Teilflächenspezifische Stickstoffdüngung in Winterraps Karla MüllerM Christian-Albrechts Universität t Kiel Institut für f r Pflanzenbau und züchtung Abteilung Acker- und Pflanzenbau gefördert durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt
Gliederung! N-Problematik! Raps! Lösungsansatz! Versuchsaufbau! Methoden! Zusammenfassung
Nährstoffüberschuss Nährstoffsalden des Sektors Landwirtschaft Bundesrepublik Saldo [kg/ha] 200 160 120 80 40 0 N P 1950 1960 1970 1980 1990 2000 Bach et al. 2002 N-Problematik
Gesetzliche Rahmenbedingungen Wasserrahmen- & EG-Nitratrichtlinie! Nitrat-Grenzwert 50 mg/l Grundwasser Nitrat im Körper in Nitrite! kanzerogen " Maßnahmen zur Verminderung der Nitratauswaschung ins Grundwasser zwingend erforderlich N-Problematik
N-Bilanz einer Rapsfruchtfolge N-Bilanz: N- Einfuhr N-Abfuhr Düngung Entzug durch Erntegut Fruchtfolge Winterraps Winterweizen Wintergerste Raps N-Bilanz 90-99 kg/ha 61-11 26
Spross 300 250 200 N-Verlust vor Ernte N-Aufnahme Raps N-Aufn.W-Weizen Nmin Stickstoff [kg N/ha] Nmin 150 100 50 0-50 -100-150 1. Aug. 1. Okt. 1. Dez. 31. Jan. 2. Apr. 2. Jun. 2. Aug. Korn-N Stroh-N 2. Okt. 2. Dez. 1. Feb. 3. Apr. Raps
Spross 300 Teilflächenspezifische N-Düngung im Winterraps 250 200 N-Verlust vor Ernte N-Aufnahme Raps N-Aufn.W-Weizen Nmin Stickstoff [kg N/ha] 150 100 50 0 Korn-N Stroh-N -50-100 N-Auswaschung Raps Nmin -150 1. Aug. 1. Okt. 1. Dez. 31. Jan. 2. Apr. 2. Jun. 2. Aug. 2. Okt. 2. Dez. 1. Feb. 3. Apr.
Lösungsansatz Kombinierter modell- und sensorgestützter Ansatz Ertragsprognosen Düngebedarf
Ertragspotenzial! Strahlungsaufnahme! Wasserverfügbarkeit! Nährstoffversorgung! Variieren teilflächenspezifisch!!!
Teilflächenspezifische N-Düngung im Winterraps Wasserverfügbarkeit
Teilflächenspezifische N-Düngung im Winterraps Stickstoffnachlieferung
Ziele teilflächenspezifischer Pflanzenproduktion Bestandesführung unter Berücksichtigung der teilflächenspezifischen Variabilität der Standortbedingungen Geringere Umweltbelastung (verminderter, gezielterer Einsatz von Produktionsmitteln)
Modelle Aktuelle Wetterdaten Historische Daten Ertragspotenzial Sensorik
Teilflächenspezifische N-Düngung im Winterraps Versuchsaufbau
Teilflächenspezifische N-Düngung im Winterraps Versuchsaufbau
Teilflächenspezifische N-Düngung im Winterraps Versuchsaufbau
Blockaufteilung N3 N0 N2 N1 Probenahme Sensorik
Wasserverfügbarkeit & Nährstoffversorgung? " Wassergehalt " Bodentypen " Nmin " Wurzelwachstum " Mineralisationspotenzial " Modell Bodenparameter Bodenwasser Wurzelwachstum Methoden
Methoden! Bodenwassergehalt # TDR! Bodentypen # Bodenansprache! Nmin # Probenahme! Durchwurzelung # Minirhizotrone Methoden
Teilflächenspezifische N-Düngung im Winterraps Minirhizotron Methoden
Strahlungsaufnahme? Strahlungsaufnahme: " Geländeposition " Blattfläche/ Blattmasse " Chlorophyllgehalt " Stickstoffgehalt Methoden
Methoden Destruktiv Sensorik " Beprobung " Aufarbeitung im Labor " valide Daten "Zeitaufwändig!! " Zeitnah " viele Daten " geringer Zeitaufwand " Abgleich Methoden
Sensorik! N-Sensor! Handspektrometer Reflexion $ Chlorophyllgehalt $ N-Gehalt! Digitalkamera! LAI 2000! Lightsensor Bedeckungsgrad $ Blattfläche Blattfläche Photosynthetically Active Radiation
Teilflächenspezifische N-Düngung im Winterraps N-Sensor zur Flächencharakterisierung Yara FieldScan Methoden
Reflexionsspektrum 50% 40% Reflektion 30% Chlorophyllkonzentration 20% N-0 N-50 10% N-100 N-150 0% 400 500 600 700 800 900 1000 Wellenlänge (nm) Methoden
Sensorik " Suche nach Korrelationen zwischen destruktiv und nicht destruktiv gemessenen Daten " Eignung der Sensorik zur Ableitung von Pflanzenparametern/ Beschreibung des Pflanzenbestandes Methoden
Modelle Pflanzenwachstumsmodell %Simulation des Wachstums unter verschiedenen Bedingungen %Übertragbarkeit auf andere Regionen %Möglichkeit aktuelle Wetter- & Pflanzenbestandesdaten in Ertragsprognose einzuarbeiten Bodenhaushaltsmodell Methoden
Zusammenfassung Handlungsbedarf durch N-Ineffizienz von Raps %Kombinierten modell- & sensorgesteuerten Ansatz zur teilflächenspezifischen N-Düngung "Umfangreiche Datenaufnahme mittels unterschiedlicher Messverfahren zur Erfassung von Pflanzenparametern "Einbauen dieser Parametern in Modelle
# Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!