Satellitenbasierte Modellierung von Ertrags- und Qualitätsdynamiken im Grünland

Mit fortschreitendem Pflanzenwachstum steigt die Biomasse, gleichzeitig sinkt die Futterqualität – für die Wahl des richtigen Schnittzeitpunktes im Grünland ist das optimale Verhältnis zwischen Ertrag und Futterqualität entscheidend und richtet sich nach der individuellen Betriebsausrichtung. Für datenbasierte Entscheidungen fehlten bisher flächenspezifische und tagesaktuelle Informationen zum Vegetationsbeginn, zum Schnittzeitpunkt sowie zur Entwicklung von Ertrag und Rohproteingehalt. Ziel des Projekts SatGrass war daher, frei verfügbare Copernicus-Satellitendaten mit Wetterdaten und systematisch erhobenen Felddaten so zu kombinieren, dass belastbare und praxistaugliche Informationen für österreichische Grünlandflächen bereitgestellt werden können. Die wissenschaftliche Basis bildet ein mehrjähriger Datensatz mit über 200 repräsentativen Mähwiesen aus unterschiedlichen Regionen und Nutzungssystemen Österreichs.

Ein wesentlicher Arbeitsschwerpunkt lag auf der Gewinnung hochwertiger Ground-truth-Daten. Dafür wurden in den österreichischen Grünlandregionen Kooperationsnetzwerke mit Landwirtschaftskammern, dem Maschinenring, Schulen und Praxisbetrieben aufgebaut und ein Monitoringnetz mit Flächen etabliert, das über mehrere Jahre hinweg rund 12.000 Ertragsdaten lieferte. 

Wissenschaftlich entstand daraus eine aufeinander aufbauende Modellkette für ein nationales Grünlandmonitoring. Zunächst wurde der Vegetationsbeginn als phänologischer Startpunkt festgelegt. Darauf aufbauend wurden Schnittzeitpunkte zunächst anhand von Sentinel-2-Zeitreihen erkannt, anschließend durch die Kombination von Sentinel-1-, Sentinel-2- und Wetterdaten verbessert und in ihrer Anwendbarkeit unter österreichischen Bedingungen bewertet. Den Kern der agronomischen Anwendung bildet das Ertragsmodell: Für die Schätzung des Trockenmasseertrags wurde auf einem unabhängigen Testdatensatz ein R² von 0,8 bei einem mittleren absoluten Fehler von 330 kg Trockenmasse je Hektar erreicht. Ergänzend ist ein Modell zur Rohproteinschätzung in Vorbereitung.

Ein zentrales Ergebnis des Projektes ist der konsequente Transfer in die Praxis. SatGrass wurde aus einer wissenschaftlichen Basis in eine öffentlich nutzbare Anwendung überführt, die tagesaktuelle, schlagspezifische Informationen für Betriebe, Beratung und Verwaltung bereitstellt. Die Ergebnisse stehen mobil für Einzelflächen und als Dashboard für regionale Analysen zur Verfügung – die App kann unter app.satgrass.at aufgerufen werden.