Effiziente Düngung: Teilflächenspezifische Strategien und Technologien für nachhaltige Landwirtschaft

Eine effiziente Düngung erfordert zunehmend präzise Informationen über Boden, Pflanzenzustand und Ertragspotenzial. Die teilflächenspezifische Düngung nutzt diese Daten, um den Dünger exakt dort einzusetzen, wo er benötigt wird.

Damit lassen sich Stickstoffverluste reduzieren und gleichzeitig die Erträge stabil halten. Für Betriebe stellt sich die Frage, welche Grundlagen und Strategien sowie welche Technik dafür erforderlich sind.

Dank Daten die Teilflächen verstehen lernen

Teilflächenspezifische Düngung braucht vor allem Daten. Eine bedarfsgerechte Düngung ist alles andere als einfach. Bodenbeschaffenheit, natürliche Stickstoffnachlieferung des Bodens, Aussaatbedingungen, Wetter, Pflanzenzustand und Krankheiten entscheiden gemeinsam über Ertrag und Stickstoffbedarf der Kultur. Diese Informationen können auf verschiedene Weise erhoben oder errechnet werden. Sie werden meist als Karte dargestellt. Grundsätzlich können drei Datengrundlagen herangezogen werden, die unterschiedliche Perspektiven abbilden:

Satellitenbilder: Wie sieht es gerade aus? Sie zeigen den aktuellen Zustand der Pflanzen, z. B. Wachstumsunterschiede oder Stresszonen, und werden aus dem Weltall über Satelliten aufgenommen. Ein Beispiel dafür ist der NDVI (Normalized Difference Vegetation Index). Er zeigt, wie «grün» die Pflanze ist.

Potenzialkarten: Wie gut könnte es werden? Sie geben das langfristige Ertragspotenzial einer Fläche an, basierend auf Bodenbeschaffenheit, Hangneigung und Nährstoffen. Potenzial-karten entstehen durch Auswertung von Bodenproben, Topografiedaten und historischen Ertragsdaten.

Eine Unterkategorie davon ist die «langjährige Biomassekarte». Anders als die Potenzialkarte basiert diese auf NDVI-Satellitendaten, die über mehrere Jahre zusammengerechnet wurden.

Ertragskarten:Wie gut war es wirklich? Sie zeigen die tatsächlichen Erträge vergangener Jahre und werden direkt während der Ernte mit GPS-referenzierten Mähdreschern gemessen. So spiegeln sie die Realität auf dem Acker wider.

Mit den gewonnenen Erkenntnissen aus den Daten kann das Feld in verschiedene Zonen aufgeteilt werden. Diese Zonen (Teilflächen) können nun spezifisch bewirtschaftet werden.

Robin Hood oder Boost: Die passende Strategie wählen

Das Feld ist in Zonen aufgeteilt – nun gilt es, eine Düngungsstrategie zu definieren. Grundlage dafür ist die «gute landwirtschaftliche Praxis», die in der Schweiz die konsequente Umsetzung der GRUD (Grundlagen der Düngung) bedeutet. Vereinfacht gesagt wurde für jede Kultur ein Referenzertrag festgelegt, woraus die entsprechende Düngermenge abgeleitet wird. (Weizen: 60 dt/ha Referenzertrag und 140 kg N/ha.) Diese Menge wird nun mithilfe der Ergebnisse der Datenerhebung angepasst. Aber wie genau erfolgt diese Anpassung? Es gibt zwei Strategien:

Robin-Hood-Strategie (Homogenisierung): Bei der Homogenisierung, auch als Robin-Hood-Prinzip bekannt, werden ertragsschwache Flächen gezielt stärker gedüngt – vorausgesetzt, der Boden bietet das entsprechende Potenzial. Der Name spielt auf die legendäre Figur Robin Hood an, die in alten englischen Geschichten dafür bekannt ist, den Reichen zu nehmen und den Armen zu geben. Ähnlich «verteilt» dieses Prinzip Nährstoffe gezielt dorthin, wo sie am dringendsten benötigt werden. Diese Methode ist besonders sinnvoll, wenn Stickstoff der limitierende Faktor für das Pflanzenwachstum ist. Bei anderen Einschränkungen, etwa Staunässe, kann eine erhöhte Stickstoffgabe hingegen keine Ertragssteigerung bewirken.

Boost-Strategie: Der Boost-Ansatz setzt genau an der entgegengesetzten Stelle an: Besonders ertragsstarke Zonen erhalten mehr Dünger, um ihr Potenzial voll auszuschöpfen. Daher wird auch der englische Begriff «Boost» verwendet – was so viel wie «Steigerung» bedeutet.

In der Praxis lassen sich auch beide Ansätze kombinieren – etwa eine anfängliche Homogenisierung, gefolgt von einem Boost in der letzten Düngergabe. Entscheidend ist immer, die Pflanzen optimal zu versorgen, Überdüngung zu vermeiden und Nährstoffverluste zu minimieren. Die Wahl der Strategie bleibt jedoch immer betriebsspezifisch.

Sobald die Strategie festgelegt ist, wird für jede Zone die zu düngende Menge bestimmt. Das Ergebnis ist eine Applikationskarte, nach welcher der Dünger innerhalb des Feldes unterschiedlich ausgebracht wird. Für die Umsetzung dieser Karte ist die entsprechende Technik erforderlich, die eine präzise, differenzierte Düngerausbringung ermöglicht.

Die passende Technologiestufe wählen

Im Rahmen des Smart-N-Projekts (siehe Kasten S. 51) hat die Swiss Future Farm verschiedene Techniken zur teilflächenspezifischen Ausbringung in der Praxis getestet. Aus dem Projekt gehen drei Technologievarianten hervor, die sich vor allem im Automatisierungsgrad unterscheiden:

Stufe 1 – Lowtech: Die Einsteigerlösung mit einfachen digitalen Hilfsmitteln. Die Applikationskarte wird auf dem Handy oder dem Tablet angezeigt, die Düngermenge muss aber manuell über die Fahrgeschwindigkeit oder das Düngerstreuer-Terminal angepasst werden. Sie ist günstig und ideal, um erste Erfahrungen zu sammeln.

Stufe 2 – Middletech: Eine teilautomatisierte Lösung ist die Nachrüstung bestehender Technik. Die Düngerstreuerregelung erfolgt automatisch (z. B. über Nachrüstsatz der Tellnet AG oder Isobus-Nachrüstung), ein Lenksystem ist meist nicht nötig. Sie ist eine Kombination aus Komfort und erschwinglichem Einstieg.

Stufe 3 – Hightech: Die vollautomatisierte, digitale Lösung ist erreicht, wenn Traktor und Düngerstreuer über Isobus verbunden sind. Die Applikationskarte wird dabei direkt ins Terminal geladen und automatisch abgefahren. Sie ist teuer, aber sehr komfortabel dank Zusatzfunktionen wie Section Control, integrierter Waage oder besserem Randstreuen.

Jede Variante hat ihre Vor- und Nachteile, doch wie wirken sich die verschiedenen Varianten auf den Erlös aus?

Teilflächenspezifische Düngung: rentabel?

Im Rahmen des Projekts Smart-N nahmen Agroscope, Agridea und Swiss Future Farm auch die Wirtschaftlichkeit einer teilflächenspezifischen Düngung unter die Lupe. Sie gingen zudem der Frage nach, ob sich der Mehraufwand für die teilflächenspezifische Düngung im Vergleich zu der Düngemitteleinsparung oder einem Mehrertrag lohnt. Im Projekt konnten sie folgende Resultate vorweisen: Die acht Smart-N-Betriebe erzielten im Durchschnitt einen Weizenertrag von 61,8 dt/ha. Mit der teilflächenspezifischen Düngung konnte der Ertrag leicht auf 62,2 dt/ha gesteigert werden, was einem Mehrertrag von 0,5 dt/ha entspricht.

Gleichzeitig sank der durchschnittliche Stickstoffeinsatz von 140 kg/ha auf 136 kg/ha, also um 4 kg/ha. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Versuchsjahre auch 2024 umfassten, ein Jahr mit Erträgen, die schweizweit etwa ein Drittel unter dem langjährigen Durchschnitt lagen, sowie Betriebe, die generell ein niedrigeres Ertragsniveau aufwiesen (ehemals Extenso).

Finanziell ergibt sich, laut den Berechnungen des Projekts, bei einem Weizenpreis von 50 Fr./dt ein Mehrertrag von 25 Fr./ha. Durch die reduzierte N-Düngung konnten zusätzlich 6,68 Fr./ha eingespart werden, sodass der Gesamtvorteil der teilflächenspezifischen Düngung bei 31,68 Fr./ha liegt.

Ein Vergleich von Mehrertrag und Düngereinsparung zeigt deutlich: Ertragssteigerungen wirken sich stärker auf die Wirtschaftlichkeit aus als Einsparungen beim Dünger. Dabei spielen die Düngerpreise eine entscheidende Rolle.

Im Rahmen des Projekts Smart-N wurde auch die Wirtschaftlichkeit der Low-, Middle- und Hightech-Lösungen zur teilflächenspezifischen Düngung untersucht. Eine detaillierte Darstellung der Kosten würde den Rahmen dieses Artikels sprengen. Für genauere Informationen können die Angaben auf der Agripedia-Website unter «Teilflächenspezifische Düngung – Kosten und Wirtschaftlichkeit» konsultiert werden.

Zudem können für digitale Düngungstechnologien Fördermittel von bis zu 100 Fr./ha beansprucht werden.

Für jeden Betrieb machbar

Die teilflächenspezifische Düngung eignet sich im Grunde für jeden Betrieb. Oft hört man von erfahrenen LandwirtInnen auch, dass sie der Heterogenität ihrer Felder Rechnung tragen. Mit Karten und digitalen Tools kann dieses Fachwissen einfacher auf Angestellte, Lernende oder LohnunternehmerInnen übertragen werden. Ausserdem erfolgt die Regelung systematischer. Die Frage ist hierbei, wie viel Zeit und Geld investiert werden soll. Laut Florian Bachmann von der Swiss Future Farm ist die teilflächenspezifische Düngung besonders dann sinnvoll, wenn etwas Zeit in die Vorbereitung und die Bewertung der Karten investiert wird. «Kostenlose Karten sind bereits verfügbar, und für einen geringen Betrag können erweiterte Tools getestet werden, sodass ein einfaches Ausprobieren für die Betriebe möglich ist.»

Die Methode bietet Vorteile, wenn die Düngermenge und -strategie kritisch hinterfragt werden und mittelfristig eine gezieltere Düngung erfolgen soll. Nachrüstlösungen könnten ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis bieten. «Erfahrungen damit sind jedoch noch begrenzt, und mittelfristig könnten höhere Investitionen erforderlich sein, um den vollen Nutzen zu erzielen», gibt Bachmann zu bedenken. Laut Bachmann stehen einem einfachen Versuch im Rahmen der eigenen Möglichkeiten keine Hindernisse durch grössere Investitionen im Weg.

Schritt für Schritt optimieren

Nicht jeder Betrieb kann sofort in Hightech für teilflächenspezifische Düngung investieren. Oft lohnt sich das Know-how erst nach längerer Nutzung. Dennoch lässt sich gezielter düngen – auch ohne teure Technik.Das Smart-N-Projekt zeigt: Methoden, welche die Stickstoffnachlieferung des Bodens berücksichtigen, sparen Dünger – selbst bei flächendeckender Düngung. Aufwendige Nmin-Proben sind dafür in der Praxis meist zu teuer, doch vereinfachte Ansätze über die korrigierte Düngungsnorm (GRUD) sind möglich.

Ein noch einfacherer, wenn auch ungenauerer Ansatz ist das Düngefenster (Nullparzelle): Ein kleiner Feldstreifen wird nicht gedüngt, um die Bodennachlieferung anhand des Pflanzenzustands einzuschätzen oder um zu prüfen, ob die Düngermenge einen Unterschied macht. Ertrags- und andere Karten helfen zusätzlich, die eigenen Flächen besser zu verstehen, auch wenn sie nicht immer direkt weiterverwendet werden.

Grundsätzlich sollte die Düngung wie der Pflanzenschutz geplant werden: Welche Mengen und Zeitpunkte sind wirklich nötig? Wer Strategien regelmässig hinterfragt und sich beraten lässt, ist dem Ziel «weniger Verluste» auch ohne Hightech einen Schritt näher.