Satellit versus Pflanzensensor

In den letzten Wochen wurde die Diskussion Satellit versus Sensor für die N-Düngung und den Pflanzenschutz wieder verstärkt aufgenommen.
Mit dem im März 2017 gestarteten zweiten Sentinel-2 stehen jetzt alle 5 Tage Bilder zur Verfügung, d.h. die Verfügbarkeit von aktuellen, hochauflösenden (bis 10x10m²) Bestandesinformationen für unsere Felder ist wesentlich besser geworden. Kann damit der Satellit die traktorgebundenen Pflanzensensoren ersetzen?
Nach unseren langjährigen praktischen Erfahrungen funktioniert z.B. der YARA N-Sensor sehr gut, Bedingung dafür ist, dass man ihn richtig anwendet.
Das heißt im Umkehrschluss allerdings nicht, dass Anwendungen die auf Satellitendaten aufbauen, „minderwertig“ sind.
Wir wollen hier unsere eigenen Erfahrungen und unser Wissen zum Thema praktische Anwendung von Sentinel-2 Bildern zur angepassten und differenzierten N-Düngung in Winterraps darstellen.
Seit Herbst 2017 bieten wir die Erstellung von Applikationskarten für die variable Andüngung im Frühjahr aus Herbstbefliegungen an. Begonnen haben wir mit Drohne und Multispektralsensor, dann sind bedingt durch Engpässe bei der Drohnenbefliegung (Tageslänge, Lichtverhältnisse, Wetter, Anfahrt) auch Satellitenbilder dazugekommen. Anfangs skeptisch, waren die Landwirte und wir über die aktuellen Verfügbarkeiten und Qualitäten erstaunt. So lag die Entscheidung nahe, auch diese Datengrundlage zu nutzen.
Aus unserer Erfahrung (seit 1999/2000 mit Einführung der ersten, damals noch Hydro N-Sensoren) und vielen Projekten auch mit Industriepartnern haben wir das nötige Wissen und die Fähigkeiten aus verschiedenen Pflanzensensoren N-Aufnahmekarten für Winterraps abzuleiten. Für die Nutzung von Daten aus dem Orbit haben wir das natürlich gut anwenden können.

Zurück zur Praxis:

Verwendet wurden Bilder die zum einen einer Atmosphärenkorrektur (herausrechnen der Einflüsse von Dunst/Staub) sowie wenn notwendig, einer geometrischen Korrektur (Entzerrung, Lagegenauigkeit) unterzogen wurden.
Die für die Berechnung der N-Aufnahme notwendigen Kanäle haben im Original eine Auflösung von 10×10 m² und/oder 20×20 m². Durch das sogenannte „Sharpening“ konnten alle notwendigen Daten in einer Auflösung von 10×10 m² bereitgestellt werden. Diese Auflösung reicht für N-Applikationskarten völlig aus, Drohnenbilder mit einer Bodenauflösung von 10×10 cm² sind hoch interessant, aber für diesen Zweck eher zu genau und wurden auf 10×10 m² hochgerechnet.
Durch geopositionierte Referenzmessungen (Biomasseschnitte) am Boden („ground truth“ oder „in situ“) werden den Satellitenbildern konkrete N-Aufnahmewerte zugeordnet und danach flächige N-Aufnahmekarten erstellt.
In der Praxis zeigte sich die Brauchbarkeit von Sentinel-2 Bildern für die Erzeugung von N-Aufnahmekarten in Winterraps, die folgende Abbildung von einer aus Sentinel-2 Bildern abgeleiteten N-Aufnahmekarte zeigt die Qualität der Bilder. Die Bearbeitungsrichtung auf den einzelnen Feldern ist klar erkennbar, die sich abzeichnenden Strukturen entsprechen der Realität in ihrer Lage und der Höhe der am Boden gemessenen N-Aufnahmen.
Abbildung 1: N-Aufnahmekarte Winterraps von fünf Schlägen im Spätherbst 2017 nach schwierigen Aussaatbedingungen.

Aus den N-Aufnahmekarten wird in Abstimmung mit dem Kunden DüV-konform eine Applikationskarte für die Andüngung und z.T. Gesamtdüngung berechnet und als Applikationskarte für das jeweilige Terminal dem Kunden übergeben.
Auch wenn die Verfügbarkeit von wolkenlosen Satellitenbildern im Herbst für den Zweck der Berechnung der ersten Gabe ausreicht, ist das natürlich im Frühjahr wesentlich kritischer zu sehen. Falls einzelne Bilder im 5 Tagesrhythmus nicht brauchbar sind (Wolken) ist das problematisch, schon in fünf Tagen kann z.B. im Bereich N-Mineralisierung und N-Aufnahme viel passieren! Allerdings werden voraussichtlich 2021/22 zwei weitere Sentinel-2 gestartet, die zeitliche Auflösung wird sich so auf 2-3 Tage verbessern.
Eine weitere Methode, Zeiten ohne Aufnahmen zu überbrücken, ist die Anwendung von Wachstumsmodellen. Diese Modelle funktionieren, sie werden nur immer ungenauer je länger sie ohne neue Daten laufen. Wir verwenden aktuell keine Wachstumsmodelle, da wir im Spätherbst ausreichend gute Bilder haben und die Wachstumsdynamik verhalten ist.
Zu den Kosten der Systeme möchten wir hier nicht viel sagen, außer das bei Pflanzen-Sensoren zu dem jeweiligen Anschaffungspreis jährliche Kosten für die Wartung und oft Lizenzkosten für die Cloudlösungen zur Datenverarbeitung und Applikationskartenberechnung dazukommen. Da soll jeder potenzielle Nutzer seinen Taschenrechner bemühen. Wir gehen bei der qualifizierten N-Streukartenberechnug für die Frühjahresdüngung von Kosten zwischen 10 und 13 €/ha aus, inbegriffen Bereitstellung der Satellitenbilder, Referenzmessungen zur N-Aufnahme in den Beständen, Absprache der Düngungsstrategie (Ertragserwartung, 1- oder 2 mal Gabe, Gülle, N/S-Vorlage usw.), Streukartenberechnung und terminalgerechte Streudatenbereitstellung.
Interessanterweise haben wir auch überzeugte Sensornutzer als Kunden, die aus arbeitsorganisatorischen Gründen oder auch aus Kostengründen (Kosten für die Überfahrt, Datenbearbeitungsaufwand, Planungsunsicherheiten…) unsere Dienstleistung nutzen.

Fassen wir also zusammen:

  • Sentinel-2 Satellitendaten sind durch Atmosphären- und Geometriekorrektur qualitativ hochwertig.
  • die Bodenauflösung von 10×10 m² ist als Grundlage für die N-Düngung völlig ausreichend.
  • Nur durch Referenzmessungen am Boden können aus diesen Daten N-Aufnahmekarten erstellt werden.
  • im Frühjahr/Sommer ist die zeitliche Verfügbarkeit der Bilder kritisch zu sehen, ab 2021/2022 ist Besserung in Sicht.
  • die Anwendung von Wachstumsmodellen kann fehlende Bilder ersetzen, wird aber ungenauer, je länger keine neuen Bilder verfügbar sind.
  • da Sentinel-2 Daten im 5 Tage Rhythmus erst seit Mitte 2017 zur Verfügung stehen, ist es praktisch nicht möglich, auf mehrjährige Versuchsergebnisse zurückgreifen zu können. Da auch wir N-Aufnahmekarten als Basis unserer Berechnungen nutzen, sind wir uns sicher, dass das Verfahren funktioniert, für vergleichende Versuche sind wir offen.

Ein „versus“ gibt es so also nicht! Daten und Bilder aus dem All können und werden zukünftig einen größeren Beitrag zum angepassten und differenzierten Pflanzenbau liefern. Aktuell klappt es mit der variablen N-Andüngung, basierend auf Herbstbildern im Winterraps gut. Für Gerste, Roggen und gut entwickelten Weizen haben wir ebenfalls schon Streukarten gerechnet und testen diese in produktionsintegrierten Großparzellenversuchen (PiG). Für die traktorgebundenen Pflanzensensoren bleibt genug Arbeit in der Frühjahrssaison bei der Bestandsführung (N2+N3+N4, N-Tester nicht vergessen!) und dem Pflanzenschutz.
Wir würden daher sagen, die Systeme können sich gut ergänzen und jedes hat seinen Platz.

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

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Nachrüstung einer Grubber Tiefenregelung – RTK Aufrüstung für (Alt) Vermessungsysteme

Nachrüstung eines Horsch Tigers mit einer Tiefenregelung durch die HANSENHOF_electronic GmbH

Zur praktischen Umsetzung unseres EIP-AGRI Projekts „Entwicklung und praxisnahe Anwendung eines Precision Farming-Systems zur Sicherung flächenhafter Schutzgüter (z.B. archäologische Bodendenkmale) auf ackerbaulich genutzten Flächen“ ist eine automatisierte Tiefensteuerung von Bodenbearbeitungsgeräten notwendig. Eine Anforderung in unserem Projekt ist es über Bodendenkmalen die Bearbeitungstiefe zu verringern (hier auf 15 cm) um eine Zerstörung zu verhindern. Außerhalb dieser Flächen kann dann wieder in maximaler Tiefe gearbeitet werden. Um dies auch für Geräte umzusetzen, die standardmäßig nur manuell hydraulisch verstellbar sind, sind wir im letzten Jahr eine Kooperation mit der HANSENHOF_electronic GmbH eingegangen. Als Nachrüstlösung wurde ein ISOBUS Jobrechner auf einem Grubber Horsch Tiger installiert, dieser kann über einen Winkelsensor die aktuelle Bearbeitungstiefe bestimmen und via regelbarem Hydraulikventil diese Tiefe entsprechend verändern.

Abbildung 1: Aufgerüsteter Horsch Tiger

Damit ist die Kette von der Flächendenkmalkarte der Landesarchäologie bis zur konkreten Umsetzung auf dem Schlag geschlossen!

Die folgenden Videos zeigen Testfahrten während der Inbetriebnahme des Systems, leider waren die Schläge an diesem Tag nicht befahrbar, so das die Tiefensteuerung auf einem Landweg simuliert wurde.

Video 1: Gerätesteuerung und Bearbeitungskarte im ISOBUS Schlepperterminal

Video 2: Testfahrt

Video 3: Aufgezeichnete Testfahrt im Dokumentationssystem Odokus von HANSENHOF _electronic GmbH (http://www.odokus.de)

Zum EIP-AGRI Projekt
Die Laufzeit des Projekts beträgt drei Jahre (2016 – 2018) und wird gefördert vom Sächsischen Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie. Das Projekt ist ein Vorhaben nach der Richtlinie des Sächsischen Staatsministeriums für Umwelt und Landwirtschaft zur Förderung der Landwirtschaft, der Europäischen Innovationspartnerschaften (EiP AGRI) und des Wissenstransfers einschließlich Demonstrationsvorhaben im Rahmen des Entwicklungsprogramms für den ländlichen Raum im Freistaat Sachsen(Förderrichtlinie Landwirtschaft ,Innovation, Wissenstransfer-RL LiW/2014). Teil: Europäische Innovationspartnerschaft “Landwirtschaftliche Produktivität und Nachhaltigkeit” (EIP AGRI) vom 15.12.2014.

RTK Aufrüstung von Vermessungsystemen

Über einen Praxistest unseres neuen RTK Systems habe ich im vorigen Newsletter berichtet. Neben der Komplettlösung bieten wir auch Aufrüstlösungen für DGPS Syteme an. Für das EXAgT DGPS System mit SAPOS EPS Korrektur beträgt der Updatepreis 1500,- €, für alle anderen Systeme 2000,- €, immer unter Inzahlungnahme des (Alt)GPS Empfängers und dazugehörender Antenne. Auch ein Update von Fremdsystemen ist möglich, Voraussetzung dafür ist ein System mit abgesetztem GPS Empfänger (siehe https://news.exagt.de/?p=369). Und wer mit seiner Android Vermessungslösung zufrieden ist, kann diese mit unserer RTK Aufrüstung aufwerten.

Abbildung 2: Anbindung unseres RTK Systems an ein Android Tablet

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Vermessungssaison gestartet – neue Funktionen in NAVIKAT – unser neues RTK- System

Auch wenn die Temperaturen es eher nicht vermuten lassen, die landwirtschaftliche Vermesssungssaison hat begonnen, Rückmeldungen unsere Nutzer zeigen dies. Und pünktlich zum Start haben unsere Kollegen von der GIS GmbH aus Leipzig einige sehr praktische Neuerungen in die NAVIKAT Vermessungssoftware integriert.

NAVIKAT – Einlesen von kostenlosen ALK Daten nach Gemarkungen (Sachsen/Thüringen)

Für diese beiden Bundesländer ist es möglich, kostenlos ALK-Daten (keine Hintergrundbilder!) zu laden. Dazu kann in einem Katalog die gewünschte(n) Gemarkung(en) ausgewählt und in NAVIKAT eingelesen werden.
Übrigens, möglich wurde diese Neuerung durch die wachsende Bereitschaft einiger Bundesländer Daten und Dienste ihrer Landesvermessungsämter kostenlos zur Verfügung zu stellen, Vorreiter ist hier Thüringen, andere Bundesländer ziehen nach. Und falls Sie aktuell ein Gesprächsthema mit Ihrem Landtagsabgeordneten suchen, die Länder betreiben flächendeckend mit SAPOS HEPS ein RTK-Netz finanziert durch Steuermittel (durch die Landwirtschaft kostenlos nutzbar in Th/BaWü/Bayern/bald NRW), warum wird dieses Netz nicht auch in SN/ST/BB/MV gratis für die Landwirtschaft zur Verfügung gestellt?


Abbildung 1: Gemarkungsauswahl Sachsen

Abbildung 2: Eingelesene ALK- Daten

Abbildung 3: Detailansicht Flurstücke

NAVIKAT – Luftbilder und andere Hintergrunddaten mit einem Schlag für ein komplettes Gebiet herunterladen

Eine weitere Vereinfachung des Umgangs mit den kostenlosen WMS- Daten des jeweilige Landesvermessungsamtes ist die Möglichkeit, automatisch Daten wie Luftbilder/Flurstücke/Topo10 für sein Gebiet herunterzuladen. Damit wird auch eine Aktualisierung dieser Daten sehr vereinfacht.


Abbildung 4: Automatisierte Laden von WMS- Daten, hier von Luftbildern (DOP – > digitale Orthophotos)

Abbildung 5: Ein kompletter kostenloser Basis- Geodatensatz

Unser neues RTK-System

Nach positiven Tests von Einfrequenz RTK – Systemen mit neuem Chipsatz habe ich heute ein erstes System von unserem Stammlieferanten testen können. Und meine Erwartungen wurden voll und ganz erfüllt! Innerhalb von wenigen Augenblicken ein brauchbarer stabiler RTK-Float (Genauigkeit im Dezimeter Bereich) und dann nach wenigen Minuten ein stabiler RTK-Fix (Zentimeter Bereich). Und dies bei nicht unbedingt optimalen Bedingungen für einen Einfrequenzempfänger (siehe Bild der Testumgebung). Dieser Test und Erfahrungen anderer Nutzer dieses Chipsatzes zeigen, das wir mit diesem neuen System für sehr genaue Vermessungsaufgaben in der Landwirtschaft ein wirklich praxistaugliches Angebot haben!

Abbildung 6: Unser neues RTK- System in seiner ersten Testumgebung

Abbildung 7: RTK- Fix, alles auf grün =;-)

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Unser „Beratungspaket DüV“ / Neues vom Schwarm

Unterstützung zur neuen Düngeverordnung durch unser „Beratungspaket DüV“

Mit der neuen Düngeverordnung (DüV), und den sich daraus ergebenden z.T. einschneidenden Veränderungen, steigt der Aufwand für deren Umsetzung und Dokumentation erheblich.

Seit Jahren unterstützen und betreuen wir, neben unseren anderen Projekten und Aufgaben, auch landwirtschaftliche Betriebe bei der Erfüllung ihrer Nachweis- und Dokumentationspflichten im Bereich der Pflanzenproduktion. Flächenermittlung, Agrarantragsstellung, Anbauerfassung, Schlagkartenführung (Naturalbuchhaltung), Düngebedarfsberechnung und Bilanzen sind dabei die Schwerpunkte.

Hinsichtlich der Düngung reicht das von der Unterstützung der Probenahme für Nmin und Makro (Vorbereitung, Termine, Erhebungsbögen, Tüten, Probenlogistik, Labore usw.) über die schlagbezogene Düngebedarfsberechnung bis hin zur Erstellung der betrieblichen Nährstoffbilanzen.

Zukünftig deutlich umfangreicher sind die Anforderungen der neuen DüV. Das betrifft besonders die N-Bedarfsermittlung (Herbst + Frühjahr) und deren Dokumentation, für jeden Schlag muss die Berechnung mit allen Posten (dreijähriger Ertragsdurchschnitt, Vorfrucht, org. Düngung usw.) aufgezeichnet, möglichst ausgedruckt und min. 7 Jahre aufbewahrt werden.

Ausführlicher gestaltet sich auch die Erstellung der Betriebsnährstoffvergleich (oder zukünftig Stoffstrombilanzen) und deren Nachweisführung (Ein- und Verkaufsbelege, Im- und Export von organischen Düngern, Lieferscheine/Verträge usw.). Hier besteht ebenfalls eine 7 Jahre Aufbewahrungspflicht.

Mit einem “Beratungspaket DüV“, auf die betrieblichen Anforderungen zugeschnitten, können wir Sie bei der Bewältigung diese Anforderungen unterstützen.

Mit dem „Beratungspaket DüV“ können wir Ihnen anbieten:

  • Unterstützung bei der Probenahme für Nmin und Makro (Vorbereitung, Termine, Erhebungsbögen usw.).
  • Durchführung der Düngebedarfsberechnung (N und Grundnährstoffe).
  • Betriebsbezogenen Dokumentation, Erfassung und Aufbereitung aller relevanten Daten zur Nährstoffbilanzierung (bzw. Stoffstrombilanzierung).
  • Auswertung und Erstellung aller notwendigen Bilanzen und Übersichten, insbesondere Stickstoff (N) und Phosphor (P) bis spätestens zum 31.3. des Folgejahres, zusammengefasst in einer übersichtlichen Mappe.
  • Beratung und Empfehlungen zur Umsetzung und Erfüllung der Anforderungen der DüV.
  • Wenn gewünscht, ist auch die Führung der kompletten Ackerschlagkartei möglich.

Abbildung 1: Bilanzierungs- und Empfehlungssystem Düngung BESyD (für BB, SN, ST und TH) sowie die GIS Schlagkartei

Wir möchten darauf hinweisen, dass alle unsere anderen Angebote zur Düngung im Rahmen der präzisen Agronomie (Precision Farming) natürlich die neuen Anforderungen berücksichtigen:

  • N-Streukartenplanung (Einmalgabe stabilisiert oder Zweimalgabe) nach Herbstscan Sensor/Drohne/Satellit für Winterraps und Wintergerste.
  • Düngeplanung und Streukartenerstellung für Kalk und Grundnährstoffe.

Neues vom Schwarm

Am 23.01.18 fand in Berlin ein Kolloquium zum Thema Landtechnik der Zukunft statt. Was gab es für uns Neues?

  • Der Einsatz von Robotik im Feldbau bedeutet, nicht allein Fahrer einzusparen. Durch den Einsatz von elektrischen Antrieben für die Landtechnik (Fortschritte in der Batterietechnik vorausgesetzt) kann die dafür benötigte Energie lokal erzeugt werden. Die Komponenten wie Biogasanlagen/Solaranlagen/Windräder sind oft vorhanden, mit elektrisch betriebenen Landmaschinen kommen zusätzliche lokale Abnehmer (und auch Stromspeicher) dazu.
  • Fendt mit seinem Feldroboter „Xaver“ fährt den Ansatz, nicht zu viel „Intelligenz“ in den einzelnen Roboter zu stecken. Gesteuert wird der Schwarm über eine Software (heutzutage natürlich eine App). Der Roboter selber hat ein RTK-Navigationssystem an Bord und fährt auf den Spuren, die vorher automatisiert geplant wurden. Ein Aktuator (dieser wandelt Steuersignale in eine Aktion um) legt in einer Spur im definierten Abstand jeweils ein Maiskorn und zeichnet dessen Position auf. Mit der Erweiterung der Anwendungsmöglichkeiten (komplette Aussaat, Düngung und Pflanzenschutz) ist in der Zukunft auch eine betriebswirtschaftlich sinnvolle Anwendung in der Praxis vorstellbar.
  • 5G für alle wird nicht die Lösung bei den augenblicklichen Abdeckungslücken im Bereich Mobilfunk sein. 5G benötigt wesentlich mehr Masten als 4G (LTE) und zusätzlich noch die Glasfaseranbindung jedes einzelnen Mastes. Ich denke, wer über ein leistungsfähiges Daten- und damit auch Sprachnetz benötigt, sollte auch über eigeninstallierte lokale Lösungen nachdenken, sogenannte MESH Technologien machen es möglich.

Abbildung 2: Argumentation für den Xaver-Roboter von Fendt

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Preissenkung für unsere RTK Vermessungslösung und zum Jahreswechsel und Vorschau 2018

Preissenkung für unsere RTK Vermessungslösung

Vor einem Jahr haben wir unsere RTK Vermessungslösung mit amtlicher SAPOS HEPS Korrektur vorgestellt. Durch Fortschritte im Bereich der „RTK- Chip“ Entwicklung konnten wir unsere Einkaufspreise senken und Ihnen diesen Preisvorteil „durchreichen“. Damit verringert sich der Preis für unser RTK-Vermessungsystem auf der Basis von SAPOS HEPS von 4850,- € auf 4350,- €. Und das ohne Qualitätseinbußen!


Abbildung 1: Unsere RTK Vermessungslösung mit amtlicher SAPOS HEPS Korrektur (1 – 2 cm)

Zum Jahreswechsel und Vorschau 2018

Nun ist das Jahr 2017 (fast) Geschichte, ein guter Anlass für uns, sich bei ihnen, unseren Kunden, recht herzlich zu bedanken, für ihr Vertrauen, ihre Geduld und ihr Engagement bei gemeinsamen Projekten. Also: „Allerbesten Dank und ein erfolgreiches, gesundes Jahr 2018!“
Precision Farming, Dünge- und Streukartenplanung, Planung von Spurleitsystemen (SLS) für Autopiloten, produktionsintegrierte Großparzellenversuche, unser EIP-Agri Projekt zum Schutz archäologischer Flächendenkmale und noch manche Projekte mehr haben und werden uns weiter beschäftigen. Zusammen mit ihnen wollen wir versuchen, weiterhin unser Bestes zu geben!
2018 wird rasant starten, haben wir doch im Herbst 2017 begonnen, die Erstellung von N-Streukarten für Winterraps, auf Basis von N-Aufnahmekarten Herbst, anzubieten. Das Interesse hat uns positiv überrascht und für mehr als 1000 ha werden in den nächsten Wochen die Streukarten für das Frühjahr erstellt.
Auch 2018 wird uns die weitere Entwicklung und Erprobung eines betriebsspezifischen N-Düngungsberatungssystems auf der Basis von Feldsensorstationen beschäftigen, welche von ausgewählten Feldern während der Saison entsprechende Daten liefern. Die Ergebnisse vom letzten Jahr lassen hoffen und wir haben schon weitere Ideen zu diesem Projekt.
Gespannt nutzen und verfolgen wir die Entwicklungen in der Fernerkundung, sei es mit Satelliten (Sentinal-2A und 2B) oder Drohnen (Hubschrauber/Flächenflieger), hier scheint sich doch einiges zu bewegen, was in Richtung machbare landwirtschaftliche Nutzung im Precision Farming geht (aktuell für uns die N-Streukarten Winterraps, siehe Bild).


Abbildung 2: N-Aufnahmekarten WiRa Herbst 2017 auf Grundlage von Satellitendaten

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Agritechnica 2017 – Giganten auf dem Acker und Precision Farming lebt!

Alle zwei Jahre zur Agritechnica rückt die Landwirtschaft in den Focus der „normalen“ Medien und da lassen die eher nicht landwirtschaftsaffinen Redakteure ihrer Kreativität freien Lauf, mein Überschriftenfavorit kommt dieses Jahr vom Handelsblatt:

Giganten auf dem Acker

Giganten versus Schwarm
Wenn man sich die Entwicklung der PS Zahlen von landwirtschaftlichen Maschinen in den letzten Jahren betrachtet, zeigt diese ungebrochen noch oben. Die Diskussion über Lösungen das zu ändern, ist in den letzten Monaten intensiv geführt worden. Das Projekt „Mars“ (praktisch Mais drillen mit autonomen Systemen) von Fendt fristete allerdings auf der agritechnica, trotz Silbermedaille, nur ein Schattendasein in einer Standecke, das sah nicht nach Aufbruch aus. Das andere öffentlichkeitswirksame Projekt „Feldschwarm“ der TU Dresden, WTK Elektronik Neustadt, John Deere und anderen war auf der Agritechnica nicht vertreten.

Abbildung 1: Roboter “Xaver“ des Forschungsprojekts MARS (Mobile Agricultural Robot Swarms)

Ich denke, dass das Thema „Technik“- Schwarm auf der Straße, in der Luft, auf dem Acker, auf einem Schlachtfeld als Waffe (verstörend ab 5:20 unter https://youtu.be/9CO6M2HsoIA) im Fokus von aktuellen Entwicklungsarbeiten steht, technisch kann sich da die Landtechnik bei industriellen Vorarbeiten im Bereich Software bedienen. Interessant ist die geplante Größe der Schwarmmitglieder, beim Xaver kann man sich aufgrund der Größe z.B. eine Eignung für die Bodenbearbeitung schwer vorstellen.
Im Projekt „Feldschwarm“ geht es darum, den Trend der Landtechnik zu immer größeren Einheiten bei Gewicht und Leistung zu brechen und kleinere, leichtere Schwarmeinheiten zu schaffen (aber wesentlich größer als „Xaver“).
Was allerdings den Einsatz eines „Feldschwarms“ bei schwierigen Verhältnissen, wie z.B. der diesjährigen Rapsaussaat in Ostsachsen, auf einem steinigen Feld unter nassen Bedingungen angeht, bleiben für mich einige Fragen offen. Wie bei der daraus folgenden Materialbelastung Personal eingespart werden kann, sehe ich kritisch; permanent gab es Reparaturen bei der eingesetzten Technik nach Ausfällen/Defekten. Was hier an Fahrern eingespart wird, müsste durch mehr Techniker kompensiert werden.
Obwohl, eine Aufgabe sehe ich da für einen Schwarm, das Steinesammeln nach dem Grubbern, hier könnte ein Steinesammelschwarm mit geeigneter Sensorik eine wesentlich höhere Arbeitsqualität liefern als die menschlichen Sammler/Fahrer!
Ein weiteres Thema des Projekts ist die Vermeidung von Bodenverdichtungen. Dies ist sicher keine neue Problematik, Verdichtungen habe ich konkret in meiner Lehrzeit Anfang der 80er Jahre auf mecklenburgischen Feldern erleben dürfen und da waren die Leistungen und Gewichte der eingesetzten Landtechnik weit unter dem heutigen Niveau. Also die alleinige Leistungs- und Gewichtsreduzierung der eingesetzten Technik löst dieses Problem nach meiner Meinung nicht. Ich denke, dass durch die Trennung von Fahrspuren und Wuchsbereich im Bereich Bodenverdichtung viel erreicht werden kann (SLS Spurleitplanung/CTF Controlled Traffic Farming), aber vielleicht fährt der Schwarm ja auch auf vorgeplanten Spuren?!
Trotzdem bleibt das Thema Schwarm spannend und ich lasse mich gerne davon überzeugen das ich mit meiner Kritik unrecht habe!

Precision Farming lebt!
Wie auch immer es heute heißt, ob Smart Farming, Precision Farming oder Digital Farming, im Bereich der präzisen Agronomie geht es immer gleichbleibend darum, Betriebsmittel (Dünger, Pflanzenschutzmittel,…) angepasst (Zeitpunkt, Ausbringmenge) und differenziert in der Fläche (nach Biomasse, nach N-Aufnahme) auszubringen. Wie auf der Agritechnica zu sehen, helfen eine Unmenge von Apps bei der Feststellung des richtigen Zeitpunkts einer Applikation und der Höhe der Ausbringmenge (Schadschwellen bei Pflanzenkrankheiten und Schädlingen, Nährstoffmangel, N-Aufnahme,…), die Verteilung in der Fläche erfolgt aufgrund von Satellitendaten, Drohnendaten, Online Sensoren und daraus abgeleiteter Indizes. Das ist Smart, Präzise und durch die Funktionsweise von PC/Handy/Tablet immer mittels digitaler Datenverarbeitung entstanden.
Der Landwirt muss jetzt nur noch den Überblick über alle Apps, Tools und Portale behalten.

Trends im Pflanzenschutz
Ein Bild in der Halle 15 zeigt alle aktuellen Trends im Pflanzenschutz, auf die mir wichtigsten möchte ich näher eingehen.

Abbildung 2: Dieses Bild aus der Halle 15 zählt die aktuellen Trends im Bereich Pflanzenschutz auf.

Mechanischer Pflanzenschutz
Zwei Silbermedaillen gab es im Bereich mechanischen Pflanzenschutz. Neben John Deere mit ihrer traktorintegrierten aktiven Anbaugerätelenkung für Hochleistungshacken, welche einen extra Verschieberahmen überflüssig macht, gab es die Silbermedaille für eine 3D Reihenkamera von Claas/Einböck, die die Reihenerkennung auch bei starker Verunkrautung ermöglicht.

Abbildung 3: Stereoskopische Reihenkamera CULTI CAM für mechanische Hacken

Aber auch für vorhandene Technik gibt es eine Reihe von Nachrüstlösungen zur Reihenführung des Verschieberahmens für die mechanischen Hacken, z.B. von Reichhardt. Die Renaissance der Hacke auf neuem Niveau ist in der Praxis angekommen!
Abbildung 4: Verschieberahmen und Ultraschall- Reihenabtastung von PSR SONIC

Robotik
In der Halle 15 gab es weiter eine auf dem BoniRob basierende Bodenkomponente des Schwarms aus dem Projekt flourish-project.eu zu sehen, der am Boden Pflanzen beobachtet und untersucht sowie Unkraut „vernichtet“.
Ich denke, die Praktiker haben noch eine ganze Weile bis zur Praxistauglichkeit dieses Gerätes zu warten.
Abbildung 5: BoniRob aus dem Flourish Forschungsprojekt

Digitalisierung
Hier kann ich auf den Punkt „Precision Farming lebt“ aus diesem Newsletter verweisen. Ein Projekt der Bayer AG „xarvio“ fiel besonders auf, mit dem Field Manager kann der Anwender den Pflanzenschutz angepasst und differenziert in seinem Betrieb managen. Mit der Übernahme von großen Teilen der proPlant hat sich die Bayer AG eine fachlich fundierte Basis gesichert und das merkt man auch. Im Gegensatz zu vielen anderen Projekten der Software- und Landtrechnikbranche wird hier eher auf Kooperationen gesetzt, als alles nochmals von vorne zu entwickeln und das auch mit eher kleinen Partnern. Das ist zum einen sympathisch aber auch effizient.

Abbildung 6: Stand von „xarvio“ auf der Agritechnica 2017

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Zur neuen Düngeverordnung (Teil II) – Eine Antwort „Integrierte Düngung“ – Ein weiterer Baustein: die präzise Grunddüngung

Hier die Fortsetzung unseres letzten Newsletters:

Sperrfristen/Herbstdüngung
Es ist keine Aufbringung von Düngemittel mit wesentlichem Gehalt an verfügbarem N (>1,5% N in der TS) in den Sperrzeiten mehr möglich:

  • Ackerland: ab Ernte der Hauptfrucht bis 31.01.
  • Grünland, mehrjähr. Feldfutterbau: 01.11. – 31.01. (bei Aussaat bis 15.05.)
  • Neu: Sperrfrist für Festmist: 15.12. – 15.01. von Huf- und Klauentieren und Komposte

Abweichend Herbstkulturen mit N-Aufnahme aber nur bei berechtigtem, nachzuweisendem Düngebedarf!

Bei Düngebedarf nach Ernte der Hauptfrucht nur bis zum 01.10.

  • Winterraps, Zwischenfrüchte und Feldfutter (Aussaat bis 15.09.)
  • Wintergerste (nicht WW, WRo, WT…!!!) nach Getreidevorfrucht und Aussaat bis 01.10.
  • ≤ 30 kg NH4 N/ha und ≤ 60 kg Gesamt-N (bisher 40/80kg/ha)

Im Jahr 2018 wird es im Bereich Düngebedarfsermittlung Herbst neue Regeln geben. Es bleibt zu hoffen, dass der jetzige, territoriale Flickenteppich an unterschiedlichen Regeln (siehe top agara 10/2017, wer kann das noch erklären?) sich zumindest ein wenig angleicht.

Aus-/Aufbringeverbote

  • Verbot wenn Boden überschwemmt, wassergesättigt, gefroren oder schneebedeckt ist

Ausnahmen nur wenn:

  • Der Boden gefroren und trocken ist und tagsüber oberflächlich auftaut, sodass der Boden Stickstoff aufnehmen kann
  • Keine Abschwemmungsgefahr besteht
  • nur dann eine (Start-) Düngung bei gefrorenem Boden wenn Boden eine Pflanzendecke trägt (Wintergetreide, -raps, GL, Ackergras)
  • kein Schnee liegt (nichts darf da weiß sein!!!)
  • eine entsprechende Startdüngung ist nur dann zulässig, wenn bei späterer Düngung Strukturschäden und Bodenverdichtungen zu erwarten wären (Der Landwirt als Hellseher?)
  • die Gabenhöhe ist bei „Frostbodendüngung“ begrenzt auf max. 60 kg N/ha

Auch im Frühjahr kann es eng werden!


Abbildung 1: Bei diesen Bedingungen (leichte Schneebedeckung) ist jetzt keine Ausbringung mehr möglich (Quelle: Dr. M. Grunert, 2014)

  • Düngebedarfsberechnung P
    Ermittlung des Düngebedarfs an Phosphat erfolgt auf der Grundlage des Bedarfs des Pflanzenbestandes und dem verfügbaren Bodengehalt
  • auch im Rahmen der Fruchtfolge möglich
  • Bodenuntersuchung => 1ha, je Schlag, mindestens aller 6 Jahre!!!
  • Schläge mit Durchschnitt > 20 mg P2O5/100 g Boden,(CAL-Methode) (8,8 mg P = Mitte Gehaltsklasse D): P-Düngung nur bis Höhe der Nährstoffabfuhr

20-30kgP/ha*a = bei 2kgP/m³ = max 10-15m³ Gülle!

P wird auch begrenzend wirken!

Eine Antwort – Integrierte Düngung (II)

Integrierte Düngung und Pflanzenernährung basiert auf dem Bedarf der Pflanzen, dem Bodenvorrat, den Ernterückständen und der Verfügbarkeit von Wirtschaftsdüngern. Die Düngung sollte ausgewogen sowie bedarfs- und situationsgerecht erfolgen, umweltverträglich sein und nachhaltig die Bodenfruchtbarkeit erhalten und steigern.

4 Säulen der integrierten Düngung:

Im September berichteten wir über eine angepasste und differenzierte N-Düngung. Im Oktober nun, soll es um den zweiten, ebenso wichtigen Baustein, die Grunddüngung gehen.

2. Baustein: die präzise Grunddüngung

Die Versorgung unserer Böden mit Kalk, Phosphor, Kalium und Magnesium soll die ausreichende Bereitstellung und Pflanzenverfügbarkeit der Grundnährstoffe (P, K, Mg) und einem ausgeglichenen Säurehaushalt der Schläge sichern.

Grundlage bilden die vorhandenen Nährstoffe im Boden und dessen pH-Wert. Über die Wertung nach bodenabhängigen Gehaltsklassen (A = unterversorg, hoher Düngebedarf, C = Optimalwert, Düngung nach Pflanzenentzug E = Luxusversorgung, kleine Düngung) erfolgt die Ermittlung des Düngebedarfs.

Abbildung 2 zeigt den Versorgungszustand eines Betriebes beim Nährstoff Phosphor. Grundlage war hier eine im 3ha Raster durchgeführte Bodenbeprobung.

Abbildung 2: Nährstoffverteilkarte nach Gehaltsklassen P

Diese gravierenden Unterschiede in der Versorgung treten bei allen Nährstoffen und natürlich auch im pH-Wert immer wieder auf. Der daraus resultierende Düngebedarf schwankt, gehebelt über den Pflanzenentzug, dementsprechend von Null bis zum Doppelten des Entzuges. Z.B. bei Getreide, mit einem mittleren P-Entzug/Ernte von 25 kg P/ha, gedüngt mit Tripelsuperphosphat von 0 bis 250 kg Ware/ha!

Mit einer präzisen Grunddüngung, basierend auf exakten Nährstoffverteilkarten, der teilflächenspezifischen Berechnung des ertragsabhängigen Düngebedarfs und der differenzierten Ausbringung über Streukarten mithilfe von GPS, kann acker- und pflanzenbaulich viel erreicht werden. Die Abbildung 3 zeigt ein Beispiel unserer Streukartenberechnungen für einen 45 ha großen Schlag.
Abbildung 3: Nährstoffverteil- und Streukarten für Kalk, P, K, Mg

Auch auf kurzfristig gepachteten oder nur getauschten Flächen macht präzise Grunddüngung Sinn. Hier ist allerdings das ökonomische Optimum zu beachten (siehe Newsletter November 2016).

Fragen Sie uns, wir freuen uns auf Ihre Aufgaben und schätzen Ihre Herausforderungen.

Unsere Kontaktdaten sind:

exagt@exagt.de oder persönlich:

arnim.grabo@exagt.de
+49 (0) 176 72588814, +49 (0) 34324 269737

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Zur neuen Düngeverordnung (Teil I) – Eine Antwort „Integrierte Düngung“ – Ein Baustein Rapsdüngung nach Herbstscan mit Drohne

Aufgrund steigender Nitratbelastungen im Grundwasser in der gesamten EU wurde 1991 europaweit eine Nitratrichtlinie erlassen. Im Jahr 2000 kam die europäische Wasserrahmenrichtlinie zum Schutz von Oberflächen und Grundgewässer dazu. Da die EU Defizite bei der Umsetzung der Richtlinie sieht, wurde 2016 ein Vertragsverletzungsverfahren gegen Deutschland eingereicht.

Zur Nitratbelastung Grundwasser (Karte links):

  • viele Grundwasserköper sind belastet (ca. 30%)
  • diffuse Einträge
  • Landwirtschaft ist der Hauptverursacher

Ursachen sind:

  • intensive Tierhaltung > 1,5 GV/ha (Karte rechts)
  • nicht angepasste N-Düngung
  • Bilanzüberschüsse >100kgN/ha
  • geringe Neuwasserbildung
  • „Altlasten“ Stickstoff (Trockengebieten)
  • Tendenz leider teilweise steigend

„Rot“ schlechter Zustand >50 mg/l H2O „Grün“ Nitrat guter Zustand

Was kommt da auf uns zu?

Wichtige Punkte, die wir hier und in den folgenden Newslettern besprechen möchten, sind:

  • Düngebedarfsermittlung Herbst/Frühjahr
  • Sperrfristen Düngung
  • Abstandsauflagen
  • Aus-/Aufbringeverbote
  • Vorgaben/Obergrenze organischer Stickstoff
  • Lagerstätten für Wirtschaftsdünger/organische Dünger
  • Ausbringung/Technik
  • Nährstoffvergleich/Bilanzen
  • Aufzeichnungen/Strafen

Düngebedarfsermittlung Stickstoff

Prinzipiell wird die Bedarfsermittlung für Stickstoff nach Sollwerten durchgeführt.

  • bundesweit einheitliche Methodik bei N (standortbezogene Obergrenzen, Sollwertsystem)
  • Grundlage: durchschnittliches Ertragsniveau der letzten drei Jahre im Betrieb
  • ermittelter Düngebedarf darf in der Regel nicht überschritten werden, Überschreitungen nur zulässig, so weit aufgrund nachträglich eintretender Umstände, insbesondere Bestandsentwicklung oder Witterungsereignisse, ein höherer Düngebedarf besteht (nur Einzelfälle)
  • Dokumentationspflicht für N-Düngebedarfsermittlung

  • für ganz Deutschland einheitliche Sollwerte
    • notwendiges N-Angebot in gesamter Vegetationszeit
      (Nmin in 0-90 cm im Frühjahr + N-Mineralisation in Vegetationszeit + N-Düngung)
  • je Fruchtart für bestimmtes Ertragsniveau
  • Korrekturfaktoren
    • ertragskorrigierter Stickstoffbedarfswert (Ertrag Durchschnitt 3 Jahre)
    • Nmin in 0-90 cm Boden (60-90 interpolierbar)
    • Je Schlag/Bewirtschaftungseinheit außer GL, auch Richtwerte möglich
    • N-Nachlieferung aus dem Bodenvorrat (Humusgehalt des Bodens)
    • N-Nachlieferung aus organischer Düngung (MDÄ) + Vorjahr (10%)
      Vorfrucht, Zwischenfrucht
  • Ergebnis
    • Gesamt-N-Düngebedarf für die gesamte Wachstumszeit der Kultur für den konkreten Schlag


(wird fortgesetzt)

Eine Antwort – „Integrierte Düngung“ (I)

Diese basiert auf dem Bedarf der Pflanzen, dem Bodenvorrat, den Ernterückständen und der Verfügbarkeit von Wirtschaftsdüngern. Die Düngung sollte ausgewogen sowie bedarfs- und situationsgerecht erfolgen, umweltverträglich sein und nachhaltig die Bodenfruchtbarkeit erhalten und steigern.

Im Bereich der N-Düngung kann man das in 2 Stufen gliedern:

  1. Angepasst an Kultur, Ertrag und Qualität
    1. Grundlage ist die Messung des N-Gehalts, der N-Aufnahme bzw. des N-Bedarfs an repräsentativen Stellen des Schlages und der auf dieser Information beruhenden Entscheidung über die pflanzenbaulich notwendigen auszubringenden N-Mengen bzw. bei geteilten Gaben auch über den Düngetermin.
  2. Differenziert in der Fläche
    1. nach N-Aufnahme der Bestände
    2. Messung und streuen in Echtzeit mit Pflanzensensoren
    3. Oder abgesetzt, messen mit Drohne/Sensoren und später streuen nach Applikationskarte

So wird sichergestellt, dass sowohl die Menge, der Termin und die Unterschiede im Bestand berücksichtigt werden und der Stickstoff auf der Fläche zielgerichtet und bedarfsgerecht verteilt wird. Auch eine zu erwartenden Einschränkungen der N-Düngemenge (nach DüV) kann berücksichtigt werden und dabei die Bereiche bevorzugen, die die höchste N-Effizienz erwarten lassen.

„Integrierte Düngung“: Winterraps düngen nach Messung N-Aufnahme im Herbst mit Drohne – ein erster Baustein

Unser Angebot:

  • die EXAgT erstellt die Düngekarten für die Andüngung bzw. Komplettgabe(stabilisierter N) für das Frühjahr (N1 oder N1+N2)
  • Grundlage: N-Aufnahmekarten im Spätherbst
    Erfasst durch: Drohnenbefliegung im Herbst + Referenzmessung am Boden
  • Berechnet mit: erprobten Algorithmen der EXAgT (DüV gerecht)
  • Abgestimmt mit: Ihnen, transparent und agronomisch fundiert
  • Abgestreut durch: Ihren ansteuerbaren Düngerstreuer
  • Kosten: Befliegung und Applikationskartenerstellung ab 10,- €/ha (flächenabhängig)

Fragen Sie uns, wir freuen uns auf Ihre Aufgaben und schätzen Ihre Herausforderungen.

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Über den Drohneneinsatz im Pflanzenbau und die EXAgT ist auf der MeLa 2017

Seit der Gründung unserer EXAgT im Januar 2015 diskutieren wir untereinander und mit Kollegen immer wieder über das Thema „Drohnen“. In diesem Jahr wurde nun aus der Theorie Praxis, wir nutzten Drohnen zum einen für die Begleitung und Störgrößenermittlung eines produktionsintegrierten Großparzellenversuches (PiG) als auch zur Applikationskartenerstellung für die N-Andüngung im Frühjahr auf Grundlage der N-Aufnahmekarten im Herbst (Raps, Wintergerste/-roggen, früher Winterweizen). Wir wollen in diesem Newsletter nicht so sehr auf technische Aspekte und Differenzierungen der Drohnen eingehen, sondern Einsatzmöglichkeiten und (heutige) Grenzen des Drohneneinsatzes besprechen.

Welche Einsatzgebiete gibt es für Drohnen in der Pflanzenproduktion?

Bestandskontrolle
Liveaufnahmen oder verarbeitete Orthobilder von Drohnen können bei der Bonitur größerer oder schlecht einsehbarer Schläge helfen. Für hohe Kulturen (Mais, Raps usw.) ergeben sich damit Möglichkeiten der Schadensbeurteilung (Wild, Hagel, Schädlinge, Trockenstress …).

Gezielte Ausbringung von „biologischen Pflanzenschutzmitteln“
Die Bekämpfung des Maiszünslers durch die Ausbringung von Trichogramma mittels Drohnen ist seit ein/zwei Jahren in der landwirtschaftlichen Praxis angekommen. Die Kosten liegen gleichauf bzw. nur leicht höher als mit Alternativverfahren, Praktiker bestätigen die Wirksamkeit des Drohneneinsatzes.

Gezielter Pflanzenschutz
Mittlerweile gibt es Drohnen, die 10-30 l/kg Ladung mitnehmen und verteilen können (flüssig und fest). Denkbar sind hier die Bekämpfung von Unkraut-, Schädlings- oder Krankheitsnestern aber auch die Schneckenkornverteilung oder die Saat kleinkörniger Leguminosen/Zwischenfrüchte (geringe Saatmengen/ha) scheint in realistische Bereiche zu kommen.

Orthofotos zur Begleitung/Störgrößenermittlung von PiG und zur Erstellung von Applikationskarten
Aus den Drohnenaufnahmen (Farbe, NIR o.ä., abgeleitete Indizes wie NDVI) werden geometrisch exakte Orthofotos errechnet, diese dienen als Grundlage zur Ableitung von Applikationskarten oder Störgrößenkarten. Die Störgrößenkarten dienen zur besseren Interpretation der von uns betreuten Großparzellenversuche (PiG) und sind bei der geostatistischen Auswertung sehr hilfreich.

Abbildung 1: NDVI Orthofoto Mais

Von Orthofotos zu agronomischen Führungsgrößen
Ein Orthofoto als Ergebnis einer Befliegung mit einer NIR Kamera (nahes Infrarot) ist ein Vegetationsindex, meistens der NDVI. Dieser muss in eine agronomische Führungsgröße überführt werden (z.B. N-Aufnahme kg N/ha), was durch Referenzmessungen am Boden möglich ist (beim Raps z.B. YARA ImageIT, Rapool N-Waage/Biomasseschnitt). So können für die Düngung im Frühjahr (N1, N1+N2) mittels im Herbst aufgenommener NDVI Orthofotos sehr gut N-Applikationskarten erstellt werden. Die Befliegung erfolgt z.B. für Raps Ende Oktober/Anfang November, danach werden die Bilder verarbeitet und Streukarten erstellt, die dann mit jedem ansteuerbaren GPS-Streuer/Spritze ausgebracht werden. Die Planung erfolgt dabei transparent und agronomisch fundiert, in Abstimmung mit dem Landwirt, durch Algorithmen der EXAgT (DüV gerecht). Ohne die Zuordnung von Referenzinformationen über die agronomische Führungsgröße am Boden ist der NDVI nur eingeschränkt nutzbar.

In Zusammenarbeit mit der Rucon (Drohnenbefliegung/ Referenzmessung/ Bildverarbeitung) bieten wir dies als Dienstleistung ab diesem Herbst für rund 10,00 €/ha an (flächenabhängig).

Was muss man über die Rahmenbedingungen des Drohneneinsatzes wissen?

Die Luftverkehrsordnung (LuftVO)
Seit April 2017 gibt es gesetzliche Einschränkungen im Betrieb von Drohnen. So muss für Drohnen mit einem Abfluggewicht > 2 kg ab dem 01. Oktober 2017 ein zertifizierter Kenntnisnachweis vorhanden sein, Beschränkungsgebiete müssen eingehalten werden, die Drohnen müssen haftpflichtversichert sein. Sichtflug ist vorgeschrieben, also ist z.Z. kein autonomer Betrieb mittels GPS-Routen möglich, wenn dabei der Sichtkontakt zur Drohne abbricht.

Abbildung 2: GreenCopter® Basic von Rucon Engineering

Wetterabhängigkeit
Leider ist der Einsatz von Drohnen zur Bildaufnahme bei stärkerem Wind wie auch Regen nicht möglich. Als Grenze gilt eine Windgeschwindigkeit von 10 m/s, das sind 36 km/h.
Nach unseren Erfahrungen ist damit eine genaue Terminplanung nicht einzuhalten, sondern man muss mit Abweichungen von bis zu einer Woche rechnen.

Geometrische Entzerrung, Erstellung von Orthofotos
Um die mit den Drohnen aufgenommenen Luftbilder zu Orthofotos zu verarbeiten, ist professionelle Software sowie Erfahrung des „Bildverarbeiters“ nötig.

Fazit
Der Einsatz von Drohnen in der Landwirtschaft hat seine Berechtigung, allerdings gibt es (zurzeit?) noch einige Einschränkungen. Wenn man was machen will mit Profis beginnen, gerade bei der Erstellung von Applikationskarten, die ja dann dort sein sollten wo auch der Schlag ist. Sichtflugpflicht verhindert den automatischen Einsatz und das Befliegen größerer Schläge/Schlagkomplexe. Vor allem die Wetterabhängigkeit verhindert einen Einsatz „Just-in-time“, also der unmittelbare Einsatz einer Drohne vor einer Dünge- oder Pflanzenschutzapplikation. Weiterhin bleibt das Thema, in wieweit Vegetationsindizes, wie z.B. der NDVI, sich in agronomische Führungsgrößen wie dem N-Gehalt von Pflanzen oder die Befallswerte von Krankheiten umrechnen lassen.

Die EXAgT auf der MeLa 2017

Nach dem Erfolg unseres Messeauftritts auf der agra 2017 werden wir mit unseren Partnern von der GIS GmbH auf der Mela in der Halle 2 auf dem Stand 218a unsere Produkte und Dienstleistungen präsentieren. Sie sind herzlich eingeladen, wir freuen uns auf ihren Besuch und hoffen auf viele und gute Gespräche!

Unsere Kontaktdaten sind:

arnim.grabo@exagt.de
+49 (0) 176 72588814, +49 (0) 34324 269737

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

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Die „persönliche Wolke“ oder die Cloud im Büro – Anwendung von Virtualisierungslösungen in unserem EIP-AGRI Projekt

Unser EIP-AGRI Projekts „Entwicklung und praxisnahe Anwendung eines Precision Farming-Systems zur Sicherung flächenhafter Schutzgüter (z. B. archäologische Bodendenkmale) auf ackerbaulich genutzten Flächen“ geht jetzt in das zweite Jahr.

Schutz bedeutet speziell in diesem Projekt die Bearbeitungstiefen über den Denkmälern zu beschränken, um diese dauerhaft im Boden zu erhalten und nicht mit Grubber, Meißel oder Pflug zu zerstören.

Die Schlüsselkomponente des Projekts ist das sogenannte Precision Farming-System (PFS). Dieses ist für den Datentransfer der bereitgestellten Geometriedaten der Schutzgüter (u.a. Flächendaten zu den Denkmalen von der Landesarchäologie), deren Vorverarbeitung (u.a. Zuordnung von Bearbeitungstiefen) und dem Transfer zum Terminal auf dem Schlepper (Anpassen von ISOXML Aufträgen, Datensynchronisation via WLAN) zuständig.

Wie bekommt man dieses PFS beim potenziellen Anwender sicher und stabil zum Laufen? Klassisch wird eine Software erstellt und diese auf einem Kundenrechner installiert. Wie man aus den Erfahrungen mit klassischer Desktopsoftware weiß, kommt es dabei sehr (zu) oft zu Problemen. Der Grafiktreiber passt nicht, Bibliotheken sind in einer „falschen“ Version auf dem Rechner und damit gibt es Schwierigkeiten mit der Software. Noch komplizierter wird es, wenn mehrere Applikationen installiert werden müssen, wie ein Geoinformationssystem, eine Datenbank und diverse Softwarekomponenten. Und das auf verschiedenen Kundenrechnern mit unterschiedlicher Hardware und Betriebssystemen. Nach der Installation muss alles manuell konfiguriert und laufend aktuell gehalten werden. Dazu kommen diversen Updates und Aktualisierungen aller Applikationen, um „reibungslos“ zusammen funktionieren zu können.

Diese Probleme sind in der Informationstechnik (IT) nicht neu und daher gibt es dafür Lösungen. Ohne solche Lösungen wäre der Betrieb von Rechenzentren und Serverfarmen wie die für Google, Facebook und diversen Cloudapplikationen nicht möglich. Dabei kommen folgende Techniken zum Einsatz:

Virtualisierung

Bei der Virtualisierung wird mithilfe von Software Hardware simuliert und ein virtuelles Computersystem erstellt. Ein virtuelles Computersystem – als „virtuelle Maschine“ (VM) bezeichnet – ist ein vollständig isolierter Softwarecontainer mit einem Betriebssystem. Jede eigenständige VM ist völlig unabhängig. Die Nutzung mehrerer VMs auf einem einzigen Computer ermöglicht die Ausführung mehrerer Betriebssysteme und Anwendungen auf nur einem physischen Server oder „Host“. Damit kann in Rechenzentren leistungsstarke Hardware besser ausgelastet werden. Ein für unser Projekt wesentlicher Vorteil von Virtualisierung ist, dass die simulierte Hardware in den VMs immer gleich gehalten werden kann, egal welches Betriebssystem auf dem Rechner läuft und welche Hardwarekomponenten er beinhaltet. Ein weiterer Vorteil ist, dass sich die VMs einfach auf einen anderen Computer kopieren und dann nutzen lässt. Wir arbeiten hier mit der VirtualBox von Oracle.


Abbildung 1: Wir nutzen die freie Virtualisierungslösung VirtualBox von Oracle

Uns ermöglicht diese Virtualisierung eine einheitliche Basis für das PFS bereitzustellen, egal ob auf einem Einzelrechner, einem Server oder in einem lokalen Netzwerk.

Container-Technik „Docker“

Docker ermöglicht es, flexibel und zeitsparend komplexe Softwareumgebungen zu reproduzieren. Wenn, wie im PFS, mehrere Applikationen bereitgestellt werden müssen (Geoinformationssystem, Datenbank, diverse Softwarekomponenten) lassen sich diese einfach und schnell aufsetzen. Man muss keine Rücksicht auf Software-Abhängigkeiten, Bibliotheksversionen oder Paketquellen usw. nehmen. Basis sind die Container, jede Applikation wird in einen eigenen Docker-Container gesteckt, abgetrennt und ist somit geschützt vor den anderen, trotzdem bzw. gerade deshalb ist eine stabile Zusammenarbeit der Komponenten möglich.
Für den Entwickler ist es einfacher, seine entwickelten Anwendungen in einen Container zu verpacken, und diesen auf ein Produktionssystem zu bringen, ohne die Funktionalität der Applikation in einem anderen Container zu gefährden.


Abbildung 2: Die Container-Technik wird bereitgestellt durch die freie Software Docker

Fazit

Wir nutzen im Projekt aktuelle Technologien aus der Welt der Cloud-Rechenzentren für eine effiziente Umsetzung unserer Projektziele. Dies ermöglicht uns die gleiche Effizienz und Performanz der Softwarebereitstellung von cleveren Cloudlösungen aber auf lokalen Rechnern.

Klassische Cloudlösungen im Netz nutzen wir zu Zeit hauptsächlich, um verschlüsselte Sicherungen unserer Daten gesichert vor Brand, Wasser, Blitz und Einbruch aufzubewahren.

Zum EIP-AGRI Projekt

Die Laufzeit des Projekts beträgt drei Jahre (2016 – 2018) und wird gefördert vom Sächsischen Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie. Das Projekt ist ein Vorhaben nach der Richtlinie des Sächsischen Staatsministeriums für Umwelt und Landwirtschaft zur Förderung der Landwirtschaft, der Europäischen Innovationspartnerschaften (EiP AGRI) und des Wissenstransfers einschließlich Demonstrationsvorhaben im Rahmen des Entwicklungsprogramms für den ländlichen Raum im Freistaat Sachsen(Förderrichtlinie Landwirtschaft ,Innovation, Wissenstransfer-RL LiW/2014). Teil: Europäische Innovationspartnerschaft “Landwirtschaftliche Produktivität und Nachhaltigkeit” (EIP AGRI) vom 15.12.2014.

Fragen Sie uns, wir freuen uns auf Ihre Aufgaben und schätzen Ihre Herausforderungen.

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+49 (0) 176 72588814, +49 (0) 34324 269737

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