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Potenziale der teilflächenspezifischen Kalkversorgung von Grünland

Gebbers, Robin and Kramer, Eckart (2017) Potenziale der teilflächenspezifischen Kalkversorgung von Grünland. [Potentials of site specific liming on grassland.] Hochschule für Nachhaltige Entwicklung Eberswalde, D-Eberswalde und Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e.V. (ATB), D-Potsdam .

[img] PDF - German/Deutsch (Gesamtschlussbericht)
1MB

Summary

Gegenstand war der Erhalt einer optimalen Boden-Acidität im Grünland. Ziele des Vorhabens waren:
(i) Entwicklung, Tests und Bewertungen von pH-Sensorsystemen,
(ii) Entwicklung von Auswertungsmethoden für die sensorgestützte Bodenkartierung sowie von sen-sorgestützen Entscheidungsunterstützungsalgorithmen zur adaptiven Kalkung,
(iii) Ermittlungen der Bodenvariabilität durch Bodensensoren und ihr Zusammenhang mit wesentlichen Eigenschaften des Grünlands.
Im Projektverlauf gab es Schwierigkeiten: Budgetkürzungen, Fachkräftemangel, technische Probleme und Schäden, Trockenphasen sowie ein Arbeitsunfall beeinflussten Projektziele und Zeitplanung. Eine Verlängerung und Aufstockung des Projektes kam nicht zustande. Die Ergebnisse wurden nicht voll-ständig erreicht.
Erster Untersuchungsgegenstand war die Verletzung der Grasnarbe infolge des mechanischen Bodenkontaktes der Sensoren. Sensoranordnungen sowie Lösungen zum Schließen der Furchen wurden untersucht: Radwalzen, ein modifiziertes Pflugschar sowie im Zuge der Entwicklung alternativer Lösungen zur automatisierten Probeentnahme eine durch den Boden gezogene Kettensäge, ein Kern-bohrgerät und ein schmalerer Messschuh. Im Ergebnis wurde entschieden, ein alternatives absätziges Messverfahren mit Kernbohrgerät zu favorisieren.
Weiterer Untersuchungsschwerpunkt war die Zuverlässigkeit des Veris MSP Systems. Nach Störungen in der Software, bei der Datenaufzeichnung, einem Kabelbrand sowie Neubau der Stromversorgung wird der Einsatz im Grünland nicht empfohlen.
Es wurde notwendig alternative Messverfahren mit handgehaltenen Sensorsystemen entwickelt. Dies ist durch die absehbare Verfügbarkeit autonomer Mobile gerechtfertigt, mit denen eine absätzige Kartierung möglich wird. Ergebnis ist ein pH-Modul auf Basis von Antimon-pH-Elektroden. Mit der Entwicklung eines Spektrometer-Moduls wurde begonnen.
Untersuchungen zur Variabilität und zum Kalkbedarf belegen die kleinräumige Variation von Grünlandvegetation und Boden-pH, engmaschige Beprobungen sind notwendig. Der Boden-pH wirkt neben anderen Faktoren ertragslimitierend und beeinflusst die Artenzusammensetzung. Primär besteht daher großer Entwicklungsbedarf für robuste Sensorlösungen zur engräumigen Bodenuntersuchung auf Grünland.

Summary translation

The project’s scope was to adjust soil acidity on heterogeneous grassland. Objectives of the project were:
(i) development, tests, and assessments of soil pH sensor systems,
(ii) development of analysis methods for sensor based soil mapping, and of sensor based decision support algorithms for adaptive liming,
(iii) investigation of soil variability by use of soil sensors, and its relation to relevant grassland proper-ties.
There were difficulties in the course of the project. Aims and planning were affected by budget cuts, skills shortage, technical problems and damages, drought, and an accident. A prolongation and budget increase were not approved. The project results were not achieved completely.
First objective focused on the damage of the sod through the contact of the sensors with the soil. Different sensor arrays were investigated as well as tools for closing the furrows including rollers and a modified plough blade. Alternative approaches we developed for automatised sampling included a pulled chain saw, a coring machine, and a slimmer sensor head. Finally, a discontinuous measuring system based on a coring machine was favoured.
The reliability of the Veris MSP System was a further subject of investigation. We cannot recommend its use for mapping in grassland because of problems with the software, a cable fire. The electric mishap resulted in the re-design of the complete power supply.
It became necessary to develop alternative mapping methods by using hand-held sensor systems. They enabled a discontinuous mapping in a stop-and-go mode. This approach can be transferred to autonomous robotic platforms which will be available in the future, The development of a soil pH-mapping unit based on antimony pH-electrodes and a spectrometer module for assessing soil organic matter were successfully completed.
Our investigations regarding variability and liming requirement did confirm the small-scale variation of grassland vegetation and soil pH. To capture this variability dense sampling by automated sensor systems is required. In conjunction with other factors, soil pH affects both harvest and species composition. In conclusion, there is an urgent need to develop robust sensors for high-resolution soil mapping in grassland.

EPrint Type:Report
Keywords:BÖL, BOEL, BÖLN, BOELN, FKZ 12NA031, FKZ 12NA116, Grünland, Düngung, Kalkversorgung, Boden-Acidität
Subjects: Crop husbandry > Production systems > Pasture and forage crops
Soil > Soil quality
Crop husbandry > Composting and manuring
Soil > Nutrient turnover
Research affiliation: Germany > Leibniz-Institute for Agricultural Engineering Potsdam-Bornim
Germany > Federal Organic Farming Scheme - BOELN > Plants > Pflanzenbau
Germany > University of Applied Science Eberswalde
Related Links:http://www.bundesprogramm.de
Acronym:pHGreen
Deposited By: Kramer, Prof. Dr.-Ing. Eckart
ID Code:33938
Deposited On:12 Oct 2018 11:03
Last Modified:12 Oct 2018 11:03
Document Language:German/Deutsch
Status:Unpublished
Refereed:Not peer-reviewed
Additional Publishing Information:Gefördert durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages im Rahmen des Bundesprogramms Ökologischer Landbau und andere Formen nachhaltiger Landwirtschaft.
Projektleitung des Teilprojektes FKZ 12NA031 und Koordination des Verbundvorhabens: Dr. Eckart Kramer, Hochschule für Nachhaltige Entwicklung Eberswalde (HNEE)
Projektleitung des Teilprojektes FKZ 12NA116: Dr. Robbin Gebbers, Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V. (ATB) - Abt. Technik im Pflanzenbau.
Bei dem hier eingestellten Schlussbericht handelt es sich um einen Gesamtschlussbericht an dem die Teilprojekte FKZ 12NA031 und FKZ 12NA116 beteiligt waren.

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