Forscher der University of Illinois haben einen Hyperspektral-Sensor entwickelt, der den korrekten Stickstoffbedarf in Sekunden ermittelt.
Der Sensor ist unter einem Flugzeug montiert und teilt den Landwirtinnen und Landwirten mit, wie viel Stickstoffdünger sie auf ihre Felder ausbringen müssen, um optimale Erträge zu erreichen und Überdüngung zu verhindern.
Die Hyperspektral-Sensoren zeichnen Daten von 20 bis 250 unterschiedlichen Kanälen auf, die von Wellenlängen im UV-Bereich bis zum langwelligen Infrarot reichen. Zum Vergleich: Das menschliche Auge sieht die Grundfarben Grün, Rot und Blau und deren Mischfarben.
Nur ein paar Sekunden pro Hektar nötig
Anhand des reflektierten Lichts kann der Sensor Infos darüber geben, ob Blätter und andere Pflanzen 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.
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.
"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", so Wang.
