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SattGrün – Satellitendaten für das Grünlandmanagement

SattGrün: Mit Hilfe von Satellitendaten die Grünlandbewirtschaftung revolutionieren

Das Grünlandmanagement der Zukunft wird sich auf Satellitendaten stützen. Mit maßgeschneiderten, web-basierten Informationen sollen Landwirtinnen und Landwirte Mahd-Termine, Düngung und andere Maßnahmen der Grünlandpflege optimieren können. Das Forschungsprojekt SattGrün liefert dafür die Grundlagen.

Produkte auf der Basis von Satellitendaten sollen das Grünlandmanagement revolutionieren. So soll zum einen die Wirtschaftlichkeit von Grünlandbetrieben verbessert und zum anderen die Resilienz von Grünlandstandorten im Klimawandel gestärkt werden.

Projektziel: Entwicklung web-basierter Informationsangebote

„Der Schwerpunkt des Forschungsansatzes lag auf der Entwicklung einfacher web-basierter Entscheidungshilfen als kostenloses Informations-Grundangebot. Untersetzt wird dieses Angebot durch eine kostenpflichtige flächenspezifische Beratung durch Wirtschaftsunternehmen“, erklärt Projektkoordinator Prof. Dr. Claas Nendel vom Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. „In die Entscheidungshilfen fließen auch die Belange ausgewählter Ökosystemleistungen ein, insbesondere Produktions- und Regulierungsleistungen“, so Nendel weiter.

Sowohl standortspezifische und kostenpflichtige als auch kostenlose, jedoch nicht maßgeschneiderte Produkte wurden im Rahmen des Projekts entwickelt. Sie liefern einen wertvollen Beitrag zur Identifizierung von für Grünland geeignete Standorte und zeigen Managementoptionen beispielsweise für die Anpassung an den Klimawandel und den Erhalt der Biodiversität auf.

Über SattGrün

Das Forschungsvorhaben SattGrün wurde im Rahmen der „Richtlinie über die Förderung von Innovationen für eine nachhaltige Grünlandwirtschaft“ im Programm zur Innovationsförderung des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) gefördert. Die Projektträgerschaft erfolgte über die Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE). Das Projekt lief vom 11. November 2017 bis zum 28. Februar 2021.

Folgende Forschungseinrichtungen waren am Projekt beteiligt: die Humboldt-Universität zu Berlin, das Julius Kühn-Institut (JKI), der Deutsche Wetterdienst (DWD), das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) sowie das Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF). Auch zwei Unternehmen mit praktische Erfahrungen in der standortspezifischen Landbewirtschaftung (precision agriculture), die Farm Facts GmbH und die Vista Geowissenschaftliche Fernerkundung GmbH, waren am Projekt beteiligt.

Von den Satellitendaten zur web-basierten Entscheidungshilfe

Im Projekt wurden zunächst die Fernerkundungs-methoden verbessert. Sie erkennen und analysieren die Eigenschaften, Zustände und Bewirtschaftungs-formen von intensiv bewirtschafteten Grünlandstandorten. Im nächsten Schritt wurden Simulationsmodelle erstellt. Mit ihnen werden Produktivität und ausgewählte Ökosystemleistungen sowie diese beeinflussende Parameter der Grünlandstandorte analysiert und bewertet. Die Kombination aus Satellitendaten und Simulationen bilden die Grundlage für kostenfreie und kommerzielle web-basierte Entscheidungshilfen für Landwirtinnen und Landwirte sowie die Politik und Verwaltung.

Agrarmeteorologische Daten können auf Online-Portal ISABEL abgerufen werden

Über das Online-Portal ISABEL (InformationsSystem zur Agrarmeteorologischen Beratung für die Länder) des Deutschen Wetterdienstes (DWD) wird eine umfassende Sammlung agrarmeteorologischer Daten zur Verfügung gestellt. Beispielsweise können Landwirtinnen und Landwirte hier Karten zum Vegetationsbeginn abrufen. Dadurch können sie möglichst nahe am Vegetationsbeginn düngen und somit Auswaschungen von Nährstoffen reduzieren. Auch Informationen zur Schnittwürdigkeit, zur Heutrocknung oder der Befahrbarkeit von Grünflächen in Abhängigkeit von der modellierten Bodenfeuchte werden auf ISABEL angeboten.

Web-basierte Entscheidungshilfen für das Grünlandmanagement entwickelt

Im Rahmen von SattGrün wurden auch kommerzielle web-basierte Entscheidungshilfen entwickelt. Sie können mithilfe von Satellitendaten die Ertragsleistung und Heterogenität von Grünlandschlägen auf intensiv genutzten Grünlandflächen (Wiesen mit Schnittnutzung) mit hoher Genauigkeit ermitteln. Somit wird eine teilflächenspezifische Beratung ermöglicht.

Ein Vorteil web-basierter Entscheidungshilfen ist, dass sie im Vergleich zu anderen Methoden der Ertragsermittlung, wie beispielsweise Ertragskartierung mittels Erntetechnik oder Brückenwaagen, unabhängig von Anschaffung und Unterhalt von Hardware sind.

Satelliten liefern Informationen zu Verteilung und Nutzungsintensität von Grünland

Grundlage für die genannten Informations- und Beratungsangebote sind Satellitendaten. Mithilfe von Fernerkundungsmethoden konnten im Projekt flächendeckende Informationen zu Verteilung und Nutzungsintensität von Grünland in Deutschland gewonnen werden. So können beispielsweise Mahdzeitpunkte mit hoher Genauigkeit durch Satelliten erkannt werden. Auf Grundlage der Fernerkundungsdaten können zum Beispiel Biomasseschätzungen gemacht oder der Beginn der Grünlandsaison ermittelt werden.

Hintergrundinfos zu den Satellitendaten

Die Analyse von zeitlich dichten und räumlich hochauflösenden Satellitendaten basiert auf Daten der Sentinel-Satellitenreihen des Europäischen Copernicus Erdbeobachtungsprogramms sowie auf Bilddatenreihen des Landsat-Archivs. Die Radar-Satelliten Sentinel 1A und 1B liefern seit Juli 2014, bzw. 2016 Daten aus dem All, die optischen Satelliten Sentinel-2A und 2B sind seit 2015 bzw. 2017 im Orbit unterwegs.

Die hohe zeitliche Wiederholrate des jeweils dualen Satellitensystems ermöglicht es, die phänologische Entwicklung von Vegetation bei gleichzeitig hoher räumlicher Auflösung mit unterschiedlichen Methoden (Radar/optisch) zu quantifizieren.

Simulationsmodelle werden mit den Satellitendaten kombiniert

Im Projekt SattGrün wurden verschiedene Simulationsmodelle entwickelt. Kombiniert mit den Satellitendaten bilden Sie die Basis für die genannten Informationsangebote.

Ein verwendetes Agrarökosystem-Modell beispielsweise simuliert Graswachstum und Prozesse im Boden. Dadurch können Produktivität und ausgewählte Ökosystemleistungen intensiv bewirtschafteter Grünlandstandorte analysiert und bewertet werden. In die laufenden Simulationen können Mahd-Ereignisse und die durch Satelliten ermittelte Blattfläche eingespeist werden. Damit wird die Qualität von Prognosen während der Saison verbessert.

Weitere Simulationen beschäftigten sich mit dem Einfluss von Management, Umweltfaktoren und Klimawandel auf Grünland sowie mit dem Ausmaß von Bodenverdichtungen durch das Befahren in Abhängigkeit von Textur und Bodenfeuchte.

Letzte Aktualisierung 29.04.2022

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