Wir müssen jährlich einen Teil unserer Gülle an andere Betriebe abgeben. Um genau die Nährstoffmenge und damit die auszubringenden Kubikmeter zu kennen, nahmen wir in diesem Frühjahr eine Probe aus dem aufgerührten Güllebehälter.“

So, wie in unserem Beispiel aus der Praxis fängt wohl jede Nährstoffabgabe an. Doch uns erklärte der Landwirt weiter: „Wir haben zu dem Zeitpunkt einen Teil des Düngers auf die eigenen Flächen gefahren. Zwei Wochen später stehen im Ergebnis des Labors 2 kg/m³ Stickstoff (N) und 1 kg/m³ Phosphor (P2O5). Anschließend nimmt ein befreundeter Landwirt die überschüssige Gülle auf. Unser Lohnunternehmer bringt 60 m³/ha (120 kgN/ha nach erstem Laborergebnis) aus. Für die Dokumentation ziehe ich am Tag der Ausbringung wieder eine Probe.

Als die Ergebnisse vorliegen, verschlägt es mir die Worte. Nun bescheinigt das Labor einen Wert von 3 kgN/m³ und 1,7 kgP2O5/m³. Ich habe nach dem Wert also viel zu viele Nährstoffe abgegeben und der aufnehmende Landwirt hat zu viel Dünger ausgebracht“, bringt der Landwirt es auf den Punkt.

Kein Einzelfall

Für Ackerbauern ist das bedarfsgerechte und punktgenaue Düngen elementar. Da unser Beispiel aus der Praxis aber lange keine Ausnahme ist, lehnen bisher viele flächenstarke Landwirte eine Düngung mit Gülle auf ihren Äckern ab. Das haben auch die Landtechnikhersteller verstanden und versuchen mit neuen Techniken den Wirtschaftsdünger schon während der Ausbringung zu analysieren. Bisher auf dem Markt angekommen ist die sogenannte NIRS-Technik. Zunhammer, John Deere und Kamps de Wild (Kaweco) bieten zurzeit von der DLG zertifizierte Sensoren an. Wir haben uns diese Technik und die Prüfberichte genauer angeschaut.

Licht misst Nährstoffe

Bei der NIRS-Technik strömt die Gülle an einer kleinen Scheibe aus Saphirglas vorbei. Durch dieses Fenster bestrahlt der Sensor die Flüssigkeit mit Infrarotlicht. Die Stoffe absorbieren und reflektieren teilweise das Licht. Ein Detektor registriert das reflektierte Licht sowie dessen Wellenlängen und gibt diese Daten an einen Prozessor weiter. Dieser Minicomputer gleicht die gemessenen Werte mit einer Datenbank ab. Die NIR-Spektroskopie misst also keine absoluten Werte. Für verlässliche Werte ist also eine möglichst große Datenbasis wichtig.

Referenzwert ermitteln

Hersteller und auch die DLG gehen bei der Generierung der Daten bzw. der Zertifizierung ähnlich vor:

1. Man rührt eine Teilmenge (ca. 3 bis 5 m³) der Gülle möglichst homogen auf.
2. Diese Menge strömt anschließend im Umlauf am NIRS-Sensor vorbei.
3. Ein Computer zeichnet die ausgegebenen Werte auf.
4. Die Ingenieure ziehen mehrere Proben, schicken diese an verschiedene Labore und bilden aus den Ergebnissen einen Mittelwert.
5. Zum Schluss vergleicht man die angezeigten Werte mit den Laborwerten.

Für diesen Vergleich hat die DLG ein Bewertungsschema erarbeitet.

• Sehr gut: Vier von fünf Wertepaare müssen innerhalb einer Schwankung von ≤ 10% liegen. Die Abweichung zum Laborwertmittelwert darf 20% nicht überschreiten.
  
  
• Gut: Vier von fünf Wertepaare müssen innerhalb einer Schwankung von ≤ 15% liegen. Die Abweichung zum Laborwertmittelwert darf 25% nicht überschreiten.
  
  
• Bestanden: Drei von fünf Wertepaare müssen innerhalb einer Schwankung von ≤ 25% liegen. Die Abweichung zum Laborwert darf 35% nicht überschreiten.

Alle schlechteren Ergebnisse zählen als nicht bestanden. In der Übersicht haben wir die Ergebnisse der fünf auf den Markt verfügbaren Systeme miteinander verglichen. Dabei scheinen die Genauigkeiten der Sensoren noch mäßig zu sein. Beachtet man aber, dass selbst anerkannte Labore bei derselben Gülle zu Unterschieden von teils bis zu 20% kommen, relativiert sich diese Ungenauigkeit.

Dem NIRS-Sensor muss man zudem zugutehalten, dass dieser mehrmals in der Sekunde die Nährstoffe misst und so einen statistisch abgesicherten Wert liefert. Die Ergebnisse aus einer Laboranalyse sind hingegen immer nur eine Stichprobe. Diese können durchaus stärker von dem tatsächlichen Nährstoffgehalt abweichen.

Messen oder regeln

Im Praxiseinsatz gibt es verschiedene Arten den Sensor einzusetzen. Eine Möglichkeit ist der Anbau an eine Andockstation. Hier misst der Sensor die durchströmende Menge der Nährstoffe. So kann man später für die Bilanz eine genaue Aufstellung der abgegebenen bzw. aufgenommenen Nährstoffe erstellen.

Doch aufgepasst: Bisher haben nur Nordrhein-Westfalen und Thüringen ein klares Okay für diese Messmethode gegeben. Und auch hierbei nur für die zertifizierten Parameter. So muss man bei den Sensoren von Zunhammer und Kamps de Wild für Phosphor noch Labor- oder Tabellenwerte ermitteln. Zudem muss z.B. durch einen Wartungsvertrag sichergestellt sein, dass der Hersteller die Kalibration regelmäßig aktualisiert. In anderen Bundesländern ist die NIRS-Messmethode für die Bilanz noch eine Grauzone.

Die Messung an der Dockingstation bietet besonders für Gülleketten Vorteile. So weiß man schon beim Befüllen der Zubringer, wann die geplante Nährstoffmenge erreicht ist. Die ermittelte durchschnittliche Nährstoffangabe muss der Fahrer des Zubringers dem Ausbringer mitteilen. Dieser kann dann die Ausbringmenge fassweise an die Inhaltsstoffe anpassen. Mit diesem System lassen sich die Nährstoffe auch bei verschiedenen Ausbringern messen.

Eleganter für die Ausbringung ist aber die Montage direkt am Ausbringerfass. Hier erfasst der Sensor kurz vor dem Verteilgerät die Nährstoffe und zeichnet diese mit einem GPS-System georeferenziert auf. Mit einer regelbaren Pumpe plus Durchflusssensor oder über die Fahrgeschwindigkeit lassen sich die Nährstoffe gleichmäßig oder auch teilflächenspezifisch ausbringen.

Im Terminal lässt sich dazu ein Nährstoff (z.B. Stickstoff) auswählen, nach dessen Menge das System regeln soll. Für einen zweiten Nährstoff (z.B. Phosphor) lässt sich zudem eine Obergrenze einstellen. So limitiert die Steuerung zu hohe Nährstoffgaben.

Mit der aufgezeichneten Nährstoffkarte lassen sich mögliche Defizite bei der Düngung erkennen und anschließend mineralisch auffüllen. So ist es möglich, auch mit Wirtschaftsdünger in Kombination mit Mineraldünger die Pflanzen punktgenau zu düngen.

Teure Analysetechnik

Die Sensoren für die Messung gibt es ab ca. 15.000 €. Hinzu kommt allerdings häufig noch ein Softwarepaket, das schon allein zwischen 5000 und 8.000 € liegt. Nötiges Zubehör wie Kabelsätze und Isobus-Terminal sind ebenfalls noch nicht enthalten. Voraussetzung für den Einsatz am Güllefass ist außerdem ein Durchflussmesser und eine aktive Regelung der Ausbringmenge. Ohne Regelung kann der Sensor lediglich die ausgebrachten Nährstoffe aufzeichnen. Der Fahrer muss manuell die Menge nachjustieren.

Zurzeit bieten Eikelkamp, die Bauer group und z.B. Kotte NIRS-Sensoren vom Zulieferer m-u-t an. Diese haben keine Zertifizierung. Anders sieht es bei den Herstellern Zunhammer, Veenhuis und Kaweco aus. Obwohl auch hier m-u-t die Sensoren liefert, sind diese von der DLG zertifiziert. Da alle mit demselben Sensor arbeiten, hat die DLG die Ergebnisse einfach übernommen. Deshalb sind diese Hersteller „gleich gut“.

John Deere hingegen hat einen eigenen Sensor, bzw. Kalibrationsmodell entwickelt. Als Grundlage nimmt der Hersteller den HarvestLab 3000. Dieser kommt auch beim Feldhäcksler und der stationären Futteranalyse zum Einsatz. Das bringt eine höhere Auslastung. John Deere hat den HarvestLab 3000 ebenfalls von der DLG zertifizieren lassen.

Keine Schätzungen mehr

Die Sensoren können besonders durch die Vielzahl der Messungen einen genauen Analysewert der Gülle ausgeben. Das macht die Gülledüngung deutlich präziser. An die exakte Verteilung wie mit Mineraldünger kommen die Systeme noch nicht ganz ran. Das kann sich aber mit einem neuen Kalibrationsmodell als Softwareupdate schnell ändern. Hier sind weiter die Hersteller gefragt. Wir sind uns sicher, dass sich auf diesem Gebiet noch viel tun wird.