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Untersuchung von Ackerflächen mit beweglichen Elektroden

Motivation

Abb. 1: Rollelektroden des ATB Potsdam-Bornim

Mit der Einführung der präzisen Landbewirtschaftung und der stärkeren Beachtung der Umweltverträglichkeit landwirtschaftlicher Produktion steigt die Nachfrage nach großmaßstäbigen Bodeninformationen. Dabei geht es um Beschreibungen des Wurzelraumes in Form z.B. der nutzbaren Feldkapazität, der Durchlässigkeit für Wasser und Luft, der Wegsamkeit für Pflanzenwurzeln, der Erosions- und Verdichtungsneigung. Die Ableitung dieser Merkmale erfordert vorab eine schichtweise Beschreibung des Bodens, vorrangig in Form der Bodenart. Klassische Formen der Bodenkartierung scheiden für diesen Zweck aus. Die für die flächenhafte Kartierung gut geeignete elektrische Bodenleitfähigkeit (EC) wird mit marktverfügbaren Geräten nur bis zu ein oder zwei Tiefen erfasst und gestattet keine quantitative Beschreibung der Einzelschichten. Hier wird ein Ansatz verfolgt, wo mittels einer Sondierungsanordnung und rollenden Elektroden ein dreidimensionales Untergrundmodell erstellt werden kann.

Datenprozessing

Die gemessenen Rohdaten haben aufgrund der bewegten Elektroden eine mindere Qualität. Daher müssen sie prozessiert werden. Mit dem gleichen Verfahren wie in der Unterwassergeoelektrik werden die fehlergewichteten Zeitreihen für jeden Messkanal durch eine harmonische Analyse angepasst und auf ein örtlich äquidistantes Raster interpoliert. Abbildungen 2 und 3 zeigen die Rohdaten sowie die daraus prozessierten Daten.

Abb. 2: Rohdaten
Abb. 3: Prozessierte Daten

Inversion

Schließlich werden die einzelnen Datensätze durch eine 1D-Inversion automatisiert ausgewertet. Die Schichtmächtigkeiten bleiben dabei konstant (0-0.3m-0.7m-1.2m-1.8m-unendlich). Schließlich können die Ergebnisse den Positionen im Raum zugewiesen werden und es entsteht ein geschichtetes Leitfähigkeitsbild des Untergrundes. Abb. 4 zeigt ein solches Ergwebnis.

Abb. 4: Fahrspur sowie Verteilung der Leitfähigkeiten der fünf invertierten Schichten

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Ansprechpartner

Dr. Thomas Günther
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Mitarbeiter

Wolfgang Südekum

Partner/ Zusammenarbeit mit

Horst Domsch & Robin Gebbers, Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V. (ATB)