Ertragsmonitoring in der Präzisionslandwirtschaft: Bedeutung und grundlegende Komponenten

In diesem Zusammenhang werden Ertragsmonitoring und -kartierung von vielen als die wertvollste Erfindung angesehen, die es in der Landwirtschaft in jüngster Zeit gegeben hat. In diesem Artikel werden wir verstehen Ertrags-Mapping und Ertrags-Monitoring und ihr Potenzial, unsere landwirtschaftlichen Betriebe effizienter und produktiver zu machen.

Moderne Landwirtschaft und landwirtschaftliche Systeme sind das Ergebnis jahrtausendealten traditionellen Wissens, das in den letzten Jahrhunderten durch rasante wissenschaftliche und technologische Fortschritte maßgeblich unterstützt wurde.

Die Nachfrage nach Nahrungsmitteln der stetig wachsenden Weltbevölkerung steigt von Jahr zu Jahr, während kritische Probleme wie globale Erwärmung und Klimawandel die gesamte Nachhaltigkeit des derzeitigen Agrarsystems bedrohen. Folglich war die Rolle der Technologie bei der Optimierung der landwirtschaftlichen Produktion noch nie so groß.

Was ist Ertragsmonitoring?

Ursprünglich in den frühen 1990er Jahren eingeführt, ist dies ein Präzisionslandwirtschaftswerkzeug, das den Prozess der Sammlung georeferenzierter Daten über die unterschiedlichen Ertragsniveaus sowie Merkmale wie den Feuchtigkeitsgehalt in verschiedenen Teilen desselben Feldes umfasst.

Während der Ernte misst der Roder diese Parameter mit mehreren Sensoren, und die Messung wird zusammen mit dem Aufnahmeort mithilfe von Geodatenwerkzeugen aufgezeichnet. Diese Informationen werden verwendet, um eine Karte zu erstellen, die den Landwirten die Visualisierung erleichtert.

Des Weiteren werden die einzelnen Messungen von Ertragsmerkmalen dann auf spezifischen Zonen oder Bereichen mit unterschiedlichen Farben klassifiziert, um eine Zonenkarten oder eine zonale Klassifizierungsübersicht zu erstellen. Die Anzahl solcher Klassifizierungen kann entsprechend den Bedürfnissen des Betriebs eingestellt werden.

Als Beispiel, um eine Ertragskarte eines Maisfeldes mit einer durchschnittlichen Produktion von 250 Scheffeln pro Hektar zu erstellen, könnte es angebracht sein, die Karte in Bereiche zu klassifizieren, die jeweils einen Ertrag von 25 Scheffeln pro Hektar aufweisen.

Dies hängt jedoch vom geforderten Präzisionsgrad und der verfügbaren Technologie ab. Standard-Ertrags-Karten haben 5-7 Farbzonen, die sich mit steigenden Präzisionsanforderungen erhöhen.

Die Grundkomponenten eines Ertrags-Mapping- oder Ertragsüberwachungssystems sind:

Die Anwendung von Ertragsmonitoring auf Ackerflächen ermöglicht es Landwirten, ihre Produktion zu optimieren, indem sie Betriebsmittel gezielt auf bestimmte Bereiche innerhalb der Betriebe lenken, die sie am dringendsten benötigen.

Der Arbeitsmechanismus für die Ertragsüberwachung erfordert jedoch mehrere wesentliche Komponenten, die in einem kombinierten System integriert werden müssen, um Echtzeit- und hochgenaue Daten und Karten zu erstellen.

Während die Komponenten je nach Größe des Hofes und Art der überwachten Kulturen variieren können, umfassen die grundlegenden Komponenten der gängigeren Ertrags kartierungssysteme für Getreide:

• Kornfluss-Sensor Ein an dem Mähdrescher angebrachter Getreidedurchflusssensor wird verwendet, um die tatsächlich geerntete Getreidemenge zu bestimmen, während sich der Mähdrescher in Echtzeit über das Feld bewegt.
• Getreide-Feuchtigkeitssensor: Kornfeuchtesensoren sind auch in den Getreidemähdreschern integriert, die die Kapazität des Korns messen. Dies geschieht, um Schwankungen im Korn auszugleichen, die durch Umweltfaktoren wie Regen, Temperatur usw. verursacht werden.
• Geschwindigkeitssensor: Es ist wichtig, die Geschwindigkeit des Mähdreschers für genaue Ergebnisse zu messen. Dies kann entweder durch GPS-basierte Informationen oder durch einen tatsächlichen Bodengeschwindigkeitssensor, der die Geschwindigkeit aus der Radumdrehung misst, erfolgen.
• GPS-Empfänger Für die Geokodierung von Messungen, die von anderen Sensoren durchgeführt werden, ist ein GPS-Empfänger auf dem Mähdrescher angebracht, der kontinuierlich Positionen für jede durchgeführte Messung liefert.
• Ertragsmonitoranzeige: Es ist die Komponente, die im Inneren der Kabine der Erntemaschinen eingebaut ist, wo sich der Bediener/Landwirt befindet. Dieser erhält auf einem Bildschirm Echtzeit-Verarbeitungsdaten, die kontinuierlich von mehreren Sensoren generiert werden.

Was ist die Rolle der Ertragsüberwachung in der Präzisionslandwirtschaft?

Präzisionslandwirtschaft ist der Einsatz von Technologie und Daten in landwirtschaftlichen Betrieben, um die Art der Betriebsmittel, die Menge dieser Betriebsmittel und den genauen Standort auf dem Betrieb, an dem diese Betriebsmittel eingesetzt werden sollen, zu bestimmen, um Kosten zu senken, die Produktivität zu steigern und die Effizienz zu maximieren.

Obwohl Ertragsmonitore seit fast drei Jahrzehnten in der Landwirtschaft eingesetzt werden, bilden sie heute erst langsam und rasant einen wichtigen Teil von Präzisionslandwirtschaftsanwendungen.

Ertragsmonitoring wird in der Präzisionslandwirtschaft eingesetzt, da es hilft, die innerhalb eines Bestandesystems auftretende räumliche Variabilität zu identifizieren, zu messen und zu beschreiben, was genau die Grundlage des Konzepts der Präzisionslandwirtschaft bildet.

Es liefert variable Daten innerhalb eines einzigen Feldes. Diese Daten werden als Ergebnis einer komplexen Wechselwirkung zwischen mehreren Faktoren auf einem Bauernhof generiert, wie z. B. landwirtschaftlichen Managementmethoden, Umweltfaktoren und klimatischen Faktoren.

Als Ergebnis wird diese Datengrundlage zu einem entscheidenden Vorteil, wenn es darum geht, den landwirtschaftlichen Betrieb für den Einsatz anderer Präzisionslandwirtschaftswerkzeuge zu verstehen.

Es gibt jedoch einige Hindernisse bei der Verwendung dieser Daten in den übergreifenden Präzisionslandwirtschaftssystemen. Ein solch großes Hindernis ist die maximale zeitliche Variabilität der Ertragsdaten, die sowohl innerhalb desselben Vegetationszyklus als auch bei Kulturen aus verschiedenen Jahren auftritt.

Diese Variabilität lässt sich auf das komplexe Zusammenspiel mehrerer bereits erwähnter Faktoren zurückführen. Darüber hinaus kann auch der Zeitpunkt der Messungen die Ertragsdaten verändern und zu einer unvollständigen, wenn nicht gar ungenauen Darstellung der landwirtschaftlichen Produktivität führen.

Neben diesen sind fehlerhafte Kalibrierung oder Systemfehler weitere Probleme, die mit der Verwendung dieser Daten für die Präzisionslandwirtschaft verbunden sind. Daher müssen bei der Verwendung von Ertragsüberwachungsdaten für Präzisionslandwirtschaftssysteme einige Dinge sichergestellt werden:

• Seine Daten für ein einzelnes Jahr können beispielsweise nicht für Präzisionslandwirtschaftseingriffe in einem anderen Jahr verwendet werden. Daher müssen Ertragsdaten aus mehreren Jahren zur Verfügung stehen, um eine genaue und zuverlässige zeitliche Analyse zu ermöglichen, die im Feld umgesetzt werden kann.
• Darüber hinaus sollten seine Betriebs- oder Erntevorgänge im Voraus geplant und terminiert werden, um zeitliche Schwankungen zu minimieren, und sowohl die Hardware als auch die Soft-Komponenten sollten optimiert, gut kalibriert und verbessert werden.
• Schließlich haben mehrere Studien gezeigt, dass die Nutzung von Ertragsdaten, die innerhalb eines Feldes variieren, in Kombination mit Instrumenten der Präzisionslandwirtschaft ein großes Potenzial für bessere agronomische Entscheidungen bietet.

Was sind die Vorteile von Ertragsmonitoring?

Die Anwendung von Ertragsmonitoring zur Erstellung einer Ertragskarte eines landwirtschaftlichen Betriebs bietet mehrere Vorteile.

Alle Vorteile laufen jedoch darauf hinaus, dass Landwirten und Flächenmanagern wertvolle Informationen in Form von Karten zur Verfügung gestellt werden, die ihnen helfen, die Gebiete mit hoher und niedriger Produktion auf ihren Betrieben zu verstehen.

Dies ermöglicht es ihnen, das Produktionsniveau auf zahlreiche Ursachen zurückzuführen, sodass Bereiche mit geringer Produktion verbessert und Bereiche mit hoher Produktion aufrechterhalten werden können. Mit anderen Worten, diese Informationen können nützlich sein, um Entscheidungen zu treffen über:

Bodenbearbeitung: Sowohl mangelnde als auch übermäßige Bodenbearbeitung können die Produktion eines landwirtschaftlichen Betriebs reduzieren, und dies kann sich auf kleinen Flächen auf großen Betrieben ereignen, insbesondere wenn keine systematische Bodenbearbeitung durchgeführt wurde. Die Identifizierung dieser Bereiche ist entscheidend, um eine bessere Bodenbearbeitung im nächsten Zyklus zu gewährleisten.

DüngemittelempfehlungenVRFVariable Ausbringung von Düngemitteln) wird in der Regel durch die Entnahme von Bodenproben und die Boden-Datenanalyse durchgeführt. Ertragskarten können ebenfalls zur Empfehlung von Düngemaßnahmen herangezogen werden, da sie die standortspezifischen Unterschiede innerhalb eines Feldes berücksichtigen. Die besten Ergebnisse werden jedoch erzielt, wenn beide Methoden kombiniert werden.

Bewässerungsanforderungen: Einer der Hauptbestandteile der Ertragsüberwachung ist der Feuchtigkeitsgehalt. Daher sind Ertragsstatistiken ein wertvolles Hilfsmittel zur Erstellung von Bewässerungsplänen. Beispielsweise könnten geringe Produktionsbereiche in einer Ertragsstatistik aufgrund einer zu hohen oder zu niedrigen Bewässerung im aktuellen Kulturzyklus liegen. Diese Informationen sind notwendig, um das optimale Bewässerungsniveau zu ermitteln.

Fruchtfolge: Ertragsmonitoring kann Hinweise auf die geeignete Fruchtfolge im Ganzen geben. Durch Rückgriff auf Ertragsdaten, die in der Vergangenheit zu verschiedenen Zeiten des Erntezeitpunkts generiert wurden, kann der genaue Erntezeitpunkt ermittelt werden, der die höchsten Erträge erzielt.

Zusätzlich zur Erfassung von Ertragsdaten ergeben sich weitere Vorteile der Ertragskartierung, wie zum Beispiel:

• Finanzielle Vorteile: Ertrags_karten und Ertragsdaten werden zunehmend als Nachweis zur Absicherung von Finanzierungen in Form von Bankkrediten, Pacht etc. herangezogen. Damit wird der Gesamtwert der Ernte ermittelt.
• Testen neuer Produkte: Um ein neues Produkt oder eine Kulturpflanze zu testen, ermöglichen die vorherigen Ertragsübersichten den Landwirten zunächst, fundierte Entscheidungen bei der Einführung auf dem Feld zu treffen, und die anschließend erhaltene Ertragsübersicht gibt einen genauen Hinweis auf die Ergebnisse und das Potenzial der Kulturpflanze.
• Agrarwissenschaftliche Forschung: In vielen wissenschaftlichen Forschungsarbeiten, die heute auf landwirtschaftlichen Betrieben durchgeführt werden, sind Ertragskarten ein wichtiger Bestandteil des wissenschaftlichen Prozesses. Die in der Ertragskarte generierten Daten werden statistisch analysiert, um Experimente durchzuführen oder Hypothesen zu testen, die zu wissenschaftlichem Fortschritt im Bereich der Landwirtschaft führen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Ertragskartierung eines landwirtschaftlichen Betriebs dem Landwirt äußerst wertvolle Einblicke in seinen Betrieb liefert, die genutzt werden können, um fundierte und kalkulierte Entscheidungen zu treffen, um die Gesamtproduktivität, Nachhaltigkeit und Rentabilität des Betriebs auf vielfältige Weise zu steigern.

Wie bereits erwähnt, kann eine einjährige Ertragskarte einen falschen Eindruck von der tatsächlichen Beschaffenheit des Feldes vermitteln, und daher ist ein systematischer Einsatz der Ertragskartierung und des Überwachungsprozesses wichtig, der zur Erstellung einer zuverlässigen und genauen mehrjährigen Ertragskarte beiträgt.

Die so erzeugte Ertragskarte kann entweder für einen einzelnen Erntezyklus oder für mehrere Erntezyklen mit mehreren Fruchtfolgen.

Wer kann bei der Ertragskartierung helfen?

Offenbar kann die Ertragsüberwachung Landwirten helfen, besser zu wirtschaften. Diese leistungsstarken Werkzeuge oder Prozesse werden durch die Kombination von Software und Hardware aus verschiedenen technologischen Bereichen wie Geoinformatik, Sensoren, digitaler Kartografie, Internet der Dinge (IoT), Verarbeitung und Analytik gewonnen.

Während es für die Landwirte überwältigend sein mag, die Details aller Komponenten zu verstehen, können die Ergebnisse für den Endnutzer leicht visualisiert und von allen verstanden werden.

Da jedoch die erforderliche Genauigkeit sehr hoch ist, ist es wichtig, sich auf einen leistungsfähigen Dienstleister wie GeoPard zu verlassen.

GeoPard bietet eine spezielle Agrarlösung namens Yield Data, mit der Landwirte ein Feld erstellen können Managementzonen auf Karten. Sie analysiert Ihre Ertragsdaten und wandelt sie in teilflächenspezifische Applikationskarten wie VRF-Karten um.

Wie bereits erwähnt, verfügt es über eine integrierte Bodenbeprobungsplanung, die die Ergebnisse präziser macht. Mit seiner leistungsstarken Verarbeitungsfähigkeit ermöglicht Ihnen GeoPard mehrschichtige Analysen und die Visualisierung verschiedener Ertragsdatenattribute wie Feuchtigkeit, Masse, Volumen, Kraftstoffverbrauch, Geschwindigkeit und so weiter.

Eine Cloud-basierte Plattform stellt sicher, dass Ihre Daten niemals kompromittiert oder verloren gehen, was für die Durchführung mehrjähriger Ertragskartierungen Ihres Betriebs unerlässlich ist.

Häufig gestellte Fragen

1. Wie hat sich die Entwicklung der Ertragsüberwachung als vorteilhaft erwiesen?

Die Entwicklung der Ertragsüberwachung ist von Vorteil geworden, da sie Landwirten ermöglicht, fundierte Entscheidungen über die Ressourcenzuteilung für optimale Erträge zu treffen. Sie hilft bei der Bewertung der Leistung verschiedener Sorten und Managementpraktiken, was eine bessere Entscheidungsfindung erleichtert.

Es hilft auch, Bereiche mit geringer Produktivität zu identifizieren, sodass Landwirte Probleme angehen und die Gesamtleistung des Betriebs verbessern können. Darüber hinaus bietet es eine wertvolle Dokumentation für die Einhaltung von Vorschriften, die Finanzplanung und die historische Analyse.