Bei partizipativen Sortenversuchen auf landwirtschaftlichen Betrieben besteht aufgrund des Mangels an Platz, Zeit und Ausrüstung der ökologischen Ackerbauern in der Regel keine Möglichkeit, ein randomisiertes, vollständiges Blockdesign zur Erhebung verwertbarer wissenschaftlicher Ergebnisse aufzusetzen.
Lösung
Wir testeten Multikopter mit RGB- und NIR-Kameras, um die Heterogenität der Felder und den Gesundheitszustand der Pflanzen zu beurteilen, Erträge vorherzusagen und stickstoffeffiziente Sorten innerhalb und zwischen landwirtschaftlichen Forschungsstandorten zu identifizieren. Unsere Fernerkundungsinstrumente wurden von 2014 bis 2016 auf konventionellen kleinen Parzellen von Stickstoffbehandlungsversuchen getestet und erfolgreich validiert. Um die Ergebnisse der Fernerkundung vergleichen zu können, wurden Standard-Probenahmemethoden angewendet.
Beschreibung
Einerseits konnten durch die Analyse von Fernerkundungsbildern Unkrautbefall, Feldheterogenität und NDVI-Werte/Pixel (ca. 1 cm pro Pixel) bestimmt werden. In einigen Fällen entdeckten wir sogar bisher unbekannte unterirdische Feldobjekte (z. B. ein Entwässerungssystem aus den 70er Jahren).
Andererseits korrelierten die NDVI-Daten nicht mit den Ergebnissen der herkömmlichen Probenahme (SPAD-Werte und Ertragsschätzungen), wahrscheinlich weil der Multikopter 100 % der großen Parzellenfläche abdeckte, während die Probenahme nur Daten von bestimmten Punkten lieferte (50 SPAD-Punkte/Parzelle und drei Ertragsprobenquadrate/Parzelle). Wir können daher davon ausgehen, dass Fernerkundung bei Sortenversuchen auf großen Parzellen wesentlich präzisere Ergebnisse liefern kann als herkömmliche Probenahmemethoden. Weitere Tests sind erforderlich, um diese Annahme zu beweisen.
Praktische Empfehlungen
• Ein Multikopter mit einer RGB- und NIR-Kamera wurde auf vier Bio-Farm-Forschungsstandorten in Ungarn getestet. Es wurden Parzellen im Farmmaßstab (ca. 120 m2 pro Sorte) mit 8 bis 15 Winterweizensorten pro Farm eingerichtet. • Die Datenerfassung erfolgte zur Blütezeit/Anthese an einem sonnigen Tag zwischen 11 und 13 Uhr (Sonnenstand, Wind und Wolken können die Bildaufnahme stark beeinflussen).
• Die Validierung der Bodendaten (Chlorophyllmessungen (SPAD) von 50 zufällig ausgewählten Fahnenblättern/Parzelle), die Phytopathologie und die Unkrautbekämpfung erfolgten gleichzeitig mit der Bildaufnahme (<1 cm Auflösung).
• Zur quantitativen und qualitativen Ertragsschätzung wurden bei der Ernte 3 x 1 m2 große Ertragsprobenquadrate pro Parzelle entnommen.
• Die Anzahl der Validierungsproben (SPAD, Quadrate) war höchstwahrscheinlich zu gering, um die Feldheterogenität richtig zu bewerten und die Ergebnisse der Fernerkundung (NDVI-Normalized Difference Vegetation Index) zu validieren.
ÖMKi - Hungarian Research Institute of Organic Agriculture
Miklós tér 1, Budapest 1033, Hungary
Phone +3612448358, info@biokutatas.hu, www.biokutatas.hu
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