SHAPE Feldlabor – Integriertes Mess- und Monitoringsystem

Die EU-Richtlinie erfordert zukünftig ein periodisches Monitoring der Bodengesundheit aller relevanten Böden in der EU (s.o.), sowie die Umsetzung und Bewertung von Verbesserungsmaßnahmen. Dazu ist die umfassende messtechnische Bestimmung sogenannter “Bodendeskriptoren” notwendig. Diese sind biologische, chemische und physikalische Bodenparameter, die mit der Bodengesundheit in Zusammenhang stehen. Unabhängig von zukünftigen Auflagen und Dokumentationspflichten ist bei den Landwirten selbst inzwischen ein starkes Interesse an den verschiedenen Parametern der Bodengesundheit und der aktiven Verbesserung des Bodenlebens und der Bodenstruktur entstanden. Verschiedene Gruppierungen, nicht nur aus der Ecke der Biobauern, entwickeln sich hier inzwischen zu Vorreitern alternativer Bodenpflege und Düngemaßnahmen. Dazu gehören auch die Reduzierung der Bodenverdichtung durch schwere Maschinen und die Erhöhung der Wasserdurchlässigkeit, um die Grundwasserneubildung zu unterstützen, die angesichts der strukturellen Dürren immer dringlicher wird. Neben dem zunehmenden Bewusstsein für Ihre Verantwortung zum Erhalt unserer Lebensräume und der Artenvielfalt sind es auch handfeste monetäre und zeitliche Aspekte, die diese Entwicklung begünstigen. So sind z. B. die Preise für Stickstoffdünger seit 2020 aufgrund der fortlaufenden globalen Krisen um 70 % gestiegen, und auch die sonstigen Kosten steigen unaufhörlich weiter an. Vor diesem Hintergrund wird es für die Landwirte immer interessanter, sich intensiv mit der eigenen Kulturführung und dem Thema Boden zu befassen. Die Speicherfähigkeit für Nährstoffe und auch Wasser lässt sich durch gezielte Maßnahmen aktiv beeinflussen, und auch beim Einsatz klassischer Kunstdünger kann mit Precision Farming Methoden eine erhebliche Einsparung erzielt werden. Grundvoraussetzung hierfür ist aber die detaillierte Kenntnis des aktuellen Bodenzustands auf den eigenen Flächen. Hier setzt SHAPE an, und entwickelt innovative, anwenderzentrierte Mess- und Analysesysteme, die ohne vertiefte Fachkenntnis zeitnah und ohne Umweg über Labore alle für eine Entscheidung über die durchzuführenden Maßnahmen relevanten Daten für den Anwender verständlich aufbereitet bereit stellen. Neuartig ist ein Monitoring mit dem Fokus Bodengesundheit bei dem gezielt relevanter Parameter aus Bodenbiologie (3.1), Bodenchemie (3.2, 3.3) und Bodenphysik (3.4, 3.5) gemeinsam betrachtet werden. Hierfür werden neuartige Sensoren entwickelt (AP 3.1 bis 3.5), mit bestehenden noch zu minituarisierernden Sensoren zur Messung von z.B. pH-Wert, elektrische Leitfähigkeit, Temperatur, CO2 an Bodenoberfläche, Phosphor und Kali kombiniert und in ein Mess- und Analysesystem – das SHAPE Feldlabor zur „Near Realtime“ Messung der Bodengesundheit – eingebunden. Die so entwickelten prototypischen Produkte können einzeln oder in Gruppen in autarken Teilsystemen (mobil und stationär) eingesetzt werden. Um dies zu gewährleisten, werden in den einzelnen Arbeitspaketen verteilte Datenbanken entwickelt, welche offline Daten speichern und diese dann online synchronisieren. Dies sichert nicht nur die Interoperabilität aller Teilkomponenten des Systems, sondern ermöglicht es, die Einzelsysteme als eigenständiges Produkt oder Service anzubieten um diese auch unabhängig vom Gesamtsystem einzusetzen und zu vermarkten. In diesem AP wird die Hard- und Softwarestruktur für die Integration der Mess- und Analysesysteme (3.1 bis 3.5) in das Monitoring-System entwickelt und ein Designkonzept für das mobile Feldlabor aufgestellt. Das MonitoringSystem wird in AP5 in das Bodenmanagementsystem integriert.