Digitale Landwirtschaft Die Pflanzenflüsterer: Wie eine Agrarfirma in Oschatz per Satellit Düngemittel spart

Wie erkennt man, was Pflanzen wirklich brauchen und wie hungrig sie sind? Andreas Schmidt in Nordsachsen gelingt das - mit präziser Agronomie. MDR SACHSEN hat den Agrar-Ingenieur an einem Messfeld bei Oschatz besucht und sich von ihm erklären lassen, wie er kiloweise Stickstoffdünger sparen will. Die Technologie stellen Schmidt und Kollegen auch auf der Landwirtschaftsmesse "agra" aus, die am Donnerstag in Leipzig beginnt.

Ein Traktor
Ein Landwirt fährt die von Andreas Schmidt und seinen Kollegen berechnete Düngung auf einem Feld aus. Bildrechte: Quelle/Rechte: ExAGt GmbH

Wussten Sie, dass Weizen für den Bäcker einen bestimmten Rohproteingehalt haben muss? Dass der durch Stickstoff in der Pflanze bestimmt wird und von der Stickstoffdüngung des Weizens abhängt? Verkürzt formuliert: "Je mehr Weizenbrot- und Produkte konsumiert werden, desto mehr Düngung muss auf den Boden. Das kann in 'roten' Gebieten problematisch werden, die wegen hoher Nitratbelastung nur noch zu 80 Prozent gedüngt werden dürfen", erklärt Diplom-Agraringenieur Andreas Schmidt. Könnte man da nicht einfach Roggenbrot essen? "Ja, Roggen braucht weniger Stickstoff", sagt Schmidt. "Doch für Roggen bekommen Sie auch weniger Geld."

Ein Mann auf einem Feld mit einer Messstation
Andreas Schmidt steht neben der Messstation auf dem Versuchsfeld bei Oschatz. Die Station liefert zwei Mal pro Tag Daten über den Zustand der Pflanzen. Bildrechte: MDR/Tominski

Düngen ist eine Wissenschaft

Schon nach einer kurzen fachlichen Einflugkurve wird klar: Düngen ist eine Wissenschaft und die Landwirtschaft ebenfalls. Wer denkt, dieses grünsamtene Feld mit der mittlerweile knöchelhohen Wintergerste vor den Toren der großen Kreisstadt Oschatz ist ein Produkt der Natur, hat nur teilweise Recht. Dieses Feld ist das Produkt einer berechneten Natur. Einer Natur, deren Früchte die Menschen brauchen. Die wir Menschen aber nicht ausquetschen können um jeden Preis, mit einer Düngung, die Boden und Grundwasser vergiftet. Schmidt sagt: Ziel sei eine Düngung ohne Schaden für die Natur, die Pflanzen sollte nur exakt so viel Nahrung bekommen, wir sie brauchen.

Eine Messstation auf einem Feld
Die Sensor-Kamera sieht vieles, was wir nicht sehen und liefert regelmäßig Daten, die für eine optimale Düngung ausgerechnet werden. Bildrechte: MDR/Tominski

Überdüngung führt zu hoher Nitratbelastung

"Es wurde an vielen Orten Schindluder mit Düngung betrieben", erklärt Schmidt. "Manche Landwirte haben früher als Reparaturdüngung noch einmal Stickstoff drauf gehauen." Viele landwirtschaftliche Flächen und Regionen seien nitratbelastet und als sogenannte 'rote Gebiete' gekennzeichnet.

"Wir brauchen nur geradeaus zu gucken. Hier haben wir gleich ein 'rotes Gebiet'." An der Stelle, die Schmidt meint, sei aber nicht die Überdüngung das Problem, sondern eine alte Deponie, in deren Nähe die Nitrat-Messstation aufgebaut ist. Und im die schwelt ein Streit. Schmidt zeigt auf das Feld vor ihm, um seinen Hals hängt ein Messgerät, neben ihm steht seine Tochter Frieda, die Osterferien hat und wissen wollte, was der Vater auf Arbeit so treibt.

Zwei Menschen auf einem Feld
Frieda hat Ferien und ihren Vater Andreas Schmidt mit aufs Feld begleitet - sie wollte auch einmal genauer wissen, was Papa beruflich macht. Bildrechte: MDR/Tominski

Was ist eine Reparaturdüngung?

Was ist eine Reparaturdüngung? "Stellen Sie sich ein Feld vor, dass ungleichmäßig bewachsen ist und teilweise kahle Stellen hat. Diese kahlen oder schlecht bewachsenen Flächen wurden früher einfach erneut mit Stickstoffdünger überzogen", erklärt Schmidt. Das sei hoch problematisch, denn alles was die Pflanzen nicht aufnehmen könnten, wandere in den Boden und in die Wasserkreisläufe.

Können wir nicht auf Dünger verzichten?

Wenn Dünger so problematisch sein kann, brauchen wir ihn überhaupt? Können wir nicht darauf verzichten und eine geringere Ernte in Kauf nehmen? "Wenn Sie ohne Stickstoffdünger arbeiten, haben Sie weniger als die Hälfte des Ertrages", sagt Schmidt. Der mineralische Stickstoffdünger – auch unter dem Begriff Kunstdünger bekannt – sei ein Garant unserer Selbstversorgung in Deutschland.

Schmidt mag den Begriff Kunstdünger nicht. "Natürlich kann man auch biologische Gülle oder Jauche verwenden", erklärt Schmidt weiter. Doch abseits dessen, dass sie weniger gut berechenbar sei, gehe es ja um den Gehalt an Stickstoff. Dieser müsse stimmen. Um die Balance zwischen guter Ernte und Umweltschutz zu erlangen, sei es wichtig, den Stickstoffbedarf genau zu errechnen und an die Pflanzen zu bringen.

Wenn sich IT und Landwirtschaft vereinen

An der Stelle setzt der Agrar-Ingenieur Schmidt mit dem "Precision Farming"-Ansatz ein. Die "präzise" Landwirtschaft meint ursprünglich nichts anderes, als genau zu erkennen, was die Pflanzen brauchen und sie dementsprechend zu behandeln, also zu düngen. Was einfach klingt, ist hochkomplex. Wie lässt sich das für das gesamte Feld bestimmen? "Je grüner eine Pflanze ist, desto mehr Chlorophyll trägt sie in sich, desto besser ist sie mit Stickstoff ernährt", sagt Schmidt. Das sei aber nur ein Element. Größe, Wuchsform und viele weitere Komponenten ließen auf den Zustand der Pflanzen rückschließen.

Ein Feld mit Graspflanze
Die Gerste auf dem Versuchsfeld vor den Toren Oschatz' scheint top in Ordnung. Leuchtend grün wirkt das junge Getreide gesättigt und mit genug Stickstoff-Nahrung versehen. Bildrechte: MDR/Tominski

Messstationen im Feld

Um den Zustand der Pflanzen zu analysieren, haben Schmidt und seine Kollegen Messstationen mitten ins Feld gebaut. Zweimal pro Tag misst ein Sensor in dem Versuchsfeld die Beschaffenheit der Pflanzen und ermittelt einen idealen Zeitpunkt der Düngung. Diese Referenzwerte der "angepassten Düngung" werden mit weiteren Daten der "differenzierten Düngung" verrechnet. Kurzum: Schmidt arbeitet mit zwei Datenquellen, mit denen seiner Messstationenund mit die Daten, die Pflanzensensoren auf den Maschinen oder Drohnen liefern.

Eine Grafik zum Thema Temperatur
Die Messstation im Feld gleicht verschiedene Daten miteinander ab. Bildrechte: ExAGt GmbH

Satellitenbilder liefern Daten per Fernerkundung

Das Besondere: Schmidt hat noch eine andere Datenquelle ausfindig gemacht. Der vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt betriebene Satellit "Sentinel-2" fliegt alle drei Tage über Deutschlands Felder und liefert frische aktuelle Daten, wenn auch nur bei wolkenlosen Himmel. Diese Sateliten-Daten sind jetzt öffentlich verfügbar. Schmidt zieht sich die Sentinel-2-Daten und gleicht sie mit den Daten der Messstationen ab. "Dabei fließt alles ein, was sie sich vorstellen können", erklärt der Ingenieur. "Der Satellit liefert auch Daten aus Spektralbereichen, die wir nicht sehen, die aber Aufschluss über die Stickstoff-Sättigung der Pflanzen geben."

Funktioniert das Einsparen?

"Sie sparen 15 bis 25 Kilogramm Düngemittel pro Hektar", erklärt Schmidt. Mit der richtigen Dosierung lande zudem weniger Düngung in Grundwasser und Atmosphäre. "Wir wollen ja nicht, dass die Düngung in Luft und Grundwasser landet, sie soll direkt bei den Pflanzen ankommen." Die präzise Düngung erfordere jedoch höchste Aufmerksamkeit. "Wenn Sie zu große Fehler machen, ist die Ernte im Eimer. Ein Aufpäppeln der Pflanzen ist immer ziemlich schwierig."

Eine Grafik zum Thema Temperatur
Dieser Screenshot zeigt die Ansicht der Satelittenbildverarbeitung von Sentinel-2-Daten. Bildrechte: MDR/Tominski

Warum sammelt ein Satellit Daten über Felder?

Andreas Schmidt holt für seine Antwort weit aus. "Die Technologie stammt aus der Fernerkundung der 1970er Jahre. Damals wollten die US-Amerikaner die Getreideernte der Russen beobachten", erzählt Schmidt. Diese Fernerkundung sei im Copernicus-Programm der Europäischen Union weiterentwickelt worden. Heute liefert Sentinel-2 Daten für den Klimaschutz, zur Landüberwachung sowie zum Katastrophen- und Krisenmanagement auf der gesamten Erde.

Eine Grafik zum Thema Landwirtschaft
Versuchen auf Praxisfeldern werden auch "On-Farm-Experimente“ (OFE) genannt. Diese Grafik vergleicht zwei verschiedene Düngeverfahren, links zeigt eine Düngekarte Prüfglieder eines Feldes. Rechts wird dieses Versuchsfeld auf dem Schlepperterminal (Anzeige/Computer) eines Traktors angezeigt. Bildrechte: ExAGt GmbH

Folgen des Kriegs gegen die Ukraine

Apropos Getreideernte: Wird die Ukraine als Kornkammer Europas trotz Krieg eine Ernte einfahren können? "Ich schätze, die Ukraine wird etwa 50 Prozent ernten", urteilt Schmidt am Feldesrand. Die Ukraine habe den Weltmarkt zu sehr günstigen Preisen bedient und werde das auch weiter tun – wenn auch in abgeschwächter Form.

Viel günstiges Getreide aus der Ukraine sei in afrikanische Länder exportiert worden. Das würde sich sicherlich bemerkbar machen. "Andererseits besteht vor Ort wieder die Möglichkeit, eigene regionale Nahrungskreisläufe aufzubauen", gibt Schmidt zu bedenken. "Ich bin ein Freund regionaler Kreisläufe, der globale Welthandel ist nicht immer gut."

Gibt es einen Mangel an Düngemitteln?

Vor drei Wochen ist öffentlich vor einer Knappheit von Düngemitteln wegen des Krieges Russlands gegen die Ukraine gewarnt worden. "Die Düngemittelproduktion ist sehr energieintensiv", erklärt der Agraringenieur. "Die großen Produzenten nehmen sich etwas zurück, die hohen Energiekosten müssen ja auch immer an die Preise weitergeben werde." Es sei nicht klar, ob die Abnehmer jetzt so viel mehr bezahlen wollten. Es könne sich aber auch nur um eine künstliche Verknappung handeln. "Wer weiß das schon", sagt Schmidt lachend und zuckt mit den Schultern. Fakt sei, die Preise für Stickstoffdünger seien in den vergangenen Jahren auf etwa das Drei- bis Fünffache gestiegen.

Ist die Versorgung gesichert?

Letzte Frage: Wie sicher ist die Versorgung? "Weltweit gesehen, ist die Versorgungssituation schon immer etwas kipplig gewesen", erläutert Schmidt. "Wir haben keine Vorratshaltung mehr, die wurde nach dem Ende des Kalten Krieges aufgegeben." Die Chinesen allerdings seien hier gut aufgestellt. "China praktiziert die Vorratshaltung bis heute."

IT und Hightech in der Landwirtschaft - Andreas Schmidt berät mit drei Kollegen über die "ExagT GmbH" zwölf bis 13 Betriebe in Sachsen bei der Düngung.
- In Ostdeutschland insgesamt analysieren die IT-Experten und Agrar-Ingenieure die Daten von mehr als 20 landwirtschaftlichen Betrieben.

Quelle: MDR

Dieses Thema im Programm: MDR SACHSEN | Regionalnachrichten aus dem Studio Leipzig | 21. April 2022 | 11:30 Uhr

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