Moderne Sensortechnik zur Optimierung von Qualität und Ertrag

Für optimale Kornqualitäten und -erträge sollte die Düngung am aktuellen Bedarf eines Bestandes ausgerichtet sein. Moderne Sensortechnologie kann die Nährstoffbereitstellung noch weiter optimieren.

Das wirtschaftliche Umfeld der Landwirtschaft hat sich in den vergangenen Jahren merklich verändert. Die Preise für Betriebsmittel und für erzeugte Produkte unterliegen zunehmend starken Schwankungen, und dieser Trend wird aus Expertensicht auch in Zukunft zum Alltagsgeschäft des Landwirtes gehören.
Was sich aber sicher nicht ändern wird, ist die Tatsache, dass für gute Qualitäten immer Aufpreis gezahlt wird. Deutschland bietet in vielen Regionen sehr gute Voraussetzungen für die Erzeugung von Qualitätsweizen. Das sollte genutzt werden. Allerdings genügen die natürlichen Standortvorteile allein nicht aus, jedes Jahr zuverlässig hohe Erträge mit den angestrebten Qualitäten zu erreichen. Nicht selten kommt es zur Bildung von mitunter unerwartet hohen Erträgen. Die Rohproteingehalte bleiben dann hinter den Erwartungen zurück.
Diesen Umstand konnten auch die bisherigen Ansätze einer bedarfsgerechten Stickstoffdüngung nicht verhindern. Auch ein kräftiges „drüberhalten“ ist aus pflanzenbaulicher und ökologischer Sicht nicht zielführend und verbietet sich auch ökonomisch.
Düngung nach Bodenanalyse (N_min) oder ausgefüllten Kalkulationsmodellen sind keine Garantie dafür, die angestrebten Qualitäten auch zu erreichen. Als unberechenbar stellt sich der Stickstoff im Komplex Boden/ Pflanze/Wachstum/Düngung dar. Dies gilt für die unterschiedlichen Jahre, jeden Schlag, jeden Teilschlag, jeden Quadratmeter, im Grunde jede Pflanze im Bestand. Der Ausweg aus diesem Dilemma ist, den aktuellen N-Bedarf der Weizenpflanzen und -bestände zu messen und diesen in Zeit und Höhe entsprechend zu decken. Dieses Verfahren der geteilten N-Gaben hat sich bewährt. Mittels moderner Sensortechnologie kann diese Methode aber noch weiter optimiert werden.

Nicht nur Stickstoff

Die Arbeit nach guter fachlicher Praxis ist erste Voraussetzung. Obwohl Stickstoff im Getreide fraglos den größten Einfluss auf Ertrag und Qualität ausübt, sind die Makronährstoffe und der pH-Wert nicht minder von Bedeutung. Die Auswirkungen unzureichender Nährstoffversorgung auf Erträge bei den einzelnen Kulturen sind in der Literatur hinlänglich beschrieben. So bedeutet zum Beispiel eine Kaliumversorgung in der Gehaltsklasse B einen negativen Ertragseffekt von 13 % bei Getreide. Phosphormangel führt zum Absinken der Backqualität und hemmt die Stärkeeinlagerung, Schwefelmangel bringt Kümmerwuchs und Schädigungen der jungen Blätter mit sich. Dies verdeutlicht, welches Potenzial allein schon in einer optimierten Grunddüngung noch liegen kann.
Das deutsche Sortenwesen ist in seiner Form sehr gut entwickelt. Empfehlungen von Züchtern und Versuche unabhängiger Institutionen geben einen guten Überblick, wie eine Sorte auf bestimmten Standorten wächst. Die anzubauende Sorte sollte entsprechend auch die gewünschten Qualitätsziele stabil erreichen können. Die geteilte N-Gabe bietet dem Landwirt ein hohes Maß an Flexibilität bei Düngezeitpunkt und Düngungshöhe.

Schnell reagieren

Beide Parameter ergeben sich dabei durch kontinuierliche Bedarfsmessungen im Pflanzenbestand. Wenn sich die Notwendigkeit einer Düngung herausstellt, muss schnell reagiert werden. Dementsprechend ist auch ein schnell wirkender nitrathaltiger Dünger notwendig, der N in kurzer Zeit in ausreichendem Maße zur Verfügung stellt. Auf diese Weise kann ein Pflanzenbestand jederzeit in einem guten Ernährungszustand gehalten und zum Optimum geführt werden. Die ausgefeilteste Düngestrategie ist hinfällig, wird die Applikationstechnik nicht korrekt eingestellt. Im Frühjahr 2009 konnte vielfach wieder die Streifenkrankheit in den Pflanzenbeständen beobachtet werden.
Diese kam nicht vom Boden, von Krankheiten oder Saatgut, sondern oftmals von schlecht oder gar falsch eingestellten Streuern.
Zur Saison müssen die Streuer unbedingt richtig und auf das jeweilige Streugut eingestellt werden und Letzteres auch in streufähigem Zustand sein. Das Auslegen von Streuschalen wird oftmals vernachlässigt. So verursachte Missstände werden erst bei einem Streufehler von 20 % sichtbar und können Düngeunterschiede von 50 kg/ha N und mehr bedeuten. Diese Schäden sind in der laufenden Vegetation im Grunde nicht mehr zu beheben.

Das Optimum treffen

Gerade für die N-Düngung gilt das Gesetz vom abnehmenden Ertragszuwachs. Die Kosten des letzten Kilogramms Stickstoff müssen noch von den Mehrerlösen gedeckt werden. Wird dieses Optimum unterschritten, hat das Ertragseinbußen und Qualitätsverluste zur Folge.
Überschreitet man das Optimum, entwickeln sich wiederum einzelne Ertragskomponenten stärker, was dann zulasten anderer Merkmale geht. Gerade bei Weizen kommt es zu negativen Effekten, zum Beispiel zu dichten Beständen und dadurch zunehmendem Krankheits- und Lagerdruck. Die optimale Düngungshöhe zu finden gestaltet sich schwierig (Abbildung 1).
Die Ergebnisse von 79 Feldversuchen aus den Jahren 1996– 2001 belegen, dass es im Grunde unmöglich ist, dieses N-Optimum vorherzusehen. So waren für 95 dt/ha ökonomisch optimalen Ertrag auf einem Standort 103 kg N/ha notwendig, auf einem anderen Standort hingegen fast 250 kg N/ha. In umgekehrter Weise gilt dies auch für gleiche N-Mengen mit unterschiedlichen optimalen Erträgen. Aus der Analyse dieser und zahlreicher anderer N-Steigerungsversuche können daher folgende Schlussfolgerungen gezogen werden:
• Es gibt keine feste Beziehung zwischen dem optimalen Ertrag mit der entsprechenden Qualität und der dazugehörigen N-Düngungsmenge.
• Ein Planertrag ist für die Ermittlung einer optimalen N-Düngermenge nicht geeignet.
• Die Kenntnis der jeweils optimalen Düngermenge ergibt sich erst im Verlaufe der Vegetation. Erklären lassen sich diese Schlussfolgerungen mit der Beziehung zwischen dem Pflanzenbestand, dem Boden und der N-Düngung. Der Düngebedarf von Teilflächen eines Feldes wird stets bestimmt durch die aktuelle N-Aufnahme der Pflanze und dem N-Angebot des Bodens (Abbildung 2).
Diese Beziehung kann in jedem Jahr, auf jedem Feld, auf jeder Teilfläche unterschiedlich sein. Die wichtigste Aufgabe ist daher, den aktuellen N-Bedarf zu jeder Gabe zu ermitteln. Dies sollte mit geringem Zeitaufwand, zerstörungsfrei und unmittelbar erfolgen können. Mit allen auf dem Markt befindlichen Verfahren erhält man bei richtiger Anwendung recht präzise Informationen zum aktuellen N-Bedarf in der getesteten Teilfläche. Wichtig ist dabei, dass die Geräte stets aktuell kalibriert sind.

Vom Punkt in die Fläche

Die Ergebnisse aus diesen Messungen gelten bei genauer Betrachtung aber nur für die getestete Kleinparzelle oder Teilflächen eines Schlages. Verursacht durch Bodenunterschiede, Mikroklima, Biomassebildung oder auch unterschiedliche N-Aufnahmen, treten im Bestand eines Feldes erhebliche Unterschiede im Düngebedarf auf. Zur zweiten N-Gabe kann dieser von 0 bis 120 kg N/ha schwanken. Diese Unterschiede können aber unmöglich von Hand ausgeglichen werden. Daher muss der Landwirt auf weitere technische Hilfsmittel zurückgreifen, die den N-Bedarf sicher und exakt ermitteln können. Dazu werden heute in erster Linie optische Systeme eingesetzt. Sie können über Spektralanalyse Bestandesunterschiede während der Überfahrt erfassen und die Streumenge entsprechend anpassen. Durch Kopplung mit dem Düngerstreuer oder der Spritze wird die aktuelle N-Menge sofort ausgebracht.
Von der ersten bis zu vierten N-Gabe werden dem Anwender damit Entscheidungshilfen an die Hand gegeben, wie zu welcher Gabe gedüngt werden muss. So werden von der Startbis zur Ährengabe schwach entwickelte Bestände stärker, gut entwickelte Bestände dagegen schwächer gedüngt. In diesem ersten Schritt werden dadurch ausgeglichene, homogene Bestände aufgebaut.
Entscheidend für die Erzeugung von Qualitätsweizen ist aber die vierte N-Gabe unmittelbar nach dem Ährenschieben (ab EC 59). Die Pflanzen verwenden den Stickstoff nun zum großen Teil für die Kornfüllung und die Qualität. Dabei ist es wichtig, die potenziellen Hochertragszonen stärker mit N zu versorgen und an den Stellen mit geringerem Ertrag keinen Stickstoff mehr zu vergeuden.
Die Strategie lautet also: N-Versorgung der Pflanzen messen und bei ansteigendem Bedarf düngen. Durch Einsatz von Sensortechnologie kann dieser Bedarf zudem variabel und passend zu jeder Teilfläche gedeckt werden. Auf diese Weise ist der gesamte Bestand von einer N-Gabe bis zur nächsten stets optimal mit N versorgt.
Allerdings muss diese Strategie je nach Region, Sorte, Standort oder Erfahrungen des Landwirtes immer in abgewandelter Form umgesetzt werden. Jeder Landwirt muss den aktuellen Status der N-Versorgung eines Pflanzenbestandes und den daraus folgenden Düngetermin ermitteln. Mithilfe eines N-Monitorings lässt sich das recht leicht und übersichtlich realisieren.
Es lässt sich sehr gut nachverfolgen, wie sich der N-Bedarf für diese Referenzstelle über einen längeren Zeitraum ändert. Werden die Pflanzen auf diesem Niveau gehalten, erreicht man sicher den optimalen Ertrag und die passenden Qualitäten mit den dazugehörigen N-Mengen. Sinken die Werte, ist dies der richtige Zeitpunkt für die nächste Düngung.
In Kombination mit dem Fachwissen des Landwirtes können so Abschnitte erhöhten oder geringen Wachstums (N-Verbrauch) identifiziert werden. Niederschlagsereignisse und Bodentemperatur als Motor der Mineralisierung spiegeln sich in den Messergebnissen wider, die N-Dynamik mit Zeiten hoher Nachlieferung, erschöpften Bodenvorräten und sogar Immobilisationsprozessen sind gut zu erkennen. Die Düngung kann in Zeitpunkt und Höhe sehr exakt definiert werden.

 Fazit 

Wenn die pflanzenbaulichen Erfordernisse erfüllt sind, können mit der geteilten, am aktuellen Bedarf eines Bestandes ausgerichteten N-Düngung optimale Erträge und Qualitäten erzielt werden. Dabei gibt es keine festgezurrte Strategie. Vielmehr gelten folgende Aussagen: Wenn ein Düngebedarf entsteht, muss dieser gedeckt werden. Wenn kein Bedarf festgestellt wird, muss auch keine Düngung erfolgen, auch wenn vielleicht der bisher übliche Zeitpunkt für die Anschlussgabe gekommen ist. Insofern kann sich die Düngung auch innerhalb eines Betriebes unterscheiden in Zeitpunkt, Höhe und Anzahl der Einzelgaben und N-Gesamtmenge. Bei konsequenter Umsetzung dieser Düngestrategie ist das Etablieren homogener, lagerfreier, einheitlich abreifender Bestände mit ausgeglichenen Ertragskomponenten (Ähre/m2, Körner/ Ähre) sicher zu erreichen. Die nach den zu erwartenden Ertragszonen differenzierte N-Düngung sorgt dann noch für die angestrebte hohe Qualität.
DR. STEFANIE SCHMIDT, BERLIN,
BODO HANNS, ARNIM GRABO,
OSTRAU

BAUERNZEITUNG | 48.WOCHE 2009

Moderne Sensortechnik zur Optimierung von Qualität und Ertrag