Projekte in den Förderprogrammen des BMEL, betreut durch den Projektträger BLE (PT BLE)
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| Titel: | Variable Bewässerungs- und Nitratdüngungsraten in Kartoffelfeldern; Berücksichtigung räumlicher Variationen (POTENTIAL) |
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| Titel (englisch): | Variable rate irrigation and nitrogen fertilization in Potato; engage the spatial variation |
| Akronym: | POTENTIAL |
| Beschreibung (dt.): | Das Projekt POTENTIAL kombiniert innovative Messsensoren sowie -strategien mit existierenden Methoden, um die räumlich-zeitliche Verteilung von Stickstoff- (N) und Bewässerungsraten zu ermitteln mit dem übergeordneten Ziel, deren Einsatz zu reduzieren und optimieren. Der Einsatz von Elektromagnetischen Mehrspulensystemen (EMI) zur großflächig-räumlichen Ober- und Unterbodencharakterisierung soll dazu dienen, mit den weiteren Projektpartnern ein Manual zu entwickeln, welches neben den klassischen agronomischen Empfehlungen für Düngung und Bewässerung auch Informationen mit einbezieht. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auf spektralen Informationen, um Stickstoff- und Wasserdefizite zu unterscheiden. Im ersten Jahr werden in jedem Land (Dänemarken, Belgien und Holland) an je einer Versuchsfläche einmal hochauflösende großflächig-räumliche EMI Messungen durchgeführt. In Belgien oder Holland werden zweite Messungen durchgeführt, damit durch die Messungen bei trockenen und nassen Bedingungen zeitlich konstante und zeitlich variable Effekte. Da die Kartoffelfelder über die Zeit verändert werden, werden auch im zweiten Jahr an einem der Felder zwei wiederholte Messungen zu je trockenen und nassen Bedingungen durchgeführt, um auch diese Effekte zu ermitteln. Diese Daten werden besonders für ULg wichtig, welche basierend auf den großflächig-räumlichen EMI Daten spezielle Messlinien (Profile) auswählen. In diesem Projekt, wo auch involviert sein werden entlang der Profile zeitlich-detaillierte EMI und elektrische Widerstandstomograph (ERT) Daten aufgenommen und analysiert |
| Beschreibung (engl.): | The POTENTIAL project aims at integrating innovative sensors and data collection strategies into existing operational services in order to let them represent spatial information and advice on spatio-temporal N and irrigation application rates, as well as improve their accuracy and increase their adoption rate.Large-scale top- and subsoil characterization using multi-configuration electromagnetic induction measurements. Together with the other partners, a manual is set up which indicates how spatial information can be integrated into the classical agronomic recommendation for irrigation and fertilization. Special attention will be given to the investigation of spectral information to distinguish between nitrogen and water deficits. We will perform high resolution large-scale EMI measurements in the first year at one site in Denmark, Belgium and the Netherlands. In one of the Belgium or Dutch Fields we will measure an additional time such that we have a measurement in a dry and a wet state to separate the stable and time-varying effects. Since the potato fields are changing every year, we plan to also measure in the second year twice at one field again in a dry and wet state. This will be especially for the ULg work such that based on these large-scale EMI data, selected profiles can be chosen for time-lapse EMI and ERT analysis. Will also be involved in the analysis of these data. |
| Ergebnis (dt.): | Das Projekt POTENTIAL kombiniert innovative Messsensoren sowie -strategien mit existierenden Methoden, um die räumlich-zeitliche Verteilung von Stickstoff- (N) und Bewässerungsraten zu ermitteln sowie deren Einsatz zu reduzieren und optimieren. Die vorliegende Arbeit hat sich mit der Kombination und Analyse von bodengestützten und luftgestützten Daten beschäftigt, um Management Zonen für variable Düngung- und Bewässerungsmengen abzugrenzen. Eine erste Clusteranalyse deutete darauf hin, dass das Pflanzenwachstum hauptsächlich durch die Bodenbeschaffenheit beeinflusst wird. Eine detaillierte Clustering Studie von drohnengestützten Pflanzendaten und bodenbasierten geophysikalischen Daten sowie deren Kombination, deutete jedoch darauf hin, dass die Bewirtschaftung (Bewässerung und Düngung) die Boden-Pflanzen-Interaktion maskierte. Die Nutzung von geophysikalischen Daten kann unabhängig vom Zeitpunkt der Messung ein Feld in agronomische Management Zonen klassifizieren. Die Nutzung von luftbasierten Pflanzenindexdaten zur Klassifizierung von Management Zonen, scheint hingegen stärker abhängig vom Messzeitpunkt zu sein. Es hat sich gezeigt, dass die Abgrenzung der Management Zonen basierend auf den geophysikalischen Daten, statistisch signifikant sind, während die Abgrenzung basierend auf drohnengestützten Daten kaum signifikant war. Diese Erkenntnisse und Daten haben die Partner während der POTENTIAL Laufzeit untereinander ausgetauscht und jeweils frei zur Verfügung gestellt. Diese können der interessierten Öffentlichkeit frei zugänglich gemacht werden. Das hier entwickelte Manual beinhaltet die Kontaktpersonen eines jeden Partners, um den Daten-Austausch mit Externen zu ermöglichen. |
| Ergebnis (engl.): | The POTENTIAL project aims at integrating innovative sensors and data collection strategies into existing operational services in order to let them represent spatial information and advice on spatio-temporal N and irrigation application rates, as well as improve their accuracy and increase their adoption rate. This work presents an approach to combine ground-based geophysical soil and aerial crop data to delineate field-specific management zones. A first cluster analysis indicated that soil is the driver for crop performance. Performing a detailed cluster analysis using aerial drone-based crop data and geophysical soil data as well as their combination, however, indicated that the soil-crop-interaction can be masked by the agronomic management. The management zone delineation can be performed independent of the measurement time when using geophysical data. When using the aerial crop data, the management zone delineation seems dependent on the timing of the data acquisition. Whereas the management zone differed statistically significant using the geophysical data for delineation, the significance of the delineated management zones based on aerial data was much less. The data and insights were shared through the partners in the POTENTIAL project during the run-time. The data can be made publicly available. The POTENTIAL project developed a guide for variable rate applications, which contains persons to contact for data sharing. |
| Laufzeit: | Beginn: 01.04.2017 / Ende: 31.03.2020 |
| Ausf. Einrichtung: | Forschungszentrum Jülich GmbH - Institut für Bio- und Geowissenschaften (IBG) - Agrosphäre (IBG-3), Jülich |
| Themenfelder: | Pflanzenernährung, plant nutrition |
| Förderprogramme: | EU-Forschung |
| Schlagworte: | Bewässerung, irrigation, Nachhaltigkeit, sustainability, Umwelt- und Naturschutz, environment and nature protection, Diagnostik, diagnostics, Kartoffel, potato, Nährstoffe, nutrients, Düngung, fertilization |
| Stichpunkte: | WaterWorks2015 (Cofunded Call) |
| Förderkennzeichen: | 2816ERA06W |
| Dokument zum Download: | 2816ERA06W_Abschlussbericht POTENTIAL.pdf (1,7 MB) 2816ERA06W_Kurzfassungen (de/en) POTENTIAL.pdf (100,5 KB) 2816ERA06W_Steckbrief POTENTIAL.pdf (190,5 KB) |
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