Über die Präzision im Precision Farming

Publiziert am 17. Dezember 2020 von Andreas Schmidt

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.

Abbildung 1: Beispiel einer Korrelation zwischen Frischmasse und SAVI im Raps

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!

Abbildung 2: Links Rohdaten SAVI, rechts Frischmasse kg/m², Aufteilung in jeweils sechs Klassen mit gleicher Klassenbreite.

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.

Abbildung 3: Bestimmung N-Aufnahme kg N/ha durch Sensor und Satellit

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.

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

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Streiflichter Herbstscan mit Satellit und EXAgT Vermessungslösungen 2021

Publiziert am 25. November 2020 von Andreas Schmidt

Heute einige kurze Streiflichter auf unsere aktuell bearbeiteten Themen im November.

Die „Bodenwahrheit“ und ein Sensorkopf YARA N-Sensor ALS 2

Zur agronomisch fundierten und DüV konformen Bestimmung der Höhe der Andüngung im Winterraps sind N-Aufnahmekarten unverzichtbar. Um diese aus Satellitendaten ableiten zu können sind Referenzmessungen am Boden nötig. Seit 2017 ermitteln wir diese Referenz N-Aufnahmewerte, 2017/2018 durch Biomasseschnitte (nach Rapool), ab 2019 durch einen transportablen YARA N-Sensorkopf ALS 2. Dieser erleichtert uns die Arbeit, Vergleichsmessungen eines befreundeten Ingenieurbüros, der AgUmenda GmbH aus Leipzig, mit Schnitten und folgender N-Gehaltsbestimmung im Labor, waren nochmal ein Nachweis für die Genauigkeit des Verfahrens.
Auch bei anderen Getreidearten wird der Kopf für Referenzmessungen hinsichtlich von Satelliten- und Drohnenaufnahmen eingesetzt, wir sind in der Summe aktuell bei weit über 200 aktiv verwerteten Messungen und von der Technik überzeugt!

Verfügbarkeit von Satellitenbildern im Herbst 2020

Im Gegensatz zu 2019 war es dieses Jahr etwas aufwendiger wolkenfreie Satellitenaufnahmen für den Spätherbst zu finden. Aber wie immer im Herbst gab es nutzbare Szenen, z.B. für den 07.11. in Mittel- und Westsachsen.

Ein Vorteil für unsere Kunden ist es, dass sie sich um die Auswahl von brauchbaren Aufnahmen nicht kümmern müssen. Hier zwei kuriose Beispiele, zum einen eine einsame Wolke exakt über dem Versuchsfeld sowie eine Satellitenszene mit 42% Wolkenbedeckung aber freier Sicht auf die zu messenden Schläge.

EXAgT Vermessungslösungen 2021

Der Bedarf an Vermessungssystemen beginnt für uns in dieser Saison schon im Herbst. Wir merken das unsere Mehrfrequenz RTK Vermessungslösungen nicht nur zur Erstellung des Agrarantrags, sondern immer öfter für die Grenzsteinsuche und der Kontrolle von Flurstücksgrenzen eingesetzt wird. „Befeuert“ wird dieser Verwendungszweck durch die in vielen Bundesländern kostenlosen digitalen Katasterdaten (ALK), die mit unserer Vermessungssoftware herunterzuladen sind. Die Vermessung mit einer Mehrfrequenz RTK Lösung ersetzt kein Vermessungsbüro, allerdings hilft sie kostengünstig, „Grenzfragen“ gütlich zu klären.

Unser Mehrfrequenz RTK System wird ab jetzt in einem neuen Gehäuse ausgeliefert, Vorteil ist neben der höheren Bluetoothreichweite eine permanente Ladezustandsanzeige.

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Herbstscan mit Satellit – Grundlage für eine optimale Andüngung im Frühjahr / Über unsere Versuche 2020

Publiziert am 27. Oktober 2020 von Andreas Schmidt

Um trotz Mengeneinschränkungen in der Ausbringung von Stickstoffdünger gute Erträge und Qualitäten zu erreichen heißt das jedes kg N effizient einzusetzen. Für die zweite/dritte und vierten Gabe habe sich Verfahren auf der Basis von Sensoren und Satellitenbildern breit etabliert. Ungenutztes Optimierungspotenzial liegt in der ersten Gabe. Hier gilt, das sich der Zustand der Bestände am besten zum Ende der Vegetationsperiode im Spätherbst erfassen lässt.

Der aktuelle Blick auf die Winterraps- und Wintergetreidebestände zeigt eine sehr gute Herbstentwicklung. Beste Voraussetzungen für einen Herbstscan via Satellit, um eine optimale Andüngung im Frühjahr zu gewährleisten!

Beim Winterraps kann jedes kg N, welches über 50 kg liegt, im Frühjahr angerechnet und eingespart werden (Faustzahl: kg N/ha Herbst > 50 kg N/ha* 0,7 = Einzusparende kg N/ha Frühjahr). Durch Satellitendaten abgeglichen mit Referenzmessungen am Boden wird eine N-Aufnahmekarte für den Herbst erstellt. Diese als Grundlage für die Frühjahresdüngung (egal ob in 1 oder mehreren Gaben) zu nutzen, klappt und führt, so unsere langjährige Erfahrung, in den meisten Fällen zu N-Einsparungen von 15-25 kg/ha.

Aus der N-Aufnahmekarte wird mit dem Pflanzenbauer abgestimmt die N-Streukarten für die Frühjahrsdüngung erstellt (stabilisierte Einmalgabe bzw. Zweimalgabe). Die Karten liefern wir dann im jeweils nötigen Datenformat und helfen vor Ort mit, wenn es hakt.

Bei der 1. N-Gabe für Winterweizen/Wintergerste/Winterroggen orientiert man sich oft an den „schlechtesten“ Stellen und überzieht die „besseren“ deutlich, was zu dichten Beständen mit Lager- und Krankheitsproblemen führt. Dagegen hilft eine differenzierte Düngung. Über die Abschätzung der N-Aufnahme Schlag und der daraus resultierenden N-Aufnahmekarte wird die Streukarte für die Andüngung im folgenden Frühjahr erstellt. Als erstes erfolgt die Festlegung des Düngungsniveaus, bei der neben den üblichen Planungsansätzen (Betriebsleitererfahrung, Nmin, N-Form, Produktionsziel, Ertrag, organische Düngung usw.) die durchschnittliche N-Aufnahme im Herbst berücksichtigt wird. Die anschließende Differenzierung orientiert sich dann an den unterschiedlichen N-Aufnahmezonen im Schlag und daraus lässt sich eine Streukarte erzeugen.

Eine differenzierte Andüngung führt zu einheitlicheren Beständen, die sich einfacher führen lassen und einer Frühsommertrockenheit besser begegnen können. „Nicht zu viel bei den Guten und nicht zu wenig bei den Schlechten“ sollte das Motto sein.

Auch hier liefern wir die Karten im jeweils nötigen Datenformat und helfen bei Bedarf vor Ort mit.

Über unsere PiG-Versuche 2020

Das Versuchsjahr 2020 ist abgeschlossen, die Auswertungen sind fertig. Die Versuche wurden im Kundenauftrag angelegt und/oder ausgewertet und die Daten und Ergebnisse gehören natürlich den Kunden. Daher ist eine Komplettdarstellung der Versuchsergebnisse nicht möglich. Trotzdem möchte ich Ihnen in diesem und den nächsten Newslettern einige (hoffentlich) interessante Details vorstellen.

In einem Versuch zum Thema Unterfußdüngung mit Kalkstickstoff und DAP in Winterraps konnten die positiven Effekte dieses Düngers und der Art seiner Ausbringung in der Herbstentwicklung bis zum Ausgang Winter nachgewiesen werden. Zur Visualisierung wurden aus Satellitenaufnahmen vom 10.12.2019 und dem 08.02.2020 jeweils eine Karte mit der relativen N-Aufnahme gerechnet.

Karten mit relativer N-Aufnahme vom 10.12.2019 oben, 08.02.2020 unten, von rot zu blau höhere N-Aufnahme, Prüfglied PG-2 mit Unterfußdüngung Kalkstickstoff und DAP

Die dunkleren blauen Streifen (höhere N-Aufnahme) im Prüfglied 2 in beiden Aufnahmen zeigen die positive Wirkung der Unterfußdüngung von Kalkstickstoff und DAP auf die Bestandsentwicklung im Herbst und die Startbedingungen im Frühjahr.

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Drohnen- und Satellitendaten verbessern die Auswertbarkeit von Großparzellenversuchen

Publiziert am 27. September 2020 von Andreas Schmidt

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.

Darstellung der Entwicklung der relativen N-Aufnahme innerhalb eines Wintergerstenschlages

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.

Portal der sächsischen Landesvermessung zum Download von kostenlosen Höhendaten

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.

Bildschirmfotos aus der Photogrammetriesoftware, rechts ein berechnetes digitales Geländmodell

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.

Links oben Transsekte mit Bildnummern, rechts unten ein Orthophoto im Mais, aus dem sich flächig der Bedeckungsgrad ableiten lässt (rot Boden, „Rest“ Pflanzen)

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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Thema Grunddüngung – ungenutzte „Datenschätze“ produktiv nutzen

Publiziert am 26. August 2020 von Andreas Schmidt

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.

Abbildung 1: Links Ergebnis der Grundbodenuntersuchung P,
rechts beispielhaft umgesetzt in einer Applikationskarte

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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Erfolgreicher Pflanzenbau in Zeiten der Diskussion um Grundwassernitratwerte

Publiziert am 27. Juli 2020 von Andreas Schmidt

Die N-Überhänge in der konventionellen Landwirtschaft sind und bleiben in der gesellschaftlichen Kritik. Wir sollten uns nichts vormachen, die Verschiebung eines Teils der Düngeverordung auf 2021 und eine Neuausweisung der „roten Gebiete“ wird zwar (hoffentlich) diese flächenmäßig reduzieren, aber das Problem nicht verschwinden lassen, die angedrohten Strafen seitens der EU werden für eine finale Umsetzung sorgen.

Die augenblicklich niedrigen Energiepreise verschleiern das Problem, aber durch die CO2 Steuer wird sich Energie und damit die Produktion von N-Düngern in diesem Jahrzehnt verteuern. Hoffnung liegt allein in effizienteren Alternativen zum Haber-Bosch-Verfahren der Synthese von Ammoniak aus der Luft, das seit über 100 Jahre angewandt wird. Der alternative Weg zur Vermeidung der CO2 Steuer durch Umstellung von Haber-Bosch von Erdgas auf „grünen“ Wasserstoff wird zumindest in der ersten Phase die Kosten ansteigen lassen, da viele andere Industriezweige diesen Energieträger benötigen werden und dieser erst in Größenordnungen verfügbar sein muss.

Was heißt das konkret für den Anbau von Wintergetreide/Winterraps?

Um trotz Mengeneinschränkungen in der Ausbringung von Stickstoffdünger gute Erträge und Qualitäten zu erreichen heißt das jedes kg N effizient einzusetzen. Für die zweite/dritte und vierten Gabe habe sich Verfahren auf der Basis von Sensoren und Satellitenbildern breit etabliert. Ungenutztes Optimierungspotenzial liegt in der ersten Gabe. Hier gilt, das sich der Zustand der Bestände am besten zum Ende der Vegetationsperiode im Spätherbst erfassen lässt. Voraussetzung dafür sind EC-Stadien ab 15 bis 20.

Differenzierte Andüngung im Winterraps

Das Verfahren hierfür ist bewährt (https://news.exagt.de/?p=1020), nach unseren langjährigen Erfahrungen Einsparungen von 15 – 25 kg N pro ha bei gleichbleibenden Erträgen und Qualitäten problemlos möglich.

Differenzierte Andüngung Winterweizen/Wintergerste/Winterroggen

Problematisch im Frühjahr, vor allem unter trockenen und kühlen Wachstumsbedingungen sind differenzierte Schläge, die in Teilschlagbereichen zurückgebliebene und schlecht entwickelte Bestände aufweisen. Hier denken wir an Kuppen, Zonen mit geringer Wasserhaltung oder niedriger Bodenfruchtbarkeit. In diesen Arealen fehlt es oft nicht nur an Wasser und Nährstoffen, die N-Nachlieferung und Mineralisierung ist deutlich schlechter als im Restschlag.

Unsere Erfahrungen zeigen, dass in den zurückgebliebenen, lichten Zonen Hitze, Globalstrahlung und Trockenheit zur weiteren Differenzierung beitragen, sie bleiben mehr zurück, die besseren Areale aber wachsen aufgrund des dort günstigeren Mikroklimas (dichtere Bestände, bessere Beschattung, weniger Winddurchgang und Austrocknung) normal weiter. Das führt im weiteren Verlauf in den Problemzonen oft zu einer erheblich höheren Reduzierung, mit noch dünneren Beständen und viel zu wenig Ähren/m², gefolgt von entsprechenden Mindererträgen. Bei der N-Düngung orientiert man sich aber oft an den „schlechtesten“ Stellen, die ja zuerst „zeichnen“ und überzieht die „besseren“ deutlich, was wiederum zu dichten Beständen mit Lager- und Krankheitsproblemen führt.

Hier mit einer angepassten und differenzierten N-Andüngung gezielt entgegenzuwirken, führt zu einheitlicheren Beständen, die sich einfacher führen lassen und einer Frühsommertrockenheit besser begegnen können. „Nicht zu viel bei den Guten und nicht zu wenig bei den Schlechten“ sollte das Motto sein.

Wie schon dargestellt ist die prinzipielle Voraussetzung für diese Verfahren gut entwickelte Bestände im Herbst (ab EC 15 bis 20). Auf den dazugehörenden Satellitenbildern zeigen sich schon die „schlechten“ Bereiche, die uns im Frühjahr die beschriebenen Probleme bereiten. Über die Abschätzung der N-Aufnahme in den Zonen und der daraus resultierenden N-Aufnahmekarte wird die Streukarte für die Andüngung im folgenden Frühjahr erstellt. Als erstes erfolgt die Festlegung des Düngungsniveaus, bei der neben den üblichen Planungsansätzen (Betriebsleitererfahrung, Nmin, N-Form, Produktionsziel, Ertrag, organische Düngung usw.) die durchschnittliche N-Aufnahme im Herbst berücksichtigt wird. Die anschließende Differenzierung orientiert sich dann an den unterschiedlichen N-Aufnahmezonen im Schlag.

Applikationskarte 1. Gabe Wintergerste

Die EXAgT „Büro für präzise Agronomie“ bietet die Applikationskartenerstellung neben Winterraps für alle Wintergetreidekulturen an. Dabei legen wir besonderen Wert auf die fachliche Abstimmung mit den Düngungsverantwortlichen, unterstützen die Umsetzung auf dem Feld und helfen bei technischen Problemen (Datenformate/Terminal/Streuerverständigung, GPS usw.).

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N-Aufnahmekarten aus Satelliten- und Drohnenbildern/mobile Schlagkartei ohne Datenspeicherung auf fremden Computern/Software für Probenehmer neu im Webshop

Publiziert am 26. Juni 2020 von Andreas Schmidt

Im letzten Newsletter haben wir über unsere EIP-Agri Projektarbeit bezüglich der praktischen Messungen mit den Feldsensorstationen berichtet. Diese sind die Grundlage für eine angepasste N-Düngung in Zeitpunkt und Höhe der notwendigen N-Gabe (N-Monitoring). Ein weiteres Arbeitspaket in dem Projekt ist die Erstellung von N-Aufnahmekarten aus Satelliten- und Drohnenbildern. Unsere Arbeiten im Winterweizen zeigen, dass solch eine Ableitung möglich ist. Dafür wurden aus den Multispektraldaten des Sentinel-2 bzw. der Drohne spezielle Indizes berechnet und mit Hilfe von N-Aufnahmemessungen am Boden (YARA N-Sensor ALS 2 Messköpfe) flächige N-Aufnahmekarten erstellt. Diese Karten sind die Grundlage für die teilflächenspezifische Umsetzung einer punktuellen Düngeempfehlung, um sicherzustellen, dass an jeder Stelle des Schlages eine optimale, pflanzenbedarfsgerechte und effiziente N-Düngung erfolgt.

Aus Sentinel-2 Daten berechnete N-Aufnahmekarte

Mobile Schlagkartei ohne Datenspeicherung auf fremden Computern

Unter dem Motto „Schlagkartei mobil – wolkenlos sicher“ haben wir auf der agra 2019 eine mobile Version unserer Schlagkartei vorgestellt. Im Gegensatz zu vielen Lösungen am Markt (Stichwort Cloud) werden keine Daten auf fremden Computern abgelegt, für die Nutzung des Systems ist nicht einmal eine permanente Internetverbindung nötig! Der Abgleich der Informationen erfolgt je nach Konfiguration nur auf dem Hof (WLAN) oder wenn gewünscht über Mobilfunk auf dem Feld. Das alles funktioniert auf jedem erdenklichen Mobilgerät auf jedem Betriebssystem (Android/iOS/Win10). Die Bedienung für den Anwender ist kompromisslos und simpel – eben wie eine Cloudlösung aber ohne das ihre Daten im Internet liegen. Das System ist aktuell bei den ersten Kunden im Praxiseinsatz. Grundlage für die mobile Variante ist die „normale“ GIS Schlagkartei.

Schlagkartei mobil auf einem IPad mini

Software für Probenehmer neu in unserem Webshop

Auf der Basis des bewährten NAVIKAT heben wir ein grafisches Informationssystem für die Bodenbeprobung im Angebot.

Merkmale:

  • Einfache Bedienung, kein Spezialwissen notwendig
  • Einlesen von geometrischen Daten wie Schlaggrenzen/Wege/GPS (ArcView-Shapes, NMEA, KML, KMZ, usw.)
  • Nutzung von kostenlosen WMS-Daten aller Bundesländer (Luftbilder, Topo, Flurkarten)
  • Katasterdaten der Landesvermessung einlesbar, in vielen Bundesländern kostenlos verfügbar.
  • Unterstützung Bodenbeprobung
    – Erstellung eines Probeentnahmerasters und Aufnahme von Bodenproben
    – Parzellen für die Beprobung bilden
    – Bei Bedarf Beganglinien erstellen
    – Proben entnehmen mit Hilfe der Tracking- Funktion (GPS notwendig)
    – Einlesen Laborergebnisse
    – Flächiger Ausdruck Beprobungsergebnisse
  • Nur eine Lizenz für den gesamten Betrieb notwendig (Vorbereitung/Auswertung Büro, Probenehmer)
  • Bei Bedarf Computer/GPS Technik bitte nachfragen
  • Zusätzlich für Vermessungsaufgaben einsetzbar

Zum EIP-AGRI Projekt

Unser EIP-AGRI Projekt “Entwicklung eines betriebs- und regionalspezifischen N-Düngungsberatungssystems basierend auf stationären Feldsensorstationen und Drohnen zur Ableitung einer angepassten N-Düngung unter Maßgabe der Wasser Rahmen Richtlinie (WRRL) und neuen Düngeverordnung (DüV)“ hat eine Laufzeit von drei Jahren (2018 – 2021) 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! Unsere Spezialität sind betriebsspezifische Lösungen, wir schätzen Sie und Ihre Herausforderungen =;-).

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Rückblick auf dieses Frühjahr aus der Sicht der N-Aufnahme, Starrflügler Drohnenflug, Übernahme Spuren von Trimble zu John Deere AP (Strip Till)

Publiziert am 29. Mai 2020 von Andreas Schmidt

EIP-Agri Projektarbeit

Die Winterweizenbestände, die wir in unserm Projekt unter die Lupe oder besser gesagt unter die Sensoren genommen haben entwickeln sich ordentlich weiter. Die letzten Niederschläge waren entsprechend hilfreich und willkommen.
Was kann man unter den Feldsensorstationen sehen und in Verbindung mit der Luft- und Bodentemperatur und dem Niederschlag erkennen und schlussfolgern?

Die Grafik zeigt im zeitlichen Verlauf die N-Aufnahme eines Winterweizenbestandes [kg N/ha], den Niederschlag [l/m²] und die Temperaturen der Luft im 2m Höhe als Max, in 2 cm d.h. im Pflanzenbestand als Min und die Bodentemperatur in 10 cm Tiefe als Durchschnitt des jeweiligen Tages [°C].

Was für ein Bestand wurde hier erfasst?

  • Sorte Informer B-Weizen Ertragserwartung 8t/ha
  • Vorfrucht Silomais
  • Saattermin normal, Anfang Oktober
  • Nmin 0-90cm 65 kg N/ha

N-Düngung

  • N1 EC30 11.03. 53 kg N/ha Piamon
  • N2 EC32 09.04. 52 kg N/ha Gülle 25m³
  • N3 EC49 15.05. 44 kg N/ha KAS

Wie fast überall in Mitteldeutschland waren der März und April viel zu trocken, dazu kam nach frühlingshafter Wärme eine sehr kalte Periode bis Anfang April mit Frost (bis –8°C) in Bodennähe und Bodentemperaturen in 10 cm Tiefe von nur 1-2°C. Zum Glück ist der Informer recht winterfest und es hat keine so späten Frostverluste wie anderenorts gegeben.

Verbunden mit oft sonnigen Tagen und hoher Globalstrahlung bedeutet dies extremen Stress für den Winterweizen. Mit den ersten Messungen Mitte März fanden wir in unserm Bestand eine N-Aufnahme von 30 kg N/ha vor, was zu diesem Zeitpunkt eher wenig ist. Im weiteren Verlauf stagniert trotz Langtagverhältnissen (Schossinduktion) die N-Aufnahme, die N-Mineralisierung stockt und es kommt sogar zu Stillstand des Wachstums und der N-Aufnahme Anfang April.

Hier galt es zu handeln und der Betrieb hat versucht mit der N2 gegenzusteuern, zumal die N1 aufgrund des hohen Nmin nicht üppig ausgefallen war. Die Gülle war so geplant und stellt hier einen Kompromiss aufgrund der DüV dar. Schnell wirksamer N-Dünger wäre sicher die bessere Wahl gewesen.

Mit steigenden Tagestemperaturen erwärmt sich nun der Boden langsam, auch wenn es in Bodennähe in den Nächten noch recht kalt ist (um 0°). Ab ca. 8°C Bodentemperatur beginnt die Mineralisierung im Boden ein, N wird bereitgestellt, das Wachstum setzt wieder ein. Bis zum 1.5. erreichte der Bestand fast eine Vervierfachung der N-Aufnahme auf 115 kg N/ha. Und endlich kam etwas Regen und die Temperaturen waren verträglich. Trotzdem ging es mit der weiteren Entwicklung nur sehr zögerlich voran.

Die parallel dazu vom Betrieb gemachten YARA N-Testermessungen zeigten am 8.5. einen Bedarf von 66 kg N/ha an, der N-Nachschub stockte etwas. Es kam dann wieder Niederschlag und die Eisheiligen mit Frost. Bis zu 15.5. passierte nicht viel, N-Bedarf bestand weiterhin und so wurde unter Berücksichtigung des hohem Nmin und dem Gülleeinsatz eine etwas reduzierte N3 gesetzt, um die Entwicklung des Winterweizens zu fördern. Mit weiterem Regen, moderat steigenden Temperaturen und der N3 stiegt die N-Aufnahme wieder an, der Bestand entwickelt sich und hat zum 21.5. gute 155 kg N/ha aufgenommen.

Jetzt zeigen sich die Ähren und sicher wird bis zur Blüte weiter N aufgenommen, der dann in der Ähre und im Korn landen sollte. Wir sind schon gespannt, welchen Ertrag und Qualitäten der Mähdrescher einfahren wird.

Ich denke mit der Feldsensorstation und den weiteren Daten ist es sehr gut möglich, die N-Aufnahme zu verfolgen und entsprechend darauf zu reagieren. Gerade beim N sollte nicht nach dem Motto: „3 x 60 kg das passt schon“ gedüngt werden, sondern angepasst und auf objektiven Messdaten beruhend. Hier kann unsere Feldsensorstation in Zukunft wertvolle Dienste leisten, um angepasst zu düngen.

Und nach angepasst kommt differenziert!

Differenziert bedeutet die teilflächenspezifische Umsetzung der punktuellen Empfehlung, realisiert über Sensoren, die die Schläge in der Gänze erfassen, sei es an Satelliten, an Drohnen oder als traktorgebundenes System. So wird sichergestellt, dass an jeder Stelle des Schlages eine optimale, pflanzenbedarfsgerechte und effiziente N-Düngung erfolgt.

Start einer Starrflüglerdrohne mit Sensor

In unserem letzten Newsletter haben wir über unsere regelmäßigen Drohnenflüge berichtet, hier ein Video von einem Drohnenstart

Übernahme von Spuren von Trimble zu John Deere Autopiloten (Strip Till)

Die Anwendung des Strip Till Verfahrens nimmt in der Praxis Jahr für Jahr zu. Dabei ist es notwendig die Spurdaten zur Maislegemaschine zu transferieren. Bei Problemen beim Datenaustausch kommen dann wir ins Spiel, wie z.B. im folgenden Beispiel. Für den Datentransfer Trimble -> John Deere (JD) gilt die Aussage, das eine aufgezeichnete Trimble Vollspur nicht in ein JD Terminal übertragen werden kann. Schaut man sich die praktisch aufgezeichneten Spuren an, sind dies nie Vollspuren sondern AB-Linien oder adaptive Kurven. Diese lassen sich dann doch in Richtung JD konvertieren. Wir unterstützen die Fahrer, indem wir den Spuren aussagekräftige Namen geben sowie einen Ausdruck vorbereiten, auf denen die Spuren des vorherigen Arbeitsgangs zu sehen sind.

Importierte Daten, Spurendarstellung in der SMS Software von AgLeader, danach werden diese in das John Deere Format konvertiert.

Zum EIP-AGRI Projekt

Unser EIP-AGRI Projekt “Entwicklung eines betriebs- und regionalspezifischen N-Düngungsberatungssystems basierend auf stationären Feldsensorstationen und Drohnen zur Ableitung einer angepassten N-Düngung unter Maßgabe der Wasser Rahmen Richtlinie (WRRL) und neuen Düngeverordnung (DüV)“ hat eine Laufzeit von drei Jahren (2018 – 2021) 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! Unsere Spezialität sind betriebsspezifische Lösungen, wir schätzen Sie und Ihre Herausforderungen =;-).

Unsere Kontaktdaten sind:

exagt@exagt.de oder persönlich:

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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Neuigkeiten Spurplanung, EIP-Agri Projektarbeit

Publiziert am 29. April 2020 von Andreas Schmidt

Spurplanung direkt für John Deere Schlepper

Die Spurplanung für den Mais 2020 ist abgeschlossen. Die aktuelle Version unserer Spurplanungssoftware hat sich hierbei bewährt. Komplizierte Sachverhalte (wie im Bild dargestellt die Planung für eine 9m und eine 6m Drille in einem 30m Fahrgassensystem) lassen sich planen und für Anpassungen/Ergänzungen in einem System vorhalten.

Ein Hindernis für den Einsatz unserer Spurplanungssoftware bei potentiellen Kunden sind die verschiedenen Sprachen, welche die unterschiedlichen Terminals „sprechen“. Für uns war und ist das kein Problem, wir setzen die „Datendrehscheibe“ AgLeader SMS ein, die fast alle gängigen Terminals unterstützt. Für Kunden ist der Einsatz einer Spurplanungssoftware und zusätzlich einer „Datendrehscheibe“ zu umständlich. Unsere Export- und Importformate unterstützen neben dem Shape Format auch ISOXML, nun haben wir das erste Mal erfolgreich Spuren im ISOXML Format auf ein aktuelles JD Terminal gebracht (notwendig ist hierfür die „Premium Aktivierung“ für das Greenstar Display). Von den großen Herstellern ist damit nur CNH für einen Praxistest übrig.

EIP-Agri Projektarbeit

Wie im letzten Newsletter angekündigt möchten wir in diesem Rahmen über Ergebnisse der Messungen sowie unsere Fortschritte in der Projektarbeit berichten.
Alle drei bis vier Tage messen wir mit der mobilen Feldsensorstation die N-Aufnahme an sieben Monitoringpunkten. Die feste Feldsensorstation liefert 24h an 7 Tagen die Woche N-Aufnahmewerte.

Dazu kommen regelmäßige Drohnenbefliegungen der Versuchsflächen und deren Auswertungen sowie die Verwertung von Sentinel-2 Satellitendaten.

Ausschnitt eines Farbbilds vom Bord der Drohne aufgenommen aus 50m Höhe, links die Feldsensorstation.

Als Ergebnis der Punktmessungen erhalten wir Verläufe der N-Aufnahme, durch die Nutzung von Temperatur- und Niederschlagsdaten naheliegender Wetterstationen lassen sich alle Daten zu besseren Interpretation der Messergebnisse verbinden.

Hier der Verlauf der N-Aufnahme in einen frühgesäten Winterweizen. Die erste Gabe wurde am 11.03. ausgebracht (Piamon 40 kg N/ha). Der Einfluss der Nachtfröste bis in den April ist erkennbar, die N-Aufnahme steigt nur langsam an. Anfang April sinkt die N-Aufnahme und der Landwirt reagiert mit einer N-Düngung am 8.4. von 75 kg N/ha KAS. Mit ein wenig Niederschlag sowie einer Temperatursteigerung auf über 20° steigt die N-Aufnahme wieder an.

Zum EIP-AGRI Projekt

Unser EIP-AGRI Projekt “Entwicklung eines betriebs- und regionalspezifischen N-Düngungsberatungssystems basierend auf stationären Feldsensorstationen und Drohnen zur Ableitung einer angepassten N-Düngung unter Maßgabe der Wasser Rahmen Richtlinie (WRRL) und neuen Düngeverordnung (DüV)“ hat eine Laufzeit von drei Jahren (2018 – 2021) 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.

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Endspurt Aktion Vermessungssysteme, Preissenkung durch Softwareanpassung, Qualitätsunterschiede verschiedener RTK/DGPS Systeme, branchenübergreifend einsetzbar

Publiziert am 12. April 2020 von Andreas Schmidt

Eine Osterüberraschung unseres Softwarelieferanten ist die Integration des „NTRIP Client“s in die Vermessungssoftware. Damit ist zur Nutzung der SAPOS EPS/HEPS Referenz- bzw. Korrekturdienste keine zusätzliche Software mehr notwendig. Diesen Vorteil beim Einkauf geben wir Ihnen direkt weiter und senken die Preise unserer Mehrfrequenz RTK Vermessungslösung mit amtlicher SAPOS HEPS Korrektur (1 – 2 cm) auf 4.450,- €. Auch unseres SAPOS EPS (DGPS) Vermessungssystem (0,3 – 0,8 m) konnten wir aktuell auf 1.950,- € reduzieren.

Link EXAgT Webshop Vermessung

RTK L1/L2- vs. L1 Lösungen

Als Zweifrequenzempfänger (L1 und L2 wie unser System) werden spezielle Empfänger für GNSS-Satellitensysteme (GPS, GLONASS, Galileo) bezeichnet, welche die von den Navigationssatelliten eintreffenden Funksignale auf zwei Frequenzen auswerten können. Da die Signalverzögerung auf dem Weg zur Erde abhängig von der Wellenlänge ist, kann man diese durch die Nutzung beider Frequenzen herausrechnen. Daher ist gegenüber einem Einfrequenzempfänger (L1) ohne Korrektursignal eine höhere Genauigkeit möglich, man hat schneller und stabiler eine exakte Position („fixed RTK“ mit 2 cm Genauigkeit). Einkanalempfänger arbeiten dagegen oft mit „floated RTK“ Genauigkeit von 10 – 50 cm.
RTK ist nicht gleich RTK, nicht umsonst sind auf den Schleppern ausschließlich Zweifrequenzsysteme im Einsatz. Fragen Sie Ihren Anbieter welches System er anbietet!

DGPS Korrektursignale SAPOS EPS vs. EGNOS

Auch bei den DGPS Systemen gibt es Unterschiede. Die meisten Lösungen nutzen das kostenfreie EGNOS. Dieses hat den Nachteil, dass der genutzte geostationären Satellit seine Position im Süden hat, d. h. wenn dorthin keine freie Sicht gewährleistet ist, ist der Dienst nicht sicher nutzbar.
Daher nutzen wir das Korrektursignal SAPOS EPS mittels im FZ-M1 integrierten LTE Modem oder Handy Hotspot (schaltet auf EGNOS um wenn keine Mobilfunkverbindung verfügbar ist). Damit wird die DGPS Genauigkeit zuverlässiger sichergestellt.

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Branchenübergreifende Nutzbarkeit des Vermessungssystems

Unsere RTK Vermessungslösung wird in Ingenieur- und Planungsbüros eingesetzt. Durch die kostenlose Verfügbarkeit von SAPOS HEPS (RTK) in vielen Bundesländern steht hiermit eine kostengünstige hochgenaue Vermessungslösung für jedermann zur Verfügung. Die Anbindung an verschiedene Softwaresysteme ist möglich.

Fragen Sie uns!

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