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Düngung

Nahinfrarot-Spektroskopie zur Wirtschaftsdüngerausbringung

Wirtschaftsdüngerausbringung mit NIRS-Sensortechnik

NIRS ist ein Spektroskopieverfahren im nahen Infrarotbereich und macht sich die Anregung von Molekülschwingungen durch elektromagnetische Strahlung zunutze. Durch dieses Verfahren könnte die gesetzlich vorgeschriebene Güllebeprobung deutlich vereinfacht und die Aufzeichnungspflicht erleichtern werden. Aktuell ist die Technik nicht für alle Nährstoffbestandteile zuverlässig, beispielhaft soll hier Phosphat (P2O5) angeführt werden, und der Sensor muss regelmäßig kalibriert werden. Dies sind einige Gründe für die Zurückhaltung bei der Anerkennung des Verfahrens in den meisten Bundesländern. Für eine exakte, teilflächenspezifische, am Nährstoff orientierte Düngung mit Gülle müssen die Bestandteile und Mengen der im aktuellen Volumenstrom enthaltenen Nährstoffe bekannt sein. Nur wer die Bestandteile und deren Anteile in der Gülle kennt, kann Gülle exakt, bedarfsorientiert– nicht nur ein festgelegtes Volumen pro Hektar (ha), sondern Soll-Nährstoffe in kg/ha ausbringen. Mit NIRS lassen sich die Nährstoffe in organischen Düngern bestimmen. Aufgezeichnet werden dabei nicht nur N, sondern auch Kalium (K), P2O5 oder die Trockenmasse (TM). Die Erweiterung auf weiteren Inhaltsstoffen ist durchaus im Bereich des Möglichen.

Ziel

Ziel ist es, die Potentiale und die Restriktionen des Verfahren herauszufinden. Hier sind in erster Linie die Genauigkeiten bei der Bestimmung der einzelnen Inhaltsstoffe zu nennen und als Zweites die Vorteile bzw. die Nachteile der teilflächenspezifischen Applikation mittels dieser Technologie aufzuzeigen. Insbesondere ist hier das Potential der Reduzierung der Nitratausträge in das Grundwasser zu nennen. Besonders in den nach Düngeverordnung (DüV) "Roten Gebieten" kann NIRS ein geeignetes Werkzeug sein. Die Ergebnisse aus diesem Projekt können eventuell dazu beitragen, dass dieses Verfahren in eine Richtung weiterentwickelt werden kann, dass eine Anerkennung im Rahmen der Aufzeichnungspflicht gemäß DÜV möglich wird.

Erwartungsbild

Es wird erwartet, dass am Ende des Projektes Aussagen über Praxistauglichkeit der Technologien und deren Vor- und Nachteile der sächsischen Landwirtschaft zu Verfügung gestellt werden können. Neben den offensichtlichen Kenngrößen wie:

  • Genauigkeit der Analyse von organischem Dünger
  • Messung von N, P2O5, K, Ammonium und TM
  • Dosierung auf Basis von kg Nährstoffen pro ha
  • Emissionsarme Ausbringung und Dosierung von organischem Dünger auf der Grundlage von Applikationskarten (Verknüpfung mit Fernerkundung)
  • Teilflächenspezifische Zugabe von Flüssigdünger mit bestimmten Nährstoffanteilen
  • Zuverlässigkeit und Präzision in der Ausbringung und deren exakten Daten der Inhaltsstoffe sowie einfache Datenübertragung und einfache Bedienung sollen die Einbindung des Systems in eine vorhandene IT-Infrastruktur (FMIS), sprich Datenhandling und -aufbereitung untersucht werden, um die Potenziale für eine automatische Aufzeichnung herauszustellen, aber auch auf Nachbesserungsbedarf hinzuweisen.
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