Smartphones werden in der Landwirtschaft immer
mehr als Managementhilfe eingesetzt. So auch bei der Pflanzendüngung.
Das Institut für Gartenbau der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf
(Freising, Bayern) will jetzt für den Feldgemüseanbau einen
Smartphone-Aufsatz entwickeln, der vor Ort mittels photometrischen
Schnelltests den aktuell im Boden vorhandenen Stickstoff-Gehalt –
chemisches Zeichen N – bestimmen kann. Mit einer neuen
Software-Anwendung (App) soll das „N-Phone“ direkt die zu düngende
Stickstoff-Menge berechnen können. „Mit dieser Technologie ließe sich
die oft überhöhte Stickstoffdüngung im Feldgemüseanbau verringern“,
sagt Alexander Bonde, Generalsekretär der Deutschen Bundesstiftung
Umwelt (DBU). Und das sei nicht nur praktisch für den Landwirt,
sondern auch gut für die Umwelt: Weniger überschüssiger Stickstoff
gelange über die Böden in das Grundwasser. Die umweltschädlichen
Auswirkungen auf Böden, Grundwasser und Klima verringerten sich.
Fachlich und finanziell fördert die DBU das Projekt mit rund 320.000
Euro.
Feldgemüseanbau neben Tierhaltung Brennpunkt für Stickstoffeintrag
„Der intensive Feldgemüseanbau ist neben der Tierhaltung ein
Brennpunkt für den Stickstoffeintrag in das Grundwasser“, sagt Dr.
Holger Wurl, DBU-Fachreferent für umweltgerechte Landnutzung. Viele
Gemüsekulturen wie zum Beispiel Spinat, Salat oder die meisten
Kohlarten hätten einen hohen Stickstoffbedarf bei zum Teil kurzer
Kulturzeit und Ernte während ihrer Hauptwachstumsphase. Um hohe
Erträge und eine gute Qualität zu erzielen, müsse viel Stickstoff in
sehr kurzer Zeit zur Verfügung stehen und eine ausreichende
Stickstoffversorgung bis zum Erntezeitpunkt gewährleistet sein. Wurl:
„Da geht man in der Praxis lieber auf Nummer sicher.“ Deshalb werde
mehr Düngemittel als letztlich nötig empfohlen, sodass die Reste an
mineralischem Stickstoff nach der Ernte im Boden bleiben und mit dem
nächsten Regen womöglich ausgewaschen werden.
Photometrisches Verfahren mittels Smartphone-Adapter
„Wenn die Stickstoffdüngung im Gemüseanbau ohne Qualitäts- und
Ertragsverluste verringert werden soll, muss der im Boden aktuell
vorhandene mineralische Stickstoff vor dem Düngen genau gemessen und
berücksichtigt werden“, erklärt Projektleiterin Prof. Dr. Elke
Meinken vom Institut für Gartenbau. Während Laboranalysen auf
Mineralstickstoff einen erheblichen finanziellen und logistischen
Aufwand bedeuteten, seien bisherige Vor-Ort-Verfahren nicht
ausreichend genau beziehungsweise sie würden zu hohe Anforderungen an
den Gärtner stellen. Hier setze das Vorhaben an: Es werde ein
spektralphotometrisches Schnellverfahren entwickelt, mit dem direkt
vor Ort bestimmt werden könne, wie viel Stickstoff im Boden sei. Die
Photometrie ist ein Verfahren, mit dem die Konzentration gelöster
Stoffe durch Messen ihrer Aufnahmefähigkeit von Licht bestimmt werden
kann. Eine dafür erforderliche Messküvette – ein Gefäß mit
planparallelen Seitenflächen, das für optische Untersuchungen
verwendet wird, – soll mittels flexiblen Adapters auf verschiedene
Smartphone-Modelle aufgesetzt werden können.
N-Phone misst, verrechnet und interpretiert Analyse
Außerdem ist seitens des Gartenbauinstituts geplant, eine App zu
programmieren, die das aufgenommene Bild auswertet, den
Stickstoffgehalt in der Probe ermittelt sowie die Analysenergebnisse
mit Daten, die sich auf das jeweilige Gemüse beziehen, und einigen
weiteren Angaben des Anwenders verrechnet. Anschließend erhält der
Landwirt direkt vor Ort eine passgenaue Düngeempfehlung. „Auf diese
Weise fungiert das Smartphone als zentrales Bedien-, Mess- und
Interpretationswerkzeug“, so Meinken.
Hohe Akzeptanz für praxisnahe Anwendung
Da Smartphones in der Landwirtschaft bereits vielfach eingesetzt
werden, erwarten die Projektbeteiligten – Kooperationspartner ist das
Unternehmen STEP Systems GmbH (Nürnberg) – eine hohe Akzeptanz für
die praxisnahe Anwendung. Wenn durch Düngen von Feldgemüse zu viel
pflanzenverfügbarer Stickstoff über die Böden in das Grundwasser
gelangt, kann es dort zu Nitratwerten kommen, die über dem von der
Europäischen Union festgelegten Grenzwert von 50 Milligramm liegen.
In Deutschland stammt das Trinkwasser zu 61 Prozent aus Grundwasser.
Da zu hohe Nitratwerte im Trinkwasser gesundheitsschädlich sein
können, muss belastetes Grundwasser aufbereitet werden, um es
trinkbar zu machen. Das ist aufwendig und mit hohen Kosten verbunden.
Ziel ist deshalb, dass die Nitratbelastung im Grundwasser von vorne
herein unter dem Grenzwert bleibt, so dass es nicht mehr aufbereitet
werden muss. Zu viel Stickstoffdüngung kann auch die Luft
verunreinigen sowie die Menge an Treibhausgasen in der Atmosphäre
erhöhen und damit zum Klimawandel beitragen. „Ist die Entwicklung des
N-Phones erfolgreich und wird es dann großflächig im Gemüseanbau
eingesetzt, optimiert das die Stickstoffdüngung und führt zu einer
besseren Grundwasserqualität“, so Bonde.
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