Neue Maßstäbe im Baumwollstickstoff-Management setzen

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Von FluroSat & MicaSense

Durch den Einsatz hochentwickelter multispektraler Daten des MicaSense RedEdge und der Fernerkundungstechniken gewinnt eine wichtige baumwollerzeugende Region in Australien einen Erstanbietervorteil, indem sie die Erträge um 20 % verbessert und die Düngemittelkosten um 30 – 35 % senkt.

Baumwollerzeuger in der australischen Region Gwydir / Namoi suchen ständig nach Möglichkeiten, wie sie Innovationen schaffen können, um hohe Erträge beizubehalten und gleichzeitig die Wasser- und Nährstoffkosten zu senken. Da Stickstoff sowohl ein wichtiger Input-Kostenfaktor als auch eine entscheidende Determinante für die Ertragsleistung ist, konzentriert sich ein Großteil dieser Innovation darauf, zu einem möglichst frühen Zeitpunkt die genaue Menge des zu applizierenden Stickstoffs zu kennen, die zum bestmöglichen Ertrag führt.

Während der Vegetationsperiode 2017/18 sind die führenden Agronomen und Erzeuger der Region, darunter Auscott (ein Geschäftsbereich von J.G. Boswell), Landmark und McGregor Gourlay, eine Partnerschaft mit FluroSat eingegangen, einem australischen Startup-Unternehmen für Pflanzengesundheitsprüfungen, für die Erprobung der Fernerkundungsanalyse von über 14.000 Hektar an Baumwolle, die auf 71 bewässerten und unbewässerten Farmen angebaut wird.

Mit einem mit dem MicaSense RedEdge ausgestatteten UAV flog FluroSat in den kritischen Wachstumsphasen über die Farmen. Der RedEdge-Sensor wurde gewählt, weil er die rote Kante einschließt, was als Reaktion auf Änderungen der Pflanzenfeuchtigkeit weniger volatil ist als das nahe Infrarot, was dann zu einer genaueren Erfassung und Messung von Chlorophyll führt.

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Die gesammelten Daten wurden dann kalibriert, indem Gewebeproben in jedem Feld in Abstimmung mit jedem RedEdge-Flug durchgeführt wurden. Die kalibrierten Karten reduzieren den Bedarf an Gewebeproben für die restliche und die darauffolgende Saison und machen sie sogar überflüssig.

Die aus dem Luftbild erzeugte kalibrierte Stickstoffkarte zeigt Konzentrationsbereiche (links) und hinreichende Bereiche (rechts)

Die aus dem Luftbild erzeugte kalibrierte Stickstoffkarte zeigt Konzentrationsbereiche (links) und hinreichende Bereiche (rechts)

Unter Verwendung der FluroSat-Analyseplattform wurde die Analyse dann in Karten präsentiert, die die Stickstoffkonzentration der Pflanze und ihre hinreichenden Konzentrationen zu verschiedenen Zeitpunkten der Jahreszeit aufzeigen. Diese Werte können über das Feld gemittelt oder auf einzelne Reihen beschränkt werden, um verschiedene Wachstumsstrategien oder Varietäten zu testen. Ähnliche Stickstoffwerte werden automatisch in Verwaltungszonen zusammengefasst, die für die VR-Anwendung (Variable Rate) verwendet werden können.

Die Agronomen in der Studie verwendeten die FluroSat-Plattform auch, um die Stickstoffkarten gegen andere Ebenen wie NDVI und Wasserstress zu analysieren, um ein umfassenderes Bild der Faktoren zu erhalten, die zur aktuellen Stickstoffaufnahme beitragen. Die Erkenntnisse, die sie mit FluroSat und RedEdge gewinnen, führten zu aktuelleren und präziseren Empfehlungen für die Düngung von Pflanzen. So konnte sichergestellt werden, dass Stickstoff nur dort eingesetzt wird, wo er den Ertrag positiv beeinflusst und die Düngemittelkosten um durchschnittlich 30 bis 35 % reduziert. Am Ende der Saison wurden die Ertragsdaten aus mehreren überwachten Feldern mit der Analyse von FluroSat verglichen, was bereits Mitte Dezember einen guten Korrelationskoeffizienten im Bereich von 0,4 bis 0,5 zeigte.

Fazit

Die Verbesserung des Stickstoffmanagements ist ein entscheidender Faktor, um die ohnehin beeindruckende Produktivität Australiens auf ein noch höheres Niveau zu bringen. Die Art der gezielten Stickstoffanalyse, die in dieser Studie durchgeführt wurde, kann effektiver sein als der üblicherweise verwendete NDVI-Index, da sie über die bloße Korrelation von Stickstoff mit der Pflanzenbiomasse hinausgeht, indem alle Änderungen herausgefiltert werden, die nicht mit Stickstoff zusammenhängen, die während der Saison nützlich sind, unabhängig von der Sättigung, was zu einer genauen und zuverlässigen Quantifizierung der Stickstoff-Eignung des Pflanzenmaterials führt. Durch die Anwendung der mit RedEdge und FluroSat gewonnenen Erkenntnisse können Erzeuger nun früher und präziser eingreifen, um den durchschnittlichen Ertrag in ihren Feldern um 20 % zu steigern.


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