Optimierter Stickstoff-Düngereinsatz bei Weizen
Optimierter Stickstoff(N)-Düngereinsatz ist Voraussetzung für effiziente Landwirtschaft. Die Vorteile liegen auf der Hand: bestmögliche Erträge werden erreicht, teure N-Überschüsse eingespart und umweltbelastende N-Verluste verhindert. Mit FARM/IT finden auch Sie Ihre individuell optimierte Strategie zum N-Düngereinsatz bei Weizen.
Standortspezifische Bodeneigenschaften und Wachstumsbedingungen führen zu variierenden N-Bedürfnissen. Um eine optimale N-Versorgung des Pflanzenbestandes zu gewährleisten, müssen Ausbringungsmenge und -zeitpunkt an den individuellen N-Bedarf der Kulturpflanzen angepasst werden. Die akkumulierte N-Aufnahme der Pflanzen bis zum Düngezeitpunkt ist für die Ermittlung des aktuellen N-Bedarfs besonders wichtig. Eine moderne nicht-destruktive Methode zur Bestimmung des aktuellen N-Versorgungszustandes von Pflanzen sind Messungen des vom Pflanzenbestand reflektierten Lichts, sogenannte „Spektralmessungen“.
Das FARM/IT-System zeichnet sich durch die einzigartige Kombination von Spektralmessungen mit Pflanzenwachstumsmodellen aus. Somit werden Empfehlungen zum saison-spezifisch optimierten N-Düngereinsatz möglich gemacht.
Was sind Spektralmessungen genau?
Im Zuge von „Spektralmessungen“ wird das vom Pflanzenbestand reflektierte Licht gemessen. Die einzelnen Lichtbereiche werden dabei unterschiedlich stark reflektiert. Besonders die Reflexionen des sichtbaren Lichts (400 – 700nm) und der nahen Infrarotstrahlung (700 – 1300nm) sind vom Stickstoffgehalt der Pflanzen abhängig (Abbildung 1).
Die Spektralmessungen werden in weiterer Folge für die Berechnung von Indizes verwendet (z.B. Canopy Chlorophyll Content Index (CCCI) und Normalised Difference Red Edge (NDRE)), die Aufschluss über den aktuellen Stickstoffversorgungszustand von Pflanzen geben.
Abbildung 1: Reflektiertes Spektrum von Pflanzenbeständen mit unterschiedlicher N-Düngung. Mit der N-Versorgung steigt die Absorption des sichtbaren Lichts (400 – 700 nm) sowie die Reflexion der nahen Infrarotstrahlung (ab 700 nm).
Wie werden Spektralmessungen durchgeführt?
Spektralmessungen werden mithilfe von „Spektrometern“ durchgeführt. Per Knopfdruck werden Informationen zu dem vom Pflanzenbestand reflektierten Licht gesammelt. Dabei werden jedoch keine Bilder, sondern Informationen zur reflektierten Strahlung des Pflanzenbestandes erhoben. Im Rahmen dieses FARM/IT-Projektes betreut die Arbeitsgruppe Pflanzenbau (Universität für Bodenkultur Wien BOKU) Weizen-Versuchsflächen am Universitäts- und Forschungszentrum Tulln (UFT). Dabei werden neben zahlreichen Erhebungen (z.B.: Wasser und N-Gehalte des Bodens, N-Aufnahme der Pflanzen) auch Spektralmessungen in Parzellen mit unterschiedlichen Winterweizensorten und N-Düngestufen durchgeführt. Die notwendigen Bedingungen für schnelle und exakte Lichtmessungen werden im Rahmen des Versuchs der Arbeitsgruppe Pflanzenbau (BOKU) mithilfe eines standardisierten Messablaufes und der Verwendung des „Phenocarts“ gewährleistet. Das „Phenocart“ ist ein individuell für diesen Lichtmessungsversuch angefertigtes, fahrbares Gerät (Abbildung 2). Ausgerüstet mit Spektrometer und Laptop, ermöglicht es schnell standardisierte Lichtmessungen durchzuführen und zu speichern.
Wie werden N-Düngerempfehlung berechnet?
Der innovative Farm/IT-Ansatz zur Ermittlung einer bedarfsgerechten N-Düngung liegt darin, dass Spektraldaten mit Pflanzenwachstumsmodellen verknüpft werden. Dabei simulieren die Modelle laufend saisonspezifische Biomassezuwächse und N-Bedarf der Pflanzen basierend auf aktuellen Wetterdaten bzw. Wettervorhersagen. Die Simulationsergebnisse liefern Informationen zu möglichen Entwicklungsverläufen der Kulturpflanzen, die für N-Düngerempfehlungen herangezogen werden.
