Perspektiven der Phosphatdüngung

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1 Perspektiven der Phosphatdüngung Neue Aspekte der Bodenuntersuchung zur Ermittlung des Düngebedarfs Dr. W. Zorn, H. Schröter, G. Kießling Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft Jena Referat Acker- und Pflanzenbau, Ref. Boden- und Düngemitteluntersuchung Labortag Sachsen/Thüringen Jena

2 Problemstellung - Diskussion über begrenzte globale Rohphosphatreserven (je nach Quelle: Jahre); - Langjährig negative P-Bilanzen und dramatisch gesunkene P-Versorgung Thüringer Ackerböden und anderen Ackerbauregionen; - Häufige P-Überversorgung der Böden in Veredlungsregionen (P-Emissionen!) - Das Beibehalten bzw. die Rückkehr zu einer bedarfsgerechten P-Düngung erfordert experimentell belegte Richtwerte für die Düngebedarfsermittlung sowie eine Optimierung der Düngemittelapplikation. - Intensives Marketing neuer Anbieter von Bodenuntersuchungen für Landwirte

3 Entwicklung der P-Reserven und statistischen Lebensdauer der Rohphosphatvorkommen Jahr Abbau Mio. t Reserven Mio. t Statistische Lebensdauer Jahre Statistische Lebensdauer = Reserven / Abbau Quelle: Steingrobe,

4 Phosphatexporte 2010 Ostasien 5% Ozeanien 3% Lateinamerika 2% Osteuropa, Zentralasien 8% Afrika (Marokko, Tunesien) 54% naher u. mittlerer Osten 28% Quelle: Steingrobe,

5 Weltweiter Phosphatdüngerverbrauch 2005/2006 Lateinamerika 10% Afrika, naher Osten 6% Nordamerika 14% Westeuropa 11% Osteuropa 3% Ozeanien 2% Quelle: Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, Hannover Asien 54%

6 Cadmium-Gehalte von Rohphosphaten Herkunft Phosphatreserve Mio. t Cd-Gehalt mg Cd / kg P 2 O 5 Lagerstätten- Typ Südafrika Russland ,1-10 0,3-5 magmatisch USA Jordanien Marokko Israel Senegal sedimentär andere (Algerien, Syrien, Finnland, Schweden) > ,2-63 sedimentär/ magmatisch Cd-Grenz- u. Deklarationswerte Kennzeichnung ab Grenzwert (DMV Änderung 2004) für Düngemittel ab 5 % P 2 O 5 20 mg/kg P 2 O 5 - für Ausgangsstoff 70 mg/kg P 2 O 5 - für das Produkt 50 mg/kg P 2 O 5 Quelle: Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, Hannover

7 Phosphatdüngung in Deutschland KERN u.a. : Gesamt-P-Zufuhr AL - ca t / a - 55 % Wirtschaftsdünger - 7 % organische, org.-mineralische Düngemittel (Komposte, KS, u.a.) - 38 % Mineraldünger

8 Phosphatimporte, Deutschland 2007 Rund t Frankreich 2% Belgien 3% Algerien 6% Dänemark 1% Rußland 8% Marokko 6% Israel (über NL) 74% Quelle: Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, Hannover

9 P-Versorgung Sächsischer und Thüringer Ackerböden A sehr niedrig B niedrig C mittel D hoch E sehr hoch Flächenanteil % Sachsen 1) Thüringen ) Quelle: E. Albert,

10 sichtbare P-Mangelernährung bei Ackerkulturen Sommergerste Winterraps Kartoffel Zuckerrübe Mais

11 P-Ernährungszustand von Winterweizen (BBCH 33-36) in Thüringen % % 59 60% 40% hoch ausreichend niedrig/mangel 20% 0% n= n= n= n=73 Niederschlag in Dornburg (mm) Februar - April Mai Trockenheit hemmt die P-Aufnahme!

12 Boden-P-Gehalte im statischen P-Versuch Dornburg/Saale mg P/ 100g D C Entzug +30 % Entzug Entzug -30% B A ohne P 75 kg P/ha = 1 mg P/100g Boden

13 Ertragsminderung durch unterlassene P-Düngung (P0 zu P-Entzug) Dornburg dt/ha 0-2 SG WW -4-6 WW SG Kö- Erbse WRo WRa WW WW WG WRa WW WTr SG -12 dt/ha -54 dt/ha Silomais Silomais

14 Mehrertrag durch P-Düngung (TSP) zu Winterweizen (Lößschwarzerde Dachwig 2008) 20 P-Gehalt vor Versuchsanlage: 2,1 mg P/100g 15 dt/ha 10 18,6 14,6 5 9,9 0 P-Düngung 0 ohne P 50% P-Abfuhr P-Abfuhr 150% P- Abfuhr P-Gehalt nach Ernte 1,7 2,2 2,2 3,4 mg P/100g Boden A A A B P-Düngung in GK A: über Entzug

15 Auswertung der P-Versuche nach Bilanzmethode P-Versuche Winterweizen u. gerste (8 Standorte TLL ab 1993, 4 Standorte ehemaliges IPE Jena bis 1991) - Ermittlung des Höchstertrages jedes Versuches - Ertragsdifferenz (dt GE/ha) jeder Variante zum Höchstertrag - Bildung von P-Bilanzgruppen P-Bilanz kg P/ha entspricht heute der P-Düngungsempfehlung in Gehaltsklasse < -25 E C B > Beziehung zwischen Ertragsdifferenz und P-Gehalt im Boden für P- Bilanzgruppen - Tolerierte Ertragsdifferenz zum Ertragsmaximum = -2,5 dt/ha (Versuchsfehler, betriebswirtschaftliche Überlegungen) D A

16 Feldversuche Thüringen Winterweizen Ertragsdifferenz zum Höchstertrag in Abhängigkeit vom Boden-P-Gehalt (P-Bilanzgruppe kg P/ha) Toleranz 0-5 dt/ha P CAL mg P/100g Boden

17 Feldversuche Thüringen Winterweizen Ertragsdifferenz zum Höchstertrag in Abhängigkeit vom Boden-P-Gehalt (P-Bilanzgruppe kg P/ha) 0-5 dt/ha P CAL mg P/100g Boden

18 Weitere Ursachen für die Ertragsvariabilität Jahreswitterung (Trockenheit) P-Dynamik des Standortes P-Versorgung des Unterbodens P-Anspruch der angebauten Kultur Ertragsniveau

19 Kenndaten zur P-Dynamik ausgewählter Standorte Standort CAL-P (P0) 2010 mg /100g Abnahme CAL-P (P0) gesamt1 ) mg /100g Boden P0 kg P/ mg P je 100g Boden Pfr µg P/100g * 10min Versuchslaufzeit P-Düngewirkung Dornburg Lößparabraunerde 18 Jahre 3,6 (GK B) - 2,9 75 P0: 32 P70%: 60 mittel/hoch signifikant Friemar Lößschwarzerde 18 Jahre 4,2 (GK B) - 1,6 154 P0: 80 P70%: 123 gering/ohne n. s. 1) = aus Regression abgeleitet In Friemar deutlich höhere P-Nachlieferung als in Dornburg!

20 Weitere Ursachen für die Ertragsvariabilität Dornburg (Löß-Parabraunerde) nach Ernte 2012 Friemar (Löß-Schwarzerde) nach Ernte 2012 cm ,7 7, ,2 7, ,5 2, , ,7 0, ,3 1, ,7 0,7 0,7 0,6 P-Abfuhr ohne P ,7 0,7 0,7 0,7 P-Abfuhr ohne P mg P CAL /100g mg P CAL /100g In Friemar deutlich höhere P-Gehalte in cm als in Dornburg!

21 ph-wert sowie P-, K- und Mg-Gehalt im Boden nach mindestens 6 Jahren pflugloser Bodenbearbeitung (Mittel von 13 Standorten) Tiefe cm ph P CAL P H2O 1:20 P freisetzbar *) K CAL Mg mg/100g µg P/100g Boden * min mg/100g ,8 6,9 (100) 0,60 (100) 64,8 (100) 26 20, ,0 4,3 (62) 0,22 (37) 28,0 (43) 18 19, ,0 2,5 (36) 0,12 (20) 10,7 (17) 11 19,3 *) P-Freisetzungsrate nach Floßmann u. Richter, 1982

22 Standortangaben zum P-Unterfußdüngungsversuch Friemar Löß-Braunschwarzerde Tiefe cm ph P CAL - Gehalt mg P/100g P H2O - Gehalt mg P/100g ,2 1,6 0, ,1 1,1 0, cm Gehaltsklasse A in 0 20 cm 6,1 0,9 0,14 2,4

23 P-Unterfußdüngungsversuch Friemar P-Gehaltsklasse A Ohne P UFD 200% Ohne P

24 Wirkung der P-Applikation (TSP) auf den Kornertrag von Winterweizen Friemar 2012 (ohne P: 91,9 dt/ha) Mehrertrag 25 vor Saat UFD 20 dt/ha 15 Kopfdüngung Frühjahr ohne P P-Düngung in % der P-Abfuhr

25 Möglichkeiten für die bedarfsgerechte P-Düngung in Gehaltsklasse A und B (Auswahl) Düngemittel / Maßnahme Bemerkung Wasserlösliche P-Dünger: TSP, DAP, Kosten, sehr gute Wirkung Kalkung kalkbedürftiger Böden Verbesserung der P-Verfügbarkeit nicht wasserlösliche P-Dünger P-haltige organische Dünger FKM, HTK, Bodenhilfsstoffe Wirksamkeit?, Kosten Verfügbarkeit, Kosten (Absicherung der Grundversorgung!) Wirkung? Teilflächenbezogene P-Düngung P-Unterfußdüngung Erfordert besondere Technologien, Hohe Wirksamkeit Kostenoptimierung

26 Novelle der Düngeverordnung Bodenuntersuchung P-Bodenuntersuchung alle 6 Jahre (CAL) Schläge ab 1 ha Ausnahmen für extensive Flächen Begrenzung der P-Düngung in Abhängigkeit vom P-Gehalt im Boden - Schläge - Im Mittel des Betriebes

27 neue Bodenuntersuchungsmethoden Standpunkt des VDLUFA unter Federführung der TLL Anforderungen an Bodenuntersuchungsverfahren aus analytischer Sicht (robust, experimenteller Nachweis der Eignung für alle Standorte) Entwicklung und Qualitätssicherung von Bodenuntersuchungsmethoden Durchführung von Versuchen zur Kalibrierung der Bodenuntersuchung Ergänzende Verfahren zur Erhöhung der Präzision der Bodenuntersuchung Ungeprüfte und nicht im Feldversuch kalibrierte Methoden werden abgelehnt

28 Vorbereitung von Untersuchungspaketen zur Präzisierung der P-Düngeberatung Erste Vorstellungen der TLL Verbindlichkeit Bodentiefe Parameter Obligatorisch DüV freiwillig freiwillig 0 20 cm 0 20 cm 0 10 cm cm (20 30 cm) ph (Kalkbedarf), P CAL, K CAL, (Mg) Bestimmung der Bodenart P-Freisetzungsrate (P fr ) nach Floßmann u. Richter (mit Bewertung) Humus (ohne Bewertung) P CAL, K CAL in pfluglosen Systemen (mit Bewertung) freiwillig 0 20 cm B, Cu, Mn. Zn; mit Bewertung Exakte Bestimmung der Bodenart

29 Laufende Aktivitäten in VDLUFA und VLK Weitere bundesweite Auswertung der P-Düngungsversuche Überprüfung der P-Gehaltsklassen Empfehlungen zur optimalen Ausnutzung von Boden- und Dünger-P Präzisierung der Bodenuntersuchung (Zusatzmethoden)

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