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Sensoren für die Stickstoff-Düngung

Prof. Dr. Bodo Mistele, Fachhochschule Südwestfalen

Prof. Dr. Bodo Mistele, Fachhochschule Südwestfalen

Laden Sie sich hier die Präsentation zum Vortrag als pdf-Datei.

Prof. Mistele vertritt das Lehrgebiet Agrartechnik im Fachbereich Agrarwirtschaft am Standort Soest der Fachhochschule Südwestfalen. Vor seiner jetzigen Tätigkeit war er am Lehrstuhl für Pflanzenernährung der Technischen Universität München der fachliche Leiter für die Bereiche Sensorik, Sensorentwicklung und Sensordüngung. In seinem Vortrag berichtet er über Forschungsergebnisse rund um den Einsatz von N-Sensoren.

Es gibt mehrere N-Düngungssensoren am Markt. In der Praxis am stärksten verbreitet sind die aktiven und passiven Reflexionssensoren. Sie messen die Lichtreflexion der Pflanzen im sichtbaren Lichtbereich und im Nahinfrarotbreich und verarbeiten die Messwerte zu Befehlen, wieviel Dünger am Streuer ausgebracht werden soll.

Passive Reflexionssensoren nutzen die Sonne als Lichtquelle. Sie analysieren zum einen das Sonnenlicht und zum anderen das vom Pflanzenbestand reflektierte Licht. Die Untersuchungen zeigen, dass ein passiver Sensor mit der höchsten Genauigkeit misst und damit zur Referenz für alle aktiven Sensoren wird. Dass man für den Einsatz des passiven Sensors die Sonne braucht, ist allerdings ein Nachteil, der die Einsatzzeiten begrenzt.

Dieser Nachteil kommt bei aktiven Sensoren, die über eigene Lichtquellen verfügen, nicht zum Tragen. Sie können auch bei bewölktem Himmel und bei Dämmerung eingesetzt werden. Aktive Sensoren haben jedoch das Problem, dass wechselnde Abstände zum Pflanzenbestand, wie sie zum Beispiel durch Geländeunebenheiten oder Fahrzeugerschütterungen entstehen können, zu Störungen der Messwerte führen. Dieser Effekt wirkt sich umso stärker aus, je geringer der Abstand zwischen dem Sensor und dem Pflanzenbestand ist.

Durch eine möglichst hohe Anordnung des Sensors, beispielsweise auf dem Schlepperdach, kann man diesen Nachteil weitgehend minimieren. Je größer der Abstand zum Pflanzenbestand ist, desto stärker muss allerdings auch die aktive Lichtleistung des Sensors sein. Mit Xenon-Blitzlampen lässt sich eine entsprechend hohe Lichtleistung erzeugen.

Aktive Sensoren, die mit LED-Licht betrieben werden, haben von Haus eine geríngere Lichtleistung als Xenon‐Blitzlampen und müssen deshalb auch in niedrigerem Abstand über dem Pflanzenbestand geführt werden. Dementsprechend wird es schwieriger, die Störgrößen zu minimieren. Mancher Hersteller versucht, dies über Korrekturen am Messignal zu kompensieren.

Die wichtigste Frage beim Einsatz von N-Sensoren ist aber nicht die jeweils eingesetzte Technik. So haben die Unterschiede in der Messgenauigkeit bei den verschiedenen Sensoren viel weniger Bedeutung als die Qualität der jeweiligen Algorithmen, mit denen die Sensormesswerte zu Düngungsempfehlungen verrechnet werden.