Kurz & bündig
Terra Scan misst Bodeneigenschaften direkt bis 60 cm Tiefe und zeigt die Nährstoffverteilung.
Messungen ermöglichen ressourcenschonende und gezielte teilflächenspezifische Düngung.
Ab Herbst 2025 verfügbar, erfordert Drohnenflüge, Referenzbodenproben und smarte Düngegeräte.

Einfach mit der Drohne über das Feld fliegen, einige Referenzproben entnehmen – und schon erhält man eine detaillierte Karte der Textur, des Humusgehalts, des pH-Werts oder der Nährstoffe einer Parzelle. Diese Karten können anschliessend für die teilflächenspezifische Düngung genutzt werden.

So einfach klingt das neue Verfahren, das ab Herbst 2025 verfügbar sein wird. Das Terra-Scan-Verfahren von Landor ist jedoch komplexer, als es auf den ersten Blick erscheint. Christoph Brönnimann, Leiter Innovation und Versuche bei Landor, erläutert das Verfahren im Detail.

Vom speziellen Kristall zur Bodenkarte

Unter einer Drohne der Agrarpiloten ist ein Sensor befestigt, der die natürliche Gammastrahlung des Bodens misst. Wenn diese Strahlung auf einen speziellen Kristall im Sensor trifft, entstehen winzige Lichtblitze. Ein Detektor wandelt diese Blitze in elektrische Impulse um. Jeder Impuls steht für den Zerfall bestimmter Elemente – vor allem von Uran, Thorium, Kalium und Cäsium. Die Anzahl dieser Impulse zeigt also direkt, wie viel von diesen Elementen im Boden vorhanden ist.

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«Um von diesen Werten auf Informationen zu kommen, die uns wirklich nützen, müssen wir anhand von mindestens drei Bodenproben dem Modell Referenzwerte füttern», erklärt Brönnimann.

Auf Grundlage dieser Kalibrierung lassen sich wichtige Bodeneigenschaften als Karte der Parzelle darstellen. Etwa Bodentextur, Humusgehalt, pH-Wert oder Makronährstoffe wie Kalium, Phosphor und Magnesium.

Verfahren ab Herbst 2025 verfügbar

Ab Herbst wird die neue Dienstleistung verfügbar sein: Über einen Webshop können Betriebsleitende ihre Parzellen digital einzeichnen und ein Wunschdatum für die Bearbeitung auswählen. Das Team erstellt daraufhin eine Offerte und führt den Auftrag aus. Die Flüge finden hauptsächlich im Herbst und Winter statt, wenn die Parzellen am besten befliegbar sind.

Parallel zu den Flügen werden Referenzproben entnommen. Die Referenzproben können bei Bedarf auch während des Flugs manuell entnommen werden. Bei den Referenzproben handelt es sich um normale Bodenanalysen von einem akkreditierten Bodenprobelabor. Die Proben sind im Preis inbegriffen. «Sobald die Bodenproben ausgewertet sind, kann die Analysesoftware entsprechende Karten erstellen», erklärt Brönnimann.

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Die Kosten für die Analyse der Bodenproben machen den grössten Teil der Dienstleistung aus. Je nach Betriebsgrösse, Flächenzuschnitt und Analyseumfang liegen die Preise der Dienstleistung zwischen 100 und 160 Franken pro Hektare, wobei grössere Flächen pro Hektare günstiger sind. Angeboten werden zwei Pakete: Textur-Analyse (Ton, Sand, Schluff, Humus) oder Kombi-Analyse (Textur und Makronährstoffe).

Applikationskarten müssen selbst erstellt werden

Die erstellten Karten müssen die Betriebsleiter anschliessend in konkrete Applikationskarten umwandeln – beispielsweise für Düngemassnahmen, damit der Düngerstreuer weiss, wo er wie viel ausbringen muss. Für diesen Schritt ist ein gewisses Mass an digitaler Affinität erforderlich. Alle Rohdaten stehen den Betrieben uneingeschränkt zur Verfügung und können nach Bedarf weiterverwendet werden.

Wie Gammastrahlen den Boden wirklich zeigen

Bisherige Methoden zur Erstellung von Bodeninformationskarten für die teilflächenspezifische Düngung basieren häufig auf bildgebenden Verfahren wie Satelliten- oder Drohnenaufnahmen. «Beim Kartieren einer Parzelle wird diese in verschiedene Zonen aufgeteilt. Das dient vor allem der teilflächenspezifischen Bewirtschaftung», erklärt Brönnimann.

Ein wesentlicher Unterschied zum Verfahren mit Gammastrahlen besteht darin, dass Satelliten- und Drohnenaufnahmen primär Informationen über die Vegetation liefern und nur indirekte Rückschlüsse auf die Bodenbeschaffenheit zulassen. Zudem bietet das Terra-Scan-Verfahren von Landor eine engere Auflösung der Informationen, die meisten Satellitendienste arbeiten mit einem 10×10-m-Raster.

Satellitenbilder erlauben beispielsweise, anhand der Grünfärbung die Vegetationsdichte zu beurteilen. Drohnenaufnahmen gehen einen Schritt weiter: Spezielle Sensoren erfassen die Vitalität der Pflanzen und ermöglichen Rückschlüsse auf Stickstoffversorgung, Wasserhaushalt oder andere Umweltfaktoren.

Im Gegensatz dazu misst die Gammastrahlspektroskopie die Strahlung bis zu 60 cm Bodentiefe. Sie liefert somit ein direktes Bild über die Textur und Nährstoffverteilung im Boden und bietet so eine genauere Datengrundlage für die teilflächenspezifische Düngung.

Smart Farming beginnt bereits im Boden

Trotz vieler Vorteile bringt der Einsatz von Terra Scan noch einige Herausforderungen mit sich. Die Auswertung der Daten erfordert digitale Affinität, und die Erstellung von Applikationskarten für die teilflächenspezifische Düngung lohnt sich nur, wenn die Feldgeräte «smart» genug sind, um die Vorgaben punktgenau umzusetzen. Hinzu kommt der unverzichtbare Schritt der Referenzproben.

«Dennoch eröffnen die präzisen Bodeninformationen ein enormes Potenzial: Sie ermöglichen eine ressourcenschonendere, effizientere und gezieltere Bewirtschaftung, die künftig immer wichtiger wird», so Brönnimann.

Wichtig ist, Prozesse zu vereinfachen und Hürden in der Praxis zu senken. Ziel ist es, die Terra-Scan-Methode als Grundlage für eine einfache, praxisgerechte teilflächenspezifische Düngung zu etablieren.

Was sind Gammastrahlen?
Atomkerne von bestimmten Elementen wie in unserem Fall von Uran, Thorium, Kalium oder Cäsium sind instabil. Das bedeutet: Sie sind «zu schwer» oder «nicht ausgeglichen». Um wieder stabil zu werden, zerfallen sie von selbst und geben dabei Energie ab. Diese Energie nennt man Radioaktivität.

Welche Strahlungsarten gibt es?
Beim Zerfall entstehen verschiedene Strahlen:
Alphastrahlen: Heliumkerne, die aus dem Atomkern ausgestossen werden.
Betastrahlen: Elektronen oder Positronen, die aus dem Kern kommen.
Gammastrahlen: Unsichtbare, sehr energiereiche Strahlen ohne Masse, die tief in Materie eindringen können.

Gammastrahlen gehören zur ionisierenden Strahlung, das heisst: Sie können Atome verändern und chemische Reaktionen auslösen. Die natürlich vorkommende Strahlung ist so gering, dass sie für den Menschen kein Risiko darstellt.

Gammastrahlen und Röntgenstrahlen – wo liegt der Unterschied?
Beide sind elektromagnetische Strahlen, die Materie durchdringen können. Der Unterschied liegt jedoch im Ursprung:
Gammastrahlen kommen aus dem Atomkern.
Röntgenstrahlen entstehen in der Elektronenhülle des Atoms.

Wo Gammastrahlen genutzt werden
Gammastrahlen werden in vielen Bereichen eingesetzt: in der Medizin zur Tumorbehandlung und Diagnose, in der Industrie zur Materialprüfung und Sterilisation, in der Forschung zur Untersuchung von Proben oder Böden (z. B. Terra Scan) und in der Sicherheit zur Kontrolle von Transportgütern.