Bodenkartierung als Instrument der landwirtschaftlichen Bewirtschaftung

Die Bodenkartierung ist ein unverzichtbares Instrument, um den Untergrund zu verstehen. Sie liefert wichtige Informationen für die Landnutzungsplanung, den Bodenschutz und die landwirtschaftliche Bewirtschaftung. Sie hilft uns, die physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften des Bodens zu verstehen und ermöglicht uns, fundierte Entscheidungen über Landnutzung und -bewirtschaftung zu treffen.

Die derzeitigen Methoden der Lebensmittelproduktion sind alles andere als nachhaltig. Intensive Anbaumethoden und der weitverbreitete Einsatz von Chemikalien führen zur Auslaugung unserer Böden und zur Verseuchung unserer Gewässer. Darüber hinaus ist die Landwirtschaft für einen Großteil unseres Wasserverbrauchs verantwortlich; die Weltbank schätzt, dass weltweit 701,3 Tonnen des gesamten Süßwasserverbrauchs auf die Landwirtschaft entfallen.

Berichte des Water Scarcity Clock des World Data Lab zeigen, dass weltweit rund 2,3 Milliarden Menschen unter Wasserknappheit leiden, und dieser Trend beschleunigt sich. Verschärft wird die Lage durch die globale Erwärmung, die in vielen Ländern Dürre verursacht und den Wasserbedarf erhöht hat, insbesondere in Europa, wo es im vergangenen Jahr zu außergewöhnlichen Hitzewellen kam.

Die Ziele für nachhaltige Entwicklung erfordern eine umweltfreundliche Landwirtschaft, die gleichzeitig bestmögliche Erträge liefert. Um eine nachhaltige Landwirtschaft mit präziser Dosierung, Ort und Zeitpunkt der Betriebsmittel zu fördern, sind detaillierte Informationen über das Bodenprofil und seine geografische Verteilung notwendig. Insbesondere genaue und aktuelle Daten zur Bodenbeschaffenheit ermöglichen ein besseres und effektiveres Fruchtbarkeitsmanagement und steigern so die Ernteproduktivität und Nachhaltigkeit.

Was ist Bodenkartierung?

Die Bodenkartierung ist ein Verfahren, das die systematische Beobachtung und Erfassung von Bodentypen und deren Verteilung in einem bestimmten Gebiet umfasst. Sie hat mehrere wichtige Anwendungsbereiche. Sie hilft Landwirten, fundierte Entscheidungen hinsichtlich der Fruchtwahl, Düngung und Bewässerung zu treffen.

Sie unterstützt außerdem Landmanager bei der Entwicklung von Strategien zur Bodenerhaltung und -wiederherstellung. Bodenkarten werden auch von Ingenieuren und Baufachleuten genutzt, um Gebäude, Straßen und andere Infrastrukturprojekte so zu planen, dass sie mit den örtlichen Bodenverhältnissen kompatibel sind.

Böden erbringen wichtige Ökosystemleistungen wie Wasserfilterung, Hochwasserschutz, Wachstumsmedium für Pflanzen und Lebensraum für Bodenorganismen. Die Landwirtschaft bedeckt rund 38 Prozent der eisfreien Fläche der Erde, wobei Ackerland etwa 12 Prozent und Weideland etwa 26 Prozent ausmacht.

Bodeninformationen sind daher für ein langfristiges Bodenmanagement unerlässlich. Das Bodenprofil und seine räumliche Verteilung sind zwei entscheidende Faktoren für eine nachhaltige Landwirtschaft, die präzise Inputmengen, räumliche Abläufe und Zeitvorgaben erfordert.

Bei digitalen Bodenkarten (DSM) geht es um die Entwicklung eines numerischen oder statistischen Modells, das den Zusammenhang zwischen Umweltvariablen und Bodeneigenschaften beschreibt und anschließend auf eine geografische Datenquelle angewendet wird, um eine Vorhersagekarte zu erstellen.

Die in den letzten Jahrzehnten entwickelten Geocomputational-Technologien haben DSM ermöglicht. GeoPard-Technologien beispielsweise nutzen moderne Geoinformationswissenschaft, digitale Geländemodellierung, Fernerkundung und Fuzzy-Logik, um extrem präzise 3D-Bodenkartierungskarten zu erstellen.

Eine der größten Herausforderungen bei der Bodenkartierung ist die Variabilität der Bodentypen innerhalb eines bestimmten Gebiets. Die Bodeneigenschaften können aufgrund von Unterschieden in Topographie, Vegetationsbedeckung und Landnutzungsgeschichte auf kurzen Distanzen stark variieren. Um diese Herausforderung zu bewältigen, verwenden Bodenkundler statistische Verfahren zur Interpolation zwischen Probenahmepunkten und erstellen so eine kontinuierliche Karte der Bodentypen.

Bodenkartierung als Instrument der landwirtschaftlichen Bewirtschaftung

GeoPard 3D-Bodenkarten Landwirtschaftliche Betriebe können von einer vereinfachten und digitalisierten Bodenbewirtschaftung profitieren. Sie können die Bodeneigenschaften unter der Oberfläche über ein großes Gebiet hinweg erfassen, anstatt sich nur auf bestimmte Standorte zu beschränken.

Dieses Verständnis ermöglicht es Landwirten, die geeigneten Behandlungsmethoden anzuwenden. Es kann ihnen helfen, die Bodenfruchtbarkeit und damit die Erträge zu steigern und gleichzeitig den Wasser- und Düngemittelverbrauch zu minimieren.

Wie helfen 3D-Bodenkarten Landwirten und Agrarunternehmen?

In der sogenannten Präzisionslandwirtschaft, die modernste Technologien einsetzt, um präzise Informationen über den Zustand des Bodens, das Wetter und die Pflanzen zu gewinnen, ist dies gängige Praxis geworden. Landwirte profitieren davon auf folgende Weise:

• Zusammensetzung des Bodens. Es ist entscheidend zu verstehen, welche Bodenelemente vorhanden sind, um festzustellen, welche Nutzpflanzen oder Sorten für die jeweiligen Parzellen am besten geeignet sind.
• CheckHumidity. Es ist entscheidend, die Bodenfeuchtigkeit in den einzelnen Anbauflächen zu kennen. Dies ermöglicht eine bessere Bewässerungssteuerung. Diese Überprüfung erfolgt üblicherweise mithilfe von Bodentemperaturkarten.
• Bodenbeschaffenheit. Die Kenntnis der Bodenbeschaffenheit ermöglicht es den Landwirten, zu bestimmen, welche Düngemittel sie zu einem bestimmten Zeitpunkt und an einem bestimmten Ort einsetzen können.
• pH-Wert und Leitfähigkeit. Es ist entscheidend, Bodenvariablen wie pH-Wert und Leitfähigkeit zu bestimmen, um Düngemittel und andere Nährstoffe besser auswählen zu können.
• Fruchtbarkeit. Zu wissen, welche Fruchtbarkeit von einem Grundstück zu erwarten ist, ist unerlässlich, um die besten Anbauzeiten für Nutzpflanzen auszuwählen.

Auswirkungen der Bodenkartierung auf die landwirtschaftliche Produktivität

Zunächst einmal lernen Landwirte, wie bereits erwähnt, etwas über die Bodenfruchtbarkeit und -produktion, indem sie sich die Höhenlage, die Nährstoffverfügbarkeit am Hang, den Gehalt an organischer Substanz und den pH-Wert des Bodens ihres Landes visualisieren.

Nicht nur Landwirte, sondern auch politische Entscheidungsträger, Forscher und Techniker würden direkt von diesen Karten profitieren, da politische Entscheidungsträger je nach Bodenqualität für bestimmte Standorte geeignete Maßnahmen ergreifen und Techniker effektive Technologien anwenden können.

Die Regierung kann die Karten nutzen, um effizientere Managemententscheidungen hinsichtlich Düngemittelimport, -verteilung und -empfehlung, einschließlich Mischdüngern, zu treffen. Sie unterstützen die Auswahl geeigneter Nutzpflanzen und die Entwicklung von Beratungsprogrammen zur Verbesserung der Bodengesundheit und Steigerung der landwirtschaftlichen Erträge bei gleichzeitigem Schutz des Bodens vor Degradation.

Die Landwirtschaft und andere Branchen benötigen zunehmend Informationen über den Boden. So müssen beispielsweise Verantwortliche für die Gartenbauentwicklung ermitteln, wie viel Land in ihrem Besitz für den Obstanbau geeignet ist, wo diese Flächen liegen, ob sie weitläufig oder konzentriert sind usw.

Der Wirtschaftssektor kann die gewonnenen Bodeninformationen nutzen, um dynamische und benutzerfreundliche mobile Apps zu erstellen, die Landwirten im Rahmen kommerzieller Agrarberatungsdienste Bodenqualitäten, düngemittelbezogene Informationen und andere Informationen liefern.

Diese Bodenkarten werden nicht nur helfen, die Ernteerträge zu steigern, aber auch der Nährwert dieser Nutzpflanzen, der dazu beitragen wird, Probleme der öffentlichen Gesundheit wie etwa Nährstoffmängel in der amerikanischen Bevölkerung anzugehen.

Wie man mithilfe von Bodenkarten Daten sammelt

Zur Gewinnung von Informationen über den Boden auf verschiedenen Ebenen können verschiedene Strategien eingesetzt werden. Traditionell wurden Bodenuntersuchungen mit offenen Erdgruben durchgeführt, heute stehen uns jedoch weitaus ausgefeiltere Instrumente zur Verfügung.

Dies sind die wichtigsten:

• Elektrische und elektromagnetische Sensoren. Eine der gängigsten Methoden zur Bodenkartierung ist die Bestimmung der elektrischen und elektromagnetischen Eigenschaften des Bodens. Diese Werte helfen uns, seine Zusammensetzung sowie eine Reihe weiterer nützlicher Informationen zu verstehen. Früher wurden solche Kartierungen mit Geräten durchgeführt, die am Boden eingesetzt wurden, beispielsweise mit einem Traktor, der mit einem Messgerät zur Erfassung dieser elektrischen Werte ausgestattet war.
• Optische Sensoren. In diesem Fall kommen Geräte zum Einsatz, die Farbveränderungen im Boden erkennen und anhand dieser Informationen dessen Eigenschaften interpretieren können. Drohnen werden bei diesen Untersuchungen zunehmend verwendet. Sie können aus geeigneter Höhe äußerst präzise Fotos des Bodens aufnehmen.
• Mechanische Sensoren. Eine gängige Methode zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Grundstücks besteht darin, Geräte zu verwenden, die, wenn sie am Boden befestigt werden, es ermöglichen, die Arten der darin enthaltenen Materialien und deren Dichten zu ermitteln.
• Elektrochemische Sensoren. Diese Instrumente können das Vorhandensein von Kalium, Nitraten und anderen Elementen sowie deren elektrische Eigenschaften nachweisen.

Die Steigerung der landwirtschaftlichen Produktivität dank Bodenkartierung

Klima, Bodenbeschaffenheit und der Einsatz von Produktionsmitteln beeinflussen die landwirtschaftliche Produktivität und Ertragsmenge. Düngemittel, Bewässerung, Saatgut, Insektizide und die Fähigkeiten der Landwirte wirken sich allesamt auf den landwirtschaftlichen Ertrag aus.

Präzisionslandwirtschaft ist eine neue Strategie im landwirtschaftlichen Management, bei der Landwirte Daten sammeln und analysieren, um Betriebsmittel und Anbaumethoden für optimale Ergebnisse zu optimieren.

Diese Informationen dienen dann als Grundlage für Entscheidungen darüber, welche Nutzpflanzen angebaut und wann und wo Dünger, Pflanzenschutzmittel oder Wasser ausgebracht werden. Dadurch können Landwirte ihren Ressourceneinsatz optimieren und ihre begrenzten Mittel bestmöglich nutzen.

Unsere 3D-Bodenkarten könnten für alle in der Landwirtschaft Tätigen nützlich sein. Die Endnutzer sind jedoch die Landwirte selbst, die dadurch Zeit und Geld sparen und gleichzeitig immer strengere Umweltauflagen erfüllen können.

Auch landwirtschaftliche Betriebe profitieren, da sie ihren Zeitaufwand für die Bodenpflege um mehr als 801 TP3T reduzieren können. Die Bodenbearbeitung erfolgt derzeit hauptsächlich von Hand, was sehr zeitaufwändig ist.

Verwendung GeoPard-Technologien, Viele Arbeitsaufgaben können aus der Ferne erledigt oder automatisiert werden. Der Benutzer muss nicht mehr vor Ort Daten sammeln. Bodenproben und werden ins Labor geschickt. Dadurch entfallen sowohl die vorbereitenden Planungsschritte als auch die damit verbundenen Verwaltungskosten.

Dies ermöglicht es Landwirten, die Anzahl manueller Arbeitsschritte und damit den Zeitaufwand zu reduzieren. Unsere Methode unterscheidet sich in mehrfacher Hinsicht: Wir versuchen nicht, bestehende Prozesse und Verfahren zu verbessern. Vielmehr wollen wir mit neuartigen Ansätzen ein veraltetes System grundlegend überdenken.

Häufig gestellte Fragen

1. Welchen Nutzen hat eine Höhenlinienkarte für einen Landwirt?

Eine Höhenlinienkarte ist ein wertvolles Hilfsmittel für Landwirte, da sie die Form und Höhe des Geländes visuell darstellt. Mithilfe von Höhenlinien, die Punkte gleicher Höhe verbinden, können Landwirte das Gefälle und die Entwässerungsmuster ihrer Felder erkennen.

Diese Informationen helfen bei der Planung und Umsetzung effektiver Boden- und Wassermanagementpraktiken, wie z. B. Konturpflügen, Terrassierung und Installation von Entwässerungssystemen.

Höhenlinienkarten helfen auch dabei, Bodenerosion zu verhindern, die Bewässerung zu optimieren und die Ernteerträge zu maximieren, indem sie das Verständnis der topographischen Merkmale des Geländes ermöglichen.

2. Welcher der folgenden Gründe ist kein üblicher Grund für die Verwendung von Bodenkarten?

Sie werden häufig für verschiedene Zwecke eingesetzt, darunter Agrarplanung, Landmanagement und Umweltverträglichkeitsprüfungen. Allerdings werden sie in der Regel nicht verwendet, um die Wetterbedingungen in einem bestimmten Gebiet zu bestimmen.

Stattdessen liefern sie wertvolle Informationen über Bodentypen, Fruchtbarkeitsgrade, Entwässerungseigenschaften und Nährstoffverteilung, die es den Landwirten ermöglichen, fundierte Entscheidungen zu treffen.

Durch das Verständnis der räumlichen Variabilität der Bodeneigenschaften können die Beteiligten die Landnutzung optimieren und die Umweltauswirkungen minimieren.

3. Was versteht man unter Bodenproduktivität?

Die Bodenproduktivität beschreibt die Fähigkeit des Bodens, Pflanzenwachstum zu fördern und essenzielle Nährstoffe für gesunde Nutzpflanzen bereitzustellen. Sie ist ein Maß für die Fähigkeit des Bodens, hohe Erträge zu ermöglichen und das gewünschte Niveau der landwirtschaftlichen Produktion langfristig aufrechtzuerhalten. 

4. Wer nutzt Bodenkarten?

Sie werden von einer Vielzahl von Einzelpersonen und Organisationen genutzt, die in den Bereichen Landwirtschaft, Landmanagement und Umweltplanung tätig sind. Landwirte und Agronomen verwenden sie, um fundierte Entscheidungen über die Wahl der Nutzpflanzen, die Düngung und die Bewässerung zu treffen.

Raumplaner und Bauträger nutzen sie, um die Eignung von Land für verschiedene Zwecke zu bestimmen, beispielsweise für den Bau von Infrastruktur oder den Schutz von Naturgebieten. Umweltwissenschaftler und Forscher verwenden sie, um Bodeneigenschaften und deren Auswirkungen auf Ökosysteme zu untersuchen.

Darüber hinaus nutzen Regierungsbehörden und politische Entscheidungsträger Karten für die Landnutzungsplanung und Naturschutzmaßnahmen.

5. Welches Hangelement eignet sich für die Landwirtschaft?

Sanfte Hänge gelten aufgrund ihrer günstigen Eigenschaften im Allgemeinen als gut für die Landwirtschaft geeignet. Sie gewährleisten eine ausreichende Entwässerung, minimieren das Erosionsrisiko und ermöglichen eine effektive Wasserversickerung.

Sie erleichtern zudem den Maschineneinsatz und verringern das Risiko der Bodenverdichtung. Sanfte Hänge bieten ein Gleichgewicht zwischen ausreichender Wasserspeicherung und guter Wasserableitung und eignen sich daher für verschiedene landwirtschaftliche Praktiken und den Pflanzenanbau.

6. Was versteht man unter Bodenmanagement?

Unter Bodenmanagement versteht man die Praktiken und Techniken, die eingesetzt werden, um die Qualität und Produktivität des Bodens für landwirtschaftliche Zwecke zu erhalten und zu verbessern.

Dazu gehören Strategien wie Bodenuntersuchungen, Nährstoffmanagement, Erosionsschutz, Bewässerungsmanagement und Fruchtfolge. Ziel des Bodenmanagements ist die Optimierung von Bodengesundheit, Fruchtbarkeit, Struktur und Feuchtigkeitsgehalt, um eine nachhaltige und produktive Landwirtschaft zu fördern.

Durch die Anwendung geeigneter Bodenbewirtschaftungsmethoden können Landwirte das Pflanzenwachstum fördern, die Bodendegradation minimieren und die langfristige Produktivität ihrer Böden schützen.