Eine Vielzahl von namhaften Saatgutunternehmen versucht mittlerweile nicht mehr nur über die Qualität des Saatguts beim Landwirt zu punkten, sondern erweitert das Angebot auf digitale Hilfsmittel – sei es die Bereitstellung einer Karte für die teilflächenspezifische Aussaat, eine Biomassekarte oder eine Feuchtigkeitskarte. Doch woher kommen diese Karten der eigenen Flächen, wie vertrauenswürdig sind sie, und hat man unabhängig vom Saatgutunternehmen Zugriff darauf?

Bei jedem Ackerbauern ist die Werbung per Post oder digital schon auf dem Schreibtisch gelandet – Saatgutunternehmen bieten den Zugang zu einer Online-Plattform an, die einen Zugriff auf Satellitenbilder der eigenen Flächen ermöglicht. Diese Satellitenaufnahmen werden meist auch vollautomatisch weiterverarbeitet, sodass am Ende eine Applikationskarte zur teilflächenspezifischen Aussaat oder auch eine Feuchtigkeitskarte, die die Befahrbarkeit der Fläche widerspiegelt, abgerufen werden können. Dieser Dienst ist in der Regel natürlich nicht kostenlos, sondern wird mit dem Saatgutkauf ermöglicht. Folglich bieten die Unternehmen neben dem Saatgut noch einen weiteren Mehrwert und buhlen so um den Vertragsabschluss. Bekannte Anbieter dieser fortschrittlichen Technik sind beispielsweise KWS mit myKWS, syngenta mit Cropwise, Yara mit Yara Digital Farming oder auch LG Seeds mit agrility.

Woher kommen die Satellitenbilder?

Die Satellitenbilder stammen nicht von den Saatgutunternehmen selbst, sondern stehen online kostenfrei zur Verfügung. Dies wird durch das Copernicus-Erdbeobachtungsprogramm der Europäischen Union ermöglicht. Das Copernicus-Programm baut auf verschiedenen Erdbeobachtungssatelliten auf – sogenannten Sentinels –, die mit unterschiedlicher Messtechnik ausgestattet sind und auf einer Höhe von etwa 750 km in der Atmosphäre die Erde umkreisen (siehe folgende Abbildung). Ziel des Copernicus-Programms ist es, die Erde mit ihren zahlreichen Umweltsystemen stetig zu überwachen. Ein aktuelles Anwendungsbeispiel ist das europäische Hochwasserfrühwarnsystem, das unter anderem auf den Daten der Sentinel-Satelliten fußt. Hiermit werden die Pegelstände der Gewässer im Millimeterbereich überwacht und Wasserströme aufgezeichnet, woraus sich potenzielle Gefahrenzonen errechnen lassen. Darüber hinaus werden hierüber bei Flutkatastrophen den Einsatzteams aktuelle Bilder bereitgestellt, um die Rettungen zu planen.

Satelliten für die Landwirtschaft

Die Daten der Sentinel-Satelliten sind aber auch für die Landwirtschaft hilfreich. Innerhalb der Satellitenflotte sind es insbesondere die Satellitenfamilien Sentinel-1 und Sentinel-2. Sentinel-1 trägt ein Radarinstrument, das unabhängig vom Tag, der Nacht oder auch dem Bewölkungsgrad Radaraufnahmen der Erdoberfläche ermöglicht. Diese Daten werden beispielsweise für das Flächenmonitoring-System des Sammelantrags genutzt. Sentinel-1 liefert mindestens alle fünf Tage eine neue Aufnahme der gleichen Fläche in einer Auflösung von 10 m. Dadurch lassen sich die angebaute Kultur oder auch eine Bodenbearbeitung erkennen und die Angaben des Sammelantrags ohne Vor-Ort-Kontrolle prüfen. Diese Daten werden auch für die Ernteprognosen der gesamten Welt genutzt, um Nahrungsmittelverfügbarkeiten zu planen und zeitgleich Marktpreise zu gestalten – daher kommen beispielsweise die Pressemeldungen über die Sojaanbauflächen und erwarteten Erntemengen in den verschiedenen Regionen der Welt noch vor der Ernte.

Das Satellitenpaar des Sentinel-2 öffnet wiederum die Türen für die Anwendungen der Saatgutunternehmen. Sentinel-2 ermöglicht multispektrale Aufnahmen. Das bedeutet, die Satelliten können unter anderem die Reflexion von nahinfrarotem Licht der Erdoberfläche messen. Je stärker diese Reflexion ist, desto größer ist der Biomasseaufwuchs auf der Fläche. Hieraus lässt sich eine klassische Ertragspotenzialkarte erstellen: Teilflächen mit einer größeren Reflexion haben einen größeren Biomasseaufwuchs und damit tendenziell auch ein größeres Ertragspotenzial.

Vom Satellitenbild zur Aussaatkarte

Aus einer Ertragspotenzialkarte lässt sich eine Applikationskarte für die Aussaat ableiten: Auf Teilflächen mit einem größeren Ertragspotenzial kann die Aussaatstärke erhöht, auf Teilflächen mit geringerem Ertragspotenzial herabgesetzt werden (siehe folgende Abbildung). In den Zonen mit niedrigem Ertragspotenzial herrscht tendenziell mehr Konkurrenz um knappe Ressourcen, zum Beispiel Wasser oder Nährstoffe. Werden dort dann weniger Pflanzen auf den Quadratmeter gestellt, ist die Konkurrenz unter den Einzelpflanzen geringer, die Pflanzenentwicklung besser und zeitgleich wird teures Saatgut eingespart.

Wie vertrauenswürdig sind die Karten?

Da die Saatgutunternehmen ihren Algorithmus zur Berechnung der Aussaatkarte aus dem Satellitenbild nicht offenlegen, lässt sich nicht pauschal sagen, wie vertrauenswürdig einzelne Anbieter sind. Fest steht jedoch, dass es Einflüsse gibt, die die Aussagekraft einer Applikationskarte größer oder geringer machen. Die Reflexion des Bestands hängt selbstverständlich von der Jahreszeit und der jeweiligen Bestandsentwicklung ab. Dementsprechend müssen mehrere Satellitenbilder, im besten Fall aus verschiedenen Jahren herangezogen werden. Zeitgleich spiegeln sich schwache Ertragszonen in einem trockenen Jahr deutlich stärker wieder als in einem nassen Jahr. Die angebaute Kultur zum Zeitpunkt der Satellitenaufnahme hat auch einen Einfluss, da ein abgereifter Wintergerstenbestand weniger reflektiert als ein Zuckerrübenbestand mit voluminösen und gesundem Blattapparat zum gleichen Zeitpunkt. Zu guter Letzt beeinflusst auch die Aufnahmequalität selbst das Ergebnis. Eine starke Bewölkung schmälert die Sicht und damit auch die Aussagekraft.

Aussaatkarten im Vergleich

Das Experimentierfeld „Diabek“ der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf verglich 2023 Mais-Aussaatkarten von sechs Anbietern auf neun Schlägen. Geprüft wurde, inwieweit die Aussaatkarten der verschiedenen Hersteller in den identischen Zonen Saatstärkenerhöhungen beziehungsweise -herabsetzungen empfahlen. Eine exakte Übereinstimmung zwischen den verschiedenen Anbietern ist aufgrund der oben aufgeführten Einflussfaktoren unrealistisch. Überraschenderweise variierte die Übereinstimmung der Karten zwischen den Herstellern aber abhängig von der Fläche. Auf sechs der neun Schläge war die Übereinstimmung gut, während sie auf den anderen drei Schlägen unterdurchschnittlich war. Einer der sechs Anbieter bewertete die Teilflächen offensichtlich umgekehrt zu den anderen Anbietern, sodass Hochertragszonen dort ausgewiesen wurden, wo bei den anderen Anbietern geschlossen Niedrigertragszonen erkannt wurden. Eine Aussaatkarte allein auf die Satellitenbilder zu stützen, birgt also eine Ungenauigkeit. Die Karten sind aber definitiv hilfreich, um grundsätzlich das Bewusstsein über verschiedene Ertragspotenziale innerhalb der eigenen Flächen zu erlangen. Die Einteilung der Teilflächen sollte jedoch vom Landwirt kritisch hinterfragt werden: Sind diese Teilflächen in der Bewirtschaftung auch bereits aufgefallen? Befindet sich in der ausgewiesenen Niedrigertragszone zum Beispiel eine Sandlinse oder ein Keil, der aufgrund vieler Wendemanöver stärker verdichtet ist? Wurde auf dieser Schlagseite schon immer der Korntank des Mähdreschers langsamer voll? Um die Ergebnisse zu stützen oder die verschiedenen Ertragspotenziale begründen zu können, empfiehlt es sich daher, die Datengrundlage beispielsweise durch eine Ertragskartierung an der Erntemaschine oder georeferenzierte Bodenproben zu ergänzen.

Zugang zu den Satellitenaufnahmen

Jeder hat die Möglichkeit, die Satellitenaufnahmen der bewirtschafteten Flächen online anzuschauen und zu bewerten. Dafür ist eine kostenlose Anmeldung im Sentinel-Hub EO-Browser (www.sentinel-hub.com) nötig. Nach dem erfolgreichen Login gilt es, im EO-Browser die richtigen Einstellungen zu treffen. Bestenfalls wählt man zuerst die Sprache Deutsch aus und legt über das Suchfeld den Ort des Kartenbereichs fest. Im linken Bereich sollten dann die Filtermöglichkeiten genutzt werden. Über Auswahl des Themas Landwirtschaft werden die möglichen Funktionen eingegrenzt, als Datensatz wird dabei automatisch Sentinel-2 ausgewählt. Um brauchbares Kartenmaterial zu nutzen, sollte die maximale Wolkenbedeckung auf 20 % begrenzt werden. Die Auswahl des Zeitraums ist eine weitere Eingrenzung des Kartenmaterials. Hierbei wäre es zum Beispiel interessant, sich die Kulturen in ihren Hauptwachstumsphasen anzeigen zu lassen. Über die Suche gelangt man dann zu den verfügbaren Karten, die nach dem Filtern zur Verfügung stehen. Die angezeigte Karte lässt man sich dann über die Ebene NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) anzeigen. Dieser Index basiert auf multispektralen Daten zur Vegetationsbewertung. Ein dunkelgrüner Bereich stellt Bestände mit gut entwickelten Pflanzen dar, Bereiche mit hellen oder gar rötlichen Farbtönen spiegeln hingegen Flächen mit gestressten Beständen oder keiner pflanzlichen Biomasse wider (siehe folgende Abbildung). Im rechten Bereich gibt es dann noch die Möglichkeit, Tools wie ein Messinstrument, die Erstellung von Zeitrafferanimationen oder das Herunterladen des angezeigten Bildes zu nutzen.

Modernste Landtechnik ist nicht nötig

Bei der teilflächenspezifischen Aussaat wird häufig als Voraussetzung die neueste Technik angesehen. Aber nur, weil der Schlepper kein Lenksystem und die Drillmaschine keinen Isobus hat, heißt es noch lange nicht, dass die Karten dann unbrauchbar sind. Zu wissen, dass der Ertrag auf der gesamten Fläche nicht gleichmäßig ist, sondern variiert, kann man für sich nutzen. Mithilfe der Ertragspotenzialkarte aus den Satellitenbildern können Bodenproben zielgerichteter in den verschiedenen Zonen gezogen werden. So lässt sich erkennen, ob die unterschiedlichen Potenziale auf unterschiedlichen Nährstoffversorgungen beruhen. Sollte die Fläche unterschiedliche Böden und damit unterschiedliche Nährstoffhaltevermögen (zum Beispiel: Sandlinse) aufweisen, sind eine angepasste Düngung und Aussaat gleichermaßen sinnvoll. Bei der organischen Düngung kann das schon über eine variierende Fahrgeschwindigkeit oder bei der Drillmaschine durch das händische Verstellen umgesetzt werden (sofern eine elektronische Verstellung aus der Schlepperkabine möglich ist).

Fazit

Die Anzahl der Anbieter von Applikationskarten nimmt rasant zu, da die Vorteile der teilflächenspezifischen Bewirtschaftung im Hinblick auf die hohen Produktionskosten und Nachhaltigkeitsanforderungen immer größer werden. Hierbei gilt es aber immer, die Glaubwürdigkeit der zugelieferten Daten anhand der eigenen praktischen Erfahrungen zu hinterfragen. Trotzdem sollte der Mehrwert der Satellitenbilder und Ertragspotenzialkarten nicht unterschätzt werden, da auch ohne den „neuesten Stand der Technik“ auf dem eigenen Betrieb die kostenlos zugänglichen Flächendaten genutzt werden können, um mit einfachen Stellschrauben, beispielsweise Bodenproben von Teilflächen, die Düngung anzupassen.