PotatoScan
gefördert durch
Hier investiert Europa in die ländlichen Gebiete mit der Maßnahme:
„Europäische Innovationspartnerschaft“
Mit dieser Maßnahme wird die Zusammenarbeit zwischen Landwirtschaft, Ernährungswirtschaft und Wissenschaft unterstützt. Ziel ist die Durchführung von Projekten, die zu Innovationen und einer Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit in der Landwirtschaft führen.
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Größenkartierung bei der Ernte
Precision Farming ist zu einem wesentlichen Bestandteil der Landwirtschaft geworden. Einen erheblichen Beitrag dazu konnten Satellitenbilder leisten, mit derer Hilfe heute Biomassenkarten generiert werden, um beispielsweise die benötigte Einsatzmenge von Pflanzenschutzmitteln zu bestimmen. Auch für unterirdisches Knollengemüse wie Kartoffeln konnten solche Maßnahmen einsparende Erfolge verzeichnen. Dennoch bieten die mittels der Satellitenbilder generierten Informationen keine ganzheitliche Lösung, da sie den Zustand der oberirdischen Pflanze darstellen, was im Falle von Kartoffeln, sich bedingt auf die Knolle ableiten lässt. Um jedoch anbautechnische Maßnahmen maßgeblich weiterzuentwickeln, bedarf es einer Kartierung des Knollenertrags, welche zusätzlich die Größen bzw. Sortierung der Ernte erfassen kann.
Im Rahmen von EIP-Agri (Netzwerk Agrar & Innovation Niedersachsen) soll nun erstmalig im Projekt PotatoScan eine präzise georeferenzierte Größenerfassung der Kartoffeln bei der Ernte generiert werden. Dabei wird das von Koiotech entwickelte optische Vermessungsystem zur Bestimmung der Kartoffelgrößen auf dem Roder installiert. Zudem erarbeitet die Hochschule HAWK in enger Kooperation ein System zur wissenschaftlichen Überprüfung der Messergebnisse. Unterstützt wird das Projekt von dem Kartoffelbetrieb Goldgelb, welches mit ihrer langjährigen Expertise im Bereich Kartoffelanbau das die Umsetzung in der Praxis unterstützt.
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Precision-Farming in der Kartoffelwirtschaft
Das Bevölkerungswachstum sowie die Auswirkungen des Klimawandels haben zur Folge, dass die Erträge der Landwirt*innen trotz extremer Bedingungen kontinuierlich gesteigert werden müssen. Um diese riesige Herausforderung bewältigen zu können, sind Landwirt*innen angehalten sowohl pflanzenbauliche Methoden als auch den Einsatz von Ressourcen zu optimieren. Grundlage für die stetige Weiterentwicklung bilden Daten, welche entlang der Wertschöpfungskette mit modernsten Sensoren und Software-Lösungen erhoben werden. Precision und Smart-Farming nehmen daher heutzutage einen sehr wichtigen Stellenwert in der Landwirtschaft ein. Auch in der Kartoffelwirtschaft!
Was wächst unter der Erde?
Um teilflächenspezifische Maßnahmen auf ihren Erfolg überprüfen zu können, ist es notwendig den Ertrag bei der Ernte zu kartieren. Während bei oberirdischen Nutzpflanzen mittels Satelliten großflächig der Ertrag überwacht werden kann, fehlen bei unterirdischen Nutzpflanzen diese Methoden, um den Ertrag der Knollen zu messen. Zum einen ist die Korrelation zwischen Pflanze und Knolle nicht bekannt und zum anderen erwiesen sich Ansätze wie das Vermessen des Gewichts direkt bei der Ernte als nicht aussagekräftig, da Steine und Erdkluten die Messergebnisse stark verfälschen.
Mit dem Projekt PotatoScan sollen nun die Größeneigenschaften jeder einzelnen Kartoffel auf dem Roder optisch vermessen werden. So werden Quadratmaß und Länge georeferenziert bestimmt und der Ertrag mit hoher Präzision kartiert. Zukünftig können diese neu generierten Informationen zur Optimierung von ökologischen und anbautechnischen Methoden verwendet werden. Betriebswirtschaftliche Entscheidungen können auf Basis der Sortierung nachhaltig und gewinneinbringend getroffen werden.
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Optimierung der Anbaumethoden
Faktoren wie Legeabstand, Bodenbeschaffenheit, Bewässerung und Sikkation führen nicht nur zu unterschiedlichen Rohwareerträge, sondern auch zu unterschiedlichen Sortierungen. Kartoffelpflanzen mit weniger dicht besiedelten Nachbarpflanzen weisen z.B. eine höhere Ertragsleistung auf, sodass größere Knollen gebildet werden.
Hinsichtlich der verwertungsorientierten Sortierung ist somit die Erfassung der georeferenzierten Größenverteilung wegweisend zur Optimierung von anbautechnischen Maßnahmen. Wichtige Vorgänge des konventionellen Anbaus, die Einfluss auf die Sortierung des Erntegutes haben, können so erstmalig validiert werden. Die Optimierung findet auf allen Ebenen statt und bewältigt die größten Herausforderungen des Precision-Farmings im Kartoffelanbau.
Lang oder rundlich?
Der wirtschaftliche Mehrwert einer georeferenzierten Ertragskartierung resultiert aus der Problematik, dass die Information über die Größenverteilung nicht rechtzeitig zur Verfügung steht. Nach der Ernte werden ein Großteil der Kartoffeln bis zu sechs Monate gelagert, bevor sie zur weiteren Verarbeitung ausgeliefert werden. Hier ist eine Sortierung jedoch kaum möglich, da durch die notwendige Vereinzelung oder durch die verwendeten Rüttelsiebe Druckstellen und kleinere Beschädigungen entstehen.
Die Kenntnis der Größenverteilung ist jedoch von großer Wichtigkeit, da der Verwendungszweck und somit der monetäre Wert maßgeblich von der bestehenden Größenverteilung bestimmt wird. Ein Pommes Hersteller z.B. benötigt, um qualitativ hochwertige Pommes herzustellen, möglichst viele große und längliche Kartoffeln, wohingegen ein Chips Hersteller eher rundliche Kartoffeln benötigt. Die frühzeitige Erfassung der Sortierung bei der Ernte ermöglicht es den Landwirt*innen somit direkt optimale Entscheidungen hinsichtlich der Lagerung und der Vermarktung zu treffen.
Kooperation
In enger Kooperation zwischen Koiotech, der Hochschule HAWK und dem Kartoffelgut Goldgelb wird im Projekt PotatoScan die frühzeitige georeferenzierte Größenbesimmung während der Ernte auf dem Roder umgesetzt. Mittels der von Koiotech bereits entwickelten optischen Messsystems basierend auf künstlicher Intelligenz werden die Kartoffeln auf dem Förderband der Erntemaschine während des Erntevorgangs erkannt und Länge sowie Quadratmaß zugeordnet. Die HAWK entwickelt dabei ein System zur berührungslosen Bewegungserfassung des Förderbandes auf der Erntemaschine, um die Präzision der Vermessung zu gewährleisten. Zusätzlich wird die Erhebung der Größen durch die HAWK validiert. Begleitet wird das Projekt durch Goldgelb Kartoffelgut, welche ihre jahrelangen praktischen Erfahrungen sowie ihre Erntemaschine in das Projekt mit einbringen. Gemeinsam sollen somit die ersten präzisen Kartierungskarten generiert werden, welche ökologischen und wirtschaftlichen Mehrwert erbringen.
