Stiftelsen lantbruksforskning

Lantbruks- och trädgårdsföretagarnas egen forskningsstiftelse finansierar behovsdriven forskning för svenska förhållanden.
Läs mer

Gradering av vallar i norra Sverige med hjälp av satellitbilder

Status: Avslutat
Projektnummer: R-19-62-180
Kategori: Regional R&D-collaboration
Ansökningsår: 2019
Datum för slutrapport: 24 augusti 2020
Huvudsökande: Julien Morel
Organisation: SLU
E-postadress: julien.morel@slu.se
Telefon: 0767637129
Medsökande: Anne-Maj Gustavsson
Medsökande: David Parsons
Beviljade medel: 250 000 SEK

Mixed leys are among the most important crops in northern Sweden for the dairy production. Mapping the within and between fields variability of the biomass, nitrogen (N) uptake and potentially also forage quality (digestibility and neutral detergent fibre) would help farmers to optimise their practices (including the amount of N for fertilization), leading to higher yields.
Remote sensing enables monitoring of a field based on the analysis of its spectral signature. The Sentinel-2 constellation provides regional scale images with a high spatial resolution. Due to its high frequency of revisit (approximately 2 days) it is ideal to monitor the dynamics of growth and vigour of crops.
We will develop models to link the Sentinel-2 data with measurements of biomass, crude protein concentration (and corresponding N uptake) and digestibility. The models could be implemented within 3 years into CropSAT (cropsat.se) to provide a decision support system for farmers in northern Sweden.

Jordbruket in norra Sverige domineras av djurhållning. I synnerhet blandvallar är en av de viktigaste grödorna. Kartläggning av variationen av biomassa och kväveupptag, både inom och mellan fält, samt potentiellt även vallkvalitet (smältbarhet och NDF-halt), kan hjälpa lantbrukare att optimera odlingen (inklusive kvävegivan).
Med hjälp av satellitbaserad fjärranalys kan man med dess spektrala signatur i detalj analysera och följa grödornas utveckling och egenskaper. Sentinel-2-satelliterna passerar över norra Sverige ungefär varannan dag vilket ger goda möjligheter att med hög spatial upplösning följa grödorna i hela regionen.
Vi kommer att utveckla modeller som länkar Sentinel-2-data med mätdata över biomassa, råproteinhalt (och korresponderande kväveupptag) samt smältbarhet. Modellerna kan implementeras i beslutsstödsystemet CropSAT (cropsat.se) och därmed tillgängliggöras för alla lantbrukare i Norrland.

Det arbete som redovisas här är del av ett pågående projekt finansierat av RJN och SLF. Syftet är att använda satellitbilder från Sentinel-2 för att övervaka egenskaper hos vallar i norra Sverige, såsom ts-avkastning, råproteinhalt, kväveupptag och smältbarhet. Under 2019 utfördes 72 provtagningar på fyra platser och 133 satellitbilder bearbetades. De första resultaten tyder på att regression med vegetationsindex från satellitbilder har begränsad potential för att uppskatta biomassaproduktionen, främst pga att dessa index tenderar att bli mättade när avkastningen överstiger 2 ton ts/ha. Om en tidsfaktor integreras i modellen visar dock spektralinformationen lovande resultat, med ett tydligt linjärt förhållande (R2=0,86, RMSE=526,0 kg/ha). Andra metoder innefattande maskininlärning testas nu och förväntas ge bättre resultat. Eftersom resultaten av de kemiska analyserna kom först nyligen har det ännu inte varit möjligt att bygga och testa modeller för näringskvalitet och kväveupptag.

Arbetet som presenteras i denna SLF-slutrapport är en del av ett pågående projekt finansierat av RJN och SLF. Slutdatum för hela projektet är 2020-12-31.
Fodergrödor, framför allt i form av blandvall, utgör en dominerande del av jordbrukslandskapet i Sverige. Detta gäller särskilt i norra delen av landet där den utgör mer än 70 % av den totala åkerarealen. Det vallfoder som produceras är ekonomiskt viktigt, eftersom det är den främsta foderkällan för våra idisslare och därmed också för mejeriindustrin och all annan industri som bygger på produkter från idisslare.
Ett verktyg för att kartlägga vallens biomassa, kvävestatus och näringskvalitet kan hjälpa lantbrukaren att planera gödsling, skörd och utfodring, och så småningom resultera i en ekonomiskt och miljömässigt mer hållbar produktion. För detta ändamål har vi utvärderat användbarheten hos satellitbilder för att övervaka vallars biomassaproduktion, kvävebehov och näringskvalitet.
Sentinel-2 utgörs av två synkroniserade satelliter som kretsar runt jorden och tillhandahåller bilder med ungefär två dagars mellanrum vid våra breddgrader. Det gör att dessa satelliter är intressanta för att följa förändringar hos växtlighet över tiden. Dessutom innehåller bilderna en mängd spektral information, med ljus fångat i 13 våglängdsband i de synliga, nära infraröda och kortvågiga infraröda intervallen av ljuset. Denna mängd av spektral information är mycket värdefull för att övervaka de ovan nämnda egenskaperna hos en gröda.
Fältmätningar utfördes under 2019 på fyra platser med skiftande jord- och klimatförhållanden i norra Sverige, vilket resulterade i 216 prover. Totalt 133 satellitbilder som togs under samma period laddades ner och har bearbetats. Det första tillvägagångssättet för att uppskatta växtegenskaper var att bygga datamodeller utifrån satellitbaserade vegetationsindex. Vegetationsindex, såsom NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), kombinerar informationen från olika våglängdsområden som är känsliga för t.ex. klorofyllhalt eller biomassa.
För biomassa fann vi att potentialen hos vegetationsindexen var begränsad, eftersom de tenderar att nå ett konstant värde när torrsubstansavkastningen överstiger 2 ton per hektar. Men när index integrerades över tiden (till exempel genom att summera värdena för bildberäknade NDVI mellan två skördetillfällen) var det möjligt att uppskatta torrsubstansavkastningen med tillfredsställande precision. Det har ännu inte varit möjligt att testa tillvägagångssättet rörande provernas näringskvalitet, eftersom resultaten från laboratoriet blev tillgängliga först nyligen (2020-08-14).
De resultat vi hittills har uppnått har gjort det möjligt för oss att förkasta vissa tillvägagångssätt och identifiera andra som bekräftar potentialen hos fjärranalys via satellit för att övervaka vallar. Dessutom återstår att utforska andra metoder av intresse, däribland maskininlärning.

 

Antal träffar i projektbanken: 1646

Innovativ salixförädling för fossilfritt drivmedel
Ann Christin Rönnberg-Wästljung

Projektnummer: O-19-22-292 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Energy and biomass

The conversion into a bio-based economy in Sweden requires a broad range of initiatives. One of the challenges is that additional sources of biomass will be needed. High yield potential, low conversion and production costs are critical success factors for new raw material. Salix is an energy crop …

Läs mer

SamZoner 2.0 - Optimering av multifunktionella skyddszoner för ökad biologisk bekämpning och pollinering
Maria Viketoft

Projektnummer: O-19-23-298 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Crop production
Horticulture

Adding flowers to the cropping system that support beneficial insects is a promising option to achieve crop protection
in Swedish agriculture and horticulture. However, the wide-spread adoption of this approach has been hampered by
limited economic benefit and the risk of propagating pests and …

Läs mer

Brukningsmetoder för ökad markkvalité och högre skördestabilitet under extremväder
Thomas Keller

Projektnummer: O-19-23-309 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Crop production

Climate projections for Sweden indicate higher temperatures during summer and larger variability in precipitation between years. This poses enormous challenges for Swedish agriculture. The main aim of this project is to investigate relationships between soil management, soil quality and crop yield. …

Läs mer

Syntes av unga lantbrukares förutsättningar och möjligheter för ett hållbart och produktivt lantbruksföretag som omfattar betesmarker och vattenvård
Eva Edin, HS Konsult AB

Projektnummer: JTI-19-82-289 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Kim, aged 24, is to take over Grandpa's dairy farm with a large acreage of land and natural pastures. The synthesis will address the development opportunities of the farm based on knowledge regarding cultivation systems, technical solutions and animal husbandry, but above all highlight unresolved …

Läs mer

Utmaningar och behov för svenskt jordbruksproduktion - möjliga vägar för teknikutveckling för att uppnå lönsamhet samt miljö- och klimatanpassning
Eva Salomon, RISE Research institutes of Sweden

Projektnummer: JTI-19-82-290 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Swedish agriculture needs to be environmentally and climate-friendly and at the same time be productive, profitable and ethically- and socially sustainable. RISE knowledge and skills covers a large part of Sweden’s agricultural technical competence. RISE has established national and internationally …

Läs mer

Vägen till cirkulära ekonomi i svenskt jordbruk för ökad återvinning av växtnäring och för effektiv och hållbar produktion
Erik Sindhöj, RISE

Projektnummer: JTI-19-82-291 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Applying circular economy principles to agriculture is a systematic approach to reduce the environmental and climate impact of agriculture while increasing efficiency, production and profitability. The road to circular agriculture requires that we 1) minimize external inputs, 2) reduce losses and …

Läs mer

Integrerad användning av genetisk resistens i Svensk matpotatisproduktion
Erik Andreasson, Sveriges lantbruksuniversitet

Projektnummer: R-19-25-282 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Potato cultivars that are resistant to late blight and at the same time having acceptable other traits, have started to emerge. However, little of this material is used in Sweden and no organized and comparative table potato trials are done. Biological products against skin-finish diseases are …

Läs mer

Utsädesbehandling med ThermoSeed i kombination med mikroorganismer - en framtid utan kemisk betning
Mariann Wikström, Agro Plantarum AB

Projektnummer: R-19-25-287 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

The purpose of this project is to develop new non-chemical methods for control of different seedborne-and soilborne pathogens. Aerated steam treatment (ThermoSeed) is a modern and environmentally friendly method for seedborne pathogen sanitation, mainly used on cereals. We intend to develop the …

Läs mer

Bete i ett norrländskt perspektiv
Margareta Emanuelson, Sveriges lantbruksuniversitet

Projektnummer: R-20-62-325 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

This project is connected to an already funded grazing application from Norway intending to evaluate methane production from dairy cows in different grazing systems. We aim to evaluate further some important aspects of grazing in northern Sweden. We plan to use some sensory techniques to analyse …

Läs mer

Marmorerad, mör och miljövänlig - jakten på det perfekta nötköttet
Mats Emilson, Agroväst Livsmedel AB

Projektnummer: R-20-62-327 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

More and more consumers desire a tasty meat where production have considered the environmental impact and animal welfare. The purpose of this interdisciplinary project is to determine how to produce such a product while still make the production profitable, climate efficient and otherwise …

Läs mer

Prenumerera på vårt nyhetsbrev

Namn
E-postadress