Das robuste und zuverlässige METOS^® Wetterstationen werden seit Jahrzehnten weltweit von vielen Wein-, Apfel- und Gemüsebauern genutzt.

Wenn eine Bewässerung erforderlich ist, empfiehlt Pessl Instruments auch die Installation von Bodenfeuchtesensoren, die unter dem Produkt METOS^® Markenname, um Wasser und Kosten zu sparen. METOS^® Die Hardware wird mit einer Softwarelösung zur Datenüberwachung und Entscheidungsfindung geliefert. Feldklima.

In diesem Artikel möchten wir Ihnen ein neues Add-on von Fieldclimate vorstellen, das Farmview. Mit Farmview bieten wir unseren Nutzern die Möglichkeit, Felder und Anbauflächen zu verwalten, Evapotranspirationsmodelle zu berechnen, anstehende Wasserbelastungen zu sehen und Bewässerungen für eine bestimmte Kultur in bestimmten Grenzen zu verwalten. Darüber hinaus können Sie mit FarmView die Auswirkungen der Bewässerung, des Wetters und der Bodenfeuchtigkeit mit Hilfe von stationären und virtuellen Stationen sowie Satellitendaten verfolgen.

Schwerpunkt auf Widgets und Mapping

In FarmView setzen wir auf Übersichts-Widgets und Mapping-Widgets, mit denen Sie Ihre Felder anzeigen, filtern und sortieren können. Wir sind davon überzeugt, dass solche Werkzeuge die Entscheidungsunterstützung benutzerfreundlicher machen. Nachdem Sie Ihren Betrieb, Ihr Feld, Ihre Anbauzone und deren Grenzen definiert haben, erhalten Sie eine Übersichtsseite mit allen Anbauzonen/Feldern und ihren grundlegenden Merkmalen. Von hier aus können Sie ganz einfach Kulturzonen aktualisieren oder löschen, sie filtern und sehen, welche aktiv sind und welche nicht.

Abbildung 1. Beispiel für die FarmView-Verwaltungsseite.

Das Wassernutzungs-Widget zeigt Ihnen den aktuellen Wasserstand auf Ihren Feldern an. Dieser kann modelliert oder gemessen werden, je nachdem, welche Sensoren Sie auf Ihrem Feld installiert oder welche virtuellen Stationen Sie erworben haben. Das Widget bietet auch die Möglichkeit, Felder, die Ihrer Aufmerksamkeit bedürfen, zu priorisieren. Die zugehörige Karte zeigt die Werte im Raum an.

Abbildung 2. Beispiel für das FarmView-Widget, das die Summe der Bodenfeuchte in mm anzeigt, und das Kartierungs-Widget, das die relative PAW anzeigt.

Überwachen Sie den Wasserverbrauch der Pflanzen und treffen Sie detaillierte Bewässerungsentscheidungen

Unabhängig davon, welche Sensoren Sie installiert oder welche virtuellen Stationen Sie erworben haben, kann FarmView Ihre Fragen zum Wasserverbrauch der Pflanzen beantworten. Mit dem FarmView Irrimet-Modul können Sie die Feuchtigkeit mit Hilfe Ihrer METOS-Regen- und Evapotranspirationssensoren oder virtuellen Sensoren unter Verwendung eines einfachen Wasserbilanzmodells modellieren. Mit den Bodenfeuchte-Tools in FarmView messen Sie das tatsächliche Wasser mit Hilfe Ihres Bodenfeuchtesensors. Alle Ergebnisse können in mm Wasser oder % pflanzenverfügbares Wasser ( PAW) angezeigt werden. Anhand der mm-Angabe können Sie das tatsächliche Wasserdefizit erkennen und so leicht entscheiden, wie viel Wasser für die Bewässerung benötigt wird.

Wenn Sie sich für den Kauf von Bodenfeuchtesensoren mit mehreren Tiefen entscheiden, bietet FarmView eine zusätzliche Option, um jede Tiefe separat zu analysieren, wiederum in % oder mm. Ein weiterer Vorteil von Bodenfeuchtesensoren ist, dass Sie die für Ihre Kultur in einem bestimmten Wachstumsstadium relevanten Tiefen zusammenfassen können (Abbildung 3).

Der Algorithmus für den Wasserhaushalt verwendet die auf Penman-Montheith basierende Evapotranspiration. Die Algorithmen sind transparent und in der Software-Hilfe gut beschrieben und Video-Tutorials.

Abbildung 3. Die Bodenfeuchte von Sensoren in mehreren Tiefen (unten) und die Summe der Bodenfeuchte (oben) sind für verschiedene Stufen der Wurzeltiefe dargestellt.

Indem Sie die oben genannten Werkzeuge mit Ihrer Erfahrung kombinieren, entscheiden Sie über den Zeitpunkt und die Menge der Bewässerung entsprechend dem jeweiligen Stadium der Kultur. FarmView begleitet Sie sogar noch weiter - bei der Eingabe und Speicherung der Bewässerungsmengen. Ein google-ähnlicher Kalender bietet Eingabefunktionen für Sprinkler-, Pivot-, Flut- sowie Tropftechniken. Diese werden dann sofort bei der Berechnung des Wasserverbrauchs der Kulturen berücksichtigt.

Abbildung 4. Irrimet-Kalender, der die Eingabe von regelmäßigen oder einmaligen Bewässerungsereignissen ermöglicht.

Auskundschaften mit Satellit

Um die Funktionen von FarmView weiter zu verbessern, haben wir beschlossen, Satellitendaten mit Sinergse Sentinel-Hub-Dienste. Wir haben mit weltweit verfügbaren optischen Sentinel-2-Daten begonnen und sind in der Lage, je nach künftigem Bedarf auch hochauflösende Daten (z. B. Planet Lab) oder Mikrowellendaten zur Überwachung der Bodenfeuchtigkeit hinzuzufügen.

Der große Vorteil der Sentinel-2-Satellitendaten ist nicht nur, wie oft angepriesen, die hohe räumliche Auflösung, sondern auch die hohe Wiederholrate. In einigen Gebieten der Welt werden die Bilder jeden dritten Tag aufgenommen. Wenn wir diese Informationen zusammen mit aktuellen und historischen Daten von METOS-Stationen (z. B. akkumulierte Wachstumsgradtage (AcGDD) oder Niederschlag) verwenden, können wir Ihnen KI-basierte Schätzungen der Erntestadien liefern, die für die Überwachung des Wasserverbrauchs von Pflanzen erforderlich sind (wie im vorherigen Kapitel beschrieben). Umgekehrt können wir die Art der Witterungsbedingungen während der verschiedenen Anbauphasen beurteilen, ob ausreichende GDDs erreicht wurden oder wie das Wetter die Biomasse in verschiedenen Jahren beeinflusst haben könnte.

Abbildung 5. Beispiel für die Biomasse-Zeitreihe über einem Maisfeld im Jahr 2020 (oberes Diagramm) zusammen mit der Wasserbilanzierung (Mitte) und den akkumulierten Wachstumsgradtagen und Niederschlägen, die mit den verschiedenen Erntestadien überlagert sind (unten). Es wird erwartet, dass Mais guter Qualität LAI-Werte von bis zu 6 erreicht.

Anschließend werden die optischen und mittleren Infrarotdaten von Sentinel-2 vom Anfang der Saison bei der Probenahme für unsere Ernährungssensoren - Mobilab - sowie für den Vegetationssensor - Dualex - verwendet.

Ein weiterer großer Vorteil der Sentinel-2-Daten ist ihre hohe räumliche Auflösung von 10 m, die es ermöglicht, Biomassekarten zu betrachten, Bewirtschaftungs- oder Anwendungskarten zu erstellen und nicht zuletzt die Auswirkungen extremer Wetterereignisse (z. B. Frost, Hagel, Sturm) oder der Topografie zu erkennen (Abbildung 6). Es ist ratsam, den Status der Biomasse vor jedem Eingriff zu überprüfen, sei es beim Spritzen, bei der Bewässerung oder bei der Ernte, und auch einige Tage danach. Die dichten Zeitreihen in weiten Regionen der Welt ermöglichen es Ihnen, die Auswirkungen innerhalb von weniger als einer Woche zu untersuchen und frühzeitig zu handeln. Wenn Sie beispielsweise feststellen, dass die Aussaat auf einem großen Teil eines Feldes aufgrund von Temperatur- oder Feuchtigkeitsstress fehlgeschlagen ist, können Sie eine erneute Aussaat veranlassen. Eine weitere
Ein Beispiel dafür ist ein Fehler in der Bewässerungstechnik auf einem schwer zugänglichen Feld, der innerhalb weniger Tage als Anomalie im per Satellit überwachten Vegetationswachstum erkannt werden kann.

Abbildung 6. Ein Maisfeld in Zentralbrasilien, Ende März und Anfang April 2020. Der Rückgang der Biomasse im nordwestlichen Teil des Feldes ist auf einen erodierten Hügel zurückzuführen. Die Streifen spiegeln Terrassen wider, die angelegt wurden, um den Wasserverlust zu verhindern.

SCHLUSSFOLGERUNG und Ausblick

Der FarmView-Dienst von Fieldclimate kombiniert die vorhandene METOS®-Hardware und -Software mit Satellitendaten, um Ihnen ein komplexes Überwachungssystem für Ihre Felder in Raum und Zeit zu liefern. FarmView bietet Ihnen eine Reihe von intelligenten Tools und Widgets, mit denen Sie Ihre Felder nach den erforderlichen Maßnahmen für Aussaat, Spritzen, Düngung, Ernte oder andere Managementstrategien sortieren können.

In diesem Artikel haben wir FarmView-Module für die Überwachung des Wasserverbrauchs von Pflanzen - Irrimet und Bodenfeuchte - und Produkte auf der Grundlage von Sentinel-2-Satellitendaten vorgestellt. Unsere nächsten Ziele sind die Bereitstellung von Outputs in Form von Kartierungswidgets mit farbigen Schemata und die Bereitstellung von Sentinel-2-Boden- und Vegetationsprobenkarten. Die nächsten FarmView-Module werden im Jahr 2021 eingeführt und werden Krankheitsüberwachung, Nährstoffkartierung und Tracker-basierte Produkte umfassen.