Forschungs- und Innovationsprojekt
Trockenstressbestimmung mittels Drohneneinsatz

Drohne schwebt über den Reben

Drohnenbasierte Thermometrie-Messung zur automatisierten Trockenstressbestimmung bei Vitis vinifera für das großflächige Bewässerungsmanagement der fränkischen Weinbergslagen

Die gezielte Zusatzbewässerung stellt sich als ein wichtiges Instrument des Qualitätsmanagements im Weinbau dar. Voraussetzung ist ein Steuerungskonzept auf Basis einer präzisen Einschätzung des aktuellen Wasserhaushalts der Rebe.

Ziel des Projektes

Wasser stellt zunehmend einen wichtigen und kostbaren Produktionsfaktor im Weinbau dar. Über 70 Prozent des von der Erdbevölkerung genutzten Wassers werden in der Landwirtschaft verwendet. Künstlich bewässerte Flächen können eine höhere Produktivität erzielen, verglichen mit landwirtschaftlichen Flächen, die ihr Wasser ausschließlich und zufällig aus Niederschlägen erhalten. In der modernen Landwirtschaft spielt ein effizienter Wassereinsatz bei der Produktion qualitativ hochwertiger Erzeugnisse eine Schüsselrolle.

Unter wechselnden klimatischen Bedingungen hat sich zur Bestimmung des Wasserstatus und hieraus folgend der exakten Bewässerungssteuerung von Weinreben die Bestimmung des frühmorgendlichen Wasserpotenzials (Ψpd) bewährt. Der größte Nachteil für die Bestimmung des Ψpd, das traditionell mittels einer Scholander-Kammer bestimmt wird, liegt in dem kurzen Zeitfenster ihrer Durchführung kurz vor Sonnenaufgang, der Destruktivität (Blattentnahme) und dem Umstand, dass die Messung nicht automatisiert werden kann. Inwieweit die drohnenbasierte Thermometrie-Messung als Trockenstressindikator bei Reben geeignet ist, wird innerhalb eines dreijährigen Forschungsprojektes an der LWG getestet. Denn gerade die großflächige Einschätzung des Wasserstatus einer gesamten Fläche bzw. Gemarkung stellt bis jetzt noch größere Probleme dar.

Methode des Projektes

Der Kooperationspartner Lilienthal Digitaler-Weinbau GmbH nutzt moderne Drohnentechnologie (UAVs) als Sensorplattform. Dabei werden hochauflösende RGB-Kameras für den sichtbaren Bereich, Multispektralkameras für den nahinfraroten Wellenlängenbereich (NIR) und Thermalkameras für mittleres Nahinfrarot eingesetzt. Ziel ist es, Aussagen über den Zustand der Weinrebe zu gewinnen, die dem menschlichen Auge verborgen bleiben. Insbesondere im NIR können sehr viele Informationen über die Nährstoffversorgung oder den Gesundheitszustand der Rebe erfasst werden.

Innerhalb des Forschungsprojektes wird der Wasserstatus der gesamten Vegetationsperiode in kurzen Zeitintervallen bestimmt. Dabei werden gleichzeitig vergleichende Messungen von bereits etablierten direkten (Wasserpotenzial-, Photosynthesemessung) und indirekten Trockenstress-Messungen (Bodenfeuchtigkeit, Bodensaugspannung) mit der Infrarot-Thermometrie korreliert. Durch möglichst viele unterschiedliche Messsituationen (aktuelle Trockenstresssituation, klimatische Bedingungen im Versuchsfeld, Vegetationsstand der Reben) sollen die Möglichkeiten und Grenzen der neuen und automatisierten Trockenstressmessung aufgezeigt werden.

Modernster Technikeinsatz in und über dem Weinberg

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Im Gegensatz zum südlichen Bayern leidet der Norden verstärkt unter Trockenheit in den warmen Sommermonaten. Mit einem durchschnittlichen Jahresniederschlag von gerade einmal 550 Litern pro m² sowie einer schlechten Wasserspeicherfähigkeit der größtenteils flachgründigen Muschelkalk-, Buntsandstein- und Keuperböden wird die Trockenheit durch einen unzureichenden Zugriff auf das Wasser weiter verschärft. Mit dem Einsatz modernster Messtechnik mittels Drohne soll die Trockenstresstoleranz der Reben erfasst und eine effektive wie sparsame Bewässerung umgesetzt werden.
Projektinformation
Projektleitung: Dr. Daniel Heßdörfer (LWG-IWO1)
Laufzeit: 01.03.2017 bis 28.02.2020
Finanzierung: Bayerisches Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten
Projektpartner: Lilienthal Digitaler-Weinbau GmbH
Förderkennzeichen: KL/17/02