Schnell, einfach und bedarfsgerecht düngen mit TerraZo

Pflanzenbestände müssen ausreichend mit Nährstoffen versorgt werden, um das jeweilige Ertragspotenzial zu erreichen. Gerade in Zeiten von hohen Erzeugerpreisen und hohen Düngungskosten ist es von größter Bedeutung, den Pflanzenbestand bedarfsgerecht zu versorgen. Die Düngung hat aber auch Auswirkungen auf die Umwelt, speziell im Gewässerschutz. Landwirte stehen also vor der Herausforderung, die Düngung möglichst präzise auf die Standortbedingungen und Witterungseinflüsse anzupassen, um Ertragssicherung, Umweltschutz und Ökonomie in Einklang zu bringen.

Hier kommt die teilflächenspezifische Düngung ins Spiel. Multispektralaufnahmen aus Sensoren oder Satelliten ermöglichen es, den Zustand der Pflanzen bezüglich Biomasse und Nährstoffversorgung über die gesamte Vegetationszeit abzubilden. Aus dieser Bestandsbeschreibung können notwendige Bewirtschaftungsmaßnahmen und die optimale Düngermenge abgeleitet werden. Um dieses Konzept am eigenen Betrieb umzusetzen, stehen die Landwirte vor zwei Herausforderungen: der Berechnung der optimalen Düngermenge und dem Ausbringen an der richtigen Stelle.

Zunächst müssen Vegetationsdaten, z.B. aus Satellitendaten, verarbeitet und interpretiert werden. Aus diesen Daten muss im nächsten Schritt eine pflanzenbauliche Applikationskarte erstellt werden. Diese Datenverarbeitung erfordert viel Zeitaufwand und setzt IT-Fachwissen voraus. Zudem stellt es sich meist als schwierig heraus, aus den Vegetationsdaten die richtige Düngemenge abzuleiten. Daher gibt es Anbieter, die die Erstellung von Applikationskarten für Landwirte übernehmen. Josephinum Research hat mit der Anwendung TerraZo (terrazo.josephinum.at) eine einfache Softwarelösung entwickelt. Damit wird die Verarbeitung von Satellitendaten automatisiert und eine Düngemenge für die teilflächenspezifische Düngung vorgeschlagen.

Im ersten Schritt wird ein Feld angelegt, das manuell gezeichnet oder per Mausklick von der AMA-Datenbank abgerufen werden kann. Ist das Feld gespeichert, können alle Satellitendaten des Kartenausschnitts abgerufen werden. Dabei wird die Pflanzenentwicklung mit einem Vegetationsindex rasterförmig (Auflösung = 10 x 10 m) beschrieben. In der Folge kann das ausgewählte Feld in bis zu fünf Zonen geteilt werden. Für jede Zone bietet TerraZo die Möglichkeit, einen automatischen Düngemengenvorschlag für die Start- und Qualitätsgabe bei Wintergetreide zu berechnen. Der Düngewert kann auch manuell verändert werden. Anschließend wird eine Applikationskarte im Shape-Dateiformat erstellt, die auf unterschiedliche Weise bei der Düngung angewendet werden kann. Grundlage für den Düngemittelvorschlag sind Stickstoffaufnahmemodelle, die im Zuge mehrjähriger Feldversuche in den verschiedenen Klimaräumen erarbeitet wurden. Für diese österreichischen Gebietskulissen können somit abgestimmte Düngekarten mit einem entsprechenden Düngevorschlag generiert werden.

Bei der ersten Düngergabe zu Vegetationsbeginn soll der Bestand ausgeglichen werden. Schwere (tonhaltige) Bereiche erwärmen sich im Frühjahr langsam, sind reaktionsträge und haben deswegen ein gehemmtes Mineralisationsvermögen. Solche Bereiche (in Abbildung “Applikationskarte für die erste Düngergabe bei Winterweizen“ in Rot) sollten deshalb stärker angedüngt werden. Gut entwickelte Bereiche mit ausreichender Triebzahl sollten hingegen weniger gefördert und somit knapper mit Stickstoff versorgt werden. Witterungsbedingt können insbesondere in Trockengebieten auf leichten Standorten aufgrund des Wassermangels Bestandsunterschiede entstehen. Eine schlechte Bestandsentwicklung aufgrund von Wassermangel muss aus diesem System ausgenommen werden und mit einer Mindestmenge versorgt werden.

Bei der zweiten Düngergabe wird eine konstante Gabe empfohlen. Hier ist der genaue Zeitpunkt der Düngerapplikation entscheidend. Schwach entwickelte Bestände sollten schon gegen Ende der Bestockung (EC 29/30) nachgedüngt werden, während stärkere Bestände erst beim Aufhellen von jüngeren Trieben gedüngt werden sollen. Die Qualitätsgabe erfolgt um EC 39 (Fahnenblatt voll entwickelt). Zu diesem Zeitpunkt gibt es einen starken Zusammenhang zwischen Vegetationsindex und späterem Ertrag. Somit kann die Ertragsverteilung über das Feld geschätzt werden. Abhängig von der bisher ausgebrachten Düngermenge, vom erwarteten Durchschnittsertrag und vom Rohproteingehalt kann nun die optimale Menge berechnet werden. Nährstoffverluste und Reststickstoffmengen nach der Ernte werden auf diese Weise minimiert.

Die zweite Herausforderung ist die korrekte Ausbringung der Düngermenge anhand der erstellten Applikationskarte. Moderne Düngerstreuer besitzen Schnittstellen, über die Applikationskarten hochgeladen werden können. Die richtige Düngermenge je Teilfläche wird vollautomatisch geregelt. Sollte die entsprechende technische Ausstattung nicht vorhanden sein, ist eine teilflächenspezifische Ausbringung mithilfe der Smartphone-App GIS-ELA (frei im Appstore für Android verfügbar) auch ohne Zusatzausstattung am Traktor oder am Düngerstreuer möglich. Durch das Angebot an kostenlosen Tools zur Applikationskartenerstellung mit TerraZo und Ausbringung mit GIS-ELA ist der Einstieg in eine standortangepasste Bewirtschaftung mit geringem zeitlichem und ohne finanziellen Mehraufwand möglich.

Ein Fokus liegt in der Weiterentwicklung der Methoden zur Schätzung der optimalen Düngermenge. Dabei wird ein Schwerpunkt auf die Detektion von Minderertragsstellen bzw. auswaschungsgefährdeten Stellen gelegt. Diese Feldbereiche sind sehr empfindlich auf falsche Bewirtschaftungsmaßnahmen. Wenn sie beispielsweise im Frühjahr zu stark mit Stickstoff versorgt werden, steigt das Auswaschungsrisiko enorm an. Das ökologische Potenzial einer teilflächenspezifischen Bewirtschaftung ist hier besonders groß. Zusätzlich sollen zukünftig bestehende Methoden durch Feldversuche validiert und weiterentwickelt werden, überdies sollen auch neue Funktionalitäten (z.B. Ausweitung auf weitere Kulturen) hinzukommen. Derzeit wird an einer Lösung gearbeitet, um TerraZo auch international anwenden zu können.

TerraZo ist ein mit öffentlichen Mitteln gefördertes Projekt. TerraZo wird als eine anerkannte Methode mit dahinterliegenden validierten Feldversuchsdaten zur teilflächenspezifischen Düngung entwickelt und öffentlich angeboten. Ziel ist es, die Methode von TerraZo anderen Systemen wie Farm-Management-Informationssystemen und Organisationen zur Verfügung zu stellen. Ein erstes Beispiel stellt die Integration bei Borealis L.A.T dar. Im Zuge der Düngeplanung im NutriGuide® (nutriguide.borealis-lat.com) kann eine TerraZo-Düngekarte erstellt werden. Die Anwendung kann mit der NutriZones®-App (frei im Appstore für IOS und Android verfügbar) erfolgen. NutriZones® funktioniert dabei ähnlich wie GIS-ELA wie ein Navigationsgerät, indem es die aktuelle Position im Feld verfolgt und die Düngermenge für die jeweilige Zone bekannt gibt.