EXAgT Nachrichten

Eigentlich war die Aufgabe einfach. Ein ISOXML Auftrag, der nach der Begutachtung von zwei unabhängigen Spezialisten der Norm entspricht, soll in ISOBUS zertifizierte Terminals verschiedener Hersteller geladen werden, um eine Applikationskarte abarbeiten zu können.
Damit gab es dieses Jahr nur Probleme, heute hat es mir endgültig gereicht! Vergessen sie die ISOBUS „Norm“, die garantiert in der Praxis NICHTS. Das ein dem Standard entsprechender ISOXML Auftrag problemlos eingelesen wird, ist ein Glücksspiel. Bei den „alten“ Haudegen am Markt funktioniert es meistens, wenn nicht gerade Programmierfehler und „frische“ Bedienkonzepte mit irreführenden Fehlermeldungen zu Problemen führen (und das ist schon nervend). Aber bei den „neuen“ Spielern wird es katastrophal! Für die Kunden und uns von der EXAgT ist es ein Riesenaufwand die Aufträge dann irgendwie doch noch in die Terminals zu bekommen.

Und an alle Techniker da draußen: in einem ISOXML Auftrag ist eine Feldgrenze NICHT zwingend notwendig!!!

Wenn ISOBUS lediglich ein Marketing Label auf dem Terminal ist vergiss es!

Aktuelles aus unserer Arbeit

Seit heute ist die erste Referenz- Feldsensorstation für das N-Monitoring in dieser Saison im Einsatz, zwei weitere werden folgen. Diese messen täglich mehrmals die N-Aufnahme, mit zusätzlichen Wetterdaten sowie Informationen über erfolgte Düngemaßnahmen etc. lassen sich Entscheidungen für eine angepasste N-Düngung (Zeitpunkt und Menge) ableiten (siehe Frühjahr 2020). Einen Riesendank an die Kollegen von der AG Altoschatz-Merkwitz eG!

Projekt Smarte UNkraut Kontrolle (SUNK)

Die erste Feldmesskampagne 2021 war Anlass, unsere neue Drohne einzusetzen, eine DJI P4 Multispectral mit RTK (vielen Dank an die Kollegen von Airclip und Apus!!!). Das RTK-Modul sorgt für eine präzisere Orthophotoberechnung, die mögliche geringe Flughöhe des Quadrocopters für eine hohe Bildauflösung.

Fragen Sie uns, wir freuen uns auf Ihre Aufgaben! Unsere Spezialität sind betriebsspezifische Lösungen, wir schätzen Sie und Ihre Herausforderungen =;-).

Unsere Kontaktdaten sind:

exagt@exagt.de oder persönlich:

andreas.schmidt@exagt.de
+49 (0) 173 352 8960, +49 (0) 34324 269739

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Bis zu dieser Woche war ich glühender Verfechter des ISOBUS-Standards. Für uns als EXAgT, für die die Erstellung von Applikationskarten ein wichtiges Geschäftsfeld darstellt, ist eine Norm ein Segen! Was passiert aber seit zwei Jahren in der Praxis! Karten, die im Vorjahr problemlos abarbeitbar waren, sind nach einem Update der Software oder Hardware (neues Terminal vom gleichen Hersteller) nicht mehr lesbar. Manchmal funktionieren bestimmte SW Stände nicht (die 07 geht nachweislich, die 10 nicht und ein Update auf die aktuelle Version x soll helfen, kostet aber Geld und Zeit).

Gut, mit Gespür und „Reservetools“ bekommt man die Probleme fast immer gelöst und auch die know-how Träger der Hersteller reagieren (meist) irgendwann hilfreich.

Allerdings steht der Kunde auf dem Feld, wenn er die Probleme bemerkt. Und dann sind das ganz schnell meine Probleme, die sehr viel Zeit und Ressourcen binden. Und wenn ich Pech habe, verliert der Kunde die Geduld und streut konstant, weil die nächste Regenfront naht. Und wenn ich Glück habe habe ich eine gute Kundenbeziehung und meine Leistung wird ohne Abschläge bezahlt.

Für uns als EXAgT war das Aufkommen des SHAPE-ISO-XML Converters von Müller Elektronik eine tolle Sache. Der „Goldstandard“, die Aufträge funktionierten auf allen Terminals. OK, ein großer amerikanischer Landtechnikkonzern implementierte eine neuere ISOXML Version, darauf konnte man sich einstellen. Aber jetzt kommen ISOBUS Terminals von deutschen Landtechnikherstellern in die Praxis die sich auch nicht um „alte“ Standards kümmern.

Der Markt fasert wieder auf, im Gegensatz zu proprietären Datenformaten sieht man den Terminals auch nicht an, welche Version der Norm funktioniert oder mit welchen neueren Softwareversionen die „alten“ Standards nicht mehr unterstützt werden.

Allmählich sehne ich mich nach proprietären Formaten zurück, da erlebt man weniger Überraschungen.

Dazu fällt mir wieder ein Spruch aus meiner IT Zeit ein:

„Das schöne an Standards ist das es so viele davon gibt.“

Tschuldigung, eigentlich war ein anderer Newsletter geplant, aber die Zeit war knapp und das musste raus!

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Wir sind Partner im Projekt Smarte UNkraut Kontrolle (SUNK) der Gesellschaft für konservierende Bodenbearbeitung (GKB e.V.)

Das Projekt „Smarte UNkraut Kontrolle“ entwickelt Strategien zu alternativen Anbausystemen bei Glyphosatverzicht, um weiterhin pfluglosen Ackerbau und Direktsaat mit all seinen Vorteilen auch im Sinne des integrierten Pflanzenschutzes betreiben zu können. Hierzu erprobt das Projekt innerhalb einer dreijährigen Fruchtfolge verschiedene Szenarien mit dem Ziel, unerwünschte Beikräuter zu unterdrücken. Dem Herbizideinsatz werden hierbei praxisgetriebene Neuentwicklungen, wie die elektrophysikalische Unkrautbekämpfung und alternative Lösungsansätze mechanischer und biologischer Verfahren (Zwischenfrüchte, Untersaaten, Begleitpflanzen) gegenübergestellt. Das Projekt nutzt smart farming-Lösungsansätze wie georeferenzierte Probenahmen, Drohnentechnik, Multispektralkameras, Bodenscanner und Satellitendaten, um Verfahrenskombinationen zu erproben. Die Ergebnisse sollen in ein Tool einfließen, das Handlungsempfehlungen zur Reduzierung des Glyphosateinsatzes gibt. 

Das Projekt Smarte UNkraut Kontrolle wird durch die EU im Rahmen der Fördermaßnahme Europäische Innovationspartnerschaft „Produktivität und Nachhaltigkeit in der Landwirtschaft (EIP Agri)“ gefördert und hat eine Laufzeit von 3 Jahren (2019-2023).

Folgende Systeme werden im Projekt miteinander verglichen (erklärt in einem Einführungsvideo):

Prüfglied A1: Chemisch – Glyphosat.

Prüfglied B1: Mechanisch – Scheibenegge CrossCutter Disc (Väderstad).
Bei hohen Fahrgeschwindigkeiten schneidet diese spezielle Kurzscheibenegge Unkräuter bei einer Arbeitstiefe zwischen 2-5cm ab und bringt verschütteten Unkrautsamen in Keimstimmung.

Prüfglied B2: Mechanisch – Grubber Corona (KERNER).
Diese Maschine schneidet Wurzelballen flach ab und wirft diese dann zum Abtrocknen nach oben. Damit das Unkraut nicht mehr anwachsen kann, ist kein Nachläufer montiert, lediglich einige Striegelzinken sorgen für eine bessere Verteilung und Krümelung.

Prüfglied B3: Mechanisch – Großfederzinkenegge Allrounder (Köckerling).

Prüfglied C1: Elektrophysikalisch – Elektroherb XPower (Zasso)
Hier kommt das „Elektroherb“-System der Zasso Group zum Einsatz. Mittels eines am Schlepperheck montierten Transformators wird eine hochfrequente Hochspannung erzeugt, welche über Paddel in der Fronthydraulik die zu behandelnden Pflanzen streift.

Prüfglied D1: Biologisch – System Immergrün
Hier ist das Ziel, durch den Einsatz von Zwischenfrüchten, Unter- und Beisaaten, ein immergrünes System zu schaffen und damit dem Unkraut gar keine Chance zum Keimen zu geben.

Wir von der EXAgT haben den Auftrag im Rahmen eines Dienstleistungsvertrages das Projekt mit regelmäßigen Bonituren zu begleiten. Durch regelmäßige Messungen werden mögliche Unterschiede zwischen den Versuchsgliedern zu verschiedenen Terminen dokumentiert. Die Messergebnisse und deren Dynamik innerhalb der Vegetationsperiode wiederum helfen bei der Erklärung des Zustandekommens des Versuchsergebnisses, das sind die in den jeweiligen Prüfgliedern erzielten Erträge.

Die Bonituren erfolgen zum Beispiel auf der Basis von Drohnenbefliegungen und begleitende Messungen am Boden und Pflanzenbestand, erfasst werden Parameter wie verschiedene Pflanzen-Bedeckungsgrade sowie der Stickstoff-Aufnahme der Pflanzen.

Im November 2020 haben wir auf einem der Versuchsschläge (Großer Plan) am Boden Messungen der Stickstoff-Aufnahme und des Bedeckungsgrads im aktuellen Weizenbestand vorgenommen. Diese erfolgten entlang mehrerer Transsekten, Messungen innerhalb der Prüfglieder wurden diesen zugeordnet.

Die Messungen des Bedeckungsgrades zeigten die zu erwartenden Unterschiede zwischen den Prüfgliedern.

Die Zusammenarbeit und Begleitung des Projekts „Smarte UNkraut Kontrolle“ ist für die EXAgT eine willkommene Herausforderung und wir freuen uns, Teil des Teams zu sein!

Räumliche Verdichtung von Informationen über ausgebrachte Mengen von Düngemitteln

Bei der Anlage und Auswertung von Versuchen sind exakte Daten von herausragender Bedeutung. Bei Düngeversuchen, die mit Schleuderstreuern angelegt werden wird aktuell ein Wert Düngemenge für einen Abschnitt in der Fahrgasse gemessen und dieser der ganzen Fahrgassenbreite zugeordnet.

Dabei wird hier nicht berücksichtigt das die Form des Streubilds eines Schleuderdüngerstreuers entweder ein Dreieck oder ein Trapez darstellt. Für viele am Markt verfügbare Qualitätsdünger von den Schleuderstreuerherstellern in Versuchen ermittelte definierte Streubilder. Diese und ein vom Anwender exakt eingestellter Streuer erlauben eine genauere Berechnung der gefallenen Mengen unter Berücksichtigung der Überlappungsbereiche.

Aus diesen Daten lassen sich die gestreuten Mengen unter „erschwerten“ Bedingen wie der Nutzung von Applikationkarten anhand der Geometrie der Spuren und einer definierten Querverteilung innerhalb der jeweiligen Fahrgasse bestimmen.

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In einem Sonderheft der DLG Mitteilungen „Digitalisierung Risiken abwägen, Chancen nutzen“ auf den Seiten 26 – 28 wurde mit Praktikern unter dem Titel „Bringen neue Ansätze den Durchbruch“ über ihre Erfahrungen zur sensor- und satellitenbasierten Stickstoffdüngung gesprochen.

Wir erleben auf dem Gebiet des technischen Precision Farming (PF) das dort das Thema Präzision immer wichtiger wird. Ein Thema in dem DLG Sonderheft war die Pulsweitenmodulation (PWM) für Feldspritzen, die das Problem der bei Kurvenfahrten unterschiedlichen Ausbringmengen verringert. Auch bei den Düngerstreuern, egal ab pneumatisch oder klassisch, geht die technologische Entwicklung in Richtung präziserer Ausbringung ungebremst weiter.

Das Gegenteil geschieht zurzeit gefühlt im agronomischen PF. Die überwiegende Mehrheit der Anbieter von Satellitendaten stellt Biomassekarten zur Verfügung. Bei genauerer Betrachtung diese Karten erkennt man, dass dort lediglich ein Vegetationsindex, meist der NDVI abgebildet wird. Dieser Wert hat keine Einheit, 0 und kleiner bedeutet ohne Vegetation, 1 ist der Maximalwert.

Interessant und interpretierbar für den Anwender sind konkrete agronomische Informationen wie die Frischmasse (kg/m²) oder die N-Aufnahme (kg N/ha).

Diese Daten lassen sich je nach Anwendungsfall aus verschiedenen geeigneten Wellenkombinationen und Referenzmessungen ableiten, neben dem NDVI gibt es eine Vielzahl anderer praktisch genutzter Indizes.

Unser Partner, die AgUmenda GmbH aus Leipzig führt zur Bestimmung der Höhe der Andüngung von Raps im Frühjahr im Herbst eine Vielzahl von georeferenzierten Frischmasseschnitte durch. Diese Informationen werden genutzt, um aus dem Index SAVI (ähnlich NDVI aber mit Berücksichtigung des Einflusses des Bodens) eine flächige Frischmassekarte zu erstellen.

Dazu wird eine Korrelation zwischen der gemessenen Frischmasse und den entsprechenden SAVI Werten gerechnet, die folgenden dargestellten Daten entstammen Messungen aus dem Herbst 2019.

Wie man in der vorigen Grafik sieht, ist der Zusammenhang zwischen SAVI und Frischmasse NICHT linear. Was bedeutet das? Eine Änderung des SAVI zwischen 0,35 und 0,4 um 0,05 bedeuten einen Zuwachs in der Frischmasse von 162 g, die 0,05 Differenz zwischen 0,55 und 0,60 hingegen einen Unterschied von 404 g. Praktisch bedeutet das, dass die Unterschiede auf dem Feld in SAVI wie NDVI Karten in dichteren Beständen nicht sichtbar sind und in abgeleiteten Applikationskarten dort nicht entsprechend differenziert wird!

Der physikalische Effekt, der zu diesem Verhalten führt, heißt Sättigung und ist mehr oder weniger bei allen Indizes zu beobachten.

Zum Thema Vergleichbarkeit von bodennahen Sensoren und Satellitendaten.

Die Physik von optischen Sensoren ist gleich, egal ob diese vom Schlepper, einer Drohne oder von einem Satelliten getragen werden. Die Auswirkungen von atmosphärischen Einflüssen spielen bei vorverarbeiteten Sentinel-2 Daten keine Rolle, nur Wolken plus Wolkenschatten schränken die Nutzbarkeit ein. Bei Anwendungen wie einem Herbstscan von Beständen am Ende der Vegetationsperiode finden sich immer geeignete wolkenfreie Aufnahmen, im Frühjahr ist dies schwieriger. Um die Qualität unserer auf Satellitendaten basierenden Produkte zu überprüfen verwenden wir YARA N-Sensor Scans, die im gleichen Zeitraum aufgenommen wurden. Hier dargestellt ein unbearbeiteter Vergleich aus diesem November 2020.

Fazit

Zusammengefasst muss man sagen, dass die meisten in landwirtschaftlichen Anwendungen genutzten Biomassekarten (NDVI) lediglich ROHDATEN sind! Dies unabhängig davon, welche Plattform genutzt wurde (Sensor auf Schlepper, Drohne, Satellit), diese hat eher Einfluss auf die räumliche Auflösung der Bilder.

Die nötige Präzision für die Nutzung Fernerkundungsdaten in PF Anwendungen ist erst nach ihrer Umrechnung in agronomische Größen möglich.

Die Qualität der verfügbaren Rohdaten ist hervorragend, das Wissen um die „Veredlungsmöglichkeiten“ solcher Daten ist frei zugänglich.

Und nur in der Nutzung der Daten UND des Wissens kann man der „Präzision“ im Precision Farming gerecht werden!

Dank

Für die bisherige Zusammenarbeit, Unterstützung und Begleitung möchten wir herzlichst danken. Wir wünschen Ihnen frohe Weihnachten und einen guten Start ins Jahr 2021, viele Erfolge, ein glückliches Händchen bei wichtigen Entscheidungen und vor allem Gesundheit und Schaffenskraft.

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Im aktuellen Monat hatten wir mehrmals die Gelegenheit, über unsere praktischen Erfahrungen im Bereich produktionsintegrierte Großparzellenversuche (PiG) in Vorträgen zu berichten. Anlass für uns, die Entwicklungen auf diesem Gebiet in den letzten Jahren darzustellen.

Räumlich „Erklärende“ oder Störgrößen

Das typische Prüfmerkmal eines Versuches ist der Ertrag, dieser wird mittels Ertragskartierung vom Mähdrescher/Feldhäcksler aufgezeichnet. Um genaue Aussagen zu treffen, sollten eher viele Parameter, als „Erklärende“ oder Störgrößen in die Auswertung eingebunden werden. Hier zeigen sich die Möglichkeiten der Nutzung des Archivs von Sentinel-2 Satellitendaten nützlich. In der Versuchsauswertung lassen sich für die Versuchsfläche geeignete „historische“ Indexkarten ableiten und nutzen.

3D Daten

In den letzten Jahren haben wir digitale Geländemodelle immer aus den aufgezeichneten GPS-Koordinaten berechnet. Allerdings sind diese Höhendaten nicht hochgenau, weiterhin wird von einigen Landtechnikherstellern die Höheninformationen in ihrer Cloud „verschluckt“. Abhilfe schaffen hier die jeweiligen Landesvermessungsämter, die oft kostenlos zur Verfügung gestellten digitalen Daten sind von hoher Qualität.

Eine andere Alternative um 3D Daten zu erfassen ist der Einsatz von Drohnen mit kalibrierten Kameras, Positionserfassung möglichst mittels RTK Empfängern und geeigneter Photogrammetriesoftware. Je nach Flughöhe sind Geländemodelle bis zu einer Auflösung im Zentimeterbereich machbar. Mit der gleichen Technik lassen sich Wuchshöhen für den gesamten Schlag bestimmen.

Von der Transsekte zur Großparzelle

Parameter wie der Pflanzendeckungsgrad konnten von uns in der Vergangenheit nicht flächendeckend aufgenommen werden, es waren nur Messungen an Punkten entlang einer geraden Linie möglich. Auch hier hilft uns der Einsatz von Drohnen mit kalibrierten Kameras. Dadurch das jetzt diese Kenngröße für die gesamte Fläche messbar ist, kann sie in der Versuchsauswertung als „Erklärende“ oder Störgröße genutzt werden.

Fazit

Die Nutzung von frei verfügbaren Satellitendaten sowie von Drohnentechnik erweitert unsere Möglichkeiten im Bereich der Großparzellenversuche enorm! Weiterhin ist die kostenlose Bereitstellung von digitalen Karten durch die jeweiligen Landesvermessungen für die Versuchsauswertung sehr hilfreich.

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In der praktischen Arbeit beschäftigen wir uns aktuell mit dem Thema Grunddüngungsplanung für unsere Kunden. Dabei ist aufgefallen welche „Datenschätze“ die Kundschaft in ihren Schubladen und auf ihren Computern zu liegen hat!

Für viele Praxisbetriebe ist die regelmäßige GPS gestützte Bodenuntersuchung im 3 ha Raster Standard. Wie werden diese Ergebnisse genutzt? Oft wird sich die Exceltabelle mit den Laborergebnissen angeschaut und daraus pro Schlag ein Wert ph/P/K erzeugt, eine Düngemenge festgelegt und schlageinheitlich gedüngt.
Mit dieser Vorgehensweise wird Potential verschenkt! Bei der detaillierten Betrachtung der Daten der Bodenuntersuchung ist zu erkennen, wie die Nährstoffgehalte im Schlag differenzieren.

In der Abbildung 1 erkennt man, wie innerhalb eines Schlages die P Mengen variieren, hier von der Gehaltsklasse A bis E. Zugegeben, dies ist ein „extremes“ Beispiel, aber räumliche Variationen sind auf allen größeren Schlägen feststellbar.

Die daneben beispielhaft errechnete Applikationskarte zeigt die Schwankungen zwischen Rot (fast kein Düngebedarf) bis zu Blau (mit maximalen Düngebedarf). Eine schlageinheitliche Gabenhöhe würde hier zum einen in den gut versorgten Bereichen Dünger verschwenden und in den „schlechten“ Teilbereichen die Düngemengen nicht ausreichen.

Die nächste Beobachtung in den Praxisbetrieben ist, dass die heute eingesetzte Streuertechnik fast immer Applikationskarten abarbeiten kann. Ein Sonderfall bleibt Kalk, aber auch hier setzt sich (langsam) teilflächenspezifische Applikationstechnik durch.

In der Bestimmung der Düngehöhe gehen wir als EXAgT auf betriebliche Wünsche ein. Neben dem anzustrebenden Fall pflanzenbauliches Optimum sind andere Zielvorgaben möglich, z.B. ökonomische Optimierungen auf Pachtflächen oder Vorgaben wie „habe x t Dünger gekauft, wie verteile ich diese Menge optimal teilflächenspezifisch auf meine Schläge“.

Wenn Sie Ihre ungenutzten Datenschätze in der Zukunft nutzen wollen kontaktieren Sie uns. Als Ingenieurbüro können wir flexibel auf Ihre Wünsche und Vorstellungen eingehen.

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