Hofnahes Mischen von Düngemitteln und teilflächenspezifischer Landbau

Prof. Dr. Hermann J. Heege
Institut für Landwirtschaftliche Verfahrenstechnik
Universität Kiel
Veröffentlicht in:
Berichte über Landwirtschaft, Landwirtschaftsverlag Münster-Hiltrup, Band 79, Heft 1, 2001.

  • Die Länge der Transportwege
  • Düngen nach Rezept
  • Entmischung nach Korngrößen
  • Industriell gefertigte Komplexdünger als Mischkomponenten
  • Teilflächenspezifisches Düngen
  • Zusammenfassung
  • Literatur

Der Einsatz von Mehrnährstoffdüngern anstelle von Einnährstoffdüngern ermöglicht eine Einsparung von Fahrten über den Acker und damit an Arbeitsstunden, Schlepperstunden und unnötigen Bodenverdichtungen. Insofern ist das gleichzeitige Ausbringen von mehreren Nährstoffen in einem Arbeitsgang in vielen Fällen durchaus sinnvoll. Die Diskussion beginnt bei der Frage, ob diese Mehrnährstoffdünger zentral in großen industriellen Anlagen erstellt oder hofnah bei örtlichen Landhändlern oder Genossenschaften aus Grundkomponenten zusammengemischt werden sollten. Als Grundkomponenten dienen dabei die üblichen Einnährstoffdünger oder auch NP Basisdünger, die beim unumgänglichen Aufschluß der Rohphosphate entstehen.

Die Länge der Transportwege

heege01Die Frage der zentralen oder dezentralen Fertigung von Mehrnährstoffdüngern hat zunächst Auswirkungen auf die Länge der Transportwege für die einzelnen Düngerkomponenten vom Orte der Gewinnung in das Verbrauchsgebiet. Bei der dezentralen Fertigung können die direkten und somit kürzesten Transportwege in das Verbrauchsgebiet genutzt werden. Die zentrale Fertigung hingegen bedeutet zumindest teilweise Transportumwege (Abb. 1).

Es sei einmal unterstellt, daß für in Schleswig-Holstein eingesetzte Mehrnährstoffdünger der Kalianteil aus dem im Raume Hannover gelegenen Gruben stammt, die zentrale Fertigung des Mehrnährstoffdüngers dagegen im Oberrheintal erfolgt. Dann ist dieser Kalianteil zwangsläufig zunächst von Hannover in das Oberrheintal, danach von dort - vermutlich wieder über Hannover - nach Schleswig-Holstein zu transportieren.

Natürlich können im einzelnen die Verhältnisse sich auch anders darstellen; es sind bei zentraler Fertigung anstelle von Transportumwegen für den Kalianteil auch derartige Nachteile für andere Nährstoffanteile möglich. Und für die in der Nähe einer zentralen Fabrik für Mehrnährstoffdünger gelegenen Landwirte entstehen verständlicherweise überhaupt keine nennenswerten Transportumwege mehr: für diese Landwirte werden die Mehrnährstoffdünger hofnah gefertigt.

Das Problem ist insofern, dass eine große zentrale Fabrik nur einen sehr kleinen Teil der Landwirte hofnah bedienen kann. Wenn alle Landwirte die Vorteile der hofnahen Herstellung genießen sollen, ist zwangsläufig ein flächendeckendes Netz von dezentralen Fertigungsorten unumgänglich.

heege02Aber was ist in diesem Zusammenhang hofnah? Kann man die Bedienung von Landwirten bei einer Entfernung von z. B. 80 km zur Mischstation noch als eine hofnahe Versorgung bezeichnen? Eine Antwort auf diese Frage liefert der Vergleich der Transportkosten von der Mischstation zum Feld mit den Mischkosten. Denn wenn die Transportkosten von dem Landhändler oder der Genossenschaft zum Feld das Niveau der Mischkosten erreichen, könnte man allein aus der Ersparnis bei den Transportkosten eine weitere Mischstation im jeweiligen Verbrauchsgebiet einrichten. Nach dem Kostenvergleich in Abb. 2 ist demnach bei 80 km Entfernung der hofnahe Bereich wohl deutlich überschritten. Die Grenze ist vermutlich bei maximal 40 km anzusetzen.

Die hoffernere Erstellung von Mischdüngern führt in der Regel zu Transportumwegen. Es bietet sich daher an, die Kosten von Transportumwegen an den üblichen Handelsspannen der örtlichen Landhändler oder Genossenschaften zu messen.

heege03Je geringer der Düngerwert je Masseneinheit ist, umso eher werden die Handelsspannen von Kosten der Transportumwege für den Dünger aufgezehrt (Abb. 3). Üblicherweise ist von Handelsspannen ohne Umschlag- und Lagerkosten im Bereich von 6 bis 8 % des Düngerwertes auszugehen. Sofern der Transport für LKW erfolgt und ein Düngerwert von nur 200 DM/t vorliegt, entspricht ein Transportumweg von rund 100 km wertmäßig etwa der Handelsspanne.

Die meisten Düngemittel für den großflächigen Landbau sind schließlich Massengüter mit vergleichsweise geringem Wert je Masseneinheit. Wegen der schlechten wirtschaftlichen Lage der Landwirtschaft sind die Handelsspannen gering. Kurze Land-Transportwege sind daher unumgänglich.

Dieser Logik widerspricht nicht, dass Rohstoffe, Basisprodukte und auch Endprodukte für die mineralische Düngung heute - im Gegensatz zu früher - teilweise um den halben Erdball transportiert werden. Denn hierbei ist der Seetransport von großer Bedeutung, der gerade bei großen Entfernungen sehr deutlich billiger ist. Es ist kein Zufall, wenn in den Ländern mit langen Küsten wie Großbritannien, Irland und Italien die Düngermischanlagen vor allem in den Hafenstädten anzutreffen sind. Die geringeren Transportkosten per Schiff veranlassen mit Recht auch dazu, Mischanlagen und andere Landhandelsaktivitäten vorzugsweise in Flusshäfen zu etablieren. Ähnliches gilt für Bahnanschlüsse, wenn komplette Güterzugladungen bezogen werden. Diese Umstände ändern indes nichts daran, dass für die flächendeckende Versorgung der Straßentransport von großer Bedeutung ist und dabei die oben behandelte Kostensituation das hofnahe Mischen von Düngemitteln begünstigt.

Düngen nach Rezept

Die Düngung erfolgt heute im Spannungsfeld zwischen dem Streben nach hohen Flächenerträgen einerseits und dem Umweltschutz andererseits. Die vor 4 Jahren erlassene Düngerverordnung (1) versucht, diesem Spannungsfeld gerecht zu werden. Im Kern des Bemühens steht das Ziel, präzise nach dem Bedarf der Pflanzen zu düngen. Denn die von der Pflanze aufgenommenen Nährstoffe können zwangsläufig zunächst das Grundwasser und die Gewässer nicht belasten. Die präzise Versorgung der Pflanzen mit den erforderlichen Nährstoffen entspricht den Belangen der Ökologie und der Ökonomie gleichermaßen.

heege04Gezieltes Düngen nach dem Bedarf der Pflanzen bedeutet nun aber, dass für Mehrnährstoffdünger sehr viele unterschiedliche Nährstoffverhältnisse nötig sind. Das erforderliche Nährstoffverhältnis variiert je nach Ertragserwartung, Vorfrucht, Bodenart, Pflanzenart, Sorte, Witterung sowie Düngung mit Stroh, Festmist oder Gülle. Kurz, wenn wirklich sehr gezielt gedüngt werden soll, ist für jeden Schlag oder jede Wagenladung ein anderes Nährstoffverhältnis nötig. Dieses Ziel könnte im Rahmen der Arbeitskette für zentral gefertigte Mehrnährstoffdünger von der Fabrik bis zum Feld theoretisch mit gesacktem Dünger zwar noch erreicht werden, da keine Trennwände zwischen den Partien nötig sind. Aber die Sackdüngerkette ist in Mitteleuropa wegen der hohen Verpackungskosten und aus arbeitswirtschaftlichen Gründen mit Recht für den großflächigen Landbau längst durch die mechanisierte Lose-Dünger-Kette abgelöst worden. Und die mechanisierte Lose-Dünger-Kette ist systembedingt prädestiniert für Umschlag und Lagerung großer Partien in einem Zuge. Anstelle der Lagerung auf den landwirtschaftlichen Betrieben wird heute fast nur noch bei den örtlichen Landhändlern oder Genossenschaften zwischengelagert (Abb. 4).

Die lose Zwischenlagerung vieler kleiner Partien von industriell gefertigten Mehrnährstoffdüngern mit unterschiedlichen Mehrnährstoffverhältnissen scheidet aus. Sie wird wegen der vielen kleinen Lagerbehälter und aus organisatorischen Gründen zu teuer. Es bietet sich daher an, die üblichen Einnährstoffdünger und NP Basisdünger einzulagern und durch Mischen die erforderliche Vielfalt für das Düngen nach Rezept zu schaffen. Das schont nicht nur die Umwelt, sondern auch den Geldbeutel des Landwirtes. Denn wenn ein im Nährstoffverhältnis nicht genau passender industriell gefertigter Mehrnährstoffdünger benutzt wird, entsteht bei einigen Nährstoffen zwangsläufig entweder Unter- oder Überversorgung.

heege05Für das Düngen nach Rezept bietet sich oft auch das Beimischen von Spurenelementen an. Hohe Erträge entstehen bekanntlich nur dann, wenn auch ein etwaiger Mangel an Spurennährstoffen beim Düngen berücksichtigt wird. Sehr einfach zu bewerkstelligen ist das Beimischen von Spurenelementen in Granulatform. Die Granulate sollten dabei aber die gleiche Korngrößenverteilung wie die übrigen Mischkomponenten haben (siehe nächstes Kapitel). Bei sehr geringen Spurennährstoffmassen je Flächeneinheit liegen die Granulate für eine gleichmäßige Versorgung der Pflanzen auf dem Feld zu weit auseinander (2). Es kann dann sinnvoll sein, die Spurennährstoffe in Lösungs- oder Suspensionsform auf das Düngergemisch zu sprühen oder für pulverförmige Mittel die Anlagerung an die Oberfläche der Düngergranulate durch Zugabe von Bindemitteln wie Wasser oder pflanzliches Öl zu sichern (Abb. 5).

Entmischung nach Korngrößen

heege06Die Begeisterung für das Konzept des Düngermischens bei örtlichen Landhändlern oder Genossenschaften sollte nicht darüber hinwegtäuschen, dass die fertigen Mischungen sich auch wieder entmischen können. Als Ursache hierfür sind Unterschiede in den Korngrößenverteilungen der Mischkomponenten anzusehen. Oft ist zu hören, dass auch Unterschiede in der Dichte der einzelnen Körner oder in deren Oberflächenbeschaffenheit von Belang seien. Untersuchungen (3) haben allerdings gezeigt, dass weder die Partikeldichte noch deren Oberflächenbeschaffenheit für die Entmischung von wesentlicher Bedeutung sind. Unterschiede in den Korngrößenverteilungen dagegen sollte man sehr ernst nehmen.

Wenn die Stickstoffkomponente grobkörnig und die Phosphatkomponente feinkörniger ist, dann ist das Ergebnis einer Entmischung nach Korngrößen ein nicht gleichbleibendes N : P Verhältnis. Diese Entmischung nach Korngrößen kann - wenn unterschiedlich gekörnte Mischkomponenten benutzt werden - sowohl am Schüttkegel während des Umladens als auch beim Streuvorgang auftreten (Abb. 6 und 7).

heege07Das beste Mittel gegen Entmischungen sind daher gleiche Korngrößenverteilungen der Mischkomponenten. Die mittleren Korngrößen der Komponenten - die in der Regel mit dem Siebdurchgang für 50 Prozent der Masse einer Probe (=D50) gekennzeichnet sind - sollten keine Abweichungen von mehr als zehn Prozent voneinander haben. Das gleiche gilt für Abweichungen bei den Anteilen der feinen und groben Körner (4, 5).

Die Entwicklung zu einheitlichen Korngrößenverteilungen für die wichtigsten Dünger in den vergangenen 20 Jahren war deshalb als Voraussetzung für das Düngermischen von großer Bedeutung. Die Betreiber von Düngermischanlagen kennen die Bedeutung von einheitlichen Korngrößenverteilungen für die Konstanz des Nährstoffverhältnisses und kaufen entsprechend ein.

Dieser Umstand trägt dazu bei, dass auch die Hersteller von Mischkomponenten sich fortlaufend um noch bessere und konstant eingehaltene Korngrößenverteilungen bemühen.

Allerdings erhebt sich die Frage: Welches ist die "beste" Korngrößenverteilung, dargestellt durch die Siebdurchgangskurve oder stark vereinfacht durch die mittlere Korngröße D50 ? Viele gehen davon aus, dass man eine mittlere Korngröße mit einem Durchmesser von 3,2 mm anstreben sollte. Aber eine allgemeine Vereinbarung dieser Art zwischen Düngerherstellern und Betreibern von Mischanlagen existiert bislang nicht. Hier könnte eine freiwillige Vereinbarung zwischen dem seit wenigen Jahren existierenden Europäischen Verband der Düngermischer und den Düngerherstellern noch für Abhilfe sorgen (4).

Es gibt Mittel und Wege, selbst bei Unterschieden in der Korngrößenverteilung der Komponenten eine Entmischung zu verhindern. Um eine Entmischung am Schüttkegel zu vermeiden, muß man dann dafür sorgen, dass kein Schüttkegel entsteht. Durch Hin- und Herbewegen oder Verteilen des Düngerzulaufes ist das zu erreichen. Beim Beschicken der Behälter von Fahrzeugen oder Streuern ist diese Verfahrensweise ohne großen Aufwand zu realisieren. Wenn hingegen großräumige Lager in Hallen zu befüllen sind, ist das fortlaufende Führen oder Aufteilen des Zulaufstromes nur mit größerem technischen Aufwand zu verwirklichen.

Beim Düngerverteilen mit dem üblichen Schleuderstreuer muß man davon ausgehen, dass die größeren Körner weiter fliegen (6). Sofern durch Überlappen beim Anschlussfahren dafür gesorgt wird, dass die gesamte Fläche doppelt bestreut wird, wird die Entmischung praktisch wieder aufgehoben (7, 8).

Pneumatische Streuer überlappen die Streubilder der einzelnen Prallteller sogar mehrfach. Dadurch wird von vornherein bei jeder Fahrt über den Acker ein Entmischen ausgeschaltet. Schneckenstreuer hingegen überlappen systembedingt nicht. Sie entmischen andererseits aber sehr deutlich. Diese Streuer werden aber ohnehin nur noch für staubige und somit abdriftgefährdete Einnährstoffdünger wie Kalk oder Thomasphosphat eingesetzt.

Im Prinzip kann eine Entmischung nach Korngrößen bei allen Düngern - also auch bei den industriell gefertigten Mehrnährstoffdüngern mit allen Nährstoffen in jedem Korn - auftreten. Denn auch bei diesen Düngern verhalten sich die kleinen Körner am Schüttkegel und beim Streuen anders als die größeren Granulate. Bei allen Mineraldüngern - auch den industriellen Komplexdüngern - kann die Entmischung an Schüttkegelflanken in Lagerhallen zur Folge haben, dass der Schaufellader die Streufahrzeuge mit unterschiedlichen Korngrößenverteilungen belädt. Das Ergebnis ist eine Veränderung der Wurfweite durch den Schleuderstreuer und damit auch der Querverteilung.

Falls nicht sehr stark überlappt wird, kann daraus für alle Dünger eine unkontrollierbare, ungleichmäßige Verteilung der Gesamtmasse entstehen. Es ist deshalb für alle Dünger sinnvoll, die Spreizung der Korngrößen - nämlich die Differenz zwischen den Durchmessern der kleinen und größeren Granulaten - zu verringern.

Zuweilen wird darauf hingewiesen, dass Dünger mit einer geringeren Spreizung der Korngrößen beim Schleuderstreuer zu einem schmaleren Streuringsektor führen würden. Der Streuringsektor kennzeichnet die Orte der Düngerablage bei einem stationären Schleuderstreuer (siehe Abb. 7). Und ein schmalerer Streuringsektor führt nach Erfahrungen von Experten (9) zu einer instabileren Querverteilung.

Man kann allerdings die Breite des Streuringsektors auch sehr wirksam über die Streutechnik vergrößern. Man muß hierfür nur dafür sorgen, dass die Wurfschaufeln der Schleuderscheibe nicht alle gleich weit werfen. Das kann sehr einfach durch verschiedene Anstellwinkel und Längen der Wurfschaufeln einer Schleuderscheibe erreicht werden.

Die Spreizung der Korngrößen ist somit als Mittel für eine gute Querverteilung beim Schleuderstreuen entbehrlich. Diese Aufgabe kann durch die Konstruktion und Einstellung der Streuer-Wurfschaufeln gelöst werden.

Stattdessen sollte die Spreizung der Korngrößen dem Ziel der Minimierung von Entmischungen an Schüttkegeln in den Lagerhallen angepasst werden. Das sollte bei allen Düngern erfolgen, die in den heute üblichen Lagerhallen und mit der heute üblichen Technik umgeschlagen werden. Denn die Verteilung nach Gesamtmasse wird bei allen Düngern - keineswegs nur bei den Mischdüngern - durch die Korngrößenverteilung beeinflusst.

Bei vielen Düngern wurde die Spreizung der Korngrößen in den vergangenen Jahren bereits verringert. Die Düngerhersteller sollten dieses Ziel konsequent weiter verfolgen, und bei allen Schleuderstreuern sollte die variable Einstellung der Wurfschaufeln mit einfachen Mitteln ermöglicht werden.

Ein Unterschied zwischen den industriell gefertigten Mehrnährstoffdüngern mit allen Nährstoffen in jedem Korn und den Mischdüngern muß allerdings erwähnt werden. Bei den industriellen Komplexdüngern verändert die Entmischung nach Korngrößen nur die Verteilung der Gesamtmasse durch den Schleuderstreuer. Für die Mischdünger hingegen ergeben sich neben der Gesamtmasse auch Auswirkungen auf das Nährstoffverhältnis, wenn die Ausgangskomponenten Unterschiede in der Korngrößenverteilung aufweisen.

Die Hersteller von Mischdüngern sind daher mit gutem Grund heute die Vorreiter im Bemühen nach eindeutig definierten Korngrößen mit geringer Spreizung. Dieses Bemühen wird langfristig der gesamten Losen-Dünger-Kette nützen.

Industriell gefertigte Komplexdünger als Mischkomponenten

Einige Komplexdünger sind als klassische Mischkomponenten zu betrachten, nämlich die NP Basisdünger. Diese Dünger entstehen im Rahmen eines Prozesses, der in der Regel unumgänglich ist, nämlich beim Aufschluß der Rohphosphate. Der Aufschluß erfolgt entweder unter Einsatz von Schwefelsäure oder von Salpetersäure. Im ersteren Fall bietet es sich oft an, die sich bildende Phosphorsäure durch Zufuhr von Ammoniak zu neutralisieren. Dabei entstehen dann Mono- oder Diammoniumphosphate. Der Aufschluß mit Salpetersäure liefert Nitrophosphate. Sowohl Ammoniumphosphate als auch Nitrophosphate werden seit mehreren Jahrzehnten mit gutem Erfolg als Mischkomponenten benutzt.

Seit wenigen Jahren bemühen sich Teile der Düngemittelindustrie, auch andere Mehrnährstoffdünger wie z.B. NPK Dünger mit unterschiedlichem Nährstoffverhältnis oder PK Dünger als Mischkomponenten einzusetzen. Als Hauptargument gilt dabei, dass auf diese Weise die mangelnde Flexibilität im Nährstoffverhältnis beim Einsatz von Komplexdüngern im Rahmen der Lose-Dünger-Kette beseitigt werden könne. Sicherlich geht es dabei auch darum, zusätzlich Absatzmöglichkeiten für diese Komplexdünger bei insgesamt schrumpfendem Marktvolumen zu schaffen.

Der sporadische Einsatz von NPK oder PK Mehrnährstoffdüngern als Mischkomponenten ist nicht neu. Er ergibt sich aus den wechselnden Marktverhältnissen und dem Umstand, dass die Betreiber von Mischanlagen sehr flexibel darauf reagieren können. Dieser gelegentliche Einsatz beweist allerdings nicht, dass NPK oder PK Mehrnährstoffdünger als Mischkomponenten langfristig im größeren Umfang erfolgreich sein können. Für die langfristigen Aussichten sind die kurzfristig auftretenden Überangebote am Markt nicht von Belang.

Die größte Flexibilität im Nährstoffverhältnis der Mischdünger wird zweifellos dann ermöglicht, wenn Einnährstoffdünger als Komponenten eingesetzt werden (Abb. 8). Bereits der seit langem übliche zusätzliche Einsatz von NP Basisdüngern schränkt die Flexibilität dann ein, wenn nicht alle nötigen Einnährstoffdünger vorrätig sind. Wenn nur Mehrnährstoffdünger als Komponenten genutzt werden - was teilweise vorgeschlagen wird - wird die Flexibilität im Nährstoffverhältnis der Mischdünger deutlich begrenzt. Denn wenn zwei Mehrnährstoffdünger miteinander vermischt werden, ist im Endprodukt bei jedem Nährstoff nur ein Gehalt erzielbar, der zwischen demjenigen der Komponenten liegt. Sofern zwei NPK Mehrnährstoffdünger mit 8/12/20 und 15/15/15 Gehalt eingesetzt werden, kann der N Gehalt des Mischdüngers nur zwischen 8 und 15% liegen. Analoges gilt für die anderen Nährstoffe. Es ist auch im Mischdünger das Nährstoffverhältnis dann keineswegs beliebig wählbar. Kurzum, das Mischen allein liefert keine Flexibilität; entscheidend sind die Unterschiede unter den Komponenten.

Wichtig sind auch die Transport- und Umschlagkosten der Systeme. Die Verwendung von Mehrnährstoffdüngern als Mischkomponenten muß - von Ausnahmefällen abgesehen - zu Transportumwegen vom Rohstoffort zum Feld führen. Es muß mindestens einmal mehr umgeschlagen werden. Höhere Kosten für die gesamte Düngerkette sind somit unvermeidlich. Im Prinzip gilt das natürlich auch für NP Basisdünger, aber deren Kosten sind teilweise dem Aufschluß der Rohphosphate zuzurechnen.

Hinsichtlich der Entmischung nach Korngrößen liegen zwischen Ein- oder Mehrnährstoffdüngern als Mischkomponenten grundsätzlich keine Unterschiede vor. Entscheidend hierfür ist nicht der Nährstoffgehalt, sondern die Korngrößenverteilung der Komponenten. Und in diesem Merkmal müssen nicht systembedingt Unterschiede vorliegen.

heege08Für die von der Entmischung nach Korngrößen abhängige mögliche Entmischung nach Nährstoffen gilt das Gleiche. Allerdings, die mögliche Entmischung nach Nährstoffen verringert sich, wenn die Unterschiede in den jeweiligen Nährstoffgehalten der Komponenten geringer werden. Sofern diese Unterschiede bei Mehrnährstoffdüngern als Mischkomponenten kleiner sind, könnte somit die Entmischung nach Nährstoffen unter sonst gleichen Voraussetzungen tatsächlich sinken. Dafür geht dann aber Flexibilität im Nährstoffverhältnis der gesamten Mischdüngermasse verloren. Es wird der Teufel mit Belzebub ausgetrieben.

Es spricht somit alles dafür, beim Einsatz von Einnährstoffdüngern mit etwaiger Ergänzung von NP Basisdüngern als Mischkomponenten zu bleiben (Abb. 8). Denn das Entmischungsproblem ist - wie dargestellt - beherrschbar.

Teilflächenspezifisches Düngen

Viele natürliche Wachstumsfaktoren, wie z. B. das Wasser, stehen nicht gleichmäßig über den gesamten Schlag zur Verfügung. Es ist deshalb auch keineswegs immer sinnvoll, einen großen Schlag einheitlich zu düngen.

heege09Die Entwicklung zum hofnahen Düngermischen ist ein wichtiger Schritt in diese Richtung. Das Mischen nach Rezept ermöglicht es, für jede Wagenladung ein anderes Nährstoffverhältnis zu liefern. Im Vergleich zu den starren Nährstoffverhältnissen bei den industriellen Mehrnährstoffdüngern kann wesentlich flexibler dem teilflächenspezifischen Bedarf entsprochen werden.

Allerdings: eine Wagenladung Dünger reicht meistens für die Versorgung einer Fläche von 3 bis 10 ha. Die Frage entsteht, ob ein derartig grobes Flächenraster für das teilflächenspezifische Düngen ausreicht. Von Belang ist dabei sicher, ob Großflächen bei vergleichsweise einheitlichen Bodenverhältnissen oder kleinere Flächen mit wechselnden Bodenqualitäten zu versorgen sind.

Man wird wohl auch davon ausgehen müssen, dass nicht alle Nährstoffe im gleichen Maße für das teilflächenspezifische Düngen in Betracht kommen. Die Pflanzen reagieren auf die teilflächenspezifische Verteilung bei Stickstoff deutlicher als bei den Grundnährstoffen Phosphat und Kali (10, 11). Das gilt insbesondere dann, wenn die präzise teilflächenspezifische Verteilung von Stickstoff dazu beiträgt, das örtliche Auftreten von Lagergetreide zu vermeiden.

Während die Grundnährstoffe Phosphat und Kali darüber hinaus meistens nur einmal im Jahr gedüngt werden, ist bei Stickstoff für viele Früchte das mehrfache Verteilen in der Vegetationszeit üblich. Für die zweite und/oder dritte Stickstoffgabe steht mittlerweile eine teilflächenspezifische Steuerungstechnik zur Verfügung, die den Streuer oder die Spritze während der Fahrt durch den Bestand automatisch nachstellt. Die Signale für das fortlaufende Nachstellen des Verteilgerätes liefern optische Sensoren am Schlepper (Abb. 9). Diese Sensoren erfassen die vom Himmel eingestrahlten und die von den Pflanzen reflektierten Lichtwellen. Aus dem Verhältnis zwischen reflektierten und eingestrahlten Lichtwellen kann mittels eines Rechners aus bestimmten Wellenlängen die Chlorophyllkonzentration je Flächeneinheit ermittelt werden. Und diese Chlorophyllkonzentration je Flächeneinheit - oder die Intensität der Grünfärbung - ist ein guter Hinweis auf die Stickstoffversorgung (12, 13).

heege10Die Aussichten für die teilflächenspezifische Düngung sind verständlicherweise auch von den Kosten abhängig, die im Vergleich zur bisher üblichen schlageinheitlichen Verteilung entstehen. Dabei sind die Kosten für die teilflächenspezifische Erfassung der Nährstoffsituation von besonderer Bedeutung.

Für die Grunddüngung ist man dabei leider immer noch auf Bodenproben angewiesen. Das Ziehen der Bodenproben und auch deren Analytik sind heute zwar weitgehend mechanisiert, bei einer kleinen Rasterfläche für die teilflächenspezifische Grunddüngung entstehen trotzdem vergleichsweise hohe Kosten (Abb. 10). Bei einer Rasterfläche von 0,25 ha sind die Kosten für die Erstellung der Nährstoff-Schlagkarten höher als für den jährlich benötigten Dünger.

Während die Kosten für die Bodenproben plus Analytik deutlich von der teilflächenspezifischen Rasterfläche abhängen, sind diejenigen für die Stickstoff-Kopfdüngung mittels des Chlorophyll-Sensors von der jährlich insgesamt behandelten Fläche bestimmt (Abb. 11). Als Sologerät für kleinere Betriebe ist auch der Chlorophyll-Stickstoff-Sensor zu teuer, bei größeren jährlich gedüngten Flächen hingegen entstehen konkurrenzlos geringe Kosten je Flächeneinheit. Dabei ist zu berücksichtigen, dass bei diesem Verfahren zusätzlich noch eine konkurrenzlos hohe Auflösung erreicht wird. Die Rasterfläche je Signal liegt bei wenigen m².

heege11Kurzum, die günstigsten Aussichten für eine zukünftige teilflächenspezifische Düngung ergeben sich für die sensorgesteuerte Stickstoff-Kopfdüngung. Dieses Verfahren steht zur gezielten Ausbringung von Mischdüngern keineswegs in einer Konkurrenzsituation, sondern hat eine Ergänzungsfunktion. Denn üblicherweise werden die Grunddünger nur einmal im Jahr verteilt, und zwar vor der zweiten oder dritten Stickstoffgabe. Für die erste Stickstoffgabe ist der Chlorophyllsensor nicht geeignet, da ein weitgehend geschlossener Pflanzenbestand bei Getreide Voraussetzung für den Einsatz ist. Die erste Stickstoffgabe kann somit nach wie vor zusammen mit den Grundnährstoffen als Mischdünger ausgebracht werden.

Das hofnahe Düngermischen und das sensorgesteuerte Kopfdüngen von Stickstoff ergänzen sich somit. Beide Verfahren dienen der gezielten Düngung, die dem Landwirt und der Umwelt gleichermaßen zugute kommt.

Zusammenfassung

Das hofnahe Mischen von Düngerkomponenten bei örtlichen Landhändlern oder Genossenschaften ermöglicht es, die für die Nährstoffversorgung der Böden erforderlichen Nährstoffe auf den kürzesten und billigsten Transportwegen in die Verbrauchgebiete zu bringen. Dieses Verfahren bietet darüber hinaus den großen Vorteil, dass das Nährstoffverhältnis für jede Wagenladung dem Landwirt gezielt nach Rezept erstellt werden kann.

Die Gefahr der Entmischung des fertigen Düngers nach Korngrößen ist beherrschbar; sie gilt im übrigen für jeden Dünger. Um diese Gefahr für alle Dünger zu mindern, sollte die Spreizung der Korngrößen klein sein. Die Mischkomponenten sollten in der Korngrößenverteilung aufeinander abgestimmt sein.

Der Einsatz von industriell gefertigten Mehrnährstoffdüngern als Mischkomponenten führt zu Transportumwegen, höheren Umschlagkosten und verringert die Flexibilität im Nährstoffverhältnis. Das gilt im Prinzip zwar auch für NP Basisdünger; bei diesen sind diese Nachteile aber im wesentlichen der Notwendigkeit des Aufschlusses der Rohphosphate zuzuschreiben.

Die Flexibilität im Nährstoffverhältnis beim hofnahen Düngermischen kann als eine Vorstufe zur teilflächenspezifischen Verteilung angesehen werden. Die sensorgesteuerte Stickstoff-Kopfdüngung unter Einsatz eines Chlorophyllsensors ergänzt die Ausbringung hofnah erstellter Mischdünger.

Literatur

  1. Düngerverordnung. Verordnung über die Grundsätze der guten fachlichen Praxis beim Düngen. Bundesgesetzblatt Jahrgang 1996, Teil 1, Nr. 6, Bonn, 6.2.1996.
  2. Haverkamp, L., Balg, J., Heege, H. J., Müller, G.: Anlagerung von Spurennährstoffdüngern an körnige Hauptnährstoffdünger. Landtechnik, 35, 1980, S. 389 ff.
  3. Hoffmeister, G., Watkins, S. C., Silverberg, J.: Bulk Blending of Fertilizer Material: Effect of Size, Shape, and Density on Segregation. Agric. And Food Chemistry, (12) 1964, Jan.-Febr., pp. 64 ff.
  4. Europäischer Verband der Düngermischer: Handbuch zum Mischen von festen Düngern. Montviron, Frankreich, Juli, 1998.
  5. Haubner, A.: Leitfaden für Düngermischer. Bundesverband der hofnahen Düngermischer, Melle, 1998.
  6. Lundin, G., Nillson, E.: Konstgödselns fysikaliske egenskaper. JTI rapporter, Uppsala, Schweden, 1992/93.
  7. Heege, H. J., Hellweg, W.,: Entmischung bezüglich der Korngröße beim Verteilen von Mineraldünger. Grundlagen der Landtechnik, Düsseldorf, (32) 1982, Nr. 1, S. 13 ff.
  8. Hellweg, W., Heege, H. J.: Entmischung bezüglich der Nährstoffzusammensetzung beim Verteilen von Mineraldünger. Grundlagen der Landtechnik, Düsseldorf, (32) 1982, Nr. 2, S. 48 ff.
  9. Olieslagers, R.: Fertilizer Distribution Modelling for Centrifugal Spreader Design. Dissertation, Leuven, Belgien, 1997.
  10. Brenk, C., Pasda, G., Zerulla, W. : Nutrient Mapping of Soils - A Suitable Basis for Site Specific Fertilization. In: Precision Agriculture, edited by John V. Stafford, European Conference on Precision Agriculture, Odense, Denmark, July 1999, p. 23.
  11. Mc Bratney, A. B., Whelan, B. M.: The Null Hypothesis of Precision Agriculture, Odense, Denmark, July 1999, p. 947.
  12. Reusch, S.: Entwicklung eines reflexionsoptischen Sensors zur Erfassung der Stickstoffversorgung landwirtschaftlicher Nutzpflanzen. Dissertation, Universität Kiel, 1997.
  13. Heege, H. J., Reusch, S.: Zur teilflächenspezifischen Stickstoff-Kopfdüngung. Landtechnik, Münster-Hiltrup, 1997, S. 126.