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pte20220114015 Umwelt/Energie, Produkte/Innovationen

Flugzeugsensor verrät Bauern Stickstoffgehalt

Neues Hyperspektral-System der University of Illinois scannt Felder beim Überfliegen in Rekordzeit


Felder: Sensoren ermitteln den korrekten Stickstoffbedarf (Foto: illinois.edu)
Felder: Sensoren ermitteln den korrekten Stickstoffbedarf (Foto: illinois.edu)

Urbana-Champaign (pte015/14.01.2022/11:30) -

Forscher der University of Illinois http://illinois.edu haben einen Hyperspektral-Sensor entwickelt, der unter einem Flugzeug montiert ist und Landwirten verrät, wie viel Stickstoffdünger sie auf ihre Felder ausbringen müssen, um optimale Erträge zu erreichen und Überdüngung zu verhindern. Während das menschliche Auge die Grundfarben Grün, Rot und Blau und deren Mischfarben sieht, zeichnen Hyperspektral-Sensoren Daten von 20 bis 250 unterschiedlichen Kanälen auf, die von Wellenlängen im UV-Bereich bis zum langwelligen Infrarot reichen.

Pro Hektar ein paar Sekunden reichen

Eingesetzt über Feldern, auf denen Pflanzen wachsen, kann der Sensor anhand des reflektierten Lichts Infos darüber geben, ob Blätter und anderes Grünzeug mit ausreichend viel Stickstoff versorgt sind oder nachgedüngt werden müssen. "Stickstoffmessungen auf Feldern sind sehr zeit- und arbeitsintensiv. Pro Hektar brauchen wir nur ein paar Sekunden", sagt Assistenzprofessor Sheng Wang. Das System biete auch eine viel höhere spektrale und räumliche Auflösung als Satellitenbilder, die ebenfalls mit Hyperspektral-Sensoren aufgenommen werden.

"Unser Ansatz schließt eine Lücke zwischen Feldmessungen und Satelliten und bietet einen kostengünstigen und hochgenauen Ansatz für das Stickstoff-Management von Nutzpflanzen in einer umweltgerechten Präzisionslandwirtschaft", fügt Wang hinzu. Das Flugzeug, das mit einem Sensor ausgestattet war, der Wellenlängen im sichtbaren und nahen IR-Spektrum (400 bis 2400 Nanometer) erfasste, flog während der Vegetationsperiode 2019 dreimal über ein Experimentierfeld in Illinois. Parallel dazu bestimmten die Agrarforscher den Stickstoffgehalt der Pflanzen, indem sie Proben nahmen, die sie im Labor auswerteten. Die Luftmessung erreichte 85 Prozent der Werte aus dem Labor.

Bald präzise Infos aus dem Weltraum

Wang glaubt, dass die Erfahrungen, die sein Team mit der flugzeuggestützten Messmethode macht, auf die Satellitenüberwachung von Ernten anwendbar sind. Die US-Raumfahrtbehörde NASA http://nasa.gov und andere Organisationen planen bereits neue Missionen mit Satelliten, die mit hochauflösenden Hyperspektral-Sensoren ausgestattet sind. Diese könnten noch schneller noch größere landwirtschaftlich genutzte Flächen scannen und den Stickstoffbedarf ermitteln, heißt es.

(Ende)
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