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Analysis of site-specific N-fertilization on-farm trials in cereals under assump-tion of spatial covariance structures
(2007) Thöle, Heinrich; Richter, Christel; Kroschewski, Bärbel; Ehlert, Detlef
The application of real-time sensors provides the possi- bility of adapting nitrogen fertilization to requirements in heterogeneous cereal crops site-specifically. Efficient and environmentally sound fertilization strategies can be de- veloped by the use of on-farm trials as a contribution to sensor-based farming. This paper assesses what agro- nomic effects can be found using the mechanical sensor "Crop-Meter" for nitrogen fertilization. On-farm trials were conducted to compare the application of uniform ni- trogen rates with sensor-based site-specifically applied rates. As an example, an approach is demonstrated taking the crop heterogeneity into account as a factor of interest in the statistical analysis, whereas heterogeneity is often treated as undesired noise factor. To include the hetero- geneity, yield data were classified by magnitude of the above-ground plant mass in order to create comparable conditions. Each class was analyzed by assuming mixed models taking into account spatial co-variance structures, which provided substantially better model fits than the classic ANOVA model. The trial considered showed that the reduction of nitrogen fertilizer in site-specific appli- cation (mean: 22 kg ha–1 N) caused no statistically sig- nificant yield differences by comparison with uniform application. Therefore, the spatial variation of nitrogen fertilizers seems a useful contribution to reducing direct cost of crop production and to decreasing environmental impacts.
Application According to Plant Biomass
Sensor Based Distribution of Nitrogen Fertilizer, Growth Regulators, and Fungicides
(2004) Ehlert, Detlef; Dammer, Karl-Heinz; Völker, Ulrich
Recently a mechanical sensor pendulum-meter was developed for meas- uring the crop biomass density in cereal fields. It has a working width of 1 m and is central mounted in front of a tractor. The sensor has finished the stage of research and development and is now market available un- der the name "Crop-meter". To investigate the agronomic potential of the Crop-meter, the sensor was combined with a centrifugal spreader and a field sprayer for the variable rate application of nitrogen fertilizer, growth regulators and fungicides in real time. Based on farm scale strip trials, the effects regarding savings and yield response the new sensor was positive assessed.
Applikation nach Pflanzenmasse Sensorgestützte Ausbringung von Stickstoffdünger, Wachstumsreglern und Fungiziden
(2004) Ehlert, Detlef; Dammer, Karl-Heinz; Völker, Ulrich
In den vergangenen Jahren ist am ATB ein mechanischer Sensor in Form eines physikalischen Pendels zur Messung der Pflanzenmassedichte entwickelt worden. Der Sensor ist mittig am Front-Kraftheber für Traktoren angebracht und er erfasst die Getreidepflanzen in einem Streifen von 1 m Breite. Der Sensor hat das Stadium der Forschung und Entwicklung hinter sich und ist nun unter dem Handelsnamen "Crop-meter" auf dem Markt. Um das pflanzenbauliche Potenzial dieses Sensors für die teilflächenspezifische Applikation von Stickstoffdünger, Wachstumsregulatoren und Fungiziden in Echtzeit zu untersuchen, wurde er in der Kombination mit einem Zentrifugaldüngerstreuer und einer Feldspritze eingesetzt. Die mit dem Sensoreinsatz erzielten Effekte hinsichtlich der Mitteleinsparung und der Auswirkungen auf den Kornertrag in streifenförmig angelegten Großparzellenversuchen bildeten die Grundlage für seine positive pflanzenbauliche Gesamtbewertung.
Durchsatzermittlung zur Ertragskartierung im Feldhäcksler
(1999) Ehlert, Detlef
Mit Ertragskartierungseinrichtungen ausgerüstete Feldhäcksler können einen wichtigen Beitrag zur Erfassung der ortsdifferenzierten Ertragsfähigkeit innerhalb eines Schlages im Rahmen der teilflächenspezifischen Pflanzenproduktion leisten. Dafür sind kostengünstige und hinreichend genaue technische Lösungen zu entwickeln. Durch Messen des Spaltes zwischen Presswalze und Glattwalze vor der Schneidtrommel kann ein dem momentanen Gutdurchsatz entsprechender Messwert gewonnen werden, der unter Einbeziehen weiterer Größen das Erstellen von Ertragskarten ermöglicht. Mit diesem volumetrischen Messprinzip werden Genauigkeiten erreicht, die eine Aussage zur ortsbezogenen relativen Ertragsfähigkeit gestatten.
Feldtrocknung von Faserhanf
(1998) Gusovius, Hans-Jörg; Prochnow, Annette; Hahn, Jürgen; Streßmann, Uwe; Ehlert, Detlef
Die Feldtrocknung von Faserhanfunterliegt einem hohen witterungsbedingten Verfahrensrisiko. Ziel der vorgestellten Untersuchungen ist es, zur Risikominderung in den Ernte- und Aufbereitungsverfahren beizutragen. Dazu werden Abtrocknungs- und Befeuchtungsvorgänge bei der Ernte von Faserhanf untersucht und modelliert. Mit Hilfe langjähriger Witterungsdaten sind auf der Basis dieser Modelle verallgemeinerungsfähige Aussagen über die Dauer der Abtrocknung und über die witterungsbedingt verfügbare Zeit für die Bergung von Lagerungs- und verarbeitungsfähigem Hanfstroh abzuleiten. Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen, dass sich das Witterungsrisiko bei der Hanfernte durch geeignete Maßnahmen der Gutaufbereitung senken lässt. Besonders deutlich sind die diesbezüglichen Vorteile einer Intensivaufbereitung. Eine Schwadbearbeitung, gerade in dieser Variante, erscheint unbedingt erforderlich. Die Ergebnisse sollen für eine Kapazitäts- und Verfahrensbewertung nutzbar gemacht werden.
Höhenführung für Laser-Abstandssensoren
(2006) Ehlert, Detlef; Kraatz, Siegwart; Adamek, Rolf
Gegenwärtig werden im Rahmen von wissenschaftlichen Untersuchungen die Verwendungsmöglichkeiten von Laser-Abstandssensoren für das Messen von Pflanzenpara-metern erschlossen. Mit der Erfassbarkeit von physikalischen Pflanzenparametern besitzen Laser-Abstandssensoren ein Anwendungspotenzial für teilflächenspezifische Bewirtschaftungsmaßnahmen sowie für das Optimieren von Prozessen in Erntemaschinen. Um mit Laser-Abstandssensoren Bestandesparameter wie Pflanzenhöhe, Bedeckungsgrad oder Pflanzenmassedichte messen zu können, muss aus den Abstandsmesswerten das Niveau der Bodenoberfläche ableitbar sein. Durch Auswertung der Verteilung von Einzelmesswerten wird nachgewiesen, dass diese Voraussetzung nicht hinreichend sicher erfüllt werden kann. Damit dennoch Laser-Abstandssensoren eingesetzt werden können, ist es notwendig, sie durch eine zusätzliche Einrichtung in konstanter Höhe über dem Erd-boden zu führen. Dazu werden drei Lösungen vorgestellt und bewertet: Kombination eines Taststabes mit einem elektro-mechanischen Linearantrieb (Variante 1), Kombi-nation eines berührungslos messenden Abstandssensors mit einem elektro-mechanischen Linearantrieb (Variante 2) sowie eine Einrichtung zur direkten Höhenführung (Variante 3), die als Vorzugslösung bewertet wird.
Laser zum Messen von morphologischen Pflanzenbestandesparametern
(2005) Ehlert, Detlef
Die Kenntnis von ortsspezifischen morphologischen Bestandesparametern wie Pflanzenmassedichte oder Pflanzenhöhe bildet eine wichtige Grundlage für das Optimieren von Prozessen bei der Bestandesführung und auch bei der Ernte. Voraussetzung für eine praktische Umsetzung sind Sensoren, die das Messen von Bestandesparametern mit hinreichender Genauigkeit bei geringen Kosten ermöglichen. In den letzten Jahren wurden Laser-sensoren zur Abstandsmessung für zahlreiche industrielle Anwendungen entwickelt und erfolgreich eingesetzt. Im folgenden Beitrag wird untersucht, ob ihr Einsatz auch einen Beitrag zur Messung von Pflanzenparametern erbringen kann.
Messeigenschaften von Laser-Abstandssensoren
(2007) Ehlert, Detlef; Adamek, Rolf
Im Rahmen von wissenschaftlichen Untersuchungen wird gegenwärtig in der agrartechnischen Forschung das Einsatzpotenzial von Laser-Abstandssensoren für das Messen von physikalischen Parametern in Pflanzenbeständen erschlossen. Dabei kommen Sensoren zum Ein-satz, die den Messprinzipien Laser-Triangulation und Laser-Licht-Laufzeit-Messung zuzuordnen sind. Da nahezu keine detaillierten Erkenntnisse zum Messverhalten der-artiger Sensoren in Pflanzenbeständen vorliegen, wurden unter definierten Laborbedingungen Untersuchungen durchgeführt, die die spezifischen Einsatzbedingungen in Pflanzenbeständen berücksichtigen. In die Untersuchungen wurden zwei ausgewählte Laser-Abstandssensoren der beiden genannten Messprinzipien einbezogen. Bei den untersuchten pflanzlichen Reflexionsmedien (Birkenfeige, Süßgras und Raps) sind die mittleren Abstandsmessfehler zu ruhenden Oberflächen bei beiden Sensoren mit 2,8 und 2,9 mm als sehr gering zu bewerten, wenn der Neigungswinkel zwischen dem Strahl und der Senkrechten zur Blattoberfläche von 60° nicht über-schritten werden. Größere Neigungswinkel bewirken er-höhte Abweichungen. Um Relativbewegungen zwischen Sensor und Reflexionsmedien wie bei Messfahrten in realen Pflanzenbeständen zu simulieren, wurde eine Zahnscheibe mit Umfangsgeschwindigkeiten von 2,56; 3,77 und 4,90 m s-1 bewegt, die realen Fahrgeschwindigkeiten auf Landmaschinen entsprechen. Es konnte nach-gewiesen werden, dass bei sehr schnell sich ändernden Messentfernungen, ungünstigen Sensoranordnungen zu den Reflexionsflächen und kurzen Messzeiten im Bereich von Millisekunden erhebliche Messfehler auftreten, die insbesondere beim Triangulationssensor Werte annehmen können, die den Einsatz in Frage stellen.