Mitteilungen der Gesellschaft für Pflanzenbauwissenschaften Band 23

Mitt. Ges. Pflanzenbauwiss. 23: 229 (2011)
Einsatz optischer Sensoren zur Optimierung von Ertrag und
Qualität bei Brokkoli (Brassica oleracea convar. botrytis var. italica)
Christine Veh, Simone Graeff-Hönninger, Judit Pfenning, Wilhelm Claupein und
Hans-Peter Liebig
Institut für Kulturpflanzenwissenschaften, Universität Hohenheim, Stuttgart. E-Mail: christine.veh@unihohenheim.de
Einleitung
Weltweit hat der Brokkoli-Anbau in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen.
Durch den vergleichsweise hohen Anteil an Glucosinolaten gilt Brokkoli als ein sehr
gesundes Gemüse, mit dem Potenzial, das Risiko von Krebserkrankungen zu
senken (Kell, 2011). Zur Unterstützung eines umweltfreundlichen und
wirtschaftlichen N-Managements bei Brokkoli werden Versuche zur Optimierung der
N-Düngung mit Hilfe optischer Sensoren getestet. Im Projekt wurden folgende
Hypothesen geprüft: 1) sensorgestützte Quantifizierung des N-Düngerbedarfs bei
Brokkoli im Freiland-Gemüsebau, 2) Minimierung der betrieblichen N-Bilanzüberschüsse
und den damit verbundenen möglichen Umweltbelastungen, 3)
gleichzeitige Sicherung der Ertragshöhe und Produktqualität.
Material und Methoden
Im Jahre 2010 wurde auf der Versuchsstation für Gemüse- und Gartenbau der
Universität Hohenheim (384,3 m bis 395,5 m ü.NN, mittlere jährliche
Niederschlagsmenge 697 mm, mittlere Jahrestemperatur 8,8 °C) ein großparzelliger
Feldversuch mit sechs verschiedenen Brokkoli-Sorten (Parthenon, Marathon,
Olympia, Ironman, Monopoly und Monterey) unter vier verschiedenen N-
Düngerstufen (0, 100, 200 und 400 kg N ha -1 ) angelegt. Als Dünger wurde der
handelsübliche Kalkammonsalpeter (KAS) eingesetzt. Zur Optimierung des N-
Düngerbedarfs und einer direkten Ermittlung des N-Versorgungsstatus der Pflanzen
wurden verschiedene Sensoren eingesetzt. Die Blattreflexionsmessung mit der
Digitalkamera LEICA S1 Pro begann zwei Wochen nach der Pflanzung und wurde
einmal pro Woche am jüngsten voll entwickelten Blatt bis zur Ernte durchgeführt
(Graeff, 2008). Die statistische Auswertung der Ergebnisse wurde mit dem Statistikprogramm
SAS 6.12 durchgeführt.
Ergebnisse und Diskussion
Die Ergebnisse der Sensormessungen ergaben signifikante Unterschiede bei jungen
Blättern in der Nullvariante im Vergleich zur Düngerstufe mit 200 kg N ha -1 und der
Düngerstufe 400 kg N ha -1 . Die Wellenlängenbereiche 505 nm, 510 nm und 540 nm
sowohl des sichtbaren Lichts als auch des Infrarotbereichs erwiesen sich als am
besten geeignet, den N-Versorgungszustand von der Brokkolipflanze zu bestimmen
(Seiz, 2009). Die Ergebnisse zeigen, dass der N-Bedarf und die Qualität der
einzelnen Brokkolisorten über die optischen Sensoren gut abgebildet werden
können.
Literatur
Kell, K. 2011: Hitzetoleranter Brokkoli: Screening mit 140 Testsorten aus aktuellen Zuchtlinien von
agro-TIP. Infodienst Weihenstephan 1:1-4.
Graeff, S., J. Pfenning, W. Claupein, H.-P. Liebig 2008: Evaluation of image analysis to determine the
N-fertilizer demand of broccoli plants. Optical Technologies, 1-8.
Seiz, P. 2009: N-Düngebemessung bei Brokkoli (Brassica oleracea convar. botrytis var. italica) durch
Einsatz von Kamera-Reflexionsmessungen. Diplomarbeit Agrarbiologie, Fakultät Agrarwissenschaften,
Universität Hohenheim, 1-144.