Navi auf dem Traktor 28.08.2013, 10:39 Uhr

Düngen wird umweltverträglicher

Mit einem elektronischen Messgerät können Bauern künftig den Düngemittelbedarf ermitteln. Bisher wird stets zu viel auf den Äckern verteilt. Die Überschüsse verseuchen die Gewässer.

Mikrofluidik-Chip für Bodennährstoff-Messungen.

Mikrofluidik-Chip für Bodennährstoff-Messungen.

Foto: Universität Bremen

Mehr als die Hälfte der Nitrate, die Grundwasser, Flüsse, Seen und letztlich küstennahe Bereiche der Meere verseuchen, stammen aus Düngemitteln, die Landwirte überflüssigerweise auf ihre Felder streuen. Das tun sie nicht aus Bosheit. Sie wissen einfach nicht genau, wie viel Nitrat der jeweilige Boden braucht – die Unterschiede sind sehr groß.

Mit einem mobilen Messsystem können Landwirte in Zukunft genau ermitteln, welches Feld wie viel Dünger braucht, und zwar ruckzuck direkt auf dem Acker. Bisher waren dazu aufwändige und Zeit raubende Laboruntersuchungen nötig.

Herzstück der Analyseeinheit ist ein Chip, der Bewegungen registriert. Die Erde, die untersucht werden soll, wird mit destilliertem Wasser vermischt, in dem sich die vorhandenen Nährstoffe lösen. Mit einer Art Kaffeefilter trennt der Landwirt die flüssige von der festen Fraktion. Die Flüssigkeit schüttet er in ein schmales Reagenzglas, in dessen unmittelbarer Umgebung ein elektrisches Feld erzeugt wird. Das Feld bringt die chemischen Inhaltsstoffe der abgefilterten Flüssigkeit auf Touren. Diese bewegen sich mit unterschiedlicher Geschwindigkeit, die von der Elektronik erfasst wird. An Hand des jeweiligen Tempos kann die Auswerteeinheit Art und Menge der im analysierten Boden vorhandenen Düngemittel und anderer löslicher Bestandteile erfassen. Daraus errechnet sich die Menge an Nitrat, die zugegeben werden muss, damit die Ernte optimal ausfällt und möglichst wenig Dünger in der Umwelt landet.

Der Chip wird mit einem GPS-Empfänger kombiniert, wie er in Navigationssystemen steckt. „Das erlaubt eine extrem gezielte Düngung“, sagt Professor Michael Vellekoop vom Institut für Mikrosensoren, -aktuatoren und -systeme der Universität Bremen. „Wir sprechen in diesem Zusammenhang von Precision Farming.“ Vellekoop leitete das Team, das das Messsystem entwickelt hat. An dem EU-Projekt waren auch Wissenschaftler der Technischen Universität Wien beteiligt.

Gefahr für die Fische

Die Analyseeinheit könnte künftig auf einem Traktor montiert werden. Ehe der Landwirt Dünger ausbringt, untersucht er an mehreren Stellen den Boden. Die Ergebnisse werden im Bordcomputer gespeichert. Beim Düngen steuert er die Menge, die in jedem Bereich ausgebracht wird.

Nitrate und auch Phosphate, die in die Gewässer gelangen, lassen beispielsweise Algen übermäßig wachsen. Wenn sie absterben und auf den Boden sinken, werden sie von Mikroorganismen verwertet, die Sauerstoff benötigen. Dieser fehlt dann den Fischen, die im Extremfall sterben.

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