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05.10.2018 - Wolfgang Rudolph (E-Mail schreiben an Wolfgang Rudolph)

Bodendaten als Basis für intelligenten Pflanzenbau

Bodendaten als Basis für intelligenten Pflanzenbau

Sensoren an Landmaschinen, die den Zustand des Ackerbodens online - also während der Überfahrt - erfassen und auswerten, werden immer mal wieder angekündigt. Bisher hat jedoch auf diesem Gebiet noch keine Technologie den Durchbruch in die Praxis geschafft. Das Interesse an solchen Systemen wächst jedoch. Denn eine zuverlässige und robuste Bodensensorik gilt bei Pflanzenbauexperten und Landtechnikherstellern gleichermaßen als unentbehrliches Werkzeug zur Entwicklung moderner Anbaumethoden. Mit dem technologischen Fortschritt, insbesondere bei der schnellen Verarbeitung großer Datenmengen, verbessern sich die Voraussetzungen für den praktischen Einsatz entsprechender Sensorsysteme enorm.

Ergebnisse des Innovationsforums vorgestellt

Im vergangenen Herbst fand daher eine zweitägige Tagung am Institut für Bau- und Landmaschinentechnik (IBL) der Technischen Hochschule Köln statt. Die unter Mitwirkung des VDI-Kolloquiums Bodenbearbeitung organisierte Veranstaltung mit rund 100 Teilnehmern aus dem gesamten Bundesgebiet bildete den Abschluss des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Innovationsforums „Sensorbasiertes Biosphärenmonitoring – SeBiMo“. Erklärtes Ziel der Initiative war es, technologische Lösungsansätze für eine effektive und leicht handhabbare Boden- und Pflanzensensorik zu finden, deren Aussagen dem Landwirt in Echtzeit zur Verfügung stehen.

Bodenraumerkundung erfordert ganzheitliche Herangehensweise

Über ein Jahr hatten sich Sensorik-Spezialisten aus etwa 40 Unternehmen, Agrarbetrieben und Forschungseinrichtungen mit diesem Thema auseinandergesetzt - darunter auch Agricon. Konsens bestand darüber, dass die Bodenraumerkundung eine ganzheitliche Herangehensweise unter Einbeziehung der Parameter von Pflanzen erfordert. Denn Bestandshöhe, Besatz an Unkräutern, Wassergehalt oder Nährstoffversorgung der Ackerkulturen fungieren gleichsam als lebende Bodensensoren. Als für die Landwirtschaft relevante Bodenparameter definierten die Experten Bodenfeuchte, das für die Wurzeln tatsächlich verfügbare Wasser (nutzbare Feldkapazität), Bodenart, Humusgehalt, pH-Wert, Grundnährstoffe, Durchwurzelung, Gefügeschäden und Kationenaustauschkapazität. Zusätzlich aufgenommen wurde der Aspekt Marketing. Aussagen über den Gesundheitszustand des Ackerbodens, wie er sich etwa im Humusgehalt widerspiegelt, gewinnen nach Ansicht der Experten bei der Verbesserung des Images der Landwirtschaft an Bedeutung. Von den verfügbaren Sensorik-Technologien bieten elektromagnetische und optische Verfahren das breiteste Anwendungsspektrum. 

Bodenfruchtbarkeit kann teilflächenspezifisch gemanagt werden

In seinem Vortrag beleuchtete Dr. Martin Schneider, Leiter Produktmanagement bei Agricon, die Herausforderungen aus der Sichtweise eines Dienstleisters. Das europaweit aktive Unternehmen betreut mehr als 2.000 Betriebe und hat über 800 Yara N-Sensoren® für die bedarfsgerechte Dosierung bei Düngung und Pflanzenschutz zum Einsatz gebracht. Für die Flächenkartierung wurden Daten auf bislang einer Million ha erfasst. "Ein auf den Nährstoffgehalten basierendes teilflächenspezifisches Management der Bodenfruchtbarkeit ist heute schon in der Praxis verfügbar", konstatiert Schneider. Es basiere auf der intelligenten Verknüpfung von in weiten Teilen automatisiert ablaufenden Prozessstufen.

Das digitale Grunddüngungssystem von Agricon

Am Anfang steht dabei immer die Datenerhebung mittels elektromagnetischer Messverfahren und die Entnahme von Proben für die Analyse im Labor. Für die Bodenprobennahme entwickelte Agricon eine Plattform, mit der sich während der Überfahrt ohne Zwischenstopp Mischproben aus 15 bis 20 Einzelentnahmen zusammenstellen lassen.

Die Analyseergebnisse werden in das Informationsverarbeitungssystem agriPORT eingepflegt und dort visualisiert. Der Landwirt lässt auf dieser Grundlage und unter Beachtung seiner pflanzenbaulichen Ziele für jeden Schlag Streukarten je nach Bedarf der Teilflächen errechnen.

Die Gerätesteuerung auf der Maschine sorgt schließlich für die entsprechend teilflächengenaue Applikation durch den Düngerstreuer oder bei der Ausbringung von organischen Stoffen. "Wird dieses System konsequent angewendet, sind signifikante Ertragssteigerungen sowie eine bessere Kontinuität der Ernteergebnisse möglich. Dennoch sehen wir Bedarf für eine Weiterentwicklung", so Schneider. Dies betreffe insbesondere eine kleinräumigere Erfassung des pH-Wertes und der im Boden verfügbaren Nährstoffe aber ebenso des Humusgehalts und der Bodenart.

Daten kleinräumiger erfassen und auswerten

Der Pflanzenbauexperte verwies in diesem Zusammenhang auf eine Reihe von Feldversuchen. Sie hätten einerseits gezeigt, dass beispielsweise der pH-Wert und der Phosphorgehalt auf Ackerflächen teilweise über eine Distanz von wenigen Metern variiert. Auch beim Humusgehalt und der Bodenart seien die Unterschiede oft so kleinräumig, dass sich dies mit dem bei Bodenbeprobungen üblichen Raster für die Mischproben von 3 ha nicht mit der notwendigen Genauigkeit erfassen lasse. Andererseits würden all die Faktoren die Nährstoffaufnahme der Pflanzen und damit den Düngebedarf beeinflussen. Schneider kündigte an, dass in naher Zukunft ein in Zusammenarbeit mit dem Kurt-Schwabe-Institut entwickeltes Gerät zur Verfügung steht, das unmittelbar bei der Bodenbeprobung mittels der Agricon-Plattform den pH-Wert als Grundlage für die Grunddüngung ermittelt. "Aus der Verknüpfung solch kleinräumiger Informationen lassen sich Muster ableiten, die unser Verständnis über die ertragsbeeinflussenden Zusammenhänge im Boden erweitern und regionalspezifische Bewirtschaftungsempfehlungen ermöglichen", blickt der Agricon-Manager nach vorn.

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