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Landtechnik

Sensorik führt zur Präzision

Die Digitalisierung bei der Düngung hat zum Ziel, Pflanzen ausreichend mit Nährstoffen zu versorgen und gleichzeitig keine Nährstoffe zu verschwenden. Gezielte Düngung und effiziente Landwirtschaft gehen Hand in Hand.

NIRS-Sensor zur Bestimmung der Nährstoffe in der Gülle

NIRS-Sensor zur Bestimmung der Nährstoffe in der Gülle

(Marco Landis)

Publiziert am

Strickhof, Fachbereich Digitalisierung & Landtechnik

 

Die Technik moderner Düngerstreuer unterscheidet sich deutlich von älteren, rein mechanischen Streuern. Sensorik und Elektronik moderner Streuer ermöglichen die Überwachung des Streubildes in Echtzeit und eine präzise Mengensteuerung.

Echtzeitdaten zur Feinabstimmung

Wiegezellen am Streuer überwachen die ausgebrachte Düngermenge, indem sie das Gewicht in Echtzeit mit dem aufgrund der Sollausbringmenge noch vorhandenen Gewicht vergleichen und so automatisch die Schieberstellung nachregeln. Noch weiter entwickelte Systeme messen zudem das Drehmoment der Streuscheiben, um damit die Streumenge zu erfassen.

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Vergleich der Auflösungen einer Vegetationskarte mittels Drohne und Satellit

(Marco Landis)

Bei der radargestützten Streubildüberwachung scannen Radarsensoren die Flugbahn der Düngerkörner. So können Einflussfaktoren wie seitlicher Wind oder wechselnde Düngerqualität kompensiert werden. Mit elektrischen Stellmotoren lassen sich sowohl die Schieberöffnung als auch der Aufgabepunkt des Düngers auf die Streuscheibe anpassen. Die Anpassung der Schieberöffnung während des Streueinsatzes ermöglicht die teilflächenspezifische Düngerausbringung. Die Anpassung des Aufgabepunktes des Düngers auf die Streuscheibe erlaubt, die Streuweite zu beeinflussen. Dadurch ist es möglich, mittels automatischer Teilbreitenschaltung (Section Control), keilförmige Flächen sauber auszustreuen, ohne Fehl- oder Doppelstellen.

Teilflächenspezifische N-Düngung

Die teilflächenspezifische Stickstoff-Düngung ist das am meisten verbreitete Verfahren der teilflächenspezifischen Bewirtschaftung. Anstatt ein gesamtes Feld einheitlich zu düngen, wird der Dünger exakt dort ausgebracht, wo die Pflanze ihn benötigt. Da Bodenbeschaffenheit und Ertragspotenzial innerhalb eines Feldes oft stark variieren, vermeidet dieses Verfahren Unter- und Überversorgung. Das spart Dünger und steigert den Ertrag.

Die Sensorik erfasst die ausgebrachte Nährstoffmenge.

Die Erstellung der Applikationskarten basiert häufig auf Satellitendaten, Drohnendaten, Ertragskartierungen oder Bodenproben. Bei multispektralen Satelliten- oder Drohnenbildern wird neben dem für das menschliche Auge sichtbaren Licht auch der Nahinfrarotbereich erfasst. Dies ermöglicht, Aussagen zur Pflanzendichte sowie zur Nährstoffversorgung zu machen. Basierend auf diesen Grundlagendaten, erhält jede Teilfläche die entsprechend zugeteilte Düngermenge. Auf dem Feld liest der Controller auf Basis der aktuellen Position des Streuers aus der Applikationskarte den Sollwert aus und leitet diesen über Isobus an den Düngerstreuer weiter, wo das System die Ausbringmenge entsprechend anpasst.

Sensoren zur Bestimmung der Inhaltsstoffe bei Hofdüngern

Hofdünger sind ein Naturprodukt. Selbst bei gut geführten Güllegruben können sich die Inhaltsstoffe je nach Jahreszeit, Fütterung etc. verändern. Die Sensorik versucht, die Inhaltsstoffe zu erfassen, damit der Bauer weiss, welche Nährstoffe ausgebracht wurden. Derzeit sind bereits Sensoren zur Analyse von Gülle im Einsatz, welche auf der Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) basieren. Dabei bestrahlt eine Lichtquelle den fliessenden Güllestrom. Die in der Gülle enthaltenen Moleküle absorbieren und reflektieren das Licht in spezifischen Wellenlängen. Der Sensor misst diese Reflexionen und erstellt eine Absorptionskurve, welche mit auf Labordaten basierenden Referenzkurven verglichen wird. So lassen sich Inhaltsstoffe wie Stickstoff, Phosphor, Kalium und auch der TS-Gehalt ableiten.

Eine noch neue Methode zur Messung von Gülleinhaltsstoffen sind NMR-Sensoren. Dabei werden ähnlich wie in einem medizinischen MRT die Atomkerne in der Gülle durch ein Magnetfeld angeregt und gemessen.

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