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Multidisciplinary studies on sustainable nitrogen fertilisation considering the potential of satellite-based precision agriculture

Laura Essl
Laura Essl
, 
Clement Atzberger
Clement Atzberger
, 
Taru Sandén
Taru Sandén
, 
Heide Spiegel
Heide Spiegel
, 
Julia Blasch
Julia Blasch
 y 
Francesco Vuolo
Francesco Vuolo
   | 18 sept 2021
Die Bodenkultur: Journal of Land Management, Food and Environment's Cover Image
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Article Category: Research Article
Publicado en línea: 18 sept 2021
Páginas: 45 - 56
Recibido: 10 dic 2020
Aceptado: 06 jun 2021
DOI: https://doi.org/10.2478/boku-2021-0005
Palabras clave
© 2021 Laura Essl et al., published by Sciendo
This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 3.0 License.

Abbildung 1

Der Weg zu einem verbesserten Stickstoffmanagement im Projekt FATIMA unter Berücksichtigung sozio-ökonomischer, pflanzenbaulicher und technischer Komponenten.Figure 1. The approach to an improved nitrogen management in the FATIMA project taking into account socio-economic, agronomic and technical components.
Der Weg zu einem verbesserten Stickstoffmanagement im Projekt FATIMA unter Berücksichtigung sozio-ökonomischer, pflanzenbaulicher und technischer Komponenten.Figure 1. The approach to an improved nitrogen management in the FATIMA project taking into account socio-economic, agronomic and technical components.

Abbildung 2

Schema des N-Düngungsversuchs in Engelhartstetten (Marchfeld, Österreich) 2016. Hintergrundbild: Sentinel-2A-Leaf-Area-Index(LAI)-Karte vom 6. Mai 2016.Figure 2. Scheme of the N fertilisation experiment in Engelhartstetten (Marchfeld, Austria) 2016. Background image: Sentinel-2A Leaf Area Index (LAI) map of 6th May 2016.
Schema des N-Düngungsversuchs in Engelhartstetten (Marchfeld, Österreich) 2016. Hintergrundbild: Sentinel-2A-Leaf-Area-Index(LAI)-Karte vom 6. Mai 2016.Figure 2. Scheme of the N fertilisation experiment in Engelhartstetten (Marchfeld, Austria) 2016. Background image: Sentinel-2A Leaf Area Index (LAI) map of 6th May 2016.

Abbildung 3

Weizenertrag (links) und Proteingehalt (rechts) der vier Düngestufen.Figure 3. Wheat yield (left) and protein content (right) of the four fertilisation levels.
Weizenertrag (links) und Proteingehalt (rechts) der vier Düngestufen.Figure 3. Wheat yield (left) and protein content (right) of the four fertilisation levels.

Abbildung 4

Einkommenseinbußen aufgrund verringerter N-Düngung im Vergleich zu 180 kg N ha−1.Figure 4. Loss of income due to reduced N fertilisation compared to 180 kg N ha−1.
Einkommenseinbußen aufgrund verringerter N-Düngung im Vergleich zu 180 kg N ha−1.Figure 4. Loss of income due to reduced N fertilisation compared to 180 kg N ha−1.

Abbildung 5

Vergleich zwischen der Produktivitätskarte (rechts) und einem hochaufgelösten Geoland-Basemap-Orthofoto (RGB, Echtfarbe) (links) in einem landwirtschaftlich genutzten Gebiet im Marchfeld.Figure 5. Comparison between the productivity map (right) and a high-resolution Geoland Basemap orthophoto (RGB, true color) (left) in an agricultural area in Marchfeld.
Vergleich zwischen der Produktivitätskarte (rechts) und einem hochaufgelösten Geoland-Basemap-Orthofoto (RGB, Echtfarbe) (links) in einem landwirtschaftlich genutzten Gebiet im Marchfeld.Figure 5. Comparison between the productivity map (right) and a high-resolution Geoland Basemap orthophoto (RGB, true color) (left) in an agricultural area in Marchfeld.

Abbildung 6

Erntemengen vs. Produktivität für zwei Felder im Jahr 2017. Beide Datenquellen wurden für die einzelnen Managementzonen aggregiert. Jeder Punkt in der Abbildung steht für die Daten einer Managementzone.Figure 6. Yields vs. productivity for two fields in 2017, both data sources were aggregated for the individual management zones. Each point in the figure represents the data for one management zone.
Erntemengen vs. Produktivität für zwei Felder im Jahr 2017. Beide Datenquellen wurden für die einzelnen Managementzonen aggregiert. Jeder Punkt in der Abbildung steht für die Daten einer Managementzone.Figure 6. Yields vs. productivity for two fields in 2017, both data sources were aggregated for the individual management zones. Each point in the figure represents the data for one management zone.

Abbildung 7

Auszug aus der Online-Anwendung für die Kartenerstellung für die teilflächenspezifische N-Düngung.Figure 7. Screenshot of the online application for the creation of maps for variable-rate nitrogen fertilisation.
Auszug aus der Online-Anwendung für die Kartenerstellung für die teilflächenspezifische N-Düngung.Figure 7. Screenshot of the online application for the creation of maps for variable-rate nitrogen fertilisation.

Charakteristika und Betriebskennzahlen der teilnehmenden LandwirtInnen (N = 242)Table 1. Characteristics and key operating figures of the participating farmers (N = 242)

Betriebseigenschaften Kategorie %
Produktionsweise Konventionelle Landwirtschaft 87,2
Biologische Landwirtschaft 12,4
Andere 0,4
Betriebsgröße weniger als 5 ha 0
zwischen 5 und 25 ha 9,9
zwischen 26 und 50 ha 24,4
zwischen 50 und 100 ha 39,3
zwischen 100 und 500 ha 25,6
ich weiß nicht/keine Antwort 0,8
Jährliches Einkommen inclusive Förderung vor Abzug von Steuern weniger als € 10.000,- 5,0
zwischen € 10.001,- und € 25.000,- 22,7
zwischen € 25.001,- und €50.000,- 19,8
zwischen € 50.001,- und € 75.000,- 9,9
zwischen € 75.001,- und € 100.000,- 5,4
mehr als € 100.000,- 2,5
weiß nicht/ich möchte keine Antwort geben 34,7
Geschlecht männlich 95
weiblich 5
Alter jünger als 40 Jahre 39,7
zwischen 40 und 54 Jahre 45
zwischen 55 und 64 Jahre 13,2
65 Jahre und älter 2,1
Ausbildung Pflichtschule 0,8
Lehre, berufsbildende mittlere Schule (z. B. Landwirtschaftliche Fachschule) 37,6
AHS/BHS 35,1
Hochschulverwandte Lehranstalt 9,1
Universität, Fachhochschule 9,9
Sonstige 7,4

Beschreibung des Standortes EngelhartstettenTable 2. Characteristics of the experimental site Engelhartstetten

Einheit Engelhartstetten
Höhe über NN m 147
Mittlerer Jahresniederschlag (∅ 1981–2010) mm 516
Mittlere Jahrestemperatur (∅ 1981–2010) °C 10,3
Bodentyp (FAO, 2015) Kalkhaltiger Tschernosem
Textur (Sand/Schluff/Ton) % (17,6/48,7/33,7)
pH-Wert CaCl2 7,54
Karbonatgehalt % 23,2
Organischer Kohlenstoff % 2,36
Ntotal % 0,24
Nmin 0–90 cm, Frühjahr 2016 kg ha−1 20–32 kg ha−1

Bewirtschaftungsdaten der Anbauperioden 2015/16 und 2016/17Table 3. Cultivation dates of the seasons 2015/16 and 2016/17

Anbauperiode 2015/2016 2016/2017
Bodenbearbeitung November 2015 9. und 11. November 2016
Saat 17. November 2015 15. November 2016
1. N-Düngung 24. März 2016 16. März 2017
2. N-Düngung 21. April 2016 25. April 2017
3. N-Düngung 19. Mai 2016 30. Mai 2017
Ernte 26. Juli 2016 20. Juli 2017

Übersicht über die Komponenten der WirtschaftlichkeitsberechnungTable 4. Overview of the components of the profitability calculation

Komponente Preis 2016 Preis 2017 Einheit Quelle
Kalkammonsalpeter 27 % N 25,79 19,05 € 100 kg−1 AMA Marktbericht (2016) und AMA Marktbericht (2017)
Getreidepreise (jeweils Durchschnitt) € t−1 Börse für landwirtschaftliche Produkte in Wien
Premiumweizen (> 15 % Proteingehalt) kein Wert 190 Kursblatt Nr. 24 vom 15. Juli 2016
Qualitätsweizen (14–15 % Proteingehalt) 154,5 171,5 Kursblatt Nr. 24 vom 14. Juni 2017
Mahlweizen (12,5–14 % Proteingehalt) 145 154
Futterweizen (< 12,5 % Proteingehalt) 137,5 151,5
Arbeits- und Maschineneinsatz (ohne Dünger): Maschinen- und Arbeitszeit 10,67 10,67 € ha−1 Erhobener Wert von Vergleichsbetrieb aus dem Marchfeld
eISSN:
2719-5430
Idioma:
Inglés
Calendario de la edición:
4 veces al año
Temas de la revista:
Life Sciences, Ecology, other
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