Entwicklung digitaler Technik zur Erkennung von Bodenverdichtung und zur Durchführung von Maßnahmen, diese dem Wurzelwachstum wieder zugänglich zu machen und somit den Trockenstress der Pflanzen zu reduzieren (DigiRoot)

Laufzeit: 11/2021–10/2024

Ein zentrales Problem auf landwirtschaftlich genutzten Böden ist die Verdichtung des Bodens, insbesondere unterhalb der Pflugsohle. Diese entsteht durch den Einsatz schwerer Maschinen sowie natürliche Bodenbildungsprozesse und wird von Pflanzenwurzeln oft nicht durchdrungen. Aufgrund klimatischer Veränderungen führt dies insbesondere auf sandigen, wasserdurchlässigen Böden zu Hitze- und Trockenstress sowie zu erhöhter Ertragsinstabilität. Im Fokus des dreijährigen Vorhabens standen in dem Zusammenhang eine Anpassung der pflanzenbaulichen Produktion an klimatische Herausforderungen sowie die Verbesserung und Automatisierung der drohnenbasierten Erkennung von Heterogenitäten im Pflanzenbestand.

Im Projekt wurde eine gezielte Erschließung des Unterbodens erforscht, um bislang ungenutzte Nährstoff- und Wasserressourcen verfügbar zu machen. Zur Identifikation verdichteter Bodenzonen wurde das softwarebasierte „Magic-Tool“ entwickelt – eine innovative Zusatzfunktion in der Software Pix4Dfields. Dieses KI-gestützte Selektionswerkzeug ermöglicht die schnelle Erkennung und Auswahl von Anomalien in Orthomosaik- und Index-Layern. In Kombination mit weiteren Flächeninformationen sowie agronomischem Fachwissen lassen sich damit Unterbodenverdichtungen anhand der Vegetationsentwicklung ableiten. Das Tool ist ein dynamisches System, welches sich durch die Interaktion mit den Nutzenden verändert und verbessert. Zur gezielten Unterbodenerschließung wurde die Pflugsohle auf den verdichteten Flächen streifenweise durchbrochen und organisches Material in Form von Kompost vertikal eingebracht. Dies förderte das Wurzelwachstum im Unterboden und sollte dadurch langfristig die Erträge sowie die Resilienz des Pflanzenbaus steigern.

Die Parzellen- und On-Farm-Versuche zeigten positive Effekte der Maßnahme auf den Ertrag und die Wasserversorgung von Sommergerste, Mais, Roggen und Ackersenf. Auch zum Ende der Projektlaufzeit noch wurde in den behandelten Zonen ein verstärktes Wurzelwachstum ohne Anzeichen erneuter Verdichtung festgestellt.

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