Sind teilflächenspezifische Produktionsverfahren praxistauglich? Lassen sich dadurch Kosten senken und der Anbau optimieren? Erste Ergebnisse zur Grunddüngung aus dem Projekt „On Farm Research“ der LWK Schleswig-Holstein liegen nun vor.
Entscheidungshilfen für eine zukunftsträchtige Entwicklung des Marktfruchtbaus erarbeiten! Das ist der Auftrag des „On Farm Research-Projektes“ zum Einsatz von Precision Farming-Technik im Ackerbau. Mit der Herbstaussaat 2007 ging es als Kooperationsprojekt der Landwirtschaftskammer Schleswig-Holstein und der Gutsverwaltung Helmstorf (Kreis Plön) an den Start.
Dieses Vorhaben ist vom Umfang (jährlich ca. 300 ha Versuchsfläche) und seiner Komplexität beim Erproben teilflächenspezifischer Produktionsverfahren im Ackerbau einmalig in Deutschland und in Europa. Es geht dabei darum, intelligente Technik zu erproben, um im typischen Marktfruchtbetrieb den Betriebsmitteleinsatz und die Arbeitserledigungskosten zu senken sowie die Produktionsverfahren zu verbessern. Teilflächenspezifische Bewirtschaftungsverfahren werden getestet bei:
- der Grunddüngung (P, K, Mg, Kalk),
- Aussaat,
- Stickstoff-Düngung (betriebsüblich, N-Sensor, Einmaldüngung) und
- künftig beim Pflanzenschutz.
Die differenzierten Bodenbearbeitungsverfahren (Pflug-, Mulch-, Direktsaat) werden zudem in Großversuchen erprobt.
Den Erfolg der teilflächenspezifischen Produktionsverfahren messen wir auf Basis der Ertrags- und Qualitätsmerkmale des Erntegutes. Daran schließt sich die betriebswirtschaftliche Bewertung der Produktionsverfahren und deren Umsetzung im Betrieb an, der als Beispiel für leistungsfähigen Marktfruchtbau in Schleswig-Holstein steht. Er hat aber auch bundesweit Vorbildcharakter. Das Projekt befindet sich derzeit im 6. Versuchsjahr. Die Laufzeit beträgt 10 Jahre.
Der Praxisbetrieb:
Projektbetrieb ist das Gut Helmstorf, das im typischen Marktfruchtanbaugebiet Schleswig-Holsteins, dem Östlichen Hügelland, liegt. Die Böden sind sehr heterogen (20 bis 65 BP). Das Projekt wird auf 300 ha der Betriebsfläche durchgeführt. Es erfasst dort alle angebauten typischen Fruchtarten (Weizen, Raps, Gerste, Triticale) und Vorfrucht-Nachfruchtkombinationen.Voraussetzungen, Vorgehensweise und Ergebnisse der teilflächenspezifischen Grunddüngung auf den Projektschlägen (300 ha) stellen wir hier vor.
Boden beprobt:
Die Versorgung der Flächen mit den Grundnährstoffen P, K, Mg und den pH-Wert haben wir auf Basis einer systematischen 1-Hektar-Raster-Beprobung ermittelt (s. Übersicht 1). Dadurch wollten wir sicherstellen, dass wir beim Untersuchen der teilflächenspezifischen Grunddüngung ausreichend genau auf die aus der EM 38-Kartierung bekannten Bodenunterschiede reagieren. Dieses aufwendige Verfahren haben wir für die Ausgangsuntersuchungen gewählt, um überhaupt bei bekannten heterogenen Bodenverhältnissen Aussagen zum Nährstoffzustand der Teilflächen zu erhalten.Den Untersuchungsumfang auf ausgewählte, mit der EM 38-Kartierung erfasste Bodenscannerklassen zu beschränken, haben wir aufgrund von Erfahrungen aus Mecklenburg-Vorpommern verworfen. Dort ließ sich auf sehr heterogenen Schlägen nicht sicher ermitteln, dass bei gleicher Bodenscannerklasse innerhalb eines Schlages die gleichen Nährstoffgehalte vorzufinden sind. Nur wenn das gewährleistet ist, wäre ein gezieltes Reduzieren des Beprobens auf ausgewählte, gleiche Bodenscannerklassen (z. B. leichte, mittlere, schwere Teilstücke) sinnvoll. Die Beprobung haben wir als Kreisbeprobung durchgeführt. Die Schlag- und Düngehistorie des Betriebes kennzeichnet:
- Der mehrjährige Einsatz von kalkstabilisiertem Klärschlamm mit mittlerweile zu hohen pH?Werten und zunehmender Gefahr der P-Festlegung.
- Kostenextensive Grunddüngung im P-Bereich mit unzureichenden P?Gehalten auf einzelnen Schlagteilen.
Auf den Schlägen ergab sich ein differenziertes Nährstoffraster, das für ein künftiges Anpassen der Versorgung über eine teilflächenspezifische Grunddüngung geeignet ist. Auf einigen Schlägen gab es für Einzelnährstoffe Unterschiede in den Gehaltsklassen von A bis D.
Problematische Fingerprobe:
Die Bestimmung der Bodenart erfolgte – wie in der Regel generell empfohlen – mit der Fingerprobe. Dies stellte sich im Nachhinein für die Nährstoffgehaltsklassen und die abgeleiteten Düngeempfehlungen als problematisch heraus. So ergab die kostenlos bei der Nährstoffanalyse mitgelieferte Fingerprobe für alle Schläge als Bodenart schlageinheitlich „sandiger Lehm“.Dies war nach den aus der EM 38-Kartierung abgeleiteten Bodenunterschieden nicht plausibel. Deshalb haben wir vorerst probeweise für einen Versuchsschlag (Koppelschlag) im Herbst 2011 im Vergleich zur Fingerprobe eine Texturbestimmung mittels Schlämmanalyse durchgeführt. Diese ergab ein von der Fingerprobe deutlich abweichendes Ergebnis bei der Bodenart und den Bodenunterschieden auf den Schlägen (s. Übersicht 2, S. 61).
Dies hatte erhebliche Konsequenzen für die bodenartabhängige Einstufung der Teilflächen in die Gehaltsklassen und die daraus abzuleitende teilflächenspezifische Düngungsempfehlung für K2O, MgO und CaO. Denn diese müssen abhängig von den Versorgungsstufen an die Bodenart angepasst werden. Für die bodenartabhängige K2O-Einstufung ist dies beispielhaft in Übersicht 2 dargestellt.
Falsche Düngeempfehlung:
Folgt man der Düngungsempfehlung nach Fingerprobe, findet z. B. ein hoffnungsloses Überkalken der Teilflächen und damit des gesamten Schlages statt. Bei der Klärschlammhistorie (kalkstabilisiert) und pH-Werten von zum Teil über 7,0 macht dies sofort stutzig. Auf den Versuchsschlägen lagen 6 bis 27 der 1-Hektar-Rasterflächen bei Schlaggrößen von 18 bis 50 ha im pH-Bereich von 7,0 bis 7,4. Trotzdem lautet die Düngeempfehlung: Weiterhin kalken! Die empfohlene Kalkung hätte mit Sicherheit negative Konsequenzen für die P-Bereitstellung und damit für die ausgewogene Nährstoffversorgung der Pflanzen gehabt. Denn die P-Festlegung ist vorprogrammiert.Schlimmer noch: Auch der an die tatsächliche Bodenart angepasste Düngerbedarf für K2O und MgO wird teilflächenspezifisch nicht getroffen. Dies führt zur Überdüngung und insgesamt zu deutlich höheren Düngekosten. Diese summieren sich allein für den 20 ha-Versuchsschlag im dreijährigen Düngungsturnus in der Fruchtfolge Raps/Weizen/Weizen auf eine Differenz zwischen Fingerprobe und Schlämmanalyse für die Düngung CaO, K2O und MgO auf über 1 600 ¤ (siehe Übersicht 3).
Für die Mg-Düngung haben wir aus Kostengründen einen Mg-haltigen nichtreaktiven Kalk (hohe pH-Werte!) gewählt. Die Mg-Versorgung über Kieserit abzusichern hätte zwar anteilig die Schwefelversorgung in der Vegetationsperiode gesichert, dafür aber auf dem Beispielsschlag Mehrkosten von rund 1 200 ¤ im Vergleich zum Einsatz von Scharzfelder Kalk verursacht.
Die Düngung mit P2O5 ist von der Bodenart unabhängig. Sie wird allein vom Bedarf (Bodengehalt, Entzug) bestimmt.
Kritische Kali-Düngung:
Am Beispiel der Flächenanteile für die Düngung mit K2O in Kombination von Versorgungsstufe und Bodenart werden die pflanzenbaulichen Konsequenzen und der Erfolg einer teilflächenspezifischen Düngung deutlich (siehe Übersicht 2, Seite 61):- Wird die Bodenart nach Fingerprobe bestimmt, landen 83 % der Fläche des Koppelschlages in Versorgungsstufe C und 17 % in Stufe B. Daraus folgt für den Flächenanteil in Stufe B ein Aufdüngungsbedarf auf Stufe C. Der Rest soll eine Erhaltungsdüngung bekommen.
- Bestimmt man dagegen die Bodenart über die Schlämmanalyse (Tongehalt bzw. Ton plus Feinschluff für stärker schluffhaltige Böden), so ergibt sich auf 54 bzw. 46 % der Fläche ein Einsparpotenzial für die Düngung, weil diese in der Versorgungsstufe D landen (s. Übersicht 2).
Teure Texturbestimmung:
Schlämmanalysen zur sicheren Bestimmung der Bodenart werden in der Praxis aber selten gemacht. Das liegt neben den hohen Kosten am erheblichen Zeitaufwand für Labor und Landwirt. Am Beispiel des Koppelschlages haben wir den Gesamtkostenaufwand für die teilflächenspezifische Analyse von P, K und Mg, den pH-Wert, den Humusgehalt, die Schlämmanalyse und das komplette Erstellen der Nährstoffkarten errechnet. Es fallen hierfür Kosten von 71,50 ¤/Probe an. Bei 21 Proben auf dem Schlag sind das insgesamt 1 787 ¤ (inkl. MwSt.). Davon ist mit 1 175 ¤ der größte Kostenfaktor die Schlämmanalyse zur exakten Bestimmung der Bodenart. Diese muss aber nur einmal im „Leben“ des Schlages erfolgen, denn die Bodenart ändert sich nicht.Schlämmanalyse lohnt sich!
Die Kosten der Schlämmanalyse haben sich jedoch schon in einem dreijährigen Düngungsturnus mit einer exakten Bestimmung der Bodenart und der sich daraus ergebenden richtigen Nährstoffgehaltsklassen und Düngungsempfehlungen für K, Mg und Kalk amortisiert. Danach lagen die teilflächenspezifischen Grunddüngungskosten auf dem 20-ha-Versuchsschlag (2009 bis 2011, Fruchtfolge Raps/Weizen/Weizen) bei der Bodenartbestimmung nach Schlämmanalyse 1 631 ¤ unter denen nach Fingerprobe.Für die Versuchsschläge im Projekt „On Farm Research“ holen wir derzeit die komplette Bodenartbestimmung auf Basis 1-Hektar-Raster mittels Schlämmanalyse nach. Mit Beginn des zweiten Düngungsturnus für die folgenden 5 Jahre wollen wir dann angepasst an die voraussichtlich vorzufindenden unterschiedlichen Bodenarten exakt teilflächenspezifisch düngen.
Die bisherige teilflächenspezifische Düngungsstrategie in den Jahren 2010 bis 2012 führte auf den 300 ha Versuchsfläche bei P-Dünger, der bodenartunabhängig gedüngt wird, bei einheitlicher Düngung zu einem Aufwand von 90 kg/ha, teilflächenspezifisch von 171 kg/ha. Ursache für den gestiegenen Aufwand war die in den zurückliegenden Jahren aufgelaufene Unterversorgung mit P.
Die erste Durchsicht der im Herbst diesen Jahres gezogenen Bodenproben hat gezeigt, das der P-Gehalt dadurch auf den unterversorgten Teilflächen angehoben werden konnte. Auch für Kali stiegen die bisher teilflächenspezifisch auszubringenden Mengen (Basis Fingerpobe) gegenüber schlageinheitlicher Düngung an.
Die Neuberechnung des Nährstoffbedarfes nach Vorlage der Schlämmanalyse, angepasst an die jeweilige Bodenart der Teilfläche, bleibt abzuwarten. Das Beispiel Koppelschlag zeigt, das dann der Kalibedarf und damit die Kosten für die Kalidüngung voraussichtlich sinken. Das größte Einsparungspotenzial wurde durch das Aussetzen der Kalkung entgegen der Empfehlung nach Fingerprobe erreicht. Bei den festgestellten hohen pH-Werten war eine Kalkung trotz Empfehlung fachlich nicht richtig. Den Erfolg dieser Entscheidung zeigen die jetzt nach 4 Jahren ermittelten pH-Werte auf den Versuchsschlägen. Diese liegen nun im Normalbereich von pH 6,4 bis 6,8 für diese Böden.
Und die Ausbringtechnik?
Neben den pflanzenbaulichen und düngungstechnischen Fragen interessiert: Was leistet die Ausbringtechnik bezogen auf die Teilfläche? Der im Projektbetrieb vorhandene Bredal-Großflächenstreuer wurde mit einem Kostenaufwand von 5 200 € „teilflächenfähig“ aufgerüstet. Allerdings ist es mit einem 36 m Schleuderstreuer nicht möglich, randscharf entsprechend der ermittelten Gehaltsklasse des 1-Hektar-Bodenprobenrasters zu düngen. Weiteres Manko: Die Ausbringverzögerung der über die Streukarte für ein bestimmtes Schlagteilstück vorgesehene Düngermenge bleibt eine „große Unbekannte“. Herstellerangaben, wie lange der Dünger vom „Befehl“ aus der Streukarte bis zum Auftreffen auf dem Bodenteilstück benötigt, sind kaum oder nicht zu bekommen.Praktische Erfahrungen aus teilflächenspezifischer Grunddüngung zeigen, dass mit einer Ausbringverzögerung von mindestens 3 bis zu 10 sec. zu rechnen ist. Für eine Verzögerung von 10 sec. entsteht bei einer Fortschrittsgeschwindigkeit von 12 bis 15 km/h ein berechnetes Streubild, das von der gewünschten Applikation einer bestimmten Düngermenge auf einer definierten Teilfläche weit entfernt ist. Dem kann nur begegnet werden, wenn es gelingt, den „Vor- und Nachlauf“ des Düngerstreuers in die Streukarte einzuarbeiten. Das setzt dann aber gleichbleibende Fortschrittsgeschwindigkeit voraus.
