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Bilder von Acker und Pflanze

Über Hyper- und Multispektralkameras lassen sich Schläge teilflächenspezifisch bewirtschaften. Eine Übersicht. (Illustrationen: Christina Helmer)

Welche Rolle spielen Drohnen- und Satellitenbilder beim Precision Farming? Welche Art Sensoren und Kameras sind im Einsatz? Welche Anwendungen sind denkbar? Einblicke in ein breites Forschungsfeld mit Zukunft.

Pflanzenstress erkennen

Drohnen dienen als Trägermedium für eine Reihe von Kameras bzw. optischen Sensoren, wie Multi- und Hyperspektralkameras. Sie machen Teile des elektromagnetischen Spektrums sichtbar, die für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar sind. Der Nutzen vieler Hightech-Sensoren ist in der Wissenschaft belegt. Die Anwendung in der Praxis ist meist noch nicht marktreif.


Hyperspektralkameras

Hyperspektralkameras können das größte elektromagnetische Spektrum und den Reflexionsgrad von Licht sichtbar machen. Die Art, wie ein Blatt Licht reflektiert, gibt Hinweise darauf, welchem Stress die Pflanze ausgesetzt ist.


Chlorophyll-Fluoreszenz

Es gibt Sensoren, die die Fotosynthese-Aktivität bzw. den Chlorophyllgehalt von Pflanzen aufzeichnen. Das lässt Rückschlüsse auf Pflanzenstress zu.


Infrarot-Thermografie

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Welche Rolle spielen Drohnen- und Satellitenbilder beim Precision Farming? Welche Art Sensoren und Kameras sind im Einsatz? Welche Anwendungen sind denkbar? Einblicke in ein breites Forschungsfeld mit Zukunft.

Pflanzenstress erkennen

Drohnen dienen als Trägermedium für eine Reihe von Kameras bzw. optischen Sensoren, wie Multi- und Hyperspektralkameras. Sie machen Teile des elektromagnetischen Spektrums sichtbar, die für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar sind. Der Nutzen vieler Hightech-Sensoren ist in der Wissenschaft belegt. Die Anwendung in der Praxis ist meist noch nicht marktreif.


Hyperspektralkameras

Hyperspektralkameras können das größte elektromagnetische Spektrum und den Reflexionsgrad von Licht sichtbar machen. Die Art, wie ein Blatt Licht reflektiert, gibt Hinweise darauf, welchem Stress die Pflanze ausgesetzt ist.


Chlorophyll-Fluoreszenz

Es gibt Sensoren, die die Fotosynthese-Aktivität bzw. den Chlorophyllgehalt von Pflanzen aufzeichnen. Das lässt Rückschlüsse auf Pflanzenstress zu.


Infrarot-Thermografie

Misst die Pflanzentemperatur und wie viel Wasser eine Pflanze verdunstet. Detektiert z.B. Wurzelpathogene oder systemische Infektionen.


3D-Imaging

Das Scannen der Pflanze (z.B. Volumen und Biomasse) bringt Informationen über den Gesundheitsstatus und potenziellen Krankheitsbefall.


… und die Handykamera?

Herkömmliche Handykameras können auf dem Acker sinnvoll sein. Füttert man Bilderkennungsalgorithmen mit zigfachen Fotos von bereits auf der Pflanze sichtbaren Krankheiten, lernt die Software, um welche Krankheit es sich handelt. Solche Apps kommen z.B. in Entwicklungsländern zur Fortbildung der Farmer zum Einsatz.


Effizienter Düngen

In der Erdumlaufbahn gibt es Satelliten, z. B. Sentinel, die mit Multispektralkameras Fernerkundungsinformationen zu landwirtschaftlich genutzten Böden sammeln. Sie geben z. B. Hinweise auf die Nutzungsart und -intensität. Das Copernicus-Programm stellt die Bilder Start-ups und Unternehmen flächendeckend, hochaufgelöst und kostenlos zur Verfügung. Deren Algorithmen und Apps machen die Daten für Landwirte erst anwendbar.

Ein Satellit überfliegt alle paar Tage (drei oder fünf) denselben Acker. Wenn er über Jahre hinweg immer wieder ein Foto von der Vegetation macht, lassen sich über vergleichende Grünmassebestimmungen Aussagen über die Bodenfruchtbarkeit bzw. künftige Ernteerträge treffen. Nachteil: Bei akuten Krankheiten könnte es sein, dass der Satellit bestenfalls wieder in drei Tagen ein Bild von besagtem Acker macht.


Multispektalkameras

Diese Kameras machen Infrarotwellen sichtbar. Diese geben Hinweise auf
Bodenfeuchtigkeit oder vorhandene Bodennährstoffe wie Stickstoff, Phosphor, Kalium, Magnesium oder den pHWert. Einige Marktakteure verknüpfen die Satellitendaten mit Sensordaten, die direkt im Boden erhoben werden.

Applikationskarten

Die Information der Applikationskarte muss über Schnittstellen an den Schlepper gelangen. Viele Landwirte behelfen sich noch mit USB-Sticks.


Alternativ: Sensor am Schlepper

Sogenannte N-Sensoren sind bereits im Einsatz. Sie werden direkt am Traktor angebracht und senden bei der Stickstoffausbringung Informationen an den Düngerstreuer, an welchen Stellen des Ackers welche Menge Dünger ausgebracht werden sollte.