Perfekte Düngung mithilfe des Smartphones

„Wenn das klappt, könnte die App-Anwendung eine echte Innovation und Hilfe für Landwirte sein“, sagt Prof. Dr. Hans-Werner Olfs. Der Wissenschaftler forscht seit rund zwei Jahren mit seinem Team an einer App, die durch optische Verfahren die Zusammensetzung von Mischdünger erkennt und entsprechende Empfehlungen für dessen Ausbringung gibt.

Unterstützt werden sie dabei vom Landtechnikhersteller Amazonen-Werke Dreyer GmbH & Co KG sowie den Sensorik-Spezialisten des Osnabrücker Unternehmens iotec GmbH, dessen Gründer selbst Absolventen der Hochschule sind.

Mischdünger besteht aus einzelnen Nährstoff-Komponenten, die sich Landwirte individuell beim Landhändler mischen lassen können. Das Problem bei diesen vielfältigen Düngermischungen: Es existieren keine Einstellwerte für den Düngerstreuer. Diese Einstellwerte sind wichtig, um eine optimale Verteilung des Düngers auf dem Feld zu gewährleisten.

„Die einzelnen Düngemittel-Körner unterscheiden sich in ihrer jeweiligen Form, Härte, Größenverteilung und dem Gewicht. Die Geschwindigkeit der rotierenden Scheiben beim Zentrifugal-Düngerstreuer und der Punkt, an dem der Dünger auf die Streuscheibe fällt, muss vor dem Düngen so eingestellt werden, dass die einzelnen Nährstoffe gleichmäßig auf dem Feld verteilt werden“, erklärt Olfs.

Genau diese Aufgabe soll die im Projekt entwickelte App „Optiblend“ übernehmen. Eine zweite Anwendung soll dem Landhändler außerdem bereits beim Mischen Empfehlungen zur Eignung verschiedener Mineraldüngerkomponenten geben.

In der Praxis soll es dann später so aussehen: Der Landwirt legt in und neben der Fahrspur Streumatten aus, auf die der Dünger fällt. Dann fotografiert er mit seinem Smartphone die Matten. Die App analysiert nun zum einen die Menge des Düngers, zum anderen den Anteil und die Verteilung der einzelnen Dünger-Komponenten.

Olfs: „Ist die Nährstoffverteilung schlecht, sagt die App, wie die Einstellungen am Düngerstreuer verändert werden sollten, sodass die Verteilung gleichmäßiger wird. Das ist die optimale Lösung.“

Im Juni hat Anne Friederike Borchert, wissenschaftliche Mitarbeiterin im Projekt, mit ihrem Team verschiedene Düngermischungen im Feld gestreut und dabei umfangreiches Bildmaterial gesammelt. Mit diesen Aufnahmen „trainieren“ die Spezialisten von iotec nun die App für den Praxiseinsatz.

„Bei optimalen Lichtverhältnissen hat die App bereits eine Treffsicherheit von knapp 90 Prozent. Unter Praxisbedingungen erreichen wir diese Treffsicherheit leider noch nicht. Das Problem: Ändern sich die Lichtverhältnisse, weil zum Beispiel die Sonne tief steht und Schatten auf die Düngerkörner fällt, hat die App Schwierigkeiten, die einzelnen Komponenten richtig zu erkennen.“ Wichtige Erkenntnisse, damit die Software weiter verbessert werden kann.

Borchert wertet nun die eingesammelten Düngerstreuproben in den Laboren am Campus Haste der Hochschule Osnabrück aus, um zu sehen, bei welchen Einstellungen des Düngerstreuers die Nährstoffverteilung optimal war. Alle gesammelten Daten aus den Streuversuchen sowie über 12.000 Bilder der einzelnen Düngerkomponenten und physikalische Werte, die die Amazonen-Werke zur Verfügung gestellt haben, fließen in einer Datenbank zusammen, aus der die künstliche Intelligenz lernt. „Anfangs war ich sehr skeptisch, ob das überhaupt möglich ist“, gesteht Olfs, „aber ich bin positiv überrascht.“

Das Forschungsprojekt wird vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft mit knapp 260.000 Euro gefördert. Ende des Jahres soll eine erste praxiserprobte Betaversion der App fertig sein.

Fakultät Agrarwissenschaften und Landschaftsarchitektur
Prof. Dr. Hans-Werner Olfs
Telefon: 0541 969-5135
E-Mail: h-w.olfs@hs-osnabrueck.de

https://youtu.be/LlwBM1vDvXo Video zu den Streuversuchen im Projekt
https://tinyurl.com/yyo39dng Das Forschungsprojekt im Journal der Hochschule Osnabrück