Stickstoff-Effizienz von Mais bei Gülle-Strip-Till

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1 Ackerbautagung 26. /27. November in Iden/Bernburg Stickstoff-Effizienz von Mais bei Gülle-Strip-Till Dr. Nadine Tauchnitz Landesanstalt für Landwirtschaft, Forsten und Gartenbau Sachsen-Anhalt gefördert durch Agrar-Genossenschaft "Altmärkische Höhe" eg Lückstedt

2 Verbesserung der Stickstoff(N)-Effizienz bei der Ausbringung organischer (+mineralischer) Dünger Länderübergreifendes Kooperationsprojekt Praxis-, Parzellen- und Lysimeterversuche Kooperationspartner: Agrar-Genossenschaft Altmärkische Höhe eg Lückstedt Hintergrund 1

3 Gülle-Strip-Till-Verfahren Streifenbearbeitung Gülle-Injektion (Wurzeldepot) Fotos: J. Bischoff Erosionsschutz und verbesserte Konservierung der Bodenfeuchte geringerer N-Umsatz (Mineralisation) Erhöhung der N-Effizienz des Wirtschaftsdüngers (Einsparung Mineraldünger) Minimierung gasförmiger N-Verluste (NH 3 ) und von Geruchsbelästigungen Reduzierung diffuser Nährstoffausträge (NO 3 ) Hintergrund 2

4 Untersuchungsstandort (Lückstedt) Lage: Klima: nördliche Altmark (Sachsen-Anhalt), Landkreis Stendal mittlere langjährige Niederschlagsmenge: 541 mm Jahresdurchschnittstemperatur: 8,5 C Boden: Pseudogley-Braunerde aus lehmigem Geschiebedecksand (schwach bis mittel lehmiger Sand) über Geschiebelehm, Bodeneigenschaften mit ausgeprägten Stauhorizonten: potentielle Entwässerungsbedürftigkeit (Dränagen) Methode SEITE 4 3

5 Versuchsparameter Bodenfeuchteverlauf Bodenphysikalische Parameter/ Wurzelwachstum Potentiell verlagerbarer N im Boden Pflanzenerträge und N-Entzüge N-Austräge über die Pfade Sickerwasser und Dränabfluss Gasförmige N-Verluste (NH 3 und N 2 O) Gesamt-N-Bilanz Ökonomische Bewertung des Verfahrens Methode SEITE 5 4

6 Versuche Praxis zwei Schläge (Dränmessfeld) Lückstedt Parzellen randomisierte Versuchsanlage Lückstedt Lysimeter Lysimeterstation Falkenberg (UFZ) Methode SEITE 6 5

7 Parzellenversuch Versuchsvarianten 4 Wiederholungen Varianten Erläuterung Nullvariante ohne Gülle 1 Ganzflächige Gülleausbringung ohne NI 2 Gülle-Strip-Till mit NI 3 Gülle-Strip-Till ohne NI 4 Ganzflächige Gülleausbringung mit NI NI: Nitrifikationsinhibitor (PIADIN 1 ) 1 Wirkstoffe: 1H-1,2,4-Triazol + 3-Mehylpyrazol Methode Fa. SKW Piesteritz GmbH 6

8 Parzellenversuch - Versuchsanlage 5 m - - Schutzstreifen (keine Gülle) 5 m Bearbeitungsrichtung Vorgewende Vorgewende m m m m Vorgewende Methode 7

9 Parzellenversuch - Versuchsdurchführung Versuchsbeginn: Ausbringung von 3 m³ Rindergülle (2,7 kg t Nt OS) Gülle-Strip-Till Schlitzgerät X-Till (Vogelsang) Düngerablage: 25 cm Bearbeitungstiefe: 25 cm Ganzflächig Scheibenegge Bearbeitungstiefe: 6-8 cm sofortige Einarbeitung Gülle - Selbstfahrer Holmer, 21 m³ Güllefaß, 6 m Arbeitsbreite, 3 l/ha PIADIN - Maisaussaat (Einzelkornsaat), Nachdüngung mit 7 kg N/ha KAS - Ernte (Parzellenerntetechnik, Fa. PIONEER) Methode SEITE 9 8

10 Witterungsverlauf 214 ( ) NS [mm] Niederschlag (Versuchszeitraum) Langjähriger Niederschlag ( ) Temperatur (Versuchszeitraum) Langjähriges Temperaturmittel ( ) NS (Versuchszeitraum): 636 mm NS (langjährig): 542 mm Ø T (Versuchszeitraum): 1,7 C Ø T (langjährig): 8,5 C T [ C] Nov 13 Dez 13 Jan 14 Feb 14 Mrz 14 Apr 14 Mai 14 Jun 14 Jul 14 Aug 14 Sep 14 Okt 14-5 Ergebnisse SEITE 1 9

11 Bodenfeuchte- und -temperaturverlauf (35 cm Tiefe) 25 Bodenfeuchte (35 cm Tiefe) 24 Vol. % Bodentemperatur (35 cm Tiefe) 15 C 1 5 Ergebnisse SEITE 11 Mrz. Apr. Mai Jun. Jul. Aug. Sep. Okt

12 Manuelle Bodenfeuchtemessung (3 cm Tiefe) Bodenfeuchte [Vol. %] a b c Ergebnisse SEITE 12 Bodenfeuchte [Vol. %] Bodenfeuchte [Vol. %] b c a b b a Scheibenegge Strip-Till Strip-Till RZW STR Statistik: Mittelwertvergleich SPSS Vers. 14, Tukey-Test, p<.5, n=37 RZW: Reihenzwischenraum, STR: Streifen 11

13 Wurzelwachstum Nullvariante Gülle-Strip-Till + NI Ganzflächig + NI - Depots ca. 6 Tage nach Gülleausbringung von Pflanzenwurzeln erreicht - zum Erntetermin keine deutlichen Unterschiede zwischen den Varianten sichtbar NI: Nitrifikationsinhibitor (PIADIN) Ergebnisse SEITE 13 12

14 Verlauf der Nmin-Gehalte im Boden Nmin ( -9 cm) kg N/ha 45 4 **(=p<,1) Null (ohne Gülle) Ganzflächige Gülleausbringung ohne NI Ganzflächige Gülleausbringung mit NI Strip-Till ohne NI Strip-Till mit NI ** * Gülle *(=p<,5) * KAS Ergebnisse SEITE 14 Statistik: Mittelwertvergleich SPSS Vers. 14, Tukey-Test, n=4 13

15 Vergleich der Nmin-Gehalte im Streifen und Reihenzwischenraum bei Strip-Till-Varianten Nmin ( -9 cm) kg N/ha 35 Strip-Till mit NI -Streifen Strip-Till mit NI-Reihenzwischenraum Strip-Till ohne NI -Streifen Strip-Till ohne NI-Reihenzwischenraum Ergebnisse SEITE 15 14

16 Anteil Nitrat am Nmin Anteil Nitrat am Nmin [%] % Null (ohne Gülle) Ganzflächige Gülleausbringung ohne NI Ganzflächige Gülleausbringung mit NI Strip-Till ohne NI Strip-Till mit NI 93 % 92 % 68 % 66 % 47 % 15 % 91 % 82 % 63 % 59 % 94 % 96 % 92 % 85 % 32 % 98 % 96 % 95 % 98 % 87 % Tage nach Gülleausbringung Ergebnisse SEITE 16 15

17 Ernährungszustand der Pflanzen (Komplexe Pflanzenanalyse, ) Nährelement Stickstoff (N) Phosphor (P) Kalium (K) Magnesium (Mg) Gehalte in Prozentanteil [%] der Trockenmasse (MW±SD) Varianten Null (ohne Gülle) 3,6 ±,2,29 ±,3 1,59 ±,3,34 ±,1 Ganzflächig ohne NI 3,65 ±,2,3 ±,2 1,73 ±,4,33 ±,1 Ganzflächig mit NI 3,63 ±,2,3 ±,1 2,9 ±,2,27 ±,1 Strip-Till ohne NI 3,53 ±,1,3 ±,1 1,79 ±,1,37 ±,1 Strip-Till mit NI 3,69 ±,2,3 ±,1 1,84 ±,4,36 ±,1 Literatur 1 3,3 4,,22,4 2,5 4,5,16,5 MW: Mittelwert, SD: Standardabweichung 1 Bergmann, W. (1993): Ernährungsstörungen bei Kulturpflanzen. Gustav Fischer Verlag, Jena. Ergebnisse SEITE 17 16

18 Trockenmasse(TM)-Erträge und Stickstoff-Entzüge (NE) TM [dt/ha] 25 2 (Erntetermin ) NE [kg/ha] Ergebnisse SEITE 18 Null (ohne Gülle) Ganzflächig ohne NI Ganzflächig mit NI Strip-Till ohne NI Strip-Till mit NI 17

19 Trockenmasse(TM)-Erträge und Stickstoff-Entzüge (NE) (Zwischenernten) TM [dt/ha] 1. Ernte ( ) 2 15 TM [dt/ha] 2. Ernte ( ) 2 b ab 15 a a ab 1 [%] Ertrag Haupternte b bc 1 5 ac ac a 5 (25) (33) (29) (44) (4) (69) (73) (74) (89) (82) NE [kg/ha] NE [kg/ha] a a 2 c 2 a [%] NE Haupternte ac a a ac 15 ac 15 a (48) (62) (53) (76) (68) 5 (73) (78) (74) (85) (83) Null (ohne Gülle) Ganzflächig Ganzflächig ohne NI mit NI Strip-Till ohne NI Strip-Till mit NI Null (ohne Gülle) Ganzflächig Ganzflächig ohne NI mit NI Strip-Till ohne NI Strip-Till mit NI Ergebnisse SEITE 19 Statistik: Mittelwertvergleich SPSS Vers. 14, Tukey-Test, p<.5, n=4 18

20 Zusammenfassung - 3 bis 7 Vol. % höhere Bodenfeuchte (3 cm Tiefe) bei Strip-Till-Varianten im Vergleich zur ganzflächigen flachen Bodenbearbeitung - höchste Nmin-Gehalte bei Strip-Till-Varianten - Anteil auswaschungsgefährdeten Nitrats am Nmin bei stabilisierter Strip-Till-Variante 34 Tage nach Gülleausbringung: 32 % 56 Tage nach Gülleausbringung: 87 % - nach der Ernte höhere Nmin-Gehalte im Reihenzwischenraum im Vergleich zum Streifen Ausschöpfung der Depots - keine signifikanten Unterschiede der Versuchsvarianten hinsichtlich Wurzelwachstum und Ernährungszustand - Tendenziell höhere TM-Erträge und Stickstoff(N)-Entzüge bei Strip-Till-Varianten - bei der 1. Zwischenernte deutlicher Vorteil der Strip-Till-Varianten im Hinblick auf TM-Erträge und N-Entzüge, bis zur Haupternte nehmen Unterschiede zwischen Varianten ab günstige Witterungsbedingungen Vorteil Strip-Till bei ungünstigeren Witterungsbedingungen Zusammenfassung SEITE 2 19

21 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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