Teilprojekt (TP) 15

Projektnehmer: Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung e.V. (ZALF) Müncheberg, Institut für Landschaftssystemanalyse, Arbeitsgruppe: Dr. Karl-Otto Wenkel, Dr. Wilfried Mirschel, Dr. Ralf Wieland, Dr. Christian Kersebaum, Dipl. Ing. Jans Bobert

TP-Titel: Entwicklung und Validierung eines Verfahrens zur interaktiven modellgestützten Generierung von Ertragserwartungskarten heterogener Ackerschläge

TP Kurztitel: Modellgestützte Generierung von Ertragserwartungskarten

TP-Ziele: Die Entwicklung von Verfahren, die es ermöglichen, für konkrete Teilflächen innerhalb von landwirtschaftlichen Schlägen realistische Ertragsziele für die nächste Vegetationsperiode zu bestimmen, stellt eine bisher nicht zufriedenstellend gelöste wissenschaftliche Herausforderung dar. Im Teilprojekt 15 soll dafür ein anwendbares und szenariotaugliches Fuzzy-Expertensystem entwickelt werden, das neben konkreten Standort- und produktionstechnischen Parametern zur Ableitung des Ertragszieles auch „unscharfe“ Größen wie Standorterfahrungen und Managementüberlegungen mit einbeziehen kann. Das Fuzzy-Expertensystem soll wissenschaftlich überprüft und praktisch erprobt werden.

Stellung des TP im Verbund: Die Ergebnisse des TP 15 fließen unmittelbar in das Sachgebiet Anbausysteme / Produktionsmanagement des Verbundes (TP 9 – 11) ein. Gleichzeitig werden die erzeugten Ertragserwartungskarten dem Teilprojekt TP 3 (Wirtschaftlichkeit des Precision Farming) als Grundlage für weiterführende ökonomische Betriebsanalysen zur Verfügung gestellt. Durch Gewährleistung einer engen Zusammenarbeit mit dem TP 18 (Software für das innerbetriebliche Datenmanagement) wird gesichert, dass das angestrebte Planungstool als Softwarelösung in ein gesamtbetriebliches Informations- und Managementsystem integriert werden kann. Das TP 15 ist seinerseits auf Daten und Informationen aus anderen Teilprojekten angewiesen. Insbesondere wird eine Kooperation mit den Teilprojekten TP 13 (Fernerkundung), TP 14 (integrative Standortcharakterisierung) und TP 16 (standortdifferenzierte Durchwurzelbarkeit) angestrebt. Die Validierung und praktische Erprobung des Verfahrens wird darüber hinaus mit Daten von und in enger Zusammenarbeit mit den Projektbetrieben durchgeführt werden.

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Arbeitsziele:

· Entwicklung eines neuen interaktiv anwendbaren Tools zur Generierung von Ertragserwartungskarten heterogener Ackerschläge für die Fruchtarten Winterweizen und Mais

· Experimentelle Überprüfung, Quantifizierung und Interpretation möglicher Abweichungen generierter Ertragserwartungskarten von real erhobenen Ertragskarten in den Projektbetrieben

· Erweiterte Validierung der neu entwickelten Methodik anhand vorliegender Daten der Projektbetriebe

· Vergleich verschiedener potenziell geeigneter Methoden zur Generierung von Ertragserwartungskarten

· Überprüfung der Praktikabilität und der praktischen Anwendbarkeit gemeinsam mit Praktikern der Projektbetriebe

Arbeitskonzept:

Es ist eine Methodik zu entwickeln, die folgenden Anforderungen genügt:
·	bestmögliche Verarbeitung des gegenwärtigen Wissens über die Abhängigkeit der Biomasse- und Ertragsbildung von Klima- Standort-, Management- und züchterischen Faktoren
·	Verarbeitung unvollständiger und unscharfer Daten und Informationen
·	flexibel, transparent und leicht überschaubar
·	interaktiv und räumlich explizit anwendbar
·	szenariotauglich und geeignet für Risikoabschätzung
·	möglichst keine Datenanforderungen, die weit über die ohnehin in den Betrieben vorliegenden Daten hinausgehen
·	anpassbar an konkrete Betriebsbedingungen und Schaffung von Möglichkeiten für die direkte Einbeziehung von Erfahrungswissen der Landwirte vor Ort
·	einfache Bedienbarkeit

Aus heutiger Sicht wird diesen Anforderungen ein räumlich anwendbares Fuzzy-Expertensystem am besten gerecht.

Die Bearbeitung des geplanten anspruchsvollen Vorhabens erfolgt in folgenden Schritten:
1.	Vergleichende Analyse und Bewertung potenziell geeigneter Methoden zur standortdifferenzierten Ertragspotenzial- und Ertragszielabschätzung
2.	Entwicklung eines Informatikgrundkonzepts für ein räumlich explizites, szenariotaugliches fuzzybasiertes Expertensystem zur interaktiven Erstellung von Ertragserwartungskarten
3.	Analyse und zielorientierte Aufbereitung des Wissens über die Abhängigkeit der Biomasse- und Ertragsbildung von Klima-, Standort-, Management- und züchterischen Faktoren
4.	Aufbau einer relationalen Wissensdatenbank
5.	Entwicklung der Algorithmen und Fuzzy- Teilmodelle mit Hilfe des im Institut für Landschaftssystemanalyse des ZALF Müncheberg neu entwickelten räumlichen Analyse- und Modellierungstools SAMT
6.	Programmtechnische Umsetzung der Teilmodule zu einem räumlichen fuzzybasierten Expertensystem zur standortdifferenzierten Ertragsplanung einschließlich Funktionserprobung und Erprobung der Stabilität
7.	Wissenschaftliche Überprüfung der Treffsicherheit des Verfahrens an experimentellen Datenbeständen der preagro II- Projektbetriebe, die durch Daten eigener experimenteller Untersuchungen ergänzt werden
8.	Validierung des Verfahrens anhand vorliegender Daten aus preagro I und Vergleich der Ergebnisse mit dem Verfahren „Lisso“ anhand von Daten des Landwirtschaftsbetriebes Reinstedt (Sachsen- Anhalt) bzw. weiteren langjährigen Datenreihen oder Experimenten
9.	Dokumentation und wissenschaftliche Veröffentlichung des Verfahrens

Diese Teilprojektübersicht wurde am 04.04.2005 aktualisiert