Landesbetrieb Landwirtschaft Hessen

Versuchswesen Marktfruchtbau

Mit digitalen Methoden Effizienz und Genauigkeit im pflanzenbaulichen Versuchswesen steigern

Die Beantwortung pflanzenbaulicher Fragestellungen aus der Praxis steht im Fokus der Arbeit des Fachgebiets Fachinformation Pflanzenbau am Landesbetrieb Landwirtschaft Hessen (LLH). Um im Versuchswesen möglichst genau zu arbeiten, ist eine gute Versuchsplanung nötig. Digitale Lösungen helfen dabei, umfassende Daten der gesamten Bewirtschaftung zu sammeln, aufzuarbeiten und das Versuchswesen so noch exakter zu gestalten.

Einmessen von Versuchen: LLH-Mitarbeiter Christian Wieder legt mit Vermessungstechnik einen neuen Versuch an. Dieses Gerät kann auch zum Bonitieren genutzt werden.
Einmessen von Versuchen: LLH-Mitarbeiter Christian Wieder legt mit Vermessungstechnik einen neuen Versuch an. Dieses Gerät kann auch zum Bonitieren genutzt werden.

Zu diesem Zweck erfolgt die Versuchsplanung im LLH seit Sommer 2020 mit Geoinformationssystemen (GIS).

Geoinformationssysteme dienen dazu, räumliche Daten mit verschiedenen sonstigen Attributen zu verknüpfen. So fließen in die LLH-Versuchsplanung ein großer Umfang an Daten ein, wie beispielsweise die Bodenschätzung und der topographische Feuchteindex, der ein Maß für die Bodenfeuchte aufgrund der Hangneigung und des Wassereinzugsgebietes ist. Die Verwendung solcher versuchsrelevanten Daten geknüpft an die räumlichen Koordinaten der Versuchsflächen ermöglicht eine bessere Positionierung der Versuchsparzellen auf der betreffenden Fläche. Die mit GIS erfassten Daten dienen jedoch nicht nur der Analyse und Planung, sie können auch digital verknüpft zur exakten Durchführung von Arbeitsprozessen genutzt werden. So kann beispielsweise eine landwirtschaftliche Maschine über GIS-basierte Daten und ein automatisches Lenksystem präzise gesteuert werden.

Exaktere Versuchsdatenbank durch GIS

Drohne im Landeanflug
Drohne im Landeanflug

Um Daten der Versuchsfelder digital zu erfassen und zu speichern wurde die LLH-Versuchsdatenbank mit der Geoinformationssoftware verknüpft. Hierzu wird jeder Versuchsparzelle eine eindeutige Identifikationsnummer zugeteilt. Dies ermöglicht es, pflanzenbauliche Daten für jede einzelne Parzelle zu erfassen, sie mit den entsprechenden räumlichen Koordinaten zu verknüpfen und in die Datenbank einzulesen. Beispielsweise das Bonitieren der Versuche kann dadurch digital erfolgen und wird damit effizienter.

Um weitere Versuchsdaten zu generieren, die mit dem Geoinformationssystem verknüpft werden, geht das LLH-Versuchswesen mit dem Projekt NEff-Mais seit diesem Jahr „in die Luft“. So wird eine Drohne dazu eingesetzt, die Stickstoff (N)-Aufnahme von Mais zu schätzen. Eine hochauflösende RGB-Kamera in Kombination mit einer Multispektralkamera ermöglicht auch Versuchsaufnahmen im nicht sichtbaren Lichtbereich. Die einzelnen Bilder werden zu einem verzerrungsfreien und maßstabsgetreuen, sogenannten Orthophoto verrechnet. Darüber können wiederum Vegetationsparameter für jede Parzelle geschätzt werden, die beispielsweise mit der N-Aufnahme oder Biomassebildung in Beziehung stehen. Über die Verknüpfung mit der Versuchsdatenbank können die Parameter abgespeichert und weiter statistisch ausgewertet werden.

Maschinensteuerung per Satellitennavigation

Die GIS-Daten können nicht nur zur Analyse oder Planung der Versuche herangezogen werden. Auch die Durchführung von ackerbaulichen Maßnahmen wird mit einer Verknüpfung der Daten und den landwirtschaftlichen Maschinen automatisiert und exakter gestaltet. So werden derzeit sechs Fahrzeuge mit automatischen Lenksystemen und einer Genauigkeit von 2 bis 5 cm in der LLH-Versuchsbewirtschaftung eingesetzt. Diese Genauigkeit wird durch Einbeziehung eines Korrektursignals erreicht. Mit einem neuen Verschieberahmen wird es noch genauer. Dieser kombiniert neben GPS noch weitere Satellitennavigationssysteme. Damit können Arbeiten wie Aussaat und Einkürzen von Parzellen mit einer Genauigkeit von etwa 1 cm erfolgen. Die GIS-Planung liefert dabei für jede Arbeit die exakten Fahrspuren. Durch die verbesserte Arbeitsgenauigkeit der Maschinen nimmt auch die Qualität der Versuchsergebnisse zu.

Mähdrescher ersetzt Laborauswertung

Der neue Parzellenmähdrescher bei der Ernte von Versuchsflächen: Der verbaute NIRS-Sensor erfasst Qualitätsparameter des Ernteguts
Der neue Parzellenmähdrescher bei der Ernte von Versuchsflächen: Der verbaute NIRS-Sensor erfasst Qualitätsparameter des Ernteguts

Neue Mähdrescher mit NIRS-Sensoren ermöglichen die Erfassung von Qualitätsparametern direkt bei der Ernte. Bisher lieferten die Mähdrescher nur die Ertragsgewichte. Qualitätsparameter wie Wassergehalt und Rohproteingehalt mussten im Labor ermittelt werden. Mit der neuen Ausstattung können die Mähdrescher künftig schon bei der Ernte die Qualitätsparameter erfassen und nur noch ein kleiner Probenanteil wird als Referenz im Labor untersucht. Dies spart Arbeitszeit und steigert die Genauigkeit der Parameter. Aktuell werden noch alle Proben sowohl vom NIRS-System der Mähdrescher als auch vom Labor untersucht, um geeignete Kalibrationen zu entwickeln. Die gewonnenen Daten fließen wiederum in die Versuchsdatenbank.

Ein neues Farm Management Informationssoftware (FMIS) am Landwirtschaftszentrum Eichhof ersetzt seit vergangenem Sommer die alte Schlagkartei. Dies vereinfacht die digitale Erfassung und Planung der fünf Fruchtfolgen. Auch Pflanzenschutzmitteleinsatz, Kalkung, Tiefenlockerungen und Bodenproben können darüber langfristig geplant werden. Das gesamte Potential der FMIS wird sich allerdings erst in den nächsten Jahren zeigen, wenn Ertragskartierung, Bodenkartierung, Drohnenbefliegungen und teilflächenspezifische Bearbeitung routinemäßig durchgeführt werden. Das zukünftige Maschinenkonzept muss hierauf abgestimmt werden, damit die Maschinen sowohl mit der FMIS als auch untereinander kompatibel sind.

Insgesamt sorgt eine wachsende Digitalisierung unter Integration GIS-basierter Daten für ein immer effizienteres Versuchswesen. Von den noch exakteren Versuchsergebnissen und den daraus resultierenden Anbauempfehlungen, aber auch von den Erfahrungen mit den eingesetzten digitalen Systemen profitieren wiederum die landwirtschaftlichen Betriebe durch zeitgemäße Beratung und Fachinformation im Pflanzenbau.


 

Dieser Beitrag stammt aus dem LLH-Jahresbericht 2021.

Sie interessieren sich für weitere spannende Projekte des LLH aus dem vergangenen Jahr?
Dann werfen Sie mal einen Blick hinein!

 


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