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Technik

Wenn es exakt werden soll

von , am
28.08.2014

Die Entwicklungen im Bereich der Satellitennavigation und der Sensortechnik sind es, die die Effizienz erhöhen und vor allem eine nachhaltige Landwirtschaft gewährleisten. Welche Vorteile bieten diese Systeme dem Betrieb?

Die Verwendung zusätzlicher Korrektursignale erhöht die wiederholbare Ortungsgenauigkeit bis in den Bereich von 2 bis 3 cm. © Same Deutz-Fahr

Die Nutzung des amerikanischen GPS für die Satellitennavigation im Zivilbereich schaffte den Durchbruch als die künstliche Signalverschlechterung durch die USA abgeschaltet wurde. Die Verwendung zusätzlicher Korrektursignale (DGPS) erhöht die wiederholbare Ortungsgenauigkeit bis in den Bereich von 2 bis 3 cm und erlaubt dadurch ausreichende Spurgenauigkeiten für den Einsatz in der Landwirtschaft, insbesondere in Verbindung mit Parallelfahrsystemen, auch bei hohen Anforderungen.

Ob manuell nach Anzeige oder automatisch über die Lenkhydraulik, der Nutzen von Parallelfahrsystemen ergibt sich durch die Reduktion von Überlappungen und dadurch bedingten Einsparungen von Betriebsmitteln und Arbeitszeit.
Eine deutliche Arbeitserleichterung, bzw. ein Komfortgewinn durch die Entlastung bei Arbeitsspitzen sind darüber hinaus für viele Landwirte der Hauptgrund für eine Anschaffung.

Einsparungen nutzen

Das satellitengestützte, automatisierte Ansteuern von Teilbreiten bei Düngerstreuern und Pflanzenschutzspritzen oder das Schalten von Säaggregaten am Vorgewende und an Keilen ist die logische Konsequenz der genauen Navigationsmöglichkeit auf dem Acker. Praktiker berichten, dass sich eine solche Investition durch weitere Einsparungen, je nach Betriebsgröße, bereits nach kurzer Zeit rentieren kann.

Die hochgenaue Ortungsgenauigkeit der RTK-Technologie, auch wiederholbar ohne Genauigkeitsverlust nach einem langen Zeitraum, ermöglicht weiterhin neue Verfahren im Ackerbau, die ansonsten nicht umsetzbar wären. Zu nennen sind hier das aus den USA stammende Strip-Till-Verfahren und das aus Australien kommende Controlled Traffic Farming (das Verwenden permanenter Fahrgassen).

Bei beiden Verfahren ist eine hohe wiederholbare GPS-Genauigkeit in Verbindung mit einem Parallelfahrsystem erforderlich, um entweder die im Vorfeld gelockerten Streifen bei der Aussaat oder aber die einmal festgelegten und dauerhaften Fahrwege auf der Fläche bei sämtlichen ackerbaulichen Maßnahmen wiederzufinden.

Die exakte Standortbestimmung eröffnete der Landwirtschaft die neue Welt des Precision Farmings. Darunter versteht man die teilflächenspezifische, standortangepasste Landwirtschaft. Teilflächen werden nur so behandelt, wie es die örtlich vorhandenen Bedingungen erfordern. Das erhöht die Effizienz des Betriebsmitteleinsatzes und verringert unnötige Austräge in die Umwelt.

Teilflächen betrachten


Geoelektrische Sensoren, die über dem Boden geführt werden, bilden Standortunterschiede hochaufgelöst ab und erlauben das Abschätzen der Textur und der Feuchtebedingungen in Verbindung mit einem Höhenprofil. Dabei können mittlerweile auch Schichtungen im Bodenprofil erkannt werden. Die Infos der örtlichen Bodenbedingungen können in einem ersten Schritt zur systematischen und wiederkehrenden Bodenbeprobung an bestimmten Punkten bzw. in nach dieser Information erstellten Teilflächengrenzen (Polygone) erfolgen.

Im Agrarbereich tätige Dienstleister bieten sowohl die Kartierung der Flächen mit geoelektrischen Sensoren als auch eine leistungsfähige GPS-gestützte Bodenbeprobung als Service an. Eine daraus erstellte Nährstoffkarte wäre als Grundlage für eine teilflächenspezifische Grunddüngung verwendbar.

Weitere Ansätze, nach denen anhand der Textur die Aussaatmenge oder die Bodenbearbeitungsintensität angepasst wird, werden bereits in der Praxis verfolgt. Die technischen Vor-aussetzungen, wie z.B. während der Fahrt hydraulisch variierbare Arbeitstiefen oder veränderbare Aussaatmengen, werden der Praxis bereits angeboten.
Die Ausrüstung von modernen Mähdreschern mit GPS und Ertragskartierungen macht die Information der unterschiedlichen Ertragsleistungen von Teilflächen auf einem Feld erfassbar. Durch das Verrechnen mehrjähriger digitaler Ertragskarten zu sogenannten Ertragspotenzialkarten, werden die Stellen sichtbar, die über Jahre hinweg immer hohe oder niedrige Erträge bringen. Diese Grundlage kann, quasi als Nährstoffentzugskarte, in die teilflächenspezifische Grund- und Stickstoffdüngung einfließen.

Sensoreinsatz

Gerade bei der variablen Stickstoffdüngung wird in der Praxis derzeit meistens der Sensoransatz verfolgt. Im Frontanbau oder auf dem Schlepperdach während der Düngung mitgeführte Sensoren messen die Reflexion der Bestände und schätzen anhand spezieller und herstellerspezifischer Indizes die N-Versorgung ab. Quasi zeitgleich wird die optimale Düngemenge der Teilfläche berechnet und ausgebracht.

Mithilfe von aktiven Lichtquellen arbeiten die meisten Sensoren heute tageslichtunabhängig, sodass die Systeme rund um die Uhr eingesetzt werden können. Ziel der Stickstoffsensoren ist die N-Effizienz zu erhöhen und eine Überdüngung mit den negativen Eigenschaften auf den Ertrag (Lagergetreide) und auf Nährstoffausträge in die Umwelt zu vermeiden.

Auch im Bereich des Pflanzenschutzes können Sensoren den Aufwand an chemischen Mitteln reduzieren. Grundsätzlich sind dazu sogar Stickstoffsensoren geeignet, die z.B. im Bereich der Applikation von Wachstumsreglern/Fungiziden eingesetzt werden können.

In jüngster Vergangenheit wurden aber auch spezielle Sensoren entwickelt, die auf Basis der Reflexion und Ultraschall arbeiten oder sogar in der Lage sind mittels Bilderkennung zwischen Nutzpflanzen und nicht erwünschten Beikräutern zu differenzieren. Angebracht werden diese Pflanzenschutzsensoren an den Spritzenkörpern oder am Spritzgestänge.

Fazit

Die technischen Möglichkeiten des präzisen Ackerbaus haben sich in den vergangenen Jahren weiterentwickelt und verbessert. Mit Hilfe moderner Sensortechniken können sowohl Pflanzenzustände als auch Standortfaktoren identifiziert und teilflächenspezifische Maßnahmen umgesetzt werden. Voraussetzung dafür ist aber die jeweils richtige Handlungsempfehlung.

Zukünftig wird es weitere Fortschritte geben. Ein vermehrter Zugriff auf Satellitendaten oder auf verschiedene Informationen aus Drohnenbefliegungen ist zu erwarten.
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