Unter Praxisbedingungen wurde die teilschlagspezifischen Unkrautkontrolle auf dem landwirtschaftlichen Betrieb Hurtz in Nideggen Berg 60 km südwestlich von Bonn seit dem Anbaujahr 2004 durchgeführt. Der pfluglos arbeitende 110 ha große Ackerbaube-trieb baut die Kulturarten Winterweizen, Wintergerste, Winterraps, Sommergerste und Körnererbsen an. In allen Kulturarten wurde eine Unkrautkontrolle im Sinne von Preci-sion Farming praktiziert. Die vom Landwirt zur Verfügung gestellten Flächen wurden ausgenommen der Unkrautkontrolle betriebsüblich bewirtschaftet. In den zurückliegen-den Anbaujahren wurzurückliegen-den die in Tabelle 1 dargestellten Flächenanteile der einzelnen Fruchtarten einer teilschlagspezifischen Unkrautkontrolle unterzogen.
Tabelle 1: Größe der mit dem Verfahren teilschlagspezifische Unkrautkontrolle behandelten Flächen auf dem Betrieb Hurtz unterteilt nach Anbaujahren und Kulturarten
Anbaujahr Kultur Fläche [ha]
2004 Sommergerste 17,1
2005 Winterweizen 20,2
Wintergerste 8,2
Winterraps 6,7
Sommergerste 8,5
Körnererbsen 5,9
2006 Winterweizen 18,3
Wintergerste 11,1
Winterraps 16,7
Sommergerste 8,5
2007 Winterweizen 5,9
Wintergerste 8,2 Sommergerste 7,9
Unkrauterfassung
Im Sinne eines praxistauglichen Verfahrens wurde die Unkrauterfassung mit einem mo-bilen Kamerasystem durchgeführt. Auf einem selbstfahrenden, mit GPS ausgerüsteten, Trägerfahrzeug waren drei Kameras in einem Abstand von drei Metern quer zur Fahrt-richtung angebracht. Bei einer Vorfahrtsgeschwindigkeit von ca. 7 km/h und einer Auf-nahmefrequenz von ca.1 Bild/s und Kamera wurde eine räumliche Auflösung der Bild-aufnahme von ca. 3 m * 1 m realisiert. Der Bildausschnitt pro Kamera betrug ca.
0,02 m². Zum Einsatz kamen Bispektralkameras die eine wirkungsvolle Unterdrückung der Reflexion von Mulch, Steinen und anderen Störgrößen bei einer Kontrastanhebung zwischen vitalem Pflanzenmaterial und Boden gewährleisten (SÖKEFELD et al. 2002).
Die georeferenzierten Bilder wurden auf dem mitgeführten Bordcomputer gespeichert und standen so einer späteren Bildauswertung zwecks Erstellung einer Unkrautvertei-lungskarte zur Verfügung.
Für die Bildauswertung konnte aufgrund der hohen Bildqualität eine automatische Seg-mentierung zwischen Boden und Pflanze (Binarisierung) durchgeführt werden. Mit ei-nem automatisierten bildanalytischen Verfahren der Mustererkennung über Formmerk-male der Pflanzen – bestehend aus: Einlesen der Binärbilder, Konturextraktion, Klassifi-zierung der Pflanzenarten durch einen wissensbasierten Vergleich der Konturmerkmale – wurde eine Unterscheidung in Kulturpflanze und drei Unkrautklassen (dikotyle Un-kräuter, monokotyle UnUn-kräuter, Sonderklasse z.B. Galium aparine) sicher und schnell (20 Bilder/s) durchgeführt (SÖKEFELD et al. 2000).
Aus den geokodierten Daten der Bildauswertung wurden Unkrautverteilungskarten für jede Unkrautklasse erstellt. Durch eine farbliche Codierung wurde der Unkrautbesatz in
Sökefeld, Gerhards, Oebel 34
den Stufen keine Verunkrautung, schwache Verunkrautung, mittlere Verunkrautung und starke Verunkrautung angezeigte. Zur Verifizierung der Daten erfolgte ein Vergleich mit visuell erhobenen Daten aus einer 7,5 m * 15 m Rasterbonitur. Zur Erstellung von Ap-plikationskarten wurden die klassifizierten Unkrautklassen mit ökonomischen Schad-schwellen belegt, so dass man eine Applikationskarte erhielt, die nach Bereichen ohne, geringer, mittlerer und hoher Herbizidausbringung unterschied.
Applikationstechnik
Die Umsetzung der jeweils drei Applikationskarten erfolgte mit einer DGPS-gesteuerten Dreikammerspritze mit 21 m Arbeitsbreite, Teilbreitenschaltung (3 m) und zentraler Be-dienung über einen Bordrechner. Der Bordcomputer überträgt den Spritzauftrag über eine zentrale Steuereinheit an die drei Spritzcomputer und berechnet die benötigte Spritzmenge für die drei Tanks. Die Spritztanks wurden mit drei auf die Unkrautgruppen selektiv wirkenden Wirkstoffmischungen befüllt und entsprechend der Unkrautartenver-teilung wurde kein, ein, zwei oder drei Wirkstoffe gleichzeitig appliziert. Über GPS wur-den die Teilbreiten der drei Spritzen automatisch angesteuert. Somit wurde die Herbi-zidmischung der lokalen Verunkrautung angepasst. Die Ausbringungsmenge wurde über Drucksensoren und Durchflussmesser reguliert, je nach Dichte der Verunkrautung wurden zwischen 70% und 100% der regulären Aufwandmenge ausgebracht. (G ER-HARDS et al. 2004). Im zeitlichen Abstand auf die Herbizidapplikation erfolgte auf allen untersuchten Flächen eine visuelle Erfolgsbonitur im Raster 7,5 m * 15 m.
3 Ergebnisse Technikeinsatz
Mit der benutzten Aufnahmetechnik wurden unter variierenden Aufnahmebedingungen weitgehend störungsfrei Bildvorlagen erstellt. Mit Hilfe des verwendeten Bildverarbei-tungssystems und den erstellten Wissensdatenbanken wurde eine zuverlässige Klassifi-zierung der in den Bildern befindlichen Pflanzen vorgenommen. Der Vergleich der ma-schinell und visuell erstellten Unkrautverteilungskarten zeigte eine gute Übereinstimmung der verunkrauteten Bereiche. Der Einsatz der Dreikammerspritze gewährleistete eine zeit-gleiche und unabhängige Umsetzung von bis zu drei Applikationskarten.
Unkrautkontrolle
Aufgrund der durchgeführten Bonituren konnten für alle untersuchten Flächen Unkrautver-teilungskarten bzw. unter Einbeziehung ökonomischen Schadschwellen Applikationskar-ten erstellt werden. Auf allen untersuchApplikationskar-ten Flächen konnApplikationskar-ten in den zurückliegenden Ver-suchsjahren Herbizideinsparungen erreicht werden. Die tatsächlich realisierten
Herbizid-einsparungen im Vergleich zu einer vollflächigen Applikation in der empfohlenen Auf-wandmenge ist getrennt nach Kulturarten, Anbaujahren und Unkrautklassen in Tabelle 2 dargestellt.
Tabelle 2: Prozentuale Herbizideinsparungen bei Durchführung der teilschlagspezifischen Un-krautkontrolle im Vergleich zur ganzflächigen Behandlung (100%), unterteilt nach Anbaujahren, Fruchtarten und Unkrautklassen
1 Galium aparine 2 Dikotyle und Monokotyle wurden mit einem Wirkstoff behandelt
3 Ausfallgetreide 4 Ausfallraps
Trotz der teilweise erheblichen Herbizideinsparungen von bis zu 89% konnte durch die Erfolgsbonituren bestätigt werden, dass in allen Versuchsjahren und auf allen untersuch-ten Flächen nach der Unkrautkontrolle kein erhöhter Unkrautdruck auftrat, die mittleren Unkrautdichten lagen zwischen 0 und 3 Pflanzen/m² und damit erheblich unterhalb der ökonomischen Schadschwelle.
Ökonomische Bewertung
Neben der Tatsache, dass durch die Einsparungen von Herbiziden der Naturhaushalt we-niger stark belastet wird, ist für den Praktiker eine ökonomische Bewertung der teilschlag-spezifischen Unkrautkontrolle ein wichtiger Faktor für die Beurteilung des Gesamtsystems.
Einsparungen, die durch den verminderten Herbizideinsatz erzielt werden konnten (Tabel-Anbaujahr
Fruchtart
Herbizideinsparung [%] im Vergleich zur konventionellen Behandlung (100%)
Dikotyle Monokotyle Sonderklasse
2004
Sommergerste 46 18
2005
Winterweizen 58 65 52 1
Wintergerste 34 38
Winterraps 19 20
Sommergerste 26 71
Körnererbsen 22 30
2006
Winterweizen 24 46
Wintergerste 24 22
Winterraps 23 2
Sommergerste 22 41 57 3
2007
Winterweizen 89 35 12 4
Wintergerste 33 77
Sommergerste k.A k.A. k.A.
Sökefeld, Gerhards, Oebel 36
le 3) müssen den durch den Technikeinsatz entstandenen Mehrkosten gegenübergestellt