Teilflächenspezifische Düngung – Kosten und Wirtschaftlichkeit

Der Betrieb Low-Tech bewirtschaftet einen Betrieb im Kanton Thurgau und ist sehr breit aufgestellt mit mehreren verschiedenen Betriebszweigen. Beim Düngerstreuer wurde vor einigen Jahren ein Zweischeibenstreuer angeschafft ohne ISOBUS-Ausstattung, aber mit einem elektronischen Terminal. Dieses Terminal hat eine Verbindung zur 7-poligen Signalsteckdose nach DIN 9680/ISO11786, um die Geschwindigkeit des Traktors aufzunehmen. Das Terminal regelt selbst die Schieberöffnung, um die eingestellte Ausbringmenge bei unterschiedlicher Geschwindigkeit konstant zu halten. Diese Menge kann einfach über Tasten am Terminal in 10 %-Schritten angehoben oder gesenkt werden. Die Düngung nach Applikationskarte kann der Betrieb mit dieser Technik über eine einfache kostenlose App umsetzen. Diese ist beispielsweise verfügbar von Kuhn (EasyMaps) oder LAT Nitrogen (NutriZones). Teilweise ist auch eine Sprachausgabe möglich, die ansagt, an welcher Stelle im Feld welche Menge geregelt werden soll. In beide Apps kann eine vorher erstellte Applikationskarte geladen werden, nach der dann je nach Position im Feld eine Regelung per Hand vorgenommen werden kann. Im Smart-N-Projekt wurden die Karten zusätzlich auf die Fahrgassen abgestimmt.

Applikationskarte detailliert und vereinfacht auf dem Smartphone, sowie Düngerstreuer-Terminal (Bilder: Swiss Future Farm)

Es gibt verschiedene Anbieter von Applikationskarten auf dem Markt und Preise bewegen sich zwischen kostenlos und ca. CHF 10/ha. Dem durchschnittlichen Mehrertrag von CHF 49.36/ha stehen bei Betrieb Low-Tech also keine oder nur sehr geringe Mehrkosten für die teilflächenspezifische Ausbringung gegenüber. Zu beachten ist aber, dass es etwas Einarbeitung bedarf für den Ablauf und die Erstellung und gegebenenfalls Korrektur der Applikationskarte. Steht kein Streuer mit einem Terminal mit Mengenregelung zur Verfügung, kann die Ausbringmenge auch über die Fahrgeschwindigkeit angepasst werden. Ein stufenloses Getriebe erleichtert hier die Umsetzung, da nicht noch gesondert die Motordrehzahl beachtet werden muss.

Der Betrieb Middle-Tech bewirtschaftet einen breit aufgestellten Betrieb im Kanton Schaffhausen und betreibt neben Ackerbau auch Tierhaltung und geht einer Nebenbeschäftigung nach. Er verfügt über ein älteres Modell eines Zweischeibendüngerstreuers ohne jegliche elektronische Regelmöglichkeiten. Die Düngung erfolgt in der Regel mit einem 100 PS-Traktor mit Schaltgetriebe. Der Betrieb möchte seine Düngung künftig teilflächenspezifisch ausbringen, scheut aber noch grosse Investitionen in einen ISOBUS-Streuer. Er hat noch keinen Traktor mit ISOBUS und Lenksystem, da noch weitere Anwendungsmöglichkeiten fehlen. Der Betrieb Middle-Tech entscheidet sich daher für die Lösung der Tellnet AG. Insgesamt liegen die Kosten für diese Nachrüstlösung bei rund CHF 2’000 zuzüglich Einbau. Ein Geschwindigkeitssignal vom Traktor ist nicht notwendig und für den Einbau ist mit ca. einem Arbeitstag zu rechnen. Somit kann mit insgesamt rund CHF 3’000 gerechnet werden, um den alten Streuer fit zu machen für die automatische Regelung nach Applikationskarten.

Der Betrieb Middle-Tech bewirtschaftet 25 ha offene Ackerfläche mit Weizen, Mais, Raps und Kunstwiese, sowie 15 ha Grünland. Der Düngerstreuer hat eine Auslastung von ca. 50 ha pro Jahr, da der Nährstoffbedarf von Kunstwiese und Grünland über Hofdünger abgedeckt wird. Neben dem Weizen werden zwar aktuell noch keine anderen Kulturen teilflächenspezifisch gedüngt. Die Nachrüstlösung wird aber auch in den anderen Kulturen genutzt, da sie geschwindigkeitsabhängig regelt und sich der Betrieb eine Verbesserung der Genauigkeit verspricht. Der Betrieb geht aufgrund der Auslastung davon aus, dass der Düngerstreuer mit der verbauten Nachrüstlösung noch 10 Jahre genutzt wird. Die gesamte Nutzungsdauer beträgt somit 500 ha. Die Nachrüstlösung schreibt er auf 0 ab. Als Reparatur- und Unterhaltskostenfaktor wird 0.75 aus dem Agroscope Kostenkatalog verwendet.  

Es bleibt somit ein finanzieller Vorteil der teilflächenspezifischen Düngung bestehen, selbst wenn für Applikationskarten noch einmal Zusatzkosten anfallen sollten. Zu beachten ist, dass in diesem Beispiel relativ kurz abgeschrieben wird und somit hier rechnerisch höhere Kosten für Abschreibung und Reparatur und Unterhalt entstehen. Mit längerer Nutzungsdauer verringern sich diese nochmal deutlich.  

Der Betrieb High-Tech bewirtschaftet 50 ha offene Ackerfläche mit Getreide, Mais und Zuckerrüben. Der Betrieb hat sich mit moderner Technik ausgestattet. Zum Düngerstreuen wird ein Traktor verwendet, der ab Werk mit einem Lenksystem ausgestattet und ISOBUS-fähig ist. Der Düngerstreuer ist ebenfalls ISOBUS-fähig und kann daher über das Signal des Traktors die Ausbringmenge automatisch anpassen. Da die Steuerung des Düngerstreuers über das Terminal des Traktors möglich ist, entfällt ein separates Terminal für den Düngerstreuer. Dies ist die teuerste, aber auch komfortabelste Lösung und bringt noch weitere Zusatznutzen mit sich. So ist in der Regel neben der variablen Ausbringmengensteuerung auch Section Control (TC-GEO) zur Vermeidung von Überlappungen freigeschaltet. Die Freischaltung von Section Control (TC-SC) ist meist Voraussetzung für die zusätzliche Freischaltung der Ausbringmengensteuerung. Zudem verfügt der Streuer über eine moderne Randstreueinrichtung, die exakter bis zur Feldgrenze streut als ein einfacher Lamellenblock. Hinzu kommt eine Wiegeeinrichtung, die die Genauigkeit erhöht, da die Technik eigenständig auf sich verändernde Fliesseigenschaften reagiert, ohne dass zusätzliche Abdrehproben erforderlich sind. Nachteilig kann das Gewicht sein, das diese Ausrüstung mit sich bringt und gegebenenfalls einen grösseren Traktor notwendig macht. Alternativ könnte der Düngerstreuer auch an einen Traktor ohne ISOBUS und Lenksystem angebaut werden, wenn eine GPS-Antenne direkt am Terminal angeschlossen wird.

Da in diesem Fall das Lenksystem auch zum Düngen genutzt und auf das Anlegen von Fahrgassen verzichtet wird, werden die Zusatzkosten hier mitberücksichtigt. Zunächst müssen diese Zusatzkosten für das Lenksystem berechnet und über die Flächenleistung auf die Kosten/ha umgerechnet werden. Das Lenksystem kann auch für andere Arbeiten genutzt werden und ist fest mit dem Traktor verbunden. Daher wird die Nutzung auch auf die kompletten Traktorbetriebsstunden berechnet. Es wird davon ausgegangen, dass der Traktor über 10’000 Betriebsstunden genutzt wird, bei einem jährlichen Nutzungsumfang von 400 Stunden und einem Restwertfaktor von 10 %. Der Reparatur- und Unterhaltskostenfaktor für einen Traktor liegt laut Kostenkatalog von Agroscope bei 0.55. Dieser wird auch dem Lenksystem unterstellt. Für das Lenksystem erhöht sich der Kaufpreis des Traktors um CHF 18’000. Die einzelnen Komponenten berechnen sich daher wie folgt

Mehrkosten Lenksystem

Heruntergebrochen pro ha Weizen liegen die Mehrkosten für das Lenksystem damit bei CHF 7.59/ha. Neben den Mehrkosten für das Lenksystem müssen auch die Mehrkosten für die technische Ausstattung des Düngerstreuers berücksichtigt werden. Die Mehrkosten für einen Düngerstreuer, der sich über ISOBUS steuern lässt, liegen bei rund CHF 10’000. Der Kostenkatalog geht von einer technischen Nutzungsdauer von 3’600 ha insgesamt aus bei einem Restwertfaktor von 0.25 und einem Reparatur- und Unterhaltskostenfaktor von 0.75. Die Berechnung erfolgt analog dem Lenksystem, kann hier aber direkt auf ha bezogen werden. Durchschnittlich erfolgen je ha offener Ackerfläche 3 Überfahrten mit dem Düngerstreuer, wodurch die jährliche Auslastung bei 150 ha liegt.

Die Summe der Mehrkosten von Lenksystem und High-Tech Düngerstreuer liegt damit bei CHF 21.99/ha Weizen bei 3 N-Düngegaben.

Diese Mehrkosten jedoch nur der teilflächenspezifischen N-Düngung anzulasten, würde das Bild verzerren, da die Technik noch weitere Vorteile mit sich bringt.

So lässt sich mit der gleichen Technik Section Control nutzen. Dies regelt die automatische Abschaltung von Teilbreiten, wenn sich aufgrund schrägen Vorgewendes oder unvollständiger Fahrgassen die gestreute Fläche zu stark überlappt. Ein Düngerstreuer ohne Teilbreitenschaltung kann nur händisch an- und abgeschaltet werden. Bei einem Zweischeibenstreuer kann hierbei nur jeweils eine Seite als Teilbreite geschaltet werden und es entsteht Überlappung oder Unterlappung, bzw. Fehlstellen. Die folgende Grafik veranschaulicht dies.

Der Effekt einer Teilbreitenschaltung auf die Verteilgenauigkeit wurde 2022 an der Universität für Bodenkultur in Wien in einem Verbundprojekt gemeinsam mit Maschinenringen untersucht (Hofmeister, 2022) und im Rahmen einer Masterarbeit veröffentlicht. Durch Section Control lassen sich demnach unter Berücksichtigung der österreichischen Parzellenstruktur 7 % N-Dünger/ha einsparen. Im Smart-N wurden im Mittel 138 kg N/ha gedüngt, wobei teilweise moderate N-Gaben über Hofdünger erfolgten. Geht man von 100 kg mineralischem N und einem Preis von CHF 1.67/kg (AGRIDEA Deckungsbeitragskatalog 2024) aus, lassen sich demnach CHF 11.69/ha einsparen (7 % von 100 kg zu CHF 1.67).

Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch eine potenziell bessere Randstreueinrichtung durch einen besser ausgestatteten Düngerstreuer. Die Innovation Farm in Österreich hat verschiedene Randstreusysteme der Firma Amazone miteinander verglichen (Krippl et al., 2022). Moderne Techniken mit einer Randfahrgasse streuen die gewünschte Menge deutlich weiter bis zum Rand als der einfache Lamellenblock, mit dem von der normalen halben Arbeitsbreite zum Rand gestreut wird. Hinzu kommt eine weitere Reduktion der über die Grenze hinaus gestreuten Düngermenge.

Es existiert kaum Literatur über die direkte Wirkung einer besseren Randstreueinrichtung auf den Ertrag. Jedoch gibt es Untersuchungen zur Verteilgenauigkeit. In einer theoretischen Rechnung wurde daher die von Krippl et al. (2022) ermittelte Verteilgenauigkeit eines Lamellenblocks gegenüber einer modernen Randstreueinrichtung genutzt (Details hier nicht aufgeführt). Wenn nur die N-Menge den Ertrag begrenzt, ergibt sich bei einem mittleren Ertragsniveau auf einer 4 ha-Parzelle mit einem Seitenverhältnis von 2:1 und einem Preis je Dezitonne Weizen von CHF 60 ein durchschnittlicher monetärer Mehrertrag von CHF 48.06/ha. Es ist wahrscheinlich, dass der Effekt in der Praxis kleiner ausfällt, da der Ertrag im Randbereich nicht unbedingt nur von der N-Verfügbarkeit begrenzt wird. Anderseits sind in der Praxis viele Parzellen deutlich kleiner und der Randbereich nimmt somit einen grösseren Anteil ein. Gemäss eigener Analyse durch Kombination der amtlichen Vermessungsdaten und der Arealstatistik des Bundesamtes für Statistik beläuft sich die durchschnittliche Parzellengrösse in den Kantonen Thurgau und Schaffhausen nach Ausschluss extrem grosser und kleiner Parzellen im Feldbau auf 2.6 ha.

Persson et al. (2025) konnten in Schweden ebenfalls einen Ertragsabfall zum Feldrand hin feststellen. Der Ertragsrückgang war dort entlang offener Landschaft nicht so stark, wie hier unterstellt. Allerdings wurden dort nur Parzellen mit mehr als 10 ha untersucht. Die Firma Amazone selbst hat in einem Streifen von 5 Meter am Rand der Parzelle einen Mehrertrag von 17 % ermittelt, wenn eine moderne Randstreueinrichtung genutzt wird.

Der Vorteil einer Waage und somit die automatische Nachjustierung bei verändertem Fliessverhalten wird hier nicht bewertet.

Die so erzielten positiven Nebeneffekte durch Düngereinsparung und Mehrertrag im Randbereich von insgesamt CHF 59.75/ha übersteigen damit die Mehrkosten von CHF 21.99 bereits. Den Ertragseffekten im Randbereich liegen einige theoretische Annahmen zu Grunde. Es kann jedoch zumindest davon ausgegangen werden, dass die Vorteile die Mehrkosten für die Technik aufwiegen und damit gar keine “echten” Mehrkosten für die teilflächenspezifische Ausbringung mehr vorliegen.