Forschungs- und Innovationsprojekt
Mapping of Soil Organic Matter (MOSOM)

Bodenprofil mit erkennbarer DurchwurzelungZoombild vorhanden

Bodenprofil mit erkennbarer Durchwurzelung

Fernerkundungsdaten finden im Pflanzenbau schon seit Jahren Anwendung, um mitunter Biomasse oder Pflanzenversorgungszustand zu erfassen. Im Projekt MOSOM (Mapping of Soil Organic Matter: "Kartierung der organischen Bodensubstanz") wird nun die Idee der Erfassung von organischer Substanz im Oberboden mittels von Satelliten erfassten Multispektraldaten verfolgt.

Motivation

Darstellung einer Bodenprobe auf einem SeparationssiebZoombild vorhanden

Darstellung einer Bodenprobe auf einem Separationssieb

Die organische Substanz im Boden nimmt elementare Funktionen ein. Sie bildet Lebensraum und Nahrungsgrundlage für Bodenorganismen und fungiert als Nährstoff- und Wasserspeicher. Mit der organischen Substanz wird Kohlenstoff im Boden gebunden und somit dem Kohlenstoffdioxidkreislauf der Erde entzogen. Eine Anreicherung an organischer Substanz verbessert die Bodenstruktur und führt damit zu besserer Durchlüftung des Bodens, verbesserter Wasserdurchlässigkeit, weniger Abfluss, mehr Stabilität und somit weniger Erosion.

Zielsetzung

Eingebettete Satellitendaten in ein LuftbildZoombild vorhanden

Eingebettete Satellitendaten in ein Luftbild

Die Ermittlung des Gehalts an organischer Substanz im Boden erfolgt bisher größtenteils über die Analyse von Bodenproben. Aber auch Ansätze zur Bestimmung der organischen Substanz im Boden mittels elektrischer Leitfähigkeit oder Multispektralsensoren werden verfolgt. Die Heterogenität des Gehalts an organischer Substanz im Oberboden ist durch unterschiedliche spektrale Reflexion feststellbar. Das Projekt MOSOM unterstützt die Entwicklung eines Tools zur präzisen, effizienten und komfortablen Erfassung des Gehalts an organischer Bodensubstanz mittels von Satelliten erfassten Multispektraldaten. Damit soll ein kontinuierliches und effektives Monitoring des Gehalts der organischen Bodensubstanz ermöglicht werden. Dies ist nicht nur als Alternative zur zeitintensiven Bodenbeprobung interessant, sondern bildet auch die Basis für den Handel von CO2-Zertifikaten in der Landwirtschaft. Da in der organischen Substanz des Bodens (Humus) Kohlenstoff gespeichert wird, kann dessen Monitoring die Datenbasis für die angestrebte terrestrische Speicherung von Kohlenstoff (= CO2-Senke) liefern.
MOSOM ist ein EIT Food-Projekt. EIT Food wurde vom Europäischen Innovations- und Technologieinstitut (EIT) gegründet und bildet eine integrative und innovative Gemeinschaft verschiedener Partner aus dem Lebensmittelsektor, um Innovation und Unternehmertum in ganz Europa zu fördern. EIT Food verfolgt das grundlegende Ziel, das Lebensmittelsystem nachhaltiger, gesünder und vertrauenswürdiger zu gestalten.

Methode

Das Projekt MOSOM wird von einem Konsortium aus LfL (Deutschland), UAB ART21 (Litauen), AN S. Coop (Spanien), Aarhus Universität (Dänemark), Universität Bologna (Italien), Consiglio Nazionale delle Ricerche (Italien) und Agricolus S.r.l. (Italien) in mehreren Teilprojekten bearbeitet.
Im Fokus des Projekts steht der Prototyp eines Tools zur satellitenbasierten multispektralen Erfassung des Gehalts an organischer Bodensubstanz. Die Intention ist es, den Prototyp zu evaluieren und optimieren, um ihm schließlich die Marktreife zu verleihen.
Bohrstöcke zur Entnahme von Bodenproben in verschiedener LängeZoombild vorhanden

Bohrstöcke zur Entnahme von Bodenproben in verschiedener Länge

Evaluierung des bisherigen Entwicklungsstandes des Tools
Die Evaluierung des bisherigen Entwicklungsstandes erfolgt mittels eines Abgleichs überregional gesammelter und analysierter Bodenproben als Referenz. Die Projektteilnehmer sammeln in ihren Ländern Bodenproben und analysieren diese nach einheitlicher Methodik hinsichtlich ihres Gehalts an organischer Substanz. Diese Referenzbodenproben werden schließlich zur Evaluierung und Optimierung des Algorithmus der satellitenbasierten multispektralen Erfassung des Gehalts an organischer Bodensubstanz angewandt.
Produkt- und Businessdesign
Neben der Validierung und Optimierung des Prototyps werden auch Aspekte des Produkt- und Businessdesigns bearbeitet. Dieses Teilprojekt fokussiert auf die Akzeptanz der Technologie unter LandwirtInnen. Um die Akzeptanz unter LandwirtInnen zu analysieren, stützt sich die Methodik auf Umfragen unter LandwirtInnen und die Anwendung der Software ADOPT (Adoption & Diffusion Outcome Prediction Tool; CSIRO).

Erste Ergebnisse

Erste Ergebnisse sind Ende 2021 zu erwarten.
Projektpartner
Das Projekt MOSOM wird von einem Konsortium aus LfL (Deutschland), UAB ART21 (Litauen), AN S. Coop (Spanien), Aarhus Universität (Dänemark), Universität Bologna (Italien), Consiglio Nazionale delle Ricerche (Italien) und Agricolus S.r.l. (Italien) bearbeitet.

Zur EIT-Food-Webseite. Externer Link

Projektinformation
LfL-Teilprojektleitung: Johanna Pfeiffer (ILT)
Projektbearbeitung: Johanna Pfeiffer (ILT), Dr. Martin Wiesmeier (IAB)
Laufzeit: 01.04.2021 – 31.12.2021
Finanzierung: Europäische Union: Europäisches Innovations- und Technologieinstitut – EIT Food