¶ Ertragskarte
Die Ertragskartierung stellt eine wichtige Grundlage für Precision Farming dar. Bei dieser Art der Kartenerstellung erfolgt eine kleinräumige Kartierung und Visualisierung der Ertragsunterschiede in der Fläche zur Dokumentation und Weiterverarbeitung. Diese Karten können beispielsweise vom Landwirt als Entscheidungsgrundlage für nachfolgende Vegetationsperioden herangezogen werden.
¶ Beschreibung
Um Ertragsunterschiede innerhalb einer Fläche aufzuzeigen, werden aus dem Massen- oder Volumenstrom (vgl. Ertragssensoren) und der GPS-Koordinate Ertragskarten erstellt. Die unterschiedlichen Farben für die ermittelten Erträge pro Flächeneinheit verdeutlichen die Ertragsunterschiede bezogen auf die Fläche. Ertragskarten dienen in erster Linie der Erfolgskontrolle und bilden oftmals die Entscheidungsgrundlage im Precision Farming. Außerdem stellen Ertragskarten eine wichtige Grundlage zur Erstellung von Ertragspotentialkarten dar. Untersuchungen auf leichten Standorten in Mitteldeutschland zeigen Differenzen des Ertrages innerhalb eines Schlages zwischen 30 und 110 dt/ha, auf schweren Standorten liegen diese zwischen 40 und 95 dt/ha. Die Untersuchungen zeigen ebenfalls, dass diese Schwankungen teilweise sehr kleinräumig auftreten [1].
¶ Erstellung von Ertragskarten
Grundlage für das Erstellen von Ertragskarten ist zum einen die Erfassung der GPS-Koordinate und der Erträge mit unterschiedlicher Sensorik an der Erntemaschine selbst und zum anderen über Fernerkundungsdaten [2].
¶ An der Erntemaschine
Für das Erstellen der Ertragskarten an der Erntemaschine findet die Messung im Körnerelevator des Mähdreschers statt. Dafür wird der Korndurchsatz im Körnerelevator je nach Hersteller und Model als Volumen- oder Massenstrom bestimmt.
Wichtig für eine hohe Genauigkeit der Ertragskarte ist die Kalibrierung dieser Technik vor der Ernte, vor jeder neuen Fruchtart und auf jedem neuen Feld. Für die Erstellung der Ertragskarte werden noch weitere Parameter verwendet. Neben dem bestimmten Ertrag ist die Fahrtgeschwindigkeit und die Schneidwerksbreite wichtig, da nur aus einer Kombination von Vorfahrt, Arbeitsbreite und berechneter Erntemasse ein Wert für die Teilfläche erzeugt werden kann. Dieser Wert wird dann bei der aktuellen Mähdrescherposition gespeichert. Im Nachhinein erhält man eine Karte mit Punkten, die für eine Teilfläche den Ertrag abbilden. Um diese zu visualisieren, kann entweder eine Interpolation durchgeführt werden, die die Punkte miteinander verknüpft oder eine Rasterkarte erstellt werden, die die Werte farbig als Raster darstellt. Die fertige Ertragskarte kann dann wie zu Beginn beschrieben als Grundlage für teilflächenspezifische Bewirtschaftung verwendet werden. Dabei muss jedoch beachtet werden, dass Ertragskarten meistens keine hohe mehrjährige Stabilität aufweisen, weshalb weitere Informationen hinzugezogen werden sollten. Das können Bodenkarten, Biomassekarten, etc. sein [3] [4].
Fehlerquellen bei der Kartierung können mit verschiedener Technik ausgeglichen beziehungsweise verringert werden. So kommen bei neueren Mähdreschern zum Beispiel Wiegezellen im Körnerbunker zum Einsatz, über ein genaues RTK-Signal oder Lasersensorik am Schneidwerk wird die tatsächliche Arbeitsbreite korrigiert und über Kameras wird die Fahrgeschwindigkeit an die bevorstehenden Erntebedingungen angepasst. So wird die geerntete Menge nicht fälschlicherweise auf eine größere Fläche übertragen [3].
Neben der Ertragskartierung auf dem Mähdrescher kommen Ertragskarten auch beim Feldhäcksler, Rübenroder und Kartoffelroder zum Einsatz.
¶ Ertragsprognosekarten aus der Fernerkundung
Eine weitere Methode der Ertragsabschätzung ist die Ertragsprognose aus Fernerkundungsdaten. Auf Basis von Satellitendaten lassen sich heutzutage die absoluten Erträge des Bestandes in Tonnen pro Hektar prognostizieren und darstellen. Großer Vorteil der Ertragskartierung mithilfe von Fernerkundung ist, dass die flächendeckenden und kleinräumigen Informationen des Kornertrags für alle Schläge bereits Tage/Wochen vor dem Erntetermin generiert werden können, ohne den Einsatz von speziellen Erntemaschinen [5]. Hierdurch kann außerdem die Problematik des Erfassungsversatzes von Schneidwerk bis Elevatorkopf an der Erntemaschine umgangen werden [3]. Dies ist aus produktionstechnischer Sicht interessant, da ggf. durch spezifische Maßnahmen noch Einfluss auf den Ertrag genommen werden kann (z.B. Düngung). Je näher die Prognosekarte aus Fernerkundungsdaten am Erntetermin erstellt wird, umso höher ist die Vorhersagegenauigkeit, trotzdem ist die Prognose durch die Ertragskartierung mit der Erntemaschine zu kalibrieren.
Eine solche Lösung bietet zum Beispiel die VISTA Geowissenschaftliche Fernerkundung GmbH mit den Talking Fields Ertragskarten. Das integrierte Pflanzenwachstumsmodell berücksichtigt dabei den stündlichen Witterungsverlauf sowie weitere Einflussfaktoren wie die topografische Lage, Bodenbedingungen etc.. Somit kombinieren die Talking Field Ertragskarten das simulierte Wachstum eines Bestandes während einer Vegetationsperiode mit mehreren Bestandesbeobachtungen aus Satellitenbildern des jeweiligen Erntejahres [5].
Bei der fernerkundlichen Ertragsprognose handelt es sich um eine mehrjährig erprobte und mit umfangreichen in-situ-Messungen geprüfte Methode. Die Ertragskarten können ergänzend zur herkömmlichen Ertragskartierung mit der Maschine herangezogen oder auch unabhängig davon verwendet werden [5].
¶ Anwendungsbereich
Hier folgen passende Praxisbeispiele von FARMPRAXIS.
¶ Quellen
- Druscheignung als zentrale Führungsgröße im Erntemanagement: A. Klüßendorf-Feiffer
- Ertragskartierung im Getreidebau: P.O. Noack, KTBL-Heft 70
- Precision Farming, Smart Farming, Digital Farming - Grundlagen und Anwendungsfelder: P. O. Noack
- Teilflächen bewirtschaften Schritt für Schritt: F. Lorenz et al.
- Ertragsmanagement - Erträge planen: VISTA Geowissenschaftliche Fernerkundung GmbH / Talking Fields
¶ weiterführende Quellen
- Precision in Crop Farming: H. J. Heege
- Prediction of grain protein in spring malting barley grown in northern Europe. Carl-Göran Pettersson; H. Eckersten
¶ Autoren*innen
M. Sc. Jona Hinze, Experimentierfeld Südwest, Dienstleistungszentrum Ländlicher Raum (DLR) Rheinhessen-Nahe-Hunsrück
M. Sc. Jannis Menne, Experimentierfeld Südwest, Dienstleistungszentrum Ländlicher Raum (DLR) Eifel