NIR-Analysatoren am Mähdrescher. Optimieren Sie den Stickstoffeinsatz

Die Integration von NIR-Analysatoren in Mähdrescher hat die Präzisionslandwirtschaft revolutioniert, da sie die Echtzeitmessung des Eiweißgehalts von Getreide während der Ernte ermöglicht. Dieser Fortschritt bietet entscheidende Einblicke in die Stickstoffaufnahme der Pflanzen und ermöglicht ein effektiveres Stickstoffmanagement. Durch die Messung des Proteingehalts und die Kartierung der Variabilität auf dem Feld können Landwirte die Effizienz der Stickstoffnutzung beurteilen und künftige Düngestrategien entsprechend anpassen. Mithilfe der von NIR-Analysegeräten gesammelten Daten können sie präzise Rezeptkarten entwickeln, um den Stickstoffeinsatz zu optimieren und so die Umweltbelastung zu verringern und gleichzeitig den Ertrag und die Rentabilität zu steigern.

NIR-Analysatoren auf Mähdreschern

Einleitung

Die Präzisionslandwirtschaft ist zu einem Eckpfeiler der modernen Landwirtschaft geworden, da sie die Ressourceneffizienz und die Umweltverträglichkeit verbessern soll. Eine der größten Herausforderungen im Pflanzenbau ist das Stickstoffmanagement, ein Schlüsselnährstoff, der den Ertrag und die Kornqualität beeinflusst. Eine übermäßige oder unzureichende Ausbringung von Stickstoff kann zu wirtschaftlichen Verlusten und Umweltproblemen führen, einschließlich Nitratauswaschung und Treibhausgasemissionen.

Die auf Mähdreschern installierte NIR-Technologie bietet eine direkte und effiziente Methode zur Überwachung der Getreidequalität, insbesondere des Proteingehalts, während der Ernte. Diese Echtzeitdaten bieten eine einzigartige Möglichkeit, die Stickstoffnutzungseffizienz (NUE) von Nutzpflanzen zu bewerten und Informationen für nachfolgende Bewirtschaftungspraktiken bereitzustellen.

Die rolle der NIR-analysatoren

Die Nahinfrarot-Spektroskopie (NIR) ist eine zerstörungsfreie Analysetechnik, die misst, wie Materialien Licht im nahen Infrarotspektrum absorbieren. In der Landwirtschaft werden NIR-Analysatoren häufig eingesetzt, um den Proteingehalt von Getreide zu bestimmen – ein wichtiger Indikator für den Stickstoffstatus einer Pflanze.

Proteingehalt als indikator für die stickstoffaufnahme

Der Proteingehalt der Körner ist ein zuverlässiger Indikator für die Stickstoffaufnahme während des Wachstumszyklus der Pflanze. Durch die Bewertung der räumlichen Schwankungen des Proteingehalts auf einem Feld können Landwirte Bereiche mit unterschiedlicher Stickstoffverfügbarkeit identifizieren.
In einer Studie über 200 Hektar Weizen wurden beispielsweise Felder mit einem durchschnittlichen Proteingehalt von weniger als 10 % als stickstoffarm identifiziert, während Gebiete mit einem Proteingehalt von über 12 % auf einen Stickstoffüberschuss hinwiesen.

Echtzeit-Überwachung während der ernte

Auf Mähdreschern installierte NIR-Analysatoren ermöglichen die Proteinmessung in Echtzeit während der Ernte. Dadurch wird der Bedarf an arbeitsintensiven Labortests erheblich reduziert. Die gesammelten Daten können über GPS georeferenziert werden, so dass die Landwirte detaillierte Proteinkarten erstellen können, die die Variabilität innerhalb des Feldes aufzeigen.

Von proteinkarten zu rezeptkarten

Die von NIR-Analysegeräten erstellten Proteinkarten dienen als Grundlage für die Erstellung von Stickstoffausbringungsstrategien mit variabler Rate durch Rezeptkarten. Der Prozess umfasst:

• Datenintegration: die Daten zum Proteingehalt werden mit anderen Feldinformationen wie Ertragskarten, Bodenfruchtbarkeit und historischen Ernteergebnissen kombiniert, um ein umfassendes Verständnis der Feldvariabilität zu erhalten.
• Zonenanalyse: felder werden auf der Grundlage des Proteingehalts und weiterer agronomischer Faktoren in Bewirtschaftungszonen eingeteilt. Zonen mit niedrigem Proteingehalt deuten in der Regel auf Stickstoffmangel hin, während Zonen mit hohem Proteingehalt auf einen übermäßigen Stickstoffeinsatz hindeuten können.
  In einem Beispiel wurde ein 40 Hektar großes Feld auf der Grundlage der Proteinvariabilität in fünf Zonen unterteilt. Die Anwendung von Applikationskarten in ertragsschwachen Gebieten führte zu einer Verbesserung der Stickstoffnutzung um bis zu 30 %.
• Präzisionsanwendung: rezeptkarten leiten die Stickstoffanwendung mit variablen Raten und stellen sicher, dass jede Zone die richtige Menge an Dünger erhält. Dieser gezielte Ansatz reduziert die Verschwendung, senkt die Inputkosten und minimiert die Umweltrisiken.

Vorteile der NIR-Technologie in der Präzisionslandwirtschaft

• Wirtschaftliche effizienz: durch die Optimierung des Stickstoffeinsatzes können Landwirte ihre Kosten senken und die Rentabilität steigern. Eine genaue Proteinmessung stellt sicher, dass der Dünger dort eingesetzt wird, wo er am meisten benötigt wird, und vermeidet sowohl eine Über- als auch eine Unterdüngung.
  In einer Vergleichsstudie konnten Landwirtschaftsbetriebe, die NIR-basierte Applikationskarten verwendeten, ihre Erträge um durchschnittlich 15 % steigern und gleichzeitig den Stickstoffeinsatz um 20 % reduzieren.
• Ökologische nachhaltigkeit: ein präzises Stickstoffmanagement trägt zur Verringerung der Nitratauswaschung und der Lachgasemissionen (N₂O), einem starken Treibhausgas, bei. Dies unterstützt umfassendere Umweltziele wie die Eindämmung des Klimawandels und den Schutz der Wasserqualität.
  In einem Pilotprojekt mit Maisfeldern führte die Verwendung von NIR-Daten zu einer Verringerung der Nitratauswaschung um 25 %.
• Bessere entscheidungsfindung: echtzeit-einsichten von NIR-Analysegeräten ermöglichen es Landwirten, fundierte Entscheidungen zu treffen, die sowohl den unmittelbaren Betrieb als auch die langfristige Leistung der Felder verbessern.

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Fazit

Die Integration von NIR-Analysatoren in Mähdrescher stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Präzisionslandwirtschaft dar. Durch Proteinmessungen in Echtzeit ermöglichen diese Geräte den Landwirten die Bewertung der Stickstoffaufnahme und die Entwicklung von Rezeptkarten für ein gezieltes Nährstoffmanagement. Diese Technologie verbessert nicht nur die wirtschaftlichen Ergebnisse für die Landwirte, sondern trägt auch zur ökologischen Nachhaltigkeit bei, indem sie die mit einer unsachgemäßen Stickstoffausbringung verbundenen Risiken verringert. Da der Agrarsektor weiterhin digitale und präzise Werkzeuge einsetzt, wird die NIR-Technologie auch in Zukunft ein wichtiger Bestandteil nachhaltiger landwirtschaftlicher Praktiken sein.

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