktionen bezeichnet Sie müssen fruchtart- und stadienspezifisch sein Sensoren müssen für jeden Einsatz kalibriert werden 18 Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg Biomassekartierung 06.04.2011, EC 30-32 Wintergerste 19 Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg N-Düngung teilflächenspezifisch 06.04.2011, EC 30-32 Wintergerste 20 Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg N-Düngung Dokumentation/Nachweis Pflicht: Ausbringungskarte + N-Bedarfsermittlung + Schlagbilanz Kür: die N-Aufnahmekarte 21 Beispiel Map-Overlay-Ansatz* Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg Ertrag 2010 Ertrag 2011 Online-Messung Ertrag 2012 Ertragserwartungskarte Zuschläge + * = auch Echtzeitansatz mit Kartenüberlagerung genannt Abschläge = Optimierte teilflächenspezifische Düngung 22 Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg Map-Overlay: weitere Beispiele Hofbodenkarte Sensordaten Ertragserwartungskarte Map-Overlay Satellitenbasierte Karten, geologische Karten, ……...… EM-38-Bodenscanner Blau = Betriebsdaten Rot = öffentliche Daten Reichsbodenschätzung23 Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg Unterschiede bei Reflexionssensoren Anbau Dachaufbau, Frontanbau, (Spritz-)Gestänge Anzahl Sensoren 2 bis theoretisch 50 Lichtquelle LED, Xenon-Blitzlampe, Sonne Lichtfarben Grün, Rot und NIR Lichtmessung 2 - 4 Wellenlängen Vegetationsindex NDVI, REIP, firmeneigene, …. Messabstand Ca. 40 cm – 12 m Messfläche / Sensor Ca. 60 cm - 3,50 m Messfläche / ha Bei 28 m Arbeitsbreite ca. 5% - 25% Messalgorithmen Ja / nein ; welche? Map-Overlay Möglich / nicht möglich Kalibrierung Einpunkt-, Zweipunkt-, keine Preise € Ca. 17.000 bis ca. 35.000 24 Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg FAKT-Regelungen zum Sensoreinsatz Förderfähige Fläche: nur sensortaugliche Kulturen, die im ersten Jahr beantragt werden Düngebedarfsermittlung nach DüV Getreide: Einsatz ab 2. N-Gabe (ca. ab BBCH 28) Mais und Kartoffeln: als Startgabe nur 50 % der N-Düngebedarfsmenge erlaubt Mais 2. N-Gabe: 8-10-Blattstadium Kartoffeln 2. N-Gabe: zum Reihenschluss Winterraps: Herbstscan und Düngung der 1. Gabe im Offline-Verfahren möglich 25 Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg Teil 3 GIS-Anwendungen, Literatur, allgemeine Hinweise 26 Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg GIS*-Anwendungen Vielfältige georeferenzierte Daten müssen verwaltet werden! entweder in der Ackerschlagkartei mit GISModul oder in einem Online-Portal der Dienstleister Prüfen, ob Ackerschlagkartei evtl. um GISModul aufrüstbar ist GIS = Geografische Informationssysteme (FIONA, Google-Earth) 27 Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg Literatur und Links Lorenz ▪ Münchhoff: „Teilflächen bewirtschaften“ DLG-Verlag, ISBN 978-3-7690-2040-3, 7,50 € „Optische Sensoren im Pflanzenbau“ DLG-Merkblatt 390 http://www.dlg.org/dlg-merkblatt_390.html www.ltz-augustenberg.de Link Greening und FAKT www.landwirtschaft-bw.info/pb/,Lde/Startseite Link Gemeinsamer Antrag 28 Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg Allgemeine Hinweise Schnittstellenproblematik: Sind alle geplanten Komponenten Ihres Systems untereinander kompatibel? Isobus? Serielle Schnittstelle? Maschinendaten? GIS-Datenformate? Für den ersten Einsatz des N-Sensors brauchen Sie Hilfe vor Ort! Danach brauchen Sie einen Ansprechpartner, den Sie während der Düngesaison immer erreichen können. Trotz allem HighTech: Die Technik kann Ihnen nicht alles abnehmen. Ihr Erfahrungswissen über Ihre Schläge bleibt unentbehrlich. 29 Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. 30
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