Autor:innen:
Dr. Stefan Hinck | Hochschule Osnabrück | Germany
Vadim Riedel | Hochschule Osnabrück | Germany
Andreas Möller | ADVES GmbH & Co. KG,
Matthias Terhaag | ANEDO GmbH | Germany
Thomas Meyer | ANEDO GmbH | Germany
Daniel Mentrup | iotec GmbH | Germany
Hendrik Kerssen | iotec GmbH | Germany
Elena Najdenko | LUFA Nord-West | Germany
Dr. Frank Lorenz | LUFA Nord-West | Germany
Dr. Tino Mosler | MMM tech support GmbH & Co. KG | Germany
Heinrich Tesch | MMM tech support GmbH & Co. KG | Germany
Walter Peters | Bodenprobetechnik Peters GmbH | Germany
Prof. Dr. Arno Ruckelshausen | Hochschule Osnabrück | Germany
Auf der DBG-Tagung 2017 wurde ein Konzept für ein Feldlabor präsentiert (Forschungsprojekt soil2data; Beitrag auf der DBG-Tagung 2017: „soil2data: Konzept für ein mobiles Feldlabor zur Nährstoffanalytik“). Mit diesem Beitrag werden die Umsetzung und die Ergebnisse jenes Konzepts von 2017 präsentiert.
Es wurde ein mobiles Feldlabor „soil2data“ im Forschungsprojekt „soil2data“ erfolgreich aufgebaut. Eine Weiterentwicklung des mobilen Feldlabor „soil2data“ erfolgte im jetzigen Projekt „prototypes4soil2data“. Das Feldlabors ist als kombinierter, modularer Aufbau konzeptioniert. Des Weiteren wurde ein dazugehöriges Datenmanagement entwickelt, um u. a. eine automatische Generierung einer Düngeempfehlung zu ermöglichen.
Die typische Bodenbeprobung zur Nährstoffbestimmung unterteilt sich in 2 räumlich getrennte Hauptprozesse: „Bodenproben auf dem Feld sammeln“ und „Nährstoffanalyse im Labor“.
Zur Ausführung der beiden Hauptprozesse bzw. deren Teilprozessschritte sind 5 Module entwickelt worden, so dass die Teilprozessschritte parallel und kombiniert auf dem Feld ausgeführt werden. Es sind 5 verschiedene und aufgaben-spezifizierte Applikationsmodule (App): app2field, field2soil, app2liquid, liquid2data und data2app. Dabei ist jedes einzelne Modul als eigenständige App in der Lage, die spezifizierte Einzelaufgabe autark zu erfüllen. Die Kombination aller 5 Module ergibt das mobile Feldlabor „soil2data“. Die Zeilprozessschritte können wie folgt unterteilt und mit der entsprechenden App ausgeführt werden:
- Bodenbeprobung-Planung (app2field),
- Bodenprobe sammeln (field2soil),
- Bodenprobenmaterial aufbereitet (app2liquid) und Analyse (liquid2data).
Das Datenmanagement und die automatische Generierung einer Düngeempfehlung erfolgt mit data2app. Für die Umsetzung der automatisierten Düngeempfehlung sind mehrere unterschiedliche Eingangsdaten zusätzlich zu den Messdaten notwendig.
Die Analyse erfolgt mit der ISFET-Messtechnologie Nutristat-Analysebaustein. Dieser Lab-on-Chip ermöglicht die Messung von: pH-Wert, K+, NO3- und H2PO4- sowie den EC-Wert der Bodensuspension.
Es sind vergleichende Messungen im Labor zur Validierung der Aufbereitungsmethode des mobilen Feldlabors und den Labor-Standarduntersuchungen durchgeführt worden. Ebenfalls wurden vergleichende Feldmessungen durchgeführt, so dass die Feldlabor-Ergebnisse vom Feld mit den erhobenen Ergebnissen aus dem Labor verifiziert worden sind.