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3D-Bodenkarten für Agrarbetriebe

Landwirtschaft 3D-Bodenkarten für Agrarbetriebe

Wissenschaftler vom Leibniz-Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau in Großbeeren können bis zu anderthalb Meter tief in den Boden schauen. Gemeinsam mit Kollegen von der Universität Potsdam haben sie dafür ein mobiles Messsystem entwickelt: den Geophilus electricus – einen elektrischen Hundertfüßer.

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Der Geophilus electricus im Schlepp eines Autos bei Vermessungsarbeiten auf dem Feld.

Quelle: IGZ

Großbeeren. Im normalen Leben ist der Geophilus electricus ein unscheinbarer Hundertfüßer. Aber immerhin leuchtet er im Dunkeln, erzählt Jörg Rühlmann vom Leibniz-Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau (IGZ) in Großbeeren anerkennend. In Großbeeren dagegen ist der Geophilus electricus ein 200 Kilogramm schweres Gefährt, das nur darauf wartet, seine metallenen Zinken in Ackerböden zu bohren, um das Unsichtbare sichtbar zu machen. Der von Wissenschaftlern gemachte Hundertfüßer liefert verlässliche Daten über Bodenstrukturen bis zu einer Tiefe von anderthalb Metern, ohne dass der Boden so tief durchpflügt werden muss. Genutzt wird elektrischer Strom.

„Den Namen Geophilus electricus habe ich ganz bewusst entliehen“, sagt Rühlmann. Einem Team des IGZ ist es gemeinsam mit Geophysikern der Universität Potsdam gelungen, die althergebrachten statischen Systeme der Bodenanalyse mobil zu machen. Im Schlepp eines Jeeps kann der Hundertfüßer in kurzer Zeit große Felder abtasten und Landwirten auf den Meter genau sagen, wo die Grenze zwischen verschiedenen Bodensubstraten verläuft. Diese Dienstleistung wird über das Unternehmen Geophilus GmbH mit Sitz in Schwielowsee (Potsdam-Mittelmark) angeboten. Rühlmann ist Geschäftsführer der 2013 aus dem IGZ ausgegründeten Firma.

Wertvolle Daten

Informationen über die Bodenqualität bekommen Landwirte bisher vor allem über die sogenannte Reichsbodenschätzung, sagt Jörg Rühlmann von der Abteilung Pflanzenernährung am Leibniz-Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau (IGZ).

Diese Schätzung sei im Wesentlichen in der Zeit von 1935 bis 1970 vorgenommen worden. Die Erkenntnisse über die Bodenqualität dienen dem Finanzamt zur Besteuerung der Flächen. Die Karte basiert auf Daten von etwa vier Messpunkten je Hektar.

Geophilus, das aus dem IGZ ausgegründete Unternehmen, liefert Karten mit einer weitaus höheren Detailgenauigkeit. Dessen hochaufgelöste 3D-Bodenkarten basieren auf etwa 130 Messpunkten je Hektar, erklärt Firmenchef Rühlmann. so

Für Landwirte sind die Daten von Geophilus Gold wert. Agraringenieur Rühlmann erklärt das an ganz konkreten Beispielen. Mit den Informationen, die in die Tiefe gehen, habe der Landwirt erstmals die Möglichkeit, durch gezielte Bewirtschaftung den Wasser- und Nährstoffgehalt genau in der Bodenschicht zu steuern, auf die es ihm gerade ankommt. Die Wurzeln von jungen Pflanzen reichen bis zu 30 Zentimeter tief – also schaut er sich diese Schicht an. Winterweizen dagegen kann seine Wurzeln bis zu zwei Meter tief schlagen.

Je nach Beschaffenheit des Bodens kann der Bauer die Düngemengen anpassen. Sandiger Boden hat Rühlmann zufolge eine vergleichsweise geringe Speicherfähigkeit. Da nutzt es gar nichts, viel zu düngen. Das meiste ginge ohnehin verloren. Tonböden dagegen sind viel speicherfähiger. Im Zusammenspiel mit satellitengestützter Landwirtschaft, dem sogenannten Precision Farming, ist es dann auch möglich, das Ausbringen von Düngemitteln metergenau zu steuern – ganz nach Vorgabe der hochaufgelösten 3D-Bodenkarten von Geophilus.

Die Zinkenräder fungieren als Elektroden

In Abhängigkeit davon, mit welcher Geschwindigkeit der metallene Hundertfüßer über den Acker gezogen wird, gibt es jeweils einen Messpunkt alle zwei bis fünf Meter. Früher mussten umständlich Bodenproben gezogen werden. Dafür wurden lange Rohre aus Stahl – sogenannte Bodenprobennehmer – mit schweren Hämmern einen Meter tief in den Boden geschlagen und die entnommene Bodensäule dann analysiert. Und das immer wieder, für jeden einzelnen Messpunkt. Jetzt rollt Geophilus ganz geschmeidig über den Acker.

Die paarweise angeordneten Zinkenräder fungieren als Elektroden. Das erste Elektrodenpaar speise elektrischen Strom in den Boden ein, erklärt Rühlmann. Die weiteren sechs Pärchen sind dazu da, „die elektrische Spannung in verschiedenen Bodentiefen zu messen“, erläutert er. Damit kann man in den Boden schauen. Dafür müssen die Zinken nur wenige Zentimeter tief in den Boden hinein. Ideal für Messungen seien die Bodenverhältnisse kurz nach einem leichten Niederschlag. Mit einem zusätzlichen Gammasensor kann auf den Tongehalt des Bodens geschlossen werden. Die Experten von Geophilus bereiten die Daten dann zu dreidimensionalen Bodenkarten auf.

Der Hundertfüßer hat schon 3000 Hektar abgetastet

Rühlmann ist überzeugt davon, dass solche Karten „zunehmend zum Grundinventar moderner Pflanzenbaubetriebe“ werden. Aus ihnen kann der Landwirt für jeden Quadratmeter seines Feldes ableiten, wie tief er pflügen muss, wie viel er düngen und bewässern muss und wie viel Saatgut er ausbringen sollte. Rühlmann hat mit seinem Zwei-Mann-Unternehmen, das er neben seiner Tätigkeit am IGZ führt, bisher 3000 Hektar in ganz Deutschland kartografiert. Sein Verfahren kostet pro Hektar etwa 20 Euro. Geld, das die Landwirte schnell wieder einspielen. Die bessere Bewirtschaftung bringt höhere Erträge und zugleich werden Düngemittel eingespart. Der Agraringenieur hat berechnet, dass jährlich allein durch die perfekt abgestimmte Kalkung des Bodens im Schnitt 34 Euro Hektar mehr erlöst werden können.

Da der elektrische Hundertfüßer mittlerweile von der Küste bis zu den Alpen unterwegs ist, überlegt Rühlmann nun, ob es nicht besser wäre, den Geophilus electricus als Gerät zu verkaufen. Auf Kundenwunsch könne dann die Aufbereitung der Daten als Service angeboten werden, erklärt der Wissenschaftler und Unternehmer.

Von Ute Sommer

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