Weniger Dünger dank Teststreifen und Satellitendaten

Laut Umweltbundesamt werden 50 % des in der Landwirtschaft ausgebrachten Stickstoffdüngers nicht von den Pflanzen aufgenommen. Überschüssige Düngemengen verbleiben in den natürlichen Kreisläufen in der Natur und belasten Boden und Wasser. Die Düngeberechnungen der Kulturpflanzen erfolgen rein rechnerisch mit standardisierten Parametern oder nach Erfahrungswerten. Dank der Kombination aus Biosensor-Teststreifen und satellitengestützten Fernerkundungsdaten entwickelt die Technische Universität München (TUM) eine Methode zur Ermittlung des Ernährungszustands der Pflanzen auf dem Feld und der idealen Düngermenge. Das automatische Einspielen digitaler Analysedaten in die landwirtschaftliche Bordtechnik soll künftig sowohl Zeit sparen als auch das Überdüngen vermeiden.

Neben Licht und Wasser brauchen Pflanzen zum Wachsen auch Nährstoffe, die zugeführt werden müssen. Zielgenaue Düngung in landwirtschaftlichen Kulturen ist ein Erfolgsgarant für Ertrag und eine umweltschonende Bewirtschaftung. Die Wissenschaft untersucht seit langem schon Methoden und Techniken, um die Ernährung von Pflanzen ressourcenschonend zu gewährleisten. Ziel ist es, für jede Wachstumsphase die exakt benötigte Düngergabe zu ermitteln und Technologien zu nutzen, die es erlauben, Pflanzennährstoffe möglichst präzise und genau auf dem Feld zu platzieren.

Ernährungszustand ermitteln

Forschende der Technischen Universität München (TUM) arbeiten an einer neuen und einfachen Ermittlung des Ernährungszustands der Getreidepflanzen mithilfe von einfach zu handhabenden Biosensor-Teststreifen, ähnlich wie beim Testen des Blutzuckers bei Diabetikern. Hierfür werden mehrere Pflanzenstängel an mindestens drei verschiedenen Standorten vom Feld gesammelt und zerquetscht. Ein Tropfen des Pflanzensafts auf einem Testreifen reicht, um mit dem handtellergroßen Diagnosegerät den Nitratgehalt zu messen. Das Ergebnis ist in ein paar Minuten verfügbar. Es wird genutzt, um bereits per Satellit verfügbare Fernerkundungsdaten aus dem EU Copernicus Programm, dem europäischen Landüberwachungsdienst, zu kalibrieren. Die Kombination von genauen lokalen Messungen durch das neue Diagnosegerät per Teststreifen und großflächig verfügbaren satelliten- und luftbildgestützten Erdbeobachtungen ermöglichen die exakte Berechnung des benötigten Stickstoffdüngers.

Genaue Düngermenge ist schnell und digital verfügbar

Die TUM nutzt Prototypen des neuen Diagnoseverfahrens, die auch in der Anschaffung für die Praxis erschwinglich sein sollen. Für die landwirtschaftliche Anwendung der neuen Technologie kalkulieren die Forschenden ungefähr 20 € pro ha. Die verarbeiteten Analyseergebnisse aus Teststreifen und Satellitendaten sollen künftig direkt in die digitale Bordtechnik der landwirtschaftlichen Maschinen und Düngegeräte eingespeist werden können. So kann die Düngung komplett digital und präzise und ohne umständliches Berechnen durch den Menschen erfolgen.

Technische Universität München