N-Sensor

Der N-Sensor stellt sicher, dass die erforderliche Düngermenge an jeder Stelle des Feldes ausgebracht wird. Dadurch ist er zu einem Maßstab für Precision-Farming geworden.

Wechselnde Bodeneigenschaften und variierende Wachstums-Bedingungen führen zu einer Differenzierung des Stickstoff-Düngebedarfs in einem Pflanzenbestand. Diese kleinräumig zu erfassen, ist mit herkömmlichen Methoden aufgrund des damit verbundenen hohen Zeit- und Kosten-Aufwandes nicht praktikabel. Der N-Sensor ist demgegenüber in der Lage, durch spektrale Messungen des vom Pflanzenbestand reflektierten Lichtes, den Stickstoff-Versorgungszustand des Bestandes mit hoher räumlicher Auflösung zu erfassen. Darüber hinaus ist er in der Lage die benötigte Düngermenge zu errechnen und an Streuer oder Spritze, die die Ausbringung variabler Mengen unterstützen, weiterzugeben. Eine bedarfsgerechte Stickstoff-Düngung an jeder Stelle des Feldes wird so erstmals praxisgerecht, das heißt in einem Arbeitsgang ohne zusätzliche Arbeitsschritte, möglich. 

Der N-Sensor steht in zwei Varianten zur Verfügung: Der "passive" N-Sensor ist zur Messung der Licht-Reflexion auf ausreichendes Tageslicht angewiesen. Der neue "aktive" Yara N-Sensor ALS (Active Light Source) ist dagegen mit einer eigenen Lichtquelle ausgestattet, die eine Messung zu jeder Tageszeit, zum Beispiel in der Dämmerung und auch nachts, ermöglicht.

Messprinzip

Die Pflanzen fragen, wie viel Stickstoff sie benötigen 

Die LED-Lichtquelle des N-Sensors blitzt den Pflanzenbestand mehrmals pro Sekunde an und die optische Messeinheit misst und analysiert das vom Bestand reflektierte Licht. Um unterschiedliche Lichtverhältnisse durch das Umgebungslicht zu kompensieren, werden als Referenz zusätzlich Messungen mit ausgeschaltetem Blitzlicht vorgenommen.

Im sichtbaren Licht (Wellenlänge 400 bis 700 nm) und im unsichtbaren Infrarotlicht (Wellenlänge 700 bis 1000 nm) werden die Reflexions-Eigenschaften von Pflanzenbeständen von ihrem Stickstoff-Ernährungszustand beeinflusst. Dabei sind Chlorophyll-Gehalt und Biomasse die ausschlaggebenden Faktoren. Der N-Sensor ist nun in der Lage, Unterschiede im Spektrum des reflektierten Lichtes in beiden Wellenlängenbereichen zu erkennen. Bestimmte Wellenlängen werden durch die optische Messeinheit herausgefiltert und miteinander zum sogenannten N-Sensorwert verrechnet, der den Stickstoff-Status der jeweiligen Kultur besonders gut beschreibt.

Der N-Sensor besteht aus zwei Messköpfen mit Optiken und der Betriebs-Elektronik, die zusammen in einer Box auf der Traktor-Kabine untergebracht sind. Der Anschluss eines (D)GPS-Systems ist möglich, jedoch nur dann erforderlich, wenn Daten aufgezeichnet werden sollen. Die Bedienung des Systems erfolgt über ein Terminal, das die aktuellen Messwerte anzeigt und die Messdaten zusammen mit der GPS-Position auf einer Datenkarte speichert. 

Stickstoff-Düngeempfehlung

Jede Teilfläche eines Schlages entsprechend ihres spezifischen Düngebedarfs versorgen

Der N-Sensor ist derzeit für die zweite, dritte und vierte Stickstoff-Gabe bei Wintergetreide, für Winterraps und für die Kopfdüngung von Mais und Kartoffeln einsetzbar. Basierend auf einer Vielzahl von Feldversuchen wurden für diese Kulturen und ihre Düngungs-Termine spezifische Regelfunktionen entwickelt. Die Regelfunktion legt letztlich fest, wie die gemessenen Sensorwerte in eine Nährstoffmenge umgerechnet werden.

Die Regelfunktion ist folgendermaßen zu interpretieren

Je höher der Sensorwert ist, das heißt je mehr Biomasse und Chlorophyll infolge guter Stickstoff-Versorgung gemessen werden, umso weniger Stickstoff wird ausgebracht. Dabei kann der Landwirt eine minimale Stickstoff-Gabe festlegen, die auch dann ausgebracht wird, wenn der N-Sensor keine Stickstoff-Düngung mehr zulassen würde. Umgekehrt steigt die applizierte Stickstoff-Menge mit abnehmenden Sensorwerten. Um zu gewährleisten, dass sehr dünne Bestände den ausgebrachten Stickstoff auch noch verwerten können, wird eine maximale Stickstoff-Gabe festgelegt, die an keiner Stelle des Feldes überschritten wird. Wenn ein bestimmter Sensorwert, der sog. Biomasse-Schwellenwert, unterschritten wird, erfolgt aus diesem Grund sogar eine drastische Herunter-Regelung der ausgebrachten Stickstoff-Menge.

Kalibrierung des Yara N-Sensors

Die Festlegung des absoluten Düngeniveaus nimmt der Landwirt durch die Kalibrierung auf dem Feld vor. Hierbei wird eine kleine Fläche des Feldes mit gesundem Pflanzenbestand mit dem N-Sensor gemessen. Dem Messwert wird dann die für diese Stelle des Bestandes eine optimale Stickstoff-Menge zugeordnet. Bei Wintergetreide kann hierzu die Düngeempfehlung des N-Testers von der gleichen Stelle im Bestand verwendet werden.

Stickstoff-Versorgung regulieren

Während der Düngerausbringung errechnet der N-Sensor aus den Messwerten und entsprechend der Regelfunktion die benötigte Stickstoff-Düngermenge für jede Stelle des Feldes. Entsprechend wird die Ausbringungs-Menge am Düngerstreuer permanent variiert. 

Streuer und Ausbringung

Der N-Sensor ist kompatibel zu fast allen Düngerstreuern 

Voraussetzung für eine teilflächenspezifische N-Sensor-Düngung ist neben der Sensor-Technik eine entsprechende Bord-Elektronik (Controller) und eine variable Streutechnik. Der N-Sensor kann nahezu alle gängigen Streuer-Controller über eine serielle Datenleitung ansteuern. Die variable Streutechnik sollte die auszubringende Düngermenge während der Fahrt nach Maßgabe der Sensor-Messwerte variieren können. Eine Ausstattung des Schleppers mit GPS ist für die sensorgestützte Stickstoff-Düngung grundsätzlich nicht erforderlich. GPS ist allerdings erforderlich, falls die ausgebrachte Stickstoff-Menge als Applikationskarte aufgezeichnet oder andere Informationen bei der Ausbringung - als Karte hinterlegt - mit berücksichtigt werden sollen.

Vorteile des N-Sensor

• Sehr genaues Messprinzip
• einfache Anwendung 
• Kompatibel zu fast allen Düngerstreuern 
• Höhere Erträge (2-6 Prozent Mehrertrag) und Proteingehalte 
• Bessere N-Bilanzen 
• Höhere Effizienz des eingesetzten Dünger-Stickstoffs (bis zu 14 Prozent weniger Stickstoffeinsatz) 
• Dokumentation des Stickstoffeinsatzes 
• Lagervermeidung (50-100 Prozent) 
• Höhere Druschleistung (12-20 Prozent) 
• Einheitlichere Bestände 
• N-Sensor ALS auch bei Dunkelheit einsetzbar

Erfolg mit dem N-Sensor

Höhere Stickstoffeffizienz, einheitlichere Bestände und bessere Druschleistung

Der N-Sensor bringt höhere Erträge und Proteingehalte. In den letzten Jahren wurden sowohl von Yara, unseren Vertriebspartnern als auch von der Offizial-Beratung Versuche mit dem N-Sensor durchgeführt. Die vorliegenden Ergebnisse zeigen, dass die teilflächenspezifische Düngung nach N-Sensor im Vergleich zur einheitlichen Ausbringung bei gleicher Stickstoff-Düngermenge zu Mehrerträgen von etwa 2 bis 6 Prozent geführt hat. In Einzelfällen wurden sogar Mehrerträge bis zu 10 Prozent erzielt. Die insgesamt ausgebrachten Düngermengen ändern sich durch den Einsatz des N-Sensors vergleichsweise wenig, jedoch wird der Dünger bedarfsgerechter auf dem Schlag verteilt. Es verwundert daher nicht, dass die sensorgestützte Stickstoff-Düngung mit dem N-Sensor auch einen positiven Einfluss auf den Proteingehalt, den Nmin-Gehalt nach der Ernte, die N-Effizienz, die Lagerneigung, die Einheitlichkeit der Abreife und auf den Krankheitsdruck hat.

Ernte-Erleichterung

Variable Stickstoff-Düngung mit dem N-Sensor führt zu homogeneren Pflanzenbeständen mit gleichmäßiger Abreife und verringertem Lagerrisiko. Mähdruschversuche aus den Jahren 2002 bis 2004 zeigen eine daraus resultierende höhere Ausschöpfung des Leistungspotenzials der Mähdrescher. Die Mähdrusch-Leistung erhöhte sich nach variabler Stickstoff-Düngung um circa 15 Prozent.

Sie haben Interesse an einem N-Sensor? Dann kontaktieren Sie unseren Vertriebspartner Agricon.