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Hochschule Weihenstephan-Triesdorf
Fakultät Landwirtschaft Triesdorf
Studiengang Landwirtschaft
Bachelo ra rbeit
******************************* Thema *******************************
Praxisversuch zur teilflächenspezifischen Stickstoffdüngung in
Winterweizen mit dem System Isaria
eingereicht von:
Simon Niebler
Betreuer:
Prof. Dr. Bernhard Göbel
Zweitkorrektor:
Dipl. Ing. agr. Holger Stütz
Tag der Abgabe:
05.03.2013
- III -
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis ........................................................................................................... III
Verzeichnis der Tabellen ................................................................................................. V
Verzeichnis der Abbildungen .......................................................................................... V
Verzeichnis der Abkürzungen ....................................................................................... VII
Literaturverzeichnis ........................................................................................................ 64
Anhang ........................................................................................................................... 67
1 Einführung und Zielsetzung ...................................................................... 8
1.1
Einführung .................................................................................................... 8
1.2
Zielsetzung ..................................................................................................... 9
2 Literaturübersicht ........................................................................................ 9
2.1
Definitionen ................................................................................................... 9
2.2
Forschungsarbeiten zur teilflächenspezifischen Düngung ...................... 10
2.3
Sensortechnik auf dem deutschen Markt ................................................. 12
3 Material und Methodik ............................................................................... 17
3.1
Lage der Versuchsstandorte und deren Klimaverhältnisse .................... 17
3.2
Witterung im Versuchszeitraum ............................................................... 18
3.3
Verwendete Technik ................................................................................... 21
3.4
Versuchsdurchführung .............................................................................. 23
3.5
Untersuchungen nach der Ernte ............................................................... 29
3.6
Errechnung der Stickstoffbilanz ............................................................... 30
3.7
Statistische Auswertungen ......................................................................... 31
- IV 4 Ergebnisse ................................................................................................. 34
4.1
Ergebnisse der Messung der Querverteilung und der absolut
ausgebrachten Düngermenge..................................................................... 34
4.2
Applikationskarten aus dem Terminal des Systems Isaria ..................... 35
4.3
Ergebnisse der Handbeerntung mit Untersuchungen weiterer
Parameter der Ertragsstruktur und des Korns ....................................... 38
4.4
Ergebnisse der Ernte mit Ertragskartierung ........................................... 48
4.5
Berechnungen der N-Bilanz ....................................................................... 49
5 Diskussion / Schlussfolgerung ................................................................ 52
5.1
Auswahl des Materials und der Methoden ............................................... 52
5.2
Erstellung der Ertragspotenzialkarten ..................................................... 53
5.3
Ausgebrachte Düngermenge ...................................................................... 54
5.4
Düngerverbrauch, N-Bilanz und Reststickstoffgehalte ........................... 56
5.5
Vergleich von Handernte und Ertragskartierung ................................... 57
5.6
Ursachen für das nicht-Erreichen der Ertragserwartung in Niesaß ..... 58
6 Ausblick ...................................................................................................... 62
7 Zusammenfassung .................................................................................... 63
-VVerzeichnis der Tabellen
Tabelle 1: Vergleich der Wasserbilanzen der Versuchsstandorte Niesaß und Wittenfeld
im Betrachtungszeitraum Oktober 2011 bis August 2012; Quelle: eigene
Darstellung .............................................................................................................. 20
Tabelle 2: Erntemenge, Rohproteingehalt, gedüngte Menge Stickstoff und daraus
resultierende Stickstoffbilanz am Standort Niesaß; Quelle: eigene Darstellung .... 51
Tabelle 3: Vergleich von Erträgen aus der Handernte mit den Erträgen aus der Ertragskartierung am Standort Niesaß; Quelle: eigene Darstellung .................................. 57
Tabelle 4: Vergleich von Erträgen aus der Handernte mit den Erträgen aus der Ertragskartierung am Standort Wittenfeld; Quelle: eigene Darstellung ............................ 57
Verzeichnis der Abbildungen
Abbildung 1: Messflächen von Yara N-Sensor .............................................................. 13
Abbildung 2: Sensorsystem Fritzmeier Isaria angebaut an einen Schlepper und in
Arbeitsposition während der Düngerapplikation; (Geo Konzept 2011) ................. 22
Abbildung 3: GPS-Handgerät zur Markierung der Handernteparzellen im Versuchsfeld;
Quelle: eigene Aufnahme ....................................................................................... 24
Abbildung 4: Lage der Handernteparzellen innerhalb des Versuchsschlages "Schlag 5"
in Wittenfeld; Quelle: eigene Darstellung .............................................................. 25
Abbildung 5: Foto des Computerbildschirms bei der Ermittlung der ausgebrachten
Stickstoffmenge anhand der Applikationskarten aus dem System Isaria; Quelle:
eigene Darstellung .................................................................................................. 31
Abbildung 6: Karte der ausgebrachten N-Mengen bei der zweiten Stickstoffdüngung auf
dem Schlag „Strassacker“ in Niesaß; Quelle: eigene Darstellung .......................... 35
Abbildung 7: Karte der ausgebrachten N-Mengen bei der dritten Stickstoffdüngung auf
dem Schlag „Strassacker“ in Niesaß; Quelle: eigene Darstellung .......................... 36
Abbildung 8: Karte der ausgebrachten N-Mengen bei der dritten Stickstoffdüngung auf
dem Schlag „Schlag 5“ in Wittenfeld; Quelle: eigene Darstellung ........................ 37
Abbildung 9: Mittlerer gemessener Ertrag und vorher festgelegte Ertragserwartung in
Abhängigkeit der Ertragspotenzialzonen am Standort Niesaß. Verschiedene
Buchstaben kennzeichnen signifikante Unterschiede mit einer
Irrtumswahrscheinlichkeit ≤5%; n=5; Quelle: eigene Darstellung......................... 38
- VI Abbildung 10: Mittlerer Rohproteingehalt nach Dumas-Methode in Abhängigkeit der
Ertragspotenzialzonen am Standort Niesaß. Verschiedene Buchstaben
kennzeichnen signifikante Unterschiede mit einer Irrtumswahrscheinlichkeit ≤5%;
n=5; Quelle: eigene Darstellung ............................................................................. 39
Abbildung 11: Mittlere Tausendkornmasse in Abhängigkeit der Ertragspotenzialzonen
am Standort Niesaß. Verschiedene Buchstaben kennzeichnen signifikante
Unterschiede mit einer Irrtumswahrscheinlichkeit ≤5%; n=5; Quelle: eigene
Darstellung .............................................................................................................. 40
Abbildung 12: Mittlere Anzahl der Ähren pro Quadratmeter in Abhängigkeit der
Ertrags-potenzialzonen am Standort Niesaß. Verschiedene Buchstaben
kennzeichnen signifikante Unterschiede mit einer Irrtumswahrscheinlichkeit ≤5%;
n=5; Quelle: eigene Darstellung ............................................................................. 41
Abbildung 13: Mittlere Anzahl der Körner pro Ähre in Abhängigkeit der
Ertragspotenzial-zonen am Standort Niesaß. Verschiedene Buchstaben
kennzeichnen signifikante Unterschiede mit einer Irrtumswahrscheinlichkeit ≤5%;
n=5; Quelle: eigene Darstellung ............................................................................. 41
Abbildung 14: Mittlerer Gehalt des Bodens an mineralischem Stickstoff nach der Ernte
in Abhängigkeit der Ertragspotenzialzonen am Standort Niesaß. Verschiedene
Buchstaben kennzeichnen signifikante Unterschiede mit einer
Irrtumswahrscheinlichkeit ≤5%; n=5; Quelle: eigene Darstellung......................... 42
Abbildung 15: Mittlerer gemessener Ertrag und vorher festgelegte Ertragserwartung in
Abhängigkeit der Ertragspotenzialzonen am Standort Wittenfeld. Verschiedene
Buchsta-ben kennzeichnen signifikante Unterschiede mit einer
Irrtumswahrscheinlichkeit ≤5%; n=5; Quelle: eigene Darstellung......................... 43
Abbildung 16: Mittlerer Rohproteingehalt nach Dumas-Methode in Abhängigkeit der
Er-tragspotenzialzonen am Standort Wittenfeld. Verschiedene Buchstaben
kennzeichnen signifikante Unterschiede mit einer Irrtumswahrscheinlichkeit ≤5%;
n=5; Quelle: eigene Darstellung ............................................................................. 44
Abbildung 17: Mittlere Tausendkornmasse in Abhängigkeit der Ertragspotenzialzonen
am Standort Wittenfeld. Verschiedene Buchstaben kennzeichnen signifikante
Unterschiede mit einer Irrtumswahrscheinlichkeit ≤5%; n=5; Quelle: eigene
Darstellung .............................................................................................................. 45
Abbildung 18: Mittlere Anzahl der Ähren pro Quadratmeter in Abhängigkeit der
Ertragspotenzialzonen am Standort Wittenfeld. Verschiedene Buchstaben
kennzeichnen signifikante Unterschiede mit einer Irrtumswahrscheinlichkeit ≤5%;
n=5; Quelle: eigene Darstellung ............................................................................. 45
- VII Abbildung 19: Mittlere Anzahl der Körner pro Ähre in Abhängigkeit der
Ertragspotenzial-zonen am Standort Wittenfeld. Verschiedene Buchstaben
kennzeichnen signifikante Unterschiede mit einer Irrtumswahrscheinlichkeit ≤5%;
n=5; Quelle: eigene Darstellung ............................................................................. 46
Abbildung 20: Mittlerer Gehalt des Bodens an mineralischem Stickstoff nach der Ernte
in Abhängigkeit der Ertragspotenzialzonen am Standort Wittenfeld. Verschiedene
Buchsta-ben kennzeichnen signifikante Unterschiede mit einer
Irrtumswahrscheinlichkeit ≤5%; ............................................................................. 47
Abbildung 21: Erntekarte des Schlages "Strassacker" am Standort Niesaß; Quelle:
eigene Darstellung .................................................................................................. 48
Abbildung 22: : Erntekarte des Schlages "Schlag 5" am Standort Wittenfeld; Quelle:
eigene Darstellung .................................................................................................. 49
Abbildung 23: Mittlere DON-Gehalte der bayerischen Winterweizenernten 1990 bis
2012; Quelle: Rieder (2012) ................................................................................... 59
Abbildung 24: Temperatur und Niederschlag während der Blüte des Weizens 2012 an
den Versuchsstandorten Niesaß und Wittenfeld im Vergleich (Eigene Darstellung;
Daten von www.wetter-by.de) ................................................................................ 60
Abbildung 25: Die Eigenschaften der Sorten ‘Julius’ und ‘Akteur’ im direkten
Vergleich miteinander. Quelle: eigene Darstellung, Daten .................................... 61
Verzeichnis der Abkürzungen
BBCH
biologische Bundesanstalt, Bundessortenamt, chemische Industrie (Skala
zur Beschreibung von Entwicklungsstadien)
BSL
Beschreibende Sortenliste des Bundessortenamtes
DGPS
Differential Global Positioning System
DON
Deoxynivalenol
N
Stickstoff
NDVI
Normalized Differenced Vegetation Index
Nmin
Mineralischer Stickstoff
REIP
Red Edge Inflection Point
-8-
1
1.1
EINFÜHRUNG
UND ZIELSETZUNG
Einführung
Das Nährelement Stickstoff ist im modernen Ackerbau wohl einer der wichtigsten Faktoren zum Ertragsaufbau und gleichzeitig ein wichtiges Steuerungsinstrument für einen
Ackerbauern. Schon seit mehreren Jahrzehnten werden in Deutschland synthetisch hergestellte, mineralische Stickstoffdünger eingesetzt um den Ertrag zu steigern und die
Bestandesführung zu verbessern. Die N-Effizienz ist einer der Hauptindikatoren bei der
Beurteilung der Nachhaltigkeit der Stickstoffdüngung. Über lange Zeit hinweg muss die
N-Effizienz nahe 100% liegen, damit unnötige N-Verluste vermieden werden können
und der Boden seine natürliche Ertragsfähigkeit erhalten kann. Die Düngung von Stickstoff muss im Optimum genau so hoch sein, wie die Abfuhr von Stickstoff im Erntegut.
(Dennert & Fischbeck) Obwohl in der Praxis aufgrund von vielfältigen Einflüssen nie
eine Effizienz von 100% erreicht werden wird, muss es trotzdem das Ziel sein, sie so
stark wie nur möglich zu steigern, um dadurch die Umweltbelastungen so gering wie
möglich zu halten. Die Bedarfsgerechte Düngung ist das Hauptinstrument um die NSalden so gering wie möglich halten zu können. Allerdings sind die Ackerschläge in
Deutschland im Allgemeinen recht heterogen, was ihr Ertragsvermögen anbelangt,
wodurch auch die Stickstoffentzüge stark schwanken. Werden Schläge also einheitlich
gedüngt, kann das dazu führen, dass an einigen Stellen überdüngt und an anderen Stellen unterdüngt wird. Neben der ökologischen Nachhaltigkeit beeinflusst dieser Gesichtspunkt natürlich auch die ökonomische Nachhaltigkeit des Betriebes. Stickstoffüberschuss, also nicht von der Feldfrucht verbrauchter Stickstoff wird im Boden zu Nitrat umgesetzt und über die Niederschläge vor allem in den Wintermonaten ausgewaschen. Für den Landwirt geht dadurch der Stickstoff, den er zuvor oft teuer gekauft hat
einfach verloren. Ein Ansatz, den Stickstoffdüngereinsatz noch effizienter und umweltschonender, also Nachhaltiger zu Gestalten ist die teilflächenspezifische Stickstoffdüngung mithilfe moderner Sensortechnik. Einige Firmen haben Pflanzensensoren entwickelt, mit denen der aktuelle Ernährungszustand der Pflanzen berührungslos bei einer
Überfahrt mit dem Schlepper bestimmt werden kann. In den meisten Fällen geschieht
das indirekt über das Reflexionsverhalten von Licht im Pflanzenbestand. Eine Revolution auf dem Markt für Pflanzensensorik wurde im Jahr 2009 auf der Agritechnica in
Hannover vorgestellt. Fritzmeier Umwelttechnik aus Großhelfendorf hatte in Zusammenarbeit mit der TU München einen Sensor namens Isaria entwickelt, der nicht nur
den aktuellen Ernährungszustand von Weizen erfassen konnte, sondern die Düngerzuteilung konnte ab sofort auch unter Berücksichtigung eines vorgegebenen Ertragspotenzials bedarfsgerecht ausgebracht werden. Der Ansatz wurde als Online-Ansatz mit MapOverlay bezeichnet. Die anderen Hersteller sind dieser Technologie nachgezogen, jedoch wird der Ansatz nur im Isaria offiziell beworben und findet auch nur im Isaria in
der Praxis seine Anwendung.
-91.2
Zielsetzung
Durch den Einsatz des Systems Isaria wird es wie oben beschrieben möglich, Stickstoffdüngung teilflächenspezifisch und zusätzlich noch am Bedarf ausgerichtet durchzuführen. Es soll vermieden werden, Teilbereiche der Ackerschläge mit Stickstoffdünger
über- oder unter- zu versorgen. Das Ziel dieser Arbeit ist es, den Einsatz des Systems
Isaria auf zwei Praxisbetrieben zu begleiten und die Auswirkungen auf Weizenbestände
auszuwerten. Das System Isaria soll auf zwei Schlägen eingesetzt werden, um eine größere Aussagekraft der Ergebnisse zu erreichen. Im Rahmen der Anwendung müssen
Ertragspotenzialkarten von zwei bisher einheitlich gedüngten Schlägen erstellt werden,
die anschließend dem System bei der Düngung zur Verfügung gestellt werden.
Über die Erntemenge, die Qualität des Erntegutes und die Ertragsstruktur, sowie den
Gehalt des Bodens an Stickstoff nach der Ernte soll der Erfolg des Einsatzes von Isaria
ausgewertet und bewertet werden. Gleichzeitig wird über diesen Praxisversuch die Anwendbarkeit des Systems für Landwirte kleiner und mittlerer Betriebe geprüft und der
Aufwand beschrieben werden, der mit dem Einsatz eines solchen Systems auf einen
Landwirt zukommt.
Auf eine ökonomische Betrachtung des Systems wird jedoch in dieser Arbeit verzichtet.
Aufgrund der zu kleinräumigen Flächenstruktur und der vorhandenen Technik auf den
Betrieben kann ein Vergleich von Systemen unterschiedlicher Hersteller, oder ein Vergleich einer teilflächenspezifischen und einer schlageinheitlichen Düngung nicht durchgeführt werden.
2
2.1
LITERATURÜBERSICHT
Definitionen
Die Technologien, welche in Rahmen der Versuche zu dieser Arbeit zu Einsatz kommen gehören im weitesten Sinne zur Thematik „Precision Farming“. Zunächst soll dieser Begriff näher erläutert werden um das Thema in den Gesamtkontext der Landwirtschaft einordnen zu können.
Schon seit der Erfindung von elektronischen Datenverarbeitungssystemen wird versucht
die Vorteile dieses Systems auch in der Landwirtschaft zu nutzen. Ein Grundgedanke
dabei ist es, die Verfahren in der Landwirtschaft zu verbessern, indem man Verfahrensschritte präzisiert. Genauere und präzisere Ausführung von Arbeitsgängen bergen oftmals Einsparungsmöglichkeiten bei Betriebsmitteln und Arbeitszeit oder bringen höhere
Erträge bzw. entlasten die Umwelt. Zusammengefasst wird diese Thematik heute stets
unter dem Begriff „Precision Farming“. Laut (Pößneck 2011)ist Precision Farming die
- 10 ortsdifferenzierte und zielgerichtete Bewirtschaftung von landwirtschaftlichen Nutzflächen. Ziel davon ist die Berücksichtigung der Unterschiede innerhalb eines Schlags.
Precision Farming ist ein Teilgebiet von Precision Agriculture. Ein Teilgebiet von Precision Farming ist wiederum die teilflächenspezifische Düngung. Diese kann noch genauer unterteilt werden in teilflächenspezifische Kalkung, Grunddüngung und Stickstoffdüngung. Unter den Bereich teilflächenspezifische Stickstoffdüngung fällt die
Düngung mit dem System Isaria, welches in dieser Arbeit näher betrachtet werden soll.
Auch die teilflächenspezifische Stickstoffdüngung selbst kann wieder in zwei verschiedene Ansätze unterteilt werden. (Hufnagel 2004)beschreibt sie als Offline- und Onlineansatz zur Erhebung von Boden- und Bestandesunterschieden. Beim Offline-Ansatz
werden Karten zur Applikation unterschiedlicher Mengen an Stickstoffdünger vorab am
PC erstellt und dann in das Terminal des Schleppers oder Düngerstreuers eingespeist.
Auf dem Feld wird die aktuelle Position durch GPS ermittelt und die vorher für den Ort
geplante Menge an Dünger wird ausgebracht. Im Gegensatz zum Online-Ansatz kann
hier der aktuelle Ernährungszustand des Pflanzenbestandes bei der Düngung nicht berücksichtigt werden. Beim Online-Ansatz werden Unterschiede in der Bestandesernährung indirekt über die Blattfärbung bzw. den Biomasseaufwuchs erfasst. Der Bodenunterschied wird dabei jedoch nicht oder nur indirekt über die Bestandesunterschiede miterfasst. Gerade beim Online-Ansatz kann jedoch nicht sichergestellt werden, dass die
Düngerapplikation bedarfsgerecht funktioniert, da der Sensor keinen Unterschied zwischen einer helleren Blattfarbe wegen Wassermangel und hellerer Blattfarbe wegen
Stickstoffmangel erkennen kann. In beiden Fällen wird eine erhöhte Menge an N ausgebracht werden, da der Sensor immer von einem mit Stickstoff Unterversorgen Bestand
ausgehen muss. Aus diesem Grund wird in Zukunft die Kombination der beiden Ansätze, nämlich das Verfahren Online mit Map-Overlay immer mehr an Bedeutung gewinnen, so der Autor.
2.2
Forschungsarbeiten zur teilflächenspezifischen Düngung
Aufgrund der Tatsache, dass die Technologie zum Precision Farming im Allgemeinen
und zur teilflächenspezifischen (Stickstoff-)Düngung im Besonderen noch sehr jung ist,
wurde viel Forschungsarbeit in diesen Bereichen geleistet.
Am Beginn dieser Forschungen steht dabei die Entwicklung von Pflanzensensorik und
deren Arbeitsweisen. SCHMID (2008) beschäftigte sich dabei mit der Erprobung verschiedener Vegetationsindizes, also Rechenalgorithmen zur Verrechnung der Messwerte der Sensoren, und deren Aussagekraft über den Ernährungszustand verschiedener
Kulturpflanzen. Er fand heraus, dass besonders der Index mit dem Namen REIP (Red
Edge Inflection Point) den Stickstoffstatus von Wintergetreidearten sehr genau ermitteln
kann, dass jedoch auch die Indizes IRI 1 und IRI 2 noch gut geeignet sind. Für Mais
seien die Indizes IRI 1 und 2 etwas besser geeignet als der REIP. Schon länger in der
Wissenschaft bekannt sind die Indizes NDVI (Normalized Differenced Vegetation In-
- 11 dex) und SAVI (Soil Adjusted Vegetation Index). Sie werden hauptsächlich in der Fernerkundung des Bewuchses über Satellitentechnik aus dem Weltall und beim Greenseeker der Firma N-Tech aus den USA verwendet. Im Vergleich mit REIP IRI 1 und IRI 2
schnitten diese Berechnungsmethoden aber vergleichsweise schlecht ab. Es zeigte sich
außerdem, dass ein schräger Blick des Sensors in den Bestand in sehr frühen Vegetationsstadien des Wintergetreides ein signifikant besseres, also genaueres Ergebnis liefert
als der senkrechte Blick in den Bestand. Wenn der Reihenschluss erfolgt ist, sind keine
Unterschiede mehr festzustellen. Auch BAUSCH und DIKER (2002) belegen in ihren
Untersuchungen, dass ein senkrechter Blick in den Bestand erst dann sinnvoll ist, wenn
die Bodenoberfläche durch den Bestand bedeckt wird. (Bausch & Diker 2002)
Als weiteres Ergebnis seiner Arbeit ermittelte SCHMID (2008) anhand von NSteigerungsversuchen Regressionsgeraden der optimalen N-Aufnahme nach Entwicklungsstadium. Diese passen durch die Wahl eines geeigneten Vegetationsindex ohne
Kalibrierung sehr gut auf jeden Standort und jede Sorte. (Schmid 2008)
JUNGERT (2011) beschäftigte sich im Rahmen seiner Dissertation mit der Optimierung
der Stickstoffdüngung durch teilflächenspezifische Landbewirtschaftung in Bayern. Er
verglich die Düngung nach Online-Ansatz, sowie die Düngung nach Applikationskarte
mit der schlageinheitlichen Düngung. Außerdem testete er den Einsatz des OnlineAnsatzes mit Kartenüberlagerung auf einem Feldstück. Er stellte fest, dass sich die
Stickstoffeffizienz mit Hilfe des Mapping-Ansatzes um 13 bis 26% steigern lässt, wenn
die Düngermenge nicht zu hoch bemessen wird. Es stellte sich heraus, dass in einigen
Teilflächen im Mapping-Ansatz zu viel Dünger ausgebracht wurde, da das StickstoffNachlieferungspotenzial des Bodens an diesen Stellen unterschätzt wurde. Der Ertrag
konnte im Vergleich zur schlageinheitlichen Stickstoffdüngung in der MappingVariante gleich hoch gehalten werden, obwohl etwas weniger Stickstoffdünger ausgebracht wurde. Mit der Sensordüngung durch den Yara N-Sensor konnte die N-Effizienz
in Hochertragszonen um 7% gesteigert werden, in den Niedrigertragszonen fiel sie jedoch um 13% ab. Über alle Zonen hinweg gesehen wurde etwa gleich viel Stickstoffdünger ausgebracht wie in der schlageinheitlichen Düngung. Die Ertragsdifferenz bewegte sich zwischen +3dt/ha und -1dt/ha Weizen.
Beim Online Ansatz mit Map-Overlay konnte der Ertrag bei verringerter Stickstoffdüngung im Vergleich zu schlageinheitlicher Düngung in den Hochertragszonen signifikant
gesteigert werden. Auch die N-Effizienz war in der Hochertragszone gegenüber allen
anderen untersuchten Varianten signifikant besser.
Ein weiterer Untersuchter Aspekt war die Vorhersage des Ertrags in der Abreife des
Getreides, etwa um Ertragserwartungszonen für kommende Jahre anzulegen. Hier zeigte
sich dass das eingesetzte Verfahren der Luftbildanalyse mittels NDVI-Index, MSAVIIndex und NIR den Ertrag mit recht geringer Genauigkeit vorhersagen können. Signifikant unterschieden werden können laut JUNGERT (2011) lediglich Ertragsunterschiede
von mindestens 14,2dt/ha Weizen. Der N-Sensor kann mit seiner Ertragsschätzungs-
- 12 funktion eine Genauigkeit von 19,8dt/ha erzielen und der Mähdrescher zeigte bei der
Ertragserfassung eine Genauigkeit von 11,4dt/ha. Mittels indirekter Vorhersage über
EM38 wurde nur eine Genauigkeit einer Ertragsschätzung von 24,4 dt/ha erreicht.
Über diese Aspekte hinaus beschäftigte sich JUNGERT mit der Frage wie stabil die
Ertragszonen innerhalb eines Schlages über mehrere Jahre hinweg sind. Er fand heraus,
dass auf seinen Versuchsschlägen die Stabilität der Ertragszonen über Jahre hinweg
gegeben war. Unter diesen Voraussetzungen stellt JUNGERT fest, dass eine Teilflächenspezifische Stickstoffdüngung mit Kartenüberlagerung der nächste Entwicklungsschritt in Richtung einer noch effizienteren und umweltschonenderen Landwirtschaft
sein muss. (Jungert 2011)
Bezüglich der Stabilität der Ertragszonen kommen BLACKMOOORE et al. (2003) zu
einem anderen Ergebnis. Ihre Untersuchungen zeigen, dass sich Ertragszonen über die
Jahre hinweg durchaus stark verlagern und in niederschlagsreichen Jahren sogar umkehren können. Nämlich immer dann wenn Staunässe auftritt und schwere Böden im Vergleich zu eher trockenen Jahren im Ertrag stark abfallen.(Blackmore, Godwin
& Fountas 2003)
Insgesamt stehen zu dem in dieser Arbeit betrachteten Ansatz „Online mir MapOverlay“ jedoch noch sehr wenige Versuchsergebnisse zur Verfügung und es besteht
weiterhin großer Forschungsbedarf auf diesem Teilgebiet.
2.3
Sensortechnik auf dem deutschen Markt
In diesem Abschnitt soll ein Überblick über die wichtigsten Sensoren auf dem deutschen Markt gegeben werden, die zur teilflächenspezifischen Düngung verwendet werden können. Da diese Arbeit sich mit dem Sensorsystem ISRIA von Fritzmeier beschäftigt, wird dieser Sensor ausführlicher im Abschnitt 3 Material und Methoden beschrieben. Hier soll er nur zu Vergleichszwecken angeführt werden.
2.3.1
Yara N-Sensor und Yara N-Sensor ALS
Der in Deutschland am weitesten verbreitete Sensor ist der N-Sensor der Firma Yara,
ehemals Hydro. Er kam in der ersten Generation bereits im Jahr 1999 auf den Markt
und wurde seitdem softwaretechnisch ständig weiterentwickelt. Der Vertrieb erfolgt in
Deutschland ausschließlich über die Firma Agri Con. Er ist von seiner Technik her ein
passiv arbeitender Sensor. Das heißt, er arbeitet ohne eigene Lichtquelle und ist daher
auf Sonnenlicht angewiesen. Bei Nacht oder zu dichter Bewölkung kann er nicht eingesetzt werden. Er wird auf dem Dach der Schlepperkabine montiert und blickt von dort
aus schräg in den Bestand. Durch den schrägen Blickwinkel soll das System besonders
bei niedrigen Bestandesdichten und frühen Entwicklungsstadien sehr gut arbeiten. Aufgrund des großen Abstandes des Sensors von der Messfläche, also dem Weizenbestand,
deckt der Yara N-Sensor bei der Messung die größte Fläche ab. Alle anderen Sensoren
werden in der Regel näher am Bestand geführt, wodurch sich das Messfeld verkleinert.
- 13 Insgesamt werden vier ovale Flächen im Bestand abgetastet, nämlich links und rechts
vom Schlepper zwei Stück in einem Winkel von etwa 30° zueinander.
Abbildung 1: Messflächen von Yara N-Sensor ALS (links) und Yara N-Sensor II (rechts);
Quelle: Agri Con (2011b)
Mittlerweile hat Yara den N-Sensor auch in der Hardware weiterentwickelt. Die Datenübertragung vom Sensor selbst zum Rechner soll nun schneller funktionieren und
auch die Software erhielt weitere Updates. Diese Verbesserungen nahm man bei Yara
zum Anlass um den N-Sensor nun als N-Sensor II zu vermarkten. Die Gehäusefarbe
wurde wegen der Erkennbarkeit von blau zu weiß geändert. Der Sensor bleibt jedoch
nach wie vor passiv, also ohne eigene Lichtquelle. Die Erfassung des einfallenden
Lichts geschieht im Sensor über ein Spektrometer.
Bei der Messung werden zwei verschiedene Wellenlängen aus dem Rot und Nahinfrarotbereich erfasst und zu einem Vegetationsindex verrechnet, welcher Rückschlüsse auf
den Ernährungszustand zulassen soll. Der Verrechnungsindex bei den Yara-Sensoren ist
streng geheim und daher nicht bekannt.
Im Jahr 2006 brachte Yara mit dem neu entwickelten N-Sensor ALS seinen ersten aktiven Sensor auf den Markt. Das Kürzel ALS steht für „Acitve Light Source“, zu Deutsch
„Aktive Lichtquelle“. Durch die eingebauten Xenon-Blitzleuchten wird es den Anwendern ermöglicht auch nachts und bei schlechter Sicht zu arbeiten. Auch der N-Sensor
ALS wird auf dem Schlepperdach mitgeführt, wodurch auch hier ein schräger Blickwinkel in den Bestand ermöglicht wird. Allerdings wird im Gegensatz zum N-Sensor II
pro Schlepperseite nur eine Messfläche gebildet, wie aus der Abbildung 1 ersichtlich ist.
- 14 Bei beiden Sensoren ist die Messfläche etwa gleich breit, nämlich laut Herstellerangaben etwa 3,5m. Im Unterschied zum N-Sensor II wird beim ALS nicht das gesamte
Lichtspektrum erfasst sondern nur die zwei zur Berechnung benötigten Wellenlängen.
Die Erfassungseinrichtung des N-Sensor ALS unterscheidet sich ebenfalls von der der
passiven N-Sensoren. Beim ALS kommen nämlich Fotodioden zum Einsatz. Die Berechnung erfolgt wie auch beim Yara N-Sensor II über einen unbekannten Vegetationsindex.
Bei beiden N-Sensoren ist eine Kalibrierung vor dem Düngerstreuen zwingend notwendig. Mit dem mitgelieferten Yara N-Tester, einem Handgerät, muss der aktuelle Stickstoffbedarf des Bestandes ermittelt werden. Die Werte können dann den Sensorsystemen zu Verfügung gestellt werden. Bei der Ermittlung des Bedarfs wird eine Tabelle
zur Sortenkorrektur benötigt, welche die unterschiedliche Färbung der Sorten berücksichtigt.
Die Yara Sensoren sind mittlerweile in mehreren Kulturpflanzenarten einsetzbar. Die
Ursprungskultur ist wie bei allen Sensoren der Winterweizen. Wintergerste, Winterraps
und Kartoffeln kamen nach und nach dazu. Neben der Düngerausbringung kann der
Landwirt mit den Yara Geräten mittlerweile auch Wachstumsregler teilflächenspezifisch ausbringen. Hierzu wird der Biomasseaufwuchs ermittelt. Schwache Bestände
benötigen weniger Wirkstoffmenge an Wachstumsregler als dichte, üppige Bestände.
Die Düngung nach dem Ansatz Online mit Map-Overlay, wie es beim Fritzmeier Isaria
vorgesehen ist, ist bei beiden Yara N-Sensoren zwar möglich, aber wird nicht empfohlen. (Agri Con 2011a; Agri Con 2011b)
2.3.2
GreenSeeker
Ein weiterer wichtiger Sensor, welcher in Deutschland zum Einsatz kommt ist der
GreenSeeker des US-amerikanischen Herstellers N-Tech. Der Vertrieb erfolgt in
Deutschland jedoch über die Firma Landdata Eurosoft. Anders als die Sensoren vor
Yara wird der Greenseeker an der Front des Traktors angebaut. An einem ausklappbaren Gestänge befinden sich insgesamt vier Sensoren, zwei auf jeder Seite des Schleppers. Das System kann grundsätzlich mit 2-50 einzelnen Sensoren ausgestattet werden,
etwa am Gestänge einer Pflanzenschutzspritze oder einem pneumatischen Düngerstreuer. (Landdata Eurosoft 2012)
Der Hersteller N-Tech macht anders als die meisten anderen Hersteller kein Geheimnis
um den verwendeten Vegetationsindex. Zur Anwendung kommt im Rechner des
GreeSeekers der Normalized Differenced Vegetation Index. Der Index ist von seiner
Funktionsweise hauptsächlich darauf ausgelegt den Biomasseaufwuchs zu messen. Er
kommt an Satelliten zum Einsatz, die bewachsene von unbewachsener Fläche unterscheiden sollen. Das ist der Grund, warum sein Einsatz an Stickstoff-Sensoren umstritten ist. Bei hohen Biomasseaufwüchsen wie sie in Mitteleuropa in Winterweizen Standard sind kann es aufgrund eines Sättigungseffektes passieren, dass der Sensor keine
Unterschiede zwischen gut und schlecht versorgten Stellen im Bestand mehr ermitteln
- 15 kann. Bei einer Anwendung in Nordamerika oder Australien ist das aufgrund geringerer
Bestandesdichten weniger ein Problem. (Böhrnsen)
Auch der GreenSeeker macht das Düngen nach Applikationskarte (also Offline-Ansatz)
sowie mit Kartenhinterlegung (Online mit Map-Overlay) möglich, jedoch wird auch
hier seitens des Herstellers, sowie des Vertriebs der reine Online-Ansatz favorisiert.
In Deutschland ist der GreenSeeker am meisten verbreitet unter Landwirten, die schon
immer Kunden der Firma Landdata Eurosoft waren. (Limbrunner 2012)
2.3.3
Claas Crop Sensor
Seit dem Sommer 2012 vermarktet Claas das System Isaria von Fritzmeier als seinen
neuen Crop Sensor. Zuvor hatte Claas lange Jahre einen anderen Sensor verkauft, welcher von der Firma Holland Scientific entwickelt wurde und auch unter dem Namen
CropCircle verkauft wurde. Auch hier wurde der NDVI errechnet, was wie beim
GreenSeeker zu Problemen geführt hat.
Die Gründe, warum Claas nun zu dem System Isaria gewechselt hat sind nicht bekannt.
Der neue CropSensor wird im Unterschied zum herkömmlichen Isaria, wie ihn Geo
Konzept vertreibt nicht über ein Separates Terminal bedient und gesteuert, sondern er ist
ISOBUS-fähig und soll laut Claas mit dem Cebis-Terminal bzw. auf Schleppern anderer Hersteller mit dem mobilen System Cebis mobile bedient werden. Von der Funktionsweise her ist der CropSensor identisch mit dem System Isaria von Fritzmeier.
2.3.4
MiniVeg N
Bevor Fritzmeier Umwelttechnik den Isaria entwickelte, beschäftigte man sich mit einem anderen Prinzip der Pflanzensensorik. Im MiniVeg N verbaute Fritzmeier Laser,
welche im Pflanzenbestand geführt wurden und welche die Pflanzen selbst zum Leuchten anregen sollten. Das Prinzip beruht auf Fluoreszenz der Pflanzen. Das Laserlicht
hebt dabei Elektronen in der Pflanze auf ein höheres Energieniveau an. Beim Zurückfallen der Elektronen auf das Ausgangsniveau wird Energie frei, wodurch die Pflanze
selbst zu leuchten beginnt. Diese Lichtabstrahlung der Pflanze wird erfasst und ausgewertet. Laut Hersteller gibt es eine enge Korrelation zwischen diesem Leuchten und der
Stickstoffversorgung der Pflanzen. Außerdem gibt es bei diesem System keine störenden Einflüsse, wie Sonnenlicht oder verschmutzte Pflanzenoberfläche, welche die Messung beeinflussen könnten. Wegen des großen Erfolges des Isaria trat die Weiterentwicklung des MiniVeg N durch Fritzmeier in den Hintergrund. (Böhrnsen 2004)
2.3.5
Claas Crop Meter
Ein weiteres Messprinzip, über welches versucht wird Bestandesunterschiede zu erfassen ist die Mechanik. Beim Class Crop Meter wird ein T-förmiger Bügel an die Front
des Schleppers pendelnd aufgehängten und bei der Messung in den Bestand getaucht.
Über den Biegewiderstand des Getreides wird der Bügel bei Vorwärtsfahrt nach hinten
ausgelenkt. Der dabei erzeugte Auslenkwinkel wird über einen Sensor erfasst. Das Prin-
- 16 zip ist sehr einfach, wodurch die Anschaffungskosten für das System geringer ausfallen,
als bei den genannten Optischen Systemen. Wie gut der Sensor den Bestand abbildet ist
fraglich, da der Biegewiderstand des Getreides von der Höhe des Pendels abhängt und
auch der Einsatz von Wachstumsreglern, sowie die Sorte Einflüsse haben. Unklar ist
auch, welchen Einfluss die Messung und Beurteilung des Bestandes innerhalb der Fahrgasse hat und welche Aussagekraft der Messwert für die Beurteilung des Gesamtbestandes hat. Beim Crop-Meter sind verschiede Düngungsvarianten möglich: Sensoransatz mit Düngung nach Ertragspotenzial (wo schon viel Bestand steht wird viel Dünger
ausgebracht), Ausgleichsdüngung (wo wenig Bestand steht wird viel Dünger ausgebracht) und ein Ansatz mit hinterlegter Ertragspotenzialkarte (Verrechnung von Sensordaten mit Ertragspotenzialkarte). (Claas Agrosystems 2009)
- 17 -
3
3.1
MATERIAL UND METHODIK
Lage der Versuchsstandorte und deren Klimaverhältnisse
Der Versuch zu dieser Arbeit wurde auf zwei Winterweizenschlägen in Bayern durchgeführt. Die Versuche fanden im Erntejahr 2012 statt.
3.1.1
Versuchsschlag „Strassacker“ bei Niesaß
Der erste der beiden Versuchsschläge liegt im nördlichen Landkreis Neumarkt in der
Oberpfalz, nahe der Ortschaft Niesaß auf ca. 490m-500m über NN.. Er gehört zum
landwirtschaftlichen Betrieb Johann Niebler aus Niesaß. Der Schlag Umfasst etwa
6,5ha und wurde im Herbst 2011 mit Winterweizen der Sorte ‘Julius’ bestellt. Die Vorfrucht im Erntejahr 2011 war Winterraps. Es folgte eine Bodenbearbeitung mit dem
Pflug und dann die Aussaat des Winterweizens.
Der Boden auf dem „Strassacker“ ist sehr heterogen. An den Rändern des Schlages
stößt man schnell auf das Ausgangsgestein des Bodens, nämlich den typischen Kalkstein des Weißen Jura. Der vorherrschende Bodentyp ist hier die Rendzina (RR). Zum
Teil ist der Ap-Horizont hier nur etwa 30cm mächtig. Im Inneren des Schlages, vor allem im der Senke findet man mächtige Lössablagerungen aus der letzten Eiszeit. Hier
sind die Schluffpartikel jedoch zum Teil schon zu Ton verwittert und der Boden wurde
dadurch zu schwerem Lösslehm. Ein Salzsäuretest im Oberboden zeigt, dass kein freier
Kalk enthalten ist. Die Bodentypen sind je nach Bodenentwicklung Braunerden (BB)
und Parabraunerden (LL) aus Lösslehm in Gesellschaft auf engstem Raum.(Finnern)
Der Standort bringt in der Bodenschätzung zwischen 37 und 54 Bodenpunkten.
Das Klima am Standort Niesaß ist gekennzeichnet von Jahresdurchschnittstemperaturen
von ca. 7,8°C und Jahresniederschlägen von 701mm. (Werte aus 1961-1990)
3.1.2
Versuchsschlag „Schlag 5“ bei Wittenfeld
Der Schlag 5 ist der zweite Schlag des Versuches. Er liegt im Landkreis Eichstätt bei
der Ortschaft Wittenfeld und ist etwa 12ha groß. Der Schlag gehört zum Gut Wittenfeld
von Thomas Muhr. Die Höhe über NN. beträgt etwa 445m. Im Durchschnitt des Jahres
beträgt die Temperatur am Standort 7,9°C und es fallen ca. 770 mm Niederschlag (Werte aus 1961-1990). Vor dem Winterweizen ‘Akteur’ im Erntejahr 2012 standen im Erntejahr 2011 Zuckerrüben. Nach deren Ernte wurde nach einem Grubberstrich pfluglos
Weizen bestellt.
Der Boden am Schlag 5 ist ebenfalls als heterogen zu bewerten. Im westlichen Teil des
Schlages liegen Böden des Tertiär vor. Hier ist das Grundgestein die Obere Süßwassermolasse. Das Gebiet ist der nördlichste Rand der Molassegebiete in Bayern. Weiter
nördlich schließt sich das Gebiet des Jura an. Der Boden ist im Westen des Schlages
wie die Fingerprobe zeigt sandiger und weniger gründig als im Osten. Im Osten zeigt
sich der Boden in der Fingerprobe schluffig bis tonig. Hier ist die Molasse im Quartär
von Lössablagerungen überdeckt worden. Durch die Verwitterung spricht man den Bo-
- 18 den als Lösslehm an. Bodentypen sind Braunerden (BB) und Parabraunerden aus Löss
im Osten und Braunerden aus Molassematerial im Westen.(Finnern) Je weiter man nach
Süden geht, desto geringer werden die sichtbaren Grenzen der Bodenhorizonte. Die
Bodenschätzung gibt den Standort mit Bodenwertzahlen zwischen 54 und 66 an.
3.2
Witterung im Versuchszeitraum
Für die Entwicklung des Winterweizens ist kaum ein anderer Faktor so ausschlaggebend wie die Witterung. Da die beiden Versuchsstandorte etwa 68km Luftlinie voneinander entfernt sind, soll die Witterung an beiden Standorten separat betrachtet werden.
3.2.1
Witterung am Standort Niesaß
Am Standort Niesaß ist die nächstgelegene Wetterstation der LfL in Hartenhof. Sie ist
laut Vermessung über digitales Kartenmaterial der Internetseite
http://www.mg2.de/map.html nur 5,93km Luftlinie vom Versuchsfeld entfernt und
spiegelt die Witterung, sowohl in Temperatur als auch in Niederschlag sehr gut wider.
Die Aussaat des Weizens erfolgte bei nahezu optimalen Bedingungen. Der Boden war
zur Aussaat durch die ersten Fröste des Winters 2011/2012 Mitte Oktober leicht gefroren, wodurch das Saatbett sehr feinkrümlig wurde. Nach der Aussaat fielen im Oktober
noch ausreichend Niederschläge um das Saatgut zum Keimen und Auflaufen zu bringen. Der November 2011 war ein sehr trockener Monat, in dem nur 1,4mm Niederschlag zu verzeichnen war. Im Dezember folgten dann 60mm mehr Niederschlag als im
vieljährigen Mittel im Dezember zu verzeichnen sind. Außerdem war es im Durchschnitt des Monat 2,3°C wärmer als in anderen Jahren, wodurch der Weizen sich gut
entwickeln konnte. Auch im Januar war es etwa 1,7°C wärmer als im Mittel der Jahre
und es fielen Niederschläge von 157,6mm. Nach den milden Monaten Dezember und
Januar folgte der Kälteeinbruch im Februar, der in vielen Regionen Deutschlands zum
Auswintern der Feldfrüchte geführt hatte. Am Standort in Niesaß konnte der strenge
Frost den Pflanzen nichts anhaben, da sie unter einer schützenden Schneedecke von
etwa 10 cm lagen. So präsentierte sich der Weizen zu Vegetationsbeginn Mitte März in
einem ausgezeichneten Zustand. Der März war in Niesaß ein Monat, der mit 19,8mm
Niederschlag und 5,2°C Durchschnittstemperatur etwas zu warm und zu trocken war.
Der Weizen konnte jedoch von der Winterfeuchte profitieren, sodass er keinerlei Schäden davon trug. Im April zeigten sich bezüglich des langjährigen Mittels in der Witterung kaum Abweichungen. Es fielen knapp 49mm Niederschlag. Die Witterung im Mai
war ähnlich ausgeglichen und im Gegensatz zu anderen Regionen Deutschlands litt der
Weizen in Niesaß aufgrund des reichlich fallenden Regens nicht unter Trockenstress.
Der Juni war im Vergleich mit anderen Jahren zwar trockener, aber die Niederschläge
reichten aus, um den Weizen optimal zu ernähren. Besonders zu Beginn des Juni, während der Blüte des Weizens regnete es einige Tage lang immer wieder kleine Mengen.
Mit der Kornfüllung und beginnender Abreife des Weizens kamen dann größere Mengen an Niederschlag. Im Juli regnete es 33mm mehr als im Durchschnitt der Jahre, näm-
- 19 lich etwa 107mm. Die Temperaturen waren warm, jedoch nicht zu warm. Die 30°CMarke wurde an nur einem Tag im Juli durchbrochen. Die Witterung im August war für
die Ernte des Weizens nahezu optimal. Einige kleinere Niederschläge am 3. und 6. August waren die letzten vor der Weizenernte, sodass der ‘Julius’ sicher abreifen und am
14.08.2012 trocken geerntet werden konnte.
3.2.2
Witterung am Standort Wittenfeld
Die dem Standort Wittenfeld nächstgelegene Station ist Häringhof bei Eichstätt. Auch
hier sind die beiden Ortschaften nur 6,06km voneinander entfernt.
Auf Schlag 5 erfolgte die Aussaat fünf Tage später als auf dem Strassacker in Niesaß,
da hier die Vorfrucht Zuckerrüben das Feld erst spät geräumt hatte. Hier war das Saatbett auf dem Schlag aufgrund der verschiedenen Bodenarten recht unterschiedlich, was
sich auch im Feldaufgang bemerkbar machte. Nach der Aussaat des Winterweizens der
Sorte ‘Akteur’ am 22.10.2011 fielen im Oktober kaum noch Niederschläge. Der Weizen konnte jedoch die zuvor gefallenen 50mm gut nutzen, da der Oktober mit 8,5°C
recht mild war. Im November folgten wie am Standort Niesaß kaum Niederschläge. Im
Dezember war es auch in Wittenfeld milder als im Mittel der Jahre und auch die Niederschläge, welche im November ausgeblieben waren häuften sich wieder. Insgesamt
fielen 80,8mm bei einer Durchschnittstemperatur von 2,3°C. Auch im Januar fielen
wieder reichlich Niederschläge, nämlich 28mm mehr als im langjährigen Mittel. Die
Temperaturen lagen ebenfalls 2,0°C höher als im Durchschnitt. Mit nur 10mm Niederschlag war der Februar für den Standort Wittenfeld ein sehr trockener Monat und auch
hier war der Temperatursturz deutlich zu spüren. Der März in Wittenfeld war mit 21
Vegetationstagen, also Tagen an denen eine Durchschnittstemperatur von über 5°C erreicht werden, ein sehr milder Monat, wodurch die Vegetation zügig in Gang kommen
konnte. Jedoch war er einmal mehr mit nur 9,8mm Niederschlag recht trocken, was die
Lösung und Wirkung des am 14. März ausgebrachten N-Düngers sehr erschwerte. Bis
zum Monatsende fielen nämlich nur noch 5,0mm Regen. Auch der April konnte das
Defizit nicht ausgleichen, denn auch in diesem Monat fielen im Vergleich mit dem Mittelwert 19,9mm zu wenig an Niederschlägen. Der folgende Mai war etwa 2°C wärmer
als der Durchschnitt der Jahre und auch um 23mm Niederschlag zu trocken. Auch am
Standort Wittenfeld machten sich die fehlenden Niederschläge weniger im Trockenstress, sondern eher im Ausbleiben der feuchteliebenden, pilzlichen Blattkrankheiten
bemerkbar. Der Monat Juni zeigte sich im Vergleich mit dem Mittelwert eher unauffällig. Es war kaum ein Unterschied in der Durchschnittstemperatur festzustellen. Jedoch
fielen die Niederschläge mit 80,5mm etwas geringer aus als in den Vergleichsjahren
1961-1990. Ganz ähnlich zum Juli verhielt sich der Juli. Es fielen insgesamt 61,7mm
Niederschlag, was einer Minderung von 19,5mm im Vergleich zum Durchschnitt entspricht. Die Temperatur entsprach annähernd der des Mittels. Der August ist am Standort Wittenfeld nicht mehr wichtig, da der Weizen am 01.08.2012 bereits geerntet wurde.
Auch an diesem Ort gingen der Ernte des Weizens 11 annähernd Niederschlagsfreie
Tage voraus, wodurch der Weizen sehr gut abtrocknen konnte.
- 20 Der Weizen am Standort Niesaß stand von der Aussaat bis zur Ernte insgesamt 303 Tage auf dem Feld. Der ‘Akteur’ auf dem zweiten Standort in Wittenfeld nur 285 Tage.
Die gesamte Menge an Niederschlag in diesen Zeiträumen beträgt in Niesaß 644,9mm
und in Wittenfeld 419,6mm.
3.2.3
Wasserbilanzen und Temperatursummen an beiden Standorten
Die Wasserbilanz ist der Saldo aus Niederschlag und Verdunstung in einem bestimmten
Zeitraum. Berechnet man die Verdunstung nach der Formel von Penman, so erhält man
die potentielle Verdunstung also die Verdunstung an einer offenen Wasserfläche oder
näherungsweise an einer gut mit Wasser versorgten Rasenfläche. Der Niederschlag ist
dabei eine direkt gemessene Größe, welche in der Wetterstation gemessen wird. Zur
Errechnung der Verdunstung nach Penman sind die gemessenen Parameter Lufttemperatur, relative Luftfeuchte, Windgeschwindigkeit, Globalstrahlung und das Verhältnis
der mittleren zur maximal möglichen Sonnenscheindauer nötig. Die errechnete Verdunstung wird in mm/d angegeben und kann daher leicht in Beziehung zum Niederschlag an einem Tag gesetzt werden. (unbekannt 2013) Tabelle 1 zeigt die monatliche
Wasserbilanz der beiden Versuchsstandorte im Vergleich.
Die Werte für die Wasserbilanz sind auf der Homepage der LfL Abteilung Agrarmeteorologie für alle Wetterstationen Bayerns abrufbar.
Tabelle 1: Vergleich der Wasserbilanzen der Versuchsstandorte Niesaß und Wittenfeld im
Betrachtungszeitraum Oktober 2011 bis August 2012; Quelle: eigene Darstellung
Wasserbilanz am Standort
Wasserbilanz am Standort
Niesaß [mm]
Wittenfeld [mm]
Oktober
55.8
17.8
November
-3.4
-4.0
Dezember
125.7
71.2
Januar
150.5
72.8
Februar
18.4
-9.2
März
-19.5
-45.9
April
-16.0
-39.7
Mai
-54.3
-82.7
Juni
-40.5
-44.5
Juli
7.8
-70.8
August
-18.5
-49.3
Summe
206.0
-184.3
Monat
- 21 Auffällig ist der extrem hohe Unterschied in der Wasserbilanz zwischen den beiden
Versuchsstandorten.
Vergleicht man außerdem die Temperatursummen an beiden Standorten, so fällt auf,
dass die Temperatursumme in Niesaß mit 2074,1°C von 01.10.2011 bis 15.08.2012 um
fast 385°C niedriger liegt als die in Wittenfeld (2459°C)
3.3
Verwendete Technik
Die Zentrale Technik des gesamten Versuches ist der Isaria Sensor. Abbildung 2 zeigt
das Gerät in Einsatz an einen Schlepper angebaut. Der Isaria besteht aus zwei Auslegerarmen, die über ein Mittelstück an der Front eines Schleppers befestigt werden. Die
Befestigung erfolgt entweder über Dreipunktanbau an die Fronthydraulik des Schleppers, über Anbauplatten an einen Frontladerrammschutz oder fest aufgebaut auf einen
Frontgewichtsblock. Das gesamte Gerät ist mit etwa 66kg Gewicht sehr leicht und lässt
sich auch über die Anbauplatten zu zweit schnell an- bzw. abbauen. Die Dreipunktversion ist auch alleine problemlos mit dem Schlepper zu verbinden. An den Enden der
beiden Ausleger befinden sich die eigentlichen Sensoren des Systems. Hier senden vier
Hochleistungs-LEDs Licht in Richtung des Pflanzenbestandes aus. Jede LED sendet
dabei Licht von annähernd nur einer Wellenlänge aus, man sagt das Licht ist fast monochromatisch, also einfarbig. Im Zentrum eines jeden Messkopfes befindet sich eine Fotodiode, welche das reflektierte Licht auffängt und die Lichtimpulse wieder in elektrischen Strom umwandelt. Über ein feines Kabel, welches innerhalb des Rohgestänges
der Ausleger verläuft, werden die Impulse zu einem Rechner geleitet, welcher unter der
Abdeckung im Mittelteil des Gerätes sitzt. Hier werden die Signale digitalisiert und via
Bluetooth-Verbindung, drahtlos in die Kabine des Schleppers gesendet, wo ein TouchScreen-Tablet Computer die Signale empfängt und weiter verarbeitet. Zusammen mit
den Signalen der Messköpfe empfängt der PC auch die Positionsdaten eines DGPSEmpfängers, der ebenfalls unter der Abdeckung in der Front zu finden ist. Die Messwerte werden im Tablet miteinander zu einem Vegetationsindex verrechnet und mit den
Positionsdaten verknüpft. Der Fahrer kann dann auf dem Display der Steuereinheit stets
die aktuellen Indexwerte seiner beiden Sensoren, sowie den Mittelwert ablesen. In der
Ausstattungsvariante, die für den Versuch im Rahmen dieser Arbeit verwendet wird,
verrechnet der Tablet-Computer über das sogenannte Düngesystem Winterweizen nach
Eingabe der Rahmenbedingungen selbständig die auszubringende Düngermenge und
steuert über eine serielle Schnittstelle, also ein Kabel, die Bedieneinheit des Düngerstreuers an. Diese wiederum steuert die Schieber am Düngerstreuer. Während der Fahrt
kann der Fahrer neben den Messwerten der Sensoren und der im Moment ausgebrachten
Stickstoffmenge auch immer die Karte mit den hinterlegten Ertragspotenzialen sehen.
In der Grundausstattung des Isaria ist eine Kalibrierung über den sogenannten ZweiPunkt-Modus notwendig. Der Fahrer muss hierzu vor Beginn des Streuens zwei möglichst unterschiedlich mit Stickstoff versorgte Punkte im Bestand anfahren und den hier
- 22 ermittelten Messwerten eine gewünschte Düngermenge zuteilen. Über diese beiden
Punkte kann der Isaria anschließend den übrigen Bestand beurteilen und den Dünger
entsprechend ausbringen. Es gibt des Weiteren als Zusatzoption den Ein-Punkt-Modus
für den ISARA. Hier fährt der Fahrer vor der Düngung eine Fahrgasse mit aktivem Sensor ab und die Messwerte werden aufgezeichnet. Anhand dieser Messwerte muss der
Landwirt ebenfalls wieder eine gewünschte Bandbreite an Düngermenge vorgeben, an
der sich das System orientieren soll. Auf Wunsch kann während der Messfahrt eine einheitliche Menge an Dünger gestreut werden, wodurch diese Fahrgasse dann auch als
Referenzfahrgasse dienen könnte.
Das Düngesystem Winterweizen ist das teuerste Modul, für den Landwirt jedoch auch
das einfachste. Hier gibt der Landwirt der Software lediglich vor, welche Qualitätsstufe
sein Weizen erreichen soll, in welchem Entwicklungsstadium nach BBCH die Düngung
gerade erfolgt und zu welchem Stadium die nächste Düngung erfolgen wird. Das System errechnet nun voll automatisch unter Berücksichtigung des aktuellen Ernährungszustandes, wie hoch der Stickstoffbedarf der im Moment gemessenen Pflanzen bis zur
nächsten Düngung ist. Dann teilt er die benötigte N-Menge nach Umrechnung über den
N-Gehalt des Düngers dem Düngerstreuer mit, der sie dann ausbringt. Berücksichtigt
wird hierbei auch der Abstand von Messpunkt vor dem Schlepper und Auftreffpunkt
des Düngers weit hinter dem Schlepper.
Der Düngerstreuer spielt bei diesem Versuch natürlich ebenfalls eine große Rolle. Verwendet wurden ein Bogballe und ein Rauch Düngerstreuer jeweils an John Deere Traktoren. Am Standort in Wittenfeld wurde der Schlepper außerdem über ein RTK-System
in der Spur geführt. Eingesäte Fahrgassen waren hier nicht vorhanden. In Niesaß wurde
der Schlepper manuell durch die Fahrgassen gelenkt.
Abbildung 2: Sensorsystem Fritzmeier Isaria angebaut an einen Schlepper und in Arbeitsposition während der Düngerapplikation; (Geo Konzept 2011)
- 23 3.4
3.4.1
Versuchsdurchführung
Vorbereitungen
Bei der Düngung mit dem System Isaria ist eine der ausschlaggebenden Größen die
Ertragspotenzialkarte. Darum ist der erste und bedeutendste Schritt die Erstellung dieser
digitalen Karte. Sie wurde in diesem Fall vom Unternehmen Geo Konzept in Zusammenarbeit mit dem Dienstleister Agrosat generiert. Agrosat wurde die Fruchtfolge der
letzten zehn Jahre zur Verfügung gestellt und es wurden vorliegende Satellitenaufnahmen der beiden Versuchsschläge untersucht, inwiefern sie Rückschlüsse über die Höhe
des Ertrags zulassen. Hierzu wird aus der Luft die biologische Aktivität des Bestandes
beurteilt. Das ist nicht in jedem Jahr gleich gut möglich, sodass aus den zehn vorgegebenen Jahren nur wenige aussagekräftige übrig bleiben. Eine Software teilt die Aufnahmen in wahlweise drei oder fünf Zonen mit ähnlichem Potenzial ein. Über diese
Dienstleistung kann jedoch nur die räumliche Lage der Ertragszonen ermittelt werden,
nicht jedoch deren Höhe. Das absolute Ertragspotenzial muss der Landwirt aus seiner
Erfahrung heraus abschätzen und dem Sensor vorgeben. In diesem Versuch wurden fünf
verschiedene Zonen erstellt. Die Zonen wurden von 1 bis 5 durchnummeriert, wobei 1
für Niedrigertrag und 5 für Hochertrag steht. Demnach steht die Zone 3 für das Mittlere
Ertragsniveau des Schlages, dem der Landwirt seine Ertragserwartung zuordnet. Ausgehend von diesem Mittleren Ertragsniveau muss der Landwirt im folgenden Abschätzen,
wie stark der Ertrag in den vier weiteren Zonen nach oben und unten abweicht. Die
mittlere Ertragserwartung in Zone 3 wird hierzu gleich 100% gesetzt. Die Ertragserwartung in Zone 1, 2 sowie 4 und 5 wird dann in % des mittleren Ertrages angegeben. Das
Ertragspotenzial in den Zonen 1 und 2 ist demnach <100% und in Zone 4 und 5 >100%.
Theoretisch wäre es auch möglich eine Ertragspotenzialkarte auch ohne die Dienstleistung eines dritten Unternehmens zu erstellen. Hierzu kann der Landwirt seinen Schlag
über die frei erhältliche Karten-Software Google Earth frei in beliebig viele Zonen einteilen und den Zonen wie oben das Ertragspotenzial zuordnen. In der Regel, werden
diese Karten jedoch nicht sehr genau, da es sehr schwierig sein dürfte, vom Boden aus
die Lage der Zonengrenzen richtig einzuschätzen. Die einzige Hilfe hierbei wären die
Daten aus der amtlichen Bodenschätzungskarte. Außerdem ist es denkbar, aus historischen Ertragskarten eines Mähdreschers eine Ertragspotenzialkarte zu erstellen und dem
Sensor vorzulegen. Wie die Karte auch immer erstellt wurde, sie muss dem System Isaria vor der Düngerapplikation über eine SD-Karte zu Verfügung gestellt werden.
3.4.2
Versuchsanordnung
Der Versuch zu dieser Arbeit wurde nach den Vorgaben aus den Ertragspotenzialkarten
angelegt. Aus den fünf verschiedenen Zonen mit unterschiedlich hoher Ertragserwartung wurden drei ausgewählt. Hier wurden jeweils fünf Parzellen abgesteckt auf denen
eine Ernte per Hand durchgeführt wurde. Die Maße einer Parzelle betrugen 2m x 2m,
also 4m2. Um den optischen Einfluss bei der Auswahl der Parzellen so gering wie möglich zu halten, wurde die Festlegung der Parzellen bereits in zu Beginn der Schossphase
- 24 durchgeführt. Die Parzellen wurden möglichst gleichmäßig über die jeweilige Ertragszone verteilt. Es wurde jedoch darauf geachtet, dass die Parzellen mindestens etwa 1520m Abstand zur Nachbarzone hatten, damit sichergestellt war, dass der Düngerstreuer
genug Zeit hat, die Düngermenge an die neue Zone anzupassen. Außerdem wurden
Vorgewende, ehemalige Rübenmieten und andere, nicht repräsentative Stellen des
Schlages von der Handbeerntung ausgeschlossen. Die Parzellen wurden bei der Festlegung sowohl mit PVC-Stäben markiert, als auch mit einem GPS-HandVermessungssystem (Abbildung 2) in einer Karte markiert.
Abbildung 3: GPS-Handgerät zur Markierung der Handernteparzellen im Versuchsfeld;
Quelle: eigene Aufnahme
- 25 Aufgrund Größe und Lage der Zonen, wurden am Standort in Niesaß die Zonen 100%,
105% und 110% zur manuellen Beerntung vorgesehen. Auf Schlag 5 bei Wittenfeld
konnten aufgrund besserer Lage, die Zonen 90%, 100% und 110% ausgewählt werden.
Je größer die Unterschiede der Ertragspotenziale sind, desto leichter lassen sie sich auch
später bei der Erntemenge wieder nachweisen. Abbildung 3 zeigt die Kartenausdrucke
aus dem GPS-Vermessungssystem, aus denen die Lage der Versuchsparzellen genau
ersichtlich ist.
Abbildung 4: Lage der Handernteparzellen innerhalb des Versuchsschlages "Schlag 5" in
Wittenfeld; Quelle: eigene Darstellung
3.4.3
Düngung
Die erste Stickstoffgabe Düngergabe soll bei der Düngung mit dem System Isaria
schlageinheitlich ausgebracht werden und bewusst niedrig gehalten werden, damit der
Sensor bei der zweiten Gabe dann die Bodenunterschiede ausreichend gut beurteilen
und den Dünger entsprechend gut zuteilen kann. Zum Stadium der Bestockung ist der
Sensor im Weizen noch nicht einsatzfähig, da zu viel Boden im Blickfeld liegt. Der
Einsatz kann erst ab BBCH 30 erfolgen. Sie erfolgte am Standort in Niesaß mit 55kg
N/ha aus Kalkammonsalpeter und am Standort Wittenfeld mit 50kg N/ha aus NP 20/20.
Wichtig ist es, den Schwefelbedarf der Pflanzen zu decken, da sonst eine hellere Färbung des Weizens, die von einem Schwefelmangel herrührt zu einer höheren Düngergabe führt.
Außerdem müssen die Grundnährstoffe Phosphat und Kali in ausreichender Menge vorhanden sein, damit der Ertragsaufbau ungehindert erfolgen kann. In Niesaß wurden
80kg P2O5/ha und 80kg K2O/ha, sowie 23kg MgO/ha aus PK 14/14/4 gedüngt. Außer-
- 26 dem enthält dieser Dünger 8% S, sodass mit etwa 46kg S/ha auch die Schwefelversorgung gesichert wurde. In Wittenfeld konnte aufgrund der guten Kali-Versorgung des
Bodens auf eine Kaliumdüngung verzichtet werden. In der ersten Gabe fielen neben
50kg N/ha auch 50kg P2O5/ha. Um die Schwefelversorgung zu gewährleisten wurde bei
den zwei folgenden Gaben jeweils der Dünger Innofert N/S 24/6 ausgebracht.
Bei den jeweils zweiten Düngergaben, also zum Schossbeginn wurde an beiden Versuchsstandorten die Querverteilung der Düngerstreuer überprüft um sicherzustellen,
dass der Düngerstreuer die Vorgaben des Sensorsystems optimal umsetzen kann. Würde
der Düngerstreuer einseitig zu viel oder zu wenig Dünger ausbringen, so hätte das einen
schlechten Einfluss auf die Vergleichbarkeit der Ernteergebnisse in den Handernteparzellen, da diese dann eine falsche Menge an Dünger appliziert bekämen. Außerdem
wurde versucht zu überprüfen ob der Düngerstreuer insgesamt auch die Düngermenge
ausbringt, die der Sensor vorgibt. Auch hier würde ein Fehler die ganze Versuchskonstellation beeinflussen. Im Rahmen dieser Messung wurden über eine ganze Streubreite
des Streuers, also den doppelten Fahrgassenabstand Prüfschalen aufgestellt. Es wurden
insgesamt 25 Schalen von der Landmaschinenschule Triesdorf zur Verfügung gestellt,
welche gleichmäßig über die Streubreite verteilt werden mussten. Zuerst wurde mit einem Maßband die Mitte der mittleren Fahrgasse ermittelt und hier die Schale „0“ mittig
aufgestellt. Dann wurde ebenfalls mit dem Maßband der Abstand zur linken und rechten
Nachbarfahrgasse ermittelt. Aus diesem Wert konnte der Abstand der Schalen zueinander errechnet werden und die Schalen konnten aufgestellt werden. Die jeweils äußersten
Schalen sollten wieder mittig auf der nächsten Fahrgasse stehen, damit die ganze Streubreite abgedeckt werden konnte. Das Streubild mit der vollen Düngermenge entsteht bei
den herkömmlichen Tellerstreuern erst bei der dritten Überfahrt.
Um ein herausspringen der Düngerkörner aus der Schale zu verringern wurden die
Schalen mit Pappfächern bestückt. Um Verwechslungen zu vermeiden wurden die
Schalen benannt und zwar in Fahrtrichtung links mit „L“ und der Nummer von Innen
nach Außen gezählt und in Fahrtrichtung rechts mit „R“ und der Nummer. Vor dem
Streutermin wurden Folienbeutel mit den Namen der Schalen beschriftet, sodass direkt
nach der letzten Überfahrt der Dünger aus den Schalen in die Beutel gefüllt werden
konnte. Es musste verhindert werden, dass der Dünger in der Schale durch ziehen von
Feuchtigkeit aus der Luft an Gewicht zunimmt. Nur so konnte auch versucht werden,
die absolut ausgestreute Düngermenge über die Fläche zu ermitteln.
Die Düngerkörner wurden in den Folienbeuteln schnellstmöglich luftdicht verpackt und
nach Triesdorf transportiert, wo sie auf einer Laborwaage mit einer Genauigkeit von
0,01g ausgewogen wurden. Besonders in der Nähe der Fahrgassen wurde durch den
Aufprall der Düngerkörner auf die Streuteller der Düngerstreuer viel Staub produziert,
der natürlich mit ausgewogen wurde.
Das gängige Maß für die Streuqualität eines Düngerstreuers ist der Variationskoeffizient. Er wird auch in den Testhallen der Hersteller von Düngerstreuern empirisch er-
- 27 mittelt und optimiert. Für seine Berechnung müssen alle ermittelten Messwerte, also die
Gewichte des Düngers aus den einzelnen Schalen zu einem Mittelwert verrechnet werden. Außerdem muss die Standardabweichung über alle Werte errechnet werden. Der
Variationskoeffizient gibt dann an, wie hoch die Standardabweichung im Vergleich zum
Mittelwert ist. Darum wird aus den beiden Größen ein Quotient gebildet und der Variationskoeffizient als Höhe der Standardabweichung in % vom Mittelwert angegeben. Im
Optimum wäre der Variationskoeffizient der Querverteilung 0, was einer Standardabweichung von 0g bedeuten würde. Das würde heißen, dass in jeder der 25 Prüfschalen
exakt die gleiche Menge an Dünger zum liegen kommen würde. Das ist in der Praxis
jedoch nicht zu erreichen.
Die absolut ausgebrachte Düngermenge wird über das Maß der Prüfschalen, nämlich
50cm x 50cm auf die Fläche eines Hektars hochgerechnet. Aufgrund dieser Hochrechnung ist der Wert, den man erhält natürlich sehr Fehlerbehaftet. 25 Testschalen bedecken eine Fläche von nur 6,25m2, wodurch die gewogene Düngermenge mit dem Faktor
1600 multipliziert werden muss um ein ganzes Hektar mit 10000m2 abbilden zu können.
.
3.4.4
Pflanzenschutz
Der Pflanzenschutz sollte im Versuch zu dieser Arbeit betriebsüblich und Schlageinheitlich durchgeführt werden. Am Standort Niesaß wurde eine Herbizidbehandlung mit
100g/ha Attribut in Tankmischung mit 50g/ha Artus, sowie 1,3l/ha CCC720 durchgeführt. Außerdem wurde eine weitere Wachstumsreglerbehandlung mit 0,3l/ha Moddus
und 0,3l/ha CCC720 in Tankmischung vorgenommen. Als Fungizidbehandlung wurde
zum beginnenden Ährenschieben 1,5l/ha Input Xpro ausgebracht.
Eine Auswirkung der Herbizidapplikation war bis etwa zwei Wochen nach der Anwendung im Schlag deutlich zu sehen. Durch den Wirkstoff Carfentrazone-Ethyl aus dem
Herbizid Artus, der als Abbrenner wirkt, blichen die Weizenpflanzen leicht aus. Er
hemmt das Enzym Protoporphyrinogen-Oxidase, welches die Bildung von Chlorophyll
katalysiert. Wenn es ausgeschaltet wird, reichern sich Vorstufen des Stoffes Protoporphyrin im Cytoplasma der Zelle an. Diese zerfallen unter Lichteinfluss leicht und
setzen dabei Sauerstoffradikale frei, welche wiederum die Zellmembranen zerstören. In
diesem Fall wurde dieser Prozess auch im Weizen angeregt, da die Pflanzen etwas zu
viel Wirkstoff aufgenommen hatten. Der Bestand wurde dadurch optisch etwas heller,
was sich bei näherer Betrachtung durch leichte Flecken auf der Blattoberfläche zeigte.
Dieser Zustand war jedoch nur von kurzer Dauer und nach etwa einer Woche zeigte der
Bestand wieder seine ursprüngliche Färbung.
In Wittenfeld wurde der Weizen ebenfalls im Frühjahr mit Herbiziden behandelt. Ausgebracht wurde 1l/ha Axial in Tankmischung mit 80g/ha Alliance und 0,75l/ha CCC
720. Als Fungizide folgten im Stadium BBCH 31 0,75l/ha Aviator Xpro, 0,75l/ha Fandango, 0,3l/ha CCC 720 sowie 0,2l/ha Moddus. Im Stadium BBCH 65 wurden noch
0,5l/ha Taspa nachgelegt.
- 28 -
3.4.5
Ernteverfahren
Vor der Ernte der Parzellen wurde die Kornfeuchte mit einem Messgerät täglich überprüft, damit gewährleistet war, dass das Korn lagerfähig ist. Die Ernte der Versuchsparzellen erfolgte per Hand, jeweils einen Tag vor der Ernte des restlichen Schlages. Zur
Handernte wurde ein quadratischer Rahmen aus Holzlatten angefertigt, der die Innenmaße der Parzellengröße von 2 x 2m hatte. Dadurch konnte gewährleistet werden, dass
die Parzellen Zentimetergenau beerntet werden. Außerdem war dadurch ein rechter
Winkel der Parzellen sichergestellt. Vor der eigentlichen Ernte wurde die Bestandesdichte in der jeweiligen Parzelle ermittelt. Hierzu wurde mit einem Zählrahmen eine
Fläche von 50 x 50cm abgegrenzt und die Halme auf der Fläche ausgezählt. Anschließend wurde die Anzahl der gezählten Halme mit vier multipliziert um die gängige Größe Ähren/m2 zu erhalten. Anschließend wurden die Weizenhalme auf einer Höhe von
etwa 12-15cm mit einer Sichel abgeschnitten und zu Bündeln zusammen gelegt. Diese
Bündel wurden anschließend in große Gewebesäcke gepackt und über die jeweils
nächstgelegene Fahrgasse aus dem Schlag getragen.
Um sicher zu stellen, dass die Parzellen auch nach der Ernte mit dem Großmähdrescher
wieder gefunden werden können, wurde der Boden innerhalb der Parzelle mit einem
orangefarbenen Markierungsspray besprüht. Dadurch wurde der Mähdrescher nicht behindert und die Parzellen konnten leicht wieder gefunden werden um die Nmin Proben
zu entnehmen.
Die Säcke vom Standort Wittenfeld wurden nach Niesaß Transportiert, wo sie gelagert
wurden. Damit aus dem Stroh die letzte Feuchtigkeit abtrocknen konnte, wurden die
Säcke an einigen heißen Tagen in der Sonne getrocknet um Fäulnis zu verhindern. Anfang September wurden die Weizenpflanzen nach Triesdorf gebracht, wo sie mithilfe
eines Parzellenmähdreschers ausgedroschen wurden. In einem Parzellenmähdrescher
kann der Weizen verlustärmer ausgedroschen werden als in einem herkömmlichen
Mähdrescher. Außerdem kann der Parzellenmähdrescher nach jeder Partie komplett
entleert werden, sodass es nicht zu Vermischungen von einzelnen Erntemengen kommen kann.
Nachdem die Pflanzen der einzelnen Parzellen ausgedroschen waren, wurde die Erntemenge direkt verwogen. Um sie miteinander vergleichen zu können, wurde für jede
Parzelle gesondert die Kornfeuchte bestimmt. Hierzu wurden ca. 20g Korn in Glasschalen über Nacht im Trockenschrank getrocknet und die Gewichtsdifferenz bestimmt.
Anschließend konnte die Erntemenge auf Basis 14% Kornfeuchte für alle Parzellen angegeben werden.
Neben der Handernte wurde an beiden Standorten die Ernte des gesamten Schlages mit
einem herkömmlichen Großmähdrescher durchgeführt. Weniger um die absolute Ertragshöhe festzustellen oder die Genauigkeit zu testen, wurden die Schläge mit Ertragserfassung und Ertragskartierungsfunktion beerntet. Das eigentliche Ziel dieser
- 29 Maßnahme ist, die Lage und Abgrenzungen der Ertragszonen zu überprüfen und sichtbar zu machen. Nichtsdestotrotz wurden die Ertragsdaten aus den Mähdrusch Ertragskarten ausgelesen und können mit den Ergebnissen der Handernte verglichen werden.
Dies wurde möglich, da die Lage der Handernteparzellen mittels GPS markiert wurde.
3.5
Untersuchungen nach der Ernte
Nach der Ernte des Weizens wurden Rückstellmuster der einzelnen Parzellen gezogen,
an denen weitere Untersuchungen durchgeführt wurden.
3.5.1
Tausendkornmasse
Um Rückschlüsse auf die Ertragsstruktur der Weizenparzellen ziehen zu können wurde
nach der Ernte mithilfe eines Zählgerätes die Tausendkornmasse ermittelt. Auch hier
wurde die Umrechnung auf Basis 14% Kornfeuchte für alle Parzellen durchgeführt um
Fehler auszuschließen. Gezählt wurden je Parzelle 500 Körner, sodass die gewogene
Masse verdoppelt werden muss, um auf die Tausendkornmasse zu kommen. In der Regel werden nur 500 Körner gezählt, da bei 1000 Körnern die Gefahr der Entmischung
bzw. der Sortierung der kleinen und großen Körner ansteigt. Dadurch ist die Ermittlung
der Tausendkornmasse bei 500 gezählten Körnern genauer.
3.5.2
Rohproteingehalt
Ein wichtiges Kriterium für die Vermarktung von Winterweizen ist der Rohproteingehalt. Bei der Düngung mit dem System Isaria ist neben der Ertragserwartung auch immer die gewünschte Qualitätsstufe anzugeben, da ein E-Weizen mit hohem Rohproteingehalt höhere Stickstoffmengen aufnehmen muss als ein C-Weizen bei gleicher Erntemenge. Ursprünglich war geplant den Rohprotein über einen Schnelltest bei einem
Landhändler zu überprüfen. Aufgrund des zu hohen Eiweißgehaltes des E-Weizens vom
Standort Wittenfeld wurden vom Schnelltest falsche Werte ausgegeben und es musste
eine weitere Untersuchung durchgeführt werden. Die Proben beider Standorte wurden
daraufhin nach Freising geschickt, wo sie im Labor der TU München nach der Dumas
Methode analysiert wurden.
Bei der Dumas-Analyse wird das zu untersuchende Gut mit reinem Sauerstoff zur Oxidation, sprich zur Verbrennung gebracht. Dabei wird der enthaltene Stickstoff aus dem
Weizenkorn zu NO2. Dieses wird während der Verbrennung aufgefangen und quantifiziert. (Thudichum &Wanklyn 1870) Über den spezifischen N-Gehalt des Weizenproteins kann der Rohproteingehalt des Weizenkorns errechnet werden. Der Faktor zur
Umrechnung von N-Gehalt auf Rohproteingehalt ist 5,71 da der N-Gehalt des Weizenproteins bei 15,51% liegt.
- 30 3.5.3
Mineralischer Reststickstoff
Um die Wirkung der teilflächenspezifischen Düngung mit Isaria beurteilen zu können
wurden einen Tag nach der Ernte mit dem Großmähdrescher Proben aus zwei verschiedenen Schichten des Bodens entnommen. Die Schichten lagen auf 0-30cm Tiefe und
30-60cm Tiefe. Auf die Entnahme von Proben aus der Schicht 60-90cm wurde verzichtet, da zum einen auf dem Standort Niesaß nicht überall 90cm Tiefe beprobt werden
können, da hier steiniger Unterboden liegt und zum anderen, da der Stickstoff nach der
Vegetationsperiode in dieser Schicht aufgebraucht sein dürfte.
Die Proben wurden jeweils an drei Stellen innerhalb der 2 x 2m Parzelle gezogen und
sofort nach der Ziehung in Plastikbeutel verpackt, luftdicht verschlossen und gekühlt.
Nach Ziehung aller Proben wurden diese sofort nach Ansbach in das Labor CBL Rietzler gebracht, wo sie bis zur Analyse ebenfalls gekühlt wurden.
Die Analyse des Stickstoffs erfolgte nach einer TM-Bestimmung über Spektralphotometrie von Nitrat und Ammonium mit Nitrospectral und Hypochlorit- und Salicylatinonen. (unbekannt 2012)
3.6
Errechnung der Stickstoffbilanz
Aus den Applikationskarten die das System Isaria bei den Stickstoffgaben in der Regel
auf dem Terminal abspeichert, lässt sich über die GPS-Koordinaten der Handernteparzellen die Menge an Stickstoff ermitteln die an den entsprechenden Stellen bei den drei
Düngergaben appliziert wurde. Der Düngerstreuer wird dabei über die Fahrgassen bewegt, wodurch das System Isaria auch die ausgebrachte N-Menge auf den Fahrgassen
einträgt. Dadurch dass nun die Handernteparzellen zwischen den Fahrgassen liegen,
wurde der Durchschnitt der umliegenden Datenpunkte der Karte herangezogen. Mit der
Software Farmworks ist das recht einfach möglich, wie die Abbildung 4 zeigt. Die volle
Düngermenge kommt zwischen zwei Fahrgassen auch erst durch die Überlappung der
Hin- und Rückfahrt mit dem Streuer zustande. Bei dem System Isaria muss deswegen
der Durchschnitt der beiden Fahrten als ausgebrachte Menge herangezogen werden.
Diese Menge wird dem Entzug an Stickstoff in Korn und Stroh gegenübergestellt und es
ergibt sich daraus ein Saldo. Die Gehalte an Stickstoff im Korn wurden wie oben beschrieben in durch die Dumas-Methode im Labor ermittelt. Für den Stickstoffgehalt im
Stroh wurden die Werte dem Gelben Heft der bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft entnommen. Hier sind 0,5 kg N/dt Stroh (FM) angegeben. Außerdem wurde ein
Korn:Stroh-Verhältnis von 1:0,8 angenommen, ebenfalls nach den Vorgaben für Winterweizen aus dem Gelben Heft. (Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL)
2012) Je nachdem, ob der Saldo positiv oder negativ ist kann man beurteilen, ob die
ausgebrachte N-Menge zu hoch, zu niedrig oder passend war.
- 31 -
Abbildung 5: Foto des Computerbildschirms bei der Ermittlung der ausgebrachten Stickstoffmenge anhand der Applikationskarten aus dem System Isaria; Quelle: eigene Darstellung
3.7
Statistische Auswertungen
Nach der Erhebung der Daten erfolgte Ihre statistische Auswertung. Zum Vergleich der
Erträge aus den verschiedenen Ertragspotenzialzonen wurden ausschließlich die Ergebnisse der Handernteparzellen herangezogen. Diese waren wie bereits unter dem Punkt
Versuchsanordnung beschrieben randomisiert innerhalb der Ertragspotenzialzone verteilt. Betrachtet wurden auf jedem der beiden Schläge jeweils drei Zonen mit je fünf
Wiederholungen. Der Arbeitsweise des Isaria entspricht es, den Bestand innerhalb einer
Zone so zu düngen, dass das vorgegebene Ertragsziel erreicht wird. Abhängig von der
Nachlieferung aus dem Boden wird somit mehr oder weniger Stickstoffdünger ausgebracht. Man kann jedoch sagen, die fünf Wiederholungen einer Zone wurden gleich
behandelt, zumal Saatstärke und Pflanzenschutz, sowie die erste der drei N-Gaben
schlageinheitlich ausgebracht wurden.
Die Parzellen können deshalb statistisch so behandelt werden, wie die vollständig randomisierten Kleinparzellen auf einem herkömmlichen Parzellenversuchsfeld. In Triesdorf ist der Standard bei der Auswertung von Parzellenversuchen die Software Multistat, welche im Internet unter der URL www.multistat.de für jeden frei abrufbar ist. Sie
basiert auf der Durchführung einer Varianzanalyse. Im Unterschied der Ertragsmittel
zweier Ertragspotenzialzonen steckt neben der unterschiedlichen Behandlung durch das
System Isaria auch noch ein gewisser Fehler, der sich aus Bodenunterschieden und dem
Zufall zusammensetzt. Wie groß dieser Fehler im Vergleich zu den Behandlungseffekten ist muss durch die Varianzanalyse herausgefunden werden. Vom Programm wird
- 32 hierzu eine sogenannte Nullhypothese aufgestellt, welche beispielsweise beim Vergleich der Kornerträge lautet: Statistisch gesehen, also mit Betrachtung des Fehlers,
gibt es zwischen den Mittelwerten aus den verschiedenen Ertragspotenzialzonen keinerlei Unterschied. Sprich: Der gemessene Unterschied ist zufällig und beruht auf nicht
untersuchten Faktoren, also dem Fehler. Über die Varianzanalyse kann diese Nullhypothese anschließend belegt oder wiederlegt werden.
Es wird zuerst die Anzahl der Behandlungen und die Anzahl der Wiederholungen, auch
Blöcke genannt eingegeben. Der Computer errechnet sofort die Anzahl der Kombinationen und erstellt die richtige Anzahl an Eingabefeldern für die Messwerte. Hier werden
die empirischen Daten dann eingegeben und die Software führt selbständig die Auswertung durch.
Nach der Eingabe der Daten errechnet das Programm die Mittelwerte und Summen in
den Blöcken (Wiederholungen) und den Behandlungen (in diesem Fall den Ertragspotenzialzonen). Anschließend werden die Summe der Abweichungsquadrate (SQ), die
Freiheitsgrade (FG), die mittleren Abweichungsquadrate (MQ) und schließlich daraus
die zugehörigen F-Werte ermittelt. Der F-Wert ist dabei der Quotient aus zwei miteinander verglichenen mittleren Abweichungsquadrate.
Um nun herauszufinden, ob sich beispielsweise die Mittleren Erträge der Ertragspotenzialzonen unterscheiden muss der F-Wert der Behandlungen mit dem F-Wert aus einer
Tabelle verglichen werden. Der Tabellenwert wird wiederum festgelegt über die Irrtumswahrscheinlichkeit, welche in der Regel mit 5% angegeben wird, sowie der Anzahl
der Behandlungen und Wiederholungen. Liegt nun der errechnete F-Wert oberhalb des
F-Wertes aus der Tabelle so heißt das, dass sich die Mittelwerte der Behandlungen mit
95% Sicherheit voneinander unterscheiden. Anhand des errechneten F-Wertes und der
Anzahl der Behandlungen und Wiederholungen lässt sich auch rückwärts auf die tatsächliche Irrtumswahrscheinlichkeit zurückrechnen. Auch diesen Schritt führt das Programm Multistat automatisch durch.
Wenn man sich nun aufgrund der Varianzanalyse zu 95% sicher sein kann, dass sich die
Mittelwerte statistisch gesichert voneinander unterscheiden, so möchte man im nächsten
Schritt natürlich wissen, welche der Mittelwerte sich genau voneinander unterscheiden
und welche nur zufällig unterschiedlich sind. Zumindest ist das der Fall, wenn man
mehr als zwei Mittelwerte miteinander vergleicht. Dazu wird im Multistat entsprechend
der Konventionen in der landwirtschaftlichen Statistik Duncan’s Muiltple Range Test
durchgeführt und es werden Signifikanzgruppen gebildet. Bei diesem Test werden ebenfalls die Mittelwerte der Behandlungen miteinander verglichen. Auch hier wird wieder
eine Irrtumswahrscheinlichkeit von 5% zugrunde gelegt. Nachdem zuerst die Grenzdifferenzen nach der Methode des t-Tests errechnet werden, werden diese dann bei Duncan’s Test über Korrekturfaktoren korrigiert. Diese Korrekturfaktoren sind abhängig
von der Anzahl der Mittelwerte, welche zwischen den beiden zu vergleichenden Mittelwerten liegen. Nachdem alle Mittelwerte miteinander verglichen worden sind, lassen
- 33 sie sich der Reihe nach Sortieren und in Signifikanzgruppen einteilen. Nun lässt sich
durch Multistat ganz leicht ablesen, welche Mittelwerte sich genau von anderen statistisch, mit einer Irrtumswahrscheinlichkeit von 5%, unterscheiden lassen.
Bei der Software Multistat werden schon bei der Varianzanalyse verschiedene Fälle
unterschieden:
Bewegt sich die aus dem F-Wert und der Anzahl der Behandlungen und Wiederholungen errechnete Irrtumswahrscheinlichkeit zwischen 0% und 5% so gilt die Nullhypothese als sehr stark widerlegt und es wird automatisch ein Multiple Range Test durchgeführt. Liegt sie jedoch knapp über 5% bis zu 50%, so gilt die Nullhypothese als andeutungsweise widerlegt (knapp über 5%) bzw. gering oder gar nicht widerlegt bei höheren
Irrtumswahrscheinlichkeiten. Hier wird aber trotzdem immer ein Multiple Range Test
durchgeführt. Ab errechneten Irrtumswahrscheinlichkeiten von über 50% wird auf einen
Multiple Range Test verzichtet, da hier keinerlei Signifikanz mehr zu erwarten bzw.
nachzuweisen ist.
- 34 -
4
4.1
ERGEBNISSE
Ergebnisse der Messung der Querverteilung und der absolut ausgebrachten Düngermenge
Die Messung der Querverteilung des Düngers über die Arbeitsbreite des Rauch Axis
Düngerstreuers am Standort Niesaß zeigte einen Variationskoeffizienten von 13,06%.
Die laut Anzeige des Isaria auszubringende Düngermenge betrug im Mittel der drei
Überfahrten über das Messfeld 225,9kg/ha. Im Mittel befand sich in den Schalen eine
Düngermenge von 5,066g bei einer Standardabweichung von 0,662g. In den Schalen
fanden sich hochgerechnet 202,7kg Dünger/ha wieder. Das entspricht einer Abweichung von 23,2kg oder 10,27% nach unten. Auf die Fläche einer Prüfschale herunter
gebrochen bedeutet das einen Verlust an Dünger vom Düngerstreuer zu den Schalen
von 0,58g/Schale.
Am Standort Wittenfeld betrug der Variationskoeffizient des Bogballe Streuers 21,72%.
Laut Isaria sollten hier im Mittel 308,3kg/ha Dünger fallen. Davon wurden pro Schale
im Mittel 7,063g Dünger bei einer Standardabweichung von 1,534g. Auf ein Hektar
hochgerechnet wurden 282,5kg/ha Dünger wiedergefunden. Das bedeutet einen Verlust
von 25,8kg/ha oder anders ausgedrückt von 8,37% an Dünger, was wiederum einen
Verlust von 0,645g/Schale (0,25m2) ausdrückt.
- 35 4.2
4.2.1
Applikationskarten aus dem Terminal des Systems Isaria
Standort Niesaß
Abbildung 6: Karte der ausgebrachten N-Mengen bei der zweiten Stickstoffdüngung auf
dem Schlag „Strassacker“ in Niesaß; Quelle: eigene Darstellung
Die Abbildung 6 zeigt die Karte, welche das System Isaria bei der zweiten Stickstoffgabe des Weizens auf dem Strassacker erstellt hat. Je dunkelgrüner die Färbung, desto
höher die ausgebrachte N-Menge. Gelbe, sowie rote Farbe deutet auf geringere gestreute Mengen hin. Leicht erkennbar ist, dass an den Ackerrändern weniger Stickstoff ausgebracht wurde als im Inneren des Schlages. Am Rand des Schlages liegen die Zonen
- 36 95 und 85% des Durchschnittsertrages. Entsprechend wurde dort weniger Dünger ausgebracht. Im Inneren des Schlages ist die Färbung relativ einheitlich. Anders ist das bei
der dritten Stickstoffgabe, deren Applikationskarte die Abbildung 7 zeigt. Besonders im
westlichen (in der Karte linken) Teil des Schlages hat das System weniger Stickstoff
ausgebracht als im östlichen Teil. auch an den Rändern des Schlages im Süden und
Norden wurde bei dieser Düngung ähnlich viel Dünger ausgebracht wie im Inneren des
Schlages.
Abbildung 7: Karte der ausgebrachten N-Mengen bei der dritten Stickstoffdüngung auf
dem Schlag „Strassacker“ in Niesaß; Quelle: eigene Darstellung
- 37 Im westlichen Teil des Schlages hat das System Isaria einen höheren Stickstoffbedarf
bei den Weizenpflanzen festgestellt als in der gleichen Ertragspotenzialzone im Osten.
Aufgrund dessen wurde im Osten auch mehr Dünger ausgebracht, um das Potenzial
erreichen zu können.
4.2.2
Standort Wittenfeld
Abbildung 8: Karte der ausgebrachten N-Mengen bei der zweiten Stickstoffdüngung auf
dem Schlag „Schlag 5“ in Wittenfeld; Quelle: eigene Darstellung
Anhand der Abbildung 8 kann man erkennen wie das System Isaria bei der zweiten
Stickstoffdüngung den Stickstoffdünger verteilt hat. Es wird deutlich, dass die Ertragspotenzialzonen deutlich in der Stickstoffdüngung abgestuft wurden. Die Hocher-
- 38 tragszonen an der Südspitze, sowie an der nordöstlichen Ecke des Schlages zeigen eine
dunkelgrüne Farbe, was eine hohe ausgebrachte N-Menge wiederspiegelt. Die Roten
Teile des Schlages kennzeichnen die Zonen mit niedrigem Ertragspotenzial, sowie die
Rübenmiete aus dem Vorjahr in der nordwestlichen Ecke. Die Abgrenzung der Stickstoffmengen erfolgte auf diesem Schlag sehr scharf, es gibt also kaum fließende Übergänge.
Leider steht für die dritte Stickstoffgabe keine Karte der Stickstoffverteilung zur Verfügung.
4.3
4.3.1
Ergebnisse der Handbeerntung mit Untersuchungen weiterer Parameter der Ertragsstruktur und des Korns
Standort Niesaß
Am Standort Niesaß zeigten sich nach Auswaage und Verrechnung auf einheitliche Basis der Kornfeuchte von 14% die in Abbildung 8 dargestellten Erträge. Wie anhand des
roten Graphen ersichtlich ist, wurde der Zielertrag in keiner der drei untersuchten Ertragspotenzialzonen erreicht. Lediglich in einer der fünf Parzellen konnte der Zielertrag
erreicht werden. Der Mittelwert liegt jedoch in allen drei Fällen wesentlich niedriger.
Auffällig ist, dass obwohl die Erträge in den Zonen 105, sowie 110 höher liegen müssten als in der Zone 100, die Erträge nach rechts abfallen. Dieser Abfall ist jedoch nicht
statistisch absicherbar.
Ertragsmittelwerte am Standort Niesaß
100.00
90.00
Ertrag [dt/ha]
80.00
70.00
60.00
50.00
40.00
a
a
a
30.00
20.00
10.00
0.00
Zone 100%
Zone 105%
Zone 110%
Ertragsmittel
80.01
76.50
76.61
Ertragserwartung
85.00
89.25
93.50
Abbildung 9: Mittlerer gemessener Ertrag und vorher festgelegte Ertragserwartung in
Abhängigkeit der Ertragspotenzialzonen am Standort Niesaß. Verschiedene Buchstaben
kennzeichnen signifikante Unterschiede mit einer Irrtumswahrscheinlichkeit ≤5%; n=5;
- 39 Quelle: eigene Darstellung
In Abbildung 9 sind die Mittleren Rohproteingehalte aufgezeichnet. Die Qualitätskriterien für den in Niesaß zu erzeugenden A-Weizen von 13,5% Rohproteingehalt wurden
im Mittel über alle Parzellen erreicht. Das Mittel der Zone 100 hat den gewünschten
Wert nur sehr knapp verfehlt. Auch hier sind Unterschiede zwischen den Mittelwerten
nicht signifikant.
Proteinmittelwerte am Standort Niesaß
Rohproteingehalt [% der TS]
16.00
14.00
12.00
10.00
8.00
6.00
a
a
a
Zone 100%
Zone 105%
Zone 110%
13.42
14.00
13.85
4.00
2.00
0.00
Proteinmittel
Abbildung 10: Mittlerer Rohproteingehalt nach Dumas-Methode in Abhängigkeit der Ertragspotenzialzonen am Standort Niesaß. Verschiedene Buchstaben kennzeichnen signifikante Unterschiede mit einer Irrtumswahrscheinlichkeit ≤5%; n=5; Quelle: eigene Darstellung
Die Abbildungen 11 bis 13 zeigen die Auswertungen der Ertragsbildenden Komponenten Tausendkornmasse, Bestandesdichte und Ährenlänge. Bei der Tausendkornmasse
ergeben sich kaum Unterschiede zwischen den einzelnen Ertragspotenzialzonen. Das
Niveau ist mit rund 45g Tausendkornmasse niedriger als das auf dem Vergleichsstandort Wittenfeld (Abb. 17)
Bei der Bestandesdichte zeigt sich, dass die Bestände in den Wiederholungen sehr unterschiedlich dicht waren. Der Trend der Mittelwerte geht entgegen der Erwartungen
nach unten, je höher die Ertragserwartung war. Wegen der hohen Schwankungen innerhalb der Zonen ist dieser Unterschied jedoch nicht signifikant. Insgesamt ist der Bestand
mit 578 bis 620 ährentragenden Halmen pro Quadratmeter recht dicht, was aber sortenbedingt richtig und für einen hohen Ertrag auch wichtig ist. (Abb. 12)
- 40 -
Die Kornzahl pro Ähre konnte aus Arbeitszeitgründen nur errechnet und nicht auf dem
Feld ermittelt werden. Auch hier zeigen sich große Schwankungen. Auffällig war im
Feld der optische Unterschied in der Ährenlänge zwischen Haupt- und Nebentrieben der
Pflanze. Die Ähren der Nebentriebe waren dabei immer wesentlich kürzer als die der
Haupttriebe. Dieser Faktor ließ sich jedoch im Rahmen dieser Arbeit aus Zeitgründen
nicht erfassen. Auch hier sind Unterschiede zwischen den Mittelwerten nicht signifikant. Die Ergebnisse sind in Abbildung 13 grafisch dargestellt.
Mittlere Tausendkornmasse am Standort Niesaß
50.00
45.00
Tausendkornmasse [g]
40.00
35.00
30.00
25.00
20.00
a
a
a
Zone 100%
Zone 105%
Zone 110%
45.27
45.62
44.58
15.00
10.00
5.00
0.00
TKG Mittel
Abbildung 11: Mittlere Tausendkornmasse in Abhängigkeit der Ertragspotenzialzonen am
Standort Niesaß. Verschiedene Buchstaben kennzeichnen signifikante Unterschiede mit
einer Irrtumswahrscheinlichkeit ≤5%; n=5; Quelle: eigene Darstellung
- 41 -
Bestandesdichte am Standort Niesaß
Bestandesdichte [Ähren/m2]
700.0
600.0
500.0
400.0
300.0
a
a
a
Zone 100%
Zone 105%
Zone 110%
620.0
602.2
577.8
200.0
100.0
0.0
Ähren/m Mittel
Abbildung 12: Mittlere Anzahl der Ähren pro Quadratmeter in Abhängigkeit der Ertragspotenzialzonen am Standort Niesaß. Verschiedene Buchstaben kennzeichnen signifikante Unterschiede mit einer Irrtumswahrscheinlichkeit ≤5%; n=5; Quelle: eigene Darstellung
Mittlere Kornzahl/Ähre am Standort Niesaß
35.0
30.0
Körner/Ähre
25.0
20.0
15.0
a
a
a
Zone 100%
Zone 105%
Zone 110%
29.3
29.0
30.0
10.0
5.0
0.0
KZ/Ähre Mittel
Abbildung 13: Mittlere Anzahl der Körner pro Ähre in Abhängigkeit der Ertragspotenzialzonen am Standort Niesaß. Verschiedene Buchstaben kennzeichnen signifikante Unterschiede mit einer Irrtumswahrscheinlichkeit ≤5%; n=5; Quelle: eigene Darstellung
Der mittlere mineralische Reststickstoff auf der Versuchsfläche erstreckt sich zwischen
33,86kg/ha und 49,14kg/ha, wie aus Abbildung 14 ersichtlich ist. Auffällig ist der Anstieg des Reststickstoffes mit steigender Ertragserwartung. Anders als bei den anderen
- 42 Untersuchungen ergibt die statistische Auswertung mit Multistat eine „andeutungsweise
Widerlegung der Nullhypothese“. Das heißt, dass der Unterschied zwischen den Mittelwerten zwar nicht signifikant ist, aber wegen dem errechneten F-Wert nah an der
Signifikanzgrenze liegt.
mineralischer Reststickstoff [kg/ha]
Rest-Nmin am Standort Niesaß
60
50
40
30
20
a
a
a
10
0
Nmin Mittel
Zone 100%
Zone 105%
Zone 110%
33.86
44.32
49.14
Abbildung 14: Mittlerer Gehalt des Bodens an mineralischem Stickstoff nach der Ernte in
Abhängigkeit der Ertragspotenzialzonen am Standort Niesaß. Verschiedene Buchstaben
kennzeichnen signifikante Unterschiede mit einer Irrtumswahrscheinlichkeit ≤5%; n=5;
Quelle: eigene Darstellung
- 43 4.3.2
Standort Wittenfeld
Anders als am Standort Niesaß konnte am Standort in Wittenfeld die Ertragserwartung
in den Zonen 90 und 100 erreicht werden. In der Zone 110 wurde sie nur knapp verfehlt. Außerdem ist aus anhand der Buchstaben in Abbildung 15 ersichtlich, dass der
Unterschied der Mittelwerte zwischen Zone 90 und den Zonen 100 und 110 auch signifikant absicherbar ist.
Ertragsmittelwerte am Standort Wittenfeld
140.00
Ertrag [dt/ha]
120.00
100.00
80.00
60.00
a
b
b
40.00
20.00
0.00
Zone 90%
Zone 100%
Zone 110%
Ertragsmittel
105.64
118.66
121.53
Ertragserwartung
103.50
115.00
126.50
Abbildung 15: Mittlerer gemessener Ertrag und vorher festgelegte Ertragserwartung in
Abhängigkeit der Ertragspotenzialzonen am Standort Wittenfeld. Verschiedene Buchstaben kennzeichnen signifikante Unterschiede mit einer Irrtumswahrscheinlichkeit ≤5%;
n=5; Quelle: eigene Darstellung
Die Proteingehalte am Standort Wittenfeld liegen auf einem hohen Niveau. Der ZielRohproteingehalt für E-Weizen von 14% Rohprotein wurde durchweg übertroffen. Signifikante Unterschiede zwischen den Ertragspotenzialzonen sind nicht vorhanden, wie
die Buchstabenkennzeichnung in Abbildung 16 zeigt.
- 44 -
Proteinmittelwerte am Standort Wittenfeld
Rohproteingehalt [% der TS]
18.00
16.00
14.00
12.00
10.00
8.00
a
a
a
Zone 90%
Zone 100%
Zone 110%
15.27
15.88
15.00
6.00
4.00
2.00
0.00
Mittlerer Rohproteingehalt
Abbildung 16: Mittlerer Rohproteingehalt nach Dumas-Methode in Abhängigkeit der Ertragspotenzialzonen am Standort Wittenfeld. Verschiedene Buchstaben kennzeichnen
signifikante Unterschiede mit einer Irrtumswahrscheinlichkeit ≤5%; n=5; Quelle: eigene
Darstellung
Der Ertragsaufbau über Tausendkornmasse, Bestandesdichte und Ährenlänge erfolgte,
wie in den Abbildungen 17,18 und 19 dargestellt. Der Bestand in Wittenfeld war insgesamt recht dünn und niedrig in der Wuchshöhe. Besonders die Zone 90 fiel bereits auf
dem Feld optisch durch einen durchweg dünnen Bestand auf. Hier, sowie bei der Kornzahl pro Ähre lässt sich jedoch kein Trend erkennen und die Unterschiede zwischen den
Mittelwerten sind nicht signifikant. Die errechnete Kornzahl pro Ähre liegt am Standort
Wittenfeld im Mittel über alle untersuchten Zonen bei rund 55.
- 45 -
Mittlere Tausendkornmasse am Standort Wittenfeld
Tausendkornmasse [g]
60.00
50.00
40.00
30.00
a
a
a
Zone 90%
Zone 100%
Zone 110%
52.05
52.60
52.54
20.00
10.00
0.00
Mittlere Tausendkornmasse
Abbildung 17: Mittlere Tausendkornmasse in Abhängigkeit der Ertragspotenzialzonen am
Standort Wittenfeld. Verschiedene Buchstaben kennzeichnen signifikante Unterschiede
mit einer Irrtumswahrscheinlichkeit ≤5%; n=5; Quelle: eigene Darstellung
Bestandesdichte am Standort Wittenfeld
Bestandesdichte [Ähren/m2]
500
450
400
350
300
250
200
150
a
a
Zone 90%
Zone 100%
Zone 110%
356
460
444
a
100
50
0
Mittlere Bestandesdichte
Abbildung 18: Mittlere Anzahl der Ähren pro Quadratmeter in Abhängigkeit der Ertragspotenzialzonen am Standort Wittenfeld. Verschiedene Buchstaben kennzeichnen
signifikante Unterschiede mit einer Irrtumswahrscheinlichkeit ≤5%; n=5; Quelle: eigene
Darstellung
- 46 -
Mittlere Kornzahl/Ähre am Standort Wittenfeld
70.00
60.00
Körner/Ähre
50.00
40.00
30.00
a
a
a
20.00
10.00
0.00
Mittlere Kornzahl/Ähre
Zone 90%
Zone 100%
Zone 110%
57
50
57
Abbildung 19: Mittlere Anzahl der Körner pro Ähre in Abhängigkeit der Ertragspotenzialzonen am Standort Wittenfeld. Verschiedene Buchstaben kennzeichnen signifikante Unterschiede mit einer Irrtumswahrscheinlichkeit ≤5%; n=5; Quelle: eigene Darstellung
Die Betrachtung der Abbildung 20 zeigt, dass am Standort Wittenfeld der Reststickstoffgehalt des Bodens mit der Ertragserwartung ansteigt. Das Niveau ist in Wittenfeld
jedoch insgesamt recht niedrig, sodass in der Zone 90 im Mittel nur 12,32 kg N/ha im
Boden verblieben sind. Auch hier ist der Unterschied zwischen den Mittelwerten nicht
signifikant.
- 47 -
mineralischer Reststickstoff [kg/ha]
Rest-Nmin am Standort Wittenfeld
25
20
15
a
10
5
0
Mittlerer Reststickstoff
a
a
Zone 90%
Zone 100%
Zone 110%
12.32
17.9
22.88
Abbildung 20: Mittlerer Gehalt des Bodens an mineralischem Stickstoff nach der Ernte in
Abhängigkeit der Ertragspotenzialzonen am Standort Wittenfeld. Verschiedene Buchstaben kennzeichnen signifikante Unterschiede mit einer Irrtumswahrscheinlichkeit ≤5%;
n=5; Quelle: eigene Darstellung
- 48 4.4
4.4.1
Ergebnisse der Ernte mit Ertragskartierung
Standort Niesaß
Am Standort Niesaß erzeugte der Großmähdrescher bei der Ernte folgende Ertragskarte
des Schlages „Strassacker“ (Abb. 21):
Abbildung 21: Erntekarte des Schlages "Strassacker" am Standort Niesaß; Quelle: eigene Darstellung
Am „Strassacker“ ist die Erntekarte sehr einheitlich. Lediglich die beiden Vorgewende
im Norden und Süden des Schlages fallen ertraglich ab. Unterschiede innerhalb des
Schlages, dort wo die Ertragspotenzialzonen unterschiedlich hoch angelegt und dann
unterschiedlich gedüngt wurden sind laut dieser Ertragskarte nicht erkennbar.
- 49 4.4.2
Standort Wittenfeld
Auf dem „Schlag 5“ in Wittenfeld wurde folgende Erntekarte erstellt:
Abbildung 22: : Erntekarte des Schlages "Schlag 5" am Standort Wittenfeld; Quelle: eigene Darstellung
Auffällig ist bei der Betrachtung der Erntekarte aus Wittenfeld (Abb. 22) der niedrige
Ertrag der in den Fahrgassen des Schlages erzielt wurde. Darauf deuten die roten Linien
hin, die besonders im östlichen Teil des Schlages in regelmäßigen Abständen von Norden nach Süden verlaufen. Die Fahrgassen werden an diesem Schlag jedes Jahr via GPS
an die gleiche Stelle platziert. Insgesamt kann man sagen, dass die Erntemenge an den
unterschiedlichen Bereichen im Schlag sehr stark schwankt.
4.5
Berechnungen der N-Bilanz
Am Standort Niesaß fielen im Mittel der drei betrachteten Ertragspotenzialbereichen
218,3kg N/ha. In Tabelle 2 ist die Berechnung der Salden für den Strassacker in Niesaß
dargestellt. Durch die Unterschiedlichen Erntemengen, Rohproteingehalte und Düngermengen in den einzelnen Zonen ergeben sich stark unterschiedliche Bilanzsalden in den
unterschiedlichen Zonen. In der Zone 100 liegt im Mittel der Wiederholungen ein NMangel von 18,40 kg N/ha vor. In der Zone 105 ist das Saldo mit einem Mangel von
- 50 1,60 kg N/ha beinahe ausgeglichen. Anders zeigt sich das Bild in Zone 110. Hier erkennt man einen Stickstoffüberschuss von im Mittel 14,26 kg N/ha.
Durch einen Fehler im Terminal wurde bei der dritten Stickstoffgabe am Standort in
Wittenfeld keine Karte von der Applizierten N-Menge erstellt. Deswegen können die
ausgebrachten N-Mengen nicht nachvollzogen werden. Daraus resultiert, dass auch keine korrekte N-Bilanz errechnet werden kann.
- 51 Tabelle 2: Erntemenge, Rohproteingehalt, gedüngte Menge Stickstoff und daraus resultierende Stickstoffbilanz am Standort Niesaß; Quelle: eigene
Darstellung
Parzellennummer
100a
100b
100c
100d
100e
Ertrag in dt/ha Mittlerer Ertrag in
Ertrag Sollwert in kg N/ha
auf Basis 14% dt/ha auf Basis 14%
dt/ha
erste Gabe
Wassergehalt
Wassergehalt
79,68
55,0
80,04
55,0
80,01
85,00
71,45
55,0
89,73
55,0
79,17
55,0
105a
105b
105c
105d
105e
79,66
83,50
72,46
77,08
81,05
110a
110b
110c
110d
110e
82,59
70,23
75,75
77,02
77,45
78,75
76,61
kg N/ha 2.
Gabe ISARIA
30.04.12
61,0
77,0
66,0
66,0
60,0
kg N/ha 3.
Gabe
ISARIA
86,0
90,0
73,0
75,0
78,0
89,25
55,0
55,0
55,0
55,0
55,0
78,0
80,0
77,0
89,0
85,0
88,0
85,0
85,0
88,0
85,0
221,0
220,0
217,0
232,0
225,0
93,50
55,0
55,0
55,0
55,0
55,0
99,0
86,0
82,0
84,0
93,0
90,0
85,0
79,0
94,0
86,0
244,0
226,0
216,0
233,0
234,0
Summe
202,0
222,0
194,0
196,0
193,0
Mittelwert
201,40
Korn/Stroh- N-Gehalt
Rohprotein N-Gehalt
Verhältnis
Stroh
gehalt Korn Korn (kg N)
1:
(5kg/t)
13,54
188,89
0,8
31,87
13,65
191,35
0,8
32,02
13,23
165,48
0,8
28,58
12,67
199,11
0,8
35,89
14,00
194,13
0,8
31,67
N-Gehalt
Gesamt
Überschuss
/Mangel
220,77
223,37
194,06
235,00
225,79
-18,77
-1,37
-0,06
-39,00
-32,79
223,00
14,55
14,26
14,14
13,51
13,54
202,99
208,49
179,49
182,38
192,14
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
31,86
33,40
28,98
30,83
32,42
234,85
241,89
208,47
213,21
224,56
-13,85
-21,89
8,53
18,79
0,44
230,60
13,60
14,14
14,19
13,66
13,67
196,65
173,94
188,29
184,25
185,36
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
33,04
28,09
30,30
30,81
30,98
229,68
202,04
218,59
215,06
216,34
14,32
23,96
-2,59
17,94
17,66
- 52 -
5
5.1
5.1.1
DISKUSSION / SCHLUSSFOLGERUNG
Auswahl des Materials und der Methoden
Standorte
Die Standorte zur Durchführung des Versuches wurde so gewählt, dass ein Vergleich
der Ergebnisse möglich ist. Dazu sind mindestens zwei Standorte erforderlich. Je mehr
Standorte im Versuch stehen, desto höher ist gegebenenfalls die Aussagekraft der Ergebnisse. Noch mehr Standorte in den Versuch aufzunehmen hätte jedoch den Rahmen
dieser Bachelorarbeit gesprengt, da hierzu der Arbeitsaufwand zu groß geworden wäre.
5.1.2
Versuchsanordnung
Grundsätzlich ist es immer sinnvoll Wiederholungen der Versuchsvarianten in den Versuch einzubauen. Auch über diese Methode wird die Aussagekraft der Ergebnisse wesentlich gesteigert. Statistische Berechnungen um die Ergebnisse zu verifizieren und
voneinander unterscheiden zu können, werden so erst möglich. Eine Verbesserungsmöglichkeit zu diesem Versuch wäre gewesen, die Zahl der Ertragspotenzialzonen auf
drei zu beschränken. Die Größe der einzelnen Zonen wäre dadurch gestiegen, wodurch
die Wiederholungen besser im Schlag hätten verteilt werden können. Die Unterschiede
im Ertrag zwischen den Zonen wären eventuell auch angestiegen. Fraglich ist, ob sie
sich deswegen leichter statistisch unterscheiden lassen würden, da vermutlich auch die
Streuung der Werte innerhalb einer Zone größer geworden wäre. Versuche, welche wie
das Projekt On-Farm-Research der LWK Schleswig-Holstein ohne jede Wiederholung
arbeiten, verlieren drastisch an Aussagekraft. In diesem Versuch wurde der Yara NSensor mit unterschiedlichen anderen Varianten der Düngung verglichen. Zugunsten
einer breiteren Fruchtfolge wurde hierbei jedoch auf Wiederholungen der Varianten
verzichtet, was Bodo Hanns von der Firma Agri Con scharf kritisiert. (Hanns 2013)
5.1.3
Technik des Düngerstreuers
In den Versuchen zum Projekt On-Farm-Research der Landwirtschaftskammer Schleswig-Holstein wird auch die Technik des Düngerstreuers kritisiert. Der eingesetzte
Rauch AGT Pneumatikstreuer würde zu langsam reagieren und mache eine korrekte
Düngung mit dem N-Sensor nicht möglich. (Obenauf 2013)
In diesem Versuch wurde die absolut ausgebrachte N-Menge zwar überprüft, es wurden
jedoch auch hier Abweichungen festgestellt. Grundsätzlich entfällt bei einem Tellerdüngerstreuer wie er hier eingesetzt wurde, gegenüber dem Auslegerstreuer die Transportzeit im Gestänge. Außerdem wird beim System Isaria von vornherein ein Versatz
zwischen Messpunkt und Auftreffpunkt eingestellt.
5.1.4
Ertragserfassung
In diesem Versuch wurde der Ertrag über Handernte und Ausdrusch mit Parzellenversuchsmähdrescher ermittelt. Das bedeutet einen sehr großen manuellen Arbeitsaufwand,
liefert aber sehr exakte Ergebnisse. Ein Vergleich mit den Ergebnissen aus der Ertrags-
- 53 kartierung zeigt deutlich, dass beide eingesetzten Mähdrescher zwar versuchen den Ertrag zu erfassen und zu kartieren, die Genauigkeit dieser Methode lässt jedoch sehr zu
wünschen übrig. Eine Doktorarbeit an der TU München zeigt, dass Fehler in der Ertragserfassung im Mähdrescher von 10% keine Seltenheit sind. (Steinmayr 2002) Der
Großmähdrescher ist also zur exakten Ermittlung von Erträgen nicht geeignet.
Eine Möglichkeit, den Arbeitsaufwand zu verringern wäre der Drusch der Restfläche
mit einem Großmähdrescher und das Aussparen, also Stehenlassen der „Versuchsparzellen“. Dann könnten die Erträge auf einzelnen Parzellen mit dem Parzellenmähdrescher ermittelt werden. Das verringert zwar die manuelle Arbeit, der Aufwand für den
Transport des Parzellenmähdreschers zum Versuchsstandort, sowie der Aufwand beim
dreschen mit dem Großmähdrescher erhöhen sich dadurch.
5.2
Erstellung der Ertragspotenzialkarten
Die Erstellung der Ertragspotenzialkarten erfolgte an beiden Standorten auf die gleiche
Weise. Durch die Satellitenbilder der vorangegangenen Erntejahre konnte der Aufwuchs und damit die Erntemenge auf den einzelnen Teilflächen des Schlages geschätzt
werden. Die Einteilung in Zonen von ähnlicher Ertragserwartung wurde wie oben beschrieben durch eine Software erledigt. Allerdings birgt diese Verfahrensweise einige
Risiken.
5.2.1
Anzahl der Jahre
Wird der Software nicht eine genügend große Anzahl von Jahren mit brauchbaren Satellitendaten zur Verfügung gestellt, kann das zu Ungenauigkeiten in der Unterteilung des
Schlages führen. In einem sehr trockenen Jahr mit sehr geringen Niederschlagsmengen
bringen die Teilflächen eines Schlages mit eher schwerem Boden mehr Ertrag als die
mit leichterem Boden, da hier das dringend gebrauchte Regenwasser besser gespeichert
werden kann. Im anderen Extrem, einem sehr nassen Jahr muss das Überschüssige
Wasser ablaufen können, da es den Pflanzenwurzeln keine Luft im Boden lässt. Das
behindert das Wachstum und der Ertrag sinkt. Hier sind die Teilflächen mit leichterem
Boden im Vorteil.
Dieses Risiko kann nur durch eine genügend große Anzahl von Jahren abgemildert oder
ausgeglichen werden.
Am Standort Niesaß kamen drei Jahre zur Auswertung zum Zuge, da die Satellitenaufnahmen der anderen sieben zu Verfügung gestellten Jahre unbrauchbar waren. Eine Anzahl von drei Jahren ist das absolute Minimum, welches für eine vertrauenswürdige
Erhebung der Daten nötig ist. Es wäre besser gewesen, mehr historische Daten in das
System einspeisen zu können.
- 54 5.2.2
Belegung der Zonen mit einem Ertragswert
Wenn die Zonen auf dem Schlag eingeteilt worden sind, obliegt es dem Landwirt eine
mittlere Ertragserwartung für die 100%-Zone festzulegen. Das ist mit einem sehr großen Sicherheitsrisiko verbunden, da der Landwirt sich schwer tun wird, eine zutreffende
Angabe zu machen. Die Erträge schwanken von Jahr zu Jahr und von Schlag zu Schlag
sehr stark. Die Festlegung auf ein Ertragspotenzial seines Schlages wird immer eine
mehr oder weniger ungenaue Schätzung bleiben.
5.2.3
Abstufung des Ertragspotenzials
Wenn eine mittlere Ertragserwartung festgelegt wurde muss die Entscheidung getroffen
werden, welche Abstufungen von Zone zu Zone angelegt werden soll. Besonders
schwer wird dieser Vorgang immer dann, wenn der Landwirt seinen Schlag nicht kennt,
zum Beispiel im Falle einer neuen Pachtfläche. Schwierig genug bleibt es, wenn er die
Fläche schon länger bewirtschaftet, aber der Betrieb zu groß ist, um alle Flächen zu
kennen. Anhaltspunkte können hier die Erntekarten vergangener Jahre liefern, wenn
diese ausreichend genaue Angaben liefern. Hierzu muss wieder der Mähdrescher bei der
Ernte sehr genau kalibriert sein, um genaue Ergebnisse zu liefern.
Am besten wären auch hier Mehrjährige Erfahrungen von einem Schlag, welche auf
Gemischtbetrieben derzeit noch schwer zu erfassen sind, denn nicht jede Erntemaschine, welche in der Fruchtfolge eingesetzt wird, ist mit der Technik zur Ertragserfassung
und Kartierung ausgestattet.
5.2.4
Alternative Systeme
Bei anderen Sensoren zur teilflächenspezifischen Düngung, wie sie unter dem Punkt
„Literaturübersicht“ beschrieben sind können diese Fehlerquellen ausgeschlossen werden, sofern die Systeme im reinen Sensoransatz betrieben werden, sprich keine Karte
hinterlegt werden soll. Im reinen Sensoransatz wird der Sensor vor der Überfahrt kalibriert und anschließend sofort gedüngt. Weitere Vorbereitungen sind nicht nötig. (Agri
Con 2011b; Landdata Eurosoft 2012)
5.3
5.3.1
Ausgebrachte Düngermenge
Querverteilung des Düngers
Die gemessenen Werte für die Querverteilung des Düngers ist beim Rauch Streuer aus
Niesaß laut DLG (DLG 2012) als befriedigend zu bewerten. Der Variationskoeffizient
des Bogballe Streuers am Standort Wittenfeld wäre mit „zu ungenau“ zu bewerten. Laut
DIN EN 13739 Teil 1 (Deutsches Institut für Normung e.V. 2012) muss ein Düngerstreuer eine Querverteilung mit einem Variationskoeffizienten von unter 15% erzeugen
können. Der Rauch Axis 20.1 W würde dem gerecht, werden, der Bogballe-Streuer erfüllt diese Forderung in diesem Versuch nicht. Allerdings werden die Streuer bei der
Normung und auch bei der DLG in Testhallen geprüft, wo äußere Einflüsse, wie Sei-
- 55 tenwind, Erschütterungen bei der Fahrt und Hanglage ausgeschlossen werden können.
Der Versuch zu dieser Arbeit fand auf freiem Feld statt. Die Störfaktoren wurden zwar
so gut wie möglich minimiert, blieben aber trotzdem sicher nicht ohne Einfluss.
Des Weiteren muss man feststellen, dass in diesem Versuch die gesamte Breite über
drei Fahrgassen geprüft wurde. dadurch ergibt sich durch die Arbeitsweise des Isaria
Systems eine weitere Fehlerquelle. Die volle Düngermenge kommt in den Schalen erst
durch drei Überfahrten zustande. Dadurch ist es möglich, dass bei den drei Überfahrten
jeweils eine andere Soll-Düngermenge durch den Isaria-Sensor vorgegeben wurde. Das
beeinflusst das Ergebnis der Messung der Querverteilung zusätzlich.
5.3.2
Absolut ausgebrachte Düngermenge
Zwischen der Soll-Ausbringmenge, die durch das System Isaria vorgegeben wurde und
der Ist-Ausbringmenge, welche in den Prüfschalen gefunden werden konnte besteht an
beiden Standorten eine Abweichung nach unten, sprich es wurde nicht genug Dünger in
den Prüfschalen wiedergefunden. An den Standorten handelt es sich um 10,27% bzw.
8,37% an Dünger, der zu wenig ausgebracht, bzw. unterwegs verloren gegangen ist.
Angesichts der Menge, welche pro Schale zum Erreichen der vollen Menge gefehlt hat,
nämlich 0,58g bzw. 0,65g, ist es vorstellbar, dass diese kleine Menge zwar ausgebracht
wurde, aber als Staub auf dem Weg zur Schale durch den Wind weggeweht wurde.
Denkbar ist auch, dass Körner beim Auftreffen auf die Prüfschale trotz des in die Schale
eingelegten Fächers abgeprallt sind. Umgekehrt entspricht eine Abweichung von
1g/Schale einer Abweichung von 40kg Dünger auf einem Hektar. Das zeigt, wie anfällig das System gegen Messfehler ist.
Testergebnisse, welche der Düngerstreuer-Hersteller Rauch vom Danish institute of
agricultural science durchführen lässt ergeben Abweichungen der absoluten Ausbringmenge von der gewünschten Ausbringmenge von -1% bis +2%. Diese Testergebnisse
wurden allerdings in der Halle ermittelt und mit gewöhnlichen Düngerstreuern ohne
Wiegeeinrichtung, sondern nur mit vorheriger Kalibrierung durchgeführt. (Kristensen
&Perssson 2005; Nielsen &Perssson 2012; Perssson &Kristensen 2005a, 2005b; Skovsgaard &Perssson 2006) Wiegestreuer, wie sie in den Versuchen zu dieser Arbeit eingesetzt wurden, können auch auf Unterschiede in der Düngerqualität während des Streuens reagieren und sollten daher noch geringere Abweichungen ermöglichen. Eigene
Erfahrungen aus dem Betrieb Niebler in Niesaß bestätigen dies.
Zum besseren Abgleich zwischen Soll- und Ist-Ausbringmenge hätte man die Wiegungen des Wiegestreuers dokumentieren können und hätte diese Daten dann mit der Gesamt-Ausbringmenge, die Isaria ausgibt vergleichen können. Dazu hätte jedoch an beiden Standorten die Düngung für den Versuchsschlag getrennt von anderen Schlägen
erfolgen müssen. Diese Möglichkeit wurde an beiden Standorten versäumt und sollte
bei weiterführenden Versuchen unbedingt berücksichtigt werden, um eine weitere Fehlerquelle im ganzen System ausschalten zu können, nämlich die Ungenauigkeiten am
Düngerstreuer.
- 56 5.4
Düngerverbrauch, N-Bilanz und Reststickstoffgehalte
Ohne genaue Auswertungen dazu gemacht zu haben lässt sich vermuten, dass der absolute Düngerverbrauch durch den Einsatz des Systems Isaria gegenüber der schlageinheitlichen Düngung nicht wesentlich gesenkt werden kann. Der Vorteil in der Verwendung des Systems liegt jedoch in der Optimierung der Düngerverteilung auf dem
Schlag. Hochertragszonen werden nach herkömmlicher, schlageinheitlicher Düngung in
den meisten Fällen unterdüngt, wodurch das Ertragspotenzial nicht voll ausgenutzt werden kann. Umgekehrt verhält es sich vermutlich in den Niedrigertragszonen. Hier wird
für den auf dem Teilstück maximal möglichen Ertrag zu viel Dünger gestreut. Da hier
der Ertrag durch den Boden begrenzt wird, sind durch den Sensoreinsatz keine Mehrerträge möglich. Lediglich die Düngereinsparung auf dieser Teilfläche wirkt sich auf die
Wirtschaftlichkeit des Systems aus. An den Hochertragszonen sind jedoch durch eine
höhere Düngermenge Mehrerträge möglich. Landwirte, die ohne ein Sensorsystem
Dünger ausbringen, werden sich jedoch mit der Düngung auch an diesen Stellen eher
zurückhalten, um keine hohen N-Überschüsse in den Boden zu bringen. Mit dem System Isaria ist diese Angst, wie die Ertragsergebnisse aus Wittenfeld zeigen, unbegründet.
Das Ergebnis der N-Bilanzrechnung vom Standort in Niesaß spiegelt das Ergebnis der
Nmin Untersuchung wider. In der Niedrigertragszone „100“, welche aber nicht die Zone
mit der niedrigsten Ertragserwartung am Schlag ist, befinden sich geringere Nmin Werte im Boden als in den anderen Beiden Zonen. In der N-Bilanzrechnung zeigt sich hier
tendenziell ein Mangel an ausgebrachtem N. In den anderen beiden Zonen ist die Bilanz
im Mittel ausgeglichen bzw. es besteht ein Überschuss an ausgebrachtem Stickstoff,
welcher nicht durch das Erntegut oder das Nebenprodukt Stroh aufgebraucht wurde.
Bei den Reststickstoffgehalten kann man sagen, dass diese am Standort Wittenfeld beinahe optimal waren, da der Weizen den Boden nicht bis auf 0 kg N/ha ausnutzen kann.
Noch niedrigere Nmin-Gehalte wären kaum erreichbar gewesen. Für die Umwelt ist
dieses Ergebnis natürlich ein sehr gutes, da nennenswerte Nitratausträge über den Winter in tiefere Bodenschichten oder gar das Grundwasser nicht zu befürchten sind. Am
Standort Niesaß wäre an diesem Punkt sicher noch Optimierungsbedarf. Hier sind die
Nmin-Gehalte zu hoch und es bleibt zu hoffen, dass die Strohrotte und die eingesäte
Zwischenfrucht aus Phacelia und Ramtillkraut den Stickstoff im Boden konservieren
können, bis er von der Folgefrucht Mais in der Vegetationszeit 2013 verbraucht werden
kann.
- 57 5.5
Vergleich von Handernte und Ertragskartierung
Vergleicht man die Ertragsdaten, die der Mähdrescher mit GPS-Unterstützung in die
Karte eingetragen hat mit denen die in der Handernte an ähnlichen Stellen ermittelt
wurden, so fällt auf, dass sich die Ergebnisse stark voneinander Unterscheiden.
Tabelle 3: Vergleich von Erträgen aus der Handernte mit den Erträgen aus der Ertragskartierung am Standort Niesaß; Quelle: eigene Darstellung
Parzellennummer
100a
100b
100c
100d
100e
Abweichung des
Abweichnung des
Ertrag in dt/ha Mittlerer Ertrag in
Ertrag laut
Mittlerer Ertrag
mittleren Ertrags
Ertrag Sollwert in
Ertrags laut
Abweichung
auf Basis 14% dt/ha auf Basis 14%
Ertragskartierung in dt/ha laut
laut
dt/ha
Ertragskartierung
in %
Wassergehalt
Wassergehalt
in dt/ha
Ertragskartierung
Ertragskartierung in
in dt/ha
dt/ha
79.68
85.0
5.32
80.04
80.0
-0.04
80.01
85.00
81.4
1.39
2%
71.45
70.0
-1.45
89.73
82.0
-7.73
79.17
90.0
10.83
105a
105b
105c
105d
105e
79.66
83.50
72.46
77.08
69.79
110a
110b
110c
110d
110e
82.59
70.23
75.75
77.02
77.45
76.50
76.61
89.25
87.0
87.0
88.0
83.0
85.0
93.50
87.0
87.0
87.0
83.0
88.0
86.0
7.34
3.50
15.54
5.92
15.21
9.50
12%
86.4
4.41
16.77
11.25
5.98
10.55
9.79
13%
Tabelle 4: Vergleich von Erträgen aus der Handernte mit den Erträgen aus der Ertragskartierung am Standort Wittenfeld; Quelle: eigene Darstellung
Parzellennummer
90a
90b
90c
90d
90e
Abweichung des
Abweichnung des
Ertrag in dt/ha Mittlerer Ertrag in
Ertrag laut
Mittlerer Ertrag
mittleren Ertrags
Ertrag Sollwert in
Ertrags laut
Abweichung in
auf Basis 14% dt/ha auf Basis 14%
Ertragskartierung in dt/ha laut
laut
dt/ha
Ertragskartierung
%
Wassergehalt
Wassergehalt
in dt/ha
Ertragskartierung
Ertragskartierung in
in dt/ha
dt/ha
96.55
80.0
-16.55
103.60
79.0
-24.60
105.64
103.50
81.8
-23.84
-23%
109.55
82.0
-27.55
113.88
86.0
-27.88
104.62
82.0
-22.62
100a
100b
100c
100d
100e
115.62
118.82
122.76
118.87
117.21
110a
110b
110c
110d
110e
121.50
124.10
114.90
127.26
119.89
118.66
121.53
115.00
93.0
92.0
95.0
92.0
90.0
126.50
98.0
94.0
101.0
97.0
95.0
92.4
-22.62
-26.82
-27.76
-26.87
-27.21
-26.26
-22%
97.0
-23.50
-30.10
-13.90
-30.26
-24.89
-24.53
-20%
An beiden Standorten gibt es erhebliche Unterschiede zwischen der Erntemenge der
Handernte und der der Ertragserfassung im Mähdrescher. Zwischen den beiden Standorten sind die Differenzen unterschiedlich hoch. Am Standort Niesaß erstreckt sich die
Abweichung im Mittel zwischen +2% und +13% und in Wittenfeld liegt die Abweichung zwischen -20 und -23%. In Wittenfeld könnte daher ein Fehler in der Kalibrierung zugrunde liegen, welcher sich über alle Zonen fast gleich hoch auf das Ergebnis
auswirkt. Am Standort Niesaß kann die Ursache zusätzlich eine andere sein. Einmal
kalibriert geht der Mähdrescher von gleichbleibenden Verhältnissen im Schlag aus,
sprich der Mähdrescher rechnet immer mit der gleichen Dichte des Korns auf den Ertrag
hoch. Ändert sich diese jedoch im Schlag, rechnet der Mähdrescher systematisch falsch.
- 58 Dies könnte eventuell der Grund für die großen Abweichungen der Messwerte zwischen
den Zonen sein.
Ein statistisches Maß für den Zusammenhang ist das Bestimmtheitsmaß r2. Je näher
dieses an 1 liegt, desto größer ist der Zusammenhang zwischen zwei Ergebnissen. Errechnet man dieses für den Zusammenhang zwischen Ertrag aus Handernte und Ertrag
aus Maschinenernte, so kommt man für den Standort Niesaß auf r2=0,016, am Standort
in Wittenfeld hingegen auf r2=0,705.
5.6
Ursachen für das nicht-Erreichen der Ertragserwartung in Niesaß
Vergleicht man insbesondere die Ertragsergebnisse, sowie die Rest-Nmin-Gehalte beider Standorte miteinander, so fällt auf, dass die Zielerträge am Standort Niesaß im Gegensatz zum Standort Wittenfeld nicht erreicht werden konnten. Aufgrund dieser Tatsache wurde der gedüngte Stickstoff aus dem Boden nicht vollständig aufgebraucht und
die Nmin-Gehalte waren nach der Ernte des Weizens wesentlich höher als in Wittenfeld.
5.6.1
Fusariumbefall
Ein Grund dafür könnte der Befall des Weizenbestandes in Niesaß mit Fusarium sein.
Die Körner waren zum Teil nicht richtig ausgebildet und etwas weißlich verfärbt. Der
Gehalt an Deoxynivalenol im Korn, dem Pilzgift des Fusariumpilzes war nach einer
ELISA Untersuchung jedoch überraschend gering und lag mit 0,5mg/kg weit unter dem
Grenzwert von 1,25mg/kg Korn. Eine Taubährigkeit, wie sie bei Fusariumbefall typischerweise Auftritt war ebenso kaum zu sehen.
Der Züchter der Sorte ‘Julius’, KWS Lochow bestätigte diesen Sachverhalt. „‘Julius’
reagiert sehr empfindlich mit Ertragsausfall auf den Befall mit Fusarien. Unsere Ergebnisse zeigen ein ähnliches Bild, wie Sie es festgestellt haben. Die DON-Gehalte des
Weizenkorns halten sich meistens in Grenzen, obwohl der Ertrag bereits zusammengebrochen ist.“(Mark 2012) Ein ähnliches Bild zeigen die Landessortenversuche der bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft. Der Weizen ‘Julius’ schneidet hier mit einem
Relativertrag von 96% unterdurchschnittlich ab, wobei sein relativer DON-Gehalt bei
114% liegt. Ein JB Asano, der laut BSL die gleiche Eistufung bezüglich der Fusariumanfälligkeit hat, zeigt einen Relativertrag von 100% obwohl sein DON-Gehalt mit
124% noch zehn Prozentpunkte über dem des ‘Julius’ liegt. (Seemann 2012)
Vergleicht man die Eigenschaften der beiden eingesetzten Sorten ‘Julius’ und ‘Akteur’
miteinander, so fällt auf, dass sie sich in puncto Fusariumanfälligkeit unterscheiden. Die
Sorte ‘Julius’ vom Standort Niesaß ist mit Note 5 eine ganze Notenstufe schlechter eingeschätzt worden als die Sorte ‘Akteur’ vom Standort Wittenfeld. Das Spinnendiagramm in Abbildung 24 verdeutlicht das. Zu Bemerken ist, dass unter den aktuellen
Weizensorten auf dem Markt kaum noch Sorten sind, die im Befall auf Ährenfusarium
schlechter als mit Note 5 eingestuft sind. Neben der Anfälligkeit der Sorte gegenüber
- 59 Fusarium ist auch die Witterung während der Weizenblüte ausschlaggebend für den
Befall. Ein Blick in die Abbildung 23 der bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft
zeigt deutlich, dass das Jahr 2012 als ausgesprochenes Fusarienjahr bezeichnet werden
kann. In nur wenigen anderen Jahren war der Deoxynivalenolgehalt der Weizenkörner
im Mittel ähnlich hoch oder höher als 2012.
Abbildung 23: Mittlere DON-Gehalte der bayerischen Winterweizenernten 1990 bis 2012;
Quelle: Rieder (2012)
Gründe für den Befall mit Fusarium gibt es viele. Ein Faktor ist die Vorfrucht, sowie die
Bodenbearbeitung. Die Vorfrucht auf dem Schlag Strassacker in Niesaß war der Winterraps. Er gilt eigentlich als unproblematische Vorfrucht des Weizens bezüglich der
Gefahr von Fusariumerkrankungen. Ein Problem könnte daher sein, dass das Stroh der
Vorvorfrucht, nämlich Weizen, ohne vorhergehende Bearbeitung auf 12-15cm Tiefe
untergepflügt wurde. Während der Raps auf dem Feld stand, war das Stroh im Boden,
aber nach dem erneuten Unterpflügen des Rapsstrohs, wurde es vermutlich zum Teil
schlecht verrottet wieder nach oben gepflügt, wo es den Weizen mit Fusarien infizieren
konnte.
Die Behandlung mit Fungiziden während der Vegetation über, kann ebenfalls den Befall mit Fusarium fördern oder aber begrenzen. Am Standort Niesaß wurde lediglich
einmal und zwar zum EC Stadium 39, also dem Fahnenblattstadium ein Fungizid appliziert. Zum Einsatz kamen 1,5l/ha Input Xpro mit den Wirkstoffen Prothioconazol, Spiroxamine und Bixafen. Im Gegensatz dazu wurde in Wittenfeld Aviator Xpro Duo mit
den Wirkstoffen Prothioconazol, Bixafen und Fluoxastrobin zum Stadium EC 31/32 mit
voller Aufwandmenge ausgebracht, sowie eine weitere Behandlung zur Weizenblüte am
05.06.2012 mit 0,5l/ha Taspa durchgeführt. Das Produkt Taspa enthält die Wirkstoffe
Propiconazol und Difenoconazol mit je 250g/l und ist als Azolfungizid sehr wirksam
- 60 gegen Fusarium, da sie das Wachstum des Myzels vermindern können. (Bartels
& Rodemann 2003)
Phänologisch ist davon auszugehen, dass die Weizenblüte während der ersten beiden
Juni Wochen 2012 stattfand. Die Abbildung 24 zeigt hierzu vergleichend die Witterung
an beiden Standorten. Es wird deutlich, dass die Summe der Niederschläge an beiden
Standorten annähern gleich hoch war, dass die Niederschläge am Standort Wittenfeld
jedoch konzentrierter fielen, sodass die Weizenblätter und die Ähren zwischendurch
abtrocknen konnten. In Niesaß fielen beinahe täglich 2-3mm Regen, sodass für Fusarium optimale Bedingungen gegeben waren und eine Fungizidspritzung nur schwer möglich war. Außerdem erkennt man, dass die Spritzung von Taspa am Standort Wittenfeld
am 5.6.2012 optimal platziert wurde. Der Tag der Spritzung selbst war Regenfrei und
am folgenden Tag fielen insgesamt knapp 24mm Niederschlag innerhalb von vier Tagen. Der Weizen war hier aber durch die Azole optimal geschützt.
Witterung während der Weizenblüte 2012
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Tagesniederschlag Niesaß [mm]
Tagesniederschlag Wittenfeld [mm]
Tagesdurchschnittstemperatur Niesaß [°C]
Taesdurchschnittstemperartur Wittenfeld [°C]
Abbildung 24: Temperatur und Niederschlag während der Blüte des Weizens 2012 an den
Versuchsstandorten Niesaß und Wittenfeld im Vergleich (Eigene Darstellung; Daten von
www.wetter-by.de)
- 61 -
Sorteneigenschaften nach der beschreibenden Sortenliste 2012
Lageranfälligkeit
Fusariumanfälligkeit
Ertrag
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Septoriaanfälligkeit
Bestandesdichte
Kornzahl pro Ähre
Reife
Akteur
Julius
Tausendkornmasse
Abbildung 25: Die Eigenschaften der Sorten ‘Julius’ und ‘Akteur’ im direkten Vergleich
miteinander. Quelle: eigene Darstellung, Daten aus Bundessortenamt 2012.
Wie Bartels und Rodemann (Bartels & Rodemann 2003)feststellten hat die Stickstoffdüngung über die Bestandesdichte einen erheblichen Einfluss auf die Fusariumverbreitung im Bestand. Hier ist der Weizen ‘Julius’ als Bestandesdichtetyp gefährdeter als der
‘Akteur’, der den Ertrag über hohe Tausenkornmassen und eher dünne Bestände aufbaut. (Schönberger 2012) Auch die Abbildung 25 zeigt die Unterschiede im Ertragsaufbau der Sorten.
Insgesamt kann man sagen, dass sich die Fusariumerkrankung des Weizens vor allem
auf die Tausendkornmasse des Weizens ausgewirkt hat, da die Körner nicht vollständig
ausgebildet wurden. Das erkennt man sowohl beim Betrachten des Erntegutes durch
Schmachtkörner als auch beim Vergleich des Niveaus der Tausendkornmasse vom
Standort Niesaß mit dem Standort Wittenfeld.
5.6.2
Trockenheit
Auch das Jahr 2012 war wieder geprägt von einer starken Vorsommertrockenheit. Diese
Trockenheit spielte jedoch für den Versuch zu dieser Arbeit weniger eine Rolle. Zum
einen ist die Trockenheit vor allem am Standort Niesaß weniger ausgeprägt, als an anderen Standorten. Die Ergebnisse der Wetteraufzeichnungen belegen diese Behauptung.
Zum Anderen kommt die Trockenheit zuerst an den flachgründigen und leichteren Teilflächen im Schlag zum Tragen. Diese Teilflächen liegen auf dem Strassacker in Niesaß
ganz klar an den Waldrändern. Dort ist der vorherrschende Bodentyp die Rendzina. Der
Ap-Horizont ist dort an manchen Stellen nur 2-3dm mächtig. Im Inneren des Schlages,
dort wo die Handbeerntungsparzellen angelegt waren, liegt zumeist eine mehrere Meter
- 62 dicke Lössauflage vor. Hier kann wesentlich mehr Wasser im Boden gespeichert werden, als an den Waldrändern, wo es schnell im brüchigen Jurakalk versickert.
Auch in 2012 konnten an den Waldrändern keine Symptome von Wasserstress beobachtet werden. Hier war der Bestand ähnlich dicht, wie im Inneren des Schlages.
6
AUSBLICK
Um die Düngereffizienz, die bei der Düngung mit dem System Isaria erreicht wird weiter zu verbessern, arbeitet der Hersteller derzeit an einer Möglichkeit, die tatsächlich am
Standort gegebene Witterung in das Ertragspotenzial zu integrieren. Dadurch könnte ein
Ertragspotenzial, welches aufgrund von Frühjahrstrockenheit sinkt, besser mit in die
Ertragserwartung einfließen und die Höhe der Düngermenge könnte entsprechend reduziert werden.
Außerdem arbeitet der Hersteller daran, das System Isaria neben der Kultur Weizen
auch für andere Getreidearten, sowie in Raps und Kartoffeln einsetzbar zu machen. Der
nächste Schritt in der Entwicklung wäre dann noch der teilflächenspezifische Einsatz
von Wachstumsreglern. Hier wird weiteres Entwicklungspotenzial vermutet, da ein Zuviel an Wachstumsreglern auch den Ertrag schmälern kann.
Nach ersten Absprachen mit Geo Konzept sollen die Praxisversuche zum Thema Isaria
auch in den nächsten Jahren weitergeführt werden. Eventuell kann durch die Auswahl
der Technik und der Versuchsschläge auch eine vergleichende Untersuchung mit anderen Sensoren oder der schlageinheitlichen Düngung erfolgen.
- 63 -
7
ZUSAMMENFASSUNG
Ziel dieser Arbeit war es, die Anwendbarkeit des Systems Isaria von Fritzmeier in der
Kulturpflanzenart Winterweizen zu beurteilen und die Auswirkungen des Einsatzes zu
beobachten. Die Ergebnisse der zwei Versuchsstandorte zeigen, dass zum zielgerichteten Einsatz umfangreiche Vorarbeiten nötig sind, wie das Erstellen von Ertragspotenzialkarten. Es wird deutlich, dass besonders dieser Schritt mit vielen Stolpersteinen versehen ist, über die der Landwirt fallen kann, wenn er neu in diese Art von Technologie
einsteigt. Ein sichererer Einstieg wird durch langjähriges und auch teilflächenspezifisches Beobachten des Bestandes und wenn möglich den Einsatz von Ertragskartierungstechnik möglich, da man eine gute und zuverlässige Datengrundlage schaffen sollte,
bevor man den Sensor die Arbeit machen lässt.
Auch bei einer zuverlässigen und sicheren Datenquellen kann man trotzdem nicht davon
ausgehen, dass alles reibungslos verläuft. Durch eine Fusariuminfektion wurde auf einem der beiden Versuchsstandorte der Ertrag nach der letzten Düngungsmaßnahme
noch geschmälert, was dazu führt, dass die Ertragserwartung, nach der die Düngermenge bemessen wurde nicht erreicht werden konnte. Es ist jedoch zu vermuten, dass über
eine gezielte Fungizidapplikation zur Weizenblüte der Zielertrag ausgeschöpft hätte
werden können, da dann die Körner mit der vollen Tausendkornmasse den Ertrag verbessern hätten können.
Auf dem zweiten Schlag passte beinahe alles zusammen. Der Ertrag war hoch, die Qualität des Korns, sprich der Rohproteingehalt gut und die im Boden zurückgebliebenen
Stickstoffmengen waren gering. Ertragspotenzial, welches vor allem an Hochertragszonen vorhanden ist, konnte über gezielt gestreute hohe Düngermengen mit Isaria in Ertrag und niedrige Reststickstoffgehalte umgesetzt werden. Alle Ziele, die mit einer Teilflächenspezifischen Stickstoffdüngung verfolgt werden können, wurden an diesem
Standort erreicht. Für
Insgesamt lässt sich also sagen, dass die Ziele von der bedarfsgerechten Stickstoffdüngung können mit dem System ISRIA gut erreicht werden können. Allerdings muss der
Landwirt sich schon im Vorfeld der Anwendung Gedanken über seine Ziele machen
und diese dann auch mit allen dazu nötigen Handlungsschritten verfolgen. Außerdem
wird ein Einsatz ohne einen gewissen Hang zur Computertechnik und einer Bereitschaft
zur Innovation nicht möglich sein.
Da die Versuche zu dieser Arbeit bisher nur einjährig und nur über zwei Standorte belegt sind, muss man sicher weitere Versuche durchführen um genauere, sicherere und
umfangreichere Ergebnisse zu erhalten.
- 64 Literaturverzeichnis
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- 67 Anhang
Auswertung der zweiten Stickstoffgabe Schlag „Strassacker“ Niesaß:
Ausbringen von Linzer NAC 27%N
Abstand von der
mittleren Fahrgasse [m]
21
Name der Schale
Dügermenge [g]
Düngermenge [kg/ha]
L12
4.81
192.4
19.25 17.50 15.75 14.00 12.25 10.50 8.75
7.00
L11
5.15
206
L4
L3
L2
L1
5.27 6.43 3.99 4.42
210.8 257.2 159.6 176.8
Mittelwert:
Standardabweichung:
L10
5.05
202
L9
6.1
244
L8
5.15
206
L7
5.05
202
L6
L5
6.63 5.35
265.2 214
5.25
3.50
1.75
0
1.75
3.50
0
4.38
175.2
R1
5.45
218
R2
R3
R4
4.89 4.97 5.47
195.6 198.8 218.8
5.066 g
0.662 g
Variationskoeefizient:
13.06%
Ausgebrachte Düngermenge soll:
Ausgebrachte Düngermenge ist:
225.9 kg/ha
202.7 kg/ha
Querverteilung 2. Gabe Winterweizen Niesaß
7
6
Düngermenge [g]
5
4
3
2
1
0
L12 L11 L10
L9
L8
L7
L6
L5
L4
L3
L2
L1
0
R1
R2
Düngerauffangschale
R3
R4
R5
R6
R7
R8
R9
R10 R11
5.25
7.00
8.75
10.50 12.25 14.00 15.75 17.50 19.25
R5
5.1
204
R6
5.15
206
R7
R8
4.31 4.15
172.4 166
R9
R10
4.92 4.37
196.8 174.8
R11
5.6
224
21.00
R12
4.5
180
- 68 Auswertung der zweiten Stickstoffgabe Schlag „Schlag 5“ Wittenfeld:
Ausbringen von InnoFert Star 24%N, 6%MgO, 10%S
Abstand von der
mittleren Fahrgasse [m]
28
Name der Schale
Dügermenge [g]
Düngermenge [kg/ha]
L12
6.03
241.2
25.66 23.33 21.00 18.66 16.33 14.00 11.66 9.33
L11
L10
L9
L8
L7
5.76 4.12 5.21 7.27 7.95
230.4 164.8 208.4 290.8 318
Mittelwert:
Standardabweichung:
7.00
4.66
2.33
L6
L5
L4
L3
L2
L1
7.65 8.14 7.16 8.85 6.68 6.85
306 325.6 286.4 354 267.2 274
0
2.33
0
4.68
187.2
21.72%
Ausgebrachte Düngermenge soll:
Ausgebrachte Düngermenge ist:
308.3 kg/ha
282.5 kg/ha
Querverteilung 2. Gabe Winterweizen Wittenfeld
12
Düngermenge [g]
10
8
6
4
2
0
L12 L11 L10
L9
L8
L7
L6
L5
L4
L3
L2
L1
0
R1
R2
Düngerauffangschale
R3
R4
R5
R6
R7
R8
R9
7.00
9.33 11.67 14.00 16.33 18.67 21.00 23.33 25.67
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R7
R8
R9
R10
5.49 4.61 7.81 7.88 6.96 8.29 9.72 10.11 7.72
8.1
219.6 184.4 312.4 315.2 278.4 331.6 388.8 404.4 308.8 324
7.063 g
1.534 g
Variationskoeefizient:
4.67
R10 R11
R11
7.46
298.4
28.00
R12
6.08
243.2
- 69 Ertragsdaten Schlag „Strassacker“ Niesaß:
Parzellennummer
100a
100b
100c
100d
100e
Mittlerer
Mittlere
Ertrag in dt/ha Mittlerer Ertrag in
Tausendkornmasse
Ertrag Sollwert in Proteingehalt Proteingeh
Tausenkornmasse
auf Basis 14% dt/ha auf Basis 14%
in g auf Basis 14%
dt/ha
in % der TS alt in % der
in g auf Basis 14%
Wassergehalt
Wassergehalt
Wassergehalt
TM
Wassergehalt
79.68
13.54
47.44
80.04
13.65
43.48
80.01
85.00
13.42
45.27
71.45
13.23
46.54
89.73
12.67
48.11
79.17
14.00
40.77
105a
105b
105c
105d
105e
79.66
83.50
72.46
77.08
69.79
110a
110b
110c
110d
110e
82.59
70.23
75.75
77.02
77.45
76.50
76.61
89.25
14.55
14.26
14.14
13.51
13.54
93.50
13.60
14.14
14.19
13.66
13.67
14.00
46.54
43.92
45.74
45.77
46.15
13.85
44.52
44.65
43.03
44.30
46.41
Anzahl Ähren
pro
Quadratmeter
478
678
711
544
689
45.62
478
500
767
622
644
44.58
589
611
533
522
633
Mittlere Anzahl
Ähren pro
Quadratmeter
Errechnete
KZ/Ähre
620
35
27
22
34
28
602
36
38
21
27
23
578
32
26
33
33
26
Mittlere
KZ/Ähre
Rest Nmin
(0-60cm
Tiefe)
Mittlerer
Rest Nmin
(0-60cm
Tiefe)
29
37.80
48.90
23.10
29.90
29.60
33.86
29
46.70
64.00
20.50
40.50
49.90
44.32
30
45.20
79.30
44.10
29.90
47.20
49.14
- 70 Ertragsdaten Schlag „Schlag 5“ Wittenfeld:
Parzellennummer
90a
90b
90c
90d
90e
Mittlerer
Mittlere
Ertrag in dt/ha Mittlerer Ertrag in
Tausendkornmasse
Ertrag Sollwert in Proteingehalt Proteingeh
Tausenkornmasse
auf Basis 14% dt/ha auf Basis 14%
in g auf Basis 14%
dt/ha
in % der TS alt in % der
in g auf Basis 14%
Wassergehalt
Wassergehalt
Wassergehalt
TM
Wassergehalt
96.55
14.47
51.48
103.60
15.77
53.37
105.64
103.50
15.27
52.05
109.55
13.65
53.33
113.88
16.44
50.88
104.62
16.01
51.19
100a
100b
100c
100d
100e
115.62
118.82
122.76
118.87
117.21
110a
110b
110c
110d
110e
121.50
124.10
114.90
127.26
119.89
118.66
121.53
115.00
16.23
15.69
16.22
15.73
15.54
126.50
15.05
14.93
14.45
14.84
15.73
15.88
53.10
50.88
53.32
53.05
52.64
15.00
52.49
50.21
52.47
51.93
55.60
Anzahl Ähren
pro
Quadratmeter
378
311
389
344
356
52.60
389
533
433
456
489
52.54
244
533
422
489
533
Mittlere Anzahl
Ähren pro
Quadratmeter
Errechnete
KZ/Ähre
356
50
62
53
65
57
460
56
44
53
49
46
444
95
46
52
50
40
Mittlere
KZ/Ähre
Rest Nmin
Mittlerer
(0-60cm Rest Nmin (0Tiefe)
60cm Tiefe)
57
9.60
17.20
9.20
10.00
15.60
12.32
50
17.50
12.30
13.30
21.20
25.20
17.9
57
12.60
16.50
8.70
21.90
54.70
22.88
- 71 Unvollständige N-Bilanzrechnung Schlag „Schlag 5“ Wittenfeld:
Parzellennummer
90a
90b
90c
90d
90e
Ertrag in dt/ha Mittlerer Ertrag in
Ertrag Sollwert in kg N/ha
auf Basis 14% dt/ha auf Basis 14%
dt/ha
erste Gabe
Wassergehalt
Wassergehalt
96.55
50.00
103.60
50.00
105.64
103.50
109.55
50.00
113.88
50.00
104.62
50.00
100a
100b
100c
100d
100e
115.62
118.82
122.76
118.87
117.21
110a
110b
110c
110d
110e
121.50
124.10
114.90
127.26
119.89
118.66
121.53
kg N/ha 2.
Gabe ISARIA kg N/ha 3. Gabe ISARIA
30.04.12
51.00
nicht aufgezeichnet
52.00
nicht aufgezeichnet
52.00
nicht aufgezeichnet
53.00
nicht aufgezeichnet
39.00
nicht aufgezeichnet
Summe
101.00
102.00
102.00
103.00
89.00
115.00
50.00
50.00
50.00
50.00
50.00
67.00
78.00
67.00
67.00
68.00
nicht aufgezeichnet
nicht aufgezeichnet
nicht aufgezeichnet
nicht aufgezeichnet
nicht aufgezeichnet
117.00
128.00
117.00
117.00
118.00
126.50
50.00
50.00
50.00
50.00
50.00
85.00
82.00
85.00
85.00
84.00
nicht aufgezeichnet
nicht aufgezeichnet
nicht aufgezeichnet
nicht aufgezeichnet
nicht aufgezeichnet
135.00
132.00
135.00
135.00
134.00
Mittelwert
99.40
Korn/StrohRohprotein N-Gehalt
Verhältnis
gehalt Korn Korn (kg N)
1:
14.47
244.67
0.80
15.77
286.13
0.80
13.65
261.89
0.80
16.44
327.87
0.80
16.01
293.34
0.80
N-Gehalt
Stroh
(5kg/t)
38.62
41.44
43.82
45.55
41.85
N-Gehalt
Gesamt
Überschuss
/Mangel
283.29
327.57
305.71
373.42
335.18
-182.29
-225.57
-203.71
-270.42
-246.18
119.40
16.23
15.69
16.22
15.73
15.54
328.65
326.50
348.71
327.46
318.99
0.80
0.80
0.80
0.80
0.80
46.25
47.53
49.10
47.55
46.88
374.90
374.03
397.82
375.00
365.88
-257.90
-246.03
-280.82
-258.00
-247.88
134.20
15.05
14.93
14.45
14.84
15.73
320.25
324.50
290.78
330.73
330.29
0.80
0.80
0.80
0.80
0.80
48.60
49.64
45.96
50.90
47.96
368.85
374.14
336.74
381.64
378.24
-233.85
-242.14
-201.74
-246.64
-244.24
- 72 Erklärung
Verfasser/in (Name, Vorname):
Niebler, Simon
Betreuer/in (Name, Vorname):
Göbel, Bernhard
Thema der Arbeit:
Praxisversuch zur teilflächenspezifischen Stickstoffdüngung in Winterweizen mit
dem System Isaria
Ich erkläre hiermit, dass ich die Arbeit gemäß § 35 Abs. 7 RaPO (Rahmenprüfungsordnung
für die Fachhochschulen in Bayern) selbstständig verfasst, noch nicht anderweitig zu
Prüfungszwecken vorgelegt, keine anderen als die angegebenen Quellen oder Hilfsmittel benutzt sowie wörtliche und sinngemäße Zitate als solche gekennzeichnet habe.
Ort
Datum
Unterschrift Verfasser
- 73 Erklärung bzgl. der Zugänglichkeit von Diplom-/Bachelor-/Masterarbeiten
Verfasser/in (Name, Vorname):Niebler, Simon
Betreuer/in (Name, Vorname):Göbel, Bernhard
Thema der Arbeit:
Praxisversuch zur teilflächenspezifischen Stickstoffdüngung in Winterweizen mit dem System Isaria
Ich bin damit einverstanden, dass die von mir angefertigte Arbeit mit o.g. Titel innerhalb des Bibliothekssystems der
Hochschule Weihenstephan-Triesdorf aufgestellt und damit einer breiteren Öffentlichkeit zugänglich gemacht wird. Die
Arbeit darf im Bibliothekskatalog der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf (und zugeordneten Verbundkatalogen)
nachgewiesen werden und steht allen Nutzern der Bibliothek entsprechend den jeweils gültigen Nutzungsmodalitäten
der Hochschulbibliothek der HSWT zur Verfügung. Ich bin mir auch darüber im klaren, dass die Arbeit damit von Dritten
ohne mein Wissen kopiert werden kann.
Die Veröffentlichung der Arbeit habe ich mit meinem Betreuer und falls zutreffend, mit der Firma/Institution abgesprochen, die eine Mitbetreuung übernommen hatte.
Ja
Ja, nach Ablauf einer Sperrfrist von ____ Jahren
Nein
Ort
Datum
Fachgebiet:
Unterschrift Verfasser
Umweltsicherung
Landwirtschaft
 Abfall
 Pflanzliche Erzeugung
 Boden
 Tierische Erzeugung
 Wasser
 Agrarökonomie
 Analytik, Mikrobiologie
 Landtechnik
 Ökologie & Naturschutz
 Erneuerbare Energien
 Umwelttechnik, EDV
 Agrarökologie
 Verwaltung, Recht, Wirtschaft
 Vieh und Fleisch
 Umweltmanagement
 Erneuerbare Energien
 Ernährung und Versorgungsmanagement
 Lebensmittelmanagement
Master:
 Energiemanagement und Energietechnik
 MBA Agrarmanagement
 MBA Regionalmanagement
Als Betreuer bin ich mit der Aufnahme in das Bibliothekssystem der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf
einverstanden.
Ort
Datum
Unterschrift Betreuer