Start Blog Seite 127

Rapsdüngung mit Fernerkundung und KI

0

Raps ist aus der Kulturlandschaft Schleswig-Holsteins kaum wegzudenken. Doch der Klimawandel sowie Einschränkungen im Pflanzenschutz und in der Düngung machen den Anbau zunehmend problematisch. Hier setzt das EIP-Projekt „RapSmartN“ an, das sich mit der effizienten Stickstoffdüngung von Winterraps beschäftigt.

Traditionell wird die Bestimmung der Stickstoffdüngemenge für Winterraps im Frühjahr so vorgenommen, dass die im Herbst bereits aufgenommene Stickstoffmenge vom Düngebedarf im Frühjahr abgezogen wird. Diese Methode berücksichtigt jedoch nicht die erheblichen Unterschiede innerhalb einer Ackerfläche, die durch Bodenbeschaffenheit, Schädlingsbefall oder andere Einflüsse entstehen können. Daher ist es notwendig, ein Verfahren zu etablieren, das diesen Anforderungen gerecht wird.

Ludwig von Natzmer (li.), Berater der Hanse-­Agro, und Johannes Schacht, Wissenschaftler der Hanse-Agro, stehen bei der Probenentnahme im Feld. Ausgerüstet sind sie mit einem RTK-Stab und einer Zugwaage.

Um den Aufwand für Landwirte möglichst gering zu halten, setzt das Projekt auf Fernerkundungsdaten zur Charakterisierung des Pflanzenbestands. Großflächig erhobene Bestandsparameter werden genutzt, um ein KI-Modell zu trainieren. Sollten aufgrund starker Wolkenbedeckung keine Satellitendaten verfügbar sein, kommt ein weiteres Modell der Hochschule Neubrandenburg zum Einsatz. Es kann auf Basis historischer Daten die im Herbst aufgenommene Stickstoffmenge in der Fläche modellieren und so unter allen Bedingungen belastbare Daten liefern.

Mit den Informationen kann anschließend eine teilflächenspezifische Applikationskarte für die Frühjahrsdüngung erstellt werden. Die Auswirkungen des Verfahrens werden in groß angelegten Feldversuchen auf beteiligten Praxisbetrieben in Schleswig-Holstein und Niedersachsen untersucht und die Ergebnisse anschließend publiziert.

Johannes Schacht kartiert mit dem RTK-Stab die Stelle der Probenahme. Mit im Bild: David Faehling, Student an der FH-Kiel und Praktikant bei der Hanse-Agro

„RapSmartN“ zeigt, wie die praktische Landwirtschaft und wissenschaftliche Forschung zusammenwirken können, um mit modernen Technologien den Herausforderungen des Klimawandels und der nachhaltigen Landnutzung zu begegnen. Durch den Einsatz von Satellitendaten und Künstlicher Intelligenz wird eine präzisere und effizientere Düngung ermöglicht, die sowohl ökonomische als auch ökologische Vorteile bietet. Diese Innovation könnte somit einen wichtigen Beitrag für eine nachhaltige Landwirtschaft leisten und die Wettbewerbsfähigkeit der Landwirte in Schleswig-Holstein und darüber hinaus stärken.

Das Projekt „RapSmartN“ wird im Rahmen der Europäischen Innovationspartnerschaft (EIP Agri) Schleswig-Holstein durch den Europäischen Landwirtschaftsfonds für die Entwicklung des ländlichen Raums (Eler) gefördert.


Das Projekt „RapSmartN“

Das Projekt „RapSmartN“ wird durch die gleichnamige operationelle Gruppe (OG) unter Leitung der Hanse-Agro durchgeführt. Die Partner sind aus der Wissenschaft die FH Kiel und HS Neubrandenburg, das Start-up AgDoIT und Landwirte aus Schleswig-Holstein (Herzogliche Gutsverwaltung Grünholz, Landwirtschaft Röhr, Hof Grapengeter GbR, Ferienhof Wichmann) und Niedersachsen (Maschinengemeinschaft Ratke-Elsner, Landwirtschaft Domäne ­Bahrdorf):

Fachhochschule Kiel, Fachbereich Agrarwirtschaft, vertreten durch Prof. Dr. Yves Reckleben

Hochschule Neubrandenburg, Fachbereich Agrarwirtschaft, vertreten durch Prof. Dr. Eike Stefan Dobers

AgDoIT GmbH, vertreten durch Christoph Ratke

Herzogliche Gutsverwaltung Grünholz – Ferdinand Prinz zu Schleswig-Holstein, vertreten durch Broder Preuss-Driessen

Landwirtschaft Röhr, vertreten durch Klaas Röhr

Hof Grapengeter GbR, vertreten durch Jasper Grapengeter

Ferienhof Wichmann, vertreten durch Holger Wichmann

Maschinengemeinschaft Ratke-Elsner, vertreten durch Sebastian Elsner

Andreas Bertram Landwirtschaft Domäne Bahrdorf, vertreten durch Andreas Bertram

Hanse-Agro – Beratung und Entwicklung GmbH, vertreten durch Oliver Zapka


Erfolgreicher Futterkräuter-Kleegras-Mischanbau

0

In der Wiederkäuerernährung zur intensiven Milchproduktion stellen im norddeutschen Tiefland weidelgrasbetonte Grünlandbestände die übliche Praxis zur Grundfuttererzeugung dar. Was bringt die Integration von Futterkräutern wie Spitzwegerich oder Zichorie?

Die Zunahme von klimawandelbedingten Extremwetterereignissen kann in Weidelgrasbeständen vor allem in langen Dürrephasen in den Sommermonaten zu großen Ertragseinbußen führen. Eine Anpassung der botanischen Artenzusammensetzung von Grünlandbeständen hinsichtlich ihrer Resilienz gegenüber Trockenphasen ist somit vor allem auf leichten, sandigen und zur Trockenheit neigenden Grünlandböden wichtig, um eine Futterversorgung von Milchkühen nachhaltig sicherzustellen.

Unterschiedliche Studien konnten zeigen, dass durch die Nutzung von artenreicheren Grünlandbeständen die Erträge gesteigert und diese besonders unter trockenen Bedingungen stabilisiert werden können. Neben tief wurzelnden Gräsern wird hierbei insbesondere den Futterkräutern, wie Spitzwegerich (Plantago lanceolata) und Zichorie (Chicorium intybus), aufgrund ihrer sehr guten Futtereignung und Resilienz gegenüber Dürreperioden Bedeutung beigemessen. Unter anderem wurden diese tief wurzelnden Kräuter in intensiven Beweidungssystemen ausgiebig getestet. Bisher fehlten jedoch Studien zu Etablierungserfolg und Konkurrenzfähigkeit bei der Ansaat von Spitzwegerich und Zichorie in intensiv und konventionell gedüngten, von Deutschem Weidelgras dominierten Beständen unter Schnittnutzung im Norddeutschen Tiefland. Vor diesem Hintergrund wurden in einem Feldversuch zwei Anbauverfahren zur Etablierung von Zichorie und Spitzwegerich auf dem leichten, sandigen Boden der Versuchsstation Schuby in einem dreijährigen Feldexperiment (2020 bis 2022) untersucht.

Aufbau des Versuchs

Die Aussaat von Zichorie und Spitzwegerich wurde im Gemenge mit Deutschem Weidelgras (Lolium perenne) und Weißklee (Trifolium repens) im Streifen- und Mischanbau unter praxisüblichen Stickstoffdüngemengen und Schnittnutzungsintensitäten verglichen (Varianten siehe Tabelle). Der Versuch wurde auf dem Versuchsstandort Schuby der Landwirtschaftskammer Schleswig-Holstein durchgeführt und im Herbst 2019 angelegt. Der Standort liegt in der schleswig-holsteinischen Geest, der Bodentyp ist ein stark humoser Gley-Podsol mit einer Ackerzahl von 22. Getestet wurde, inwieweit die Ansaatmethode, die Stickstoff-Düngungsintensität, der Schnitt im Jahr und das Untersuchungsjahr sich auf die Zielgrößen, Trockenmasseertrag, Rohprotein (XP) und Rohfasergehalt (XF), auswirkten. In diesem Artikel werden zunächst die Trockenmasseerträge und -anteile der ausgesäten Arten erläutert. Die Tabelle zeigt die Versuchsfaktoren und Faktorstufen des Versuchs.

Bei dem Kleegrasgemenge (KG) wurde das Saatgut vor dem Einfüllen in den Saatbehälter vermengt. Ebenso wurde mit dem Kräutergemenge im gemischten Anbau (MISCH) verfahren. Im Streifenanbau (STR) wurde der Saattank der Drillmaschine unterteilt, sodass die zwei Reihen in einer Parzelle jeweils mit Spitzwegerich und Zichorie gedrillt werden konnten (siehe Abbildung 1). Vor jeder Ernte mit dem Vollernter wurde anhand einer von Hand erhobenen Probe eine Fraktionierung der vorkommenden Arten durchgeführt, um Aussagen über den Ertragsanteil der jeweiligen Art treffen zu können.

Bringen Futterkräuter höhere Erträge?

Die in dem vorgestellten Versuch erhobenen Jahrestrockenmasseerträge der unterschiedlichen Anbauvarianten und Düngestufen sind der Abbildung 2 zu entnehmen. Dabei zeigt sich, dass die Varianten mit Gemenge (KG, MISCH und STR) mit der niedrigen N-Düngeintensität in den ersten beiden Versuchsjahren der Grasreinsaat (G) überlegen sind. Dieses Ergebnis bestätigt bereits vorangegangene Untersuchungen und unterstreicht die Wichtigkeit des Anbaus von Futterkräuter-Gras-Mischgemengen zusammen mit Leguminosen wie Weißklee, vor allem bei reduzierten N-Düngungsintensitäten.

Hat das Ansaatverfahren einen Einfluss?

Die Anbauverfahren mit Kräutern als Mischbestand (MISCH) oder im Streifenanbau (STR) unterscheiden sich im TM-Ertrag weder in der reduzierten N1- noch in der intensiv gedüngten N2-Variante. Zudem konnte durch die höhere Stickstoffdüngung (N2) nur im ersten Anbaujahr auch ein höherer Ertrag erzielt werden. In den folgenden beiden Jahren lagen die Erträge der Varianten im Mischanbau (KG, MISCH und STR) für beide Düngestufen auf dem gleichen Niveau. Eine höhere Stickstoffgabe führte hier somit ab dem zweiten Anbaujahr nicht zu höheren Erträgen. In der Grasreinsaat wurden durch die Düngergabe nur in den ersten beiden Jahren höhere Erträge erzielt. Im dritten Anbaujahr sind auch in der Variante G keine Unterschiede zwischen den beiden Düngestufen zu verzeichnen. Dies unterstreicht die Fähigkeit von Weißklee und Futterkräutern, auch unter geringeren N-Gaben hohe Erträge zu erzielen und eine Ertragskonkurrenz zu intensiv gedüngten reinen Weidelgrasbeständen darzustellen.

Wie lange halten Kräuter im Bestand?

Für die Fraktionsanteile der angesäten Arten in den Kräutergemengen (STR und MISCH) konnten keine Unterschiede zwischen den Anbauverfahren gefunden werden. Es ist jedoch eine Tendenz von höheren Zichorienanteilen in der Variante MISCH zu erkennen. Weiterhin konnten in diesem Versuch keine N-Düngungseffekte und kein Einfluss des Schnittes im Jahr auf die Anteile von Zichorie festgestellt werden. Der Spitzwegerichanteil unterschied sich nicht zwischen den N-Düngestufen und den Anbauverfahren. Jedoch konnten in den meisten Jahren und in beiden N-Düngestufen Unterschiede bei den Spitzwegerichanteilen zwischen den Schnitten innerhalb eines Jahres festgestellt werden. Hierbei nahmen die TM-Anteile des Spitzwegerichs, ähnlich wie beim Weißklee, im Jahresverlauf zu. Der Versuch konnte zeigen, dass in den ersten drei Anbaujahren die Kräuter auch unter hohen N-Intensitäten konkurrenzfähig waren, wobei hier der Spitzwegerich sich als ausdauernder und konkurrenzfähiger erwies.

Fazit

Der Anbau von tief wurzelnden Futterkräutern wie Spitzwegerich oder Zichorie ist vor dem Hintergrund zunehmender Trockenperioden vor allem auf zur Trockenheit neigenden Standorten von großer Bedeutung. Die Ergebnisse des Anbauversuchs zeigten, dass in den ersten drei Anbaujahren die Integration von Spitzwegerich oder Zichorie in einen Weidelgras-Weißklee-Bestand auch unter stark limitierter N-Düngung konkurrenzfähig sein kann im Vergleich zu intensiv gedüngten Beständen. Dies ist vorrangig auf den Anteil des N-bindenden Weißklees, jedoch auch durch die Futterkräuter zu begründen. Ob die Kräuter in Mischung oder als Streifen ausgesät werden, hat laut den Ergebnissen des Feldexperiments keine Bedeutung. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse, dass der Kräutergemengeanbau sowohl unter intensiver als auch geringer N-Düngungsintensität in intensiven Schnittnutzungssystemen zu empfehlen ist und zur Ertragsstabilität beitragen kann.

Markterkundung von Forstpflanzen

0

Auch in diesem Jahr führte die Forstabteilung der Landwirtschaftskammer wieder eine Forstpflanzen-Markterkundung durch. Nach der Abfrage des Pflanzenbedarfs in den zwölf Bezirksförstereien und dem Anschreiben an die Baumschulen erfolgte eine Bereisung zur Begutachtung der unterschiedlichen Herkünfte und Sortimente.

Insgesamt bewegt sich der Bedarf mit rund 500.000 Forstpflanzen auf ähnlichem Niveau wie in der Pflanzsaison 2023/2024. Wie auch in den letzten Jahren gibt es in Schleswig-Holstein noch zahlreiche Waldflächen, die durch Trockenheit, Sturm und Borkenkäferschäden in Mitleidenschaft gezogen wurden und nun mit einem bunten Strauß von verschiedenen Baumarten wieder aufgeforstet werden. Die Größe und Anzahl der nun wieder aufzuforstenden Flächen im Wald bedeuten somit für alle Beteiligten weiterhin ein hohes Arbeitspensum.

Vereinzelt Engpässe

Nach einer intensiven Markterkundung sowie anschließender Besichtigung der Quartiere bezüglich vorgegebener Qualitätsstandards konnten viele Sortimente und regionale Herkünfte auf ganzer Linie überzeugen und uneingeschränkt empfohlen werden. Eine große Herausforderung bestand für die Baumschulen in der Fokussierung auf besonders nachgefragte fünf bis sechs Baumarten. Vor allem bereits erprobte klimaresiliente Arten wie die Esskastanie, Roteiche oder auch die Douglasie waren besonders begehrt. Engpässe waren zum Teil bei Linde, Spitz-und Bergahorn erkennbar.

Stress durch Klimawandel

In den vergangenen Jahren wurde einmal mehr deutlich, dass unsere heimischen Baumarten einer enormen Komplexbelastung durch den Klimawandel ausgesetzt sind. Neben einer Verstärkung ökologischer Interaktionen in alle Richtungen und damit einhergehender Verschiebung interspezifischer Konkurrenz kommt es zu einer Störung ökologischer Gleichgewichte. Das Wechselspiel zwischen Waldschädlingen und ihren Wirtsbäumen gerät aus dem Gleichgewicht. Es kommt zu einer verstärkten Ausbreitung von Pathogenen, insbesondere invasive (Pilz-)Arten sind auf dem Vormarsch. Auch kommt es zu Schädlingsgradationen. Die Spätfrostgefahr sowie Hitze- und Trockenstress steigen.

Aus den genannten Aspekten ergeben sich voraussichtlich deutliche Änderungen in der Verbreitung unserer heimischen Baum­arten.

Ersatz für Hauptbaumarten

Folgende fünf außereuropäische Baumarten können bereits jetzt als potenzieller Ersatz für die heimischen Hauptbaumarten dienen: Douglasie, Küsten-Tanne, Roteiche, Robinie und Japanische Lärche. Diese Baumarten werden auch aus förderungstechnischer Sicht bereits heute schon in gewissem Umfang akzeptiert. Für weitere „in Europa heimische“ Baumarten legt die Abteilung Genressourcen der Nordwestdeutschen Forstlichen Versuchsanstalt nun in großem Stil Herkunftsversuche und Probeanbauten an. Hier liegt das Problem vor allem in der Beschaffung von qualifiziertem Saatgut und fehlendem Wissen, wie sich diese Baumarten in Deutschland verhalten. Erste Erkenntnisse aus den Anbauversuchen sind frühestens in 20 Jahren zu erwarten.

Sicherheit der Energieversorgung

0

Der Landwirtschaft kommt eine besondere Rolle in der Energiewende zu. Einerseits verbraucht sie Strom, Wärme und Kraftstoffe und ist deshalb auf eine kostengünstige und sichere Energieversorgung angewiesen, wobei gerade die Versorgungssicherheit für landwirtschaftliche Betriebe extrem wichtig ist, da beispielsweise Melkzeiten pünktlich eingehalten werden müssen, Lüftungsanlagen nicht ausfallen dürfen und so weiter. Andererseits erzeugt die Landwirtschaft selbst Erneuerbare Energien und stellt Roh- und Reststoffe für Biogasanlagen bereit, auf ihren Flächen werden Windkraft- und PV-Anlagen errichtet.

In den ersten Novembertagen 2024 sind am Spotmarkt die Strompreise wegen Stromknappheit geradezu explodiert. Dies beruhte auf einer für die Jahreszeit nicht ungewöhnlichen (kalten) Dunkelflaute, also dem gleichzeitigen Auftreten von Dunkelheit (genauer: keine bis geringe Sonneneinstrahlung wegen kurzer Tage plus Nebel plus Bewölkung) und Windflaute, was für eine deutlich geringere Stromproduktion aus Solar- und Windkraftanlagen bei gleichzeitig saisonal hohem Strombedarf sorgt und mehrere Tage andauern kann. Das ist eine extreme Belastung für jedes Energiesystem. Übers Jahr liefern die Erneuerbaren etwa 65 % der Stromerzeugung, Anfang November 2024 ist der Anteil auf bis unter 16 % geschrumpft, nur Wasserkraft und Biomasse lieferten. Dies unterstreicht wieder die Wichtigkeit des Weiterbetriebes der bestehenden Biogasanlagen sowie ihres weiteren Ausbaus für die Versorgungssicherheit.

Biogasanlagen zur Stabilisierung

Hilfreich wären eventuell große Batteriespeicher im Netz, weil diese Speicherkapazitäten für immerhin einige Stunden haben. Das ist perfekt für den Sommer, um die Solarspitze vom Mittag in den Abend zu retten. Aber im Winter sind die Lücken tagelang. Sie können nicht mit Batteriespeichern und Pumpspeicherkraftwerken überbrückt werden. Deshalb müssen Kohle- und Gaskraftwerke hochgefahren werden, um den Stromverbrauch zu sichern. Man wird in Deutschland immer eine zweite Energie-Infrastruktur brauchen, um die Stromversorgung zu sichern, egal wie viel Wind und Solar zugebaut werden.

Im europäischen Stromverbund könnte das Ausland einspringen. Aber Frankreich beispielsweise hat im Winter einen doppelt so hohen Stromverbrauch wie im Sommer, weil dort mit Strom geheizt wird, aber Elektrodirektheizungen genutzt werden, die einen im Vergleich zu Wärmepumpen dreifachen Strombedarf haben. Deshalb kam es in kalten Wintern mehrfach vor, dass Frankreich zum Stromsparen aufrief, weil auch die französischen Kernkraftwerke an ihre Grenzen kamen und Strom aus Deutschland nach Frankreich geliefert werden musste.

Flexibilisierung eine Lösung?

Natürlich ist eine Flexibilisierung der Nachfrage möglich, landwirtschaftliche Betriebe mit eigener Stromerzeugung können stromintensive Arbeiten zeitlich an die Stromerzeugung anpassen. Ein Güllerührwerk könnte dann pumpen, wenn reichlich selbst produzierter Strom zur Verfügung steht. Höhere Energieeffizienz bedeutet nicht nur Klimaschutz, sondern auch geringere Betriebskosten. Aber natürlich ist nicht jede Stromnachfrage zeitlich oder mengenmäßig flexibel. Ein Krankenhaus kann nicht einfach 50 % seiner Geräte abschalten, ein Elektrostahlwerk kann nicht seine Hochöfen mitten im Prozess abschalten. Genauso wenig können Landwirte ihre Kühe Stunden später melken.

Katastrophal wäre allerdings ein Blackout, also ein „unkontrollierter und unvorhergesehener Ausfall, bei dem mindestens größere Teile des europäischen Stromnetzes länger ausfallen“, so die Bundesnetzagentur. Wenn das Stromnetz ausfällt, können auch andere öffentliche Netze, wie die Gasversorgung oder das Telekommunikationsnetz, betroffen sein. Viele haben Angst vor möglichen Katastrophen, terroristischen Sabotageakten oder Hackerangriffen, die das Netz lahmlegen könnten. Außerdem fragen sich viele, ob durch die Energiewende das Risiko für einen Blackout steigt. Dies ist allerdings laut Bundesnetzagentur unbegründet.