Interpretation von Ertragskarten als ... - AGROLAB

Ertragskartierung gewinnt anBedeutungMit fortschreitender Technik und der Abschaltung der künstlichen Störung (SelctiveAvailibility) des GPS-Signals seit Mai 2000 wird die Ertragskartierung für denAgrarunternehmer immer interessanter.Bei der Ertragskartierung wird im Mähdrescher über ein (nachrüstbares)Messsystem während der Überfahrt laufend der aktuelle Ertrag gemessen. Das GPS-System des Mähdreschers ermittelt zeitgleich die jeweilige Position. Auf diese Weisewerden im 1- bis 5-Sekunden-Takt Positions- und Ertragsdaten gespeichert. Ausden so gewonnenen Einzelpunkten kann dann eine Karte der Erträge für jedenSchlag berechnet werden. Die Ertragskartierung ist somit ein Mittel, umUnterschiede im Ertrag auf einer Fläche sowohl geographisch zu lokalisieren alsauch quantitativ festzustellen.Zurück zurFirmenbeschreibung

Exakte Druscharbeit, gezielteDatenauswahl und geostatistischeInterpolationsmethodenAussagefähige Daten können nur durch geübte Mähdrescherfahrer “gesammelt”werden. Hier gilt es u.a. auf eine rechtzeitige Anhebung und Absenkung desSchneidwerks zu achten und unvollständige Schnittbreiten zu vermeiden.Die aufgenommenen Daten müssen dann auf dem PC weiterverarbeitet werden.Zunächst werden Korrekturen an den Rohdaten vorgenommen. Eliminiert werden•Nullwerte•pflanzenbaulich unplausibel hohen Werte•Werte, die ohne ein korrektes GPS-Signal ausgenommen wurden (betrifftErtragskartierungen vor 2000)Aus den korrigierten Rohdaten werden über geostatistisch anerkannteInterpolationsverfahren Verteilungskarten ermittelt. In Abbildung 1 sind dieRohdaten und die daraus resultierende Verteilungskarte des Ertrages vonWinterweizen für einen Beispielsschlag dargestellt.Zurück zurFirmenbeschreibung

Exakte Druscharbeit, gezielteDatenauswahl und geostatistischeInterpolationsmethodenROHDATENErtrag in t/haNordenERTRAG TROCKENWinterweizen Ertrag in dt/haNorden56808315680731568063156805311.00 to 6.606.60 to 7.707.70 to 8.508.50 to 9.209.20 to 13.405680831568073156806315680531Abbildung 1:Rohdaten undVerteilungskartedesWeizenertrages56804315680431Meter5680331Meter5680331999.0095.005680231568023185.005680131568013175.0065.005680031568003155.005679931567993145.000.0056798315448032 5448132 5448232 5448332 5448432 5448532 5448632 5448732Meter56798315448032 5448132 5448232 5448332 5448432 5448532 5448632 5448732MeterZurück zurFirmenbeschreibung

AuswertungenEs stellt sich nun die Frage, wie die Ertragsdaten ausgewertet werden sollen, undwelche weitergehenden Bewirtschaftungsmaßnahmen aus solchen Karten abgeleitetwerden können.Einjährige Karten = Düngung nach EntzugEinjährige Ertragskarten geben zunächst einmal einen Überblick über die Höhe unddie Verteilung der Erträge auf einem Schlag in dem betreffenden Jahr. DieseInformation ist an sich schon sehr wertvoll, da das beim Landwirt häufig bereitsvorhandene Wissen über Ertragsunterschiede innerhalb eines Feldes in vielen Fällenbestätigt und auch in konkrete Zahlen gefaßt wird.Einjährige Ertragskarten können in einem weitergehenden Schritt für dieDüngerausbringung verwendet werden. Dem liegt die Idee zugrunde, daß dieErtragskarte den Entzug des letzten Vegetationsjahres angibt. DieserNährstoffentzug muß durch Düngung ausgeglichen werden. Dies bedeutet, daß dieDüngungskarte eine 1 : 1 Umsetzung der Ertragskarte ist (siehe Abbildung 2). Beieiner solchen Düngestrategie wird die Nährstoffversorgung des Bodens allerdingsnicht berücksichtigt. Unterversorgte Bereiche eines Schlages bleiben unterversorgt,ebenso werden in Bereichen mit sehr hohen Nährstoffgehalten weiterhin zu hoheDüngermengen appliziert. Diese Anwendung kann daher nur dann empfohlenwerden, wenn die Nährstoffversorgung des Schlages bekannt und keine Über- oderUnterversorgung auf dem Schlag vorhanden ist.Zurück zurFirmenbeschreibung

Einjährige Karten =Düngung nach Entzug56808005680700NordenP 2O 5- DÜNGEEMPFEHLUNGTriple-Phosphat in kg/ha für WWMeter5680600568050056804005680300185.0163.0142.0Abbildung 2:Düngekarte auf derGrundlage derErtragskarte ohneBerücksichtigung derBodennährstoffgehalte5680200122.0568010099.0568000056799005448100 5448200 5448300 5448400 5448500 5448600 5448700MeterZurück zurFirmenbeschreibung

Mehrjährige Karten5702170NordenNorden1996 19975702170Ertrag in dt/ha für RWErtrag in dt/ha für WW5701970999.005701970999.00Meter5701770570157057013704473460 4473660 4473860 4474060Meter47.5040.0035.0030.0022.5015.000.00Meter5701770570157057013704473460 4473660 4473860 4474060Meter90.0075.0065.0055.0045.0030.000.00Abbildung 3:Ertragskarten für einenBeispielsschlag für 4Jahre5702170NordenNorden1998 19995702170Ertrag in dt/ha für WGErtrag in dt/ha für RW5701970999.005701970999.00Meter570177090.0075.00Meter570177047.5040.0065.0035.00570157055.00570157030.0045.0022.5057013704473460 4473660 4473860 4474060Meter30.000.0057013704473460 4473660 4473860 4474060Meter15.000.00Zurück zurFirmenbeschreibung

Mehrjährige KartenDer Grund für unterschiedliche Erträge innerhalb eines Schlages kann sehr vielschichtig sein,z. B.:•die Grundnährstoffversorgung,•der pH-Wert,•die Versorgung mit Mikronährstoffen,•der Humusgehalt und damit verbunden die Stickstoffnachlieferung,•die bodenphysikalischen Eigenschaften wie z.B. das Wasserhaltevermögen,•der Krankheitsbefall sowie•Konkurrenz durch Unkräuter und nicht zuletzt•die Witterung.Dies führt dazu, daß die Erträgshöhe und auch die Ertragsverteilung innerhalb eines Schlagesvon Jahr zu Jahr und von Fruchtart zu Fruchtart wechseln können.Bestimmte Standortfaktoren wie z.B. die Bodenart oder der Humusgehalt bleiben jedoch überdie Jahre nahezu konstant und haben somit Auswirkung auf alle Fruchtarten. Eine stellenweisegeringe N-Nachlieferung aus dem Boden wird bei einheitlicher N-Düngung bei allen Fruchtartenan diesen Plätzen zu geringeren Erträgen führen. etc.Zurück zurFirmenbeschreibung

Mehrjährige KartenDas Ziel einer Auswertung von mehrjährigen Ertragskarten ist es daher,gleichbleibende Ertragspotentiale festzulegen, d.h. Bereiche auf dem Feld, in denenunabhängig von der Frucht und unabhängig vom Jahr ständig hohe bzw. niedrigeErträge aufgetreten sind zu finden.Will man solche Regionen innerhalb eines Schlages ermitteln, müssen dieErtragskarten mehrerer Jahre miteinander verschnitten. Dazu werden dieErträge zunächst normiert, um die Vergleichbarkeit zwischen den Jahrenzu ermöglichen. Für jedes Jahr bzw. für jede Fruchtart bildet man 3 bis 7Ertragsklassen. Die Anzahl der Ertragsklassen wird in Absprache mit demBetriebsleiter festgelegt.Abbildung 4 zeigt für alle 4 Jahre des Beispielschlages die Verteilung bei einerUnterteilung in 5 Ertragsklassen. In Abbildung 5 ist die über 4 Jahren gemittelteVerteilung der Ertragklassen dargestellt. Diese Karten zeigen an, ob in deneinzelnen Regionen des Schlages ein eher hohes oder eher niedrigesErtragspotential vorherrscht.Zurück zurFirmenbeschreibung

Mehrjährige KartenAbbildung 4: Festlegung von 5 Ertragsklassen für die Ertragskartenaus Abbildung 3.NordenNorden5702167570216719965702067199757020675701967570196757018675701867Meter5701767Meter5701767ERTRAGSKLASSE570166757016675701567570156757014675701467_______57013674473473 4473573 4473673 4473773 4473873 4473973MeterNorden57013674473473 4473573 4473673 4473773 4473873 4473973MeterNordensehr hoch_______57021671998 5702067199957021675702067hoch_______57019675701967mittel57018675701867_______Meter5701767Meter5701767niedrig57016675701667_______57015675701567sehr niedrig570146757013674473473 4473573 4473673 4473773 4473873 4473973Meter570146757013674473473 4473573 4473673 4473773 4473873 4473973Meter_______Zurück zurFirmenbeschreibung

Mehrjährige KartenAbbildung 5: Über 4 Jahre gemittelte Ertragsklassen für den Beispielsschlag.Norden5702167MITTLEREERTRAGSKLASSEN5702067_______5.505701967sehr hoch_______4.505701867hoch_______3.50Meter5701767mittel_______2.505701667niedrig_______1.505701567sehr niedrig_______0.50570146757013674473473 4473573 4473673 4473773 4473873 4473973MeterZurück zurFirmenbeschreibung

VerwendungWie können nun solche Karten von gemitteltenErtragsklassen bzw. von Ertragspotentialenverwendet werden?Verwendung von Ertragskarten alsGrundlage für BodenbeprobungDie Karte des Ertragspotentials kann alsGrundlagen für eine gezielte Bodenbeprobungherangezogen werden. Die Bodenbeprobungerfolgt in einem solchen Fall nicht mehr ineinem strengen vorgegebenen Raster (z.B. 1-ha-Raster oder 3-ha-Raster) sondern werdenin den Regionen innerhalb des Schlagesgezogen, in denen Unterschiede imErtragspotential auftreten. So kann festgestelltwerden, inwieweit die Unterschiede im Ertragauf Unterschiede in der Nährstoffversorgungim pH-Wert oder der Bodenart zurückzuführensind. In Abbildung 6 ist eine Festlegung vonBeprobungsspuren auf der Grundlage einerErtragspotentialkarte abgebildet.Abbildung 6: Probenahmestrecken, die aufder Grundlage der Ertragskarte festgelegt wurde.Zurück zurFirmenbeschreibung

Kombination von Ertragskarten undBodennährstoffkarten für dieGrunddüngungErtragspotentialkarten können auch für die teilschlagspezifische Düngung verwendetwerden. Die herkömmliche Düngeempfehlung ermittelt den Grunddüngerbedarf wie folgt:Düngermenge = spezifischer Pflanzenentzug x erwarteter Ertrag x Faktor + Zu- oderAbschlag.Der spezifische Pflanzenentzug ist abhängig von der Fruchtart. Der Faktor sowie der Zubzw.Abschlag ergibt sich aus dem Nährstoffgehalt im Boden. Der erwartete Ertrag wird vomLandwirt auf Grund der Erfahrungen der letzten Jahre festgelegt.Bei der teilschlagspezifischen Düngung wird der zu erwartende Ertrag durch einen mittlerenErtrag und einen Ertragsfaktor für jeden Punkt im Schlag ersetzt:Düngermenge = spezifischer Pflanzenentzug x erwarteter mittlerer Ertrag x Ertragsfaktor xFaktor + Zu- oder Abschlag.Die Ertragsfaktoren an jedem Punkt des Schlages werden durch Bildung des Verhältnisseszwischen dem tatsächlichen Ertrag an diesem Punkt und dem mittleren Ertrag. Zeigen dieErtragskarten eine Region an, in der in den letzten Jahren immer höhere Erträge geerntetwurden als im Mittel, werden in diesen Regionen Ertragsfaktoren größer 1 berechnet. InRegionen mit geringerem Ertragspotential wird der Ertragsfaktor kleiner 1 sein. So erhältman an jedem Punkt im Schlag eine Düngermenge, die einerseits durch den Nährstoffgehaltund andererseits über die aus den vergangenen Ertragskarten ermittelten Ertragsfaktorenbestimmt wird.Abbildung 7 zeigt die Nährstoffverteilung, die Karte der mittleren Ertragsfaktoren und diedaraus resultierende Düngekarte. In der Düngekarte ist sowohl die Struktur derNährstoffverteilung als der Ertragsfaktoren wiederzuerkennen.Zurück zurFirmenbeschreibung

Kombination von Ertragskarten undBodennährstoffkarten für dieGrunddüngungP - VERTEILUNG(mg/100 g Boden, DL)MITTL. ERTRAGSFAKTORENP 2 O 5 - DÜNGEEMPFEHLUNGTriple-Phosphat in kg/ha für WWNordenNordenNorden570220057021675702200570210057020008644570206757019675702100570200057019006457018675701900Meter5701800E_______100.0012.00Meter57017671.401.30Meter5701800999.0290.05701700611D_______10.008.0057016671.201.105701700260.0230.057016005701500511C_______B_______A6.755.504.253.001.50570156757014671.000.900.800.7057016005701500150.0140.0130.0120.0100.05701400_______0.004473500 4473600 4473700 4473800 4473900 4474000Meter57013674473473 4473573 4473673 4473773 4473873 4473973Meter0.6057014004473500 4473600 4473700 4473800 4473900 4474000MeterAbbildung 7: Nährstoffverteilung, Ertragsfaktorenkarte und resultierendeDüngekarte.Zurück zurFirmenbeschreibung

Ertragsfaktoren und GütekartenWill man Ertragsfaktoren bei der Berechnung der Düngermenge mit berücksichtigen,ist es wichtig festzustellen, wie gut die Übereinstimmung der Ertragsverteilung in deneinzelnen Jahren war; oder anders ausgedrückt, wie ähnlich sich die Karten derverschiedenen Jahre sind. Liegt an einem Punkt innerhalb des Schlages in einem Jahrdie Ertragsklasse 1, im zweiten dagegen die Klasse 5 vor, so erhält man ebenso einemittlere Klasse von 3, als wenn in beiden Jahren an diesem Punkt zweimal dieErtragsklasse 3 auftritt. In dem ersten Fall liegt jedoch eine sehr schlechteÜbereinstimmung über die Jahre vor, während die Übereinstimmung im zweiten Fallsehr gut ist.Wichtig ist daher eine sogenannte Gütekarte. Zur Berechnung der Güte wird zunächstdie maximale Abweichung der Güteklassen zwischen den Jahren bestimmt - dann dertatsächliche Unterschied zwischen den JahrenDie Güte in % errechnet sich aus dem Verhältnis zwischen dem tatsächlichenUnterschied und dem maximalen Unterschied.Für jeden Punkt auf dem Schlag wird auf diese Weise eine Güte in % ermittelt unddaraus eine Gütekarte abgeleitet. Abbildung 8 zeigt eine solche Gütekarte für denBeispielsschlag. Grüne Bereiche zeigen gute Übereinstimmung zwischen den Jahren,rote Bereiche dagegen schlechte Übereinstimmung.Zurück zurFirmenbeschreibung

Ertragsfaktoren und Gütekarten5702167NordenGÜTE DERÜBEREINSTIMMUNGin %570206757019675701867in %100.0080.00Abbildung 8: Gütekarte fürdie Übereinstimmung derErtragsklassen von 4aufeinanderfolgendenJahren.Meter570176760.0040.00570166720.0057015670.00570146757013674473473 4473573 4473673 4473773 4473873 4473973MeterZurück zurFirmenbeschreibung

Ertragsfaktoren und GütekartenDie Gütekarte kann nun bei der Berechnung der mehrjährigen Ertragsfaktoren verwendetwerden. Dazu legt man fest, daß nur bei einer bestimmten Güte der jeweiligen Stelle einErtragsfaktor berechnet werden soll. Ist die Güte ungenügend, wird der Ertragsfaktordann auf 1 festgesetzt. Dies bedeutet, daß an diesem Punkt im Feld nur die mittlereErtragserwartung bei der Ermittlung der Düngermenge eingesetzt wird.Aus Abbildung 9 wird der Einfluß der Gütekarte deutlich. Während für dieApplikationskarte in Abbildung 7 die Güte der Übereinstimmung der Erträge der letztenJahre nicht berücksichtigt wurde, ist für die Applikationskarte in Abbildung 9 die Vorgabegetroffen worden, daß nur dann der Ertragsfaktor ungleich 1 eingesetzt wird, wenn dieGüte der Übereinstimmung mindestens 80% beträgt. Es ist zu erkennen, daß der Einflußder Ertragsdaten auf die Düngermenge abnimmt und die Düngermenge mehr durch dieNährstoffverteilung bestimmt wird.Zurück zurFirmenbeschreibung

Ertragsfaktoren und GütekartenMITTL. ERTRAGSFAKTORENbei Übereinstimmung derErtragskarten von >80%P 2O 5- DÜNGEEMPFEHLUNGbei Übereinstimmung derErtragskarten von >80%NordenNorden57022005702167570210057020675702000570196757019005701867Meter57017671.401.30Meter5701800999.0290.057016671.201.105701700260.0230.01.005701600150.057015670.90140.00.8057014670.700.6057013674473473 4473573 4473673 4473773 4473873 4473973Meter130.05701500120.0100.057014004473500 4473600 4473700 4473800 4473900 4474000MeterAbbildung 9: Einfluß der Gütekarte auf die Erstellung einer Dünger-Applikationskarte.Zurück zurFirmenbeschreibung

Ertragsfaktoren und GütekartenDerartige Applikationskarten hat AGROLAB nach der Ernte 2000 für eine Fläche von ca. 3000 haerstellt.Weitere Einsatzmöglichkeiten von Ertragskarten werden zur Zeit in Forschungsprojekten untersucht.Dazu gehört die Variation der Aussaatstärke. In Bereichen mit geringem Ertragspotential kann dieAussaatstärke verringert werden, um z. B. den Wasserentzug während des Sommers zu verringern.Ebenso gibt es Überlegungen, die Stickstoffdüngung auf Grund der Ertragspotentialkarten zu variieren.Dr. Torsten ZurmühlAGROLABZurück zurFirmenbeschreibung