WO2019081593A1 - Bestimmen von un/günstigen zeiträumen zur applikation von pflanzenschutzmitteln - Google Patents

Bestimmen von un/günstigen zeiträumen zur applikation von pflanzenschutzmitteln

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WO2019081593A1
WO2019081593A1 PCT/EP2018/079192 EP2018079192W WO2019081593A1 WO 2019081593 A1 WO2019081593 A1 WO 2019081593A1 EP 2018079192 W EP2018079192 W EP 2018079192W WO 2019081593 A1 WO2019081593 A1 WO 2019081593A1
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PCT/EP2018/079192
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Umit Baran ILBASI
Christoph BREITENSTROETER
Gang Zhou
Peter Lancashire
Bjoern Kiepe
Burkhard Schuetz
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Basf Se
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B79/00—Methods for working soil
    • A01B79/005—Precision agriculture
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/02—Agriculture; Fishing; Mining
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
    • A01C21/00—Methods of fertilising, sowing or planting
    • A01C21/005—Following a specific plan, e.g. pattern
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
    • A01C21/00—Methods of fertilising, sowing or planting
    • A01C21/007—Determining fertilization requirements
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0631—Resource planning, allocation, distributing or scheduling for enterprises or organisations

Definitions

  • the present invention relates to the application of pesticides with attention to side effects.
  • Objects of the present invention are a method, an apparatus, a computer program product and a system that allow to identify favorable and / or unfavorable periods for the application of a pesticide product.
  • Plant protection products are used worldwide to protect plants or plant products from harmful organisms or to prevent their action, to destroy unwanted plants or plant parts, to inhibit undesirable growth of plants or to prevent such growth, and / or in another way
  • plant protection products may also have (usually unwanted) side effects.
  • side effects may be influenced by or dependent on environmental conditions. For example, weather conditions may affect the extent to which side effects of a crop protection agent appear.
  • a first subject of the present invention is thus a
  • a method for planning an application of a plant protection product on a field in a period comprising the steps
  • Another object of the present invention is a
  • Apparatus for planning an application of a plant protection product on a field in a period of time comprising
  • the input unit is configured to enable a user of the device to specify the geographic location of the field and provide agricultural information about the field; wherein the sending unit is configured to send geographical location information about the field and information about the time period;
  • the receiving unit is configured to receive environmental information about the field for the period
  • processing unit is configured based on the agricultural
  • processing unit is configured, a statement on the meaning of the
  • Another object of the present invention is a
  • Computer program product comprising a data carrier on which a computer program is stored, which can be loaded into the main memory of a computer system and there causes the computer system to carry out the following steps:
  • Another object of the present invention is a
  • a first processing unit configured to determine, based on the agricultural information and the environmental information, a probability of the occurrence of side effects of a crop protection product for a period of time;
  • a second processing unit configured to generate a statement on the meaningfulness of the application of the pesticide product to the field in the period
  • an output unit configured to communicate the message to the user.
  • the starting point for the present invention is a person (hereinafter also referred to as user) who wants to know whether it makes sense to use a crop protection product in a specified period of time on a specified field for crops.
  • the user wants to know in which period the use of a
  • Pesticide in the field makes sense.
  • crop protection agent is understood to mean an agent which serves to protect plants or plant products from harmful organisms or to prevent their action, to destroy unwanted plants or plant parts, to inhibit unwanted growth of plants or to prevent such growth, and / or in a different way than nutrients affect the life processes of plants (eg growth regulators).
  • crop protection agents are herbicides, fungicides and pesticides (e.g., insecticides).
  • the crop protection agent is a herbicide.
  • the crop protection agent is a herbicide that becomes active at the bottom of the field.
  • a plant protection product usually contains one or more active substances.
  • Active substances are substances which have a specific action in an organism and cause a specific reaction, preferably the active substance is an active substance from the group of the diphenyl ether herbicides, very particularly preferably aclonifen (2-chloro) 6-nitro-3-phenoxyaniline).
  • a crop protection agent will contain a carrier to dilute the one or more active ingredients.
  • additives such as preservatives, buffers, dyes and the like are conceivable.
  • a plant protection product may be solid, liquid or gaseous.
  • a plant protection product is usually offered in packaged form with information for use as a crop protection product.
  • a crop protection product may contain one or more crop protection agents as a mixture or as separate components.
  • a crop protection agent may be mixed with other substances, for example nutrients.
  • the crop protection product is Mateno® or another acyclonifen-containing crop protection product.
  • a region of the earth's surface on which a pesticide product is to be used it is necessary to specify a region of the earth's surface on which a pesticide product is to be used.
  • Cultivated plants are to be cultivated or cultivated, are used.
  • field is understood to mean a spatially delimitable area of the earth's surface which is preferably used for agriculture by planting crops, supplying them with nutrients and harvesting them in such a field.
  • cultiva plant is understood to mean a plant that is purposefully cultivated by the intervention of humans as a useful or ornamental plant.
  • Crop protection product is to be used, is used for agricultural purposes or not, this area is referred to herein as field.
  • To specify the field requires knowledge of the geographic coordinates of at least one point located in the field or on its borders, or at least knowledge of a location in the vicinity of the field.
  • the specification of the field is usually done by a user.
  • This user can enter the geographical coordinates of at least one point of the field, for example via an input unit (eg keyboard) in the inventive device.
  • an input unit eg keyboard
  • the user is displayed on a screen, a geographical map of the earth's surface or parts thereof.
  • the user can draw a point on the map with, for example, an input device such as a computer mouse or a computer mouse
  • GPS Global Positioning System
  • NAVSTAR GPS NAVSTAR GPS
  • NAVSTAR GPS NAVSTAR Satellite System
  • NAVSTAR GPS NAVSTAR Satellite System
  • a user draws field boundaries on a digital map and thus specifies the field.
  • the user to enter the name of a location or a region in a computer system which is located near the field or comprises the field.
  • the specification of the field ultimately serves to determine the geographical location of a place for which environmental conditions are to be determined.
  • agricultural information about the field is determined.
  • this information is entered by a user via an input unit, for example, in the inventive device or system according to the invention. It is also conceivable that the information or part of the information is transmitted from a database.
  • Agricultural information also includes the setting of the agricultural machine with which the field is being processed, this information can be provided either manually or automatically via the electronic equipment of the agricultural machine.
  • the electronic equipment of the agricultural machine may include a processing step, a processing sequence and / or a setting of the
  • agricultural machinery such as seed placement depth
  • record and transmit it to a computer or computer system Alternatively or additionally, an adjustment of the agricultural machine, such as the seed placement depth, can be determined by means of an image of parts of the agricultural machine.
  • the agricultural information is one or more information from the list below: - crop grown or to be cultivated in the field,
  • the BBCH code (or BBCH scale) provides information about the morphological
  • the cultivated plant cultivated in the field may or may not be specified by the user. It is conceivable that the device according to the invention and the computer program product according to the invention can only be used for a defined (predetermined)
  • Cultivated plant are configured.
  • the device according to the invention and the computer program product according to the invention are preferably configured for a plurality of crops.
  • a user selects the attached or the
  • an input unit e.g. typed in or selected from a (virtual) list (e.g., pull-down menu).
  • a (virtual) list e.g., pull-down menu
  • the crop is a cereal, more preferably winter barley or winter wheat.
  • Crop protection product to be used should be specified. It is conceivable that the device according to the invention and the inventive
  • Pesticide product are configured.
  • the device according to the invention and the computer program product according to the invention are preferably configured for the use of a plurality of pesticide products.
  • a user selects the pesticide product used by inserting it, for example, via an input unit, eg in text form, or selecting it from a (virtual) list (eg pull-down menu).
  • the crop protection product is specified by reading an optical code. It is conceivable, for example, that an optical code is printed on a packaging of the pesticide product, which is read out with a suitable reading device and then the data read out are transmitted to the device or the system according to the invention.
  • optical codes are a bar code (eg Codabar, Code128 etc.), a 2D code (eg Codablock, code 49 etc.) or a matrix code (eg DataMatrix, MaxiCode, Aztec code, QR code, etc.).
  • bar code eg Codabar, Code128 etc.
  • 2D code eg Codablock, code 49 etc.
  • matrix code eg DataMatrix, MaxiCode, Aztec code, QR code, etc.
  • the reading can be done, for example, with an optical scanner or a camera (which is nowadays part of every smartphone).
  • information on the crop protection product is stored in another form, e.g. in an RFID tag.
  • a planned dosage (dosage rate, [g / L]) and / or order quantity are specified.
  • the user also specifies one or more periods for which he would like to be informed whether the use of the specified
  • Pesticide product makes sense or not. For example, he could enter the period in a digital calendar. It is also conceivable that there are presets that are stored in the computer program according to the invention, for example, the coming days and / or weeks. Preferably, the user specifies the period (s) for which he is interested.
  • period defines a temporal segment, preferably in the future, for which the use of a plant protection product is planned. Usually, the
  • Period is / are named.
  • environmental conditions for the specified field are determined for one or more specified periods of time.
  • Preferred environmental conditions are the weather in the period for which the use of the pesticide product is planned, and the weather for one to several days (eg, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, or 10 days) this period and the weather one to several days (eg 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, or 10 days) after this period.
  • Parameters that characterize the weather for a defined period of time include:
  • the data of the weather conditions for one or more specified periods may, for example, be requested from commercial providers and / or from public sources.
  • the query is preferably at least partially via the Internet.
  • At least parts of the environmental condition data are from a weather station, which is more preferably located directly at the specified field.
  • soil physical properties eg grain size, microstructure, pore volume, effective storage density, etc.
  • soil chemical properties carbonate content, pH, buffer range, ion exchange capacity, redox potential , etc.
  • soil biological properties rooting, humus content, etc.
  • environmental conditions for the considered field or for the region in which the considered field is located are stored in databases to which e.g. can be accessed via the Internet. It is also conceivable that environmental conditions are entered by a user and / or locally determined and recorded with the aid of sensors.
  • relevant environmental conditions and relevant agricultural information are determined in advance empirically. It is conceivable, for example, that test series are used to determine which parameters have an influence on the side effects of a patient
  • Probable side effects occur for one or more specified periods and to what extent they may occur.
  • Prediction models that have been developed, for example, from test series can be used for such a prediction.
  • the purpose of the assessment is to be able to give the user a recommendation for action: he should or should not use a contemplated pesticide product in a specified field for a specified period of time.
  • the disadvantages arising from the side effects are to be contrasted with the advantages offered by the crop protection product.
  • the crop protection product is a herbicide. By using the herbicide, weeds are being pushed back on the field and more resources (such as nutrients, water, sunlight) are being grown
  • an ecological assessment can also be carried out. It is also conceivable that a risk assessment based on the likelihood of the occurrence of side effects is performed. Is the probability of
  • graduated recommendations can also be generated (for example in the form of a traffic light representation (red: no recommendation, yellow:
  • conditional recommendation green: recommendation
  • conditional recommendation green: recommendation
  • in the form of other representations with even more gradations
  • the result of the evaluation described is a statement on the meaningfulness. This statement is transmitted to the user. An output on a screen and / or speakers is conceivable.
  • the statement can be made in text form, in the form of symbols, colors and / or by means of speech output.
  • the sending of an e-mail or a "message" with the statement to the user is conceivable.
  • the user uses the pesticide product in a recommended period of time.
  • the application by the agricultural machine can be triggered immediately if the rating is positive or if recommended.
  • a trigger signal can be generated, which can be transmitted to the agricultural machine.
  • the Tirggersignal can be generated independently of the evaluation by a user confirmation. Further alternatively or additionally, the Tirggersignal can be generated at predetermined ratings by a user confirmation.
  • the Tirggersignal can be generated by a user confirmation at a first and second rating level according to a fürsempftationung, while at a third or higher rating level corresponding to no application recommendation the Tirggersignal can not be generated by a user confirmation or is blocked ,
  • the method of the invention is preferably at least partially assisted by one or more computers, i.
  • One or more steps of the method according to the invention are carried out by one or more computers.
  • the method is advantageously performed on a distributed system.
  • the method is advantageously carried out as embedded software.
  • a first computer is within the scope of the user.
  • the first computer can be a workstation or Workstation computer (personal computer short: PC), which is used for VDU work. It can also be a mobile device such as a tablet computer, a smartphone, a laptop, a smartwatch or the like.
  • the first computer has an input unit configured to enable a user to specify the geographic location of a field and to provide agricultural information about the field.
  • the inputs to the geographical location of the field and the agricultural information as described above are usually via computer mouse, keyboard and / or a touch-sensitive screen. Also a voice input by means of microphone and speech recognition is conceivable. Also, a GPS sensor for detecting the geographical position of the user has already been described above.
  • the system according to the invention also has means for providing
  • environmental information may be stored in a database.
  • Database can be part of the first computer; however, it may also be part of a second computer to which the first computer can connect via a network (e.g., the Internet). It is also conceivable that the environmental information is only determined on request (by the first computer), e.g. be calculated. In particular for future weather conditions, it may happen that these are first determined on the basis of existing weather models for the geographical position of the field and a specified period of time.
  • first and second computers that can communicate with one another via a network.
  • the first computer has a transmitting unit with which it can provide information about the geographical location of the field (and
  • the second computer has a receiving unit with which it can receive the data sent by the first computer.
  • the Computer determines environmental information for the specified field and for the specified period based on the received data. It is conceivable that this information is already stored on the second computer, or that the second computer calculates this information itself or that the second computer contacts one or more other computers to obtain this information.
  • the second computer also has a transmitting unit with which it can, for example, send the environmental information to the first computer.
  • the first computer also has a
  • Receiving unit with which he, for example, the environmental information from the first computer can receive. Based on environmental information and agricultural
  • a probability of the occurrence of side effects of the crop protection product for the specified period is determined. This is done by means of a (first) processing unit.
  • This (first) processing unit may be part of the first computer or it may be part of the second
  • the processing unit supplies the agricultural information and the environmental information to a model for predicting the side effects.
  • the model can be dynamic process-based or even wholly or partially rule-based or statistical or data-supported / empirical.
  • the model has been previously developed preferably on the basis of empirical investigations (e.g., field and / or laboratory tests).
  • the model for predicting side effects is a classification model. It can be different
  • Classification models are used, such as Neural Networks, Deep Learning Models, Decision Trees, Random Forest Models, SVN, GradientBoosting, NaiveBayes, Nearest Neighbor Models, and the like.
  • Neural Networks Deep Learning Models
  • Decision Trees Random Forest Models
  • SVN Random Forest Models
  • GradientBoosting NaiveBayes
  • Nearest Neighbor Models and the like.
  • Embodiment is a Random Forest model.
  • the processing unit uses the model to calculate a likelihood of occurrence and severity of side effects.
  • Environmental information as input data for the classification models are used as input data.
  • additional test data or laboratory data are used as input data.
  • more than 100 input data are selected to obtain sufficiently meaningful classification models.
  • predominantly weather data are used as input data.
  • more than 50, preferably more than 150, more preferably more than 500 input data are selected.
  • Classification models are divided into exactly four or at least four initial classes, with the four initial classes being defined as “no damage”, “acceptable damage”, “unacceptable damage” and “severe damage”.
  • the definition of “no harm” corresponds to a phytotoxicity of 0-5%, the definition of “acceptable harm” to a phytotoxicity of 5-15%, the definition of “unacceptable harm” to a phytotoxicity of 15-30% and the definition “severe damage "a phytotoxicity of> 30%.
  • Phytotoxicity indicates the degree of harmfulness of the plant protection product to the crop.
  • different classification models are preferably generated based on all the input data, and then the predictive accuracy of the individual classification models is determined.
  • the individual classification models are preferably with different
  • Classification models can be realistically tested or validated.
  • Classification models is used. Preferably, the ratio of
  • Input data for learning to the input data for testing at 0.5 to 0.8 is used for learning and 20% of all input data is used to test the classification model.
  • Correlation matrix of all input variables generated. From the correlation matrix a rank correlation coefficient can be determined for each input variable. The higher the correlation matrix
  • the rank correlation coefficient is a Spearman's Rank Correlation Coefficient.
  • a dimension reduction is preferably performed based on the correlation matrix, of which plurality of input variables only a reduced number of the most important input variables is used.
  • the number of the most important input variables is below 20 in one
  • the number of the most important input variables is less than 100, preferably less than 50, more preferably less than 10.
  • all classification models with the reduced number of input variables are preferably subsequently generated and the prediction accuracy is determined.
  • the learning ratio is varied.
  • the classification model with the best prediction accuracy is selected, in one embodiment, the classification model with the best prediction accuracy is preferably the random forest model.
  • the selected one is preferably subsequently
  • Prediction accuracy sets. Alternatively, it does not select the number of input variables that will set the best prediction accuracy, but the least number of input variables with which the prediction accuracy is negligible below the best prediction accuracy.
  • the most important input variables comprise at least one or more of the following input variables: the type of plant, the dosage of the plant protection product, the mean soil temperature, the
  • Soil temperature, planting depth, clay content, maximum air temperature and long-wave radiation Soil temperature, planting depth, clay content, maximum air temperature and long-wave radiation.
  • This (second) processing unit may be part of the first computer or it may be part of the second computer. It is also conceivable that it is part of another computer that can connect to the first and / or the second computer via a network (eg the Internet).
  • the first and second processing units may be identical or different. If the statement was generated on the second (or another computer), it is transmitted via the transmitting unit to the first computer, which uses the
  • Receive unit receives.
  • the first computer has an output unit, with which the statement is transmitted to the user.
  • the output unit may be a screen and / or a speaker or the like.
  • the statement is preferably reflected via a traffic light system, which is expected to reproduce acceptable damage in shades of green and likely to return unacceptable damage in reds.
  • the statement is preferably further processed such that an expected yield of the field is calculated under different conditions and the results are compared and evaluated with one another.
  • the yield of the field is immediate
  • the method is carried out not only under the currently prevailing conditions but also under prediction of future conditions.
  • the weather conditions and / or the price of the crop are predicted on the market.
  • the yield of the field using the crop protection product is compared to the yield without use of the crop protection product.
  • recommendations for the user can be calculated for the correct use of the pesticide product.
  • the return of investment is additionally calculated.
  • the recommendation for the user preferably comprises a balance between phytotoxic effects and / or the yield of the field and / or the return of investment
  • the computer program product according to the invention can be offered for sale on a data medium and / or made available on a website via a network (eg the Internet) for downloading and installation.
  • a network eg the Internet
  • Fig. 1 shows an example of a part of a graphical user interface of
  • Computer program product according to the invention.
  • the user is asked to specify the field (Choose or type in your location).
  • a digital map (10) will be displayed.
  • the map section can be entered via the virtual buttons (12) (+) or
  • the map section can be moved with a computer mouse or a finger via a touch-sensitive screen.
  • the specification of the field is made either by entering a name of a location (where the field is located or near the field) and / or by clicking on a point on the digital map (using the computer mouse or the finger).
  • FIG. 2 shows by way of example a further part of a graphical user interface of the computer program product according to the invention. The user is asked to
  • the crop protection product (Product) to be used is selected via a virtual menu (20).
  • the cultivated crop grown on the field (crop name) is selected via a virtual menu (21).
  • a start date (Predicition start date) is entered in a field (22) that defines the beginning of the period for which a recommendation on the use of the pesticide product is to be made.
  • the user interface can be configured in such a way that a mouse click in the field (22) opens a virtual calendar in which the start date can be selected by mouse click.
  • the planting depth (P / anting depth) of the crop is adjusted by means of a virtual slider (23).
  • the planned dosage (dosage rate) of the pesticide product is adjusted by means of a virtual slider (24).
  • the computer program may be configured to compare the selected dosage with dosage recommendations for the selected crop protection product that may be stored in a database. If the selected dosage is in the range appropriate for the selected dose
  • FIG. 3 shows by way of example a result of an analysis according to the method according to the invention. On the 14th and 15th of September will be an insert of the selected
  • FIG. 4 shows a more detailed result of an analysis according to the
  • FIG. 5 is a graph showing the dependence of prediction accuracy on the number of most influential variables used in a classification model.
  • Prediction accuracy determined.
  • a correlation matrix of all 126 variables was generated in order to then perform a dimension reduction. With the dimension reduction the most influential variables were determined and the
  • Prediction accuracy was selected (Random Forrest model) and generated again with different number of variables, with prediction accuracy being analyzed. This is visible in FIG. 5. The last step was to select the number of variables that has the highest prediction accuracy. Alternatively, it does not select the number of input variables that will set the best prediction accuracy, but the least number of input variables with which the prediction accuracy is negligible below the best prediction accuracy.
  • the average prediction accuracy of the selected classification model is 80%. Conversely, this implies an inaccuracy of 20%, which means that the classification model is wrong in 20% of the cases.
  • the output data of the classification model was divided into four output classes.
  • the "no harm” source class is defined as no adverse effect on the plants and the “acceptable harm” source class is defined as causing very little or even acceptable damage to the plants as a side effect.
  • the initial category “unacceptable damage” is defined by the fact that usually no more acceptable and unacceptable damage to the plants arises.
  • the starting class “severe damage” is defined by the fact that the plants are completely damaged as a side effect.
  • Plant protection product on the field in the period is determined.
  • Table 1 shows which of the examined variables (predictors) in the present example allow the most accurate prediction for the occurrence of phytotoxic side effects.
  • Table 1 Variables with an influence on the phytotoxic effect of aclonifen on winter wheat and winter barley

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft die Applikation von Pflanzenschutzmitteln unter Beachtung von Nebenwirkungen. Gegenstände der vorliegenden Erfindung sind ein Verfahren, eine Vorrichtung, ein Computerprogrammprodukt und ein System, die es erlauben, günstige und/oder ungünstige Zeiträume für die Applikation eines Pflanzenschutzmittelprodukts zu identifizieren.

Description

Bestimmen von un/günstigen Zeiträumen zur Applikation von Pflanzenschutzmitteln
Die vorliegende Erfindung betrifft die Applikation von Pflanzenschutzmitteln unter Beachtung von Nebenwirkungen. Gegenstände der vorliegenden Erfindung sind ein Verfahren, eine Vorrichtung, ein Computerprogrammprodukt und ein System, die es erlauben, günstige und/oder ungünstige Zeiträume für die Applikation eines Pflanzenschutzmittelprodukts zu identifizieren.
Pflanzenschutzmittel werden weltweit eingesetzt, um Pflanzen oder Pflanzenerzeugnisse vor Schadorganismen zu schützen oder deren Einwirkung vorzubeugen, unerwünschte Pflanzen oder Pflanzenteile zu vernichten, ein unerwünschtes Wachstum von Pflanzen zu hemmen oder einem solchen Wachstum vorzubeugen, und/oder in einer anderen Weise die
Lebensvorgänge von Pflanzen zu beeinflussen.
Neben den genannten erwünschten Wirkungen können Pflanzenschutzmittel auch (meist unerwünschte) Nebenwirkungen haben.
Diese Nebenwirkungen können von Umweltbedingungen beeinflusst werden bzw. von ihnen abhängig sein. Zum Beispiel können Wetterbedingungen einen Einfluss darauf haben, in welchem Ausmaß Nebenwirkungen eines Pflanzenschutzmittels in Erscheinung treten.
Insofern kann es Zeiträume geben, in denen eine Applikation eines Pflanzenschutzmittels nicht sinnvoll ist, zum Beispiel weil aufgrund der in dem Zeitraum herrschenden
Bedingungen mit dem Auftreten von Nebenwirkungen zu rechnen ist und die Nachteile aufgrund der Nebenwirkungen gegenüber den Vorteilen des Pflanzenschutzmittels überwiegen.
Informationen zu Nebenwirkungen sind üblicherweise auf Verpackungen von
Pflanzenschutzmittelprodukten aufgedruckt und/oder können einem Beipackzettel entnommen werden und/oder sind auf einer Internetseite zu dem Produkt beschrieben.
Diese Informationen sind jedoch meist unspezifisch und benennen nicht alle Faktoren, die einen Einfluss auf die Nebenwirkungen ausüben können. Die Interdependenzen zwischen verschiedenen Faktoren werden üblicherweise nicht berücksichtigt. Zudem muss sich ein Verwender von Pflanzenschutzmitteln die Informationen mühsam zusammensuchen, ohne jedoch eine für sein Anliegen spezifische Aussage erwarten zu können.
Diese Nachteile werden durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche behoben. Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den abhängigen Ansprüchen und in der vorliegenden Beschreibung.
Ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein
Verfahren, insbesondere ein computerimplementiertes Verfahren, zur Planung einer Applikation eines Pflanzenschutzmittelprodukts auf einem Feld in einem Zeitraum umfassend die Schritte
Spezifizieren der geografischen Lage des Feldes,
Bereitstellen von landwirtschaftlichen Informationen zu dem Feld,
Bereitstellen von Umweltinformationen zu dem Feld,
Bestimmen einer Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Nebenwirkungen des
Pflanzenschutzmittelprodukts für den Zeitraum auf Basis der landwirtschaftlichen
Informationen und der Umweltinformationen,
Generieren einer Aussage zur Sinnhaftigkeit der Applikation des
Pflanzenschutzmittelprodukts auf dem Feld in dem Zeitraum,
Übermitteln der Aussage an einen Nutzer.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine
Vorrichtung zur Planung einer Applikation eines Pflanzenschutzmittelprodukts auf einem Feld in einem Zeitraum, umfassend
eine Eingabeeinheit,
eine Sendeeinheit,
eine Empfangseinheit,
eine Verarbeitungseinheit, und
eine Ausgabeeinheit,
wobei die Eingabeeinheit konfiguriert ist, einen Nutzer der Vorrichtung zu befähigen, die geografische Lage des Feldes zu spezifizieren und landwirtschaftliche Informationen zu dem Feld bereitzustellen; wobei die Sendeeinheit konfiguriert ist, geografische Lage-Informationen zum Feld und Informationen zum Zeitraum zu versenden;
wobei die Empfangseinheit konfiguriert ist, Umweltinformationen zu dem Feld für den Zeitraum zu empfangen;
wobei die Verarbeitungseinheit konfiguriert ist, auf Basis der landwirtschaftlichen
Informationen und der Umweltinformationen eine Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Nebenwirkungen des Pflanzenschutzmittelprodukts für den Zeitraum zu bestimmen;
wobei die Verarbeitungseinheit konfiguriert ist, eine Aussage zur Sinnhaftigkeit der
Applikation des Pflanzenschutzmittelprodukts auf dem Feld in dem Zeitraum zu generieren; wobei die Ausgabeeinheit konfiguriert ist, die Aussage dem Nutzer der Vorrichtung zu übermitteln.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein
Computerprogrammprodukt umfassend einen Datenträger, auf dem ein Computerprogramm gespeichert ist, das in den Arbeitsspeicher eines Computersystems geladen werden kann und dort das Computersystem dazu veranlasst, folgende Schritte ausführen:
- Ermitteln einer geografischen Lage eines Feldes,
- Ermitteln von landwirtschaftlichen Informationen zu dem Feld,
- Ermitteln von Umweltinformationen zu dem Feld,
- Bestimmen einer Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Nebenwirkungen eines Pflanzenschutzmittelprodukts für einen Zeitraum auf Basis der landwirtschaftlichen
Informationen und der Umweltinformationen,
- Generieren einer Aussage zur Sinnhaftigkeit der Applikation des
Pflanzenschutzmittelprodukts auf dem Feld in dem Zeitraum,
- Übermitteln der Aussage an einen Nutzer.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein
System umfassend
- eine Eingabeeinheit, die konfiguriert ist, einen Nutzer zu befähigen, die geografische Lage eines Feldes zu spezifizieren und landwirtschaftliche Informationen zu dem Feld
bereitzustellen;
- Mittel zur Bereitstellung von Umweltinformationen für das Feld; - eine erste Verarbeitungseinheit, die konfiguriert ist, auf Basis der landwirtschaftlichen Informationen und der Umweltinformationen eine Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Nebenwirkungen eines Pflanzenschutzmittelprodukts für einen Zeitraum zu bestimmen;
- eine zweite Verarbeitungseinheit, die konfiguriert ist, eine Aussage zur Sinnhaftigkeit der Applikation des Pflanzenschutzmittelprodukts auf dem Feld in dem Zeitraum zu generieren;
- eine Ausgabeeinheit, die konfiguriert ist, die Aussage dem Nutzer zu übermitteln.
Die Erfindung wird nachstehend näher erläutert, ohne zwischen den
Erfindungsgegenständen (Verfahren, Vorrichtung, Computerprogrammprodukt, System) zu unterscheiden. Die nachfolgenden Erläuterungen sollen vielmehr für alle
Erfindungsgegenstände in analoger Weise gelten, unabhängig davon, in welchem Kontext (Verfahren, Vorrichtung, Computerprogrammprodukt, System) sie erfolgen.
Ausgangspunkt für die vorliegende Erfindung ist eine Person (nachfolgend auch als Nutzer bezeichnet), die wissen möchte, ob es sinnvoll ist, ein Pflanzenschutzmittelprodukt in einem spezifizierten Zeitraum auf einem spezifizierten Feld für Kulturpflanzen einzusetzen.
Alternativ will der Nutzer wissen, in welchem Zeitraum die Verwendung eines
Pflanzenschutzmittels in dem Feld sinnvoll ist.
Unter dem Begriff„Pflanzenschutzmittel" wird ein Mittel verstanden, das dazu dient, Pflanzen oder Pflanzenerzeugnisse vor Schadorganismen zu schützen oder deren Einwirkung vorzubeugen, unerwünschte Pflanzen oder Pflanzenteile zu vernichten, ein unerwünschtes Wachstum von Pflanzen zu hemmen oder einem solchen Wachstum vorzubeugen, und/oder in einer anderen Weise als Nährstoffe die Lebensvorgänge von Pflanzen zu beeinflussen (z.B. Wachstumsregler).
Beispiele für Pflanzenschutzmittel sind Herbizide, Fungizide und Pestizide (z.B. Insektizide). Vorzugsweise handelt es sich bei dem Pflanzenschutzmittel um ein Herbizid. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Pflanzenschutzmittel um ein Herbizid, das am Boden des Feldes aktiv wird.
Ein Pflanzenschutzmittel enthält üblicherweise einen Wirkstoff oder mehrere Wirkstoffe. Als „Wirkstoffe" werden Substanzen bezeichnet, die in einem Organismus eine spezifische Wirkung haben und eine spezifische Reaktion hervorrufen. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Wirkstoff um einen Wirkstoff aus der Gruppe der Diphenylether-Herbizide; ganz besonders bevorzugt um Aclonifen (2-Chlor-6-nitro-3-phenoxyanilin). Üblicherweise enthält ein Pflanzenschutzmittel einen Trägerstoff zum Verdünnen des einen oder der mehreren Wirkstoffe. Daneben sind Additive wie Konservierungsmittel, Puffer, Farbstoffe und dergleichen denkbar. Ein Pflanzenschutzmittel kann fest, flüssig oder gasförmig vorliegen.
Ein Pflanzenschutzmittel wird üblicherweise in verpackter Form mit Informationen zur Anwendung als Pflanzenschutzmittelprodukt angeboten. Ein Pflanzenschutzmittelprodukt kann ein oder mehrere Pflanzenschutzmittel als Mischung oder als separate Komponenten enthalten. In einem Pflanzenschutzmittelprodukt kann ein Pflanzenschutzmittel mit weiteren Substanzen, zum Beispiel mit Nährstoffen, vermischt sein. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Pflanzenschutzmittelprodukt um Mateno® oder ein anderes Aclonifen enthaltendes Pflanzenschutzmittelprodukt.
In einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens gilt es, einen Bereich der Erdoberfläche zu spezifizieren, auf dem ein Pflanzenschutzmittelprodukt zum Einsatz kommen soll.
Ein Pflanzenschutzmittelprodukt kommt üblicherweise auf einem Feld, auf dem
Kulturpflanzen angebaut werden oder angebaut werden sollen, zum Einsatz.
Unter dem Begriff„Feld" wird ein räumlich abgrenzbarer Bereich der Erdoberfläche verstanden, der vorzugsweise landwirtschaftlich genutzt wird, indem auf einem solchen Feld Kulturpflanzen angepflanzt, mit Nährstoffen versorgt und geerntet werden.
Unter dem Begriff„Kulturpflanze" wird eine Pflanze verstanden, die durch das Eingreifen der Menschen zielgerichtet als Nutz-oder Zierpflanze angebaut wird.
Unabhängig davon, ob der betrachtete Bereich der Erdoberfläche, auf dem ein
Pflanzenschutzmittelprodukt zum Einsatz kommen soll, landwirtschaftlich genutzt wird oder nicht, wird dieser Bereich vorliegend als Feld bezeichnet.
Zur Spezifizierung des Feldes ist die Kenntnis der geografischen Koordinaten von mindestens einem Punkt, der in dem Feld oder auf seinen Grenzen liegt, oder zumindest die Kenntnis eines Ortes in der Nähe des Feldes erforderlich. Die Spezifizierung des Feldes erfolgt üblicherweise durch einen Nutzer. Dieser Nutzer kann die geografischen Koordinaten mindestens eines Punktes des Feldes zum Beispiel über eine Eingabeeinheit (z.B. Tastatur) in die erfindungsgemäße Vorrichtung eingeben. Denkbar ist auch, dass dem Nutzer über einen Bildschirm eine geografische Karte der Erdoberfläche oder Teilen davon angezeigt wird. Es ist denkbar, dass der Nutzer einen Punkt auf der Karte zum Beispiel mit einem Eingabegerät wie einer Computermaus oder über einen
berührungsempfindlichen Bildschirm mit einem Finger oder einem Eingabestift auswählen kann. Denkbar ist auch, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung über einen
Positionsbestimmungssensor (z.B. GPS-Sensor) verfügt und ein Nutzer den Standort der Vorrichtung zur Spezifizierung des Feldes verwenden kann. Das Global Positioning System (GPS; deutsch Globales Positionsbestimmungssystem), offiziell NAVSTAR GPS, ist ein Beispiel für ein globales Navigationssatellitensystem zur Positionsbestimmung. Es ist auch denkbar, dass ein Nutzer Feldgrenzen auf einer digitalen Karte einzeichnet und somit das Feld spezifiziert. Denkbar ist auch, dass der Nutzer den Namen eines Ortes oder einer Region in ein Computersystem eingibt, die sich in der Nähe des Feldes befindet oder das Feld umfasst. Die Spezifizierung des Feldes dient letztlich der Ermittlung der geografischen Lage eines Ortes, für den Umweltbedingungen zu ermitteln sind.
In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens werden landwirtschaftliche Informationen zu dem Feld ermittelt. Üblicherweise werden diese Informationen von einem Nutzer über eine Eingabeeinheit zum Beispiel in die erfindungsgemäße Vorrichtung oder das erfindungsgemäße System eingegeben. Denkbar ist aber auch, dass die Informationen oder ein Teil der Informationen aus einer Datenbank übertragen werden.
Der Begriff„Landwirtschaftliche Informationen" umfasst, wie er im Kontext der Erfindung benutzt wird, zudem die Einstellung der landwirtschaftlichen Maschine mit welcher das Feld bearbeitet wird. Diese Informationen können entweder manuell oder automatisch über das elektronische Equipment der landwirtschaftlichen Maschine bereitgestellt werden.
Beispielsweise kann das elektronische Equipment der landwirtschaftlichen Maschine einen Bearbeitungsschritt, eine Bearbeitugnsfolge und/oder eine Einstellung der
landwirschaftlichen Maschine, wie die Saatgutablagetiefe, aufzeichnen und etwa an einen Computer oder ein Computersystem übermitteln. Alternativ oder zusätzlich kann eine Einstellung der landwirschaftlichen Maschine, wie die Saatgutablagetiefe, mit Hilfe eines Bildes von Teilen der landwirtschaftlichen Maschine bestimmt werden.
Vorzugsweise handelt es sich bei den landwirtschaftlichen Informationen um eine oder mehrere Informationen aus der nachfolgenden Liste: - Kulturpflanze, die auf dem Feld angebaut wird oder werden soll,
- Zeitpunkt der Aussaat oder Anpflanzung,
- Entwicklungsstand der angebauten Kulturpflanze (z.B. in Form des BBCH-Codes),
- Pflanztiefe / Saatgutablagetiefe.
Der BBCH-Code (oder auch BBCH-Skala) gibt Auskunft über das morphologische
Entwicklungsstadium einer Pflanze. Die Abkürzung steht für die„Biologische Bundesanstalt, Bundessortenamt und CHemische Industrie". Die BBCH-Skala dient in der
wissenschaftlichen Kommunikation den Fragen der Pflanzenentwicklung und dem optimalen bzw. empfohlenen Einsatzzeitpunkt von Dünge-und Pflanzenschutzmaßnahmen im
Nutzpflanzenanbau.
Die Kulturpflanze, die auf dem Feld angebaut wird oder werden soll, kann durch den Nutzer spezifiziert werden. Es ist denkbar, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt nur für eine definierte (vorgegebene)
Kulturpflanze konfiguriert sind. Vorzugsweise sind die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt für mehrere Kulturpflanzen konfiguriert. In einer bevorzugten Ausführungsform wählt ein Nutzer die angebaute oder die
anzubauende Kulturpflanze aus, indem er sie zum Beispiel über eine Eingabeeinheit z.B. in Textform eingibt oder aus einer (virtuellen) Liste (z.B. Pull-Down-Menü) auswählt.
Vorzugsweise handelt es sich bei der Kulturpflanze um ein Getreide, noch mehr bevorzugt um Wintergerste oder Winterweizen.
Neben dem Feld und der angebauten Kulturpflanze muss auch das
Pflanzenschutzmittelprodukt, das zum Einsatz kommen soll, spezifiziert sein. Es ist denkbar, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße
Computerprogrammprodukt nur für ein definiertes (vorgegebenes)
Pflanzenschutzmittelprodukt konfiguriert sind. Vorzugsweise sind die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt für den Einsatz von mehreren Pflanzenschutzmittelprodukten konfiguriert. In einer bevorzugten Ausführungsform wählt ein Nutzer das zum Einsatz kommende Pflanzenschutzmittelprodukt aus, indem er es zum Beispiel über eine Eingabeeinheit z.B. in Textform eingibt oder aus einer (virtuellen) Liste (z.B. Pull-Down-Menü) auswählt. Denkbar ist auch, dass das Pflanzenschutzmittelprodukt über das Einlesen eines optischen Codes spezifiziert wird. Es ist zum Beispiel denkbar, dass auf einer Verpackung des Pflanzenschutzmittelprodukts ein optischer Code aufgedruckt ist, der mit einem geeigneten Lesegerät ausgelesen wird und dann die ausgelesenen Daten auf die erfindungsgemäße Vorrichtung oder das erfindungsgemäße System übertragen werden. Beispiele für optische Codes sind ein Strichcode (z.B. Codabar, Code128 u.a.), ein 2D-Code (z.B. Codablock, Code 49 u.a.) oder ein Matrix-Code (z.B. DataMatrix, MaxiCode, Aztec-Code, QR-Code, u.a.).
Das Einlesen kann zum Beispiel mit einem optischen Scanner oder einer Kamera (die heutzutage Bestandteil eines jeden Smartphones ist) erfolgen.
Denkbar ist natürlich auch, dass Informationen zum Pflanzenschutzmittelprodukt in anderer Form gespeichert sind, z.B. in einem RFID-Tag.
Vorzugsweise wird neben dem zum Einsatz kommenden Pflanzenschutzmittelprodukt auch eine geplante Dosierung (dosage rate, [g/L]) und/oder Auftragsmenge spezifiziert.
Ferner ist es denkbar, dass der Nutzer auch einen oder mehrere Zeiträume spezifiziert, für die er eine Auskunft erhalten möchte, ob der Einsatz des spezifizierten
Pflanzenschutzmittelprodukts sinnvoll ist oder nicht. Er könnte zum Beispiel den Zeitraum in einem digitalen Kalender eintragen. Denkbar ist aber auch, dass es Voreinstellungen gibt, die in dem erfindungsgemäßen Computerprogramm hinterlegt sind, zum Beispiel die kommenden Tage und/oder Wochen. Vorzugsweise gibt der Nutzer den oder die Zeiträume, für die er sich interessiert, vor.
Der Begriff "Zeitraum" definiert einen zeitlichen Abschnitt, vorzugsweise in der Zukunft, für den der Einsatz eines Pflanzenschutzmittels geplant ist. Üblicherweise erfolgt die
Spezifizierung des Zeitraums durch Benennung des jeweiligen Datums (ein definierter Tag). Denkbar ist aber auch, dass mehrere Tage oder eine Stunde oder mehrere Stunden oder eine Minute oder mehrere Minuten oder eine andere Einheit zur Spezifizierung des
Zeitraums benannt wird/werden.
In einem nächsten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Umweltbedingungen für das spezifizierte Feld für einen oder für mehrere spezifizierte Zeiträume ermittelt. Bevorzugte Umweltbedingungen sind das Wetter in dem Zeitraum, für den der Einsatz des Pflanzenschutzmittelprodukts geplant ist, sowie das Wetter einen bis mehrere Tage (z.B. 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, oder 10 Tage) vor diesem Zeitraum und das Wetter einen bis mehrere Tage (z.B. 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, oder 10 Tage) nach diesem Zeitraum. Parameter, die das Wetter für einen definierten Zeitraum charakterisieren, sind unter anderem:
Höchsttemperatur (Luft, Boden), Tiefsttemperatur (Luft, Boden), Durchschnittstemperatur (arithm. Mittel; Luft, Boden), Temperaturvarianz (Luft, Boden), Luftfeuchtigkeit (relativ, absolut), (kumulierte) Niederschlagsmenge, Luftdruck, Windgeschwindigkeit, Windrichtung, Strahlungsmenge (Watt/Quadratmeter) für definierte Spektralbereiche, Globalstrahlung, Bodenfeuchte.
Die Daten der Wetterbedingungen für einen oder mehrere spezifizierte Zeiträume können beispielsweise bei kommerziellen Anbietern und/oder aus öffentlichen Quellen abgefragt werden. Die Abfrage erfolgt vorzugsweise zumindest teilweise über das Internet.
In einem Ausführungsbeispiel stammen vorzugsweise mindestens Teile der Daten zu den Umweltbedingungen von einer Wetterstation, die weiter vorzugsweise direkt an dem spezifizierten Feld angeordnet ist. Je genauer die Umweltbedingungen gemessen werden können, desto aussagekräftiger ist auch die Aussage zur Sinnhaftigkeit der Applikation des Pflanzenschutzmittelprodukts auf dem Feld in dem Zeitraum.
Weitere Umweltbedingungen, die ermittelt werden können, sind zum Beispiel Informationen zum Boden in dem betrachteten Feld: bodenphysikalische Eigenschaften (z.B. Körnung, Gefüge, Porenvolumen, effektive Lagerungsdichte, etc.), bodenchemische Eigenschaften (Karbonatgehalt, pH-Wert, Pufferbereich, lonenaustauschkapazität, Redoxpotenzial, etc.), bodenbiologische Eigenschaften (Durchwurzelung, Humusgehalt, etc.) und/oder andere.
Es ist denkbar, dass Umweltbedingungen für das betrachtete Feld oder für die Region, in der sich das betrachtete Feld befindet, in Datenbanken gespeichert sind, auf die z.B. über das Internet zugegriffen werden kann. Denkbar ist auch, dass Umweltbedingungen durch einen Nutzer eingegeben und/oder mit Hilfe von Sensoren lokal ermittelt und erfasst werden.
Vorzugsweise werden relevante Umweltbedingungen und relevante landwirtschaftliche Informationen vorab empirisch ermittelt. Es ist zum Beispiel denkbar, dass in Versuchsreihen ermittelt wird, welche Parameter einen Einfluss auf die Nebenwirkungen eines
Pflanzenschutzmittelprodukts ausüben und wie dieser Einfluss aussieht. Vorzugsweise werden dann diejenigen Parameter abgefragt, die einen signifikanten Einfluss ausüben und mit deren Hilfe eine triftige Vorhersage über das Auftreten von Nebenwirkungen in der Zukunft möglich ist.
In einem weiteren Schritt werden die landwirtschaftlichen Informationen und die
Umweltinformationen verwendet, um eine Vorhersage zu treffen, mit welcher
Wahrscheinlichkeit Nebenwirkungen für einen oder mehrere spezifizierte Zeiträume auftreten und in welchem Ausmaß sie gegebenenfalls auftreten.
Für eine solche Vorhersage können Prognosemodelle verwendet werden, die beispielsweise aus Versuchsreihen entwickelt worden sind.
In einem weiteren Schritt erfolgt eine Bewertung der vorhergesagten Nebenwirkungen.
Zweck der Bewertung ist es, dem Nutzer eine Handlungsempfehlung geben zu können: er sollte in einem spezifizierten Zeitraum ein betrachtetes Pflanzenschutzmittelprodukt auf einem spezifizierten Feld einsetzen oder er sollte dies nicht tun.
Dazu sind die Nachteile, die sich aus den Nebenwirkungen ergeben, den Vorteilen, die das Pflanzenschutzmittelprodukt bietet, gegenüberzustellen. Es ist zum Beispiel denkbar, eine ökonomische Bewertung vorzunehmen. Dies sei an einem Beispiel erläutert. Es ist zum Beispiel denkbar, dass es sich bei dem Pflanzenschutzmittelprodukt um ein Herbizid handelt. Durch den Einsatz des Herbizids werden Unkräuter auf dem Feld zurückgedrängt und es stehen mehr Ressourcen (z.B. Nährstoffe, Wasser, Sonnenlicht) für die angebaute
Kulturpflanze zur Verfügung. Die Folge ist eine Ertragssteigerung. Denkbar ist, dass das Herbizid unter bestimmten Umweltbedingungen phytotoxische Eigenschaften (auch) für die Kulturpflanze aufweist. Diese phytotoxischen Eigenschaften führen zu einer Verringerung des Ertrags. In einer ökonomischen Bewertung kann ermittelt werden, ob es trotz der Nebenwirkungen noch zu einer Ertragssteigerung kommt und ob die Kosten für den Einsatz des Pflanzenschutzmittels geringer sind als der Gewinn durch die Ertragssteigerung. Falls sich der Einsatz des Pflanzenschutzmittels lohnt, wäre der Einsatz ökonomisch sinnvoll. Falls sich der Einsatz des Pflanzenschutzmittels nicht lohnt, wäre der Einsatz ökonomisch nicht sinnvoll.
Neben oder anstelle einer ökonomischen Bewertung kann auch eine ökologische Bewertung erfolgen. Denkbar ist auch, dass eine Risikobetrachtung auf Basis der Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Nebenwirkungen durchgeführt wird. Liegt die Wahrscheinlichkeit des
Auftretens von Nebenwirkungen auf oder oberhalb eines definierten Schwellenwertes, wird von einem Einsatz des Pflanzenschutzmittels auf dem Feld zu dem Zeitpunkt abgeraten; liegt die Wahrscheinlichkeit unterhalb des Schwellenwertes, wird ein Einsatz empfohlen. Neben einer solchen "binären" Entscheidungslogik, können auch abgestufte Empfehlungen generiert werden (z.B. in Form einer Ampel-Darstellung (rot: keine Empfehlung, gelb:
bedingte Empfehlung, grün: Empfehlung), oder in Form von anderen Darstellungen mit noch mehr Abstufungen).
Das Ergebnis der beschriebenen Bewertung ist eine Aussage zur Sinnhaftigkeit. Diese Aussage wird dem Nutzer übermittelt. Denkbar ist eine Ausgabe auf einem Bildschirm und/oder über Lautsprecher. Die Aussage kann in Textform, in Form von Symbolen, Farben und/oder mittels Sprachausgabe erfolgen. Auch der Versand einer E-Mail oder einer "Message" mit der Aussage an den Nutzer ist denkbar.
In einem weiteren, optionalen Schritt, setzt der Nutzer das Pflanzenschutzmittelprodukt in einem empfohlenen Zeitraum ein. Die Applikation durch die landwirschaftliche Maschine kann bei positiver Bewertung oder, wenn ein Einsatz empfohlen wird, unmittelbar getriggert werden. Hierzu kann ein Triggersignal generiert werden, das an die landwirschaftliche Maschine übermittelt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann das Tirggersignal unabhängig von der Bewertung durch eine Nutzerbestätigung generiert werden. Weiter alternativ oder zusätzlich kann das Tirggersignal bei vorbestimmten Bewertungen durch eine Nutzerbestätigung generiert werden. So kann auf einer drei- oder mehr-stufigen Skala bei einer ersten und zweiten Bewertungsstufe entsprechend einer Applikationsemfpehlung das Tirggersignal durch eine Nutzerbestätigung generiert werden, während bei einer dritten oder höheren Bewertungsstufe entsprechend keiner Applikationsemfpehlung das Tirggersignal nicht durch eine Nutzerbestätigung generiert werden kann oder blockiert ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise zumindest teilweise durch einen oder mehrere Computer unterstützt, d.h. ein oder mehrere Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens werden von einem Computer oder mehreren Computern ausgeführt. In einem Ausführungsbeispiel wird das Verfahren vorteilhaft auf einem verteilten System ausgeführt. In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird das Verfahren vorteilhaft als embedded Software ausgeführt.
In einer bevorzugten Ausführungsform liegt ein erster Computer im Wirkungsbereich des Nutzers vor. Der erste Computer kann zum Beispiel ein Arbeitsplatzrechner oder Arbeitsplatzcomputer (Personalcomputer kurz: PC) sein, der zur Bildschirmarbeit genutzt wird. Es kann sich auch um ein mobiles Gerät wie einen Tabletcomputer, ein Smartphone, einen Laptop, eine Smartwatch oder dergleichen handeln.
Der erste Computer verfügt über eine Eingabeeinheit, die konfiguriert ist, einen Nutzer zu befähigen, die geografische Lage eines Feldes zu spezifizieren und landwirtschaftliche Informationen zu dem Feld bereitzustellen. Die Eingaben zur geografischen Lage des Feldes und den landwirtschaftlichen Informationen erfolgen wie bereits beschrieben üblicherweise über Computermaus, Tastatur und/oder einen berührungsempfindlichen Bildschirm. Auch eine Spracheingabe mittels Mikrofon und Spracherkennung ist denkbar. Auch ein GPS- Sensor zur Erfassung der geografischen Position des Nutzers ist oben bereits beschrieben worden.
Das erfindungsgemäße System verfügt ferner über Mittel zur Bereitstellung von
Umweltinformationen für das Feld. Zur Bereitstellung der Umweltinformationen ist die Kenntnis der geografischen Lage des Feldes erforderlich. Die dazugehörigen
Umweltinformationen können zum Beispiel in einer Datenbank gespeichert sein. Die
Datenbank kann Bestandteil des ersten Computers sein; sie kann aber auch Bestandteil eines zweiten Computers sein, mit dem der erste Computer über ein Netzwerk (z.B. das Internet) in Verbindung treten kann. Denkbar ist auch, dass die Umweltinformationen erst auf Anfrage (durch den ersten Computer) ermittelt, z.B. errechnet werden. Insbesondere für zukünftige Wetterbedingungen kann es vorkommen, dass diese auf Basis von vorhandenen Wettermodellen für die geografische Lage des Feldes und einen spezifizierten Zeitraum erst ermittelt werden.
In einer Ausführungsform liegen ein erster und ein zweiter Computer vor, die über ein Netzwerk miteinander in Verbindung treten können. Der erste Computer verfügt über eine Sendeeinheit, mit der er Informationen zur geografischen Lage des Feldes (und
gegebenenfalls weiteren Informationen wie beispielweise den spezifizierten Zeitraum) an den zweiten Computer senden kann. Der zweite Computer verfügt über eine Empfangseinheit, mit der er die vom ersten Computer versandten Daten empfangen kann. Der zweite
Computer ermittelt auf Basis der empfangenen Daten Umweltinformationen für das spezifizierte Feld und für den spezifizierten Zeitraum. Denkbar ist, dass diese Informationen bereits auf dem zweiten Computer gespeichert sind, oder dass der zweite Computer diese Informationen selbst errechnet oder dass der zweite Computer einen oder mehrere weitere Computer kontaktiert, um diese Informationen zu beschaffen. Der zweite Computer verfügt ferner über eine Sendeeinheit, mit der er zum Beispiel die Umweltinformationen an den ersten Computer senden kann. Der erste Computer verfügt ferner über eine
Empfangseinheit, mit der er zum Beispiel die Umweltinformationen vom ersten Computer empfangen kann. Auf Basis der Umweltinformationen und der landwirtschaftlichen
Informationen zum spezifizierten Feld wird eine Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Nebenwirkungen des Pflanzenschutzmittelprodukts für den spezifizierten Zeitraum bestimmt. Dies erfolgt mit Hilfe einer (ersten) Verarbeitungseinheit. Diese (erste) Verarbeitungseinheit kann Bestandteil des ersten Computers sein oder sie kann Bestandteil des zweiten
Computers sein. Es ist auch denkbar, dass sie Bestandteil eines weiteren Computers ist, der mit dem ersten und/oder mit dem zweiten Computer über ein Netzwerk (z.B. das Internet) in Verbindung treten kann. Die Verarbeitungseinheit führt die landwirtschaftlichen Informationen und die Umweltinformationen einem Modell zur Vorhersage der Nebenwirkungen zu. Das Modell kann dynamisch prozessbasiert oder auch gänzlich oder teilweise regelbasiert oder statistisch bzw. datengestützt/empirisch sein. Das Modell ist im Vorfeld vorzugsweise auf Basis von empirischen Ermittlungen (z.B. Feld-und/oder Laborversuchen) entwickelt worden.
In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Modell zur Vorhersage der Nebenwirkungen um ein Klassifikationsmodell. Es können verschiedene
Klassifikationmodelle zum Einsatz kommen, wie beispielsweise Neuronale Netze, Deep Learning Modelle, Entscheidungsbäume, Random Forest Modelle, SVN, GradientBoosting, NaiveBayes, Nearest Neighbor Modelle und dergleichen. In einer bevorzugten
Ausführungsform handelt es sich um ein Random Forest Modell.
Anhand der landwirtschaftlichen Informationen und/oder der Umweltinformationen errechnet die Verarbeitungseinheit mit Hilfe des Modells eine Wahrscheinlichkeit für das Auftreten und den Schweregrad von Nebenwirkungen.
Demnach dienen vorzugsweise die landwirtschaftlichen Informationen und/oder die
Umweltinformationen als Eingangsdaten für die Klassifikationsmodelle. Vorzugsweise werden als Eingangsdaten zusätzlich Versuchsdaten beziehungsweise Labordaten verwendet. Vorzugsweise werden mehr als 100 Eingangsdaten ausgewählt, um ausreichend aussagekräftige Klassifikationsmodelle zu erhalten. Beispielsweise werden überwiegend Wetterdaten als Eingangsdaten verwendet. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel werden mehr als 50, bevorzugt mehr als 150, weiter bevorzugt mehr als 500 Eingangsdaten ausgewählt.
In einem Ausführungsbeispiel werden vorzugsweise die Ausgangsdaten der
Klassifikationsmodelle in genau vier oder mindestens vier Ausgangsklassen eingeteilt, wobei die vier Ausgangsklassen festgelegt sind durch,„kein Schaden",„akzeptabler Schaden", „unakzeptabler Schaden" und„schwerer Schaden". Dabei entspricht der Definition„kein Schaden" einer Phytotoxitat von 0-5%, der Definition „akzeptabler Schaden" einer Phytotoxitat von 5-15%, der Definition von„unakzeptabler Schaden" einer Phytotoxitat von 15-30% und der Definition„schwerer Schaden" einer Phytotoxitat von >30%.
Die Phytotoxitat gibt an welchen Grad von Schädlichkeit das Pflanzenschutzmittel gegenüber der Nutzpflanze hat.
In einem Ausführungsbeispiel wird vorzugsweise basierend auf allen Eingangsdaten verschiedene Klassifikationsmodelle erzeugt und anschließend die Vorhersagegenauigkeit der einzelnen Klassifikationsmodelle bestimmt.
Die einzelnen Klassifikationsmodelle werden vorzugsweise mit unterschiedlichen
Lernverhältnissen (train ratio) getestet. In Klassifizierungsmodellen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, nicht sämtliche Eingangsdaten zum Anlernen der Klassifizierungsmodelle zu verwenden. Vielmehr sollen mit einem Teil der Eingangsdaten die Ergebnisse der
Klassifizierungsmodelle realistisch getestet, beziehungsweise validiert werden. Das
Lernverhältnis gibt demnach an, welcher Anteil der Eingangsdaten zum Lernen des
Klassifizierungsmodels verwendet wird. Vorzugsweise liegt das Verhältnis der
Eingangsdaten zum Lernen zu den Eingangsdaten zum Testen bei 0,5 bis 0,8. Bei einem Lernverhältnis von 0,8 werden also 80% aller Eingangsdaten zum Lernen und 20% aller Eingangsdaten zum Testen des Klassifizierungsmodells verwendet.
In einem Ausführungsbeispiel wird vorzugsweise anschließend eine sogenannte
Korrelationsmatrix aller Eingangsvariablen erzeugt. Aus der Korrelationsmatrix lässt sich für jede Eingangsvariable ein Rangkorrelationskoeffizient bestimmen. Je höher der
Rangkorrelationskoeffizient einer Eingangsvariable ist, desto besser ist die Eingangsvariable geeignet in dem Klassifikationsmodell zu einem möglichst genauen Ergebnis zu führen. Vorzugsweise ist der Rangkorrelationskoeffizient ein Spearmans Rangkorrelationskoeffizient.
In einem Ausführungsbeispiel wird vorzugsweise basierend auf der Korrelationsmatrix eine Dimensionsreduktion durchgeführt, wobei von der Vielzahl von Eingangsvariablen lediglich eine reduzierte Anzahl der wichtigsten Eingangsvariablen weiterverwendet wird.
Vorzugsweise liegt die Anzahl der wichtigsten Eingangsvariablen unter 20. in einem
Ausführungsbeispiel liegt die Anzahl der wichtigsten Eingangsvariablen unter 100, vorzugsweise unter 50, weiter vorzugsweise unter 10. In einem Ausführungsbeispiel werden vorzugsweise anschließend alle Klassifikationsmodelle mit der reduzierten Anzahl an Eingangsvariablen erzeugt und die Vorhersagegenauigkeit ermittelt. Insbesondere wird, wie bei der Durchführung mit sämtlichen Eingangsvariablen, das Lernverhältnis variiert.
Anschließend wird das Klassifikationsmodell mit der besten Vorhersagegenauigkeit ausgewählt, in einem Ausführungsbeispiel ist vorzugsweise das Klassifikationsmodell mit der besten Vorhersagegenauigkeit das Random Forest Modell.
In einem Ausführungsbeispiel wird vorzugsweise anschließend das ausgewählte
Klassifikationsmodell mit der besten Vorhersagegenauigkeit mit einer weiter reduzierten Anzahl an Eingangsvariablen erzeugt und die Vorhersagegenauigkeiten ermittelt. Die weiter reduzierte Anzahl an Eingangsvariablen kann beispielsweise bis zu lediglich zwei
Eingangsvariablen reduziert werden.
Schließlich wird die Anzahl an Eingangsvariablen ausgewählt, mit der sich die beste
Vorhersagegenauigkeit einstellt. Alternativ wird nicht die Anzahl an Eingangsvariablen ausgewählt, mit der sich die beste Vorhersagegenauigkeit einstellt, sondern die geringste Anzahl an Eingangsvariablen mit der die Vorhersagegenauigkeit vernachlässigbar unter der besten Vorhersagegenauigkeit liegt.
In einem Ausführungsbeispiel umfassen vorzugsweise die wichtigsten Eingangsvariablen zumindest eine oder mehrere der folgenden Eingangsvariablen: Die Art der Pflanze, die Dosierung des Pflanzenschutzmittels, die mittlere Bodentemperatur, die
Kationenaustauschkapazität, die kumulierte Niederschlagsmenge, die minimale
Bodentemperatur, die Pflanztiefe, der Tongehalt, die maximale Lufttemperatur und die Langwellige Strahlung.
Auf Basis der errechneten Wahrscheinlichkeit erfolgt die Generierung einer Aussage zur Sinnhaftigkeit der Applikation des Pflanzenschutzmittelprodukts auf dem Feld in dem spezifizierten Zeitraum. Die Generierung der Aussage erfolgt mittels einer (zweiten)
Verarbeitungseinheit. Diese (zweite) Verarbeitungseinheit kann Bestandteil des ersten Computers sein oder sie kann Bestandteil des zweiten Computers sein. Es ist auch denkbar, dass sie Bestandteil eines weiteren Computers ist, der mit dem ersten und/oder mit dem zweiten Computer über ein Netzwerk (z.B. das Internet) in Verbindungtreten kann. Die erste und zweite Verarbeitungseinheit können identisch oder verschieden sein. Wurde die Aussage auf dem zweiten (oder einem weiteren Computer) generiert, wird sie über die Sendeeinheit an den ersten Computer übermittelt, der sie mittels der
Empfangseinheit empfängt.
Der erste Computer verfügt über eine Ausgabeeinheit, mit der die Aussage dem Nutzer übermittelt wird. Die Ausgabeeinheit kann ein Bildschirm und/oder ein Lautsprecher oder dergleichen sein. Die Aussage wird vorzugsweise über ein Ampelsystem wiedergegen, wobei voraussichtlich akzeptabler Schaden in Grüntönen wiedergegeben wird und voraussichtlich unakzeptabler Schaden in Rottönen wiedergegen wird.
In einem Ausführungsbeispiel wird vorzugsweise die Aussage derart weiterverarbeitet, dass ein zu erwartender Ertrag des Feldes unter verschiedenen Bedingungen berechnet wird und die Ergebnisse miteinander verglichen und ausgewertet werden.
In einem Ausführungsbeispiel wird vorzugsweise der Ertrag des Feldes mit sofortigem
Einsatz des Pflanzenschutzmittelprodukts mit dem Ertrag des Feldes unter späterem Einsatz des Pflanzenschutzmittelprodukts verglichen. Hierfür wird das Verfahren nicht nur unter den aktuell vorherrschenden Bedingungen, sondern ebenfalls unter Vorhersage von zukünftigen Bedingungen durchgeführt. So werden vorzugsweise die Wetterbedingungen und/oder der Preis der Nutzpflanze am Markt vorhergesagt.
In einem Ausführungsbeispiel wird vorzugsweise der Ertrag des Feldes unter Einsatz des Pflanzenschutzmittelprodukts mit dem Ertrag ohne Einsatz des Pflanzenschutzmittelprodukts verglichen.
Basierend darauf lassen sich Empfehlungen für den Nutzer zur richtigen Verwendung des Pflanzenschutzmittelprodukts berechnen. Vorzugsweise wird zusätzlich der Return-of- Investment berechnet. Vorzugsweise umfasst die Empfehlung für den Nutzer eine Abwägung zwischen phytotoxischen Effekten und/oder dem Ertrag des Feldes und/oder dem Return-of- Investment
Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen sind mit der gesamten Lehre und den weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung austauschbar.
Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt kann auf einem Datenträger zum Erwerb angeboten und/oder auf einer Internetseite über ein Netzwerk (z.B. dem Internet) zum Herunterladen und Installieren vorgehalten werden. Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen und Figuren näher erläutert, ohne die Erfindung auf die Beispiele oder die in den Figuren gezeigten Merkmale beschränken zu wollen.
Es zeigen:
Fig. 1 zeigt beispielhaft einen Teil einer grafischen Benutzeroberfläche des
erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukts. Der Nutzer wird aufgefordert, das Feld zu spezifizieren (Choose or type in your location). Es wird eine digitale Karte (10) angezeigt. In den Kartenausschnitt kann über die virtuellen Schaltflächen (12) hinein- (+) oder
herausgezoomt (-) werden. Ferner kann mit einer Computermaus oder einem Finger über einen berührungsempfindlichen Bildschirm der Kartenausschnitt verschoben werden. Die Spezifikation des Feldes erfolgt entweder durch Eingabe eines Namens eines Ortes (in dem sich das Feld befindet oder der sich in der Nähe des Feldes befindet) und/oder durch Anklicken eines Punktes auf der digitalen Karte (mit Hilfe der Computermaus oder dem Finger).
Fig. 2 zeigt beispielhaft einen weiteren Teil einer grafischen Benutzeroberfläche des erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukts. Der Nutzer wird aufgefordert,
landwirtschaftliche Informationen zu dem Feld bereitzustellen { Type in agricultural
Information). Das Pflanzenschutzmittelprodukt (Product), das zum Einsatz kommen soll, wird über ein virtuelles Menü (20) ausgewählt. Die auf dem Feld angebaute Kulturpflanze (Crop Name) wird über ein virtuelles Menü (21 ) ausgewählt. Es wird ein Start-Datum (Predicition start date) in ein Feld (22) eingetippt, das den Anfang des Zeitraumes definiert, für den eine Empfehlung über den Einsatz des Pflanzenschutzmittelprodukts erfolgen soll. Die
Benutzeroberfläche kann so ausgeführt sein, dass ein Mausklick in das Feld (22) einen virtuellen Kalender öffnet, in dem das Start-Datum per Maus-Klick ausgewählt werden kann.
Die Pflanztiefe (P/anting depth) der Kulturpflanze wird mittels eines virtuellen Schiebereglers (23) eingestellt. Die geplante Dosierung (Dosage Rate) des Pflanzenschutzmittelprodukts wird mittels eines virtuellen Schiebereglers (24) eingestellt. Das Computerprogramm kann so konfiguriert sein, dass es die gewählte Dosierung mit Dosierempfehlungen für das ausgewählte Pflanzenschutzmittelprodukt, die in einer Datenbank gespeichert sein können, vergleicht. Liegt die gewählte Dosierung in dem Bereich, der für das ausgewählte
Pflanzenschutzmittelprodukt empfohlen wird, wird dies durch eine Mitteilung (25) angezeigt. Der Nutzer schließt die Eingabe der landwirtschaftlichen Informationen durch Drücken der virtuellen Schaltfläche (26) ab. Das Drücken bewirkt, dass die eingegebenen Daten in einen Arbeitsspeicher des erfindungsgemäßen Systems/der erfindungsgemäßen Vorrichtung übertragen werden.
Fig. 3 zeigt beispielhaft ein Ergebnis einer Analyse gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren. Am 14. und 15. September wird ein Einsatz des ausgewählten
Pflanzenschutzmittelprodukts nicht empfohlen. Am 16., 17. und 18. September liegen laut Analyseergebnis optimale Bedingungen für den Einsatz des ausgewählten
Pflanzenschutzmittelprodukts vor.
Fig. 4 zeigt beispielhaft ein detaillierteres Ergebnis einer Analyse gemäß dem
erfindungsgemäßen Verfahren.
Fig. 5 zeigt in einer grafischen Darstellung die Abhängigkeit der Vorhersagegenauigkeit von der Zahl der in einem Klassifikationsmodell verwendeten, einflussreichsten Variablen.
Für ein Aclonifen-haltiges Pflanzenschutzprodukt wurden Vorhersage-Modelle für die phytotoxische Wirkung gegenüber Winterweizen und Wintergerste erstellt.
Zuerst wurden von den erfassten Umwelt- und Versuchs-/Labordaten-Variablen (insgesamt 126) 10 verschiedene Klassifikationsmodelle erzeugt. Anschließend wurde ihre
Vorhersagegenauigkeit bestimmt. Im nächsten Schritt wurde eine Korrelationsmatrix aller 126 Variablen erzeugt, um danach eine Dimensionsreduktion durchzuführen. Mit der Dimensionsreduktion wurden die einflussreichsten Variablen bestimmt und die
Klassifikationsmodelle erneut erzeugt. Das Klassifikationsmodell mit der besten
Vorhersagegenauigkeit wurde ausgewählt (Random Forrest Modell) und noch einmal mit verschiedener Anzahl von Variablen erzeugt, wobei die Vorhersagegenauigkeit analysiert wurde. Dies ist in Fig. 5 sichtbar. Im letzten Schritt wurde die Anzahl der Variablen ausgewählt, die die höchste Vorhersagegenauigkeit hat. Alternativ wird nicht die Anzahl an Eingangsvariablen ausgewählt, mit der sich die beste Vorhersagegenauigkeit einstellt, sondern die geringste Anzahl an Eingangsvariablen mit der die Vorhersagegenauigkeit vernachlässigbar unter der besten Vorhersagegenauigkeit liegt.
Wie in Fig. 5 zu erkennen ist, liegt die durchschnittliche Vorhersagegenauigkeit des ausgewählten Klassifikationsmodells bei 80%. Dies bedeutet im Umkehrschluss eine Ungenauigkeit von 20%, was bedeutet, dass das Klassifizierungsmodell in 20% der Fälle falsch liegt. Allerdings wurden die Ausgangsdaten des Klassifikationsmodells in vier Ausgangsklassen eingeteilt. Die Ausgangsklasse„kein Schaden" ist dadurch definiert, dass kein Schaden an den Pflanzen als Nebenwirkung entsteht. Die Ausgangsklasse„akzeptabler Schaden" ist dadurch definiert, dass sehr geringer oder gerade noch akzeptabler Schaden an den Pflanzen als Nebenwirkung entsteht. Die Ausgangsklasse„unakzeptabler Schaden" ist dadurch definiert, dass gewöhnlich nicht mehr akzeptabler und unakzeptabler Schaden an den Pflanzen entsteht. Die Ausgangsklasse„schwerer Schaden" ist dadurch definiert, dass die Pflanzen als Nebenwirkung vollständig beschädigt sind.
Insofern sind vor allem Fehler des Klassifizierungsmodells kritisch, die anstelle eines nicht akzeptablen Schadens einen akzeptablen Schaden berechnen und vice versa. Fehler des Klassifizierungsmodells, die beispielsweise anstelle der Ausgangsklasse„kein Schaden" die Ausgangsklasse„akzeptabler Schaden" berechnen, führen in der Praxis nicht zu einer Fehleinschätzung, da die selbe positive Sinnhaftigkeit der Applikation des
Pflanzenschutzmittels auf dem Feld in dem Zeitraum ermittelt wird.
Liegt die Quote solcher Fehler ohne praktische Auswirkung beispielsweise bei 15%, kann von einer effektiven Vorhersagegenauigkeit des Klassifizierungsmodells von 95% anstelle von 80% ausgegangen werden.
Tabelle 1 zeigt, welche der untersuchten Variablen (Prädiktoren) im vorliegenden Beispiel die genaueste Vorhersage hinsichtlich des Auftretens von phytotoxischen Nebenwirkungen erlauben.
Tabelle 1 : Variablen mit einem Einfluss auf die phytotoxische Wirkung von Aclonifen gegenüber Winterweizen und Wintergerste
Variable Periode Schicht Einheit
Kulturpflanze - - -
Dosierung des Wirkstoffs/der - - g/L
Wirkstoffe
Mittlere Bodentemperatur (arithm. M.) -3 Tage - 0 0 - 10cm °c
Kationenaustauschkapazität 5 - 15cm cmol/kg kumulierte Niederschlagsmenge 0 - 3 Tage - mm
Pflanztiefe - - cm
Schüttdichte - 5 - 15cm kg kg-1
Minimale Lufttemperatur 0 - 3 Tage - °C
Langwellige Strahlung -3 Tage - 0 - W m-2

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Planung einer Applikation eines Pflanzenschutzmittelprodukts auf einem Feld in einem Zeitraumumfassend die Schritte
Spezifizieren der geografischen Lage des Feldes,
Bereitstellen von landwirtschaftlichen Informationen zu dem Feld,
Bereitstellen von Umweltinformationen zu dem Feld,
Bestimmen einer Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Nebenwirkungen des
Pflanzenschutzmittelprodukts für den Zeitraum auf Basis der landwirtschaftlichen
Informationen und der Umweltinformationen,
Generieren einer Aussage zur Sinnhaftigkeit der Applikation des
Pflanzenschutzmittelprodukts auf dem Feld in dem Zeitraum,
Übermitteln der Aussage an einen Nutzer.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , wobei das Pflanzenschutzmittelprodukt ein Herbizid, bevorzugt ein Diphenylether-Herbizid, besonders bevorzugt ein 2-Chlor-6-nitro-3- phenoxyanilin umfasst.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei es sich bei den landwirtschaftlichen Informationen um eine oder mehrere Informationen aus der nachfolgenden Liste handelt:
Kulturpflanze, die auf dem Feld angebaut wird oder werden soll,
Zeitpunkt der Aussaat oder Anpflanzung,
Entwicklungsstand der angebauten Kulturpflanze,
Pflanztiefe und/oder Saatgutablagetiefe,
ein oder mehrere Pflanzenschutzmittelprodukt/e, das/die zum Einsatz kommen soll/en, geplante Dosierung und/oder Auftragsmenge des Pflanzenschutzmittelprodukts / der Pflanzenschutzmittelprodukte,
Zeitraum / Zeiträume, in dem / denen eine Applikation des Pflanzenschutzmittelprodukts / der Pflanzenschutzmittelprodukte geplant ist / sind.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Umweltbedingungen prognostizierte Wetterdaten für den Zeitraum umfassen, für den der Einsatz des Pflanzenschutzmittelprodukts geplant ist, sowie prognostizierte Wetterdaten für einen bis mehrere, vorzugsweise 1 , 2, 3, 4, 5 oder 6 Tage vor diesem Zeitraum und prognostizierte Wetterdaten für einen bis mehrere, vorzugsweise 1 , 2, 3, 4, 5 oder 6 Tage nach diesem Zeitraum.
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei es sich bei der angebauten Kulturpflanze um ein Getreide, vorzugsweise Wintergerste oder Winterweizen handelt.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Aussage zur Sinnhaftigkeit das Ergebnis einer ökonomischen Betrachtung ist, bei der der Ertragsgewinn infolge einer
Applikation des Pflanzenschutzmittelprodukts in dem geplanten Zeitraum den Kosten und den Ertragsverlusten durch etwaige Nebenwirkungen Pflanzenschutzmittelprodukts gegenübergestellt wird.
7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Applikation als sinnhaft beurteilt wird, wenn die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Nebenwirkungen oberhalb eines definierten Schwellwerts liegt.
8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner umfassend den Schritt: Applikation des Pflanzenschutzmittelprodukts für den Fall, dass eine Applikation als sinnhaft beurteilt wird.
9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Schritte
Bestimmen einer Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Nebenwirkungen des
Pflanzenschutzmittelprodukts für den Zeitraum auf Basis der landwirtschaftlichen
Informationen und der Umweltinformationen,
Generieren einer Aussage zur Sinnhaftigkeit der Applikation des
Pflanzenschutzmittelprodukts auf dem Feld in dem Zeitraum, und
Übermitteln der Aussage an einen Nutzer
automatisiert durch ein Computersystem erfolgt, das die in den Schritten
Bereitstellen von landwirtschaftlichen Informationen zu dem Feld, und
Bereitstellen von Umweltinformationen zu dem Feld, bereitgestellten Informationen als Eingangsgrößen für die Bestimmung der Wahrscheinlichkeit und für das Auftreten von Nebenwirkungen und für das Generieren der Aussage zur Sinnhaftigkeit verwendet.
10. Vorrichtung zur Planung einer Applikation eines Pflanzenschutzmittelprodukts auf einem Feld in einem Zeitraum, umfassend
eine Eingabeeinheit,
eine Sendeeinheit,
eine Empfangseinheit,
eine Verarbeitungseinheit, und
eine Ausgabeeinheit,
wobei die Eingabeeinheit konfiguriert ist, einen Nutzer der Vorrichtung zu befähigen, die geografische Lage des Feldes zu spezifizieren und landwirtschaftliche Informationen zu dem Feld bereitzustellen;
wobei die Sendeeinheit konfiguriert ist, geografische Lage-Informationen zum Feld und Informationen zum Zeitraum zu versenden;
wobei die Empfangseinheit konfiguriert ist, Umweltinformationen zu dem Feld für den Zeitraum zu empfangen;
wobei die Verarbeitungseinheit konfiguriert ist, auf Basis der landwirtschaftlichen
Informationen und der Umweltinformationen eine Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Nebenwirkungen des Pflanzenschutzmittelprodukts für den Zeitraum zu bestimmen;
wobei die Verarbeitungseinheit konfiguriert ist, eine Aussage zur Sinnhaftigkeit der
Applikation des Pflanzenschutzmittelprodukts auf dem Feld in dem Zeitraum zu generieren; wobei die Ausgabeeinheit konfiguriert ist, die Aussage dem Nutzer der Vorrichtung zu übermitteln.
1 1. Computerprogrammprodukt umfassend einen Datenträger, auf dem ein
Computerprogramm gespeichert ist, das in den Arbeitsspeicher eines Computersystems geladen werden kann und dort das Computersystem dazu veranlasst, folgende Schritte ausführen:
Ermitteln einer geografischen Lage eines Feldes,
Ermitteln von landwirtschaftlichen Informationen zu dem Feld,
Ermitteln von Umweltinformationen zu dem Feld, Bestimmen einer Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Nebenwirkungen eines
Pflanzenschutzmittelprodukts für einen Zeitraum auf Basis der landwirtschaftlichen
Informationen und der Umweltinformationen,
Generieren einer Aussage zur Sinnhaftigkeit der Applikation des
Pflanzenschutzmittelprodukts auf dem Feld in dem Zeitraum,
Übermitteln der Aussage an einen Nutzer.
12. Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 1 1 , das so konfiguriert ist, dass es Aussagen zu mehreren Pflanzenschutzmittelprodukten generiert. In einer bevorzugten Ausführungsform wählt ein Nutzer das zum Einsatz kommende Pflanzenschutzmittelprodukt aus, indem er es zum Beispiel über eine Eingabeeinheit z.B. in Textform eingibt oder aus einer (virtuellen) Liste (z.B. Pull-Down-Menü) auswählt.
13. System umfassend
eine Eingabeeinheit, die konfiguriert ist, einen Nutzer zu befähigen, die geografische Lage eines Feldes zu spezifizieren und landwirtschaftliche Informationen zu dem Feld
bereitzustellen;
Mittel zur Bereitstellung von Umweltinformationen für das Feld;
eine erste Verarbeitungseinheit, die konfiguriert ist, auf Basis der landwirtschaftlichen Informationen und der Umweltinformationen eine Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Nebenwirkungen eines Pflanzenschutzmittelprodukts für einen Zeitraum zu bestimmen; eine zweite Verarbeitungseinheit, die konfiguriert ist, eine Aussage zur Sinnhaftigkeit der Applikation des Pflanzenschutzmittelprodukts auf dem Feld in dem Zeitraum zu generieren; eine Ausgabeeinheit, die konfiguriert ist, die Aussage dem Nutzer zu übermitteln.
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