Qualifikation und Erprobung einer Sensorsystemlösung zur bedarfsgerechten Düngung in der Agrar- und Ernährungswirtschaft

Abstract

Das Ziel des Vorhabens iDentPlus ist die Entwicklung einer integrierten Gesamtsystemlösung zur echtzeitfähigen Nährstoffbestimmung in organischem Wirtschaftsdünger. Diese Lösung kombiniert NIRS-Messsysteme mit cloudbasiertem Datenmanagement, KI-gestützte Analysemodelle sowie Verfahren zur kontinuierlichen Qualitätssicherung. Insbesondere die hohe Variabilität der Wirtschaftsdünger sowie die unterschiedlichen Praxisbedingungen legen die Relevanz einer sich dynamisch anpassenden Gesamtsystemlösung nahe. Im Projekt wurde hierzu eine offene, herstellerunabhängige Systemarchitektur entwickelt, die NIR-Messsysteme mit cloudbasierten Komponenten und einem durchgängigen digitalen Workflow von der Probennahme bis zur Ergebnisbereitstellung verbindet. Im Mittelpunkt stand dabei die Sicherstellung von Datenqualität, Nachvollziehbarkeit und langfristiger Modellstabilität unter Praxisbedingungen. Im Fokus des ITEM lag die Entwicklung datengetriebener Verfahren zur Bewertung, Verbesserung und kontinuierlichen Qualitätssicherung von NIRS-Analysemodellen. Hierzu wurden modulare Methoden zur strukturierten Datenauswahl, zur Segmentierung heterogener Datensätze, zu spezifischen Modellierungen bei identifiziertem Bedarf sowie zur gezielten Erweiterung der Datengrundlage entwickelt. Ergänzend wurden Verfahren zur transparenten und anwendungsorientierten Qualitätsbewertung sowie zur Plausibilisierung von Nährstoffangaben entwickelt. Die entwickelten Ansätze ermöglichen eine systematische Steigerung der Modellgüte, eine erhöhte Robustheit gegenüber variierenden Praxisbedingungen sowie eine nachvollziehbare Bewertung der Ergebnisse und bilden damit die methodische Grundlage für ein kontinuierliches Modelllebenszyklusmanagement.