PreciseNitrogen – Mikroklimasensoren für individuelle Düngung
Herausforderung
Die Teilflächenbewirtschaftung gilt als Schlüssel für die optimale Düngemengenverteilung innerhalb eines Schlages. In der Praxis ist die Entwicklung der Pflanzenbestände oft sehr heterogen, ebenso wie der Bedarf an Nährstoffen. Neben landwirtschaftlichem Erfahrungswissen liefern Satellitendaten sowie elektrische Leitfähigkeitsmessungen oder Bodenkartierungen zusätzliche Informationen, um bei der Bewirtschaftung innerhalb eines Schlags zeitlich und räumlich zu differenzieren. Ziel ist es, das Ertragspotenzial in allen Teilarealen auszuschöpfen, die Qualitätsziele des Produkts zu erreichen (Proteingehalt im Weizen) und gleichzeitig die Emissionen in die Umwelt so gering wie möglich zu halten.
Lösungsansatz
Das Projekt erprobt ein Sensorsystem zur teilflächenspezifischen Stickstoffapplikation auf Basis von IoT-Sensornetzwerken und Bildanalysen. Ziel ist die Optimierung des Betriebsmitteleinsatzes bei der Stickstoffdüngung zur Erhöhung der Ressourceneffizienz am Beispiel des Weizenanbaus. Um die Stickstoff-Mineralisation im Boden unter Praxisbedingungen besser abzubilden, kommen kostengünstige Mikroklimasensoren zum Einsatz. Die Sensoren werden mitten im stehenden Bestand installiert und messen über ein elektromagnetisches Feld fortlaufend das Mikroklima im Boden und im Pflanzenbestand. Die so ermittelten Daten werden per Funk an eine ans Internet angeschlossene Funk-Basisstation gesendet. Somit sind die erhobenen Mikroklimadaten in Echtzeit abrufbar. Diese sehr detaillierte Datengrundlage wird benötigt, um Pflanzenwachstum und Nährstoffdynamik im Boden über ein sogenanntes Ökosystemmodell modellieren zu können. Zusätzlich werden frei verfügbare Satellitendaten sowie Bewirtschaftungsdaten im Modell verarbeitet. Das so entstandene On-Farm-Management-System ermöglicht individuelle Düngeempfehlungen.
Zwischenergebnisse
Der erste Einsatz der Sensoren wurde erprobt und die fortlaufende Datenübermittlung der Mikroklimasensoren in die Cloud wurde sichergestellt. Zur Vorbereitung der Praxisversuche 2021 wurden fünf Schläge mit unterschiedlichen Bodeneigenschaften ausgewählt. Auf allen Schlägen wurde anhand von Fernerkundungsdaten und Bodenkartierungsergebnissen eine Teilflächendifferenzierung durchgeführt, die zur optimalen Platzierung der Mikroklimasensoren herangezogen wird. Erste Ergebnisse der Feldversuche sind im Frühjahr/Sommer 2021 zu erwarten.
Das Projekt im Überblick
Projektdaten
Vollständiger Name: Neuartiges Sensorsystem zur teilflächenspezifischen Stickstoffapplikation auf Basis von IoT-Sensornetzwerken und Bildanalysen (PreciseNitrogen)
Projektlaufzeit: 27.02.2020 – 30.04.2023
Website: www.lwk-niedersachsen.de
Abschlussbericht
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