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Informationen zu den Teilprojekten

Teilprojekt 08: (Bearbeitung durch das Fachgebiet Technik im Pflanzenbau)

Entwicklung und Test einer Realtime-Prozessführung für sensorgestützte Düngesysteme

  Name Telefon E-Mail
Teilprojektleiter Auernhammer, Prof. Dr. Hermann +49 (0)8161 71-3442
Teilprojektbearbeiter Ostermeier, Ralph +49 (0)8161 71-3894
Bachmaier, Dr. habil. Martin +49 (0)8161 5954
Kurzbeschreibung:

Die teilflächenspezifische Applikation von Stickstoff in Verbindung mit Online-Sensorik und Ertragskartenüberlagerung erfordert eine weiterentwickelte Prozessführung mit Unterstützung durch Expertensysteme. In verteilten elektronischen Kommunikationssystemen kann diese Aufgabe durch einen speziellen "In-field Controller" realisiert werden. Dieser muss die vier Aufgabenbereiche der Auftragsübernahme mit sensororientierten Sollwerten und mehrjährigen Ertragskarten, Sensordatenerfassung, Ableitung der lokalen Stellwerte nach Expertenregeln und Dokumentation der lokalen Information übernehmen. Die Einbindung in das System erfolgt sinnvollerweise zwischen dem schon verfügbaren Task Controller und dem Steuerungscontroller der Applikationstechnik. Dadurch lassen sich bestehende Systeme in einfacher Form ergänzen, auf diese Einsatzform erweitern und einfach an künftige neue Möglichkeiten im Sensorbereich anpassen.
Im Teilprojekt soll eine derartige sensorgestütze Prozessführung mit Kartenüberlagerung für die Stickstoffdüngung auf der Basis von LBS/ISOBUS (DIN 9684, ISO 11783) definiert und in einer Laborumgebung simuliert und getestet werden. Für dieses Gesamtziel müssen in der Umsetzung des Vorhabens zwei Teilziele erreicht werden:

Teilprojekt 09: (Bearbeitung durch den Lehrstuhl für Planzenbau und Pflanzenzüchtung)

Optimierung der teilflächenspezifischen Bestandesführung mit berührungsloser Sensorik nach Bestandesheterogenität

  Name Telefon E-Mail
Teilprojektleiter Maidl, Dr. Franz - Xaver +49 (0)8161 71-3425
Teilprojektbearbeiter Schmid, Andreas +49 (0)8161 71-3488
Kurzbeschreibung:

Kulturpflanzen unterliegen in Wachstum und Ertrag neben der Jahreswitterung einer großen Bestandesvariabilität. Ausgehend von der Erkenntnis über die Gesetzmäßigkeit der Ertragsbildung auf heterogenen Standorten, stellt das Teilprojekt 9 die Hypothese auf, ein System der kleinräumigen Bestandesführung in Abhängigkeit vom standortspezifischen Ertragspotential unter Berücksichtigung des aktuellen Ernährungszustands der Pflanzen durch bedarfsgerechte (variable) N-Düngergaben zu entwickeln. Bisherige destruktive Methoden der Boden- und Pflanzenanalyse sind aufgrund notwendiger intensiver Probennahmedichte und des damit entstehenden hohen Arbeits- und Kostenaufwands ungeeignet. Deshalb werden nicht-destruktive online-Verfahren wie die "feldspektroskopische Bonitur" weiterentwickelt bzw. verbessert.
Die Untersuchungen werden in zweijährigen Parzellenversuchen und georeferenzierten Messpunkten auf heterogenen Schlägen der Versuchsstationen Dürnast, Viehhausen und Thalhausen durchgeführt.

Ziele des Projektes sind:

  • die Schätzung der Biomasse und N-Aufnahme in "frühen Entwicklungsstadien", von Winterweizen (Triticum sp. L.) und Mais (Zea mays L.);
  • die Erarbeitung von Vegetationsindices bei Wintergerste (Hordeum vulgare L.) und Kartoffeln (Solanum tuberosum L.) zur Schätzung von Biomasse und N-Aufnahme;
  • mögliche Einfluß- u./bzw. Störgrößen auf die feldspekroskopischen Messungen bei geringen Bodenbedeckungsgraden der Kulturpflanzen abzuschätzen bzw. zu minimieren;
  • die Vorzüge dieser nicht-destruktiven Methode im Winterweizen- u. Maisanbau zu testen, unter der Berücksichtigung entwickelter Algorithmen aus der Phase I, bzw. deren Weiterentwicklung bei Mais;
  • die Entwicklung von Algorithmen für die kleinräumige Bestandesführung bei Wintergerste und Kartoffeln.

Teilprojekt 10: (Bearbeitung durch den Lehrstuhl für Pflanzenernährung)

Skalenabhängige Validierung und Vergleich berührungsloser Sensorik bei mehrjähriger teilflächenspezifischer Bewirtschaftung

  Name Telefon E-Mail
Teilprojektleiter Schmidhalter, Prof. Dr. Urs +49 (0)8161 71-3391
Teilprojektbearbeiter Mistele, Bodo +49 (0)8161 71-4529
Kurzbeschreibung:

In den neuerdings immer größer werdenden Bewirtschaftungsschlägen wird eine Beachtung der kleinräumigen Variabilitäten der Standorteigenschaften innerhalb eines Schlages zunehmend wichtig. Durch GPS und nicht-destruktiven Messinstrumenten ist es heute möglich, große Schläge in kleinen Einheiten zu führen. Die angemessene mit Stickstoffversorgung der Pflanzen innerhalb dieser keinen Einheiten ist von besonderer Bedeutung, da diesem Nährstoff eine zentrale Rolle für die Ausreizung der Ertragskapazität der Kulturpflanzen an ihrem jeweiligen Standort zukommt. Die Messung des Stickstoffstatus wird mit einem Feldspektroskop durchgeführt.

Ziel des Projektes ist es festzustellen, wie gut die Ergebnisse der Feldspektroskopie den Ernährungsstatus der Kulturpflanze wiedergeben.
Zum Versuchsaufbau wird innerhalb einer homogenen Fläche eine künstliche Variabilität erzeugt. Es werden verschiedene Stickstoff-Versorgungsstufen, verschiedenen Saatstärken und später auch verschiedene Sorten angebaut. Die Versuche werden mit Winterweizen und Mais durchgeführt.
Die spektroskopischen Messungen werden derzeit mit dem N-Sensor der Fa. Hydro Agri durchgeführt. Zusammen mit den Messungen wird ein Teil des Pflanzenauswuchs in den Parzellen abgeschnitten und mit destruktiven Methoden nach Stickstoffgehalt und Trockenmasse untersucht.
Mit Hilfe von GIS werden dann die zu den geschnitten Parzellen gehörenden Werte der Spektroskopischen Messung ermittelt und statistisch weiterverarbeitet.

Teilprojekt 12: (Bearbeitung durch die Professur für Unternehmensforschung und Informationsmanagement)

Ableitung von Entscheidungsregeln zur kleinräumigen N-Düngung auf Basis datenbankgestützter Informationen und Expertenbefragungen

  Name Telefon E-Mail
Teilprojektleiter Wagner, Prof.Dr. Peter +49 (0)345-5522360
Teilprojektbearbeiter Weigert, Georg +49 (0)8161 71-3576
Kurzbeschreibung:

Das Teilprojekt 12 versucht automatisierbare Entscheidungsregeln für die kleinräumige N-Düngung abzuleiten. Grundlage dafür sind einerseits umfangreiche teilflächenspezifische Daten, die über die mobile Prozesstechnik erfasst werden. Von Relevanz sind dabei sowohl Prozessdaten über die Bearbeitungsmaßnahmen als auch Sensordaten über Boden bzw. Pflanzenvariabilitäten angesehen. Dabei stehen insbesondere Leitfähigkeits-, Reflexions- und Zugkraftmesswerte zur Verfügung. Diese zentral in einer Datenbank gespeicherten Daten sollen über entsprechende Data-Mining-Techniken nach Informationen zu einer optimalen N-Ausbringungsmenge analysiert werden.
Die extrahierten Regeln sollen sowohl von pflanzenbaulichen Experten untersucht als auch in entsprechenden Versuchen bewertet werden.

Teilprojekt 13: (Bearbeitung durch den Lehrstuhl für Wirtschaftslehre des Landbaues)

Ökologisch-ökonomische Bewertung der teilflächenspezifischen Bewirtschaftung

  Name Telefon E-Mail
Teilprojektleiter Heißenhuber, Prof.Dr. Alois +49 (0)8161 71-3410
Teilprojektbearbeiter Gandorfer, Markus +49 (0)8161 71-3759
Kurzbeschreibung:

Das Forschungsprojekt soll eine umfassende Analyse der wirtschaftlichen und umweltrelevanten Auswirkungen der verschiedenen teilflächenspezifischen Technologien auf Schlag und Betriebsebene liefern. Dabei soll besonders die Bedeutung der Unsicherheit in die Überlegungen miteinbezogen werden, um für die Technologien der teilflächenspezifischen Düngung Chancen und Grenzen der Einsetzbarkeit aufzuzeigen. Ferner soll für repräsentative Standortbedingungen insbesondere der Frage nachgegangen werden, inwiefern im Zusammenhang mit einer teilflächenspezifischen Bewirtschaftung Umweltrestriktionen, wie z.B. maximal tolerierbare N-Austräge, mit geringeren ökonomischen Konsequenzen verbunden sind, als bei flächiger Bewirtschaftung. Darüber hinaus wird ein Regelwerk erstellt, mit dem beide Belange - Ressourcenbelastung und ökonomische Kenngrößen - berücksichtigt werden.

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Melody Thomas, 24.01.2005, Impressum