Ernteertragsprognose mit Fernerkundungsdaten in der Präzisionslandwirtschaft

Für die Ertragsvorhersage müssen wir verstehen, wie viel Sonnenlicht Pflanzen erhalten und wie viel Wasser sie benötigen. Das Pflanzenwachstum hängt von diesen beiden Faktoren ab, aber viele andere Faktoren beeinflussen das Pflanzenwachstum, wie z. B. Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Bodentyp.

Die Menge und Qualität der weltweit produzierten Ernte ist ein wichtiger Faktor, der die Ernährungssicherheit beeinflusst. Dies ist besonders wichtig in Entwicklungsländern, wo die Landwirtschaft immer noch ein wichtiger Teil der Wirtschaft ist.

Fernerkundung Daten können verwendet werden, um die von Pflanzen empfangenen Lichtmengen abzuschätzen und somit Ernteerträge vorherzusagen. Fernerkundungsdaten sind ein leistungsstarkes Werkzeug zur Schätzung von Ernteerträgen. Sie liefern Informationen über die wachsenden Pflanzen und ihre Umgebung, die es ermöglichen, die Ernteproduktion abzuschätzen.

Fernerkundungsdaten sind eine Form der Datenanalyse in der Landwirtschaft, die zur Vorhersage von Ernteerträgen vor der Ernte eingesetzt werden kann. Dieser Artikel beleuchtet alles, was Sie über Fernerkundungsdaten wissen müssen.

Was sind Ertragsdaten in der Landwirtschaft?

Ertragsdaten sind Informationen über die Menge der von einem Landwirt oder einer Gruppe von Landwirten produzierten Ernte. Dies umfasst die Menge der pro Hektar Land geernteten Ernte. Dies kann je nach Ernte in Tonnen, Scheffeln oder einer anderen Maßeinheit gemessen werden.

Ertragsdaten sind in der Landwirtschaft wichtig, da sie Landwirten helfen können, zu bestimmen, wie viel sie in der nächsten Saison anbauen sollen. Darüber hinaus ermöglichen ihnen Ertragsdaten festzustellen, ob es Probleme mit ihren Kulturen gibt, die behoben werden müssen.

Ertragsdaten können auch verwendet werden, um den Fortschritt bei globalen Zielen zu überwachen, die von Regierungen, Nichtregierungsorganisationen und anderen Interessengruppen festgelegt wurden.

Darüber hinaus werden Ertragsdaten verwendet, um Stärken und Schwächen in landwirtschaftlichen Praktiken zu identifizieren und auf dieser Grundlage Empfehlungen auszusprechen. Ertragsdaten sind nützlich, um fundierte Entscheidungen über viele Aspekte der Landwirtschaft zu treffen, wie z. B.:

Saatgutaussaat Sorten und Hybriden anhand von Ertragsdaten auszuwählen, kann dazu beitragen, dass Felder mit den profitabelsten verfügbaren Saatgutsorten bepflanzt werden.

Schädlingsbekämpfung Durch die Überwachung des Pflanzenwachstums können Ertragsdaten Landwirten helfen zu bestimmen, wann sie einführen sollen Schädlingsbekämpfung Maßnahmen. Dies kann den Einsatz von Pestiziden reduzieren und die Gewinne steigern.

Bewässerungsplanung: Die Nutzung von Ertragsdaten ermöglicht es Landwirten, die Bewässerungsplanung zu optimieren, was zur Einsparung von Wasser und Geld bei gleichbleibend hohen Erträgen beiträgt.

Was sind Fernerkundungsdaten?

Fernerkundung ist die Wissenschaft der Informationsgewinnung über ein Objekt oder Phänomen, ohne direkten Kontakt mit dem Objekt zu haben und somit auf eine nicht-intrusive Weise. Sie wird in der Landwirtschaft zur Überwachung von Pflanzen, Böden und Feuchtigkeitsbedingungen eingesetzt.

Fernerkundung nutzt elektromagnetische Strahlung (EMRS) Emissionen wie die von Radiowellen, Mikrowellen, Infrarot, sichtbarem Licht und ultraviolettem Licht.

Fernerkundung von Nutzpflanzen ermöglicht die Messung der Wachstumsbedingungen von Nutzpflanzen im Laufe der Zeit. Sie liefert auch Informationen über den Zustand von Nutzpflanzen zu bestimmten Zeitpunkten und an bestimmten Orten. Diese Informationen können zur Schätzung der Ernteerträge und zur Vorhersage des Erntezeitpunkts verwendet werden.

Fernerkundungsdaten können zur Messung von Landnutzungsänderungen, zur Überwachung von Pflanzenwachstum und Ernteerträgen, zur Bestimmung von Bodenfeuchte und Salzgehalt, zur Ermittlung von Schädlingsbefall, zur Überwachung des Umweltschadstoffgehalts usw. verwendet werden.

Wenn Sie zum Beispiel durch ein Feld gehen und sich die Pflanzen ansehen, sammeln Sie Daten darüber. Wenn Sie mit einem Hubschrauber oder Flugzeug herumfliegen und die Pflanzen von oben betrachten, sammeln Sie Fernerkundungsdaten.

Es gibt viele verschiedene Arten von Fernerkundungstechniken und Geräten, die zur Erfassung dieser Daten verwendet werden: Satellitenbilder, Luftaufnahmen, Radarsysteme, Lidar und mehr.

Was ist Ernteertragsprognose?

Ertragsvorhersage ist der Prozess der Schätzung des potenziellen oder erwarteten Ertrags einer bestimmten Kulturpflanze für ein bestimmtes Gebiet und eine bestimmte Anbausaison.

Dabei werden verschiedene Faktoren wie Wetterbedingungen, Bodeneigenschaften, Pflanzengenetik und Bewirtschaftungspraktiken analysiert, um fundierte Vorhersagen über die wahrscheinliche Ernte zu treffen.

Es ist wichtig zu beachten, dass Ernteertragsprognosen aufgrund der Komplexität von Agrarsystemen und des Einflusses unvorhersehbarer Faktoren wie Schädlinge, Krankheiten und extreme Wetterereignisse mit Unsicherheiten behaftet sind.

Obwohl Vorhersagemodelle wertvolle Einblicke liefern, dienen sie als Werkzeug zur Unterstützung der Entscheidungsfindung und nicht als absolute Sicherheit.

Wie funktioniert das?

Die folgenden Datenquellen werden kombiniert, um eine vielfältige Gewichtung der Ertragsprognosen zu erstellen, die auf den gegenwärtigen Umständen der Anbausaison in verschiedenen Regionen basiert.

Die Datenwissenschaftler von Farmers Edge kombinieren diese Datenquellen mit den neuesten Fortschritten im maschinellen Lernen, um Ertragsprognosen zu aktualisieren, sobald eine wichtige Ertragskomponente gestört wird.

1. Vorsaisondaten

Vorlaufzeitdaten müssen korrekt sein, um die Grundlage für die Vorhersage von Ernteerträgen zu schaffen. Diese Informationen sind verfügbar, bevor die Ernte gepflanzt wird, und sie ebnen den Weg für die ersten Ertragsabschätzungen.

Daten wie der Standort eines Feldes, aktuelle und frühere Anbaukulturen, feldspezifisches Wetter Monate vor der Aussaat oder Pflanzung, Bodenuntersuchungsinformationen und -daten sowie regionale Wettertrends der letzten zehn Jahre werden kombiniert, um Einblicke zu geben, wie die Saison mit genauen Ertragszahlen zur Antizipation begonnen werden kann.

2. Saisoninterne Daten

In-Season-Daten liefern Einblicke in Variablen, die den Ernteertrag während der Vegetationsperiode beeinflussen, nachdem die Grundlage gelegt wurde.

Farmers Edge Wetterstationen auf dem Bauernhof liefern feldfokussierte Daten, die diese Datensätze durch die Bereitstellung von erwarteten und vorhergesagten Werten verbessern, die gespeichert und dann zurückgesetzt werden, wenn jeden Tag Daten eingehen, wodurch die Modelle vorangetrieben werden.

Andere saisonale Daten, wie die Ausbringung von Dünger, werden ebenfalls während der Saison berücksichtigt, ob geplant oder nicht, um Feldanalysen zu verbessern und prognostizierte Ertragswerte anzubieten.

3. Pflanzenspezifische Daten

Das weitreichende Netzwerk lokaler Agronomen von Farmers Edge kann während der Vegetationsperiode auch kulturspezifische Daten liefern.

Farmers Edge-Agronomen haben kulturspezifische Daten identifiziert, die den Ertrag während einer Wachstumsperiode beeinflussen, darunter Wassergehalt während wichtiger Wachstumsstadien oder Stunden über kritischen Temperaturen für Kulturen während ertragsbestimmenden Schlüsselperioden, für die fünf Hauptkulturen bei der Ertragsvorhersage (Mais, Raps, Linsen, Sojabohnen und Weizen).

4. Feld- und Erntebilder

Hochauflösende Satellitenbilder werden verwendet, um schnell und präzise NDVI-Werte zur Bewertung der Pflanzengesundheit auf Feldern festzulegen, sodass Forscher nach fehlerhaften Ergebnissen oder regionalen Problemen bei Feldfrüchten suchen können, die sich auf den Ertrag auswirken könnten.

Diese regionalen Trends können dazu verwendet werden, festzustellen, ob die Gebiete auf dem besten Weg sind, die Vorhersagen zu erreichen, oder ob Umweltfaktoren die Ernteertragsprognosewerte verzerrt haben.

5. Histogrammdaten

Die Ertragsprognosemodelle von Farmers Edge verwenden große Statistiken, um verschiedene Verteilungen in Feldbildern im Laufe der Zeit zu finden, was dann für ein konvolutionelles neuronales Netz Klarheit bietet, das diese Veränderungen nutzen kann, um den Ertrag über große Flächen wie die Vereinigten Staaten oder Kanada vorherzusagen, während sich die Bilder im Laufe der Zeit ändern.

Es ist nicht einfach, die Ernte vorherzusagen, bevor der Erntemaschinendurchgang über das Feld erfolgt, aber das Farmers Edge Team freut sich, den Erzeugern Ertragsabschätzungen auf der Grundlage vollständiger und genauer Statistiken liefern zu können.

Jede Datenquelle hat ein Gewicht bei der Vorhersage des Ernteertrags, das sich je nach Modellparameter ändern kann.

Wie kann man den Ernteertrag mit Präzisionstechnologien steigern?

Landwirte haben seit Generationen über die Steigerung der landwirtschaftlichen Erträge debattiert und daran gearbeitet. Einige der entdeckten Methoden waren wirksam, andere unwirksam.

Zusätzlich zu den unschätzbaren Erfahrungen früherer Generationen von Landwirten kann die Landwirtschaft nun auch von modernen wissenschaftlichen und technologischen Fortschritten profitieren.

Schauen wir uns die gängigsten Methoden für Landwirte an, um die Erträge zu steigern, und wie frühere Erfahrungen und neue Technologien genutzt werden können, um die landwirtschaftliche Produktivität zu steigern.

1. Richtige Bewässerung

Landwirte, die ihren durchschnittlichen Ernteertrag pro Hektar auf ihren Höfen steigern wollen, benötigen ein gut durchdachtes Bewässerungssystem. Die richtige Wassermenge für die Pflanzen hat direkten Einfluss auf deren Entwicklung und damit auf die landwirtschaftlichen Erträge.

Wettervorhersagen sind entscheidend für die effektive Bewässerung von Agrarflächen. Hyperlokale Wettervorhersagen sind dank heutiger Technologien, darunter maßgeschneiderte Programme und Software für Landwirte, möglich.

Es macht Präzisionsbewässerung möglich, indem sie es den Landwirten ermöglicht, sich im Voraus vorzubereiten und die Bewässerung ihrer Ernten so genau und effizient wie möglich zu planen.

2. Bodenuntersuchung und ihre Qualität

Einer der wichtigsten Faktoren, die die Ernteerträge beeinflussen, ist die Bodenqualität oder -fruchtbarkeit. Abgesehen von der landwirtschaftlichen Produktion hat die Bodenqualität einen Einfluss darauf, wie viel es einen Landwirt kostet, eine bestimmte Pflanze anzubauen, da einige von ihnen spezifische Verhältnisse bestimmter Elemente im Boden erfordern, wie z. B. mineralische Partikel, organische Substanz, Wasser und Luft.

Landwirte müssen regelmäßig die Bodenbedingungen auf ihren Flächen überwachen, um höhere landwirtschaftliche Erträge zu erzielen. Fruchtwechsel ist eine der effektivsten Methoden, um unter anderem den Boden gesund zu halten.

Fruchtfolge auf einer bestimmten Ackerfläche vermeidet Bodenerschöpfung und unterbricht Insektenzyklen, was zu höheren landwirtschaftlichen Erträgen und folglich zu einer höheren durchschnittlichen Ernte pro Hektar führt.

3. Qualität der Samen

Die Qualität der Saat, die von den Landwirten zur Aussaat ihrer Felder verwendet wird, hat Einfluss auf die landwirtschaftliche Produktion. Daher wird den Landwirten geraten, auf ihren Ackerflächen nur zertifiziertes Saatgut auszusälen, das alle notwendigen Qualitätskontrollen durchlaufen hat, um die landwirtschaftlichen Erträge zu steigern.

Zertifizierte Samen mögen teurer sein als unzertifizierte, aber das Ergebnis wird es wert sein, denn die Samenqualität ist eines der wichtigsten Elemente, die die Ernteproduktivität beeinflussen.

Abgesehen davon ist die Verwendung von hochwertigem Saatgut eine der umweltfreundlichsten Methoden zur Steigerung der Ernteerträge. Ein Landwirt kann die Qualität bestimmter Samen prüfen, indem er sich an ein einschlägiges Saatgutunternehmen wendet und bei Bedarf maßgeschneiderte Versuche auf einem bestimmten Stück Land arrangiert.

Abgesehen davon ist es entscheidend zu verstehen, dass die Saatgutqualität nicht permanent oder unbeeinflusst ist. Vom Moment der Aussaat in die Erde an benötigen Samenkörner Schutz. Eine der Strategien zur Saatgutbehandlung, die dazu eingesetzt wird, ist die Saatgutbeizung.

Es ist die Technik, Samenkörner mit externen Materialien zu umhüllen, um ihre Eigenschaften (Gewicht, Größe) zu verbessern und/oder sie mit aktiven Chemikalien (Mikronährstoffe, mikrobielle Impfstoffe, Wachstumsregulatoren usw.) zu versehen, um sie vor Pflanzenkrankheiten zu schützen und ihr Wachstum zu fördern.

4. Kluge Düngung

Düngemittel sind dafür konzipiert, verschiedene Bodentypen zu nähren, das Pflanzenwachstum zu fördern und die Erträge zu steigern, ihr Einsatz sollte jedoch ausgewogen und maßvoll erfolgen. Eine übermäßige Düngung kann schwerwiegende Auswirkungen auf die Bodenqualität und damit auf die landwirtschaftliche Produktivität haben.

Verschiedene Bereiche eines Feldes benötigen möglicherweise unterschiedliche Düngemengen, daher ist der beste Ansatz, Dünger selektiv und je nach Bedarf der verschiedenen Feldzonen einzusetzen. Dieser präzise Ansatz bei der Felddüngung erhält den Boden gesund, was zu höheren durchschnittlichen Erträgen pro Hektar führt.

A Pflanzenüberwachungssoftware ist eine der Technologieoptionen in diesem Kontext. Es enthält ein Feldzonierungswerkzeug, das landwirtschaftliche Flächen anhand von Satellitenaufnahmen in 2-7 Zonen unterteilt und Bereiche identifiziert, die mehr Aufmerksamkeit als andere erfordern.

Landwirte setzen Präzisionstechnologie häufig als eine der umweltfreundlichsten Methoden zur Steigerung ein.

5. Pflanzenschutzmaßnahmen

Landwirte, die die Erträge steigern wollen, müssen sich während des gesamten Wachstums bis zum Ende der Vegetationsperiode um ihre Pflanzen kümmern. Landwirte verwenden je nach Situation eine Vielzahl von Verbindungen, um den Einfluss von Unkräutern, Schädlingen und Krankheiten auf die Ernteproduktivität zu verringern.

Herbizide, Insektizide, Sikkative, Pflanzenwachstumsregulatoren, Fungizide, Adjuvantien und andere Chemikalien sind gängige Beispiele. Der Pflanzenschutz kann auf verschiedene Weise erfolgen. Unkraut-/Schädlingsbekämpfung und Krankheitsbekämpfung bei Pflanzen sind zwei der wichtigsten.

6. Krankheitsvorbeugung und -management bei Pflanzen

Pflanzenkrankheiten stellen eine weitere erhebliche Gefahr für die landwirtschaftliche Leistung eines Züchters dar. Landwirte können eine Vielzahl von Methoden zur Vorbeugung und Bekämpfung von Pflanzenkrankheiten anwenden, wie z. B. die Auswahl krankheitsresistenter oder krankheitstoleranter Sorten, die Behandlung von Saatgut mit Fungiziden und die Anwendung von Pestiziden und ähnlichen Substanzen auf wachsende Pflanzen, je nach Art der auf einem Feld anzubauenden Pflanzen.

Landwirte sollten besondere Aufmerksamkeit darauf legen, wann sie diese oder jene Taktik einsetzen, um die größtmögliche Wirkung zu erzielen. Es ist wichtig zu bedenken, dass der rechtzeitige Pflanzenschutz entscheidend für den Ertrag pro Hektar ist – je früher ein Problem erkannt wird, desto schneller und einfacher lässt es sich lösen und desto weniger Hektar Felder werden betroffen sein.

7. Unkraut- und Schädlingsbekämpfung

Während der Vegetationsperiode sind die größten Herausforderungen für Landwirte Unkrautbekämpfung und Schädlingsmanagement. Allein ein einziges Unkraut kann über 10 Millionen Unkrautsamen produzieren, die, wenn sie nicht umgehend bekämpft werden, die Erträge auf einem bestimmten Feld erheblich reduzieren und jahrelang Probleme verursachen können. Agrarier müssen auch ganzheitlich auf Schädlingsbefall reagieren.

Landwirte müssen jederzeit bereit sein, umgehend auf Schädlingsbefall zu reagieren, da Schädlinge hochgradig anpassungsfähige und sich schnell vermehrende Organismen sind, die die Ernte auf bestimmten landwirtschaftlichen Flächen gefährden könnten.

Die Vorhersage des Ernteertrags ist für Landwirte von großer Bedeutung, da sie sich direkt auf ihre Gewinnspanne auswirkt. Wenn ein Landwirt weiß, welchen Ertrag er von seinem Land erwarten kann, kann er seine Feldfrüchte entsprechend planen und seine Gewinnspanne erhöhen. Deshalb ist es wichtig, den Ernteertrag genau vorherzusagen, bevor eine bestimmte Frucht auf einem bestimmten Stück Land gepflanzt wird.

Es ist seit jeher ein wichtiges Thema in der Agronomie. Es ist entscheidend für die Ernährungssicherheit, insbesondere in Zeiten von Dürren, Überschwemmungen oder anderen Naturkatastrophen.

Ernteertragsprognosen werden auch von Landwirten genutzt, um Entscheidungen darüber zu treffen, wann Kulturen gepflanzt und geerntet werden sollen, basierend auf Bodenfeuchtigkeit, Schädlingsbefall und anderen Faktoren wie Wetterbedingungen und Düngemittelbedarf.

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Häufig gestellte Fragen

1. Wie steigern Landwirte ihren Ernteertrag?

Landwirte steigern den Ernteertrag durch Bodenmanagement, effiziente Bewässerung, Fruchtfolge sowie Schädlings- und Unkrautbekämpfung. Diese Praktiken optimieren die Bodenfruchtbarkeit, Wasserverfügbarkeit und minimieren Schädlinge und Krankheiten, was zu einer höheren Ernteproduktivität führt.

2. Wie berechnet man den Ernteertrag pro Hektar/Flurstück?

Es kann durch verschiedene Methoden und Faktoren gemessen werden. Ein gängiger Ansatz ist die körperliche Ernte einer repräsentativen Stichprobe der Ernte aus einem bestimmten Gebiet und deren Wägung. Dieses Gewicht wird dann hochgerechnet, um den Gesamtertrag des gesamten Feldes oder Hofes zu schätzen.

Beispielsweise, wenn die Probe 100 Kilogramm wiegt und die Fläche 2 Hektar beträgt, wäre der Ernteertrag pro Hektar 50 Kilogramm.

Darüber hinaus können fortschrittliche Technologien wie Fernerkundung und Satellitenbilder zur Bewertung der Pflanzengesundheit, Vegetationsindizes und Biomasse eingesetzt werden, was wertvolle Einblicke liefert.

Weitere Faktoren wie Kornqualität, -größe und Marktwert werden ebenfalls bei der Messung berücksichtigt. Wenn die Probe beispielsweise 100 Kilogramm wiegt und die Fläche 2 Hektar beträgt, beträgt der Ertrag pro Hektar 50 Kilogramm.

3. Wie schätzen Sie den Ernteertrag vor der Ernte ab?

Die Schätzung des Ernteertrags vor der Ernte kann durch eine Kombination von Methoden erfolgen.

Ein Ansatz ist die Verwendung von pflanzenspezifischen Wachstumsmodellen, die Faktoren wie Pflanzdatum, Wetterbedingungen und Pflanzen­gesundheit berücksichtigen, um den potenziellen Ertrag vorherzusagen.

Eine weitere Methode ist der Einsatz von Fernerkundungstechniken, wie Satellitenbildern oder Drohnen, zur Beurteilung der Pflanzenvitalität und Biomasse.

4. Welches landwirtschaftliche System liefert gesündere Körner?

Bio-Anbausysteme werden oft mit gesünderem Getreide in Verbindung gebracht. Im ökologischen Landbau wird auf den Einsatz von synthetischen Pestiziden, Herbiziden und gentechnisch veränderten Organismen (GVOs) verzichtet. Stattdessen setzen Bio-Bauern auf natürliche Dünger, Fruchtfolgen und biologische Schädlingsbekämpfungsmethoden.

Diese Praktiken tragen zur Produktion von Getreide bei, das frei von chemischen Rückständen ist, potenziell höhere Mengen an essentiellen Nährstoffen enthält und geringere Mengen an Pestizidkontamination aufweist.

Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die spezifischen gesundheitlichen Vorteile von Getreide je nach Faktoren wie Bodenqualität, Sortenvielfalt und Nacherntebehandlung variieren können.

5. Wie steigern Pestizide den Ernteertrag?

Pestizide können ihn steigern, indem sie Pflanzen vor verschiedenen Schädlingen, Krankheiten und Unkräutern schützen. Sie helfen bei der Bekämpfung oder Eliminierung schädlicher Insekten, Pilze, Bakterien und anderer Organismen, die Nutzpflanzen schädigen oder vernichten können.

Durch die Reduzierung der Auswirkungen von Schädlingen ermöglichen Pestizide es Pflanzen, kräftiger zu wachsen, Nährstoffe effizient zu nutzen und mehr Ressourcen für produktives Wachstum bereitzustellen.