DE3844555A1 - Verfahren zur ermittlung optimaler stickstoff-, kalium- und phosphat-duengungskombinationen fuer eine qualitative produktion landwirtschaftlicher erzeugnisse bei kulturpflanzen - Google Patents

Description

Verfahren zur Ermittlung optimaler Stickstoff-, Phoshat- und Kalium-Düngungskombinationen für eine qualitative Produktion landwirtschaftlicher Erzeugnisse bei Kultur­ pflanzen.

1. Das neu entwickelte Verfahren gehört in das Gebiet der Beeinflussung von Pflanzenertrag und Pflanzeninhaltsstoffen durch Stickstoff-, Phosphat- und Kalium-Düngung (NPK- Düngung).

2. Zur Zeit sind Düngungsentscheidungen im wesentlichen auf die Steigerung des Ertrages ausgerichtet. Sie basieren vor allem auf Kenntnissen über die Reaktion des Ertrages auf Düngungsmaßnahmen sowie auf Bodenanalysen. Düngungsangebot, seine Auswirkungen auf den Gehalt und die Zusammensetzung an qualitätsbestimmenden Inhaltsstoffen sowie die Abhängig­ keiten zwischen diesen Faktoren werden dabei nicht im Gesamtzusammenhang analysiert und zur Grundlage von Düngungsentscheidungen gemacht (A. FINCK, 1979; K. MENGEL, 1984).

3. Durch das Verfahren werden NPK-Düngungskombinationen ermittelt, die genau auf die vom Anwender zuvor festge­ legten Zielsetzungen (Grenzwerte für verschiedene quali­ tätsbestimmende Inhaltsstoffe, zu erwartender maximaler Ertrag) ausgerichtet sind und auf der Analyse des Gesamt­ zusammenhanges und der Wechselwirkungen von Düngungs­ angebot, N-P-K-Gehalt in der Pflanzensubstanz und quali­ tätsbestimmenden Inhaltsstoffen basieren.

4. Der gewerbliche Nutzen des Verfahrens ergibt sich unter anderem aus:

• - einer Steigerung der Effizienz des Düngemitteleinsatzes. So lassen sich z.B. Überdüngungen vermeiden, da anhand von Simulationsrechnungen auf der Basis des Optimierungs­ modelles sehr schnell die Auswirkungen von Düngungsstei­ gerungen auf den Ertrag festgestellt werden können. Das Verfahren liefert damit unmittelbar Anhaltspunkte für Kosten-Nutzen-Analysen (Kosten einer Steigerung des Düngemitteleinsatzes zu Nutzen aus dem zu erwartenden Ertragszuwachs);
• - der gezielten Beeinflussung der qualitätsbestimmenden Inhaltsstoffe. Daraus ergeben sich besonders für die verschiedenen Zweige der Agrarrohstoffe verarbeitenden Industrien Vorteile. Da je nach Verwendungszweck unterschiedliche Pflanzenqualitätsmerkmale von Bedeutung sind, kann durch deren zielgerichtete Beeinflussung der Mitteleinsatz insgesamt reduziert werden.

5. Um NPK-Düngungskombinationen zu bekommen, die genau auf den jeweiligen Zweck ausgerichtet sind, wird es dem Anwender überlassen, die Werte verschiedener qualitäts­ bestimmender Pflanzeninhaltsstoffe innerhalb einer bestimmten Bandbreite selbst vorzugeben. Die Ober- und Untergrenzen für den jeweiligen Inhaltsstoff entsprechen dabei den in den mehrjährigen Versuchsreihen festgestellten Maximal- und Minimalwerten.

Aufgrund der gewünschten Inhaltsstoffwerte werden dann mit Hilfe des entwickelten EDV-Programmes der zu erwartende maximale Ertrag und die zugehörigen N-, P- und K-Niveaus in der Pflanzensubstanz berechnet. Der Anwender hat nun die Möglichkeit, Inhaltsstoffwerte zu ändern. Das EDV-Programm ermittelt ihm die Auswirkungen auf den zu erwartenden maximalen Ertrag und die N-, P- und K-Niveaus in der Pflanzensubstanz.

Nachdem der Anwender das seinen Zielsetzungen entsprechende optimale Verhältnis aus Ertragsniveau und Inhaltsstoffzu­ sammensetzung endgültig festgelegt hat, ermittelt ihm ein EDV-Programm die zugehörige NPK-Düngungskombination.

Beispiel:

Ein Anwender möchte, das beim Anbau von Chinakohl die nachstehenden Qualitätsmerkmale eingehalten werden:

Gehalt an Trockensubstanz
< = 6,5% in der Frs.
Gehalt an Zucker	< = 35,0% in der Trs.
Gehalt an organ. Säuren	< = 7,0% in der Trs.
Gehalt an Nitrat	< = 5000 ppm in der Trs.
Gehalt an Mineralstoffen	< = 5,0% in der Trs.
Gehalt an Vitamin C	< = 850 mg/100 gr. Trs.

Der Anwender gibt diese Grenzwerte in das EDV-Programm ein. Dieses ermittelt ihm anhand des zugrundeliegenden Optimierungsmodelles den zu erwartenden maximalen Ertrag (im vorliegenden Fall = 1086 gr. in der Frs./Gef.). Ist der Anwender mit diesem Ertrag nicht zufrieden, kann er die Inhaltsstoff-Grenzwerte ändern und durch Simulationsberech­ nungen die Auswirkungen auf den zu erwartenden maximalen Ertrag überprüfen. Hat der Anwender auf diese Weise sein endgültiges Optimum aus Inhaltsstoff-Grenzwerten und zu erwartendem maximalem Ertrag festgelegt, kann er sich die zugehörige NPK-Düngungskombination ermitteln lassen. Im hier behandelten Beispiel sieht diese wie folgt aus:

Stickstoff-Düngung
3,0 gr. N/Gef.
Phosphat-Düngung	6,0 gr. P205/Gef.
Kalium-Düngung	2,0 gr. K20/Gef.

Claims (2)

1. Verfahren zur Ermittlung optimaler Stickstoff (N)-, Phosphat (P)-und Kalium (K)-Düngungskombinationen für eine qualitative Produktion landwirtschaftlicher Erzeugnisse bei Kulturpflanzen.
2. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß:

   • - der Anwender die Werte für eine Vielzahl qualitätsbe­ stimmender Inhaltsstoffe von Kulturpflanzen entsprechend seiner jeweiligen Zielsetzung selbst vorgeben kann;
   • - der Anwender anhand von Simulationsberechnungen unmittel­ bar die Auswirkungen von Änderungen seiner Inhaltsstoff- Werte auf den zu erwartenden maximalen Ertrag überprüfen kann;
   • - es NPK-Düngungskombinationen auf der Grundlage einer in Versuchen festgestellten hohen Korrelation mit dem NPK- Gehalt in der Pflanzensubstanz berechnet und dadurch die Erreichung des vom Anwender selbst vorgegebenen Optimums aus einzuhaltenden Inhaltsstoffwerten und zu erwartendem maximalen Ertrag gewährleistet;
   • - sämtliche Berechnungen auf der Grundlage von nicht­ linearen Optimierungsmodellen erfolgen, bestehend aus:
     • - den zu maximierenden Zielfunktionen, die die Abhängig­ keiten zwischen dem Ertrag und den N-, P- und K-Niveaus in der Pflanzensubstanz darstellen;
     • - Nebenbedingungen, die die Beziehungen zwischen den qualitätsbestimmenden Inhaltsstoffen und den N-, P- und K-Niveaus in der Pflanzensubstanz abbilden.