Digitalisierung in der Landwirtschaft

Düngen ist Präzisionsarbeit. Bekommen Pflanzen zu wenig Stickstoff, können sie nicht wachsen – zu viel davon kann aber zu einer Gefahr für Landwirtschaft und Umwelt werden. Die Digitalisierung hilft dem Landwirt Phillip Krainbring, seinen Weizen immer mit der richtigen Menge an Nährstoffen zu versorgen.

Phillip Krainbring sitzt in der Fahrerkabine seines roten Traktors und zieht lange schnurgerade Linien durch den niedrigstehenden Weizen. Um ihn herum erstreckt sich die flache Landschaft Sachsen-Anhalts bis an den Horizont, wie eine Insel liegen die Gebäude von Hohendodeleben dazwischen. In der Mitte des Dorfes ragt ein Kirchturm aus dunkelroten Steinen in den Himmel, am Rand die zwiebelförmigen Gebäude einer Biogasanlage. Im Anhänger hinter seinem Traktor häuft sich weißes Granulat, hinter ihm regnet es in einem Bogen von 36 Metern kleine Körner aufs Feld. Beim Granulat handelt es sich um Harnstoff – Stickstoffdünger.

Was kann ein Traktor mit GPS-System?

Phillip Krainbring bringt Stickstoff in Form von Granulat auf seine Felder aus. Die Gleichmäßigkeit der Kügelchen ist Zeichen ihrer Qualität

Mit 14 km/h kreuzt Krainbring durch das 67 Hektar große Feld. Auf dem Dach seines Traktors ist eine halbrunde, grüne Glocke montiert – „Starfire 3000“ steht darauf in gelben Buchstaben. Das Gerät ist ein GPS-Empfänger, der den Weg auf einen Bildschirm in der Fahrerkabine überträgt. Dort ist eine Karte zusehen, mit dem Grundriss des Feldes, pinke Linien markieren die Grenzen, geradeaus führen sie an der Landstraße entlang, man sieht die Einbuchtung des von Traktorspuren zerfurchten Wendeplatzes an der Windkraftanlage. Diese Karte ist mehr als nur Orientierung für Krainbring. Per Datenkabel sind GPS-Empfänger und Traktor mit dem daran befestigten Düngerstreuer verbunden. Diese Verbindung ermöglicht es dem Landwirt, verschiedene Geräte zusammenzuschalten, um sie aufeinander abzustimmen und zentral zu steuern. Mithilfe der Satellitendaten zeichnet der Bordcomputer des Traktors auf, wo Krainbring bereits gedüngt hat und wo er noch düngen muss.

Diese genaue Abstimmung ist gerade beim Düngen besonders wichtig. Wann immer Krainbring Stickstoff ausbringt, muss er vorher präzise berechnen, wie viel der Boden gerade braucht, damit Pflanzen gut wachsen können. Für die gleichmäßige Dosierung muss der Landwirt die Ausgabemenge seines Streuers bis auf wenige Kügelchen genau einstellen. Wie viel das ist, berechnet er für jedes Feld immer neu: In diesem Jahr sind es bei der zweiten Düngung, der sogenannten Schossergabe, auf diesem Feld 150 Kilogramm pro Hektar – oder: 15 Gramm pro Quadratmeter.

Heute geht es in der Düngeplanung viel genauer zu als noch vor einigen Jahren. Bei der sogenannten Düngebedarfsermittlung, die seit 2017 gesetzlich vorgeschrieben ist, kalkuliert Krainbring am Computer die richtige Stickstoffmenge für die Pflanzen. Wie viel Dünger er ausbringen darf, ist abhängig vom Ertrag des Vorjahres, dem Stickstoffvorrat des Bodens, den Vorfrüchten, die er zuvor auf der Fläche angepflanzt hat und der im vorherigen Jahr benutzten Düngermenge. Mit einem Computerprogramm berechnet Krainbring so vor der Düngung für jedes einzelne seiner Felder die exakte, zugelassene Menge an Stickstoff.

Zu wenig Dünger ist ein Problem – zu viel aber auch

Stickstoff ist für Pflanzen lebensnotwendig. Über die Wurzeln nehmen sie den Mineralstoff auf und verarbeiten ihn zu Chlorophyll, Aminosäuren und Eiweiß. Nur mit Stickstoff können sich Pflanzen weiterentwickeln. Bringt Krainbring also zu wenig Dünger aus, sinkt der Ertrag.

Doch während Stickstoff einerseits essenziell für das Pflanzenwachstum ist, kann eine zu große Menge davon auch zur Belastung werden: Streut man zu viel auf die Felder, werden nicht alle Nährstoffe von den Pflanzen aufgenommen und landen im Boden. Dort können sie vom Regen ausgewaschen werden und so ins Grundwasser gelangen. In offenen Gewässern sorgt ein Überschuss an Stickstoff dafür, dass diese umkippen.

Auch für die Landwirtschaft kann Überdüngung zum Problem werden: Ist zu viel Stickstoff im Boden, sinkt sein pH-Wert – er versauert. Und da viele Pflanzen mit niedrigen pH-Werten nicht klarkommen, verringern sich entsprechend die landwirtschaftlichen Erträge. Außerdem erhöht zu viel Stickstoff in den Pflanzen den sogenannten Krankheitsdruck – sie werden anfälliger für Krankheiten, zum Beispiel Pilzbefall. Darüber hinaus weichen die Zellwände der Pflanzen auf, es kann zu Lagergetreide kommen: Die Halme knicken, sodass beim Weizen Qualität und Ertrag sinken. Die Vermeidung von Überdüngung ist für Krainbring deshalb sowohl angewandter Umweltschutz als auch wirtschaftlich sinnvoll.

Wie wichtig ist ein genaues GPS im Traktor?

Wie wichtig eine genaue Berechnung für seine Arbeit ist, zeigt der Landwirt, als er seinen Traktor am Rand des Feldes zum Stehen bringt. Er nimmt eine Hand voll des leicht klebrigen Granulats aus dem Streuer und hält es in die Höhe. Würde er das jetzt auf den Boden werfen, sagt er, wäre diese Stelle bereits überdüngt. Doch dank GPS-Empfänger und Bordcomputer kann das auf dem Feld nicht passieren.

Früher, erzählt Krainbring, der selbst auf einem Bauernhof groß wurde, war die Vorplanung der Harnstoffdüngung eher rudimentär: „Da hat man die Geschwindigkeit vorgegeben und den Düngerstreuer dementsprechend eingestellt. Dann hat man die vorgegebene Geschwindigkeit gehalten, aber sonst nix mehr geändert.“ Durch diese Methode, erinnert sich der Landwirt, war die Düngung damals weit ungenauer als heute. Das liegt auch daran, dass das Granulat selbst bei bester Qualität nie exakt gleich beschaffen ist. Bei kleineren Körnern sei es so an manchen Stellen zu Häufungen und Überdüngung gekommen. Heute misst der Düngerstreuer während des Einsatzes den Fließfaktor des Granulats und passt die Öffnung, aus der das Substrat auf die Drehscheibe trifft, kontinuierlich der Beschaffenheit an.

Auch die Gefahr menschlicher Fehler wird durch die Digitalisierung verringert: Fährt Krainbring – sei es zum Wenden oder aus Versehen – über eine bereits bearbeitete Fläche oder verlässt er das Feld, schaltet sich der Düngerstreuer automatisch ab. So schützt er sowohl seine Felder aber auch nicht landwirtschaftlich genutzte Flächen vor Versauerung. ‘Für mich ist das der effektivste Umweltschutz in ganz kurzer Zeit“, sagt Krainbring.

Warum ist ein Landwirt ist nicht ersetzbar?

Wann es Zeit ist zu düngen, testet der Bauer noch ganz analog – mit einem Taschenmesser.

Auf die Digitalisierung allein will sich Krainbring aber nicht verlassen. Wann es Zeit ist zu düngen, testet er beispielsweise noch ganz ohne Computersysteme und Berechnungen. Er zieht dann ein Büschel Weizen aus der Erde und klopft es an seinem Schuh ab. Er zupft die Blätter ab und spaltet den Stiel mit einem Klappmesser. Ein kleiner Hohlraum im Inneren zeigt ihm, wie weit fortgeschritten die Pflanze in ihrem Wachstum ist. Aus Erfahrung weiß er, wann genau das Getreide für seine weitere Entwicklung Stickstoff braucht. Alles ganz analog.

Er könnte das per Computerprogramm prüfen, mit einem sogenannten N-Tester, der am Traktor angebracht ist und beim Fahren über das Feld anhand des Chlorophyllgehalts der Pflanzen misst, wie groß der Stickstoffbedarf ist. Vollautomatisiert. Doch das, sagt er, sei nicht seine Philosophie: Die Basis guter Landwirtschaft ist für ihn die Erfahrung und die Arbeit des Bauern. Die Digitalisierung unterstützt ihn, aber sie ersetzt ihn nicht.

​​​​Die Digitalisierung hilft dem Landwirt bei seiner Arbeit – doch die Kontrolle behält er selbst.