„Komm lieber Mai und mache“ und N-Aufnahmekarten aus Drohnenbefliegungen (NDRE vs. NDVI)

Die Entwicklung der N-Aufnahme in den letzten Wochen „Komm lieber Mai und mache“ (Arnim Grabo)

So einen kalten und wechselhaften April habe ich noch nicht erlebt und glauben wir den Wetterfröschen, war es einer der kältesten seit langer Zeit.

Die Bestände stagnieren, Wachstumsreglereinsatz und die Unkrautbekämpfung sind knifflig und was macht das mit unseren Getreidebeständen, wie wirkt sich diese Situation auf deren N-Düngung aus?

In unserem EIP-Agri Projekt zur exakteren Steuerung der N-Düngung erfassen wir dazu mit den Feldsensorstationen fortlaufend wichtige Daten (siehe letzten Newsletter vom März 2021).

Hier die ersten Ergebnisse und ein Bewertungsversuch von unserer Seite aus.
Diese Interpretationen möchten wir fortführen und in den folgenden Newslettern immer mal wieder darauf zurückkommen.

Was erfassen wir?

Die Grafik zeigt im zeitlichen Verlauf die N-Aufnahme eines Winterweizenbestandes [kg N/ha], den Niederschlag [l/m²] und die Temperaturen der Luft im 2m Höhe als Max, in 2 cm d.h. im Pflanzenbestand als Min und die Bodentemperatur in 10 cm Tiefe als Durchschnitt des jeweiligen Tages [°C].

Was für ein Bestand wurde hier erfasst?

• Sorte Etana, ein A-Weizen, Ertragserwartung 7,5 t/ha
• Vorfrucht Zuckerrüben
• Saattermin normal, Anfang Oktober
• Nmin 0-90cm 45 kg N/ha

Wie war die bisherige N-Düngung?

• 08.03.2021: N1a EC29/30, Vegetationsb. 29 kg N/ha NPK 12/12/12
• 10.03.2021: N1b EC29/30 39 kg N/ha Piamon
• 11.04.2021: N2 EC30/31 58 kg N/ha Piamon

Gestartet haben wir die Erfassung der Bestände Anfang April, es hatte sich ja noch nicht viel auf den Feldern getan.

Bisher war im April fast jeden Tag Frost in Bodennähe, bis runter auf -7°C. Zum Glück zeigt der Etana eine ausgezeichnete Winterhärte, so dass hier keine Schäden zu befürchten sind. Bis auf ein paar „warme“ Tage mit über 15°C war es tagsüber ebenfalls recht kühl, so dass die nötigen Niederschläge nicht gleich wieder verdunsteten.

Spannend ist nun der Verlauf der N-Aufnahme (grüne Balken), ausgehen vom warmen März liegt die Bodentemperatur in 10 cm Tiefe anfangs, trotz Frost in Bodennähe, über 5°C und die N-Aufnahme läuft parallel hoch bis zum ersten Spitzenwert der Tagestemperatur von 20,7°C. die beiden N1 Gaben (68 kg N/ha) wirken und bringen das Wachstum in Schwung.

Ab dem 9.4. stagniert die N-Aufnahme trotz etwas günstigerer Wachstumsbedingungen (Niederschlag, Bodentemperatur), die ersten zeitige N-Gaben sind aufgebraucht, der Boden liefert wenig nach und eine Anschlussdüngung ist ratsam, welche am 11.4. (58 kg N/ha) auch erfolgte.

Nun setzte eine sehr kalte Periode ab 17./18.4. ein, das Wachstum stoppt, die Mineralisierung und N-Bereitstellung aus dem Boden stockt und damit gehen die N-Aufnahmewert sogar etwas rückwärts. Die Bestände zeichnetet, zeigten Verfärbungen bis hin zu Lila und hatten mit den Bedingungen arg zu kämpfen.

Mit dem 18./19.4. kam dann etwas Erwärmung, Tages- und Bodentemperaturen stiegen und es gab keine Nachtfröste mehr. Sofort, wir haben ja schon lange Langtag, setzte das Wachstum ein, die Schossphase begann und die N-Aufnahme stieg!

Ab dem 25./26.4. verlangsamte sich dieser Prozess wieder, die letzten Nachtfröste kühlen das Wachstum im wahrsten Sinne des Wortes ab! 126 kg N/ha sind draußen, die N-Aufnahme schwächelt, der Boden liefert wenig N aus der Mineralisation nach, düngen oder warten?

Hier ist jetzt etwas Geduld gefragt, bei der zu erhoffenden Erwärmung wird die N-Nachlieferung aus dem Boden und der Düngung sich voll entfalten, der einsetzende Regen tut sein Übriges. Wir müssen hier mit einem nennenswerten N-Schub Rechnen. Die Wachstumsregler konnten selten optimal eingesetzt werden, jetzt noch zusätzliche N-Mengen würden nur das Lagerrisiko ansteigen lassen!

Hoffen wir, dass Mozarts Lied in Erfüllung geht, der Mai die Bäume und unsere „Felder wieder Grün machen wird“, die Aussichten stehen nicht schlecht.

Ich bin gespannt wie die Entwicklung sich fortsetzt, wir sind ganz nah dran an den Beständen und werden sie auf dem Laufenden halten.

Mit bestem Gruß von einem begeisterten Agronomen und bleiben sie gesund, Arnim Grabo.

Ableitung von N-Aufnahmekarten aus multispektralen Drohnenaufnahmen (Andreas Schmidt)

In den letzten beiden Jahren haben wir nachgewiesen, dass man aus den Bildern der Multispektralkamera Parrot Sequoia im Winterweizen flächenhaft N-Aufnahmekarten ableiten konnte. Aktuell haben wir für diese Anwendung den DJI Phantom P4 Multispectral Sensor getestet. Dafür wurde im Umfeld einer der Feldsensorstationen Luftbilder aufgenommen und parallel Messungen mit unserem transportablen Yara N-Sensorkopf durchgeführt, aus den Drohnenbildern wurden Orthophotos der einzelnen Spektralkanäle berechnet.

Dabei zeigte sich das auch mit diesem Sensor die Erstellung von N-Aufnahmekarten möglich ist.

Basis für die Umrechnung ist die Nutzung des NDRE-Index (Normalized Difference Red Edge Index). Im Gegensatz zum NDVI eignet sich dieser Index in der aktuellen Situation (Winterweizen über 40 kg/ha N-Aufnahme) sehr gut, um aus den Multispektraldaten die N-Aufnahme abzuleiten (Bestimmtheitsmaße NDRE zu N-Aufnahme R² = 0,7399, NDVI zu N-Aufnahme R² = 0,3871).

Fazit

Durch die Nutzung von Referenzmessungen am Boden lassen sich aus multispektralen Drohnenbildern mit Hilfe geeigneter Indizes brauchbare N-Aufnahmekarten als Grundlage für eine differenzierte N-Düngung ableiten.

Zum EIP-AGRI Projekt

Unser EIP-AGRI Projekt “Entwicklung eines betriebs- und regionalspezifischen N-Düngungsberatungssystems basierend auf stationären Feldsensorstationen und Drohnen zur Ableitung einer angepassten N-Düngung unter Maßgabe der Wasser Rahmen Richtlinie (WRRL) und neuen Düngeverordnung (DüV)“ hat eine Laufzeit von drei Jahren (2018 – 2021) und wird gefördert vom Sächsischen Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie. Das Projekt ist ein Vorhaben nach der Richtlinie des Sächsischen Staatsministeriums für Umwelt und Landwirtschaft zur Förderung der Landwirtschaft, der Europäischen Innovationspartnerschaften (EiP AGRI) und des Wissenstransfers einschließlich Demonstrationsvorhaben im Rahmen des Entwicklungsprogramms für den ländlichen Raum im Freistaat Sachsen(Förderrichtlinie Landwirtschaft ,Innovation, Wissenstransfer-RL LiW/2014). Teil: Europäische Innovationspartnerschaft “Landwirtschaftliche Produktivität und Nachhaltigkeit” (EIP AGRI) vom 15.12.2014.

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