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Smart farming

Forschung: Robotor bekämpfen Ackerschnecken

AF_Schnecken-Getreidekörner
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Karl Bockholt, agrarheute
am
11.10.2018

Pfluglose Bewirtschaftung und Zwischenfrüchte verschärfen die Probleme: Ackerschnecken breiten sich oft massenhaft aus. Künftig können Roboter die Schleimer finden und zerhacken.

Pflugloser Anbau und Zwischenfrüchte bieten den Schaderregern ganzjährig Nahrung und Rückzugsräume. Fast jede Kultur kann von Schnecken befallen werden. Das führt oft zu empfindlichen Ertrags- und Qualitätsverlusten. Als Konsequenz streuen viele Rapsanbauer Köder zur Schneckenbekämpfung routinemäßig aus. Das bringt oft schlechte Ergebnisse.

Eine alternative Lösung will die Schnecken über Sensoren erkennen. Dazu ist ein Robotik-Projekt in Arbeit. Der Roboter soll den Bekämpfungserfolg steigern, die Umwelt schonen und Arbeit wie Betriebsmittel einsparen.
 

Drei Partner arbeiten zusammen

Im Projekt arbeiten drei Partner drei Jahre zusammen: das Julius Kühn-Institut (JKI) Institut für Anwendungstechnik im Pflanzenschutz in Braunschweig, die Universität Kassel, Fachbereich ökologische Agrarwissenschaften und die Firma KommTek GmbH in Osterburken. 

Im ersten Projektjahr wurde ein Trägerfahrzeug gebaut, das per GPS autonom über den Acker navigiert. Daneben wird ein Sensor zur Schneckenerkennung entwickelt. Der nutzt digitale Bildverarbeitung, um die Schaderreger auf dem Acker zu bestimmen. 

Im zweiten Projektjahr wird der Sensor in Feldversuchen eingesetzt. Er sammelt Daten über das quantitative Verhalten der Schleimer. Das dient neben einer Literaturrecherche als Basis, um die Roboter zu steuern.

Im dritten Jahr sollen 2019 die einzelnen Module zusammengefügt werden, um die Funktionalität des Systems nachzuweisen. Weiter wird überprüft, ob sich das System auch gegen Mäuse oder andere Schädlinge erweitern lässt. Gegen Mäuse sind die Köder in Löcher und Gänge auszulegen.  

Hotspots mit Schnecken finden

KommTek hat das Trägerfahrzeug gebaut, an das ein Manipulatorarm montiert ist. Damit ist der Roboter 1,13 m lang, 2,42 m breit und 0,71 m hoch.

Die Uni Kassel entwickelt das Erkennungsmodul für die Ackerschnecken. Versuche ermitteln dazu optische Eigenschaften auf verschiedenen Böden. Ziel ist es, Unterschiede zwischen den Reflexionsspektren der Schnecken und ihrer Umgebung zu finden.

Dabei zeigt sich, dass die Schleimer bei 950 nm Lichtwellenlänge weniger stark reflektieren als die untersuchten Böden. Das macht es möglich, die Schaderreger mit Hilfe eines Filters zu segmentieren und dem Roboter sichtbar zu machen. So kann er sie effektiv bekämpfen. 

Weiter ist ein Steuerungsmodul für den Roboter entwickelt. Das ermöglicht ein lernendes Verhalten des Geräts. Das ist für das Erfassen sogenannter Hotspots der Schädlinge und für die Schlagkraft enorm wichtig.

Schleimspuren und Wetterprognosen kombinieren

Das JKI hat Literaturrecherche betrieben darüber, wie sich Schnecken verhalten. Sie dienen als eine Basis für die Navigation des Roboters. Erkennbar ist dabei, dass der Lebenszyklus von Schnecken stark von Umweltfaktoren beeinflusst wird. 

Um Anhaltspunkte zur Aktivität, Vermehrung und Populationsentwicklung der Schnecken zu erhalten, sind vor allem präzise, aktuelle Wetterdaten eine wichtige Grundvoraussetzung.

Laborversuche entwickeln zudem ein geeignetes Werkzeug, das die Schädlinge sicher und energieeffizient bekämpft. Um die künftigen Anschaffungskosten des Endprodukts niedrig und die Energieeffizienz hoch zu halten, wurden zunächst mechanische Werkzeuge geprüft. Ihr Erfolg hängt stark von den Bodeneigenschaften ab.

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