Stickstoffnutzungseffizienz (NUE) & Stickstoffaufnahme

TAN, NU, NUE und Stickstoffüberschuss aus ausgebrachten N-Mengen sowie Ertrags-/Proteindaten berechnen. Karten und Statistiken nutzen, um Bereiche mit Über- und Unterversorgung zu erkennen und den Stickstoffeinsatz für die nächste Saison zu planen.

Verwenden Sie GeoPard, um zu quantifizieren Stickstoffnutzungseffizienz (NUE) und Stickstoffaufnahme. Verwenden Sie reale Betriebsdaten. Nutzen Sie es für präzises Stickstoffmanagement und die Nachsaison‑Auswertung. Dieser Arbeitsablauf wurde entwickelt mit LVA (John Deere Händler, Deutschland) und einem Weizenanbauer.

Lesen Sie die vollständige Fallstudie: Anwendungsfall zur Stickstoffnutzungseffizienz von LVA (John Deere, Deutschland).

Was Sie berechnen (Stickstoffnutzungsprofil)

Dies sind die vier wichtigsten Ausgaben, die GeoPard pro Feld kartiert und zusammenfasst:

Gesamt angewendeter Stickstoff (TAN), kg N/ha Summe des angewendeten Stickstoffs aus allen während der Vegetationsperiode durchgeführten Applikationen.
Stickstoffaufnahme (NU), kg N/ha Geschätzt aus der Erntemenge + Qualitätsmerkmalen (Beispiel: Rohprotein).
Stickstoffnutzungseffizienz (NUE), % $NUE = \frac{NU}{TAN} \times 100\%$
Stickstoffüberschuss (NS), kg N/ha $NS = TAN - NU$

Wenn Sie sich nur eine Sache merken: NUE und NS sind „Input‑ vs. Output“‑Kontrollen. Sie helfen zu erkennen, wo N wahrscheinlich über- oder unterdosiert wurde.

Feldkontext (Beispiel‑Setup)

Im Jahr 2023 konzentrierte sich die Baumgärtel GbR auf die Verbesserung des Weizenwachstums in ihren Feldern. Sie setzten eine vierstufige Stickstoffdüngungsstrategie um, beginnend mit einer SSA‑Behandlung im Februar und anschließend drei weiteren AHL‑Behandlungen im Frühjahr. Diese Stickstoffapplikation wurde mittels standortspezifischer Methodik angepasst. Außerdem spielte das HarvestLab GrainSensing System eine wichtige Rolle, da es die Rohproteinschicht lieferte, die direkt mit dem von den Pflanzen aufgenommenen Stickstoff verknüpft ist.

Mehr Kontext: Stickstoffmanagement auf dem Hof Baumgärtel.

Datenerfassung und -vorbereitung

Maschinendatensätze sind die Grundlage für NUE. GeoPard kann sie über die John Deere Operations Center Integration oder über Datei-/API‑Importe einlesen.

John Deere: Starten Sie bei John Deere Operations Center Integration. GeoPard erfasst automatisch Datensätze für Ernte, Düngung, Pflanzenschutz, Aussaat und Bodenbearbeitung.
Andere Plattformen: Dateien hochladen oder per API verbinden. Gängige Wege sind As‑Applied / As‑Planted Daten und Maschinen‑Proprietärformate.

Für ein vollständiges Stickstoffprofil benötigen Sie:

Angewendete Stickstoffoperationen (as‑applied).
Ernte (Ertrag) Datensatz mit Erntemasse und (idealerweise) Protein. Importdetails: Ertragsdaten.

Daten zur Stickstoffapplikation (as‑applied)

Während der Vegetationsperiode 2023 unterzog sich die Weizenkultur einem sorgfältig strukturierten Stickstoffapplikationsplan, bestehend aus vier separaten Behandlungen:

SSA‑Produkt am 23. Februar 2023
AHL‑Produkt am 18. März 2023
AHL‑Produkt am 6. April 2023
AHL‑Produkt am 13. Mai 2023.

Nitrogen application map (SSA) on 2023-02-23

Nitrogen application map (AHL) on 2023-03-18

Nitrogen application map (AHL) on 2023-04-06

Nitrogen application map (AHL) on 2023-05-13

Erntedaten (Ertrag)

Der Erntedatensatz vom 8. August 2023 mit Schlüsselattributen wie Nassmasse und Rohprotein dient als Grundlage zur Berechnung der Stickstoffaufnahme (NU). Um jedoch analytische Präzision zu gewährleisten und Variabilität zu berücksichtigen, zusätzliche Kalibrierung des Ertragsdatensatzes ist unerlässlich, besonders bei außergewöhnlichen Erträgen, wie dem bemerkenswerten 19 t/ha bei Weizen.

Empfohlen: Yield-Kalibrierung & Bereinigung.

Harvest map 2023-08-08 showing crude protein

Harvest map 2023-08-08 showing wet mass yield

Calibrated wet mass yield map for harvest 2023-08-08

Gesamt angewendeter Stickstoff (TAN)

Gesamt angewendeter Stickstoff (TAN) stellt den gesamten auf ein Feld ausgebrachten Stickstoff dar, gemessen in kg/ha, und wird aus der Summe der tatsächlich während der Vegetationsperiode verwendeten Stickstoffprodukte berechnet. Zur Maximierung der Genauigkeit berücksichtigt diese Bewertung ausschließlich die tatsächlichen AppliedRate‑Daten.

Total applied nitrogen (TAN) map in kg/ha for 2023

Stickstoffaufnahme (NU)

Die Stickstoffaufnahme (NU) quantifiziert den während der Wachstumsperiode von den Pflanzen aufgenommenen Stickstoff und wird unter Verwendung zweier wesentlicher Komponenten berechnet: der Rohproteinmessung des HarvestLab Grain Sensing Systems (1) und der insgesamt geernteten Erntemasse (2). Hier wird NU absolut in kg/ha angegeben.

Nitrogen uptake (NU) map in kg/ha for 2023

Statistical distribution chart for nitrogen uptake (NU) in 2023

Stickstoffnutzungseffizienz (NUE)

Die Stickstoffnutzungseffizienz (NUE) ist das Verhältnis des konsumierten Stickstoffs zum insgesamt angewendeten Stickstoff, ausgedrückt in Prozent, und wird aus der Stickstoffaufnahme (NU) und dem Gesamt angewendeten Stickstoff (TAN) berechnet.

Eine NUE nahe 100 % bedeutet optimale Nutzung, bei der die Pflanzen nahezu den gesamten ausgebrachten Stickstoff aufgenommen haben.

Werte um etwa 50 % weisen hingegen auf Überapplikation hin, was zu Reststickstoff im Boden führt.

Werte über 100 % deuten auf Unterapplikation hin und darauf, dass auf Bodenstickstoffreserven zurückgegriffen wurde.

Diese Extremwerte sind in der Regel unerwünscht. Eine niedrige NUE weist auf übermäßige Düngung hin. Sehr hohe NUE deutet auf Bodenabbau oder verpasste Applikationsbereiche hin.

Nitrogen use efficiency (NUE) map for 2023

Statistical distribution chart for nitrogen use efficiency (NUE) in 2023

Stickstoffüberschuss (NS)

Der Stickstoffüberschuss (NS) ist die Differenz zwischen dem Gesamt angewendeten Stickstoff (TAN) und der Stickstoffaufnahme (NU) durch die Pflanzen, ausgedrückt in kg/ha, und gibt den in einer Saison nicht genutzten Stickstoff an. Diese Kennzahl ist entscheidend für die Planung der Stickstoffapplikationen für die folgende Saison. Sie wird in der folgenden Karte visuell dargestellt.

Nitrogen surplus (NS) map in kg/ha for 2023

Fazit

Datenerfassung: Die nahtlose Integration von GeoPard mit dem John Deere Operations Center ermöglicht eine Echtzeit‑ und genaue Datenerfassung, die das Rückgrat aller nachfolgenden Analysen bildet. Zusätzlich erweitern die GeoPard‑API‑Fähigkeiten die Verarbeitung verschiedener maschinenproprietärer Formate, um eine umfassende Datenintegration sicherzustellen. Eine zusätzliche Datenkalibrierung ist erforderlich und wird als Teil der nachfolgenden Analysen in GeoPard integriert.
Stickstoffnutzungsprofil: Das Stickstoffnutzungsprofil, bestehend aus Gesamt angewendetem Stickstoff (TAN), Stickstoffaufnahme (NU), Stickstoffnutzungseffizienz (NUE) und Stickstoffüberschuss (NS), bietet eine ganzheitliche Darstellung der geospatialen und statistischen Stickstoffdynamik im Feld. Diese Kennzahlen leiten Anbauer kollektiv dabei, den vollständigen Stickstoffkreislauf und dessen effizientes Management in der Saison zu verstehen.
Adaptive Stickstoffstrategien: Durch die Nutzung der Erkenntnisse aus dem Stickstoffnutzungsprofil können Landwirte ihre Stickstoffapplikationsstrategien feinjustieren und auf die unterschiedlichen Bedürfnisse verschiedener Feldbereiche abstimmen. Dieser Ansatz verbessert nicht nur die Erträge, sondern fördert auch nachhaltige und effiziente Bewirtschaftungspraktiken und adressiert die unterschiedlichen Stickstoffanforderungen (Kosten) verschiedener Feldabschnitte.