Integriertes Stickstoffmanagement - Verbesserung der N-Effizienz im Gemüsebau

Transkript

1 Integriertes Stickstoffmanagement - Verbesserung der N-Effizienz im Gemüsebau M. Armbruster 1, N. Laun 2, F. Wiesler 1 1 Landwirtschaftliche Untersuchungs- und Forschungsanstalt Speyer 2 Dienstleistungszentrum ländlicher Raum Rheinpfalz I Einleitung II Feldversuchsergebnisse III Bewertung und Zusammenfassung Projektförderung: MUFV und MWVLW, Rheinland-Pfalz

2 Bestandsaufnahme RP EU WRRL 2004 hohe Viehbesatzdichten geringe Niederschläge / GW-Neubildung intensive Pflanzenproduktion z.b. Gemüsebau

3 Schwachstellen Unter den Bedingungen der intensiven Pflanzenproduktion im Gemüsebau können einer höheren Stickstoffausnutzung entgegen stehen: Einseitige Gemüsefruchtfolgen Hoher N-Bedarf Hohe N-Mengen in den Ernterückständen z.t. nicht bedarfsgerechte N-Düngung

4 I. Standorte Versuchsvarianten ( ) 1. Rinkenbergerhof, Versuchsfeld der LUFA Speyer (anlehmiger Sand; 25 Bodenpunkte) 2. Queckbrunnerhof, Versuchsbetrieb Gemüsebau DLR Rheinpfalz (sandig-schluffiger Lehm; 70 Bodenpunkte) # # Gemüsefläche: < 250 ha ha ha > 2000 ha Schifferstadt Speyer Rinkenbergerhof Speyer Queckbrunnerhof Schifferstadt M a i n z # W o r m s R h e in # # M a n n h e i m S c h i ff e r s t a d t # N e c k a r # 100 m S p e y e r 100 m

5 I. Standorte II. III. IV. Versuchsvarianten ( ) 1. Rinkenbergerhof, Versuchsfeld der LUFA Speyer (anlehmiger Sand; 25 Bodenpunkte) 2. Queckbrunnerhof, Versuchsbetrieb Gemüsebau DLR Rheinpfalz (sandig-schluffiger Lehm; 70 Bodenpunkte) Fruchtfolgen 1. Intensive Gemüsefruchtfolge ohne Zwischenfruchtanbau 2. Gemüsefruchtfolge mit Zwischenfruchtanbau (Sommerbegrünung) 3. Gemüsefruchtfolge mit Zwischenfruchtanbau (Winterbegrünung) 4. Gemüse-/Getreidefruchtfolge Management der Ernterückstände 1. Verbleib auf dem Feld mit Einarbeitung 2. Verbleib auf dem Feld mit verzögerter Einarbeitung 3. Abfuhr vom Feld Düngerbedarfsermittlung 1. Düngung nach Faustzahlen 2. Düngung nach N-Expert (KNS) 3. Düngung nach Pflanzendiagnose (SPAD) # # Gemüsefläche: < 250 ha ha ha > 2000 ha Schifferstadt Speyer

6 SPAD-Messung Chlorphyllmeter zur genauen und hochsensiblen Messung der Grünfärbung der Pflanze Vorgehensweise: - Reduzierte Düngung - Wöchentliche Messung der Grünfärbung mit Chlorophyllmeter - bei reduzierter Düngung - bei Standarddüngung (Düngefenster) - Erst bei Absinken der Chlorphyllintensität Nachdüngung Ziel: Sichere und risikoarme Versorgung der Pflanze im unteren Optimalbereich

7 Vegetationszeiten der vier Fruchtfolgen Pflanzkulturen Säkulturen

8 Ergebnisse Pflanzkulturen Blumenkohl 2004 und 2007 Salat 2005 Sellerie 2006 Winterweizen / Winterroggen 2005

9 N-Düngermengen der Pflanzkulturen (kg N ha -1 a -1 ) Blumenkohl Kopfsalat Staudensellerie * Faustzahlen 338 (325) 166 (166) 300 (300) N-Expert 203 (208) 106 (116) 222 (208) SPAD 167 ( - ) 97 ( - ) 184 ( - ) * Werte in Klammern: Standort Queckbrunnerhof

10 Mittlere Ausbeuten von 4 8 Sätzen Pflanzgemüse in den Jahren Rinkenbergerhof Queckbrunnerhof 100 Marktfähige Ware [%] Faustzahlen N-Expert SPAD Gemüse / Gemüse Sommerzwischenfrucht Winterzwischenfrucht Gemüse / Getreide Einarbeitung verz. Einarbeitung Abfuhr Düngebedarf Fruchtfolge Ernterückstände

11 Einfluss Fruchtfolge und Management Ernterückstände auf den Anteil marktfähiger Ware (Sandstandort) 100 Blumenkohl Kopfsalat Staudensellerie Blumenkohl 90 Marktfähige Ware [%] Gemüse / Gemüse Gemüse / Zwischenfrüchte, Getreide Verbleib Abfuhr Verbleib Abfuhr Jahr Straelen, DLR Rheinpfalz Dr. Martin Dr. Norbert Armbruster, Laun, LUFA DLR Rheinpfalz Speyer

12 Mittlere Deckungsbeiträge 2004 bis Rinkenbergerhof Queckbrunnerhof Deckungsbeitrag [ / ha] Faustzahlen N-Expert Düngebedarf N-Expert = 100 % SPAD Gemüse / Gemüse Sommerzwischenfrucht Winterzwischenfrucht Gemüse / Getreide Fruchtfolge Gemüse / Gemüse = 100 % Einarbeitung verz. Einarbeitung Abfuhr Ernterückstände Einarbeitung = 100 %

13 2,8 3,5 m 105 cm Bestimmung der Nitrat-Auswaschung: Saugkerzenmethode Entnahme Sickerwasser: Messung der Nitratkonzentration (mg/l) Messungen Bodenwasserhaushalt Sickerwasser Boden Saugkerze Ableitung Sickerraten (mm) Grundwasser

14 Einfluss der Düngung auf die Nitratkonzentration im Saugkerzenwasser auf zwei Standorten NO 3 -N [mg L -1 ] NO 3 -N [mg L -1 ] Salat Sellerie 1. Satz 2. Satz 1. Satz 2. Satz Rinkenbergerhof Queckbrunnerhof Faustzahlen N-Expert SPAD 50 mg/l NO 3 - Blumenkohl 1. Satz 2. Satz Spinat 1. Satz 2. Satz 50 mg/l NO 3 - Rucola 1. Satz 2. Satz Bundzwiebel ND J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M AM J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D WR/ WW

15 Einfluss der Fruchtfolge auf die Nitratkonzentration im Saugkerzenwasser NO 3 -N [mg L -1 ] NO 3 -N [mg L -1 ] Rinkenbergerhof Queckbrunnerhof Gemüse / Getreide Gemüse / Gemüse Salat Salat Sellerie Sellerie Blumenkohl Spinat Spinat Rucola Rucola B.-Zwiebel Wi-Ro Wi-Weizen Salat Wi-Gerste Sellerie Wi-W. Bl.-kohl Wi-W. Spinat Wi-Weizen Rucola Wi-Weizen Wi-Ro 50 mg / L NO 3-50 mg / L NO 3 - ND J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M AM J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D

16 Säkulturen Spinat 2008 Rukola 2009 Bundzwiebel 2010 Winterweizen 2010

17 N-Düngermengen der Säkulturen (kg N ha -1 a -1 ) Spinat Rukola Bundzwiebel * Faustzahlen 180 (180) 150 (150) 240 (250) N-Expert 140 (108) 109 (94) 172 (150) SPAD 103 ( - ) 91 ( - ) 135 ( - ) * Werte in Klammern: Standort Queckbrunnerhof

18 200 Mittlere N-Salden in den Jahren Standort Queckbrunnerhof Gemüse / Gemüse Gemüse / So- Zwischenfrucht Gemüse / Wi- Zwischenfrucht Gemüse / Getreide N-Saldo = N-Düngung - N-Aufnahme Saldo [kg N ha -1 a -1 ] N- Expert N- Expert N- Expert Faustzahlen Faustzahlen Faustzahlen Faustzahlen N- Expert Düngebedarfsermittlung

19 Mittlere N-Salden in den Jahren Standort Rinkenbergerhof 200 Gemüse / Gemüse Gemüse / So- Zwischenfrucht Gemüse / Wi- Zwischenfrucht Management Ernterückstände: Gemüse / Getreide Verbleib Abfuhr Saldo [kg N ha -1 a -1 ] Faustzahlen Expert SPAD zahlen Expert SPAD zahlen Expert N- Faust- N- Faust- N- SPAD SPAD Faustzahlen N- Expert Düngebedarfsermittlung

20 Mittlere Nitrat-Auswaschung in den Jahren (Säkulturen) Rinkenbergerhof Queckbrunnerhof Nitrat-Austrag [kg N ha -1 a -1 ] Verminderung bei Abfuhr der Ernterückstände 0 Faustzahlen N-Expert Düngebedarf (Gemüse / Gemüse) SPAD Gemüse / Gemüse So-Zwischenfrucht Wi-Zwischenfrucht Gemüse / Getreide Fruchtfolge (Düngung nach N-Expert) < 1

21 Abfuhr der Erntereste? Straelen, DLR Rheinpfalz, Jochen Kreiselmaier

22 Abfuhr der Erntereste? Straelen, Feldsaaten Freudenberger

23 Zusammenfassung und Bewertung Maßnahme 1. Düngung Verringerung Nitratverluste Bemerkungen N-Expert ++(+) Breit erprobtes System, wichtigste Einzelmaßnahme Pflanzendiagnose +++ Vergleichsparzelle und wöchentliche Messung notwendig, ggf. späte Nachdüngung Umsetzbarkeit ++? 2. Fruchtfolge Sommergründüngung Wintergründüngung ++ Aussaattermin flexibel Nicht für frühen Anbau + Wintergetreide ++ Kurzes Zeitfenster für Nachkultur + 3. Abfuhr Erntereste Gemüse ++ technisch kaum realisierbar, stark wechselnde Zusammensetzung Zwischenfrüchte ++ Technik vorhanden, Biogasnutzung möglich - +

24 Zusammenfassung Die vorgestellten Ergebnisse zeigen, dass auch bei Kulturen, die als problematisch für den Gewässerschutz gelten, durch die Kombination verschiedener Maßnahmen eine wesentliche Verminderung von Stickstoffbilanzüberschüssen und damit der Gefährdung des Grundwassers möglich ist. Maßnahmen: - Bedarfsgerechte Stickstoff-Düngung - Gestaltung der Fruchtfolge - Management der Fruchtfolge

25 Maßnahmen im Gemüsebau zur wirksamen Verringerung der Nitratbelastung der Gewässer Ergebnisse M. Armbruster 1, N. Laun 2, F. Wiesler 1 1 Landwirtschaftliche Untersuchungs- und Forschungsanstalt Speyer 2 Dienstleistungszentrum ländlicher Raum Rheinpfalz Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Dank: G. Löffler, W. Dörzapf, T. Walter, D. Lindlein, J. Bauer, B. Naab, K. Strohmeyer.... sowie allen Erntehelfern