Teilflächenspezifische Düngung – Technik und Umsetzung

Technische Ausrüstung

Im Projekt Smart-N wurden drei verschieden Stufen an technischer Ausstattung für die Umsetzung der teilflächenspezifischen Düngung genutzt.

Low-Tech Lösung

In der Variante Low-Tech kann ein Düngerstreuer ohne ISOBUS-Ausstattung verwendet werden. Die Düngermenge wird manuell über Tasten am Traktor-Terminal oder über die Anpassung der Fahrgeschwindigkeit geregelt.

Beispiel Betrieb: Der Zweischeibenstreuer hat keine ISOBUS-Ausstattung, aber ein elektronisches 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.

Middle-Tech Lösung

Einen Zwischenschritt zwischen „Low-Tech“ und „High-Tech“ stellen ISOBUS-Nachrüst-Kits dar. Dies können zum Beispiel John Deere Greenstar Rate Controller, Topcon Rate Controller, Trimble Filed-IQ oder das Raven Rate Control Modul sein (Liste nicht abschliessend). Die Kits erlauben eine Anbindung des Düngerstreuers über die ISOBUS-Schnittstelle des Traktors, benötigen in diesem Fall aber einen Traktor mit ISOBUS und Lenksystem. Alternativ lässt sich ein Nachrüst-Kit auch mit einem Terminal verbinden, das dann jedoch ein externes GPS-Signal braucht, da kein Lenksystem mit Signal zur Verfügung steht. Für die Nachrüstung von ISOBUS am Düngerstreuer sollte Beratung in Anspruch genommen werden, um die Kompatibilität der einzelnen Komponenten zu prüfen.

Eine Möglichkeit, den Düngerstreuer ohne Anforderungen an den Traktor nachzurüsten, ist die “Middle-Tech”-Lösung der Schweizer Firma Tellnet AG. Hierbei werden die Schieber mit Linearmotoren ausgestattet und auf dem Streuer wird eine Steuerbox installiert. Die Steuerung erfolgt mittels einfacher Schalter und ein Tablet visualisiert die Applikationskarte. Der Düngerstreuer wird hier komplett unabhängig vom Traktor für die teilflächenspezifische Ausbringung ertüchtigt und benötigt lediglich eine 12 V-Stromversorgung vom Traktor. Die variable Ausbringung wird über ein Tablet gesteuert, auf dem die Applikationskarte hinterlegt ist. Die Position wird über einen integrierten GPS-Empfänger und Beschleunigungs-Sensoren erfasst.

High-Tech Lösung

Die komfortabelste Lösung ist die Umsetzung mit einem Traktor, der mit Lenksystem und ISOBUS ausgestattet ist und ISOBUS-Düngerstreuer (High-Tech-Lösung). Die Mengenregelung erfolgt automatisch auf Grundlage der Applikationskarte im ISOBUS-Terminal. Zu beachten ist, dass zusätzlich noch kostenpflichtige Freischaltungen notwendig sein können. Sowohl am Traktor als auch am Düngerstreuer. Im Fall der teilflächenspezifischen Düngung sind dies TC-SC für Section Control und TC-Geo für die teilflächenspezifische Applikation. Diese können sich je nach Hersteller in Umfang und Preis unterscheiden. Da die Freischaltungen an die Maschine gebunden sind, erhöhen sie auch den Wiederverkaufswert. Die Freischaltungen am Traktor lassen sich zudem auch für andere Anbaugeräte nutzen, wenn diese über die entsprechende Freischaltung verfügen. So zum Beispiel Section Control an der Feldspritze oder am Einzelkornsägerät für das automatische An und Ausschalten am Feldrand oder die teilflächenspezifische Regelung von Wachstumsregler oder Saatmenge.  

Ein Traktor mit Lenksystem und ISOBUS ist zwar sehr komfortabel aber nicht zwingend notwendig für die Nutzung eines ISOBUS-Düngerstreuers. In der Regel kann auch eine GPS-Antenne direkt mit dem Terminal des Düngerstreuers verbunden werden. Sofern noch nicht vorhanden, sind hier Freischaltungen für den Düngerstreuer notwendig.  

Umsetzung: Erstellen einer Applikationskarte

Das zentrale Element für die Umsetzung der teilflächenspezifischen Düngung sind Applikationskarten. Für einen einfachen Einstieg bietet sich hier das kostenlose Tool TerraZo aus Österreich an. Die Grundfunktionalität lässt sich bereits ohne Registrierung nutzen. Für Düngevorschläge oder die Speicherung von Parzellen ist eine kostenlose Registrierung erforderlich.

Das Vorgehen in TerraZo ist sehr intuitiv und kann ohne viel Vorwissen angegangen werden.

Zuerst wird im Luftbild die gewünschte Parzelle eingezeichnet und ein Name vergeben. Wenn man sich registriert hat, können die Parzellen und erstellte Applikationskarten auch gespeichert werden.

Wenn die Parzellengrenzen eingezeichnet sind, wird das gewünschte wolkenfreie Satellitenbild gewählt und auf dieser Basis kann der NDVI angezeigt werden. NDVI steht für Normalized Difference Vegetation Index und wird aus dem sichtbaren roten Bereich und dem Infrarotbereich berechnet. Je dichter und grüner ein Bestand, desto höher ist der NDVI.

Nachdem das passende Satellitenbild gewählt wurde, kann eine Applikationskarte erstellt werden. Idealerweise wird das aktuellste, wolkenfreie Bild verwendet. Die Anzahl der Zonen kann zwischen 2 und 5 gewählt werden. Ebenso können die Ausbringmengen in den Zonen noch angepasst werden. Im Anschluss kann eine Applikationskarte heruntergeladen werden, die dann in einer Smartphone-App oder dem Terminal genutzt werden kann. Wie TerraZo funktioniert und wie bereits vorherige Applikationskarten einbezogen werden können, wird auch in diesem Video des Josephinum Research gezeigt.

Satellitendaten haben sich grösstenteils für die teilflächenspezifische Düngung durchgesetzt, da sie sehr günstig sind. Die Daten der Sentinel-2-Satelliten sind kostenlos verfügbar. Der Satellit braucht jedoch eine gute Sicht auf die Erdoberfläche. Wolken verhindern, dass Aufnahmen vom Feld gemacht werden können. Hält die Bewölkung lange an muss auf entsprechend alte Bilder zurückgegriffen werden. Kostenpflichtige Angebote arbeiten hier oft mit eigenen Berechnungs-Algorithmen, um diesem Problem zu begegnen. Solche Anbieter sind zum Beispiel OneSoil, MyDataPlant oder Agvolution. Sie bieten oft noch weitere Zusatzfunktionen, wie den Einbezug weiterer Datenquelle, die Anzeige von Biomasse- oder Ertragspotenzialkarten oder anderes. Alternativ kann der NDVI auch mit Drohnenbildern bestimmt werden. Durch den Überflug erhöht sich jedoch der Aufwand deutlich.

Erfahrungsgemäss kann die Düngung insbesondere dann optimiert werden, wenn Satellitendaten mit dem Fachwissen des Bewirtschafters kombiniert werden. Denn wenn besondere Ereignisse wie beispielsweise die Unterteilung einer Parzelle oder eine Rübenmiete nicht berücksichtigt werden, kann dies die Vorschläge für die Applikationskarte verfälschen.