Heutige Kulturpflanzenbestände sind räumlich nicht optimal über die Ackerfläche verteilt. Dadurch haben die Pflanzen innerhalb eines Bestandes unterschiedlichen Zugang zu den benötigten Wachstumsressourcen und ihre individuelle Entwicklung variiert deshalb je nach Ressourcenangebot. Gleichmäßig über die Fläche verteilte Pflanzen können ihr Potenzial und die Ressourcen besser nutzen und sind darüber hinaus besser im Boden verankert. Dies hat Vorteile bei etwaigen mechanischen Maßnahmen zur Unkrautregulierung in Getreide, wie etwa das Striegeln. Insgesamt weisen Hauptkulturen wie Mais und Getreide aufgrund der ungleichmäßigen Flächenverteilung ein hohes Optimierungspotential auf (Griepentrog 1995, Olsen et al. 2012).

Neben der Verteilung wurde in den letzten Jahren gezeigt, dass eine sogenannte Unterfußdüngung mit Düngerdepots im Boden, mit bestimmter Menge, Tiefe und Abstand zur Pflanze, die Nährstoffeffizienz steigern kann (Fernandez & White, 2012). Dies ist besonders wichtig bei den heute zunehmend auftretenden Trockenperioden. Oberflächig applizierte Dünger haben deshalb zunehmend große Nachteile, da sie Niederschläge brauchen, um die Nährstoffe über den Boden den Pflanzen verfügbar zu machen.

Das Ziel dieses Teilprojekts ist es, nachzuweisen, dass automatisiert eine sehr gleichmäßige Standraumverteilung von Kulturpflanzen als auch punktuelle Düngerapplikationen im Boden möglich ist, um pflanzenbauliche Potenziale als auch die Ressourceneffizienz und die Unkrautunterdrückung zu steigern.

Im Detail sollen folgende Hypothesen geprüft werden:

• Im Vergleich zum konventionellen Anbauverfahren führt NOcsPS zu einer wesentlich gleichmäßigeren Verteilung von Kulturpflanzen über die Fläche.
• Durch eine räumlich präzise gesteuerte Aktorik können pflanzenindividuell Düngerdepots in variierter Menge im Boden angelegt werden.
• Die optimierte Sätechnik und Düngerapplikation kann in Kombination von geplanten Applikationskarten mit Echtzeitsensorik autonom ausgeführt werden.

Es werden Säorgane neu gestaltet, um die hohen Ansprüche an die präzise horizontale als auch vertikale Einbettung der Körner optimieren zu können. Das autonome Gerät wird mit unterschiedlichen Einzelkornsägeräten für Mais, Soja und für Getreide ausgerüstet. Die Positionen der Körner der jeweiligen Überfahrten werden synchronisiert in ihrer Georeferenz, so dass konsistente Pflanzenmuster auf der Ackeroberfläche entstehen.

Für die Düngerapplikation muss eine neue Sensorik und Aktorik entwickelt werden, die pflanzenindividuell und punktuell die variierende Dosiermenge in den Boden einbringt (Mais und evtl. Sojabohnen).

Bei allen Entwicklungen werden am Fachgebiet vorhandene elektrische und autonome Fahrzeuge genutzt. Nach einer Laufzeit von drei Jahren wird ein autonomes Sä- und Düngerinjektionssystem als getesteter Prototyp entwickelt sein.

Insgesamt werden pflanzenbauliche Effekte erwartet wie die Verbesserung der Nähstoffaufnahme, des Mikroklimas durch lichtere Bestände und die Verringerung der Aussaatstärken.