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Sensorsystem für ein echtzeitfähiges Nährstoffmanagement zur bedarfsgerechten Düngung in der Landwirtschaft

Elektronikbauteil
Entwicklung eines elektronischen Sensorsystems für die echt-zeitfähige spektrale Analyse der Nährstoffe bei organischen Düngemitteln. © CHATCHAI-ROMBIX - Adobe Stock

Motivation

KMU bilden eine tragende Säule der deutschen Wirtschaft. Sie sind oft hochspezialisiert, wichtige Partner in Innovations- und Wertschöpfungsketten und Treiber des technischen Fortschritts. KMU-getriebene Innovationen im Bereich der Elektroniksysteme tragen dazu bei, dass Deutschland seine Wettbewerbsfähigkeit als Produktions- und Entwicklungsstandort in den Anwenderbranchen elektronischer Systeme stärkt.

Ziele und Vorgehen

Die Ziele des Vorhabens sind die Entwicklung eines elektronischen Nah-Infrarot-Sensorsystems (NIR) zur Analyse der Inhaltsstoffe und Qualitätskontrolle von Gülledüngern. Mittels kostengünstiger, LED-basierter NIR-Spektroskopie wird das spezifische Spektrum von Gülle in Echtzeit erfasst. Daraus wird dann mithilfe intelligenter Algorithmen und KI-basierten Lernverfahren der Gehalt der verschiedenen Nährstoffe bestimmt. Mit den Messdaten wird eine exakte positionsspezifische Nährstoffkarte der landwirtschaftlichen Flächen erstellt. So wird bedarfs- und standortgerechtes Düngen mit mobilen Arbeitsmaschinen ermöglicht. Die automatische und kontrollierte Ausbringung des Wirtschaftsdüngers von mobilen Arbeitsmaschinen ist besonders kostengünstig und umweltfreundlich.

Innovationen und Perspektiven

Auf Basis der LED-basierten IR-Spektroskopie bei spezifischen Wellenlängen wird erstmals ein miniaturisiertes und kostengünstiges Sensorsystem zur echtzeitfähigen Ermittlung der Nährstoffinhalte von tierischem Wirtschaftsdünger realisiert. Durch die Kombination aus einer standortbezogenen Nährstoffanalyse und einer positionsgenauen Nährstoffausbringung kann ein wesentlicher Beitrag zur Ertragssicherung bei gleichzeitigem Schutz der Natur und Umwelt geleistet werden. Im Projekt erschließen sich für die beteiligten KMU neue aussichtsreiche Märkte.