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Koordinierendes Institut

Multi-Bodensensorik für eine präzisere, umweltfreundlichere Bodenbewirtschaftung

Beispiel für Boden-pH-Kartierungen mit verschiedener räumlicher Auflösung

Böden und Bodenfruchtbarkeit sind räumlich und zeitlich variabel. Deutliche Bodenunterschiede können auch innerhalb eines Schlages, in Abständen von weniger als 100 m auftreten. Diese Variabilität ist natürlicherweise und durch den Einfluss des Menschen entstanden und wirkt sich auf den Ertrag und die Qualität der angebauten Nutzpflanzen aus. Bislang werden Bodenunterschiede innerhalb eines Schlages bei der Bodenbearbeitung und Düngung kaum berücksichtigt. Durch ortsspezifisch angepasste Bewirtschaftung könnten die eingesetzten Ressourcen (Dünger, Kraftstoff) jedoch besser genutzt werden. Aufgrund der hohen Kosten der aktuellen Standardmethoden der Bodenuntersuchung ist es den Landwirten jedoch nicht möglich, ausreichend genaue Bodenkarten zu erstellen. Daher arbeiten wir an neuen Methoden um Bodenparameter schnell und kostengünstig zu erfassen und daraus präzise Karten für die angepasste Bodenbearbeitung und Düngung abzuleiten.

Kombination von Bodensensoren

Zusammen mit Prof. Eckart Kramer  von der "Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde" (HNEE) setzen wir eine neue Multi-Sensor-Plattform zur Bodenkartierung ein. Das System besteht aus Komponenten der Firma Veris technologies und wurde von uns weiterentwickelt. Neben einem Geoelektrik-Sensor enthält es ein pH-Meter und ein Spektrometer. In Kooperation mit der HNEE wird untersucht, ob und wie mehrere landwirtschaftlich relevante Bodenparameter gleichzeitig erfasst werden können. Der Geoelektrik-Sensor soll vor allem Unterschiede in der Bodentextur (Korngrößenverteilung) messen. Das pH-Meter bestimmt mit dem pH-Wert einen der wichtigsten bodenchemischen Parameter. Mit dem Spektrometer wird das vom Boden reflektierte Licht im sichtbaren und nah-infraroten Bereich in verschiedenen Wellenlängenbereichen untersucht (Vis, NIR). Dadurch können viele weitere Parameter erfasst werden, insbesondere der Humusgehalt aber auch Phosphor und Stickstoff. Die Auswertung der mit dem Boden-Spektrometer erfassten Daten ist allerdings schwierig und ist daher Gegenstand unserer aktuellen Forschungsarbeit. Weiterhin arbeiten wir an neuen Algorithmen zur Integration von Daten verschiedener Sensoren. Ebenso untersuchen wir die Eignung neuer Sensoren wie z.B. Terahertz Systeme.

Video zur Arbeitsweise der Veris Multi-Sensor-Plattform

Kontakt: Robin Gebbers

 

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