Ziel:
Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer selektiven, nicht-chemischen Bekämpfungsmethode gegen Giftpflanzen in extensiven Grünlandbeständen am Beispiel der Herbstzeitlose (Colchicum autumnale). Das Verfahren beruht auf einer Bestandserfassung zum Zeitpunkt der Blüte im Herbst mit einer RGB-Kamera und einer Drohne, einer bildanalytischen Erkennung der Herbstzeitlose mit neuronalen Netzen und einer entsprechenden Positionsbestimmung der Herbstzeitlose sowie einer kleinräumigen Bekämpfung im Frühjahr. Zur Bekämpfung sollen zwei verschiedene Maschinen- bzw. Fahrzeugkonzepte entwickelt werden, die in der Lage sind, eine aus der Bildanalyse abgeleitete Applikationskarte abzuarbeiten. Zusätzlich soll ein geeigneter Verfahrensablauf gefunden werden, damit die Bildaufnahmen und die Bekämpfungsmaßnahmen zu einem geeigneten Zeitpunkt durchgeführt werden können. Ergänzend werden auch Erkennungssysteme für Jakobskreuzkraut (Senecio jacobaea) entwickelt.
Bisherige Ergebnisse (Stand Juni 2020):
Blühende Herbstzeitlosen konnten mit einem Fehler von maximal 0,20 m in Orthofotos abgebildet werden. Mit Hilfe neuronaler Netze wurden blühende Herbstzeitlose mit einer Detektionsrate von 89% erkannt.
Im Rahmen von Feldversuchen wurden verschiedene Schnittzeitpunkte im Hinblick auf die Zurückdrängung der Herbstzeitlose untersucht. Als bisher wirkungsvollste Maßnahme hat sich ein früher Schnitt im April mit einer Wiederholung des Schnittes nach etwa 3 Wochen herausgestellt. Dadurch wurden der sichtbare Herbstzeitlosenbestand bis zum Zeitpunkt des Heuschnitts Mitte Juni um 83% reduziert. Der Wiederaustrieb im darauffolgenden Frühjahr lag unter 50%.
Im Jahr 2020 befinden sich die Bekämpfungsgeräte im Aufbau. Das fahrerlose Gerät baut auf dem Trägerfahrzeug Oz der Firma Naio auf, das einen Sichelmäher mit einer Arbeitsbreite von 0,40 m aufnimmt (Bild 1). Das Traktor gebundene Gerät wird im Frontkraftheber aufgenommen und hat 10 Schnittsektionen mit jeweils 0,25 m Arbeitsbreite. Beide Gerätetypen werden mit zentimetergenauem RTK-GNSS zur Positionsbestimmung im Feld und einer Steuerung ausgestattet, die in der Lage ist, Applikationskarten abzuarbeiten. Beide Geräte sollen im Frühjahr 2021 in befallenen Grünlandbeständen erprobt werden.
Die entwickelte Bekämpfungsmethode stellt zurzeit ein konkurrenzloses Verfahren dar. Das Verfahren zur automatisierten teilflächenspezifischen und nicht-chemischen Unkrautbekämpfung kann die bisher übliche Praxis des manuellen Entfernens oder des flächendeckenden Mulchens der Herbstzeitlosen ersetzen und bietet das Potential, auf andere Schadpflanzen ausgedehnt zu werden.
Bisherige Veröffentlichungen:
Petrich, L., G. Lohrmann, M. Neumann, F. Martin, A. Frey, A. Stoll, V. Schmidt (2020): Detection of Colchicum autumnale in drone images, using a machine‑learning approach. Precision Agriculture, Online veröffentlicht, https://doi.org/10.1007/s11119-020-09721-7
