Aktuelles vom Pflanzenbauberater Arnim Grabo
Trotz der aktuellen Probleme beim Anbau von Winterraps wird und sollte dieser weiterhin in der Fruchtfolge und im Betriebsspiegel eine Rolle spielen. Ein kritischer Punkt bei der Rapsproduktion bleibt mit Blick auf die DüV, samt den „roten Gebieten“, die angepasste N-Versorgung der Bestände. Hier liegen, wie wir aus viele Versuchen und der eigenen Erfahrung sicher wissen einige Reserven brach. Denken wir an den weiteren Schritt, die N-Düngung in der Teilfläche anzupassen, also in Kombination angepasst und differenziert vorzugehen, werden aus einigen viele!
Ein wesentlicher Weg, um diese Reserven zu heben, ist das Messen und Berücksichtigen der N-Aufnahme im Herbst. Das Mittel der Wahl ist hierbei das Schneiden der Biomasse von einem m² (Faustzahl: 1 kg FM/m² = 50 kg N-Aufnahme/ha) im Herbst. Damit ist dann bekannt, wie viel kg N/ha der Bestand, zumindest an dieser Stelle, aufgenommen hat. Ist der Ort repräsentativ, kann man jedes kg N, welches über 50 kg liegt, im Frühjahr anrechnen und einsparen (Faustzahl: kg N/ha Herbst > 50 kg N/ha* 0,7 = Einzusparende kg N/ha Frühjahr). Besser ist es aber, die durch den Schnitt ermittelte Punktinformation in eine Flächeninformation zu übersetzen. Dafür nutzt man Pflanzensensoren, die die Verteilung der Biomasse im Schlag ermitteln und so eine N-Aufnahmekarte Herbst erstellen. Diese als Grundlage für die Frühjahresdüngung (egal ob in 1 oder mehreren Gaben) zu nutzen, klappt und führt, so meine langjährige Erfahrung, in den meisten Fällen zu N-Einsparungen von 15-25 kg/ha.
Die Pflanzensensoren kann man tragen, sie können auf dem Traktor mitfahren, mit der Drohne fliegen oder auf Satelliten (Sentinel 2) den Erdball umrunden. Hier gibt es gerade bei den Satelliten entscheidende Verbesserungen in der Auflösung, der Qualität der Indizes und der Verfügbarkeit.
Seit 3 Jahren bieten wir und das mit guten Gewissen und noch besserem Erfolg, die satellitengestützte N-Streukartenerstellung für Winterrapsflächen an. Unser Angebot ist , dieses betriebs- und schlagspezifisch, nach Abstimmung mit dem Pflanzenbauer, für jede Streutechnik mit Terminal (welche differenziert arbeitet) umzusetzen.
Nach Bereitstellung der Rapsflächen als Shape oder KML übernehmen wir die Auswahl geeigneter Satellitenszenen (Bilder), die Biomasseschnitte, die N-Aufnahmeberechnung und mit dem Pflanzenbauer abgestimmt die N-Streukartenerstellung für die Frühjahrsdüngung. Die Karten liefern wir dann im jeweils nötigen Datenformat und helfen vor Ort mit, wenn es hakt.
Bisher konnten wir allein über die N-Einsparungen (andere Effekte wie einheitlichere Bestände, gleichmäßigere Abreife nicht berücksichtigt) die Kosten von 8-12 €/ha (je nach Flächenumfang/Schlagstruktur) immer locker decken. Diesen Service möchten wir im Herbst 2019 wieder anbieten.
Wenn sie Raps anbauen, wenden Sie sich an uns, düngen sie ihn angepasst und differenziert, wir freuen uns auf Ihre Anforderungen, pflanzenbaulich wie digital.
Satellitendaten selber nutzen – spektrale Indizes wie den NDVI berechnen von Andreas Schmidt
Im Newsletter vom Juni 2019 habe ich über das Aussuchen und herunterladen von Sentinel 2 Daten geschrieben. Heute beschreibe ich wie Pflanzenindizes aus diesen Daten berechnet werden können.
Die Grundlage für die Nutzung von Satellitendaten im Pflanzenbau sind die aus den Satellitenbildern berechneten spektralen Indizes.
Am bekanntesten ist der sogenannte NDVI (normierter differenzierter Vegetationsindex). Dieser ist abhängig von der grünen Blattmasse des aufgenommenen Bestandes. Rückschlüsse auf die photosynthetische Aktivität sind leider nur bedingt möglich da nicht zwischen Flächen mit einer größeren Anzahl weniger vitalen Pflanzen oder einer kleineren Anzahl vitaler Pflanzen unterscheiden kann.
Ein anderer Index ist der sogenannte REIP (red edge inflection point → Hauptwendepunkt). Dieser korreliert (bei geschlossenen Beständen) zuverlässig mit der N-Aufnahme der Pflanzen.
Bei der Nutzung der Indizes ist zu beachten, dass sie immer Relativwerte angeben, mehr oder weniger Biomasse oder N-Aufnahme. Wenn auf konkrete Werte am Boden geschlossen werden soll, sind dort Referenzmessungen (Biomasseschnitte, N-Aufnahmewerte) nötig. Und einen zusätzlichen Schwierigkeitsgrad gibt es, die Beziehungen zwischen den Zahlen der spektralen Indizes und den Werten der Referenzmessungen sind nicht linear.
Trotzdem ist es hilfreich Bilder mit spektralen Indizes und deren Veränderungen über die Zeit zu verfolgen.
Bei Gebieten in Jahren mit ausgeprägter Trockenheit wie 2018 sind die Unterschiede in den Böden in den NDVI-Bildern der Bestände deutlich sichtbar. Diese Information lässt sich nutzen um unterschiedliche Areale mit ähnlichen Bodeneigenschaften auf einem Schlag festzulegen. Diese Gebiete können als Bodenprobenzonen genutzt werden und die Grundlage für eine differenzierte Grunddüngung sein. Eine Anwendung als Basis für teilflächenspezifische Saatkarten sind denkbar.
Die praktische Berechnung des NDVI aus den Sentinelaufnahmen.
Eine Möglichkeit der Berechnung des NDVI ist die Nutzung des Rasterrechners in QGIS Raster → Rasterrechner. Die Formel lautet (Kanal_8a – Kanal_4) / (Kanal_8a + Kanal_4). Die konkreten Kanäle der geladenen Szene erkennt man an den Endungen wie B8A@1 für den Kanal 8a und B04@1 für den Kanal 4.
Als Ergebnis wird eine GeoTIFF berechnet und dem Projekt hinzugefügt. Das berechnete Bild wird jetzt für das gewünschte Feld ausgeschnitten und danach in ein Vektorformat (hier Shape) umgewandelt. Zuerst wird der Layer mit den Antragsflächen nach oben geschoben oder ndvi nach unten gezogen um diese Flächen wieder sichtbar zu machen.
Die gewünschte Fläche wird ausgewählt, vorher bitte den entsprechenden Layer aktivieren (anklicken).
Mit der Lupe mit dem gelben Hintergrund wird die Fläche herangezoomt.
Jetzt schneide ich die gewählte Fläche aus dem großen NDVI-Bild aus. Verarbeitung → Werkzeugkiste GDAL → Raster auf Layermaske zuschneiden. WICHTIG: Unbedingt „Nur gewählte Objekte“ auswählen, wenn diese Option ausgegraut ist, wurde vorher keine Fläche ausgewählt. Dann abbrechen und den gewünschten Schlag selektieren.
Der enstehende temporäre Layer „Abgeschnitten(Maske)“ ist dann in eine Vektordatei umzuwandeln. Dies erfolgt indem man den Layer selektiert und danach im Werkzeugkasten die Funktion SAGA → Vector <> raster → Vectorising grid classes aufruft.
Der erzeugte temporäre Layer „Vectorized“ sollte dann gesichert werden. Rechte Maustaste auf dem selektierten Layer → Exportieren → Objekt speichern als
Hier bitte das KBS auf WGS 84 ändern und einen Speicherort und einen Dateinamen wählen, ich nutze den Namen „ndvi“. Somit haben wir für einen Schlag und einen Zeitpunkt eine flächige Karte mit den berechneten NDVI Werten.
Im nächsten Newsletter zeige ich, wie die NDVI Shapedatei weiter genutzt werden kann.
Fragen Sie uns, wir freuen uns auf Ihre Aufgaben! Unsere Spezialität sind betriebsspezifische Lösungen, wir schätzen Sie und Ihre Herausforderungen =;-).
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