Nährstoffeffizienz. Mit Proteinkarten Düngefehler aufdecken
NIRS-Sensoren am Drescher können in Echtzeit viele Inhaltsstoffe des Erntegutes messen. So zum Beispiel den Proteingehalt. Wie sich damit die Düngestrategie verbessern lässt, haben Steffi Fock, Yves Reckleben und Carsten Struve auf Praxisschlägen untersucht.
Hohe Erträge, stabile Qualitäten und gleichzeitig weniger Dünger – das ist die Zielvorgabe für eine nachhaltige Produktion. Um das zu erreichen, braucht es mehr als »Bauchgefühl«. Effizienz fußt auf genauen Daten und deren Analyse. Um die Zusammenhänge zwischen Düngerverteilung und Qualität sichtbar zu machen, hat die Hochschule für Angewandte Wissenschaften Kiel in Zusammenarbeit mit John Deere Praxisdaten ausgewertet. Moderne Sensoren geben Aufschluss darüber, wie sich Stickstoff auf dem Feld verteilt und wie sich das auf die Qualität auswirkt.
Protein als Schlüsselindikator
In der Präzisionslandwirtschaft steht oft der Ertrag im Mittelpunkt. Doch allein darauf zu schauen, greift zu kurz. Der Proteingehalt reagiert deutlich empfindlicher auf die Stickstoffversorgung. Während der Ertrag bei steigender N-Düngung relativ schnell sein Maximum erreicht, steigt der Proteingehalt weiter an. Dies wurde in zahlreichen Studien nachgewiesen. Lange wurde der Proteingehalt vor allem als Qualitäts- und Preisfaktor betrachtet. Heute zeigt sich, dass er auch eine wertvolle Kennzahl für die Nährstoffausnutzung und die Wirksamkeit der Düngerapplikation liefert. Hohe Werte zeigen, wo der eingesetzte Stickstoff nicht mehr ertragswirksam war, niedrige Werte, wo Potential für Mehrertrag besteht.
Seit einiger Zeit lässt sich der Proteingehalt in Echtzeit bei der Ernte mit NIRS-Sensoren wie z. B. dem HarvestLab 3000 von John Deere erfassen. Die Daten werden georeferenziert und über die Cloud im Farmmanagementsystem gespeichert. So entstehen hochauflösende Qualitätskarten. Statt eines Durchschnittswertes pro Anhänger oder Feld stehen so präzise Informationen für jede Teilfläche zur Verfügung. Das eröffnet neue Möglichkeiten für die Analyse und Optimierung der Düngestrategie und -technik.
Was Streifen verraten
Die ausgewerteten Daten stammen von Kooperationsbetrieben aus Nord- und Ostdeutschland aus dem Jahr 2023. Die Proteinwerte wurden mit dem NIRS-Sensor während der Ernte erfasst und anschließend kartiert. Dabei zeigte sich auf manchen Flächen ein auffälliges Muster: Streifenartige Unterschiede im Proteingehalt, die sich entlang der Fahrgassen und Arbeitsbreiten der eingesetzten Düngertechnik abzeichneten (Abbildung rechts). Diese Streifen waren in den Proteinkarten deutlich sichtbar, während sie in den Ertragskarten nicht auftraten. Das warf eine entscheidende Frage auf: Handelte es sich um zufällige Schwankungen oder um systematische Effekte? Um das zu klären, wurden die Daten statistisch ausgewertet.
Es zeigten sich hoch signifikante Unterschiede zwischen den Sektionen, die den Arbeitsbreiten des eingesetzten Geräts (Düngerstreuer bzw. Güllefass) zugeordnet werden konnten. Damit war klar, dass die Streifen in den Proteinkarten systembedingt waren. Die Differenzen gingen nicht auf die Bodenqualität zurück, sondern auf die Querverteilung des Düngers. Die Folge sind Unterschiede im Proteingehalt, die sich später in der Vermarktung bemerkbar machen.
Beispiele
Auf einem Weizenschlag lagen die Proteinwerte in den Fahrgassen deutlich höher als in den angrenzenden Sektionen. Diese Partien hätten die Anforderungen für Qualitätsweizen erfüllt, während die benachbarten Bereiche nur Futterqualität erreicht hätten. Auf einem zweiten Weizenschlag war das Muster genau umgekehrt: Hier waren die Proteinwerte in den äußeren Sektionen deutlich höher als in den Fahrgassen.
Auch bei einem Gerstenschlag, der über Schleppschläuche mit Gülle gedüngt wurde, zeigten sich klare Unterschiede. Die äußeren Sektionen erhielten weniger Nährstoffe, was sich in niedrigeren Proteinwerten widerspiegelte.
Immer mehr Möglichkeiten
Eine teilflächenspezifische Düngerapplikation führte in den vergangenen Jahren zu einer Verbesserung der Nährstoffausnutzung und damit zu ausgeglichenen Nährstoffbilanzen. Diesen innerbetrieblichen Stoffstrom kann man mit der Erfassung von Erntemenge und Inhaltsstoffen als abgefahrene Nährstoffmengen zweifelsfrei nachweisen. Die Hersteller selbstfahrender Erntemaschinen haben hier in den zurückliegenden Jahren viele Entwicklungen hervorgebracht, die auf Basis der NIRS-Tech- nologie arbeiten. Bei Feldhäckslern bieten beispielsweise John Deere, Claas, Krone und New Holland eine variable Anpassung der Häcksellänge in Abhängigkeit vom TS-Gehalt an. Im Mähdrescher sind verschiedene NIRS-Technologien im Einsatz. So nutzen z. B. New Holland und John Deere reflektionsoptische NIRS-Analysen. Claas hat zur Agritechnica 2025 einen Transmissionssensor (NIT) im Drescher präsentiert. Dieser erfasst die durchgestrahlte Lichtintensität durch eine Probenzelle. Beide Sensortechnologien ermöglichen eine schnelle und zerstörungsfreie Messung der wertbestimmenden Inhaltsstoffe in Probenmaterial.
Diese Beispiele verdeutlichen, wie stark die Verteilgenauigkeit der Applikationstechnik die Qualität beeinflussen kann. Schon kleine Abweichungen in der Verteilung können große Auswirkungen haben. Solche Unterschiede sind mit bloßem Auge nicht erkennbar und lassen sich erst durch die Kombination aus Sensorik und Datenanalyse aufdecken.
Ursachen und Lösungen
Die Ursachen für eine ungleichmäßige Verteilung sind vielfältig. Bei Schleppschlauchsystemen spielen Schlauchdruck, TS-Gehalt und Fahrgeschwindigkeit eine Rolle. Bei Streuern sind Wind, Kalibrierung, Fahrgeschwindigkeit und Arbeitsbreite entscheidend. Solche Fehler führen zu Über- oder Unterversorgung mit Stickstoff und damit zu Qualitätsunterschieden im Getreide. Die Technik an sich ist meist nicht das Problem. Entscheidend ist die richtige Einstellung. Wer Arbeitsbreiten sauber abstimmt und den Streuer regelmäßig kalibriert, vermeidet teure Qualitätsverluste.
Ansätze wie die Echtzeitüberwachung der Applikation, die automatische Anpassung der Ausbringmenge sowie die Integration in digitale Plattformen tragen dazu bei, die Präzision der Düngung zu erhöhen. Diese Technologien befinden sich in der Entwicklung und zeigen die Marschrichtung: eine datenbasierte, adaptive Steuerung der Nährstoffausbringung zur Optimierung von Effizienz und Umweltverträglichkeit.
Fazit
Die Proteinkartierung verändert den Blick auf die Düngetechnik. Moderne NIRS-Sensoren machen eine teilflächenspezifische Erfassung möglich. So lässt sich die Applikationstechnik gezielt optimieren, Mischstrategien bei der Ernte planen und die Stickstoffbilanz verbessern. Das Ergebnis sind stabile Qualitäten, höhere Erlöse und eine nachhaltigere Bewirtschaftung.
