Inhalt: Pflanzenschutz- und Düngetechnik optimieren
Wie effizient Pflanzenschutzmittel (PSM) ausgebracht werden, hängt entschieden von der Anwendungstechnik ab. Darum erforscht das JKI technische Ansätze, um PSM einzusparen, unerwünschte Nebenwirkungen auf die Umwelt zu verringern und Gesundheitsrisiken für Anwender und Umstehende zu reduzieren.
Neben dem Pflanzenschutz forscht das JKI auch an weitere technischen Lösungen für den Präzisionsackerbau. Das Erfassen und Auswerten großer Datenmengen ermöglichen dabei eine bedarfsgerechtere und ressourcenschonende Flächenbewirtschaftung.
Pflanzenschutzgeräte weiterentwickeln
PSM einzusparen hat mehrere Vorteile: Es senkt u.a. die Betriebsmittelkosten für den Landwirt und verringert das Risiko der Umweltbelastung. Das gilt unabhängig davon, ob die Schaderreger mit chemisch-synthetischen Pflanzenschutzmitteln oder mit natürlichen Präparaten wie Kupfer oder Schwefel bekämpft werden. Das JKI-Fachinstitut für Anwendungstechnik im Pflanzenschutz verfolgt verschiedene Ansätze, um PSM in der Praxis einzusparen.
Automatische Teilbreitenabschaltungen
Hier wird die PSM-Applikation mit GPS-gestützten Ortsdaten verknüpft. Das Gerät merkt sich, welche Flächen bereits befahren wurden und vermeidet so Doppelbehandlungen.
Zudem erleichtert die Technik dem Landwirt das Einhalten von Gewässerschutz-Vorgaben: Gesetzlich geforderte Abstände zu Gräben und anderen Saumbereichen einzuhalten, ist mit der GPS-Steuerung einfacher.
Das JKI bewertet solche Systeme mit Hilfe eigens dafür entwickelter Prüfverfahren.
Teilflächenspezifische Anwendungen
Pflanzenschutzmittel lassen sich einsparen, indem sie nicht auf der gesamten Fläche angewendet werden. Unkräuter beispielsweise sind auf den Ackerflächen zumeist ungleichmäßig verteilt, zeigen jedoch über die Jahre stabile Verteilungsmuster. Mit entsprechender Sensor- und Gerätesteuerungstechnik können Herbizidbehandlungen gezielt auf Flächen beschränkt werden, wo tatsächlich Schadschwellen überschritten werden. In Obstanlagen wiederum werden Fungizide nur dort gesprüht, wo Bäume stehen und Blattwerk vorhanden ist. Am JKI entwickeln wir daher die dafür notwendigen Bilderkennungs- und -analysesysteme.
Forschung zu Precision Farming
Precision Farming ist das kleinteilige Bewirtschaften landwirtschaftlicher Nutzflächen. Die Maschinen und Geräte verwenden zur Positionsbestimmung innerhalb eines Feldes in der Regel digitale Karten, sensorgesteuerte Navigationssysteme und GPS-Empfänger sowie spezielle Ausrüstungen, um Betriebsmittel nur auf Teilflächen auszubringen. So kann der Präzisionsackerbau z.B. die Unterschiede des Bodens, seiner Ertragsfähigkeit oder des Schaderregerbefalls innerhalb eines Feldes berücksichtigen und die Bewirtschaftungsmaßnahmen bedarfsgerecht anpassen.
Das JKI forscht im Rahmen des Precision Farming Verfahrens insbesondere an Möglichkeiten, den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln zu reduzieren. Darüber hinaus befassen wir uns mit bedarfsgerechter Düngung, Ertragsabschätzung oder der Bestimmung der Fruchtbarkeit und Funktionalität landwirtschaftlicher Böden.
Direkteinspeisung von Pflanzenschutzmitteln
Um Feldüberfahrten einzusparen, werden bisher üblicherweise Tankmischungen mit mehreren PSM eingesetzt,. Mit solchen Mischungen lassen sich allerdings einzelne Wirkstoffe nicht teilflächenspezifisch ausbringen. Die Direkteinspeisung macht dies möglich, da hier die Pflanzenschutzmittel erst kurz vor der Applikation dosiert in den Wasserstrom der Pflanzenschutzspritze eingeleitet werden. Zudem verbleibt bei diesen Systemen weniger Spritzflüssigkeit im Tank, die aufwendig entsorgt werden muss.
Die Entwicklung praxistauglicher Geräte ist anspruchsvoll. Das JKI unterstützt die Hersteller mit wissenschaftlichen Erkenntnissen und stellt sicher, dass alle Anforderungen an Dosierung, Reaktionszeit, Reinigung und Restmengenentsorgung erfüllt werden.
Bedarfsgerecht düngen
Auch der Düngebedarf auf dem Feld kann teilflächenspezifisch erfasst werden. Optische Sensoren an landwirtschaftlichen Maschinen sammeln während der Überfahrt über den Acker Messdaten, aus denen der Düngemittelbedarf abgeleitet wird. Das JKI erprobt unter anderem die technischen Voraussetzungen für sparsame Online-Verfahren, bei denen der benötigte Dünger sofort ausgebracht und Offline-Verfahren, bei denen bei einer zweiten Überfahrt gedüngt wird.
Spot-Farming: Unser Konzept erweitert das Precision Farming um einen neuen Blick auf den Pflanzenbau: Im Zentrum der Bewirtschaftung kleinteiliger Flächen – Spots - steht die einzelne Pflanze. Sie soll: optimal versorgt werden, möglichst gut zum Standort passen und durch die umgebende Kulturlandschaft bestmöglich geschützt sein.
Abhängig von den Umweltbedingungen eines Standortes kann das zum Beispiel dazu führen, dass auf einem Schlag unterschiedliche Kulturen angebaut sowie Saat und Pflege angepasst werden. Das JKI forscht insbesondere an den digitalen Technologien, mit denen dieses Konzept auf dem Feld umgesetzt werden kann.
Der Ansatz wurde 2022 mit dem Agrifuture-Concept-Preis der DLG ausgezeichnet. S. a. Interview mit JKI-Fachinstitutsleiter Prof. Dr. Jens Karl Wegener .
Prüfung von Anwendungstechnik im Pflanzenschutz | Fokus: Abdrift minimieren
Als Teil unserer behördlichen Aufgaben bietet das JKI Herstellern von Pflanzenschutztechnik freiwillige Prüfungen ihrer Gerätetechnik im Rahmen der gesetzlichen Vorgaben an. Sind die Geräte von uns anerkannt, bescheinigen wir auch Eigenschaften, die über die gesetzlich geforderten Mindeststandards hinausgehen. Unser Fokus liegt hier auf Abdrift-mindernden Düsen und PSM-sparenden Eigenschaften.