Agrartrend
Talking fields

Grenzen erkennen

Welcher Quadratmeter braucht wie viel Wasser und Dünger? Wie Felder durch Fernerkundung zu „Talking Fields“ werden.

Ein Bauer kennt sein Land. So war es früher, so ist es noch heute. Mit einem Unterschied: Einst hing alles von der Erfahrung des Landwirtes ab. Er wusste, welche Ecke seines Feldes er stärker bewässern musste, weil der Boden dort besonders trocken war. Heute weiß das auch sein Traktor.
Der fährt wie ferngesteuert übers Feld, misst den Zustand des Pflanzbestandes, wendet selbstständig am Ackerende und streut die exakt bemesse Düngermenge aus. „Für eine präzise Bewirtschaftung der Flächen gibt es im Prinzip zwei Systeme“, erklärt  Prof. Dr.-Ing. Stefan Böttinger, Direktor am Institut für Agrartechnik der Universität Hohenheim. „Bei der ersten Variante sind Sensoren am Traktor befestigt, meistens vorne oder auf dem Dach. Sie erfassen die aktuelle Nährstoffversorgung, und das System richtet beispielsweise die optimale Menge an auszubringendem Düngemittel direkt daran aus.“ Die zweite Variante sei der digitale, kartenbasierte Ansatz, also die Fernerkundung. Benötigt werden wieder Sensoren am Traktor und parallel eine Software auf dem PC des Landwirts. „Während die Sensoren unter anderem die Bodenbeschaffenheit ermitteln, bestimmt ein GPS-Sender gleichzeitig die genaue Position des Traktors“, sagt Böttinger. Die Daten werden meist auf einer Karte gespeichert, die der Landwirt zuhause an den Computer anschließen kann, ähnlich wie die SD-Karte aus einer Digitalkamera. In Zukunft wird sich der Trend jedoch verstärkt in Richtung einer drahtlosen Datenübertragung entwickeln, beispielsweise durch ein Smartphone oder lokales W-LAN. „Mit einer entsprechenden Software kann der Landwirt so dank der GPS-Daten seine eigene Karte erstellen.“ Nach dem gleichen Prinzip können Felder auch mit Flugdrohnen ausgemessen werden.

Je umfangreicher die Informationen über den Boden sind, desto komplexer muss die Software beschaffen sein, die diese Daten verarbeitet. Mehr noch: Nötig sind Algorithmen, die aus all den Informationen Empfehlungen errechnen. „Die Tendenz geht daher dazu, keine eigene Software auf dem Rechner zu installieren, sondern die Berechnungen webbasiert auf einer Online-Plattform durchführen zu lassen, wofür es verschiedene Anbieter gibt, die schließlich die digitalen Karten erstellen“, sagt Böttinger. Diese sogenannten „Talking Fields Karten“ bringen also das Feld zum Sprechen: Sie geben Auskunft über die Bodenbeschaffenheit. Dieses Vorgehen hat einen weiteren Vorteil: Je besser der Anbieter in der jeweiligen Region vertreten ist, desto mehr Daten erhält er auch von anderen Landwirten – er kann die Algorithmen dementsprechend permanent anpassen und verbessern. Je mehr Landwirte ihre Flächen digital erfassen, desto stärker profitiert also der Einzelne. Ein Traktor mit GPS-Empfänger und Korrektursignal kann übrigens inzwischen auf bis zu zwei Zentimeter genau gesteuert werden.

Kiwiplantage

In Zukunft wird die Fernerkundung noch stärker über Satelliten stattfinden. Vor wenigen Monaten ist das Forschungsprojekt AGRO-DE gestartet, das vom Julius-Kühn-Institut in Quedlingburg koordiniert wird. Die Wissenschaftler wollen Sentinel-Erdbeobachtungssatelliten nutzen, die über das Europäische Copernicus Programm eingesetzt werden – einer Initiative der Europäischen Union, der Europäischen Raumfahrtagentur (ESA), der Europäischen Organisation für meteorologische Satelliten (EUMETSAT) und deren Mitgliedsstaaten, die das Spektrum der Erdbeobachtung durch effizientere Geoinformationsdienste erweitern möchte. Sie sollen Satellitenbilder liefern, in kurzen Abständen und in sehr hoher Qualität. Damit wäre es möglich, der Landwirtschaft alle zwei bis drei Tage digitale Karten bereitzustellen – mit aktuellen Informationen über den Reifegrad des Korns, die Nährstoffversorgung des Bodens oder die Ausbreitung von Krankheiten.

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So funktioniert GPS

Für das Global Positioning System (GPS), das in den 1970er-Jahren vom US-Verteidigungsministerium entwickelt wurde, werden vier Satelliten gebraucht. Drei davon senden über elektrische Impulse ihre aktuelle Position und die Uhrzeit an das GPS-Gerät. Eine spezielle Software berechnet anhand der angegebenen Uhrzeit, wie lange die jeweiligen Signale unterwegs waren und kann durch die Differenz die Position der Satelliten bestimmen, abgleichen und daraus den eigenen Ort ermitteln. Der vierte Satellit dient dazu, Ungenauigkeiten auszugleichen.

BayWa: Kooperation mit ESA für bessere Ernten zum Nutzen der Landwirte

Pflanzensensoren und digitale Fernerkundung und damit Smart Farming hängen von der Genauigkeit der Daten ab. Die BayWa hat daher eine Kooperation mit der europäischen Weltraumorganisation ESA geschlossen, um die Verwertung von Satellitendaten in der Landwirtschaft voranzutreiben. Die Partner wollen Satellitendaten besser für landwirtschaftliche Prozesse verwerten, um Ressourcen- und Wassereinsatz sowie Ernteerträge zu optimieren. Somit gehen Ökonomie und Umweltschutz Hand in Hand: Landwirte sparen, indem sie Ihren Betriebsmitteleinsatz optimieren und schonen zugleich die Umwelt.