Versuchsergebnisse aus Bayern

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1 Versuchsergebnisse aus Bayern Biogasgärrestdüngung zu Wintertriticale GPS I: Gärrestmenge, Gärrestart, Ausbringtechnik, stabilisierte Dünger Ergebnisse aus Versuchen in Zusammenarbeit mit den Ämtern für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten Herausgeber: Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft Autoren: Dr. M. Wendland, K. Aigner, K. Offenberger, F. Lichti Institut für Agrarökologie-Düngung Kontakt: Tel.: , Fax: Lange Point 12, Freising

2 Inhaltsverzeichnis Versuchsbeschreibung... 2 Standortbeschreibung... 3 Düngeplan... 3 Inhaltsstoffe der organischen Dünger... 6 Ausbringmengen (organ. + mineral. in kg Gesamt-N/ha), Erträge (dt/ha) und Rohproteingehalte ( in TM) , 10, 11, Mittel der Jahre Kommentar Wirkung von Biogasgärresten in Abhängigkeit der Ausbringmenge Wirkung von Biogasgärresten in Kombination mit Mineraldünger Wirkung von Biogasgärresten im Herbst Wirkung von Biogasgärresten mit Nitrifikationshemmstoffen (Entec und Piadin) Wirkung von Biogasgärresten in Abhängigkeit des TS-Gehalts im Vergleich zur Rindergülle... Wirkung von Biogasgärresten in Abhängigkeit des Ausbringzeitpunkts Einfluss unterschiedlicher Techniken auf die Nährstoffwirkung von Biogasgärresten Fazit

3 Versuchsbeschreibung Mit der starken Zunahme der Biogasanlagen in Bayern fallen auch zunehmend höhere Mengen an Biogasgärrest an. Neben Silomais ist auch Getreide Ganzpflanzensilage (GPS) eine wichtige Frucht zur Substraterzeugung in Biogasanlagen. In Bayern wurden 11 durchschnittlich 23 kg N/ha aus Biogasanlagen auf landwirtschaftlichen Flächen ausgebracht. Durch die Ausbringung von Gärresten sollen die enthaltenen Nährstoffe möglichst effektiv genutzt und mineralische Düngemittel ersetzt werden. Zur Optimierung der Stickstoffwirkung von Gärresten wurde von 09 bis 12 in Puch ein Versuch zu Wintertriticale (Ganzpflanzsilage) angelegt. Geprüft wurden Fragen zur Gärrestdüngung wie z.b. unterschiedliche Ausbringmengen, Gärreste flüssig und fest, verschiedene Ausbringzeiten, mit und ohne mineralische Ergänzungsdüngung und Zusätze zur Stabilisierung des Stickstoffs im Gärrest. Als Vergleich wurde Rindergülle eingesetzt. Untersucht wurde der Einfluss von Gärrest auf den Ertrag und die Qualität von Wintertriticale GPS. Ziel dieses GPS-Versuches ist die Produktionstechnik sowohl ökonomisch (hohe Erträge) als auch ökologisch (geringe Umweltbelastung) zu optimieren. Die Standardvariante stellt einen Betrieb dar, dessen Gärrestanfall wieder zu ( BGR ) auf die Flächen (mit Substratproduktion) ausgebracht wird. Zu der Standardvariante BGR wurde eine Gärrestemenge von ca. 44 m 3 /ha mit einem durchschnittlichen N-Gehalt von 4,4 kg N- Gesamt/m 3 ausgebracht. 2

4 Standortbeschreibung Ort Puch Landkreis Fürstenfeldbruck Lanschaft Moränenhügelland, Schotter Jahresniederschlag (mm) 9 Jahrestemperatur ( C 8 Höhe über NN (m) 550 Bodentyp Parabraunerde Bodenart Lehm Geologische Herkunft Löss Ackerzahl ca. 66 Versuchsjahr ph-wert 6,8 P 2 O 5 (mg/ g Boden) K 2 O (mg/ g Boden)

5 Düngeplan Vgl. Nr. Art der organischen Düngung Ausbringtechnik Herbst Organisch * Veget.- beginn Düngegabe BBCH 31 Veget.- beginn Mineralisch BBCH 31 1 Biogasgärrest Standard Breitverteilung Biogasgärrest Standard Schleppschlauch Biogasgärrest Standard Schleppschuh Biogasgärrest Standard Breitverteilung Biogasgärrest Standard Schleppschlauch Biogasgärrest Standard Schleppschuh Rindergülle Schleppschlauch Biogasgärrest sep. flüssig Schleppschlauch Biogasgärrest sep. flüssig Schleppschlauch Biogasgärrest sep. fest Breitverteilung Biogasgärrest sep. fest Breitverteilung Biogasgärrest verdünnt Schleppschlauch Biogasgärrest Standard Schleppschlauch Biogasgärrest Standard Schleppschlauch Biogasgärrest Standard Schleppschlauch Biogasgärrest Standard Schleppschlauch Biogasgärrest Standard Schleppschlauch Biogasgärrest Standard Schleppschlauch Biogasgärrest Standard Schleppschlauch BBCH 39 3

6 Düngeplan - Fortsetzung Düngegabe Vgl. Art der organischen Ausbringtechnik Organisch * Mineralisch Nr. Düngung Veget.- Veget.- BBCH 39 Herbst BBCH 31 BBCH 31 beginn beginn Biogasgärrest Standard Schleppschlauch Biogasgärrest Standard Schleppschlauch Biogasgärrest Standard Schleppschlauch Biogasgärrest Standard Schleppschlauch Biogasgärrest Standard Schleppschlauch Biogasgärrest Standard Schleppschlauch Biogasgärrest Standard Schleppschlauch Biogasgärrest Standard Schleppschlauch Biogasgärrest Standard Schleppschlauch 0 62,5 62, Biogasgärrest Standard Schleppschlauch 0 62,5 62, Biogasgärrest Standard Schleppschlauch 0 62,5 62, Biogasgärrest Standard Schleppschlauch 0 62,5 62, Biogasgärrest Standard Schleppschlauch Biogasgärrest Standard Schleppschlauch Biogasgärrest Standard + Entec Schleppschlauch 50 + E Biogasgärrest Standard Schleppschlauch Biogasgärrest Standard + Entec Schleppschlauch 0 + E Biogasgärrest Standard + Entec Schleppschlauch 0 + E Biogasgärrest Standard + Piadin Schleppschlauch 0 + P Biogasgärrest Standard + Piadin Schleppschlauch 0 + P

7 Düngeplan - Fortsetzung Düngegabe Vgl. Art der organischen Ausbringtechnik Organisch * Mineralisch Nr. Düngung Veget.- Veget.- BBCH 39 Herbst BBCH 31 BBCH 31 beginn beginn Ohne organ. Düngung Ohne organ. Düngung Ohne organ. Düngung Ohne organ. Düngung Ohne organ. Düngung Ohne organ. Düngung Ohne organ. Düngung * ) entsprechen einer hohen, praxisüblichen Menge 5

8 Inhaltsstoffe der organischen Dünger Düngungstermin Art der organischen Dünger TS-Gehalt Organ. Substanz kg/m 3 * ph-wert Herbst BGR Standard 4,9 5,1 7,1 4,4 34,7 33,6 49,7 31,2 7,8 8,3 7,8 7,7 Herbst BGR fest 21,9 26,7 19,8 24,7 187,7 9,7 166,0 0,5 9,0 9,0 8,9 8,9 Vegetationsbeginn BGR Standard 6,0 7,2 6,4 5,8 43,3 48,8 46,9 41,7 8,0 7,7 7,5 7,6 Vegetationsbeginn Rindergülle 6,6 9,3 9,5 6,2 49,8 76,4 78,0 49,1 8,0 6,8 6,8 7,4 Vegetationsbeginn BGR flüssig 6,3 6,1 5,1 5,4 43,9 41,4 34,5 36,1 8,0 7,7 7,7 8,0 Vegetationsbeginn BGR fest,0 17,3,3 21,6 165,1 143,4 174,3 185,6 8,8 8,6 9,1 8,5 BBCH 31 BGR Standard 6,7 9,1 7,6 6,9 45,3 65,6 54,2 49,9 7,9 7,5 7,7 7,8 BBCH 31 BGR flüssig 6,4 6,1 4,9 5,2 43,7 41,6 33,5 34,4 7,9 7,6 7,6 8,1 *) Angaben beziehen sich auf die Frischsubstanz Düngungstermin Art der organischen Dünger N-Gesamt Kg/m 3 * NH 4 -N kg/m 3 * Herbst BGR Standard 3,7 4,8 4,2 3,5 2,3 3,2 2,4 2,2 Herbst BGR fest 5,5 6,2 5,3 7,0 2,0 1,7 1,8 3,6 Vegetationsbeginn BGR Standard 4,2 4,7 4,1 3,8 2,6 2,9 2,4 2,4 Vegetationsbeginn Rindergülle 4,1 4,1 4,5 3,0 2,5 2,3 2,5 1,8 Vegetationsbeginn BGR flüssig 4,8 4,8 3,9 5,8 3,4 2,8 2,3 4,1 Vegetationsbeginn BGR fest 4,7 4,4 5,1 7,2 1,9 2,2 2,3 3,6 BBCH 31 BGR Standard 5,2 5,1 4,6 4,8 3,3 2,9 2,5 3,0 BBCH 31 BGR flüssig 4,9 4,8 3,8 5,6 2,9 2,8 2,2 3,9 *) Angaben beziehen sich auf die Frischsubstanz 6

9 Ausbringmengen (organ. + mineral. in kg Gesamt-N/ha), Erträge (dt/ha) und Rohproteingehalte ( in TM) 09, 10, 11, 12 He / VB / 31 Düngegabe zu Herbst / Vegetationsbeginn / BBCH 31 RP Rohprotein BV Breitverteilung SL Schleppschlauch SU Schleppschuh Vgl. Nr. Art der Düngung*** He VB 31 dt/ha RP He VB 31 dt/ha RP He VB 31 dt/ha RP He VB 31 dt/ha 1 BGR, BV , , , ,1 2 BGR, SL , , , ,8 3 BGR, SU , , , ,2 4 BGR, BV , , , ,2 5 BGR, SL , , , ,8 6 BGR, SU , , , ,7 7 Rindergülle, SL , , , ,8 8 BGR flüssig, SL , , , ,4 9 BGR flüssig, SL , , , ,4 10 BGR fest, BV , , , ,1 11 BGR fest, BV , , , ,7 RP 7

10 Ausbringmengen (organ. + mineral. in kg Gesamt-N/ha), Erträge (dt/ha) und Rohproteingehalte ( in TM) - Fortsetzung Vgl. Nr. Art der Düngung*** He VB 31 dt/ha RP He VB 31 dt/ha RP He VB 31 dt/ha RP He VB 31 dt/ha 12 BGR verdünnt, SL , , , , BGR, SL , , , , BGR, SL , , , , BGR + 30 KAS, SL , , , , BGR + KAS, SL , , , , BGR + 90 KAS, SL , , , , BGR + 1 KAS, SL , , , , BGR KAS, SL , , , ,4 BGR + 30 KAS, SL , , , ,6 21 BGR + KAS, SL , , , ,1 22 BGR + 90 KAS, SL , , , ,8 23 BGR + 1 KAS, SL , , , , BGR, SL , , , , BGR + 30 KAS, SL , , , , BGR, SL , , , , BGR + 30 KAS, SL , , , , BGR, SL , , , , BGR + 30 KAS, SL , , , ,4 RP 8

11 Ausbringmengen (organ. + mineral. in kg Gesamt-N/ha), Erträge (dt/ha) und Rohproteingehalte ( in TM) - Fortsetzung Vgl. Nr. Art der Düngung*** He VB 31 dt/ha RP He VB 31 dt/ha RP He VB 31 dt/ha RP He VB 31 dt/ha BGR + KAS, SL , , , , BGR + 90 KAS, SL , , , ,5 32 BGR + 30 KAS, SL , , , ,5 33 BGR + 30 KAS, SL , , , ,1 34 BGR + Entec, SL , , , ,7 35 BGR, SL , , , ,8 36 BGR + E, SL , , , ,8 37 BGR + E + 30 KAS, SL , , , ,4 38 BGR + P, SL , , , ,1 39 BGR+ P + 30 KAS, SL , , , ,2 KAS , , , ,2 41 KAS , , , ,0 42 KAS , , , ,5 43 KAS , , , ,0 44 KAS , , , ,1 45 KAS 0 1 8, , , ,7 46 KAS , , ,2 0 + RP 229 6,8 9

12 Ausbringmengen (organ. + mineral. In kg Gesamt-N/ha), Erträge (dt/ha) und Rohproteingehalte () Mittel der Jahre Vgl. Nr. Art der Düngung*** Mittel aus He / VB / 31 dt/ha RP 1 BGR, BV ,3 2 BGR, SL ,0 3 BGR, SU ,4 4 BGR, BV ,6 5 BGR, SL ,6 6 BGR, SU ,6 7 Rindergülle, SL ,1 8 BGR flüssig, SL ,3 9 BGR flüssig, SL ,1 10 BGR fest, BV ,1 11 BGR fest, BV ,8 12 BGR verdünnt, SL , BGR, SL , BGR, SL , BGR + 30 KAS, SL ,3 10

13 Ausbringmengen (organ. + mineral. in kg Gesamt-N/ha), Erträge (dt/ha) und Rohproteingehalte ( in TM) - Fortsetzung Vgl. Nr. Art der Düngung*** Mittel aus He / VB / 31 dt/ha RP BGR + KAS, SL , BGR + 90 KAS, SL , BGR + 1 KAS, SL , BGR KAS, SL ,2 BGR + 30 KAS, SL ,4 21 BGR + KAS, SL ,8 22 BGR + 90 KAS, SL ,3 23 BGR + 1 KAS, SL , BGR, SL , BGR + 30 KAS, SL , BGR, SL , BGR + 30 KAS, SL , BGR, SL , BGR + 30 KAS, SL , BGR + KAS, SL , BGR + 90 KAS, SL ,9 11

14 Ausbringmengen (organ. + mineral. in kg Gesamt-N/ha), Erträge (dt/ha) und Rohproteingehalte ( in TM) - Fortsetzung Vgl. Nr. Art der Düngung*** Mittel aus He / VB / 31 dt/ha RP 32 BGR + 30 KAS, SL ,8 33 BGR + 30 KAS, SL ,8 34 BGR + Entec, SL ,7 35 BGR, SL ,6 36 BGR + E, SL ,8 37 BGR + E + 30 KAS, SL ,4 38 BGR + P, SL ,7 39 BGR+ P + 30 KAS, SL ,2 KAS ,2 41 KAS ,1 42 KAS ,6 43 KAS ,1 44 KAS ,3 45 KAS ,4 46 KAS 197 7,6 t-test GD (5) 7,0 0,05 12

15 Ertrag dt/ha Rohprotein Ertrag (dt/ha) Biogasgärrestdüngung zu Wintertriticale GPS I Kommentar Wirkung von Biogasgärresten in Abhängigkeit der Ausbringmenge Trockenmasseerträge und Rohproteingehalte: Wie in Abb. 1 dargestellt, steigen mit zunehmender N-Aufwandmenge die Trockenmasseerträge. Das Ertragsoptimum wird bei einer mineralischen N-Düngung von ca. 150 kg erreicht. Die Ertragskurve der Biogasgärrestdüngung verläuft wesentlich flacher als die der Mineraldüngung. Bei einer Düngung von ca. 98 kg N ges /ha und Jahr (= 50 BGR) wurden durchschnittlich 139 dt Trockenmasse/ha und Jahr geerntet. Mit einer hohen, praxisüblichen Düngung (= BGR) von ca. 196 kg N- Gesamt/ha konnten Trockenmasseerträge von ca. 165 dt/ha und Jahr erzeugt werden und bis zu 181 dt/ha gesteigert werden (bei 150 BGR und 310 N ges /ha), siehe Abbildung 2. Trotz dieser hohen N-Mengen konnte das Ertragspotential der rein mineralischen Variante nicht erreicht werden. Der Grund hierfür sind Stickstoffverluste bei der Ausbringung und die Bindung von Stickstoff an der organischen Substanz. Es ist davon auszugehen, dass bei langjähriger Biogasgärrestdünung das Mineralisierungspotenzial und damit die N-Freisetzung aus der organischen Substanz zunehmen und sich dadurch die Wirkung von Biogasgärrest verbessert. Die Rohproteingehalte steigen bei zunehmenden Gärrestmengen von sechs auf sieben Prozent in der Trockensubstanz an Mineraldünger N-Düngung (kg Gesamt-N/ha) Biogasgärrest Abb. 1: N-Wirkung von Biogasgärresten (N-Gesamt) auf den Ertrag; Mittel der Jahre; n=4 GD (5 ) = 10,0 GD (5 ) = 0,5 Ertrag dt/ha Rohprotein BGR 75 BGR BGR 125 BGR 150 BGR geteilt Abb. 2: Trockenmasseerträge (dt/ha) und Rohproteingehalte () in Abhängigkeit der Ausbringmenge; Mittel der Jahre; n=4; 3 13

16 kg N/ha Nmin-Gehalt [kg/ha] Biogasgärrestdüngung zu Wintertriticale GPS I N min -Werte: Die N min -Gehalte nach der Ernte sind unabhängig von der Ausbringmenge auf einem niedrigen Niveau zw. 24 und 33 kg N/ha (Abb. 3) cm 30- cm -90 cm BGR 75 BGR BGR 125 BGR 150 BGR geteilt Abb. 3: N min-gehalte (kg/ha) nach der Ernte in Abhängigkeit der Ausbringmenge; Mittel der Jaher; n=4 N-Saldo: Der Stickstoffsaldo stellt ein Maß für die Ausgeglichenheit der Düngung dar. Ein hoher positiver N-Saldo birgt die Gefahr von N-Verlusten über die Nitratauswaschung. Die Stickstoffbilanz (Abb.4) steigt mit der Ausbringmenge und zeigt bei hohen Düngemengen (125 und 150 ) Bilanzüberhänge bis zu kg N/ha. Nach den Maßstäben der zu erwartenden Düngeverordnung (Grenzwert 50 kg N/ha) kann bei alleiniger Düngung mit Biogasgärresten maximal 125 des Gärrestes auf den Flächen ausgebracht werden geteilte Gabe Abb. 4: N-Saldo bei Biogasgärrestdüngung in Abhängigkeit der Ausbringmenge; Mittel der Jahre, n=4 14

17 Ertrag dt/ha Rohprotein Ertrag [dt/ha] Biogasgärrestdüngung zu Wintertriticale GPS I Wirkung von Biogasgärresten in Kombination mit Mineraldünger Trockenmasseerträge und Rohproteingehalte: Wie in Abbildung 5 dargestellt, ist die N-Wirkung einer Mineraldüngung hoch und die Nährstoffversorgung der Pflanze damit sichergestellt. Bei der Deckung des Nährstoffbedarfs über Gärreste (= BGR) konnte im vierjährigen Mittel ein Ertrag von 165 dt/ha und 6 Rohprotein erzeugt werden. Durch die zusätzliche Gabe von kg KAS/ha stieg der Ertrag auf 187 dt/ha und 7 Rohprotein, durch weitere kg KAS/ha auf 196 dt/ha und 8 Rohprotein (Abb. 6). Um den wirtschaftlichen Optimalertrag zu erreichen, ist bei einer Gärrestrückführung von noch eine mineralische Ergänzungsdüngung von mindestens kg N/ha notwendig. Eine Düngung mit Biogasgärresten ist durch eine schlechtere N-Wirkung ineffizienter, kann aber in Kombination mit mineralischen Düngern gleiche Erträge erzeugen wie eine reine Mineraldüngung. Bei hohen Ertragserwartungen sollte der Düngebedarf sowohl mit mineralischen als auch mit organischen Düngern gedeckt werden. Bei der Düngeplanung ist zu berücksichtigen, dass die Grenzen des Nährstoffvergleiches eingehalten werden Mineraldüngung Biogasgärrestdüngung 75 BGR + KAS BGR + KAS 125 BGR + KAS 150 BGR+ KAS N-Düngung (kg Gesamt-N/ha) Abb. 5: N-Wirkung von reiner Mineraldüngung, reiner Biogasgärrestdüngung und der Kombination aus Gärrestdüngung mit KAS (N-Gesamt) auf den Ertrag; Mittel aller Jahre; n= GD (5 ) = 10,0 GD (5 ) = 0,5 Ertrag dt/ha Rohprotein BGR BGR + KAS BGR + 1 KAS 3 Abb. 6: Trockenmasseerträge (dt/ha) und Rohproteingehalte () bei organischer und kombinierter Düngung; Mittel der Jahre; n=6 15

18 kg N/ha Nmin-Gehalt [kg/ha] Biogasgärrestdüngung zu Wintertriticale GPS I N min -Werte: Die N min -Gehalte unterscheiden sich zwischen einer reinen und kombinierten Düngung nicht signifikant voneinander und sind mit kg/ha auf einem niedrigen Niveau, siehe Abbildung cm 30- cm -90 cm BGR BGR + KAS BGR + 1 KAS Abb. 7: N min-gehalte nach der Ernte bei rein organischer und kombinierter Düngung; Mittel der Jahre; n=4 N-Saldo: Bei der Kombination einer mineralischen und organischen Düngung verändern sich die Nährstoffsalden gegenüber der alleinigen Düngung mit Gärresten durch die höheren Erträge im Vergleich zu der zusätzlich gedüngten N-Menge gering. Der Stickstoffsaldo bei BGR steigt mit zusätzlich ausgebrachten kg N/ha von 9 kg N/ha auf 21 kg N/ha. Bei der Ausbringung von 1 kg N/ha steigt der N-Saldo auf 46 kg/ha und überschreitet damit nicht die vorgegebenen Grenzen. Um die Kontrollwerte der neuen Düngeverordnung einhalten zu können, ist sowohl die Höhe der organischen Düngung, als auch die Höhe der mineralischen Ergänzungsdüngung mit der Ertragserwartung abzustimmen. 0 BGR BGR + KAS BGR + 1 KAS Abb. 8: Stickstoffsaldo bei rein organischer und kombinierter Düngung; Mittel der Jahre; n=4 16

19 Mineraldüngeäquivalent Ertrag dt/ha Rohprotein Biogasgärrestdüngung zu Wintertriticale GPS I Wirkung von Biogasgärresten im Herbst 0 GD (5 ) = 10,0 GD (5 ) = 0,5 9 Trockenmasseerträge und Rohproteingehalte: Der Ertrag und die Rohproteingehalte nach einer 50-igen Bedarfsdeckung im Herbst und 50-igen Deckung zu Vegetationsbeginn ist nicht signifikant höher als bei -iger Nährstoffbedarfsdeckung im Vegetationsbeginn, unabhängig von Substratart Ertrag dt/ha Rohprotein Bei diesem Vergleich ist zu berücksichtigen, dass im Versuch bei der Variante 50 Herbst + 50 VB mit BGR fest ca. 50 kg N/ha mehr ausgebracht wurden, als bei der alleinigen Frühjahrsdüngung. 1 BGR Standard BGR fest BGR Standard BGR fest 50 Herbst + 50 Vegetationsbeginn Vegetationsbeginn Abb. 9: Trockenmasseerträge (dt/ha) und Rohproteingehalte () bei Herbst- und Frühjahrsdüngung; Mittel der Jahre; n= MDÄ N-gesamt MDÄ Ammonium-N Mineraldüngeäquivalente: Um eine angepasste Düngung zu erreichen, müssen die Nährstoffe möglichst effizient von der Pflanze ausgenutzt werden. Das Mineraldüngeäquivalent zeigt den Ausnutzungsgrad von Gesamt- und Ammoniumstickstoff im Vergleich zu Mineraldüngern: die Ausnutzung des Stickstoffs ist durch eine Herbstdüngung nicht höher als durch eine Frühjahrsdüngung und die separiert feste Phase durch den hohen Anteil an organischer Substanz ineffizienter als das Standardsubstrat (Abb. 10) BGR Standard BGR sep. fest BGR Standard BGR sep. fest 50 Herbst + 50 Vegetationsbeginn Vegetationsbeginn Abb. 10: Mineraldüngeäquivalente bei Herbst- und Frühjahrsdüngung; Mittel der Jahre; n=4 17

20 kg N/ha Nmin-Gehalt [kg/ha] Biogasgärrestdüngung zu Wintertriticale GPS I N min -Werte: Die N min -Werte steigen durch eine 50-ige Bedarfsdeckung mit separiert festen Gärrest im Herbst auf 65 kg N/ha, auf 67 kg N/ha bei BGR- Standardsubstrat. Um Nitratauswaschungen zu vermeiden und das Grundwasser zu schützen, sollte auf eine Herbstdüngung verzichtet werden cm 30- cm -90 cm Ohne BGR sep. fest BGR Standard Abb. 11: N min-werte im Herbst; Mittel der Jahre; n=3 70 N-Saldo: Der N-Saldo bei Gärrestdüngung mit Standardsubstrat ist nach einer Herbstdüngung nicht signifikant verschieden von einer Frühjahrsdüngung. Die Düngung mit separiert festen Gärrest führt durch dessen schlechte Nährstoffverwertung und niedrigen Erträgen zu hohen Bilanzüberhängen nach einer Herbstdüngung (Abbildung 12). Um Bilanzüberhänge gering zu halten, sollte eine Herbstdüngung vermieden werden BGR Standard BGR fest BGR Standard BGR fest 50 Herbst + 50 VB Vegetationsbeginn Abb. 12: Stickstoffsaldo bei Herbstdüngung und Düngung zu Vegetationsbeginn; Mittel der Jahre; n= 18

21 MDÄ Ertrag dt/ha Rohprotein Biogasgärrestdüngung zu Wintertriticale GPS I Wirkung von Biogasgärresten mit Nitrifikationshemmstoffen (Entec und Piadin) Trockenmasseerträge und Rohproteingehalte: Durch Nitrifikationshemmstoffe wird die Umsetzung von Ammonium in Nitrat verzögert. Da Ammonium im Boden fixiert wird, können durch die Zugabe von Nitrifikationshemmstoffen eventuell Stickstoffverluste durch Nitratauswaschung vermieden werden. Zu zwei Versuchsgliedern wurden Nitrifikationshemmstoffe zum Gärrest vor der Düngung ins Fass zugeben: 2,5 l/ha Entec flüssig und 2,5 l/ha Piadin. Sowohl der Trockenmasseertrag als auch der Rohproteingehalt von Triticale GPS konnten im Mittel der Jahre nicht durch die Zugabe von Nitrifikationshemmstoffen erhöht werden. Inwieweit eine positive Wirkung bei sehr durchlässigen Standorten (Sand-, Kiesböden) zu erwarten ist, kann hier nicht geprüft werden GD (5 ) = 10,0 GD (5 ) = 0,5 Ertrag dt/ha Rohprotein BGR Standard Entec Piadin Abb. 13: Trockenmasseerträge (dt/ha) und Rohproteingehalte () mit und ohne Nitrifikationsinhibitor; Mittel der Jahre; n=6; Mineraldüngeäquivalente: Auch die Mineraldüngeäquivalente unterscheiden sich nicht durch die Zugabe von Nitrifikationsinhibitoren (Abb. 14). MDÄ Gesamt-N MDÄ Ammonium-N BGR Entec Piadin Abb. 14: Mineraldüngeäquivalente nach Frühjahrsdüngung mit und ohne Nitrifikationsinhibitor; Mittel der Jahre; n=4 19

22 MDÄ Ertrag dt/ha Rohprotein Biogasgärrestdüngung zu Wintertriticale GPS I Wirkung von Biogasgärresten in Abhängigkeit des TS- Gehalts im Vergleich zur Rindergülle Trockenmasseerträge und Rohproteingehalte: Der Trockensubstanzgehalt beeinflusst die Infiltrationsgeschwindigkeit (Einsickerung in den Boden) des Gärrests und hat daher einen Einfluss auf das Risiko zu Ammoniak-Verflüchtigungen. Ammoniak- Verflüchtigungen verringern die Düngewirkung von organischen Düngern. Der durchschnittliche TS-Gehalt des Standard-Substrats betrug 6,4, durch eine Separierung entstand eine Phase mit sehr hohem TS-Wert (= BGR fest mit 21,5 TS) und eine Phase mit niedrigem TS-Wert (= BGR flüssig mit 5,7 TS). Durch die Verdünnung von Biogasgärrest- Standard mit Wasser im Verhältnis 1:1 entstand eine weitere Variante BGR verdünnt mit 3,2 TS in der Frischesubstanz. Rindergülle enthielt 7,9 TS. Wie in Abb. 15 zu sehen ist, sind Trockenmasseerträge und Rohproteingehalte höher, je niedriger der TS-Gehalt des Düngesubstrats ist GD (5 ) = 10,0 GD (5 ) = 0,5 Ertrag dt/ha Rohprotein BGR Rindergülle BGR flüssig BGR fest BGR Standard verdünnt TS-Wert: 6,4 7,9 5,7 21,5 3,2 Abb. 15: Trockenmasseerträge (dt/ha) und Rohproteingehalte () in Abhängigkeit des TS-Gehalts; Mittel der Jahre; n=4 MDÄ Gesamt-N MDÄ Ammonium-N Mineraldüngeäquivalente: Der gleiche Effekt wirkt sich auch auf die MDÄs bzgl. Gesamt-N und Ammonium-N aus: je höher der Wassergehalt, desto schneller sickert der Gärrest bzw. die Nährstoffe in den Boden (Abb. 16). Dadurch werden N-Verflüchtigungen durch Wind und Sonneneinstrahlung reduziert. Vor allem bei Gärresten mit hohen TS-Werten ist eine bodennahe Technik bzw. sofortige Einarbeitung für eine hohe N-Effizienz wichtig. Das gilt vor allem für die feste Phase der separierten Gärreste, die neben einem hohen Ammoniumanteil auch noch hohe ph-werte aufweisen BGR Standard Rindergülle BGR flüssig BGR fest BGR verdünnt Abb. 16: Mineraldüngeäquivalente in Abhängigkeit des TS-Gehalts; Mittel der Jahre; n=

23 MDÄ Ertrag dt/ha Rohproteingehalt Biogasgärrestdüngung zu Wintertriticale GPS I Wirkung von Biogasgärresten in Abhängigkeit des Ausbringzeitpunkts Trockenmasseerträge und Rohproteingehalte: Der Ertrag von Wintertriticale GPS nach Bedarfsdeckung im Vegetationsbeginn ist nicht signifikant verschieden von einer Aufteilung des Bedarfs in zwei Gaben (50 VB und 50 BBCH 31). Es empfiehlt sich daher den Zeitpunkt der Düngegabe von der Befahrbarkeit des Bodens abhängig zu machen. Bei der Düngung mit BGR flüssig zeigte sich im 4-jährigen Mittel des Versuchs ein positiver Effekt des Düngens zu BBCH 31 auf den Rohproteingehalt, siehe Abb GD (5 ) = 10,0 GD (5 ) = 0,5 VB 50 VB + 50 BBCH31 BGR Standard Ertrag dt/ha Rohprotein VB 50 VB + 50 BBCH31 BGR flüssig Abb. 17: Trockenmasseerträge (dt/ha) und Rohproteingehalte () in Abhängigkeit des Ausbringungszeitpunkts; Mittel der Jahre; n=4 MDÄ Gesamt-N MDÄ Ammonium-N Mineraldüngeäquivalente: Die Mineraldüngeäquivalente verhalten sich simultan zu den Trockenmasseerträgen (Abbildung 18). Die Variante BGR flüssig hat aufgrund niedrigerer TS-Gehalte eine bessere N-Effizienz als BGR Standard VB 50 VB + 50 BBCH31 BGR Standard VB 50 VB + 50 BBCH31 BGR flüssig Abb. 18: Mineraldüngeäquivalente in Abhängigkeit des Ausbringungszeitpunkts; Mittel der Jahre; n=4 21

24 MDÄ Ertrag dt/ha Rohprotein Biogasgärrestdüngung zu Wintertriticale GPS I Einfluss unterschiedlicher Techniken auf die Nährstoffwirkung von Biogasgärresten Trockenmasseerträge und Rohproteingehalte: Wie in Abb. 21 zu sehen ist, wurden im Versuch die Techniken Breitverteilung, Schleppschlauch und Schleppschuh untersucht. Alle Techniken wurden sowohl zu Vegetationsbeginn, als auch zum BBCH 31 eingesetzt. Bei der Breitverteilung tropfte der organische Dünger aus den Verteilerschläuchen über ein Leitblech auf die Bodenoberfläche. Der Abstand zwischen Leitblech und Boden war nur ca. cm, in der Praxis ist der Abstand vom Güllefass zum Boden deutlich größer. Der Schleppschlauch legte den Dünger bodennah in Streifen ab, durch den Schleppschuh konnte er teilweise durch oberflächliches Aufschlitzen der Ackerkrume in den Boden eingebracht werden. Durch die praxisfremde Breitverteilung konnte kein signifikanter Unterschied zu den Varianten mit Schleppschlauch festgestellt werden. Der Schleppschuh hat im Vergleich zum Schleppschlauch einen signifikant positiven Einfluss auf die Erträge. Eine späte Gabe (zu BBCH 31-32) führt zu geringeren Trockenmasseerträgen, aber zu höheren Rohproteinerträgen, unabhängig von der Ausbringtechnik. Aus versuchstechnischen Gründen wurde bei der späten Gärrestdüngung auf eine Düngung zu Vegetationsbeginn verzichtet, was natürlich zu einem Minderertrag führt. Aus diesem Grund kann aus diesem Versuchsergebnis nicht abgeleitet werden, dass eine spätere Gärrestdüngung bei einer optimalen N-Verteilung (z.b. nach DSN) schlechter wirkt. Mineraldüngeäquivalente: Die Mineraldüngeäquivalente verhalten sich simultan zu den Trockenmasseerträgen (Abbildung 22) GD (5 ) = 10,0 GD (5 ) = 0,5 zum VB zu BBCH 31 Ertrag dt/ha Rohprotein zum VB zu BBCH 31 zum VB zu BBCH 31 Breitverteilung Schleppschlauch Schleppschuh Abb. 21: Trockenmasseerträge (dt/ha) und Rohproteingehalte () in Abhängigkeit der Ausbringtechnik; Mittel der Jahre; n=4; 0 39 MDÄ Gesamt-N MDÄ Ammonium-N zum VB zu BBCH 31 zum VB zu BBCH 31 zum VB zu BBCH 31 Breitverteilung Schleppschlauch Schleppschuh Abb. 22: Mineraldüngeäquivalente in Abhängigkeit der Ausbringtechnik; Mittel der Jahre; n=4;

25 Fazit Gärrestmengen: - Die ausgebrachten Gärrestmengen sollten sich am Gärrestanfall im Betrieb orientieren ( Anfall). Höhere Ausbringmengen führen zu deutlich höheren Nährstoffsalden (Kontrollwert der DüV beachten) - Um einen standorttypischen Optimalertrag zu erreichen ist eine kombinierte Düngung aus organischen und mineralischen Düngern sinnvoll und notwendig - Der Düngetermin der Biogasgärreste sollte sich nach der Befahrbarkeit des Bodens orientieren. Durch eine gezielte mineralische Ergänzungsdüngung kann eine optimale Pflanzenernährung sichergestellt werden - eine Düngung im Herbst ist aus Sicht des Gewässerschutzes nicht zu empfehlen Gärrestart: - Der TS-Gehalt hat einen deutlichen Einfluss auf die N- Verwertung in organischen Düngern. Je geringer der TS- Gehalt, desto höher die N-Effizienz - Biogasgärreste separiert fest haben eine sehr geringe N- Wirkung was sowohl auf die hohen gasförmigen Ausbringverluste, als auch auf die N-Bindung in der organischen Substanz zurückzuführen ist Ausbringtechnik: mit dem Schleppschuh können höhere Erträge erreicht werden als mit Breitverteilung und Schleppschlauch stabilisierte Dünger: durch den Einsatz von Entec flüssig oder Piadin können keine signifikanten Mehrerträge erreicht werden 23