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: 1676

Nya rotsjukdomar i korn och vete- okända hot mot svensk spannmålsodling
Lars Persson

Projektnummer: O-20-20-472 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

Crop production

Cereal production is limited by many different factors. Leaf diseases are often well known, while diseases on roots are more difficult to identify. Root diseases are often caused by oomycetes, fungus-like microorganisms that live for years in soil and on old root debris, parasitizing the roots of …

Läs mer

Fosfor i matjord och alv i långliggande försök - ett underlag för uppdaterad rådgivning
Gunnar Börjesson

Projektnummer: O-20-20-453 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

Crop production

A sustainable use of phosphorus fertilizers has engaged a large number of researchers, especially how to measure
the soil content of available phosphorus. However, the development of results to useful methods for agriculture has
not been a priority. The recommendations are based on extraction with …

Läs mer

Metan- och lustgasemissioner från fjäderfägödsellager
Kristina Mjöfors, RISE- Research Institutes of Sweden

Projektnummer: JTI-20-82-483 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

The purpose of the project is to produce reliable emission factors for storage of poultry manure regarding methane and nitrous oxide emissions.

This project will focus on methane and nitrous oxide emissions from laying hens and the project is a supplement to an FoU project funded by the Swedish …

Läs mer

Förbättrad ekonomi på biogasanläggningar och i gödselhantering genom fler nationella standardmetoder för hygienisering
Petter Melin, RISE Research Institutes of Sweden AB

Projektnummer: JTI-20-83-495 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

According to applicable legislation, manure and digestate must be sanitized in order to prevent disease transmission before they may be merchandised on the open market. Swedish plants currently have the choice between using one of two standard methods (70 °C for 1 h, or 52 °C for 10 h), or carry …

Läs mer

Att mäta och bedöma matens miljöpåverkan
Christel Cederberg, Chalmers Tekniska Högskola AB

Projektnummer: R-18-26-134 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

Food production needs to increase in a sustainable way. This great challenge requires evaluation methods that gives information for better understanding of the impacts from agriculture and food and how to manage those impacts. The project addresses methodologies that include a broad range of …

Läs mer

Förmedling av kunskap om markpackning: från mätningar till utveckling av beslutsstödsystem
Thomas Keller

Projektnummer: O-17-23-959 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2017

Växtodling
Socker

Soil compaction is a threat to soil ecosystem services and negatively affects crop productivity, causing huge costs to farmers and society. The main aim of the project is to raise awareness of soil compaction. We will i) refine the freely accessible soil compaction decision support tool …

Läs mer

Integrerat växtskydd i jordgubbar: feromonbaserad övervakning och kontroll av jordgubbsvecklaren
Glenn Svensson, Lunds universitet

Projektnummer: R-18-25-004 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

Swedish strawberry production suffers from several severe insect pests. When usage of traditional insecticides is phased out and IPM implemented novel green methods for pest control are urgently needed. The strawberry tortricid, Acleris comariana, is a severe pest on strawberries. Its larvae feed …

Läs mer

Minimal processpåverkan för en naturlig mjölk
Maria Glantz

Projektnummer: O-17-20-941 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2017

Mjölk

Consumer trends are focused on minimal processing of milk. The new process technologies for heat treatment used in the dairy industry today probably have smaller effects on the nutritional quality and functionality of milk than the older technologies that are the basis for the calculations of …

Läs mer

Skörd2.0 – Utvinning av nya biomaterial genom förädling av restprodukter från jordbruk
Per-Olof Syrén

Projektnummer: O-17-22-943 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2017

Energi & biomassa

The main purpose of this interdisciplinary project is to generate renewable advanced materials from biomass through green technologies. Harvest2.0 focuses on valorizing furans extracted from agricultural by-products in combination with polymer technologies based on incorporation of the climate gas …

Läs mer

Enkätundersökning rörande LRF-ungdomars syn på finaniseringssystem i lantbrukskooperativa företag
Karin Hakelius, Sveriges lantbruksuniversitet, SLU

Projektnummer: 0345002 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport:

Sammanfattning saknas

Läs mer
Prenumerera på vårt nyhetsbrev