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Flugdrohnen als Unkrautfinder für den Acker

04.05.2015, von , in Karte anzeigen

 

Unter der Flugdrohne ist eine Kamera installiert. (Foto: NDR)

Unter der Flugdrohne ist eine Kamera installiert.

Unkräuter wie Disteln, Kamille und Gräser stören das Wachstum von Kulturpflanzen  wie Getreide, Zuckerrüben und Mais. Ertragseinbußen sind die Folge. Deshalb bekämpfen viele Landwirte sie mit Herbiziden. Man könnte den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln mit Hilfe von Flugdrohnen deutlich reduzieren. Davon sind die Forscher des Julius Kühn-Instituts, des Bundesforschungsinstituts für Kulturpflanzen überzeugt. Wie das geht, testen sie auf einem Versuchsfeld mit Winterweizen in Niedersachsen. Carmen Woisczyk hat ihnen dabei über die Schulter geschaut.

Die Drohne wird auf den Erkundungsflug vorbereitet. (Foto: NDR)

Die Drohne wird auf den Erkundungsflug vorbereitet.

Zwischen dem Winterweizen, der aussieht wie Grasbüschel, stehen verschiedene Unkräuter: Blau blühende Taubnesseln, Löwenzahn und Kamillepflanzen mit fein gefiederten Blättern. Weil das Unkraut das Wachstum der Kulturpflanzen durch Wasser-, Nährstoff- und Lichtkonkurrenz stört, würden Landwirte  normalerweise solche Felder gleichmäßig mit einem Pflanzenschutzmittel behandeln.

Doch die Forscher haben sich etwas anderes ausgedacht: Sie nutzen eine Flugdrohne, unter der eine Kamera installiert ist und ein neu entwickeltes Computerprogramm, das die Bilder der Kamera auswertet.

Drohne schwebt über dem Acker (Foto: NDR)

Drohne schwebt über dem Acker

Die Auswertungssoftware soll verschiedene Unkräuter automatisch erkennen und von Kulturpflanzen wie Weizen, Gerste und Mais unterschieden. So wollen die Wissenschaftler  herausfinden, wo auf dem Feld welche Unkrautarten vorkommen und wie sie verteilt sind. Das Ziel ist es, für den Landwirt eine Unkrautkarte und einen Spritzplan zu erstellen, damit er Pflanzenschutzmittel gezielter und damit sparsamer einsetzen kann. Auf einem Weizenfeld wollen die Forscher zunächst einmal testen, wie zuverlässig sie mit ihrer Software eine bestimmte Unkrautart erkennen können – nämlich Kamillepflanzen.

 

Die Flugdrohne hebt schnell vom Boden ab und schwebt selbstständig 10 Meter über dem Feld. Sie ist so groß wie ein Autoreifen, hat sechs Propeller und  wird via GPS-gesteuert. Die Flugroute wurde zuvor eingegeben. Während sie über dem Versuchsfeld ihre Bahnen zieht, werden automatisch Fotos gemacht.

Die Forscher vom Julius Kühn Institut in Braunschweig beim Testflug. (Foto: NDR)

Die Forscher vom Julius Kühn Institut in Braunschweig beim Testflug.

Nachdem das Versuchsfeld vollständig überflogen worden ist, werden die Bilder von der Kamera auf einen Computer übertragen. Dann kommt die spezielle Auswertungssoftware zum Einsatz: Auf einer Nahaufnahme vom Feldboden – es ist ein Ausschnitt von zwei mal zwei Metern – markieren rote Quadrate die erkannten Kamillepflanzen zwischen dem Weizen. Aber einige Kamillepflanzen wurden nicht markiert. Das Ergebnis: Die Erkennungsrate liegt im Moment erst bei unter 50 Prozent.

Die Drohne fliegt GPS-gesteuert über das Feld (Foto: NDR)

Die Drohne fliegt GPS-gesteuert über das Feld.

Die Forscher wollen die Software in den nächsten drei Jahren weiterentwickeln und eine Erkennungsrate von 90 Prozent erreichen, damit sie in der Praxis eingesetzt werden kann. Künftig könnten Landwirte dann einen Dienstleister beauftragen, der die Fotos mit der Drohne und die Auswertung für sie durchführt. Der fertige Spritzplan sowie Informationen über Menge und Art des Pflanzenschutzmittels würde sich in den Bordcomputer ihres Traktors laden lassen, der dann automatisch die Unkrautnester anfahren und gezielt bekämpfen kann.
Wenn es klappt spart das nicht nur Geld, sondern ist auch gut für die Umwelt.

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