Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Herbizide werden in der Regel ganzfl\u00e4chig und teilweise mehrmals pro Jahr ohne Ber\u00fccksichtigung der r\u00e4umlichen Variabilit\u00e4t in der Unkrautverteilung auf landwirtschaftlichen Nutzfl\u00e4chen ausgebracht. In einigen Feldversuchen mit Getreide, Zuckerr\u00fcben und Mais zur teilschlagspezifischen Unkrautkontrolle konnten etwa 50% der Herbizide eingespart werden, indem zun\u00e4chst eine Karte der Unkrautverteilung erstellt und anschlie\u00dfend \u00fcber DGPS Herbizide nur im Bereich der Unkrautnester appliziert wurden. Ziel dieses Projektes ist die automatische Unkrauterfassung im Feld mit Hilfe der digitalen Bildanalysetechnik und die gleichzeitige zielgenaue Ausbringung von Herbiziden \u00fcber eine elektronisch gesteuerte Pflanzenschutzspritze.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas Projektziel der Entwicklung eines Echtzeit-Verfahrens zur bildanalytischen Unkrauterkennung und gleichzeitiger Herbizidapplikation soll in drei Teilschritten erreicht werden. In der ersten Projektphase wird von Thecon und der Universit\u00e4t Bonn die Bildaufnahmetechnik mit digitalen CCD-Shutter Kameras und einem mobilen Bildverarbeitungsrechner entwickelt und an einer RAU-Pflanzenschutzspritze installiert. Zus\u00e4tzlich werden Softwareprogramme zur wissensbasierten Unkrauterkennung im Echtzeitbetrieb erstellt. In der zweiten Projektphase wird von Thecon die Aufnahmetechnik den Anforderungen in den Kulturpflanzen Getreide, Raps, Zuckerr\u00fcben und Mais hinsichtlich der vorkommenden Leitunkr\u00e4uter und der Gr\u00f6\u00dfe und dem Grad der \u00dcberlappung der Pflanzen angepasst und von der Universit\u00e4t Bonn Bek\u00e4mpfungsschwellen und Entscheidungsalgorithmen f\u00fcr die Unkrautkontrolle in Echtzeit erarbeitet und im Feldeinsatz erprobt. In der dritten Projektphase wird das System zur Online-Erkennung von Unkr\u00e4u-tern mit einer DGPS-gesteuerten Mehrkammerspritze mit drei getrennten Fl\u00fcssigkeitskreisl\u00e4ufen zur Variation der Herbizidmischung im Feld auf mehreren Praxisschl\u00e4gen eingesetzt und das Verfahren hinsichtlich des \u00f6kologischen und \u00f6konomischen Nutzens bewertet. Gleichzeitig wird von allen Projektpartnern eine Strategie zur Umsetzung dieser Technik in die landwirtschaftliche Praxis entwickelt.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
In dem Projekt zur Kamera-gesteuerten Unkrautkontrolle in Echtzeit wurde eine neue Kameratechnik entwickelt, mit der Unkr\u00e4uter in den Kulturpflanzen Mais, Zuckerr\u00fcbe, Winterweizen, Wintergerste und Sommergerste online erfasst und \u00fcber eine Software zur wissensbasierten Objekterkennung automa-tisch erkannt werden. Die Kamera verkn\u00fcpft zwei spektrale Kan\u00e4le im roten und nah-infraroten Spektrum. Die Belichtungszeit der Kamera wird automatisch geregelt. Drei dieser Bispektralkameras wurden auf einem Tr\u00e4gerfahrzeug montiert und die Bilder wurden automatisch \u00fcber ein differentielles GPS georeferenziert. Die Qualit\u00e4t der Bilder zeigt eine deutliche Verbesserung zur bisherigen Bildanalysetechnik im Pflanzenbau; St\u00f6rungen durch Bodenreflexionen, Steine und Mulch konnten beseitigt werden, bzw. treten nicht mehr auf.
\nDie Software zur Bildauswertung extrahiert die Konturen der Pflanzen und ermittelt geometrische Formmerkmale sowie Fourierdeskriptoren des Konturverlaufs. Es wurde eine umfangreiche Wissensbasis f\u00fcr zahlreiche Unkrautarten in allen untersuchten Kulturpflanzen angelegt. Unkr\u00e4uter k\u00f6nnen damit automatisch und wissensbasiert mit hoher Genauigkeit erkannt werden.
\nAus den klassifizierten Bilddaten wurden mit einer eigens erstellten Software Applikationskarten f\u00fcr die Unkrautbek\u00e4mpfung (Herbizidausbringung) erstellt. Nach der Bestimmung der Schadensschwellen sind diese Daten die Grundlage f\u00fcr Applikationskarten. Die beiden Softwareprogramme zur Bildaufnahme und Bildauswertung laufen \u00fcber ein Doppelrechnersystem gleichzeitig auf dem Bordrechner des Fahrzeugs.
\nUm die Unkr\u00e4uter unmittelbar nach der Bildauswertung anhand einer Applikationskarte gezielt bek\u00e4mp-fen zu k\u00f6nnen, wurde eine Dreikammerspritze mit 21 m Arbeitsbreite, Teilbreitenschaltung (3m) und GPS-Anschlu\u00df entwickelt. Diese erm\u00f6glicht durch drei separate Fl\u00fcssigkeitskreisl\u00e4ufe die zeitgleiche Ausbringung von bis zu drei verschiedenen Herbizidl\u00f6sungen. Die Applikationskarte wird \u00fcber eine zentrale Steuerung umgesetzt. Dabei ist es durch das automatische An- und Ausschalten von Teilbreiten m\u00f6glich, die passende Herbizidmischung der lokalen Verunkrautung anzupassen.
\nDieses Verfahren zur pr\u00e4zisen Unkrautbek\u00e4mpfung wurde in den Jahren 2000 bis 2004 auf zahlreichen landwirtschaftlichen Fl\u00e4chen in Mais, Zuckerr\u00fcbe, Winterweizen, Wintergerste und Sommergerste erprobt. Es konnten Herbizide im Umfang von durchschnittlich ca. 50% eingespart werden. Die untersuchten Fl\u00e4chen zeigten in den Jahren nach teilschlagspezifischer Unkrautbek\u00e4mpfung keine h\u00f6here Unkrautdichte.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die aus dem Projekt hervorgegangenen Entwicklungen und Ergebnisse wurden auf zahlreichen Fachtagungen, Messen und Ausstellungen pr\u00e4sentiert.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die technische Umsetzung des Verfahrens zur teilschlagspezifischen Unkrautkontrolle mit einem Kamerasystem zur Unkrauterkennung in Echtzeit, die automatische Erstellung von Applikationskarten anhand von Schadensschwellen und die DGPS-gesteuerte Ausbringung von Herbiziden mit einer Mehrkammerspritze mit drei getrennten Fl\u00fcssigkeitskreisl\u00e4ufen zur Variation der Herbizidmischung w\u00e4hrend der Fahrt ist gelungen.
\nEs konnte in zahlreichen Feldversuchen mit Getreide, Mais und Zuckerr\u00fcbe bewiesen werden, dass mit dieser Technik Herbizide in gro\u00dfem Umfang (ca. 50 %) eingespart werden k\u00f6nnen, ohne dass dies zu einem Anstieg der Unkrautdichte in den Folgejahren f\u00fchrte. Die landwirtschaftliche Praxis hat diese Technik erfolgreich erprobt. In zahlreichen Pressemitteilungen (ca. 50) wurde sehr positiv \u00fcber die zuk\u00fcnftige Technik zur Unkrautkontrolle berichtet.
\nGemeinsam mit den Projektpartner wird zur Zeit das erste System f\u00fcr einen landwirtschaftlichen Betrieb gebaut. Somit ist eine Umsetzung in die landwirtschaftliche Praxis gelungen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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