Projekt 23483/01

Teilschlagspezifische Gülleapplikation

Projektträger

Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz Lehrstuhl für Allgemeinen Pflanzenbau
Katzenburgweg 5
53115 Bonn
Telefon: 0228/73-2881

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Nährstoffüberschüsse aus der landwirtschaftlichen Produktion belasten mancherorts den Boden, das Wasser und die Luft in erheblichem Maße. Die Applikation von Düngestoffen auf landwirtschaftliche Nutzflächen unterliegt deshalb EU weiten Regularien. In viehhaltenden Betrieben stammt ein Großteil der Nährstoffe nicht aus chemisch-synthetischen Düngern sondern aus tierischen Exkrementen (vor allem Gülle), deren Inhaltsstoffe über importierte Futtermittel in den Betrieb gelangen. Die Handhabung dieser Exkremente ist schwierig im Vergleich zu der von chemisch-synthetischen Düngern. Einerseits schwanken die Inhaltsstoffgehalte je nach Tierart, Herkunft und Fütterung beträchtlich. Andererseits ist Gülle bisher kaum auf den landwirtschaftlichen Nutzflächen präzise zu applizieren. Das durch die DBU geförderte Projekt Teilschlagspezifische Applikation von Gülle hatte deshalb zum Ziel, eine Technik zu entwickeln, mit der eine räumlich präzise Applikation von Gülle (und wahlweise auch von anderen flüssigen organischen Düngestoffen gleicher Konsistenz) innerhalb eines Feldes möglich ist. Diese Technik sollte im Feldversuch erprobt werden mit Hilfe einer im Geoinformationssystem erzeugten Applikationskarte.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm Zuge des Projektes wurde ein Gleitfußverteiler (7.2 m Arbeitsbreite) an ein Güllefass mit 6m³ Fassungsvermögen angebaut und eine Steuerungselektronik montiert, die einen Schieber für den Güllefluss steuert. Auf dem Steuerungsrechner des Zugfahrzeugs wurde eine digitale Applikationskarte abgelegt, die zuvor aus der Ertragskartierung einer Grünlandfläche auf der Lehr- und Forschungsstation Rengen abgeleitet wurde. Während der Gülleapplikation registriert der Steuerungsrechner die GPS-Position, ruft die zu applizierende Güllemenge für diese Position auf der digitalen Karte ab und steuert die Durchflussmenge über den Schieber. Die ausgebrachte Güllemenge wird mit einem Durchflussmesser am Gülleverteiler gemessen und als as applied map gespeichert. Dieselbe Steuerungstechnik wurde auf einem neu gebauten Güllewagen mit 24 m³ Fassungsvermögen und 24 m Arbeitsbreite für Ackerflächen im Emsland (Lingen) installiert und auf Maisflächen vor Ort erprobt.


Ergebnisse und Diskussion

Bei beiden Prototypen wurde eine sehr gute Übereinstimmung der vorgegebenen mit der tatsächlich applizierten Güllemenge erreicht. Durch die entwickelte Technik wird eine hohe Regeldynamik erreicht. Dadurch lässt sich die Applikationskarte mit geringen räumlichen Fehlern umsetzen.

In der Verfahrenskette ist die Ermittlung des tatsächlichen Düngebedarfs ein zentrales Problem, das mit den Techniken der Präzisionslandwirtschaft auch in anderen Nutzpflanzenbeständen (als Mais und Grünland) bisher nicht befriedigend gelöst ist. Auf Grünland ist die Ableitung der Applikationskarte aus Ertragskartierungen der vorherigen Ernte unbefriedigend, weil Erträge des mehrfach genutzten Grünlands auch innerhalb eines Jahres an ein und derselben Position erheblich schwanken. Zugleich ist das Verfahren zu arbeitsaufwändig, es sei denn man kann während der Ernte automatisch eine Ertragskartierung vornehmen, was in Mais im Gegensatz zu Grünland schon Stand der Technik ist.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die Ergebnisse des Projektes wurden sowohl der interessierten Öffentlichkeit als auch den Fachkollegen auf Tagungen präsentiert. Darüber hinaus entstanden wissenschaftliche Publikationen in begutachteten internationalen Zeitschriften.
Auf der AGRITECHNIKA im November 2007 in Hannover wurde ein gemeinsamer Informationsstand mit Präsentation des Projektes und des Güllewagens mit Steuerungstechnik eingerichtet.
Auf der wissenschaftlichen Tagung der Arbeitsgemeinschaft Grünlandwirtschaft und Futter-bau der Gesellschaft für Pflanzenbauwissenschaften in Straubing (ca. 150 Teilnehmer) wurde das Projekt mit einem Posterbeitrag und einer Kurzpräsentation vorgestellt. Die Posterpräsen-tation wurde mit dem 1. Preis (von ca. 50 Postern) prämiert.
Es liegen die wissenschaftlichen Publikationen zum Thema vor, die ganz oder teilweise Ergebnisse der Projektarbeit enthalten (s. Anlagen).
Darüber hinaus wurde das Projekt und die Ausbringungstechnik den Studierenden im Fach Agrarwissenschaften in Feldpraktika mehrfach vorgestellt. Das Verfahren der teilschlagspezifischen Applikation von Gülle einschließlich der Ableitung von Applikationskarten ist Teil der Ringvorlesung Präzisionspflanzenbau am INRES der Universität Bonn.
Den Besuchern der Lehr- und Forschungsstation Rengen aus landwirtschaftlicher Praxis und Beratung wurde das Projekt mehrfach vorgeführt.
Das im Projekt entwickelte Verfahren wurde über die Patentverwertungsgesellschaft des Landes Nordrhein-Westfalen (PROVENDIS) zum Patent angemeldet. Der Patentantrag wurde nicht angenommen, weil das Verfahren auf der Posterpräsentation einer wissenschaftlichen Fachtagung (s.o.) ohne Kenntnis dieser Restriktion von den Bearbeitern vorab veröffentlicht wurde.


Fazit

Die im Projekt entwickelte Technik ist ein wichtiges Element in der Verfahrenskette der präzisen Applikation von organischen flüssigen Düngern und besitzt beträchtliches Potential für eine nachhaltige umweltverträgliche Handhabung von Nährstoffen auf Grünland und Ackerland. Die Einführung in die Praxis könnte unmittelbar erfolgen nach einer mehrjährigen Phase der Erprobung in landwirtschaftlichen Betrieben, denn Steuerungstechnik und Güllewagen stehen einsatzbereit zur Verfügung. Auf Anregung der Projektgruppe am INRES wurde eine Kooperation mit der Landwirtschaftskammer Rheinland und der Fachhochschule Soest vorgeschlagen. Der FH Soest liegt eine Projektskizze vor für ein Anschlussprojekt, in dem die zur Verfügung stehende Technik unter praktischen Bedingungen auf Grünland erprobt werden könnte.

Der Kooperationspartner in Lingen (Firma Wienhoff ) sieht dringenden Bedarf und zugleich gute Chancen für eine Verbreitung dieser Technik vor allem auf großen Schlägen in der Ebene. Mit dem dort entwickelten Prototyp mit sehr großer Arbeitsbreite könnte nicht nur lokale Überdüngung oder Nährstoffmangel vermieden werden, sondern zugleich die lokal ausgebrachte Güllemenge dokumentiert werden. Angesichts der mit Nährstoffen überfrachteten landwirtschaftlichen Nutzflächen im Nordwesten Deutschlands wäre eine präzisere Bilanzierung und zugleich eine effizientere Kontrolle der Nährstoffflüsse möglich.