Projekt Agrobala
Bei so genannten Alley-Cropping-Systemen werden mehrere Streifen von Bäumen parallel zueinander gepflanzt. Es wurde beobachtet, dass sich diese Praxis positiv auf das Pflanzenwachstum auswirkt, möglicherweise durch Veränderungen des Mikroklimas, wie z. B. eine geringere Wasserverdunstung aufgrund geringerer Windgeschwindigkeiten, oder durch eine Verbesserung der Bodenqualität, einschließlich organischer Einträge durch den Laubfall und eine geringere Bodenerosion, wenn die Baumstreifen als Barrieren gegen Wind wirken.
Daraus ergibt sich die Forschungsfrage, wie sich die Anpflanzung von Bäumen tatsächlich auf das Pflanzenwachstum in Agroforstsystemen auswirkt und ob sich Barriereeffekte quantitativ nachweisen und räumlich über die Kulturen in den Alleen zwischen den Baumstreifen abbilden lassen.
AgroBaLa | DEFAF e.V.
Der DeFAF setzt sich für alle Anliegen zur Anlage, Bewirtschaftung, Verbreitung und Förderung von Agroforstsystemen in Deutschland ein.
agroforst-info.de
Agroforstwirtschaft Peickwitz
Um die Auswirkungen der Agroforstwirtschaft zu untersuchen, wurde das Peickwitz-System mit unbemannten Flugsystemen (UAS) vermessen. Das 2013 eingerichtete System umfasst mehrere Baumreihen, die in Nord-Süd-Ausrichtung über das Feld gepflanzt wurden. Zum Zeitpunkt der Beobachtung im Jahr 2023 war das gesamte Feld mit Mais bepflanzt.
Data Collection
DJI P4 Multispectral (RGB + 5 monochrome sensors)
Date: September, 06 2023, 11am – 1.30pm
Flight Height: 60m
Ground Resolution (GSD): 3.1cm
Number Pixels: 600 Million
Saisonale Drohnenbilder für die Analyse des Pflanzenwachstums
Wärmebildtechnik für die Analyse von Verschattungs- und Kühlungseffekten
The thermal image displays long-wave radiation emissions, which can be represented as relative temperature differences. This allows for the visualization of shading and cooling effects, such as reduced transpiration in shaded field areas compared to increased latent heat flux in tree rows, highlighting cooling dynamics in the landscape.
UAV-derived Orthophoto and Delineation of study area
Extraction of Growth Parameters
Die Parameter, die das Pflanzenwachstum beschreiben, wurden aus den UAS-Daten abgeleitet. Das obere Bild zeigt den NDVI, der ein Maß für die Vitalität der Vegetation ist, während das untere Bild die Pflanzenhöhen anzeigt. Vor der Ableitung wurden die Pflanzen segmentiert (siehe das vergrößerte Bild in der oberen Hälfte), um sicherzustellen, dass kein Boden oder Unkraut in die Analyse einbezogen wurde. In jeder Allee wurden der NDVI und die Pflanzenhöhe aus 3000 zufällig verteilten Stichproben abgeleitet.
Ergebnisse
Die Proben wurden in Abhängigkeit von ihrem Abstand zu den Bäumen analysiert. Es zeigte sich, dass in der Nähe der Bäume ein einheitliches Muster im NDVI zu erkennen war, wobei die NDVI-Werte in der Nähe der Bäume zunahmen. Dieser Effekt wurde für Entfernungen zwischen 5 und 20 Metern im Feld beobachtet. Bei den Pflanzenhöhen konnten jedoch keine derartigen Konsistenzen festgestellt werden.
Der Anstieg der Pflanzenvitalität wird einer weiteren Untersuchung unterzogen. Es zeigt sich, dass die Entfernung, über die der Effekt beobachtet wird (in der Grafik als Effektbereich bezeichnet), von der jeweiligen Baumhöhe abhängig ist. Diese Abhängigkeit bestätigt die Rolle der Bäume als Hauptverantwortliche für den beobachteten Anstieg der Pflanzenvitalität, während bei der Pflanzenhöhe keine eindeutige Wirkung festgestellt werden konnte.
Es kann eine Darstellung erstellt werden, in der zwei Baumstreifen schematisch dargestellt werden und das Ausmaß der Zunahme der Pflanzenvitalität im Feld angegeben wird. Dies kann Landwirten bei der Planung der Feldbreite neuer Agroforstsysteme helfen und die Auswirkungen der erhöhten Pflanzenvitalität auf die potenziellen Erträge bewerten, was ein entscheidender Aspekt für die Entscheidungshilfe bei der optimalen Planung und Umsetzung neuer Anbausysteme ist. Gleichzeitig zeigen unsere Ergebnisse, wie das landwirtschaftliche Management durch innovative Fernerkundungstechnologien und quantitative KI-basierte Analysen verbessert werden kann, um die Auswirkungen der Agroforstwirtschaft räumlich explizit zu überwachen.
