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Institute und Behörden

Fernerkundungs- und GIS-Schwerpunkte

Fernerkundungs- und GIS-Schwerpunkte

(1) Forschungsprogramm: Technikeinsatzes in Agrarsystemen

Das Forschungsprogramm untersucht die Auswirkungen des Technikeinsatzes und Nutzungskonkurrenzen in Agrarsystemen vor dem Hintergrund der effizienten Nutzung der Ressourcen und der kosteneffizienten Bereitstellung von Ökosystemdienstleistungen. Dies umfasst die Analyse von Prozessen in Agrarsystemen in ihren ökosystemaren und ökonomischen Kontexten, um ganzheitliche Aussagen für die Bewertung des Technikeinsatzes in Agrarsystemen zu ermöglichen. Im Fokus steht die Ressourceneffizienz von Verfahren der Landbewirtschaftung, Tierhaltung und Produktverarbeitung zur Herstellung von Lebensmitteln, Futter, Energie und Materialien. Ziel ist es, Methoden für komplexe Bewertungen des Einsatzes von Technik in Agrarsystemen zu entwickeln. Aus diesen sollen Handlungsempfehlungen für verschiedene Akteursgruppen in Wirtschaft, Verwaltung und Politik abgeleitet und nicht zuletzt Forschungsbedarf spezifiziert werden.

(1.a) Forschungsbereich - Wassereffizienz

Wir analysieren die Wasserproduktivität verschiedener Produktionssysteme in Pflanzenbau und Tierhaltung, um standortbezogene Bewertungssysteme ableiten zu können. Im Ergebnis leiten wir Empfehlungen für agrartechnische Maßnahmen ab, die am besten geeignet sind, in den jeweiligen landwirtschaftlichen Betriebssystemen wassereffizienter zu wirtschaften. Das Modellierungssystems `AgroHyd Farmmodell´, das der Berechnung des Wasserbedarfs in verschiedenen landwirtschaftlichen Betriebssystemen und auf weiteren Ebenen dient, wird kontinuierlich weiterentwickelt.

Daten verschiedener Herkunft und verschiedener Auflösung werden hier verknüpft. Bodenkarten: BFD200, BÜK1000/300/50, Harmonized World Soil Database, Klimadaten: DWD, Climwat, Brazil-INMET, U.S. Climate Reference Network (USCRN), Climatic Research Unit, University of East Anglia (CRU). Die Modellierungsplattform Sponge-JS dient als Umgebung für das AgroHyd Farmmodell.

(1.b) Forschungsbereich - Bilanzierung von Treibhausgasemissionen in landwirtschaftlichen Produktionssystemen

Wir untersuchen die Wirkungen von Verfahren der Landwirtschaft, inklusive Düngemittel, Bewässerung, Biokohle auf den Boden, die Emission klimarelevanter Gase und landwirtschaftlich relevante Parameter in Feldversuchen und auf Betrieben. Dabei werden erhobene georeferenzierte Daten verschiedener Bodeneigenschaften und Höhendaten berücksichtigt. Die Analyse von räumlichen Daten erfolgt mit adäquaten Methoden der räumlichen Statistik und Methoden der räumlichen Ökonometrie.

Forschungsprogramm „Präzisionslandwirtschaft in Pflanzenbau und Tierhaltung“

Das Programm widmet sich der standortangepassten, nachhaltigen Intensivierung im Bereich der primären Produktion bis hin zur Produktgewinnung. Die Forschung reicht von umfangreicher Online-Datenerfassung über die Modellierung bis hin zur Prozessregelung. Technologische und verfahrenstechnische Forschungsaufgaben umfassen u. a. sensorgestützte Technologien für Precision Farming und Precision Horticulture sowie Haltungsumwelt-Tierwohl-Interaktion. Die Systembewertung analysiert Wirkzusammenhänge und Effekte in Bezug auf Umwelt und Ökonomie mit den Schwerpunkten Stickstoff, Treibhausgase und Wasser. Eine wesentliche Aufgabe ist die konzeptionelle Entwicklung von Forschungsstrategien für die Digitalisierung der Landwirtschaft. Dabei soll optimierter Ressourcenschutz durch Mehrwertgenerierung aus Informationen und Inwertsetzung von Ökosystemleistungen mit Hilfe der digitalen Vernetzung bioökonomischer Systeme erreicht werden.

Anwendungsfelder

Die Nutzung von Sensordaten zur Abbildung physiologischer Prozesse im landwirtschaftlichen Prozess ermöglicht, in Echtzeit Informationen über Systemparameter wie Nährstoffversorgung, Pflanzenwachstum, Krankheitsdruck, klimatische Bedingungen, Wasserbedarf, Atemfrequenz, Hitzestress oder Fruchtreife zu erfassen. Diese online-Analytik ist ein wichtiger Schritt für die individuelle und flexible Prozesssteuerung. Die in-situ gewonnenen Informationen müssen in die Entwicklung komplexer physiologischer und physikalischer Modelle einfließen, die dann wiederum eine präzise Steuerung der Produktionsprozesse im Sinne einer nachhaltigen Intensivierung ermöglichen.

Kontakt: PD Dr. Barbara Amon