Der  USA-Aufenthalt wurde auch für Besuche bei einer Reihe von Herstellern, Dienstleistern und Farmern genutzt. Dabei konnte die Gruppe einen guten Überblick über die Landwirtschaft der USA und die Entwicklungen im Teilflächenmanagement gewinnen.
Bei allen Stationen wurde auch preagro durch die Teilprojektbearbeiter vorgestellt. Dabei zeigten die Gastgeber großes Interesse am Verbundgedanken und dem interdisziplinären Ansatz des Projektes. Oft entwickelten sich aus der Erkenntnis, dass beide Seiten an den gleichen Problemen arbeiten, sehr fruchtbare Diskussionen. Es konnte so der Grundstein für den direkten Informationsaustausch mit Fachkollegen in den USA gelegt werden.

Die Exkursion führte durch die Bundesstaaten Minneapolis, Iowa, Illinois und Wisconsin, die das Heartland der USA bilden. Dort wird vorwiegend Körnermais mit einem Durchschnittsertrag von ca. 80 dt/ha im Wechsel mit Sojabohnen oder in Monokultur produziert. Die Größenordnung der meisten Farmen liegt zwischen 400 und 1200 ha. Statt fester Pachtpreise wird häufig der erzielte Ertrag mit dem Verpächter geteilt (crop sharing).
Sehr verbreitet ist die Minimalbodenbearbeitung und auch die Direktsaat. Obwohl die Maisstoppel auf einer Höhe von bis zu 40 cm stehen bleibt, wird die Mulchsaat im folgenden Frühjahr dadurch wenig behindert. Dies ist anscheinend auch auf den Einfluss des extremen Frostes von bis zu – 40 °C zurückzuführen.
Häufig entscheidet sich ein Farmer bei der Mechanisierung seines Betriebes für die Produktlinie eines Fullliners; dadurch treten auf dem einzelnen Betrieb kaum Kompatibilitätsprobleme auf. Dies ist vor allem bei Anwendungen von Precision Farming von großem Vorteil.

1992 wurde das Ertragskartierungssystem Yield Monitor 2000 vorgestellt und 1993 mit einem Feuchtesensor und 1995 mit dem Field Marker, zur Positionsspeicherung von Punkt- oder Liniendaten wie z.B. Hindernissen im Feld oder Unkrautnestern, ergänzt. Seit ´96 bzw. ´97 werden mit GPS 2000 und GPS 2100  vielseitig einsetzbare Bordterminals mit Korrektur durch wahlweise Satelliten- oder Beaconsignale. Zur gleichen Zeit wurde Precision Map 2000 vorgestellt, eine Software zur Erstellung von Ertragskarten.

Seit 1998 ist das Bordterminal PF 3000 auf dem Markt. Dieses bietet mit Ertragskartierung, Datenrückschreibung, Schlageinmessung, Rasterbodenbeprobung, Positionsspeicherung (Field Marker) und Applikationsmengenkontrolle ein Komplettsystem für Precision Farming.  Die Variante PF 3000 Pro enthält einen integrierten DGPS-Empfänger. Inzwischen befinden sich auch CAN-Bus kompatible Geräte in Entwicklung.

Kürzlich wurde der für Trimble hergestellte Light Bar (siehe Abb. rechts oben) vorgestellt, ein Gerät das den Fahrer mittels einer optischen Anzeige (Leuchtdiodenstreifen) beim einhalten einer vorgewählten Spur unterstützt. Es gibt hierbei die Möglichkeit sich parallel zu einer Geraden, oder aber einer aufgezeichneten Feldkontur leiten zu lassen. Das Gerät ermöglicht die Fahrt und Applikation bei nacht und erspart die Schaummarkierung (beim Fehlen von Fahrgassen, wie in den USA üblich). Dieses Verfahren des sog. Parallel Swathing ist in den USA inzwischen sehr gefragt und wird auch von anderen Herstellern in ähnlicher Form angeboten.

Kurz vor der Markteinführung steht die Software SMS basic (spatial management system) Diese stellt eine Basissoftware für den Landwirt oder den Berater zur Korrektur von Ertragsdaten und zur Visualisierung anderer georeferenzierter Daten. Der Listenpreis dafür liegt bei ca. 500 $. Die Software enthält derzeit keine Funktion zur unmittelbaren Ableitung von ortsspezifischen Maßnahmen oder andere analytische Funktionen.

Eine derartige Erweiterung steht frühestens 2001 in Aussicht.

www.agleader.com

(Abb: Einweisung in den neuen Bordterminal PF 3000 von Ag Leader)

Teilnehmer:

Dr. Herold Reetz, PPI, Direktor Mittlerer Westen
Quentin Rund, Electronic Communications Specialist, Fa. PAQ
Ken Dalenberg, Farmer, Scattered Acres Farm
Georg Larscheid, John Deere, Moline
preagro - Gruppe

PPI - Potash and Phosphate Institute – ist eine seit 1935 bestehende Forschungseinrichtung der nordamerikanischen Düngemittelindustrie. Mitgliedsunternehmen sind unter anderem die Konzerne Cargill und Hydro. Erklärtes Ziel ist die Ausweitung der ertragsteigernden Verwendung von P und K in der Pflanzenproduktion unter Berücksichtigung ökologischer und Aspekte. PPI hat deshalb früh die Bedeutung einer kleinräumigen Betrachtung der landwirtschaftlichen Flächen erkannt. 

PPI fördert dementsprechend die Entwicklung des Precision Farming und führt selbst zahlreiche Forschungsprojekte in Zusammenarbeit mit Farmern durch. Der Schwerpunkt der Arbeiten liegt bei Mais und Getreide. Wie pre agro versucht auch PPI Auswertungsalgorithmen für ein Teilflächenmanagement zu erarbeiten. Als GIS werden die dort, wie hier sehr verbreiteten Anwendungen ArcView und SS-Tools verwendet.
Als Datengrundlage nutzt PPI folgende Informationen:

• Bodennährstoffbeprobungen nach starrem Raster (1 und 2,5 acre)
  • primäres Interesse liegt bei K und P entsprechend dem Verkaufsprodukt
  • aufgrund der oft geringen Korrelation zwischen P,K und dem Ertrag werden neuerdings auch Mikronährstoffe mituntersucht
• Ertragskartierung
• Luftbilder (NIR)
• Bodenschätzung
  • ähnlich wie bei uns Bodenschätzg. als Bemessungsgrundlage für die Steuer
  • enthält eine Art Ertragspotenzialszahl und die Bodenart

www.ppi-far.org

John Deere bietet mit der Produktlinie Greenstar eine PF-Ausstattung für die eigenen Maschinen an. Neben dem Display und dem Rechner, kann nun auch der neu entwickelte Zehnkanalempfänger Starfire mobil, d.h. auf verschiedenen Fahrzeugen, genutzt werden. Das Gerät erreicht eine Genauigkeit von bis zu  0,25 m im dual-DGPS-Modus (WAAS + z.B. Satelliten-DGPS), 0,75 m im einfach-DGPS-Modus (z.B. Satelliten-DGPS) und 2 m im kostenfreien WAAS-Modus (Wide-Area Augmentation System, ein Dienst der US-Luftfahrtbehörde ähnlich dem US-Küstenfunk-Beacon- Signal, fast überall in USA zu empfangen).

John Deere entwickelte unter der Bezeichnung Straight Guidance System auch ein Führungssystem für Parallel Swathing, ähnlich dem Light Bar von Trimble (siehe oben). Um den Fahrer beim Führen des Fahrzeugs nicht abzulenken, werden die Hinweise für eine nötige Kurskorrektur nicht optisch, sondern über akustische Signale vermittelt.

www.deere.com/deerecom/Farmers+and+Ranchers/Precision+Farming/Mobile+Components/default.htm

Die Arbeitsgruppen bei John Deere, die sich mit dem Bereich des Precision Farming beschäftigen führen ab sofort die Bezeichnung AMS – Agricultural Management Solution. Bearbeitet werden die vier Bereiche: Precision Farming (Ertragskartierung, Bodenkartierung, differenzierte Ausbringung), Kommunikation (Logistik/Flottenmanagement, Maschinendiagnostik, Zweiwegekommunikation), Agrardatenverarbeitung (Wetter, PS-Hinweise, Düngung), Betriebsmanagement.

John Deere betreibt zusammen mit zwei anderen Partnern einen Internetdienst für das landwirtschaftliche Betriebsmanagement. Landwirte können dort sämtliche Betriebs- und Schlagdaten auch auf teilschlagebene Speichern. Sie können Beratern oder Dienstleistern partiellen Zugang zur Auswertung oder Nutzung ihrer Daten gewähren. Der Landwirt kann aber auch selbst die bereitgestellte Software über das Internet nutzten. Er kann auf die speziell auf den eigenen Betrieb abgestimmten Informationen zu Betriebsmitteln und tagesaktuelle Preise zugreifen und per e-commerce Bestellungen aufgeben.

www.vantagepoint.com

Terry Schneider setzt seit 12 Jahren das Soil Doctor System auf seiner ca. 1000 ha großen Farm ein. Während der Fahrt misst das System die elektrische Spannung zwischen den Rollscharen eines Bodenbearbeitungsgerätes. Je nach Arbeitsbreite wird zwischen zwei bis drei handelsüblichen Rollscharpaaren gemessen.Folgende Größen werden aus dem Messwert abgeleitet: Bodenart, Kationenaustauschkapazität (KAK), Humusgehalt, Wassergehalt und Feldkapazität, Mächtigkeit des Oberbodens, verfügbarer N-Gehalt des Oberbodens.

Über den entsprechenden Algorithmus zur unmittelbaren Ableitung von differenzierten Aussaatmengen, Düngung und Pflanzenschutzmaßnahmen wurde keine Auskunft gegeben.

Terry Schneider nutzt das System für die differenzierte N-Düngung von Mais und Sojabohnen. Seiner Aussage zu Folge ergab sich bisher meistens eine gute Übereinstimmung zwischen Luftaufnahmen und den Messungen des Soil-Doctors.

Der Düngemittel-hersteller Cargill betreibt mit CNS (siehe oben) die Firma AFS, die im Bereich des Precision Farming alle gängigen Dienstleistungen für den Farmer anbietet. Gleichzeitig wird auf den Farmen auch Forschung betrieben.  Im Vordergrund stehen dabei die Fragen nach einem sinnvollen Konzept für PF, Ableitungsalgorithmen und der Rentabilität.

(Abb: Mit High-Tech und guter Laune zum Datensammeln übers Feld)

Am Standort Burr Ridge bei Chicago betreibt CNS vor allem Forschung und Entwicklung im Bereich neuer Informationstechnologien. Derzeit wird an einem System für die automatische Fahrzeugführung gearbeitet. Dieses wird auf Bildverarbeitung sowie Geschwindigkeits- und Richtungssensoren basieren. In Reihenfrüchten wie Mais und Sojabohne funktionieren der Prototyp bereits sehr gut; es wurden Geschwindigkeiten bis zu 15 km/h erreicht. Zur Erhöhung der Funktionssicherheit wird über eine Kopplung mit DGPS nachgedacht. 

Ziel dieser Entwicklung ist es dem Nutzer möglichst viele Arbeitsgänge (auch Schalten, Ausheben und Einsetzen der Geräte) abzunehmen; eine „unbemannte“ Arbeitserledigung auf dem Feld wird derzeit noch nicht angestrebt.

In Entwicklung befindet sich auch ein Online-Sensor zur Beurteilung des Ernährungszustandes von Pflanzenbeständen, genannt MSIS – Mulit-Spectral-Image-Sensor. Anders als der Hydro-N-Sensor, der nur einen Wert für die abgetastete Fläche liefert, erzeugt der MSIS über eine Kamera ein zweidimensionales Bild des Pflanzenbestandes. Dieses Bild kann bearbeitet und ausgewertet werden. Reflexionswerte der Pflanzen können dann von denen des Bodens abgegrenzt und somit genauer beurteilt werden. Übertragen auf Europäische Verhältnisse würde dies unter anderem einen Einsatz schon zur ersten N-Düngung im Getreide, wenn die Reflexion der Pflanzenoberfläche für den Hydro-N-Sensor noch nicht ausreicht, ermöglichen.

www.cnh.com

(Abb: Trainings- und Testgelände der Firma Ag Chem)

In Jackson befindet sich die Produktion von Ag Chem, aber auch das weltweit bisher einzige Trainingszentrum für Precision Farming. Neben 4 Schulungsräumen mit je 40 PCs gibt es einen Ausstellungsraum für alle Modelle von Terragator und Rogator (Pflegevariante) sowie ein großzügiges Testgelände, auf dem Kunden diese Fahrzeuge testen können.

Ag Chem unterhält vor Ort drei Tochterfirmen: Soiltec (Technik für variable Düngerapplikation), Falcon (Hard- und Software für Applikationskontrolle) und SGIS (GIS-Softwarelösungen).

www.agchem.com

www.soilteq.com

Kürzlich wurde eine neue Version der Software SGIS vorgestellt. Damit können alle im Precision Farming anfallenden Daten in gängigen Formaten verwaltet und visualisiert werden. Neu ist das Modul für eine betriebswirtschaftliche Auswertung der Daten von Teilschlägen (Profit Analysis Calculator).  Damit lassen sich die Menge der eingesparten Betriebsmittel und der Gewinn flächenabhängig ermitteln.

Die von Soilteq unterhaltene Internetseite Ag Central On-Line bietet Nutzern der SGIS-Software und der Falcon-Terminals die Vorteile einer zentralen Datenbank. Dort werden Tools für die Datenanalyse angeboten oder auf Wunsch auch aus eingesandten Daten Applikationskarten erstellt. Der Farmer kann darüber hinaus horizontale Betriebsvergleiche in anonymisierter Form durchführen, sofern er auch seine eigenen Daten zur Verfügung stellt. Derzeit gibt es ca. 500 eingetragene Nutzer dieses Systems.

www.agcentralonline.com

Die 5. Internationle Konferenz zu Precision Agriculture in Minnesota war mit über 600 Wissenschaftlern, Firmenvertretern und Anwendern sehr gut besucht. In jeweils vier parallel laufenden Sessions wurden zu Fragen der Variabilität in Boden und Bestand, Technik, Geostatistik, Bestandesführung, Fernerkundung und Informationsmanagement Vorträge gehalten und Diskutiert.

mfragen zufolge nutzen heute 4 % der US-Farmer eine oder mehrere PF-Anwendungen. Diese 4 % bewirtschaften 14 % (ca. 25 Mio. ha) der gesamten Anbaufläche der USA; d.h. PF kommt vorwiegend auf den größeren Farmen zum Einsatz. Am weitesten verbreitet sind Rasterbodenbeprobung, ortsdifferenzierte Düngung und Ertragskartierung.

Insgesamt ist der Zuwachs an neuen Nutzern von PF verhalten. Wie in Europa, sehen die Farmer den hohen Investitionskosten bisher nicht den erforderlich großen Nutzen gegenüber stehen. Auch in den Vorträgen der Session „Profitability of PF“ konnte der ökonomische Vorteil einer teilflächenspezifischen Bewirtschaftung noch nicht beziffert werden.    

Die Farmer werden in der Anwendung stark von Herstellern und spezialisierten Dienstleistern unterstützt. Dies geschieht unter anderem über Internetseiten, die einen schnellen Daten- und Informationsaustausch ermöglichen. Über diese Seiten bringen dann auch Hersteller von Betriebsmitteln Produktinformationen ein.

Ein großer Teil der landwirtschaftlichen Forschung läuft in den USA über die Industrie. Wie die Vorträge zeigten wird dort, wie auch an zahlreichen Universitäten, intensiv an der Entwicklung pflanzenbaulicher Algorithmen für das Teilflächenmanagement gearbeitet. Die Forschungsschwerpunkte liegen dort jedoch bei Mais und Sojabohnen.

Im Programm werden folgende Maßnahmen angeboten: Rasterbodenbeprobung und  differenzierte die Ausbringung von Herbiziden und Düngemitteln.

Eine Besonderheit im Programm ist die Ausbringung von organischen Düngemitteln. Gülle und Mist werden aufgekauft, durchmischt und beprobt und entsprechend der Bodenbeprobungsanalyse auf Flächen mit entsprechendem Bedarf ortsdifferenziert ausgebracht. Geld verdient Cargill dabei erst, wenn der Landwirt gleichzeitig auch Kalk ausbringen lässt.

(Abb: Cargill ist Zulieferer für zahlreiche Lebensmittelhersteller der USA)

www.cargill.com