Bringt die teilflächenspezifische N-Düngung Vorteile gegenüber einer betriebsüblichen Verteilung? Lassen sich damit Über- und Unterversorgung vermeiden? Mehrjährige Ergebnisse dazu liefert das Projekt „On Farm Research“ der LWK Schleswig-Holstein.
Welchen Segen bringt „Precision Farming“ der ackerbaulichen Praxis? Antwort auf diese Frage soll ein über 10 Jahre angelegtes Projekt (Start 2007) der Landwirtschaftskammer Schleswig-Holstein auf dem Gutsbetrieb Helmstorf/Ostholstein bringen. Eine erste Zwischenbilanz zur „teilflächenspezifischen Grunddüngung“ hat top agrar in der Ausgabe 11/2012 (Seite 60) veröffentlicht. Die Voraussetzungen, Vorgehensweise und Ergebnisse der „teilflächenspezifischen N-Düngung“ auf den Projektschlägen (300 ha) stellen wir hier vor.
Bodenunterschiede erfasst:
Basis für die Bewertung der Bodenheterogenität der Versuchsschläge war die Kartierung über EM 38 und die pragmatische Umsetzung der ermittelten differenzierten elektrischen Leitfähigkeit in 3 Bodenklassen: Leicht, mittel und schwer (s. Übersicht 1).Anpassungen haben wir mit Hilfe des Betriebsleiters vorgenommen, wenn es um die Unterscheidung von Lehm- und Tonkuppen sowie humosen Senken und deren Zuordnung zu Bodenscannerklassen mit gleicher elektrischer Leitfähigkeit, aber unterschiedlichen Bodenzuständen ging. In Einzelfällen haben wir einen ergänzenden Abgleich mit Angaben aus der Reichsbodenschätzung vorgenommen.
3 N-Varianten im Vergleich:
Wir haben zur „teilflächenspezifischen N-Düngung“ den Yara-N-Sensor eingesetzt. Er stand als erste fertig angebotene Lösung zu Projektbeginn zur Verfügung. Die „teilflächenspezifische Düngung mit dem N-Sensor“ vergleichen wir in unserem Projekt mit folgenden N-Düngungsvarianten:- „Betriebsüblich“. Sie wird nicht konstant gedüngt. Der Streuerfahrer greift vielmehr auf Grund seiner langjährigen Erfahrung und detaillierten Schlagkenntnis „steuernd“ über die +/– -Taste bei der Ausbringmenge abhängig vom Bestandesbild und den aktuell befahrenen Schlagteilen (Lehmkuppe, humose Senke) ein. Es war beim Strategievergleich nicht das Ziel, den Betrieb „in die Steinzeit zurückzuversetzen“ und betriebsüblich ein flächenkonstantes Streuen im Vergleich zum N-Sensor zu organisieren. Bei der Darstellung diverser Ergebnisse zum N-Sensor wird dies aber oft getan.
- „Einmaldüngung“ mit stabilisiertem Stickstoff zu Vegetationsbeginn.
Die Versuchsschläge haben wir in drei Teilstücke unterteilt (Übersicht 2), deren Größe, Form und Lage wir nach folgenden Überlegungen festgelegt haben:
- Wir wollen das existierende Fahrgassensystem nutzen.
- Alle zuvor ermittelten Bodenscannerklassen sollen im Teilstück vertreten sein.
- Durch die gewählte Teilstückgröße wollten wir das finanzielle Risiko der relativ neuen Varianten für den Landwirt überschaubar halten.
Die Anlage der Versuche erfolgte im ersten Versuchsjahr auf mehreren Schlägen. In den Folgejahren haben wir die Versuche auf den gleichen Schlägen mit den betriebsüblichen Fruchtfolgen: Raps/Winterweizen/-weizen bzw. Raps/W.weizen/-gerste fortgeführt. Innerhalb der Parzellen erfolgen Aussaat und Grunddüngung teilflächenspezifisch, aber nach einheitlichem Verfahren (Algorithmus) für alle N-Düngungsvarianten.
Auf alle Details beim Einsatz des N-Sensors können wir hier nicht eingehen. Einzelergebnisse des intensiven N-Monitorings und Probleme des Sensoreinsatzes finden Sie im Internet: www.lksh.de/landwirtschaft/pflanze/on-farm-research/
Dort erfahren Sie auch mehr über die aus dem Sensoreinsatz abgeleiteten N-Empfehlungen abhängig von dem Witterungsverlauf und der N-Aufnahme des Pflanzenbestandes (z. B. beim Raps). Details gibt es zu der Möglichkeit der sicheren teilflächenbezogenen Platzierung der empfohlenen N-Menge und den erreichten Erträgen, Qualitäten und N-Bilanzen. Außerdem: Detaillierte Infos zu Methodik, Inhalten und Ergebnissen der Variante „Betriebsüblich“ und „Einmaldüngung“.
Bisherige Beobachtungen:
Als erstes haben wir geprüft, wie genau die N-Menge, die der Sensor bei Überfahrt ermittelt hatte, auf die Fläche fällt, wo sie laut Messung konkret benötigt wird. Es zeigte sich, dass zum Teil erhebliche Streuversätze entstanden und zwar abhängig von der Fahrgeschwindigkeit des Düngerstreuers. Praxisüblich ist ein Tempo von 12 bis 16 km/h. Abhängig von der Fahrgeschwindigkeit fällt der Dünger bei 10 km/h ca. 8 m später, bei 12 km/h erst nach ca. 10 m und bei 15 km/h sogar erst nach 12,5 m. Hinzu kommen 1 bis 2 Sekunden für den Transport des Düngers im Gestänge.Die Empfehlung des Sensorherstellers, für die teilflächenspezifische N-Düngung die Arbeitsgeschwindigkeit auf 6 bis 8 km/h zu senken, ist für einen wirtschaftlichen Arbeitsablauf im Großbetrieb wenig hilfreich. Denn damit wird die Flächenleistung um 50 % reduziert.
Um beim Düngerstreuer ein sinnvolles, technisch machbares Regelverhalten zuzulassen, musste der Regelbereich für das Ausbringen der teilflächenspezifischen N-Düngermenge begrenzt werden. Ein anfangs empfohlenes „Durchregeln“ von 0 bis 120 kg N/ha für eine teilflächenspezifische N-Düngung ließ sich praktisch nicht umsetzen. Technisch machbare Regelbereiche lagen bei +/– 20 bis 40 kg N/ha um die empfohlene mittlere N-Düngermenge zum jeweiligen N-Düngungstermin.
Die über das Terminal ausgegebene Applikationskarte zeigte zwar 1 : 1 die Empfehlungskarte für die N-Applikation aus der Sensor-Messung an. Sie entsprach aber nicht der durch den Streuer teilflächenspezifisch ausgebrachten N-Düngermenge. Mit dem von 2008 bis 2010 eingesetzten Rauch AGT 24 m-Streuer war ein echtes „Zurückschreiben“ der tatsächlich gefallenen N-Düngermenge für die Teilflächen nicht möglich. Der Streuer lieferte dafür keine Ist-Werte. Mit dem seit 2011 eingesetzten Streuer (Rauch AGT 36 m) ist ein „Zurückschreiben“ der tatsächlich auf der Teilfläche ausgebrachten N-Düngermenge möglich und damit eine Kontrolle, wie viel Dünger wo tatsächlich gefallen ist.
Vorsommertrockenheit, die vor allem in den Versuchsjahren 2008 und 2010 bis 2012 typisch war, erschwerte es dem N-Sensor, bei Getreide gut abzuschneiden. Denn das Monitoring des N-Testers lieferte abhängig vom Entwicklungsstadium zum Zeitpunkt der Düngung (2. und 3. Gabe) passende Bedarfswerte. Die sichere Umsetzung in Ertrag blieb aber wegen länger ausbleibender Niederschläge nach der „sensorgerechten Düngung“ aus. In diesen Jahren waren „Einmal-Düngungsstrategien zu Vegetationsbeginn“ für die N-Versorgung des Bestandes erfolgreich (s. top agrar 12/2012, S. 50).
In anderen Fällen führte die N-Testermessung zwar zu hervorragender N-Bilanz, aber zu deutlichen Ertragseinbußen, weil z. B. die 3. N-Gabe in Wintergerste ausgelassen wurde. Denn der N-Tester hatte festgestellt: „ausreichende N-Versorgung des Bestandes gegeben, keine Düngung mehr erforderlich“.
Es zeigte sich auch, dass sich mit an die Bodenunterschiede angepassten teilflächenspezifischen Aussaatmengen weitestgehend homogene, in der Biomasse kaum differenzierte Getreidebestände etablieren ließen. In diesem Fall gibt es im weiteren Vegetationsverlauf kaum Regelbedarf für den N-Sensor. Das belegen auch die aufgezeichneten Biomassekarten.
Kritisch bei Raps:
Schwächen gibt es, wenn man die absolute Kalibrierung des N-Sensors im Raps verwendet. Hierbei bestimmt der N-Sensor auf Grund des Bestandsbildes den N-Bedarf für die 2. Gabe. Bleibt die aus der 1. Gabe noch im „Transit“ befindliche N-Menge – d. h. der gedüngte N befindet sich anteilig noch im Boden und ist vom Raps noch nicht aufgenommen –, unberücksichtigt, führt dies zwangsläufig zu einer zu hohen Gesamt-N-Menge bei der Rapsdüngung.Diesen „Transit-Stickstoff“ praktikabel abzuschätzen, um die Menge bei der 2. sensorgestützten N-Gabe abzuziehen, ist kaum möglich. Wenn man dies doch tut, verhindert die Sensorsoftware die Eingabe zur Anrechnung dieser noch in der Nachlieferung zu erwartenden N-Menge.
Auch lässt es die Sensorsoftware nicht zu, z. B. die im Zusammenhang mit Pflanzenschutzmaßnahmen zeitlich unmittelbar vor der Sensordüngung ausgebrachten AHL-Mengen anzurechnen.
Ein Einbeziehen der Schwefeldüngung zu Raps – 40 bis 50 kg Schwefel/ha sind unter unseren Anbaubedingungen erforderlich – ist über eine teilflächenspezifische Sensordüngung nicht möglich. Eine an die vom N-Sensor empfohlene teilflächenspezifische N-Düngermenge angepasste Schwefelmenge würde je nach Düngerform zur Unter- oder Überversorgung mit Schwefel im Bestand führen. Die Ertragswirkung und gegebenenfalls auftretende Auswaschungsverluste in der Teilfläche stark differenzierter Schwefelgaben lassen sich jedoch nicht bewerten.
Für die praktische Umsetzung bleibt die konstante N-Düngung in der 1b-Gabe mit 40 kg Schwefel, z. B. über schwefelsauren Ammoniak (SSA). Damit gehen auch 40 kg N/ha für ein „Regeln mit dem N-Sensor“ von der Gesamt-N-Menge zu Raps verloren.
Zudem bremst die nötige Frost- und Taufreiheit der Bestände für die Arbeit mit dem N-Sensor gerade bei der 1. N-Gabe zu Raps den Einsatz des N-Sensors unter praktischen Bedingungen oft aus. Die sichere Befahrbarkeit der überfrorenen Böden, oft gekoppelt mit rauhreifen Beständen in den frühen Morgenstunden, lässt sich nicht nutzen.
Wer schnitt am besten ab?
Die drei Düngungsstrategien haben wir auch wirtschaftlich bewertet. Dazu haben wir aufwendig Daten im Projektbetrieb erhoben. Diese haben wir angepasst und abgeglichen mit vergleichbaren Betrieben aus der Marktfruchtberatung Schleswig-Holstein. Danach haben wir die „Direkt- und Arbeitskostenerledigungsfreie Leistung“ der Produktionsverfahren ermittelt auf Basis:- der Leistung (Ertrag, Qualität, Preis),
- Direktkosten (Saatgut, Düngemittel, Pflanzenschutzmittel, Hagelversicherung, Zinsansatz Umlaufvermögen) und
- Arbeitserledigungskosten.
Hier die wichtigsten Ergebnisse: Für die 3 Düngungsstrategien hat sich im Mittel des Betriebes und der angebauten Fruchtarten Raps/Weizen/Gerste die Variante „Betriebsüblich“ als die wirtschaftlichste erwiesen. Gegenüber der unkomplizierten „Einmaldüngung“ brachte die aufwändigere „N-Sensordüngung“ (N-Testermessungen, Kalibrierfahrten usw.) keine wirtschaftlichen Vorteile (Übersicht 3).
Auch bei Raps schnitt die Variante „Betriebsüblich“ am wirtschaftlichsten ab. Die „Einmaldüngung“ und „N-Sensordüngung“ lagen nur 10 ¤/ha auseinander. In Wintergerste lagen „Betriebsüblich“ und „Einmaldüngung“ fast gleichauf, die N-Sensor-Variante fiel dagegen auch hier wirtschaftlich ab. Ebenfalls erfolgreicher als die „N-Sensordüngung“ war die „Einmaldüngung“ in Stoppelweizen.
Unter den Anbaubedingungen in Schleswig-Holstein und den sich veränderten Witterungsabläufen (lang anhaltende Vorsommertrockenheiten mit unzureichender N-Wirkung bei geteilten N-Gaben) war eine ausreichend hohe N-Versorgung zu Vegetationsbeginn unter Nutzung der aus dem Winter verbliebenen Wasserreserven ertragsentscheidend. Es ist davon auszugehen, dass sich unter diesen Verhältnissen zunehmend vereinfachte Düngungsstrategien durchsetzen werden. Wenn das Wasser in wichtigen Vegetationsabschnitten fehlt, ist es offensichtlich nicht erfolgreich, sich mit aufwendiger N-Tester- und Sensortechnik an einem „erhofften“ Entwicklungsverlauf der Pflanzen entlangzutasten.
