Echtzeitregelung der Applikationsmenge bei der Herbizidanwendung mit Hilfe eines Kamerasensors

Autor/innen

  • Karl-Heinz Dammer
  • Hartmut Böttger
  • Gerhard Wartenberg
  • Roland Rosenau

DOI:

https://doi.org/10.5073/jka.2012.434.023

Abstract

Am Leibniz-Institut für Agrartechnik wurde in Zusammenarbeit mit den Firmen SYMACON Bildverarbeitung GmbH Barleben und Müller-Elektronik GmbH & Co. KG Salzkotten ein sensorgesteuertes Feldspritzensystem zur Applikation von Pflanzenschutzmitteln entwickelt.

Bei engstehenden Reihenkulturen wie Getreide erfolgt die Unkrauterfassung in der Fahrspur. Systembedingt wird nicht zwischen Unkraut und Kulturpflanze unterschieden. Dadurch ist ein langer Einsatzzeitraum des Systems gegeben, zumal eine Unterscheidung von Kulturpflanze und Unkraut je nach Überlappungsgrad im fortgeschrittenen Wachstumsstadium äußerst schwierig bzw. nicht mehr möglich ist. Situationsbedingt können als Regelparameter die Unkrautanzahl (frühe Wachstumsstadien des Unkrautes) oder der Unkrautdeckungsgrad (späte Wachstumsstadien) verwendet werden. Auf Grund der mechanischen Trägheit der Feldspritze beim Erreichen des Sollwertes der Applikationsmenge (Druckanpassung innerhalb des Regelbereiches der Düsen) ist ein gewisser Abstand zwischen dem Sensor und dem Spritzbalken notwendig. Daher ist der Kamerasensor am Frontdreipunkt des Traktors positioniert. Feldspritzen mit einer schnellen kontinuierlichen Regelung der Applikationsmenge, die eine Sensorpositionierung am Spritzbalken erlauben, werden zurzeit nicht produziert.

Im Unterschied zu anderen am Markt verfügbaren bzw. in Entwicklung befindlichen sensorgestützten Applikationssystemen, wo Düsen bzw. Teilbreiten an- und abgeschaltet werden, wird entsprechend einer definierten Regelfunktion während der Fahrt die Applikationsmenge entsprechend dem Sensorsignal variiert. In Feldbereichen, in denen die Verunkrautung einen bestimmten Schwellenwert übersteigt, wird mit der betriebsüblichen Menge gespritzt, während in Bereichen ohne Unkraut bis zu 50 % reduziert wird. Zwischen 50 % bis 100 % erfolgt eine proportionale Anpassung der Applikationsmenge. Im Gegensatz zu einer Düsenbzw. Teilbreitenschaltung „an/aus“ bleiben bei einer kontinuierlichen Regelung keine Feldbereiche unbehandelt. Die Gefahr einer ungehinderten Unkrautentwicklung bis hin zur Samenbildung ist nicht gegeben.

Im Herbst 2009 wurde mit dem sensorgesteuerten Spritzensystem in einem 26 ha großen Wintergerstenfeld eines Landwirtschaftsbetriebes eine Herbizidapplikation durchgeführt. Die Mitteleinsparung belief sich auf 20 %.

Stichwörter: Multispektralkamera, präzise Unkrautkontrolle, Unkrautsensor, variable Aufwandmengen

Online variable rate herbicide application using a camera sensor

In cooperation with the two companies SYMACON Bildverarbeitung GmbH Barleben and Müller-Elektronik GmbH & Co. KG Salzkotten a sensor controlled field sprayer for precise plant protection was developed at the Leibniz-institute for Agricultural Engineering.

In narrow seeded field crops like cereals, the weed detection is done within the tramlines. Because of the way the system operates, there is no discrimination between cultivated crops and weeds. In later growth stages, crop and weed are overlapping and discrimination within the plant stand becomes difficult or even impossible. Situational, the weed number (early growth stages) or the weed coverage level (late growth stages) can be used as parameter to control the field sprayer. The sensor is positioned at the front three point linkage of the tractor. Field sprayers with a fast adaption of the application rate are not yet commercially available.

In contrast to other “on/off” sensor controlled application systems which are on the market or under development, the application rate in the presented technology is in- or decreased according to the sensor signal. At heavy weed infested sites of the field, the customary application rate is sprayed. It is reduced up to 50 % at sites with low weed pressure. Between the volume of 50 % and 100 %, the application rate is proportional adapted to the weed infestation. In contrast to the “on/off” switching of single nozzles or boom sections, no sites are left unsprayed using the variable rate approach. There is no risk of unobstructed weed development or seed setting.

In autumn 2009, a 26 ha winter barley field on a farm was sprayed against weeds with the sensor controlled field sprayer. The product Falkon® was used with the dosage of 1 l/ha. The spray volume was varied between 100 and 200 l/ha. The product savings were on average 20 %.

Keywords: Multispectral camera, precise weed control, sensor-controlled sprayer, weed sensor

 

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Veröffentlicht

2012-03-06

Ausgabe

Rubrik

Precision Farming und Anwendungstechnik / Precision Farming and Application Technology