Umweltschonend düngen - mit Ertragskartierung und N-Sensor

Düngen heißt, dem Boden und damit den Pflanzen die Nährstoffe zuzuführen, die sie für ihr Wachstum benötigen. Wie viel von jedem einzelnen Nährstoff gedüngt werden muss, hängt u. a. von dem Vorrat im Boden, von der Pflanzenart, von dem Ertragspotenzial und von den gewünschten Qualitätseigenschaften ab. Wichtig ist: Sobald ein Nährstoff fehlt, wird dadurch automatisch auch die Aufnahme und Ausnutzung der anderen Nährstoffe begrenzt, wie die Abbildung der Minimumtonne deutlich macht.


Minimumtonne

Wachstum und Ertrag der Kulturpflanze werden durch den Nährstoff begrenzt, der „im Minimum“, d. h. nicht ausreichend verfügbar ist – auch wenn die anderen Nährstoffe reichlich vorhanden sind.

 

Warum düngen?

Wie alle Lebewesen benötigen auch die Pflanzen Nährstoffe, um wachsen zu können. Diese Nährstoffe werden über die Wurzeln aus dem Boden aufgenommen und stammen zum Teil aus dem organischen Material im Boden. Wenn dieses organische Material, zum Beispiel Erntereste der Vorfrucht wie etwa Stroh, von Mikroorganismen wie Pilzen und Bakterien abgebaut wird, werden die darin enthaltenen Nährstoffe freigesetzt („mineralisiert“). Allerdings reicht diese Freisetzung nicht, um alle die Nährstoffe zu ersetzen, die zuvor mit den geernteten Produkten von dem Acker entfernt wurden. Nur über die Zufuhr – die Düngung – kann also verhindert werden, dass der Boden im Lauf der Zeit durch die Abfuhr der Erntegüter immer mehr ausgelaugt und schließlich unfruchtbar wird.

Während einzelne Nährstoffe wie Kalium oder Phosphat regelrecht „auf Vorrat“ gedüngt werden können, muss die Stickstoffzufuhr an den aktuellen Bedarf in einzelnen Wachstums- und Entwicklungsstadien angepasst werden. Das liegt daran, dass leicht löslicher Stickstoff etwa in Form von Nitrat, der gut von den Pflanzen aufgenommen wird, auch leicht mit dem Sickerwasser in tiefere Bodenschichten verlagert werden und damit für die Pflanzen verloren gehen kann.

Die „Kunst“ besteht also insbesondere bei Stickstoff darin, in den Mengen und zu den Zeiten zu düngen, wie es dem Bedarf der Pflanzen entspricht – das heißt, wie die Pflanzen den Nährstoff auch aufnehmen und verwerten können. Zu wenig Stickstoffdünger würde nämlich Verluste bei Ertrag und Qualität verursachen, während eine zu große Zufuhr die Umwelt belasten kann.

Gewusst wie, wann und wie viel

Moderne Landwirtschaft bietet „intelligente“ Lösungen für dieses Dilemma. In einem ersten Schritt wird zum Ende des Winters anhand von Bodenproben ermittelt, wie viel pflanzenverfügbarer Stickstoff im Boden vorhanden ist. Dieser sogenannte Nmin-Wert gibt Aufschluss darüber, wie viel Stickstoff zu Beginn der Vegetationsperiode gedüngt werden muss, um den Bedarf der Pflanzen zunächst abzudecken.

Entnahme einer Bodenprobe
Ergebnisse einer Bodenuntersuchung auf den Stickstoffgehalt

 

Je nach der Beschaffenheit von Ackerböden (z. B. tief- oder flachgründig, gutes oder schlechtes Wasserspeicher- und Nachliefervermögen etc.) können sich das Ertragspotenzial und der Nährstoffbedarf der Pflanzen im weiteren Verlauf der Vegetationsperiode deutlich unterscheiden. In der modernen Präzisionslandwirtschaft helfen dann Ertragskarten, die etwa bei der Ernte mit dem Mähdrescher im Vorjahr erstellt wurden. Dazu wird mithilfe von GPS und der kontinuierlichen Erfassung der Erntemengen eine digitale Karte angelegt, die deutlich macht, wie hoch der Ertrag in den einzelnen Bereichen eines Ackers ist. Wird diese Ertragskarte dann in die Bordelektronik eines ebenfalls mit GPS ausgestatteten Traktors mit Düngerstreuer eingespeist, kann der Stickstoff genau zu dem Ertragspotenzial einzelner Teilflächen des Ackers passend dosiert werden. 

Die Düngekarte eines Ackers: unterschiedliche Düngergaben sind deutlich anhand der Farben zu erkennen

Intelligente Technik

Innovative Systeme wie zum Beispiel der Yara N-Sensor gehen noch einen Schritt weiter. Dieser Sensor misst bei der Fahrt über einen Acker die Lichtreflexion des Pflanzenbestands – und berechnet daraus unmittelbar den aktuellen Stickstoffbedarf. Pflanzen in dunkelgrünen, gut versorgten Bereichen erhalten automatisch keine oder nur geringere Stickstoffgaben, während in den hellen Bereichen entsprechen größere Mengen gedüngt werden.

Dieses System ermöglicht eine noch genauere Steuerung der N-Düngung als die Ertragskarten, da mit dem N-Sensor auch Schwankungen erfasst und berücksichtigt werden, die etwa mit der Witterung in dem aktuellen Jahr zusammenhängen. Diese Schwankungen können naturgemäß mit den Ertragskarten der Vorjahre nicht erfasst werden. Damit ist dann nicht nur eine optimale Versorgung der Kulturpflanzen gewährleistet, sondern gleichzeitig auch Umweltschutz und ein sparsamer, effizienter Umgang mit dem Stickstoffdünger.

Wie der N-Sensor funktioniert

Der YARA N-Sensor® 2 scannt mit vier Aufnahmeoptiken den Pflanzenbestand rechts und links der Fahrgasse. Aus dem daraus resultierenden Messsignal und auf Basis von Kalibrierungswerten wird eine Düngeempfehlung in kg Stickstoff ermittelt. Dieser „Sollwert“ wird mit dem Stickstoffgehalt des auszubringenden Düngers verrechnet und diese Information unmittelbar als auszubringende Menge an den Düngerstreuer übermittelt.