Stiftelsen lantbruksforskning

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

Uppskatta vallens avkastning och näringsinnehåll genom spektral teknik

Status: Avslutat
Projektnummer: R-18-62-989
Kategori: Regional R&D-collaboration
Ansökningsår: 2018
Datum för slutrapport: 30 juni 2020
Huvudsökande: Margareta Emanuelson
Organisation: Sveriges Lantbruksuniversitet
E-postadress: margareta.emanuelson@slu.se
Telefon: +4618671649
Medsökande: Zhenjiang Zhou
Medsökande: Lars Ericson
Beviljade medel: 246 987 SEK

The objective is to develop remote sensing methods to estimate forage nutrition and yield in the field in Northern Sweden. Field and lab measurements on grass-legume mixtures will be conducted from June 2018 to December 2019. At sampling time, drones flight with multispectral cameras, hyper-spectral reflectance measurement (e.g. with Yara N-sensor), and an ultrasonic sensor, will be conducted in order to build prediction models for forage nutrition and yield. The project will develop models for estimating forage digestibility based on a small number (e.g. red, red-edge and NIR) of wavelengths, thus enabling the use of lighter and cheaper technologies that could be mounted on a drone or even on a smart phone. After models are developed at point scale, data from the drone flights can be used to produce a field map of real-time crop growth and nutritional status. Models developed with the Yara N-sensor can be directly used with a commercialized tractor-mounted sensor.

Regional jordbruksforskning för norra Sverige (RJN) ansöker om medfinansiering till bifogat projekt, som beviljats delfinansiering av styrgruppen. Målet är att utveckla fjärranalysmetoder för att uppskatta näringsvärde och avkastning i fält i norra Sverige. Prover tas under 2018-219 från blandvallar och analyseras på näringsvärde. Samtidigt genomförs mätningar med fjärranalysmetoder för att bygga prognosmodeller för näringsvärde och avkastning. Metoderna inkluderar drönare med multispektrala kameror, mätning av hyperspektral reflektion (med Yara N-sensor) och en ultraljudssensor. Projektet kommer att utveckla modeller för att uppskatta fodrets smältbarhet, vilket möjliggör användande av billig teknik som kan monteras på drönare el. dyl. Efter att modeller har utvecklats kan data från drönarflygningarna användas för att producera en fältkarta över realtidstillväxt och näringsstatus. Modeller som utvecklats med Yara N-sensorn kan även användas med en kommersiell traktormonterad sensor.

Syftet med projektet var att använda olika fjärranalysmetoder för att bedöma fodergrödans egenskaper inklusive höjd, avkastning, kvalitet och botanisk sammansättning. Över 300 prover togs under 3 år på olika platser och tillväxtstadier. En ultraljudssensor användes för att exakt (r2=0.90) bedöma grödans höjd. Yara N-Sensor kunde med gott resultat kalibreras för att uppskatta avkastning, råproteinhalt och kväveupptag, särskilt vid användning av maskininlärningsmodeller. För att kunna uppskatta andra kvalitetsparametrar krävs ytterligare metodutveckling. Användning av Yara N-Sensor för att bestämma botanisk sammansättning verkar också lovande (r2=0.73). En annan metod som provades med gott resultat (r2≥0.89) är analys av bilder tagna med mobilkamera. Vi använde s.k. deep learning-teknik för att träna datorn att korrekt urskilja klöverplantorna i en vall. Tekniken verkar lovande och kan utvecklas ytterligare. Projektet har visat att olika fjärranalysmetoder har utvecklingspotential.

I norra Sverige utgörs nära 80% av den odlingsbara marken av flerårig vall för användning i animalieproduktionen. När lantbrukaren ska avgöra lämplig tid för skörd görs en avvägning mellan näringsvärde och skördad mängd, ofta baserat enbart på den egna erfarenheten. För att få mer objektiva, snabba och precisa beslutsunderlag har vi i detta projekt utvecklat metoder för att använda fjärranalys vid insamling av information om en grödas näringsinnehåll och avkastning.
Vi har testat ett antal olika typer av utrustning och analyser. Vi har bland annat provat en ultraljudssensor för att på avstånd skatta höjden hos ett vallbestånd. Beståndshöjden har samband med både avkastning och kvalitet och sensorn kan bidra med användbar information, antingen som enda hjälpmedel, eller i kombination med annan teknik.
Yara-N-Sensor mäter ljusets reflektans i våglängdsområdet mellan 400 och 1000 nm. Detta kan ge information om ett flertal egenskaper hos en gröda. Yara N-Sensor kunde med gott resultat kalibreras för mätning av såväl mängden stående gröda som dess innehåll av protein, särskilt då mätningarna kombinerades med så kallad maskininlärning. Denna sensor, liksom annan liknande utrustning, har också testats för skattning av andra mått på foderkvalitet i stående gröda. De preliminära resultaten är lovande, men metoderna kräver ytterligare utveckling och deras noggrannhet är ännu inte tillräcklig för praktiskt bruk.
Den botaniska sammansättningen, framför allt klöverhalten, är mycket viktig vid bedömningen av en valls fodervärde, men även för att avgöra vallens behov av kvävegödsling eller om den behöver sås om. I det här projektet har vi identifierat två metoder som har potential att användas för att bedöma den botaniska sammansättningen i fält. Yara N-Sensor klarade detta förvånansvärt bra och är intressant att vidareutveckla för praktisk användning. En annan metod som har provats är att analysera bilder tagna med mobilkamera för att bestämma grödans botaniska sammansättning. Detta innebar användning av s.k. deep learning-teknik för att träna datorn att korrekt urskilja klöverplantorna i en vallblandning. Även denna teknik är lovande och kan utvecklas vidare, antingen för vanliga mobilfoton, eller för mer sofistikerad utrustning som kan monteras på fältmaskiner eller drönare.
Våra resultat kommer att utvecklas vidare för att vara till hjälp för lantbrukare att fatta bra beslut, exempelvis för att bedöma om det är dags att skörda en vall, eller att underlätta beslut rörande gödsling baserat på vallens klöverhalt.

 

Antal träffar i projektbanken: 1712

Filtermaterialets påverkan på underhållsbehov, vattenkvalitet och skörd vid täckdikning
Eva Edin, Hushållningssällskapet HS Konsult AB

Projektnummer: JTI-21-83-606 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2021

The overall purpose of the project is to generate a base for recommendations for construction of new subsurface drainage and re-drainage of clay soils in the area Water - resource efficient management. Efficient drainage of arable land is important to increase crop production, to achieve …

Läs mer

Växtnäringseffekt hos nya gödselprodukter - Metodutveckling för kvalitetssäkring
Åsa Myrbeck, RISE, Jordbruk och Livsmedel

Projektnummer: JTI-20-83-494 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

For sustainable future development, it is essential to recirculate plant nutrients from different parts of society,
especially sewage plants, back to arable land. The aim of the proposed project is to ensure that high-quality fertiliser
products attractive for agricultural use are produced from …

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

Från hav till mule - alger minskar metanemissioner från mjölkkor
Rebecca Danielsson

Projektnummer: O-20-23-461 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

Meat
Milk

The purpose of this project is to investigate to what extent substances in algae inhibit microbial methane formation in cows. Several substances, so-called bioactive substances, in red, green and brown algae, have a significant methane reducing effect. These are promising results but in order to …

Läs mer

Förbättrad utvärdering av officiella fältförsök genom bildanalys av drönarfoton med maskininlärning
Aakash Chawade

Projektnummer: O-20-23-462 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

Crop production
Energy and biomass

The goal of the project is to digitize the data from the Swedish official field trials through automated estimates of important traits such as germination, growth, resistance, maturity and the effect of plant protection products. The purpose is to streamline and improve scoring of both diseases but …

Läs mer

Skötselåtgärder för ökad effektivitet genom ökad livslängd i mjölkkobesättningar
Mikaela Lindberg, Sveriges lantbruksuniversitet

Projektnummer: R-18-26-131 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

In the proposed project, we will explore the benefits of increasing the longevity of dairy cows under Swedish conditions by changes in herd management. We will focus on effects on methane emissions by modelling, using existing data from the Swedish Official Milk Recording Scheme and results from an …

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

Mjölkfettsyror - verktyg för att hitta kor med ökad risk för ämnesomsättningssjukdomar och reproduktionsstörningar
Kjell Holtenius

Projektnummer: O-19-20-306 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Milk

The overall objective of this project is to create milk biomarkers based on specific milk fatty acids for identification of cows with reproductive disorders and metabolic disturbances. Milk will be analysed by Fourier-transform mid-infrared technology. An important value of this project for the …

Läs mer

Går det att höja vallskördarna med enstaka bevattningsgivor - vad händer med kvaliteten?
Ingrid Wesström

Projektnummer: O-19-20-316 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Crop production
Milk

Climate change has brought about changing conditions for agriculture. In recent years precipitation deficit during the growing season has led to a shortage of forage in Sweden. During dry years, irrigation is necessary to achieve optimal yields. In addition, irrigation can bring about positive …

Läs mer

Mer vall på slätten för klimateffektiv produktion
Carl-Otto Swartz, SLU

Projektnummer: R-20-62-324 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

Agriculture in plain-lands is often specialized in crop production, with no on-farm use of ley as animal fodder, and crop rotations that often includes only annual crops (e.g. oilseed rape, cereals and sugar beets). At the same time, integrating ley in arable cropping systems generates several …

Läs mer
Prenumerera på vårt nyhetsbrev