YaraBela EXTRAN 27. Effizienz hat einen Namen

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1 Effizienz hat einen Namen

2 YARA Führend bei Düngemitteln Die YARA GmbH & Co. KG in Dülmen und Rostock ist ein Tochterunternehmen des norwegischen Konzerns Yara International ASA und für das Düngemittelgeschäft im deutschsprachigen Raum zuständig. Die Produktpalette enthält neben den Düngemitteln für Ackerbau und Grünland auch Spezialdünger für Gartenbau und Sonderkulturen. Am Standort in Dülmen befindet sich auch das Institut für Pflanzenernährung und Umweltforschung Hanninghof. Die YARA GmbH & Co. KG ist Hersteller und Vermarkter aller gängigen N-Düngerformen. Die vorliegende Broschüre erläutert, warum die Stickstoffwirkung von Kalkammonsalpeter besonders hoch ist und Kalkammonsalpeter nach wie vor der wichtigste N-Dünger in Deutschland ist. YARA bietet besonders hochwertigen Kalkammonsalpeter unter dem Markennamen YaraBela EXTRAN 27 an. 2 YARA

3 Der Premium-KAS von YARA Inhalt N-Effizienz: die Antwort auf ökonomische und ökologische Herausforderungen 04 Nitratstickstoff versorgt die Pflanzen schnell und sicher 05 YaraBela EXTRAN 27 ermöglicht optimale Erträge bei geringerem N-Aufwand 06 YaraBela EXTRAN 27 verringert den N-Bilanzüberschuss 07 YaraBela EXTRAN 27 ist effizient und pflanzenverträglich 08 YaraBela EXTRAN 27 schnelle und sichere Wirkung 09 YaraBela EXTRAN 27 von YARA senkt Kalkbedarf und liefert Magnesium 12 YaraBela EXTRAN 27 bietet Vorteile bei Ausbringung und Lagerung 13 Optimale Stickstoffdüngung 14 YARA 3

4 N-Effizienz die Antwort auf ökonomische und ökologische Herausforderungen Die Landwirtschaft steht vor ökonomischen und ökologischen Herausforderungen: Sicherung angemessener Einkommen bei volatilen Erzeugerpreisen Ökonomisch optimaler Ertrag und geringes Auswaschungsrisiko bei optimalem N-Angebot Produktion von Lebensmitteln in hoher, gleichbleibender Qualität Vermeidung negativer Umweltwirkungen bei der landwirtschaftlichen Produktion Ertrag (dt/ha) Nitrat-Rest zur Ernte (kg N/ha) 100 Ökonomisch optimaler Ertrag Hierbei kommt einer effizienteren Stick stoff düngung eine zentrale Rolle zu. Eine höchstmögliche Effizienz der N-Düngung dient dem Ziel der wirtschaftlichen Produktion qualitativ hochwertiger Erzeugnisse und erfüllt gleichzeitig die Forderung nach nachhaltiger Land bewirtschaftung Kornertrag Nitrat im Boden Optimales N-Angebot N Angebot (Dünger-N + Nmin, kg N/ha) Die Effizienz der N-Düngung wird durch zwei wesentliche Kriterien bestimmt. 1. Auswahl des besonders geeigneten Düngemittels 2. Die Ausbringung der richtigen Düngermenge Nur so sind Stickstoffverluste auf ein unvermeidbares Maß zu reduzieren, und der Entzug und die Ver wertung von gedüngtem Stickstoff durch die Pflan zen wird maximiert. 4 YARA

5 Nitratstickstoff versorgt die Pflanzen schnell und sicher Stickstoffformen in Düngemitteln und ihr Weg zur Pflanze In den unterschiedlichen N-Düngemitteln liegt der Stickstoff in verschiedenen N-Bindungsformen vor: als Harnstoff, Ammonium oder Nitrat. Gasförmige NH 3 -Verluste Denitrifikation Stickstoff wird von den Pflanzen hauptsächlich als Nitrat aufgenommen. Nitrat liegt im Bodenwasser gelöst vor und kann durch die Wurzeln leicht aufgenommen werden. Harnstoff CO (NH 2 ) 2 Je höher der Nitratanteil im Dünger, umso höher der Ertrag Mittel von 15 Versuchen mit Winterweizen Mittlere N-Düngung: 160 kg N/ha 88 AHL Harnstoff Ertrag (d/ha) 90 Ammonium NH 4 Festlegung Nitrat NO YaraBela EXTRAN 27 YaraBela SULFAN Auswaschung YaraBela OPTIMAG 24 Ammonium wird zum Teil erst im Boden adsorbiert (v.a. an Tonmineralen) und steht der Pflanze nur in unmittelbarer Wurzelnähe zur Verfügung. Erst wenn das Ammonium in Nitrat umgewandelt ist (nitrifiziert), wird auch der Stickstoff aus dem Ammonium leicht verfügbar. Kalkammonsalpeter besteht zur Hälfte aus Nitrat für die sofortige Verfügbarkeit und schnelle Wirkung. Der Ammoniumanteil von 50 % wird zunächst im Boden sorbiert und steht den Pflanzen erst nach der Nitrifizierung zu Nitrat uneingeschränkt zur Verfügung. Die 50/50 Kombination von Ammonium und Nitrat ist die ideale Formel für schnelle und nachhaltige Wirkung. Harnstoff enthält überhaupt kein Nitrat, sondern Amidstickstoff, der zunächst in Ammonium umgewandelt werden muss, damit er nitrifiziert und als Nitrat aufgenommen werden kann. Neben der langsameren Stickstoffwirkung müssen bei der Umsetzung des Harnstoffs zu Ammonium auch noch gasförmige Ammoniakverluste in Kauf genommen werden Harnstoff AHL KAS Kalksalpeter Aufgrund der besseren Pflanzenverfügbarkeit von Nitrat wird bei der Verwendung nitratbetonter N-Dünger wie Kalkammonsalpeter oft ein höherer Ertrag erzielt als z.b. mit Harnstoff. Quelle: Levington Agriculture, UK YARA 5

6 ermöglicht optimale Erträge bei geringerem N-Aufwand Wesentliche Grundlage für die Auswahl einer bestimmten Düngerform stellt die Düngereffizienz dar. Häufig werden Kalkammonsalpeter (KAS), Harnstoff und AHL als wirkungsgleich betrachtet. Feldversuche zeigen, dass zwar mit allen Düngerformen Höchsterträge zu erzielen sind, diese bei der Düngung mit Kalkammonsalpeter oftmals jedoch mit geringerem N-Aufwand realisiert werden. Der Vergleich der Ertragswirkung von KAS und Harnstoff in der ersten Abbildung zeigt, dass sowohl mit KAS als auch mit Harnstoff gleich hohe Erträge erzielt werden konnten. Allerdings wurde bei der Düngung von Kalkammonsalpeter der Höchstertrag bereits mit 175 kg N/ha erreicht. Somit konnten im Vergleich zur Harnstoffdüngung 30 kg N/ha eingespart werden. Die höhere Effizienz der Kalkammondüngung im Vergleich zur Düngung von Harnstoff oder AHL ergibt sich aus einem höheren Stickstoffentzug bei gleicher Stickstoffaufwandmenge. Der höhere Stickstoffentzug ist eine direkte Folge der besseren N-Verfügbarkeit und der niedrigeren N-Verluste bei dem Einsatz von Kalkammonsalpeter. Dies wird auch in mehrjährigen Versuchen mit Winterweizen z.b. in Rheinland-Pfalz bestätigt. N-Steigerungsversuch zu Winterweizen: N-Einsparungsmöglichkeiten mit Kalkammonsalpeter Mehrertrag von Winterweizen durch Kalkammonsalpeter-Düngung Ertrag (dt/ha) Höchstertrag mit Kalkammonsalpeter 175 kg N/ha Höchstertrag mit Harnstoff 205 kg N/ha 87,4 86,0 87,5 87, N-Düngung in kg N/ha Ertrag (dt/ha) Mittel Mittlere N-Düngung: 153 kg N/ha KAS Harnstoff KAS Harnstoff Quelle: HLVA Kassel Quelle: LUFA Speyer 6 YARA

7 sichert die Kornqualität und verringert den N-Bilanzüberschuss Ergebnisse von N-Steigerungsversuchen belegen die bessere Ertragswirkung von Kalkammonsalpeter gegenüber Harnstoff. Mit Kalkammonsalpeter wurde der höchste, um die Düngerkosten bereinigte Ertrag erzielt. Darüber hinaus führte KAS-Düngung zu einer durchgehenden Verbesserung der Rohproteingehalte. Daher wurde mit Kalkammonsalpeter auch der höchste Erlös erzielt. Höhere Proteingehalte bei gleichem Ertragsniveau erhöhen den N-Entzug und führen damit auch zu einem niedrigeren N-Bilanzüberschuss. Auch aus diesem Grund muss die höchstmögliche Effizienz der N-Düngung bei der Wahl des N-Düngers im Mittelpunkt stehen. Kalkammonsalpeter-Düngung ist ökonomisch N-Steigerungsversuche zu Winterweizen (Mittel aus 15 Versuchen): Ertrag (dt/ha) ,2 78,5 86,3 83,8 89,0 88,5 89,3 90, N-Düngung (kg N/ha) Höherer Rohproteingehalt mit Kalkammonsalpeter N-Steigerungsversuche zu Winterweizen (Mittel aus 15 Versuchen): Rohproteingehalt im Korn (%) ,4 10,2 11,2 10,9 12,1 11,8 12,5 12, N-Düngung (kg N/ha) KAS Harnstoff KAS Harnstoff N-Kostenfreier Erlös (relativ) Kalkammonsalpeter 96,6 99,2 100,0 97,7 Harnstoff 89,7 94,3 98,2 98,5 Quelle: Levington Agriculture UK N-Bilanz (kg N/ha) Kalkammonsalpeter Harnstoff Quelle: Levington Agriculture UK YARA 7

8 ist effizient und pflanzenverträglich Die Verwendung von Kalkammonsalpeter weist auch im Vergleich zu Ammonnitrat-Harnstoff- Lösung (AHL) deutliche Vorteile auf. N-Formen im Vergleich: KAS und AHL In 132 Versuchen der Offizialberatung zeigte die Düngung mit Kalkammonsalpeter in den meisten Versuchen einen klaren Ertragsvorteil gegenüber einer AHL-Düngung. Der durchschnittliche Mehrertrag durch die KAS-Düngung beträgt 2,6 dt/ha. Ertragsdifferenz in dt/ha Mehrertrag durch KAS (93 Standorte) Mehrertrag durch AHL (33 Standorte) 0 Jede Säule ein Standort Auch die Qualität wurde in diesen Versuchen durch eine Kalkammonsalpeter Düngung deutlich verbessert. Im Mittel lag der Rohproteingehalt des Weizens nach einer Düngung mit Kalkammonsalpeter um 0,6 % höher. Vorteil von Kalkammonsalpeter gegenüber AHL bei Ertrag und Rohprotein (Häufigkeit) Vorteil KAS Vorteil AHL Ertrag 70 % 24 % Rohprotein 78 % 20 % Quelle: Offizialberatung; Winterweizen, 132 Standorte Neben der geringeren N-Effizienz der im AHL dominierenden Stickstoffformen (Harnstoff und Ammonium) kann eine schlechtere Pflanzenverträglichkeit zu weiteren Ertragseinbußen führen. Ätzschäden nach AHL-Spritzung Kalkammonsalpeter ist pflanzenverträglich Elektronenmikroskopische Aufnahme einer Weizenblattoberfläche (2800fache Vergrößerung) Intakte Atmungsöffnung Durch AHL zerstörte Atmungsöffnung 8 YARA

9 schnelle und sichere Wirkung Hohe N-Verfügbarkeit für die Pflanzen Der Nitrat-Anteil im Kalkammonsalpeter steht den Pflanzen sofort zur Verfügung. Dagegen muss z.b. gedüngter Harnstoff erst im Boden zu Ammonium und Nitrat umgebaut werden, um pflanzenverfügbar zu werden. Harnstoff wird zwar selbst bei kühlen Temperaturen relativ rasch in Ammonium überführt (1-6 Tage). Der Ammoniumstickstoff steht den Pflanzen allerdings nur zum Teil zur Verfügung. Ammoniakverluste, Ammoniumfixierung an Tonmineralen und mikrobielle Festlegung können das Stickstoffangebot drastisch reduzieren. Die Umwandlung von Ammonium zu Nitrat kann vor allem bei kühler Witterung mehrere Wochen dauern. Dies erklärt, warum im zeitigen Frühjahr die Bestände nach Kalkammonsalpeter-Düngung oft schneller anspringen als nach Harnstoffdüngung. Umwandlung von Ammonium-N zu Nitrat-N in Abhängigkeit von der Bodentemperatur 20 1 Woche Bodentemperatur [ C] Wochen 4 Wochen 5 6 Wochen Umwandlungszeit in Wochen (50 % als Nitrat) (nach Amberger u. Vilsmeier, 1984) YARA 9

10 schnelle und sichere Wirkung Geringere gasförmige Verluste Bei der Düngung von harnstoffhaltigen Düngern wie AHL oder Harnstoff geht Stickstoff gasförmig als Ammoniak verloren. Das Ausmaß der Stickstoffverluste richtet sich nach den jeweiligen Bedingungen. Die Ergebnisse von verschiedenen Erhebungsuntersuchungen zeigen durchschnittliche Ammoniakverluste von 8 % bei AHL und 15 % bei Harnstoff. Der verlorene Stickstoff fehlt für die Ernährung der Pflanzen. Ammoniakverluste treten vor allem auf, weil es nach der Düngung von Harnstoff kurzfristig zu einem lokalen Anstieg des ph-wertes in unmittelbarer Nähe der Harnstoffkörner kommt. Das Ammonium, das aus der Harnstoffumsetzung hervorgeht, wird deshalb teilweise zum gasförmigen Ammoniak umgesetzt, welches leicht flüchtig ist. Ammoniakverluste aus Harnstoff werden gefördert durch: erhöhte Bodentemperatur (2. und 3. Gabe) geringe Bodenfeuchte (Trockenheit) schwach puffernde Böden (hoher Sandanteil) hohe Einzelgaben mit Harnstoff Verbleib von Ernteresten und Mulchsaat (hoher Ureasegehalt im Boden) Böden mit ph-werten über 7 Der ph-wert Anstieg um das Harnstoffdüngerkorn ist zeitlich befristet. Nach der Umsetzung des Harnstoffs wird das im Boden verbliebene Ammonium zum Nitrat nitrifiziert. Dabei wird der ph-wert des Bodens wieder deutlich abgesenkt, weshalb der Stickstoff aus dem Harnstoff langfristig bodenversauernd wirkt. Steigender Boden-pH unmittelbar nach Harnstoffdüngung (Ammoniakverluste), danach ph-absenkung und Bodenversauerung Quelle: Linser, 1972 Abnahme Zunahme Ammoniakverluste (% der N-Düngung) Mittlere Ammoniakverluste nach Düngung von Kalkammonsalpeter, AHL und Harnstoff BMVEL/UBA, KAS AHL Harnstoff Kurzfristige ph-wert-erhöhungen im Bereich eines Harnstoffdüngerkorns erhöhen das Risiko von Ammoniakverlusten ph Ammoniakverluste Wochen nach Harnstoffdüngung Düngerzone ph 8.5 Restboden ph 5.5 Anfangs-pH im Boden vor Harnstoffdüngung Bodenversauerung 10 YARA

11 schnelle und sichere Wirkung Geringere Ammonium-Fixierung Die Fixierung von Ammonium an Tonminerale schränkt die Verfügbarkeit im Boden ein. Die Wirkungssicherheit von Harnstoff, der zunächst zu 100 % in Ammonium umgewandelt werden muss, wird hierdurch besonders auf schweren und sich langsam erwärmenden Böden herabgesetzt. Nitrathaltige N-Dünger wie Kalkammonsalpeter sichern unter diesen Umständen die schnelle Stickstoffversorgung und damit auch höhere Erträge. Dies konnte in zahlreichen Versuchen der Offizialberatung in Winterweizen nachgewiesen werden. Im Mittel aller Standorte konnten hier mit Kalkammonsalpeter 1,4 dt/ha mehr geerntet werden. Ertragsvorteile durch nitrathaltigen KAS im Vergleich zur Harnstoffdüngung auf schweren Böden Durchschnittlicher Mehrertrag durch KAS: 1,4 dt/ha 8 Ertragsdifferenz in dt/ha Mehrertrag durch KAS Mehrertrag durch Harnstoff 1 0 Jede Säule ein Standort Mittlere N-Düngung: 187 kg N/ha; Bodenart: IU-T Quelle: Offizialberatung; 36 Versuche in Winterweizen YARA 11

12 senkt den Kalkbedarf und liefert Magnesium Die Kalkzehrung Stickstoffdünger wirken bodenversauernd. Diese Versauerung muss durch eine Kalkung ausgeglichen werden. Die gebräuchlichsten N-Dünger unterscheiden sich deutlich hinsichtlich ihrer Kalkzehrung. Dementsprechend sind bei der Beurteilung der verschiedenen N-Dünger die Kosten für den Kalkausgleich zu berücksichtigen. Kalkammonsalpeter und auf Kalkammonsalpeter basierende Stickstoff/Schwefeldünger verursachen die geringste Kalkzehrung! Dünger N-Dünger Gesamt Kalkzehrung in kg CaO je... N-Gehalt dt Produkt 100 kg N YaraBela EXTRAN % AHL 28 % Harnstoff 46 % N/S-Dünger YaraBela SULFAN 24 % YaraBela OPTIMAG % YARA Ureas 38 % Ammoniumsulfat 21 % Die Magnesiumzufuhr Bei der Herstellung von YaraBela EXTRAN 27 wird magnesiumhaltiger Dolomit verwendet. Deshalb enthält YaraBela EXTRAN 27 auch 4 % MgO. Neben der positiven Wirkung auf den Kalkhaushalt des Bodens wird bei regelmäßiger Verwendung von YaraBela EXTRAN 27 ein wesentlicher Beitrag zur Magnesiumversorgung geleistet. Bei einer Düngergabe von 100 kg N/ha als YaraBela EXTRAN 27 (4 % MgO, davon 1,0 % wasserlöslich) werden zusätzlich 85 kg CaCO 3 inklusive 15 kg MgO gedüngt Mit 100 kg N/ha als Kalkammonsalpeter oder Harnstoff werden ausgebracht davon 15 kg MgO 85 kg CaCO 3 50 kg Ammonium-N 50 kg Nitrat-N YaraBela EXTRAN kg Amid-N Harnstoff 12 YARA

13 bietet Vorteile bei Ausbringung und Lagerung»Technische Streifenkrankheit«nach Applikation von Harnstoff in der 1. Gabe (Streubreite 36 m) Winterweizen BBCH 31, 1. Mai, 2004 (2. N -Gabe) N-Versorgung relativ Die Ausbringung Harnstoff hat ein deutlich geringeres spezifisches Gewicht als YaraBela EXTRAN 27. Daraus resultiert eine im Vergleich zu YaraBela EXTRAN 27 geringere maximale Arbeitsbreite bei der Ausbringung. Ausserdem ist hierdurch die Seitenwindempfindlichkeit erhöht, wodurch die Gefahr von Streufehlern steigt. Die hohe N-Konzentration des Harnstoffs verstärkt die Auswirkung von Streufehlern zusätzlich. Logistisch ist der Vorteil von Harnstoff nur gering. Durch das wesentlich geringere spezifische Gewicht von Harnstoff enthält 1 m 3 dieses Düngers 345 kg N während 1 m 3 YaraBela EXTRAN kg N enthält m 50 m 100 m 150 m 200 m Die Lagerung von Harnstoff mit anderen Düngern kann Qualitätsprobleme verursachen YaraBela EXTRAN 27 \ Harnstoff V \ NPK V \ V NP Chemische Verträglichkeit von Düngern: Die Lagerung Bei der Lagerung von verschiedenen Düngern unter einem Dach kann es zu Qualitätseinbußen kommen. Schon eine geringe Staubentwicklung, z.b. beim Ein- oder Auslagern eines Düngers, kann zu Qualitätsbeeinträchtigungen eines anderen im Lager befindlichen Düngers führen. Beim Kontakt von Harnstoff und YaraBela EXTRAN 27 verändern sich die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Produkte. Die kritische Luftfeuchte wird vermindert, die Kristallstruktur und damit die Düngerkörner werden zerstört. Die Lagerung von Harnstoff mit ammonnitrathaltigen Düngern wie YaraBela EXTRAN 27, YaraMila NPK und NP-Düngern ist daher kritisch zu sehen. Hier ist besondere Vorsicht geboten. V verträglich \ unverträglich YARA 13

14 Optimale Stickstoffdüngung Hohe Stickstoffeffizienz mit der YARA-Düngestrategie Ziel einer optimierten N-Düngestrategie ist die Maximierung der Wirtschaftlichkeit im Pflanzenbau bei gleichzeitiger Minimierung unerwünschter Umweltwirkungen. Um dieses Ziel erreichen zu können, muss zu jedem Zeitpunkt während der Vegetation die für den Pflanzenbestand optimale Stickstoffmenge in pflanzenverfügbarer Form bereitgestellt werden. Nur auf diese Weise lassen sich N-Verluste und N-Bilanzüberschüsse minimieren. Die Optimierung der N-Düngung erfolgt am besten durch geteilte N-Gaben auf Grundlage einer Pflanzenanalyse. Für die Anpassung der N-Düngung an den tatsächlichen N-Bedarf von Wintergetreide zum Schossen oder Ährenschieben stehen mit dem YARA N-Tester und dem YARA N-Sensor ausgereifte Werkzeuge zur Pflanzenanalyse zur Verfügung, die eine optimale Bestandesführung im Vegetationsverlauf ermöglichen. Nitrathaltige N-Dünger wie Kalkammonsalpeter, YaraBela SULFAN, YaraBela OPTIMAG 24 und ammonnitratbasierte YaraMila NPK s haben eine schnelle und sichere und darum gut kalkulierbare Wirkung und sind deshalb für eine effiziente Düngung besonders geeignet. Ährengabe YaraBela EXTRAN N-Gabe YaraMila NPK YaraBela SULFAN YaraBela EXTRAN 27 Schossergabe YaraBela EXTRAN 27 N-Aufnahmekurve 14 YARA

15 Optimale Stickstoffdüngung mit YaraBela EXTRAN 27 Nitratstickstoff versorgt die Pflanzen schnell und sicher YaraBela EXTRAN 27 enthält das optimale Verhältnis von Nitrat und Ammonium YaraBela EXTRAN 27 sorgt für eine schnelle und sichere N-Wirkung YaraBela EXTRAN 27 sichert die Kornqualität und verringert den N-Bilanzüberschuss YaraBela EXTRAN 27 ist effizient und pflanzenverträglich YaraBela EXTRAN 27 hat geringe Ammoniak-Verluste YaraBela EXTRAN 27 senkt den Kalkbedarf und liefert Magnesium YaraBela EXTRAN 27 bietet Vorteile bei Ausbringung und Lagerung YARA 15

16 Knowledge grows Für mehr Informationen kontaktieren Sie bitte: YARA GmbH & Co. KG Hanninghof 35 D Dülmen Tel.: / Fax: / yara.de@yara.com Die in dieser Broschüre enthaltenen Informationen entsprechen unserem derzeitigen Kenntnisstand und erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Eine Gewähr oder Haftung für das Zutreffen im Einzelfall ist ausgeschlossen, da die Standortund Anbaubedingungen erheblichen Schwankungen unterliegen. Die zur Verfügung gestellten Informationen ersetzen keine individuelle Beratung. Sie sind unverbindlich und insbesondere nicht Gegenstand eines Beratungs- / Auskunftsvertrages. Yaras weltweite Präsenz macht Yara bietet Lösungen für eine nachhaltige Landwirtschaft und den Umweltschutz an. Unsere Mineraldünger und Konzepte zur Pflanzenernährung tragen dazu bei, die Nahrungsmittelversorgung der wachsenden Weltbevölkerung zu sichern. Unsere Industrieprodukte und Konzepte zur Reduzierung von Emissionen verbessern die Luftqualität und unterstützen sichere und effiziente Arbeitsprozesse. Yara wurde 1905 in Norwegen gegründet und ist weltweit in 150 Ländern aktiv. Sicherheit hat bei uns höchste Priorität. Stand: 05/2012