Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Das beantragte Projekt verfolgt dass Ziel, durch Bestandesmonitoring und Simulationsmodellierung vegetationsbegleitend Informationen \u00fcber die Dynamik von Bestandesparametern in Winterweizen und Winterraps zu gewinnen und diese Nutzern der Internetplattform ISIP zum Zweck der Stickstoffd\u00fcngungsberatung zur Verf\u00fcgung zu stellen.
\nAnlass des Vorhabens ist die nach wie vor geringe Stickstoffeffizienz in ackerbaulichen Produktionssystemen und die hierdurch hervorgerufene Umweltbelastung.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas Projekt gliederte sich in zwei Teilbereiche, das Bestandesmonitoring und die Bestandesmodellierung.
\nIm Rahmen des Bestandesmonitoring wurden zun\u00e4chst nichtdestruktive Verfahren zur Charakterisierung der N-Aufnahme von Pflanzenbest\u00e4nden weiterentwickelt und sukzessive zur Erhebung von stickstoffd\u00fcngungsrelevanten Daten auf Monitoringstandorten eingesetzt.
\nAus diesen Daten sollen dann einfache mathematische Modelle zur Prognose der N-Aufnahme von Pflanzenbest\u00e4nden und in Kooperation mit den anderen Projektpartner zur N-Nachlieferung des Bodens entwickelt werden. Hieraus sollen insbesondere in Zusammenarbeit mit der LWK-Niedersachen konkrete N-D\u00fcngungsempfehlungen abgeleitet werden.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Mit Hilfe von modernen, nichtdestruktiven optischen Messverfahren k\u00f6nnen Aussagen \u00fcber Bestandesparameter wie der Bestandesfl\u00e4chenindex (Green Area Index, GAI, Messung mit LiCor LAI-2000) und der Chlorophyllgehalt (Messung mit dem Yara \u00ae-N-Tester) der Bl\u00e4tter getroffen werden. Im gef\u00f6rderten Projekt wurden auf dieser Grundlage Sch\u00e4tzfunktionen entwickelt, mit denen zus\u00e4tzlich die aufgenommene N-Menge von Winterweizenbest\u00e4nden zeitnah gesch\u00e4tzt werden kann. Es konnte gezeigt werden, dass durch diese neue Methode durch Vergleiche der N-Aufnahme zwischen verschiedenen D\u00fcngevarianten und Standorten wichtige Informationen zum N-Versorgungszustand und damit zum D\u00fcngebedarf gewonnen werden k\u00f6nnen. Hierbei konnte auch gezeigt werden, dass ein in den 90er Jahren in England definierter Richtwert von 30 kg N-Aufnahme je Blattfl\u00e4cheneinheit f\u00fcr aktuelle Sorten und Anbaubedingungen Deutschlands nicht zutrifft, im Projekt wurden Werte von ca. 40 Kg N-Aufnahme je GAI ermittelt.<\/p>\n
Die im Projekt ausgew\u00e4hlten einfachen, nichtdestruktiven Messmethoden und Sch\u00e4tzans\u00e4tze zeigten eine ausreichende Genauigkeit f\u00fcr die N-Mengensch\u00e4tzung in der Praxis. Es wurden RMSE-Werte (root mean squared error) von 17 kg N\/ha im Kalibrierungsdatensatz und von 20 kg N\/ha in unabh\u00e4ngigen Daten mit EF (modelling efficiency) von 0,81 bzw. 0,85 erreicht. Aus diesem Grunde konnten Daten aus dem Projektbereich Bestandesmonitoring w\u00e4hrend der Vegetationsperiode in die Modellierung als Kontrollgr\u00f6\u00dfe einflie\u00dfen. Die Ergebnisse des Monitoring und der Modellierung wurden bereits w\u00e4hrend der Projektlaufzeit als praxisrelevante Informationen ISIP-Nutzern zur Verf\u00fcgung gestellt.<\/p>\n
Durch die Bereitstellung der erhobenen Bestandesparameter (EC-Stadium, GAI, N-Tester Werte), der berechneten N-Aufnahmen und deren Interpretation f\u00fcr ISIP konnten wichtige Teilziele erreicht werden.
\nBeim Vergleich der Kontrollvarianten wurde deutlich, dass bisher \u00fcberwiegend benutzte Methoden wie N-Tester- bzw. SPAD und Nitra-Check allein eine Differenzierung der D\u00fcngungsvarianten kaum zulassen. Demgegen\u00fcber sind die aus dem LAI-2000 Messungen gewonnenen GAI vergleichsweise besser geeignet.<\/p>\n
Zur Umsetzung der Information \u00fcber die aufgenommene N-Menge eines Bestandes in eine direkte, quantitative D\u00fcngeempfehlung ist es notwendig, optimale bzw. Referenz N-Aufnahmeverl\u00e4ufe zu definieren. Durch die Messung des GAI in Weizenbest\u00e4nden mit unterschiedlicher D\u00fcngemenge und -verteilung in mehreren Versuchsjahren lie\u00dfen sich in Ans\u00e4tzen solche Referenzwerte erkennen. Es treten hierbei jedoch deutliche Jahreseffekte auf, die wahrscheinlich durch unterschiedliche Witterungen (Trockenstress) bedingt sind. Es wird daher zur Zeit davon ausgegangen, dass EC-Stadienspezifische Referenzwerte f\u00fcr die N-Aufnahme von Winterweizenbest\u00e4nden nur durch dynamische Simulationsmodelle jahres- und Standortspezifisch zu ermitteln sind.<\/p>\n
Ein aus mehreren Modulen bestehendes f\u00fcr Pflanzenwachstums- und N-Aufnahmemodell f\u00fcr Winterweizenbest\u00e4nden wurde entwickelt und in implementiert. Die Parametrisierung erfolgte anhand der destruktiv erhobenen Daten (2005-2006, Hohenschulen) und der daraus abgeleiteter funktionaler Zusammenh\u00e4nge. Hierbei wurden neue Verd\u00fcnnungsfunktionen (Beziehungen zwischen Trockenmasse und N-Konzentration unter optimaler N-Versorgung) definiert, die die getrennte Berechnung der N-Aufnahme von St\u00e4ngel und Blatt erm\u00f6glichen. Weiterhin wurde eine Reihe weiterer, wichtiger Parameterwerte vorhandener Teilmodelle an aktuelle Sorten angepasst. Mit Hilfe des Modells konnte auf vielen, nur durch geringen bis moderaten Trockenstress gepr\u00e4gten Standorten eine befriedigende Prognose der N-Aufnahme erreicht werden. Das Modell ist so strukturiert, dass es w\u00e4hrend der Vegetationszeit Korrekturen durch ggf. vorhandene Messwerte zul\u00e4sst. Hierbei k\u00f6nnen auch spektraloptische Reflektionsmessungen verwendet werden.<\/p>\n
\u00dcber einfache Modellrechnungen zur N-Aufnahme in Kombination mit gemessenen Monitoringdaten kann die potentielle Biomassebildung und N-Aufnahme w\u00e4hrend der Vegetationsperiode mit aktuell gemessenen Werten verglichen werden. Die gesammelten und aufbereiteten Informationen waren, dem Entwicklungsstand des Projektes entsprechend, in ISIP f\u00fcr die Nutzer zug\u00e4nglich. <\/p>\n
Die Ergebnisse des Projektes haben dazu beigetragen, ein neues Beratungsangebot zur Stickstoffd\u00fcngung in Winterweizen auf der Internetplattform www.isip.de einzurichten. In einem laufenden neuen, ebenfalls von der DBU gef\u00f6rderten Projekt wird daran gearbeitet, Ertragsprognosen w\u00e4hrend der Vegetationszeit zu erstellen. Hierdurch kann erwartet werden, die Stickstoffd\u00fcngung zu Winterweizen noch besser auf den Bedarf der Pflanzenbest\u00e4nde abzustimmen und so heute noch \u00fcbliche Sicherheitszuschl\u00e4ge zu verringern.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Ergebnisse des Projektes wurden in verschiedenen Publikationen und durch Tagungsbeitr\u00e4ge mit unterschiedlicher Zielgruppe (Landwirte, Wissenschaftler) ver\u00f6ffentlicht:
\n\tKage, H., Meyer-Schatz, F. und B\u00f6ttcher, U. (2009): N-Aufnahme-Monitoring als Beitrag optimierter
\n N-D\u00fcngung im Winterweizen. In: Kage, H. und Hollmann, F. (Hrsg.), Norddeutsches Weizenforum
\n 2009, Schriftenreihe des Inst. f\u00fcr Pflanzenbau und -z\u00fcchtung der CAU Kiel, 63, 57-64.
\n\tMeyer-Schatz, F., B\u00f6ttcher, U., Sieling, K. und Kage, H., 2008: Estimation canopy characteristics of
\n winter wheat using non-destructive devices: implications for N fertilisation advisory. X
\n Congress of the European Society for Agronomy (ESA), 15.-19. September 2008 in Bologna,
\n Italien, Italian Journal of Agronomy, 3, No. 3 suppl., 673-674.
\n\tMeyer-Schatz, F., B\u00f6ttcher, U. und Kage, H., 2007: Modellierung der N-Aufnahme von
\n Winterweizen als Entscheidungshilfe bei der Ermittlung des D\u00fcngebedarfs. Mitt. Ges.
\n Pflanzenbauwiss. 19, 268-269. 50. Pflanzenbautagung in Bonn, 18.-20.09.2007.
\n\tMeyer-Schatz, F., Kage, H., Lege, A. und Baumg\u00e4rtel, G., 2007: Stickstoffd\u00fcngung weiter
\n optimieren. Land und Forst 18, 24-26.
\n\tMeyer-Schatz, F. und Kage, H., 2006: Neue internetgest\u00fctzte Wege zur Optimierung der
\n N-D\u00fcngung. Bauernblatt Schleswig-Holstein 25, 20-21.
\n\tMeyer-Schatz, F., B\u00f6ttcher, U. und Kage, H., 2006: Methodenentwicklung zum
\n N-Aufnahmemonitoring und Ableitung kritischer, stadienspezifischer Bestandesfl\u00e4chenindizes
\n bei Winterweizen. Mitt. Gesell. Pflanzenbauwiss. 18, 264-265. 49. Pflanzenbautagung in Rostock,
\n 19.-21.09.2006.
\nWeiterhin wurden in Zusammenarbeit mit der Landwirtschaftskammer Niedersachsen verschiedene Feldtage durchgef\u00fchrt. Geplant ist die Pr\u00e4sentation von Projektergebnissen auf den DLG-Feldtagen 2010 in Bockerode.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Im Projekt konnten durch Kombination innovativer Messtechnik und Simulationsmodellierung neue methodische Ans\u00e4tze erarbeitet werden, die die Einsch\u00e4tzung der aktuellen N-Versorgung von Winterweizenbest\u00e4nden verbessern k\u00f6nnen. Hiermit sollten sich in Zukunft treffgenauere D\u00fcngungsempfehlungen ableiten lassen und die Stickstoffeffizienz verbessern lassen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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