Landwirtschaftliche Erträge besser abschätzen – Beginn für das Forschungsvorhaben AgriFusion

Bald rollen wieder die Sämaschinen über die Felder und bringen Saatgut in die Erde. Aber wie viel werden die Landwirte in einigen Monaten ernten? Wie viel zusätzliche Arbeiten, beispielsweise Düngen, sind auf einer individuellen Fläche nötig, um den Ertrag wirksam zu steigern – oder bringt das am Ende kaum etwas? Antworten auf diese Fragen soll ein Forschungsprojekt namens AgriFusion liefern. Es wird verschiedene Datensätze, die Aussagen zum lokalen Ertragspotenzial ermöglichen, zusammenführen: von bodenkundlichen und klimatischen Kenngrößen über dokumentierte Ertragszahlen aus der Vergangenheit bis hin zu Informationen, die per Satellitenfernerkundung bereitgestellt werden.

„Die einzelnen Daten sind in der Regel verfügbar, aber sie wurden noch nicht in der erforderlichen Breite zusammengebracht, um zuverlässige Ertragspotenziale zu liefern. Das wollen wir ändern“, sagt Dr. Daniel Spengler vom Helmholtz-Zentrum Potsdam – Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ, das maßgeblich an dem Verbundvorhaben des Bundesministeriums für Landwirtschaft und Ernährung (BMEL) beteiligt ist.

Am 17. Februar 2017 besuchte Peter Bleser, Parlamentarischer Staatssekretär im BMEL, das GFZ in Potsdam, um die Zuwendungsbescheide persönlich zu übergeben und sich über den Fortschritt der Forschung zu informieren.

„Fernerkundungsdaten werden seit vielen Jahren für landwirtschaftliche Fragestellungen genutzt“, sagt Spengler. „Sie liefern wertvolle Hinweise zu Vegetations- und Bodeneigenschaften, etwa dem Gehalt an organischen Bestandteilen.“ Derartige Informationen, die vor allem vom europäischen Erdbeobachtungssatelliten „Sentinel-2“ bereitgestellt werden, führen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit weiteren standortbezogenen Messgrößen, Bodenbeprobungen, Ertragskartierungen und digitalen Reliefanalysen zusammen. „Erst diese Verknüpfung bringt einen wirklichen Mehrwert für die Landwirtschaft“, sagt der GFZ-Wissenschaftler.

Die Ergebnisse können von den Landwirten direkt genutzt und in betriebliche Datenstrukturen integriert werden. Der verwendete Fusions-Algorithmus (Transferable Belief Model TBM) liefert für jedes Pixel, dessen Größe zwischen 10 und 30 Metern liegt, eine konkrete Ertragserwartung. Zudem wird eine Information hinterlegt, wie gut man den Werten trauen kann. „Je nachdem, wie hoch die Qualität der Eingangsdaten ist, ist auch die Aussagekraft der Resultate“, sagt Spengler. „Das wollen wir transparent und nachvollziehbar machen.“

Zu jeder Prognose gehört ein Realitätstest. Dafür haben die an AgriFusion beteiligten Forscherinnen und Forscher Referenzregionen ausgewählt. In Brandenburg sind es Flächen eines Landwirts nahe Beelitz, der im engen Austausch mit den Fachleuten ist. Desweiteren werden Daten in der Region Demmin erhoben. Diese ist bereits Teil des Observatoriums „TERENO Nord-Ost“: Mithilfe eines engmaschigen Messnetzes untersuchen dort mehrere Forschungseinrichtungen unter der Leitung des GFZ den Einfluss des Klima- und Landnutzungswandels auf terrestrische Ökosysteme. Weitere AgriFusion-Validierungsflächen befinden sich in Bayern.

AgriFusion („Erzeugung von Ertragspotenzialkarten durch Fusion von Ertragskartierungen, Fernerkundungsdaten, digitaler Reliefauswertung und Bewirtschaftungsdaten“) ist ein Verbundvorhaben des Bundesministeriums für Landwirtschaft und Ernährung (BMEL). Beteiligt sind neben dem GFZ und der Hochschule für angewandte Wissenschaften Weihenstephan-Triesdorf die Wirtschaftspartner Fritzmeier Umwelttechnik GmbH & Co. KG und die GeoInformationsDienst GmbH. Das Projekt läuft über drei Jahre bis zum Oktober 2019. Es hat einen Gesamtumfang von 943.500 Euro, davon gehen 260.000 Euro an das GFZ.

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Es zeigt ein Weizenfeld in der Region Demmin (Norddeutschland). Es dient im Projekt AgriFusion als eine Referenzregion (Foto: Claudia Georgi).

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Ralf Nestler

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