Erfassung von Daten zur Ermittlung des Bodenzustandes


#1

Der Zustand des landwirtschaftlich genutzten Bodens tritt immer mehr in den Fokus. Monokulturen und der massive Einsatz von Maschinen hinterlassen mehr und mehr ihre buchstäblichen Spuren. Um mit der Ressource Boden schonend umzugehen und ggf. erforderliche Maßnahmen ergreifen zu können, werden Daten zur Beschreibung des Bodenzustands benötigt. Idealerweise liegen diese Daten in Echtzeit vor, damit der Bodennutzer ohne größeren Zeitverzug reagieren kann.

Hier sehe ich in erster Linie die Einsatzmöglichkeit von Sensoren in einem LoRa Netzwerk.

Der Landwirt setzt kostengünstige und lange unabhängig arbeitende (Batteriebetrieb) Sensoren (Messnägel) ein. Diese werden in dem für den Landwirten interessanten Bereich in ausreichender Anzahl (Annahme 9 Sensoren auf 1 ha) verteilt. Die Sensoren übertragen ihre Daten an entsprechende Gateway. Aufgrund der hohen Reichweite des LoRaWAN Systems werden vermutlich wenige Gateway im Einzugsbereich ausreichen. Der Landwirt kann die Daten über ein einfaches Webfrontend am heimischen PC oder mit einem mobilen Gerät abrufen. Dabei ist es auch möglich, die Daten bereits im Hintergrund aufzubereiten (ggf. mit anderen frei verfügbaren Daten zu kombinieren) und in einen Kontext zu stellen.

Mir schwebt da eine Sensorkombination vor, die neben den recht einfach zu erfassenden Boden- und Umgebungsluftparametern Temperatur und Feuchtigkeit (Bodenphysik) auch noch weitere Parameter aus der Bodenchemie erfasst.
Denkbar wären hier :

pH Wert
Nitrat Wert
Leitwert

Natürlich ist der Einsatz kostengünstiger Sensoren (was kann mit einfachen Mitteln und elektronisch auswertbar gemessen werden) wichtig. Die Anforderungen an den Sensor müssen auch niedrig sein, d.h. keine aufwendigen Kalibriervorgänge u.a… Die große Anzahl von Sensoren sowie eine auf Interpolation angelegte Auswertung der einzelnen Messpunkte zu einer Übersicht in Kombination mit externen Daten soll den Bodennutzer sensibilisieren und eine erste Reaktion erzeugen. Im Anschluß werden weitere Messungen und Folgemaßnahmen erforderlich sein.

…Ideen dazu?


#2

Hört sich sehr spannend an. Ist ein wichtiges und aktuelles Thema. Die Frage die sich mir stellt ist die Verteilung von Messnägeln auf einer bewirtschafteten Fläche. Wenn der Pflug kommt sind die Nägel im Weg.

Es gibt wohl momentan Ansätze Messungen von Leitfähigkeit zum Beispiel mittels einer Messwalze zu erfassen. Der notwendige Düngemittel Einsatz kann zum Beispiel an Hand des Blattgrün der Pflanze während des Dünger ausbringens direkt berechnet werden und so während der Fahrt an den Anhänger übermittelt werden.

Ertragsmessungen (Qualität und Quantität) werden heute schon bei einigen modernen Mähdreschern eingesetzt so das man schon bei der Ernte Quadratmeter genau die Daten erhält.

Ich finde die Langzeitmessung mit wenigen Sensoren im/am bewirtschafteten Raum aber trotzdem sinnvoll.
Die so gewonnenen Daten sollten dem Landwirt dann in einer privaten Cloud mittels eines GIS Servers aufbereitet werden.

Die Dokumentation aller arbeiten auf den Feldern und im Stall benötigen einen Großteil der Arbeitszeit eines Landwirts, hier können Kosten relativ einfach eingespart werden. Die digitale Dokumentation hilft dann auch bei der Subventionierung durch EU Förderungen


#3

Moin.

Ideen dazu? Klar!

Allerdings habe ich ein paar grundsätzliche Gedanken zu so einem Projekt.

Wäre es nicht sinnvoll eine Handvoll Landwirte zu befragen welche Voraussetzungen für das Projekt von nöten sind? Was wünscht sich der Nutzer?

Welche Messwerte/Informationen sind für den landwirtschaftlichen Betrieb nötig? Welche Bedingungen sind erforderlich um den Vorgaben von Ämtern und Behörden gerecht zu werden?
Ich habe die böse Befürchtung das, um Fördergelder zu bekommen, geeichte/kalibrierte Messsonden und zertifizierte, manipulationssichere Software gefordert ist.

Zu den aufgelisteten Messwerten würde mir noch UV und Niederschlagsmenge einfallen.
Vielleicht ist der Einsatz von Blitzdetektoren eine gute Sache um herannahende Unwetter zu verfolgen um geeignete Maßnahmen ergreifen zu können.
In dem Zusammenhang kommen wir dann zu Windgeschwindigkeit, Richtung, Luftdruck, Temperatur, Taupunkt usw., also allgemein Umwelt.- und Wetterdaten.

Gruß