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Hightech-Ackerbau

Schau mir in den Sensor, Pflänzchen!

„Precision Farming“ soll Düngen effizienter machen – und damit schonender fürs Grundwasser. Nahe Kelheim wird geforscht.
Von Martina Hutzler

Vorne am Traktor sind die Sensoren angebracht, mit denen der Ernährungszustand der Pflanzen berechnet wird.
Vorne am Traktor sind die Sensoren angebracht, mit denen der Ernährungszustand der Pflanzen berechnet wird. Foto: TU München

Kelheim.Noch sind es Versuchsflächen, die Dr. Franz-Xaver Maidl und seine Mitarbeiter im Raum Rottenburg beackern. Doch der Wissenschaftler von der Technischen Universität München (TUM) ist überzeugt: „Precision Farming“, also die gezielte Teilflächen-Bewirtschaftung, wird in einigen Jahren Standard auch für hiesige Bauern sein. Nicht zuletzt um des Grundwasserschutzes willen.

Bisher beurteilt ein Landwirt seinen Acker, bevor er ihn düngt – Erfahrung spielt eine Rolle, im Idealfall auch das Ergebnis einer Bodenanalyse. Unberücksichtigt bleibt dabei indes, dass die Saat längst nicht am ganzen Acker dieselben Bedingungen zum Wachsen vorfindet: Auf Teilflächen können sich Eigenschaften wie Bodengüte oder Wasserversorgung deutlich ändern, erklärt Dr. Maidl. Entsprechend schwankt innerhalb des Feldes die Wuchsfreude der angebauten Pflanzen, und damit deren Bedarf an Dünger. „Precision Farming“ zielt darauf ab, praktisch für jedes Pflänzchen erst dessen Ernährungszustand zu bestimmen und es dann gleich entsprechend zu düngen – in einem Arbeitsgang.

Möglich macht dies der Sensor-Einsatz am Traktor, erklärt Maidl, Arbeitsgruppen-Leiter am Lehrstuhl für Ökologischen Landbau und Pflanzenbau-Systeme der TUM. „Ganz grob gesagt, sieht man einer Pflanze an der Farbe an, wie gut sie ernährt ist“. Ein geschultes Auge kann das abschätzen; Sensoren arbeiten präzise: Sie analysieren den Teil des Sonnenlichts, der auf eine Pflanze fällt und wieder reflektiert wird. Daraus lässt sich berechnen, wie gut die Pflanze mit Stickstoff versorgt ist.

Vorne am Traktor sind die Sensoren angebracht, mit denen der Ernährungszustand der Pflanzen berechnet wird.
Vorne am Traktor sind die Sensoren angebracht, mit denen der Ernährungszustand der Pflanzen berechnet wird. Foto: TU München

Zum Einsatz kommen Sensoren für verschiedenste Wellenlängen-Bereiche. „Bestimmte Wellenlängen funktionieren bei allen Getreidearten. Aber wenn man präzise sein möchte, muss man zwischen Weizen, Gerste und Co. unterscheiden. Und beim Raps sind wieder ganz andere Wellenlängen maßgeblich“, schildert Maidl die Tücke im Detail.

Dieses Detail ist ein Unterschied zwischen dem TUM-Forschungsgerät und kommerziellem Precision Farming, das zum Beispiel in den USA bereits angewandt wird. Dort analysiert man eine Handvoll Wellenlängen-Bereiche – „aber unser Sensor kann 200 auswerten“, schildert Maidl nicht ohne Stolz.

Eine weitere – allerdings noch nicht einsatzreife – Entwicklung der TUM käme dem Grundwasser-Schutz zugute: „Wir wollen nicht mehr jede Pflanze gleich gut versorgen.“ Denn an Stellen im Acker, wo mäßige Bodengüte das Wachstum sowieso begrenzt, muss die Stickstoff-Versorgung nicht so hoch sein wie an guten Stellen, erklärt der Wissenschaftler. Die Pflanze könnte nämlich den vielen Stickstoff eh nicht aufnehmen. Stattdessen droht er vom Regen ins Grundwasser gespült und dort als Nitrat zum Problem zu werden. So wie es in der von intensivem Ackerbau und Viehzucht geprägten Gegend um Rottenburg und Hohenthann derzeit der Fall ist: Massive Probleme mit der Trinkwasserversorgung waren Auslöser für millionenschwere Forschungsprojekte von TUM, Landesanstalt für Landwirtschaft und Landesamt für Umwelt.

Nicht jeder ist indes vom Precision Farming überzeugt. In einem so stark modellierten Gelände wie dem Tertiären Hügelland könne man die Düngung gar nicht so oft messen und so genau steuern, als dass es nicht doch zur Stickstoff-Auswaschung käme, ist der Hydrogeologe Dr. Karl-Heinz Prösl überzeugt. Außerdem seien auch Faktoren wie Temperatur und Niederschlag entscheidend dafür, wie viel Dünger eine Pflanze verwerten kann – „und wie wollen Sie das im Voraus berechnen?!“ Für Prösl sind solche Forschungsprojekte eher ein Versuch, „die intensive Bewirtschaftung zu legitimieren“ – aber die sei mit Trinkwasserschutz einfach nicht vereinbar.

Das sieht Dr. Franz-Xaver Maidl anders. Auslöser des Nitrat-Übels ist für ihn die bisherige Form der Düngeplanung: eine per vager Faustformel ermittelte Menge an Gülle und Mineraldünger auszubringen. Die Versuche in Hohenthann hätten gezeigt, dass sich die Gülle-Zusammensetzung von Betrieb zu Betrieb unterscheidet; zudem hänge vom Wetter ab, wie viel Stickstoff sich bei der Güllefahrt in die Luft verflüchtigt – alles sehr ungenau. Entsprechend seien Landwirte geneigt, lieber „zu viel des Guten“ zu düngen: Nach der Gülle kommt noch satt Mineraldünger obendrauf. Genau an diesem lasse sich mit Precision Farming entscheidend sparen.

Eine Versuchsfläche auf einem Gerstenfeld
Eine Versuchsfläche auf einem Gerstenfeld Foto: TU München

Neben dem Grundwasser käme das dem Betrieb zu Gute – finanziell. Dem stehen die Kosten der Sensortechnik gegenüber. Doch da rechnet Dr. Maidl mit einem Preissturz: „Ich schätzte, dass man in zehn, fünfzehn Jahren noch drei- bis fünftausend Euro für so ein System zahlt“. Durch die Einsparung an mineralischem Dünger sei das dann schon für einen 50-Hektar-Betrieb rentabel. Bisher hat sein vier- bis fünfköpfiges Team das System für alle Getreidearten und Raps entwickelt; „bei Mais sind wir derzeit dran“. Grundsätzlich übertragbar wäre es auch auf Zuckerrüben und Hopfen; in Arbeit sei das aber derzeit nicht.

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