Einsatz eines Laserscanners zur Strukturerfassung und physiologischen Bewertung von Anbausystemen im Obstbau

Zusammenfassung Die Arbeit beschreibt den Einsatz eines Laserscanners zur Strukturerfassung und 3D-Rekonstruktion von Obstbäumen. Die Untersuchungen bilden eine analytische Grundlage für die vergleichende Bewertung von Anbausystemen im Obstbau anhand ihrer physiologischen Leistungsfähigkeit. Das Gesamtkonzept umfasst 3 Teile: 1. Strukturbeschreibung mittels automatischer Auswertung von terrestrischen Laserscannerdaten, 2. ein feinskaliges 3D-Lichtmodell und 3. ein stickstoffabhängiges Photosynthesemodell. Die Laserscannerdaten wurden an der Königlichen Untersuchungsstation in Gorsem, Belgien, an 7 Jahre alten Apfelbäumen ( Malus domestica Borkh.) der Sorte ‚Jonagold‘ an den überdauernden Baumstrukturen im blattlosen Zustand erhoben, während der physiologische Teil des Konzepts an Waldbäumen (Eiche, Buche) mit ausgedehnten Kronen erprobt wurde. Mit der auf der 3D-Hough-Transformation beruhenden automatisierten Auswertung der Laserscannerdaten konnten große Teile des Hauptastsystems identifiziert werden. Bei etwas höherer Auflösung in der 3D-Beschreibung könnten auch Astdurchmesser und—über allometrische Beziehungen—die zugehörigen Blattflächen automatisch bestimmt werden. Gescannte Obstbaumkronen können damit direkt für eine 3D-Lichtmodellierung eingesetzt werden, wie sie am Beispiel von Eichen und Buchen gezeigt wird. Das 3D-Lichtmodell Standflux-Sectors konnte dabei allein auf Basis der Strukturdaten das maximale spezifische Blattgewicht (LMA) von Ästen mit einer Genauigkeit von ±10,3 g/m 2 (RMSE) vorhersagen. Die Variabilität der Blattphotosynthesekapazitäten Vc max und J max im Kronenraum konnte auf die Variabilität des spezifischen Blattgewichts zurückgeführt werden. Die Tagesgänge von modellierter Lichteinstrahlung und gemessener Transpiration an einzelnen Ästen wiesen weitgehende Parallelen auf.