43

Technologie und Sensorik in den Nutzpflanzenwissenschaften (Fach) / Altklausuren Technologie und Sensorik (Lektion)

Diese Lektion wurde von tinalinea92 erstellt.

Lektion lernen

Diese Lektion ist leider nicht zum lernen freigegeben.

zurück  |  weiter 1 / 1

• Warum wird beim Yara N-Sensor der Mähdrusch verbessert? variable Stickstoffdüngung führt zu homgeneren Pflanzenbeständen mit gleichmäßigerer Abreife und reduziertem Lagerrisiko -> höhere Leistung des Ausnutzungspotentials der Mähdrescher -> Mähdruschleistung nach variablen Stickstoffdüngungen um 15% erhöht
• Wie wird der Ertrag im Feldhäcksler erfasst? Bei der Getreideernte errechnet sich der Ertrag aus der Schnittbreite, demKorndurchsatz, der Kornfeuchte, dem zurückgelegten Weg und der Abtastrate.Für die Messung des Korndurchsatzes stehen verschiedene Sensorsystemezur Verfügung, die je nach Arbeitsweise in Volumenmesssysteme, Kraft-/ Impulsmesssystemeund indirekte Messsysteme untergliedert werden.
• Wie wird die Bodenverdichtung gemessen? mittels EM38 mögliche Messung  -  Bei dieser Methode wird die elektrische Leitfä-higkeit ohne Bodenkontakt auf Basis eines elektromagnetischen Messverfahrensbestimmt.  - Eine Empfängerspule misst das Verhältnis zwischen demabgestrahlten primären Magnetfeld und dem durch die elektrische Leitfähigkeitdes Bodens beeinflussten sekundären Magnetfeld (vgl. Abbildung 2.8). Ausdem Verhältnis des sekundären Magnetfeldes zum primären Magnetfeld kanndirekt auf die elektrische Leitfähigkeit geschlossen werden (LUDOWICY ET AL.2002).Um die gemessenen Werte besser einordnen zu können, sollte zusätzlich zurLeitfähigkeitsmessung eine Aufnahme der Bodeneigenschaften über eine Bohrstockkartierungerfolgen. 
• Time Domain Reflectometry (TDR) - was stellt das dar? Funktion? Ermittlung des BodenfeuchtegehaltesGrundgleichung nach Topp ( Zusammenhang zwischen vol. Bodenwassergehalt und Dielektrizität = Permittivität)Elektrodenanordnung 2 Elektroden mit 15 bis 30 cm LängeBasissignal: Zeitverlauf zwischen Reflexionen,10 Nano sec (10-12)--> je mehr Bodenwassergehalt, desto höher ist die Dielektrizitätszahl
• Kann durch ECa tiefenauflösend gemessen werden? ECa --> keine Tiefenauflösung--> vom mittl. Tongehalt zum Profilaufbau Erfassung von SchichtungWeitergehende Aussagen z.B. zur nFKABER: Lokale Kalibration unabdingbar(d.h. Interpretation der Sensordaten anhand von Bohrungen, ERT,…;≠ Kalibration des Gerätes)
• Erkläre Vis-NIR (400-2500 nm)... diffuse Reflexion im sichtbaren und nahinfrarot-Bereich• stark abhängig von– Zusammensetzung der organischen und mineralischen Substanz– Beleuchtung (Intensität, spektr. Qualität) & Sensoranordnung– Oberflächenbeschaffenheit (Rauigkeit)– Bedeckung– Bodenfeuchte• Labor / Feld
• erkläre MIR (2500-25.000 nm): diffuse Reflexion im mittleren Infrarot• (noch) reine Labormethode• Proben getrocknet und gemahlen• keine Störungen durch Messumgebungimmer:• Spektren-Aufbereitung und –Auswertung mittels multivariater Statistik• Referenzproben zur Kalibration: „Ground truth“
• kann durch ECa tiefenauflösend gemessen werden? keine Tiefenauflösung! vom mittleren Tonghalt zum Profilaufbau  Erfassung von Schichtung Weitergehende Aussagen z.B. zur nFKABER: „Lokale Kalibration“ unabdingbar(d.h. Interpretation der Sensordaten anhand vonBohrungen, konv. Karten, ERT, …;(NICHT Kalibration/“Eichung“ des Gerätes!)
• Nenne Beispiele für proximal soil sensing: bodennah, fahrzeuggestützt • Geoelektrik• Spektroskopische Verfahren• Gamma-Spektrometrie
• Nenne Beispiele für remote soil sensing: Flugzeuggestützt Flugzeuggestützt: „remote sensing“• Hyperspektralsensoren• Gamma-Spektrometrie– Satellitengestützt: „remote sensing“
• Anzeige
• wie nFK mit einfachen Mitteln im Feld abschätzbar? mittels Variogrammanalyse Variogramm der nFKWe, ermittelt aus 100 Beobachtungen einer 150* 150 m-Versuchsfläche Beschreibung der räumlichen Heterogenität mit Geostatistik
• Räumliche Verteilung von Schaderregern in Pflanzenbeständen... ...zufallsbedingt, nesterweise, aggregiert, gleichmäßig, randbefall, Gradient
• Wie werden räumliche und zeitliche Heterogenität durch das Mikroklima verwendet? - durch eine Hecke, verändert Taubildung, Feuchte, Niederschlag
• - Erreger Saatgut-übertragbar: • Monozyklisch (z.B. Flugbrand Ustilago sp.) zufallsbedingt – regelmäßig• Polyzyklisch (z.B. Phaeosphaeria nodorum)
• Erreger bodenbürtig (im / auf dem Boden): Nematoden, Myzelia sterilia: Mobilität gering Auftreten nesterweise• Monozyklisch (z,B. Tapesia yallundae)• Polyzyklisch (z.B. Mycosphaerella graminicola)
• Erreger windbürtig / durch Wasser: Primärinokulum im Bestand• Primärinokulum von außen
• Erreger durch Vektor übertragen: Durch bodenlebende Organismen (z.B. BNYVV, Nepo-Viren)• Oberirdisch (Aphiden-übertragbare Viren)
• Wie werden räumliche und zeitliche Heterogenität durch das Mikroklima verwendet? - Pathogenbefall abhängig von Temperatur und Feuchtigkeit sowie Anfälligkeit der Wirtspflanzen
• Wie werden räumliche und zeitliche Heterogenität durch das Mikroklima verwendet? StrahlungLuft-Temp.Windgeschw.Dampfdruck
• Thermographie, wie wird sie im PS verwendet? Veränderungen der Blatttemperatur im Krankheitsverlauf Pflanzen mit unterschiedlicher Wasserabgabe(Transpirationsrate) weisen infolge der erforderlichen Verdampfungswärmefür die Transpiration unterschiedliche Oberflächentemperaturen auf. Sollte der Befallvon Pflanzen diese Transpirationsrate ändern, müsste der Befall thermografisch messbar sein.
• 4 Vegetationsindices nennen & Formel angeben SR (Simple ratio): korreliert mit Chlorophyll-Gehaltbzw. Leaf Area Index  -> Rnir/Rred• NDVI: korreliert mit Chlorophyll-Gehalt bzw. LeafArea Index• PRI (Photochemical Reflectance Index): korreliertmit Starklichtanpassung der Photosynthese
• Abbildung Reflektionssignaturen: Boden, Vegetation, Wasser beschriften & Einheit angeben (Photosynthese)-Pigmente imsichtbaren Licht (400-700 nm)– Zellstruktur im NIR (700-1300nm)– Wasser im SWIR (1300-2500nm) [ SWIR-1:1300-1900 nmSWIR-2: 1900-2500 nm ]
• Wellenbereiche von rotem Licht? 650-750 nm
• Wellenereich von blauem Licht ? 450-500nm
• Wellenbereich von grünem Licht? 500-550nm
• Wellenlängen Frequenz? kurze Wellen - Hochfrequenz lange Wellen - Niederfrequenz 
• Blaues oder rotes Licht energiereicher ? Blaues Licht schwingt fast doppelt so schnell wie rotes und hat eine entsprechend kürzere Wellenlänge. Und weil es schneller schwingt, sind die Lichtteilchen auch energiereicher. Trotzdem wirkt rotes Licht wärmer.
• Greenseeker - wofür angewendet? Der GreenSeeker bestimmt den Chlorophyllgehalt durch Messung im Rot und nahemInfrarot
• was ist ein Phänotyp? Der Phänotyp oder das Erscheinungsbild repräsentiert die Mengealler Merkmale (‚traits‘) eines Organismus. Er bezieht sich aufphysiologische und strukturelle Eigenschaften (‚traits‘), die durch denGenotyp und die einwirkenden Umweltbedingungen beeinflusst sind.
• was benötigt die Phänotypisierung? Phänotypisierung braucht:• Kenntnis des Genotyps• Messung der Umwelt (über die ganze Entwicklungsphase)• Quantitative Erfassung von Pflanzenmerkmalen (traits)
• Anzeige
• Wie verläuft die Ertragserfassung im Feldhäcksler? NIR fürFeuchtegehaltsbestimmung: Zeiss• NIR (Nah- Infrarot- Reflexion) Prinzip• Weißes Licht strahlt auf eine Probe.• Lichtenergie wird von Materialien (z.B. Futter) reflektiert, absorbiert oder durchdringt das Material.• Je mehr Wasser vorhanden ist, desto mehr Energie einer bestimmten Wellenlänge wird absorbiert. Dadurch kann Feuchte gemessen werden.
• Bodenfeuchtegehalt TDR Time Domain Reflectometry (TDR)• Ermittlung des Bodenfeuchtegehaltes• Grundgleichung nach Topp ( Zusammenhang zwischen vol.Bodenwassergehalt und Dielektrizität = Permittivität) • Elektrodenanordnung 2 Elektroden mit 15 bis30 cm Länge• Basissignal: Zeitverlauf zwischen Reflexionen,10 Nano sec (10-12) Dabei gibt Ihnen der Boden-Feuchtemesser den aktuellen Feuchtegehaltin absoluten % sowie den Welkepunkt bzw. den Sättigungsgrad des Bodens / der Erde an.
• Wie wird Bodenverdichtung gemessen? - Foliensensoren, Kontaktflächendruck - Methode zur Erfassung des Bodendruckes mit Dehnmessstreifen(Kraftmessung in verschiedenen Richtungen im Boden)Punktsensoren - Kraftsensoren - Methode zur Erfassung des Bodendruckes (Bollingsonden), Schlauchensoren
• Nenne 4 Verfahren in denen Precision Agriculture eingesetzt wird... -  Grunddüngung, z.B. P, K und Kalkung -  teilflächenspezifische Anpassung derBodentiefe -  teilflächenspezifische BewirtschaftungSelektive Unkrautbekämpfung: „sehende“ Feldspritze; kann Art und Menge der Ungräser und Unkräuter erkennen und von den Kulturpflanzen unterscheiden; ist in der Lage bis zu drei Wirkstoffe gleichzeitig auszubringen und die Aufwandmenge dem Befallsdruck anzupassen -  satellitengestützte Spurführung
• Warum wird beim Yara N-Sensor der Mähdrusch verbessert? Abnahme der Rohproteinschwankung um 30-50%- Ausschalten des Verdünnungseffektes- Sicheres Erreichen des Qualitätszieles„Die Ursachen für diesen Leistungsschub begründen sich nach den vorliegendenErgebnissen in:• einer Homogenisierung der Bestandesdichte (Ähren/ m²)• einer Gleichmäßigkeit der Wuchshöhen• der besseren und gleichmäßigeren Abreife• einer verbesserten Schnitteigenschaft• der Lagervermeidung.“
• Wie unterscheidet sich dGPS & GPS, welche zusätzlichen Infos sind nötig? - differentielles GPS (dGPS) ->  Genauigkeitssteigerung durch Beseitigung gleicher systematischer Einflüsse auf benachbarten Punkten Es werden nur Koordinatenunterschiede ermittelt!Bei benachbarten Punkten wirkensich• Satellitenpositionsabweichungen• tlw. Ionosphäreneinflüsse• tlw. Troposphäreneinflüssenahezu gleich aus -> 2 Ausrüstungen notwendig! - Im Vergleich mit den Messungen eines Empfänger mit bekannterPosition können einige dieser Abweichungen eliminiert werden(diffentielles GPS)• Genauigkeit je nach äußeren Bedingungen und Berechnungsmethodezwischen wenigen mm (2 Frequenzen, Trägerphase, differenziell) undmehreren m (eine Frequenz, Code, nicht differentiell)
• Wie unterscheiden sich Raster und Vektordaten ? Rasterdaten: - gut für kontinuierliche Phänomene, z.B. Wasserstress– Hohes Datenaufkommen, jede Zelle enthält einen Wert– Einheitliche Auflösung– Keine Objekte Vektordaten: - Gut für diskrete Phänomene, z.B. Schläge– Objektbezogen– Komplexe Geometrie möglich– Geringes Datenaufkommen– Flexible Auflösung
• Welche räumlichen Interpolationen gibt es ? • Rein geometrisch– Thiessen Polygone– Triangulation• Globale Interpolation– Trendsurface (globales Regressionsmodell)• Lokale Interpolation– abschnittsweise definierte Funktionen, z.B. Splines• Distanzgewichtete Interpolation & Geostatistik– idw– Kriging Varianten
• Wie wird räumliche Hetrogenität durch Humus beeinflusst? Humusgehalte sind sowohl der räumlichen Heterogenität als auch der zeitlichenVariabilität unterworfen. Ursache für die zeitliche Variabilität der Bodenhumusgehaltesind die kurz- und langfristige Dynamik zwischen pflanzlichem Humusbedarf,Nachlieferung und Abbau von organischer Primärsubstanz (OPS) und der Umwandlungvon organischer Bodensubstanz in Zusammenhang mit den klimatischen Bedingungen(s.o.). Entwicklungen der Humusgehalte können deshalb nur über lange Zeitreihen jährlichgemessener Werte abgeschätzt werden, um den Einfluss von Witterungsschwankungenzwischen den Jahren zu minimieren
• Nenne je 2 Einflüsse von hoher zeitlicher Heterogenität und zwei der niedrigen zeitlichen Heterogenität... hohe zeitliche Heterogenität -> Feuchte, Redoxpotential und Nmin niedrige zeitliche Heterogenität -> Körnung, Humusgehalte
• Welche Höhe wird durch GPS gemessen ? die Ellipsoidische Höhe...
• nenne 4 Vegetationsindices... NDVI korreliert mit Chlorophyll und Leaf Area Index NDLI: Normalized Difference Lignin Index (Lignin Absorption bei1754 nm) SR: korreliert mit LAI und Chlorophyll, SR (Simple ratio): korreliert mit Chlorophyll-Gehaltbzw. Leaf Area Index  PRI (Photochemical Reflectance Index): korreliertmit Starklichtanpassung der Photosynthese
• Vis- NIR wovon abhängig ? diffuse Reflexion im Nah-Infrarot -> 2500-25000 nm -> Labor und Feld abhängig von der Beleuchtungsquelle, der Sensorplatzierung unn Oberflächebeschaffenheit (Rauigkeit), sowie der Bodenbedeckung und der Bodenfeuchte

zurück  |  weiter 1 / 1