Berührungslose Messverfahren für die Pflanzenproduktion

Hintergrund und Zielsetzung

Genaue Kenntnisse über den Zustand eines Pflanzenbestands sind eine wesentliche Voraussetzung für eine optimale Bestandsführung und einen nachhaltigen schonenden Einsatz von Ressourcen. Der Landwirt könnte viele Entscheidungen besser treffen, wenn ihm aktuelle verlässliche Informationen aus Messungen und Modellen zur Verfügung stünden. Beispiele sind Entscheidungen zur Unkrautbekämpfung, zur Feldbewässerung, zum Pflanzenschutz und zum optimalen Erntezeitpunkt. Unser Institut verfügt über umfangreiche Erfahrungen in der berührungslosen Sensorik, der automatischen Bildanalyse, dem Bau mobiler und stationärer Feldmesssysteme mit Internet-Anschluss und der Drohnenbefliegung. Mit diesen technischen Möglichkeiten wollen wir die Entscheidungsgrundlage für den Landwirt oder für automatisierte Produktionssysteme verbessern. Auch die Pflanzenzüchtung und das pflanzenbauliche Versuchswesen haben einen hohen Bedarf an quantitativen sensorbasierten Informationen.

Zielgruppe

Unsere Arbeiten sollen der landtechnischen Industrie und den Anbietern moderner technischer Produkte und Dienstleistungen neue messtechnische Möglichkeiten für Pflanzenbestände aufzeigen. Als Nutzer haben wir neben der praktizierenden Landwirtschaft auch die Ansteller pflanzenbaulicher Versuche und die Pflanzenzüchter im Auge.

Vorgehensweise

Unsere praktischen Arbeiten umfassen:

• Entwicklung und Aufbau teils komplexer Mess- und Kommunikationsssysteme
• Umfangreiche Kalibrationsversuche im Labor und im Freien
• Ausstattung unseres Oktokopters "ThünoCopter" mit optischen Sensoren
• Drohnenbefliegungen
• berührungslose und zerstörende Messungen an Pflanzen auf dem Feld
• Modellbildung anhand überwiegend selbst gemessener Daten im Pflanzenbestand
• Erstellung, Kalibrierung und Test von Software zur automatischen Bildanalyse und zur Auswertung aller Sensordaten
• Ableitung, Aufbereitung und Darstellung relevanter Informationen

Ergebnisse

Erste Ergebnisse bestätigten den erwarteten statistischen Zusammenhang zwischen der berührungslos gemessenen Bestandstemperatur und den Ertragsdaten von Winterweizensorten unter Trockenstressbedingungen. Vermutlich kann also die Bestandstemperatur als Parameter bei der züchterischen Selektion von Weizengenotypen auf Trockenstress herangezogen werden. Eine wissenschaftliche Absicherung wurde im Rahmen des Projekts nicht erreicht.

Die Eignung des Crop Water Stress Index (CWSI), der ebenfalls auf der berührungslos gemessenen Bestandstemperatur basiert, für das Beregnungsmanagement in Kartoffeln konnte in eigenen Experimenten nachgewiesen und Einschränkungen der Methode aufgezeigt werden.