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Sensordatenbasierte Services zur bodenschonenden Bewirtschaftung und umweltgerechten Düngung durch Kombination unterschiedlich skalierter Geodaten. Kooperation und Beratung von Maschinenringen beim Praxistransfer durch Mobile AgrarPortale

Projektkoordinator

Dr. Matthias Trapp
RLP AgroScience GmbH, Neustadt an der Weinstraße
matthias.trapp@agroscience.rlp.de

Verbundpartner

Dienstleistungszentrum Ländlicher Raum Rheinhessen-Nahe-Hunsrück (DLR-RNH)
Universität Trier
Maschinen- und Betriebshilfsring Trier-Wittlich e.V.
PREMOSYS GmbH

Projekthomepage

https://www.unter-2-grad.de/projekte/sofi/

Projektbeschreibung in FISA

Zum Forschungsinformationssystem Agrar und Ernährung (FISA)

Ziel

Ziel ist es, durch Kombination heterogener Sensordaten eine webbasierte Anwendung zu entwickeln, die es Landwirten und überbetrieblichen Organisationen erlaubt, die Befahrbarkeit bzw. das Verdichtungsrisiko landwirtschaftlicher Flächen abzuschätzen und damit einen Beitrag zur umweltgerechten Düngung zu liefern. Dazu werden aktuelle Wetter- und Satellitendaten, Messwerte aus Böden und Sensordaten der Landmaschinen kombiniert, um relevante Bodenwasserhaushaltsgrößen zu bestimmen und Simulationsmodelle zu kalibrieren. Diese geben auf unterschiedlichen Skalenebenen Auskunft über den aktuellen Feuchtezustand des Bodens und ermöglichen so eine bodenschonende Bewirtschaftung. Diese Informationen dienen der Etablierung von Methoden zum Aufbau eines überbetrieblichen Flächenmanagements zur besseren Verteilung von Güllekapazitäten, der standort- und witterungsangepassten Bodenbearbeitung sowie umweltgerechten Düngung und damit der Risikominimierung von klimarelevanten Emissionen.

Die Kombination dieser standortbezogenen Daten ermöglicht erstmals die Ableitung von raumzeitlich hochauflösenden Prognosekarten als Dienst für Landwirte, Lohnunternehmer und Maschinenringe. 

Als Ergebnis entsteht ein Set flexibel einsetzbarer Geodatensätze, die in Experten- und Beratungstools in webbasierten Medien (Apps), aber auch in bestehende, zum Teil fahrzeugbasierte Agrar-Softwarelösungen eingebunden werden können, um dort Steuerungsprozesse zu optimieren. Durch die enge Anbindung an bestehende öffentliche Portale, wie das Digitale AgrarPortal in Rheinland-Pfalz (RLP), können die Ergebnisse schnell und effizient allen beteiligten Landwirten und überbetrieblichen Organisationen zur Verfügung gestellt werden.

Ergebnisse

An drei repräsentativen Standorten in RLP und Baden-Württemberg erfolgen bodenphysikalische und -mechanische Untersuchungen und kontinuierliche Messungen zum Bodenwasserhaushalt. Regelmäßige Feldmessungen ermöglichen eine Bewertung der räumlichen Verteilung der Bodenfeuchte. Zur Ableitung hydraulischer Eigenschaften werden Pedotransferfunktionen plausibilisiert und zur lokalen Modellierung in das Wasserhaushaltsmodell WaSiM überführt. Die modellierte Bodenfeuchte dient als Eingangsparameter für Modelle zur Bewertung der Verdichtungsempfindlichkeit der Böden. Eine landesweite Modellierung zur täglichen Vorhersage der potenziellen Bodenfeuchte erfolgt mit dem eindimensionalen Bodenwasserhaushaltsmodell Simpel auf Basis tagesaktueller Wetterdaten (Niederschlag, Verdunstung, Temperatur, Evapotranspiration) für die Kartenflächen der Bodenschätzung. 

Zum Vergleich mit den Ergebnissen aus den Simulationsmodellen wurde ein performanter Zugriff auf Copernicus-Daten (S1, S2) realisiert und erste Auswertungen durchgeführt.

Zur Dokumentation der Gülleausbringung in Grünland wird ein optisches Messsystem entwickelt, das im visuellen Spektrum arbeitet. Mittels Farbmessung werden verschiedene Eigenschaften (z. B. Red Edge) bestimmt und u. a. auch zur Ableitung der Bodenfeuchte genutzt.

Verwertung

Als wissenschaftliche Verwertung ist die Publikation relevanter Ergebnisse zur Ermittlung der aktuellen Bodenfeuchte und zur Bewertung des Verdichtungsrisikos von Ackerböden geplant.  Eine Schutzrechtsanmeldung für das optische Messsystem wurde von der Firma PREMOSYS getätigt; ob diese durchsetzbar ist, wird sich im Projektverlauf herausstellen. Auf dieser Basis wird ggf. eine kommerzielle Vermarktung durch den Projektpartner PREMOSYS angestrebt. Der für den Klimaschutz entscheidende Praxistransfer der SOFI-Ergebnisse in Form von standort- und situationsangepassten Handlungsanleitungen wird derzeit exemplarisch auf die Tools GeoBox-Viewer und -Messenger ausgerichtet. Erste Tests erfolgen im Rahmen des Digitalen AgrarPortals RLP. Ein länderübergreifender Einsatz wird konzeptionell und organisatorisch vorbereitet.