Magazin DLG-Feldtage 2018

Satelliten im Pflanzenbau :

Säen unter den Augen des Sentinel

Die teilflächenspezifische Bewirtschaftung von Feldern mit Smart Farming bildet einen Schwerpunkt bei den DLG-Feldtagen vom 12. bis 14. Juni in Bernburg (Sachsen-Anhalt). Im niederbayerischen Gündlkofen startete bereits im Vorfeld ein Pilotprojekt, das auch kleineren Agrarbetrieben ermöglichen soll, moderne Satellitenerkundung für eine effiziente und umweltverträgliche Landwirtschaft zu nutzen.

Satelliten im Pflanzenbau: Säen unter den Augen des Sentinel

Am Traktorterminal kann Landwirt Markus Ingerl neben anderen Funktionen auch die teilflächenspezifische Maisaussaat überwachen (unten rechts).

Auf dem Hof in Gündlkofen lädt Landwirt Markus Ingerl per Funk die Aussaatkarte für den vorgesehenen Schlag in den Bordcomputer des Sägespanns.

Auf dem Hof in Gündlkofen lädt Landwirt Markus Ingerl per Funk die Aussaatkarte für den vorgesehenen Schlag in den Bordcomputer des Sägespanns.

Anfang Mai auf einem Schlag nahe Gündlkofen in Niederbayern. Landwirt Markus Ingerl zieht seine Runden mit dem 240 PS starken Fendt 724 und angebautem 8-reihigen Einzelkornsägerät Maestro von Horsch. Er drillt Mais mit Unterfußdüngung. Abgesehen von der schicken neuen Technik auf der nur wenige Hektar umfassenden Fläche ist das eigentlich nichts Besonderes, zumindest nicht in Bayern mit seiner typisch kleingliedrig strukturierten Landwirtschaft. Und doch verfolgen Smart Farming-Experten und Pressevertreter das Geschehen mit Interesse. Der Grund: Ingerl sät teilflächenspezifisch. Dafür hatte er sich bereits auf seinem Hof per Funk die Koordinaten der für diesen Schlag errechneten Körnerverteilung als digitale Aussaatkarte ins Traktorterminal geladen. Bei der Berechnung werden die unterschiedlichen Ertragszonen berücksichtigt, die ein Feld natürlicherweise hat, etwa durch Wechsel im Bodengefüge oder der Wasserversorgung. Ertragszonen lassen sich durch die Auswertung von Satellitenaufnahmen erkennen. Die Sämaschine, die dank GPS-Navigation auf 2,5 cm genau „weiß“, wo sich gerade jedes ihrer acht Säaggregate auf dem Feld befindet, bringt die einzelnen Maiskörner entsprechend der Aussaatkarte in den Boden. Um jeder Maispflanze optimale Wachstumschancen entsprechend des Nährstoffangebots und der Bodenbedingungen zu bieten, wird auf den Niedrigertragszonen dünner gesät. Auf den Arealen mit höherem Ertragspotenzial steigert der Vereinzelungsmechanismus der Sämaschine dagegen die Kornzahl. Die Positionen der Kornablage werden vom System gespeichert. Überfährt Landwirt Ingerl also Feldbereiche, in denen bereits Maiskörner liegen, schalten sich die Säaggregate dort ab. Ansonsten fährt der Traktor weitgehend autonom. Das GPS-gesteuerte Lenksystem des Traktors sorgt für die Spurführung und einen sauberen Anschluss der Drillreihen.

Neue Chance für Lohnunternehmen

Eingeladen zu der praktischen Vorführung in Gündlkofen hatte die BayWa AG. Der in München ansässige Konzern startete damit zugleich ein Pilotprojekt. „Wir wissen, dass nicht nur große Agrarunternehmen, bei denen die Digitalisierung in aller Regel längst angekommen ist, sondern auch viele kleine und mittlere Betriebe die Möglichkeiten von Smart Farming, wie die satellitengestützte Aussaat oder Düngung, nutzen möchten. Allerdings rechnet es sich für sie oft nicht, selbst in die aufwändige Technik zu investieren“, erläutert Josef Bauer, Leiter der BayWa-Pflanzenbauberatung. Hier sehe man nun eine Chance für Dienstleister, die im Auftrag mehrerer Agrarbetriebe arbeiten. Die BayWa unterstützt diese Lohnunternehmen zum einen durch Know how und zum anderen, indem sie interessierte Landwirte, die im Unternehmen Saatgut kaufen, auf das Angebot einer satellitengestützten Maisaussaat aufmerksam macht.

Markus Ingerl, der neben der eigenen Wirtschaftsfläche von 150 ha als Dienstleister auf insgesamt über 1.000 ha für Betriebe im Umkreis von 30 km tätig ist, gehört zu diesen Lohnunternehmern. Er erhofft sich von der Erweiterung seines Leistungsportfolios einen breiteren Kundenkreis und mehr Umsatz pro Hektar betreuter Fläche. Vorteile für die Landwirte ergäben sich durch die Einsparung an Saatgut und Dünger, eine schonende Bodenbearbeitung, eine nachweisbare Einhaltung oder sogar Unterbietung der auf die Vermeidung von Grundwasserbelastung zielenden neuen Düngeverordnung bei gleichzeitig ausreichender Stickstoffversorgung der Pflanzen sowie durch höhere Erträge. „Wir bieten die satellitengestützte Aussaat und Düngung seit diesem Frühjahr als Dienstleistung an und sind damit auf Interesse gestoßen, obwohl sie gegenüber der herkömmlichen Methode etwa 20 Prozent teurer ist“, berichtet Ingerl. Mehrere Landwirte hätten die Anwendung dieses Anbauverfahren aber zunächst auf ausgewählten Schlägen in Auftrag gegeben, um zu testen, wie hoch der Mehrerlös unter dem Strich ausfällt.

Die BayWa sieht sich nach eigener Aussage für die Digitalisierung der Landwirtschaft gut aufgestellt. So verfügt die BayWa-Tochter FarmFacts über die IT-Kenntnisse zur Aufbereitung der Aussaatkarten als Schnittstelle zu den Bordcomputern der Landmaschinen. Die Grundlagen dafür liefert der Fernerkundungsspezialist Vista, bei dem die Baywa AG seit Sommer vergangenen Jahres ebenfalls die Mehrheit der Geschäftsanteile hält. „Damit schließt sich der Kreis“, meint Michael Deyerler, BayWa-Produktmanager für Precision Farming. Denn nunmehr könne man für die satellitengestützte Bestandsführung Technik, Saatgut, Beratung und Software aus einer Hand anbieten. Inwieweit die Landwirte solch ein Komplettpaket annehmen, muss sich jetzt zeigen.

„Die Nutzung von Satellitendaten macht sich auch für kleine und mittlere Betriebe in der Praxis schnell bezahlt“, ist sich jedenfalls FarmFacts-Geschäftsführer Dr. Josef Bosch sicher. Das lohne sich im Falle überbetrieblicher Anwendung, wenn zum Beispiel ein Lohnunternehmen oder Maschinenring die Arbeiten durchführt, bereits bei Flächen ab 10 Hektar.

Hilfe aus dem All. Die niederbayerischen Landwirte und Lohnunternehmer Andreas, Josef und Markus Ingerl (von links) erweiterten ihr Dienstleistungsangebot in diesem Frühjahr mit der teilflächenspezifischen Aussaat von Mais.

Hilfe aus dem All. Die niederbayerischen Landwirte und Lohnunternehmer Andreas, Josef und Markus Ingerl (von links) erweiterten ihr Dienstleistungsangebot in diesem Frühjahr mit der teilflächenspezifischen Aussaat von Mais.

Ich sehe was, was Du nicht siehst

„Im Gegensatz zu den manchmal etwas vollmundigen Versprechungen vergangener Jahre ist die Technik jetzt wirklich so weit und es kann nun überall losgehen mit dem teilflächenspezifischen Pflanzenbau“, ist auch Dr. Heike Bach, Geschäftsführerin der Vista GmbH überzeugt.

Dies bezieht sie nicht nur auf den Entwicklungsstand der Landmaschinen, die – wie das Sägespann von Landwirt Ingerl – in der Lage sind, Pflanzendünger oder Saatkörner zentimetergenau auf dem Feld zu platzieren. Bach setzt darüber hinaus auf Unterstützung von oben, genauer gesagt auf die Erdbeobachtungssatelliten Sentinel 2A und Sentinel 2B. Die kürzlich in Betrieb genommenen Raumflugkörper der Europäischen Weltraumbehörde ESA umkreisen unseren Planeten in etwa 700 km Höhe. Dabei tasten sie fortlaufend einen jeweils 290 km breiten Streifen der Erdoberfläche mit hochauflösenden Multispektralkameras ab. Von jeder Fläche der Erde senden die optischen Instrumente der Sentinel-Satelliten alle zwei bis fünf Tage frische Daten. Die Multispektralaufnahmen stehen im Prinzip jedem kostenfrei zu Verfügung. Wer die darin enthaltenen Informationen zu Bodenfeuchte, Chlorophyllgehalt, Blattfläche und vielem mehr nutzen will, muss allerdings den unaufhörlichen Strom riesiger Datenmengen – pro Streifensegment (Szene) immerhin über zwei Gigabyte – verarbeiten und interpretieren können. Darauf haben sich Bach und ihre Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter spezialisiert.

Die Hydrologin beschäftigt sich seit dem Unternehmensstart 1995 mit Methoden der Satellitenfernerkundung, anfangs vornehmlich zu hydrologischen Fragestellungen. „Bei unseren Modellen zum Wasserhaushalt, etwa um Überschwemmungsgefahren zu erkennen, spielt die Vegetation jedoch eine maßgebliche Rolle. Da war der Schritt zu satellitengestützten Beobachtungen landwirtschaftlicher Kulturen naheliegend“, berichtet die 52-Jährige. Gemeinsam mit FarmFacts entwickelt Vista seit einigen Jahren sogenannte TalkingFields-Basiskarten, kurz TF-Karten, die große Agrarbetriebe zum Beispiel für die teilflächenspezifische Applikation von Dünger einsetzen. Die „sprechenden Felder“ sind das Ergebnis der geostatistischen Auswertung von Satellitenbildern über mehrere Jahre in Kombination mit sortenspezifischen Wachstumsmodellen, den Erkenntnissen aus Anbauversuchen, pflanzenbaulicher Erfahrung, sowie Klima- und Wetterdaten. „Ich sehe was, was Du nicht siehst“, lautet daher der Slogan von Vista. Für das praktische Handling der TF-Karten und der daraus abgeleiteten Möglichkeiten auf den unterschiedlichen Schlägen des Betriebes und mit verschiedenen Maschinensystemen bietet FarmFacts die cloudbasierte Software NEXT Farming. Die Preise bewegen sich nach Aussage von Bosch zwischen einem Euro pro ha zum Beispiel für Applikationskarten zur Ausbringung von Phosphat und Kali, bis 12 Euro pro ha für eine ganzjährige Bestandsbetreuung mit mehreren speziellen Karten.

Beispiel für eine Karte zur satellitengestützten Vorhersage des Ertragspotenzials der Teilflächen eines 8,5 ha großen Feldes mit Winterweizen. Die Ernteergebnisse schwanken auf diesem Schlag zwischen 7 t/ha (weiß) und 12 t/ha (dunkelblau).

Beispiel für eine Karte zur satellitengestützten Vorhersage des Ertragspotenzials der Teilflächen eines 8,5 ha großen Feldes mit Winterweizen. Die Ernteergebnisse schwanken auf diesem Schlag zwischen 7 t/ha (weiß) und 12 t/ha (dunkelblau).

Mit dem Vereinzelungsmechanismus des Sägeräts Maestro von Horsch lassen sich die Maiskörner entsprechend der in das Terminal geladenen Aussaatkarte in den Boden bringen.

Mit dem Vereinzelungsmechanismus des Sägeräts Maestro von Horsch lassen sich die Maiskörner entsprechend der in das Terminal geladenen Aussaatkarte in den Boden bringen.

Exakter düngen, vorausschauender planen

Eine Anwendung der TF-Karten sind Angaben zum Ertragspotenzial einzelner Feldabschnitte. Darauf basieren dann wiederum die Aussaatkarten für Sämaschinen, die definieren, wo auf dem Acker wieviele Körner gesät werden sollen.

„Gegenwärtig ist die teilflächenspezifische Aussaat nur für Maiskulturen möglich. Wir sind aber bereits beim Weizen am Probieren“, kündigt die Expertin für Geofernerkundung an.

Was darüber hinaus mit satellitengestützter Bewirtschaftung möglich ist, erläutert Bach an zwei Beispielen: So lasse sich durch den Vergleich der Aufnahmen aus dem All anhand der Biomasseentwicklung von Raps vor, während und nach der Winterruhe der exakte Nährstoff- und damit Düngebedarf auf den verschiedenen Feldarealen errechnen. Beim Mais ermöglicht ein Trockensubstanz-Monitoring per Satellit, den besten Zeitpunkt für die Silomaisernte auf dem jeweiligen Schlag eine Woche im voraus zu bestimmen.

Die neue Qualität der Aufnahmen des Sentinel-2 gegenüber den bislang ausschließlich bereit stehenden Bildern des Erdbeobachtungssatelliten Landsat 8 der NASA seien das feinere Raster von 10 mal 10 Metern statt 30 mal 30 Meter sowie eine Reihe zusätzlicher Spektralkanäle. Zudem stünden bei länger anhaltender Wolkenbedeckung die für die Landwirtschaft allerdings nicht ganz so aussagekräftigen Radardaten des Satelliten Sentinel 1 zur Verfügung. „Und wenn erst das europäische Satellitennavigationssystem Galileo in Betrieb ist, wird es noch genauer und dadurch noch manches mehr möglich“, erwartet Bach in naher Zukunft weitere Hilfe aus dem Orbit für Anwendungen im Agrarbereich.

Arbeiten beim Service für die teilflächenspezifische Aussaat Hand in Hand (v. l.): Michael Deyerler,  BayWa-Produktmanager für Precision Farming, Josef Bauer, Leiter der BayWa-Pflanzenbauberatung, Dr. Heike Bach, Geschäftsführerin Vista GmbH, und Dr. Josef Bosch, Geschäftsführer FarmFacts GmbH.

Arbeiten beim Service für die teilflächenspezifische Aussaat Hand in Hand (v. l.): Michael Deyerler, BayWa-Produktmanager für Precision Farming, Josef Bauer, Leiter der BayWa-Pflanzenbauberatung, Dr. Heike Bach, Geschäftsführerin Vista GmbH, und Dr. Josef Bosch, Geschäftsführer FarmFacts GmbH.


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