Berücksichtigung der standörtlichen N-Nachlieferung im Silomaisanbau

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1 Berücksichtigung der standörtlichen N-Nachlieferung im Silomaisanbau Dr. Heinrich Höper, Dr. Walter Schäfer Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie Referat L3.4 Boden- und Grundwassermonitoring Tim Eiler Landwirtschaftskammer Niedersachsen

2 unter Einbindung der Ergebnisse aus dem Humusprojekt Ermittlung und praxisgerechte Schematisierung der N-Mineralisation auf N-Quellstandorten zur bedarfsgerechten Reduktion der N-Düngung im Maisanbau M&P-Projekt gefördert durch NLWKN/MU Projektpartner Dr. Günther Springob, Dr. Franz Antony, INGUS Hannover, Timo Schürmann, LWK Niedersachsen Hans-Christian von Korn, NLWKN Dr. Christina Aue, OOWV, Oldenburg Werner Raue, enercity Aus Springob & Schürmann, 2013

3 Veranlassung Starke Ausweitung des Maisanbaus auf derzeit ca ha (31 % der Ackerfläche) Häufig erhöhte Ernte-Nmin-Werte nach Silomais Hoher Beitrag der N-Nachlieferung aus dem Boden zur Stickstoffversorgung des Silomaises Besonders hohe N-Mineralisation nach Grünlandumbruch und auf humusreichen Standorten. Schutz des Grundwassers durch Anpassung der Düngung Anpassung der Stickstoffdüngung nach Sollwert auf humusreichen Standorten und nach Grünlandumbruch

4 Gliederung Düngung nach Sollwert und N-Nachlieferung Mögliche Standorte mit besonders hoher N-Nachlieferung Ermittlung der N-Nachlieferung Ermittlung von Abschlägen auf den Sollwert Vergleich der Verfahren Springob - LBEG-LWK Vorschlag eines kombinierte Verfahrens Bedeutung des Unterbodens Schlussfolgerungen

5 Stickstoffdüngung nach Sollwert: Ermittlung des Sollwertes aus Düngungssteigerungsversuchen 120 relativer Ertrag zur Sollwertdüngung [%] Sollwert = 100 Mais Winterroggen Wintergerste N-Zufuhr [kg N]

6 Sollwert: Düngebedarf im Vergleich zu N-Angebot und N-Bedarf von Silomais N in Ernterückständen (Stoppel, Wurzel) N-Nachlieferung und Deposition N-Abfuhr mit dem Erntegut N-Düngung (N-Düngebedarf) Sollwert Frühjahrs-Nmin Der Sollwert wird unter Berücksichtigung einer mittleren N- Nachlieferung ermittelt.

7 Standorte mit hoher N-Nachlieferung Böden mit Humusgehalten über 6-8 % Standorte nach Grünlandumbruch Standorte nach Grundwasserabsenkung / Wasserregulierung Fragen: Wie lassen sich diese Standorte erkennen? Welche Abschläge von der Düngung nach Sollwert wären vorzunehmen? (Über wie viele Jahre sind die Abschläge vorzunehmen?) Foto: LfU Bayern

8 Abschätzung der N-Mineralisation unter Silomais Vorgehensweisen a. Humusprojekt, Dr. Springob, Modellierung der N-Mineralisation mit dem Modell HERMES unter Berücksichtigung der klimatischen Variation b. Projekt LBEG-LWK, Empirische Ermittlung der N-Mineralisation aus Feldversuchen und Erhebungsuntersuchungen unter Berücksichtigung der räumlichen Variation

9 Projekt LBEG - LWK Datensätze A. Düngungs- und Sortenversuche der LWK (n=75) B. Felderhebung (INGUS) (n=18) C. Humusprojekt (n=38) Standorteigenschaften (Mediane, untere und obere Quartile) Parameter C org % N t % C/N- Verhältnis Versuche LWK* 2,3 (1,2-3,2) 0,16 (0,11-0,17) 14,6 (12,8-16,1) Fuhrberger Feld (WSG) 1,7 (1,6-2,0) 0,13 (0,12-0,14) 13,7 (12,7-16,1) Humusprojekt 4,8 (3,8-7,2) 0,27 (0,21-0,37) 17,8 (15,0-19,7) *2 Düngungssteigerungsversuche, 6 Varianten x 2 Jahre; 12 Sortenversuche, 1-2 Jahre

10 Projekt LBEG - LWK Methodik Einbeziehung der Deposition Berechnung der Apparenten N-Mineralisation mod. nach Engels und Kuhlmann (1993) = (N-Abfuhr + Ernte-N min ) - (N-Düngung + Frühjahrs-N min + Deposition) N-Vorrat bei Ernte - N-Angebot Multiple Regression zwischen der N-Mineralisation und Standortparametern sowie Kenngrößen des N-Haushaltes

11 Apparente N-Mineralisation: Gesamtmodell App-Nmin = 37 (±9) N t (±132) - 0,79 N-Saldo (±0,05) - 18 C org (±6) R²= 0,67; Standardfehler 43 kg N/ha/a Vergleich beobachtete und modellierte Werte

12 Ermittlung der Abschläge 1. Bei der Ermittlung des Sollwertes zur Stickstoffdüngung wird bereits die N-Mineralisation an einem Normalstandort berücksichtigt. 2. Als Normalstandort wird hier der Medianwert der Standorte aus den Düngungssteigerungs- und Sortenversuchen der Landwirtschaftskammer Niedersachsen gewählt 3. Bei einem Nt-Gehalt von 0,16 % und einem Corg-Gehalt von 2,3 % ergibt sich für einen N-Saldo von 0 eine N-Mineralisation von 73 kg N/ha/a Abschlag = 484 Nt - 18 Corg - 36

13 Vergleich der Abschläge LBEG-LWK: Abschlag = 484 Nt - 18 Corg - 36 Humusprojekt (Springob): Abschlag = 200 Nt - 30

14 Vorschlag für ein kombiniertes Verfahren nach Klassen Standörtliche Abschläge für die N-Düngung zu Silomais nach Sollwert C/N-Verhältnis Nt (%) < 18* > 20 0,2-0, ,3-0, ,4-0, ,5-0, ,6-0, ,7-0, * Werte nach Springob (2013)

15 Vergleich der Abschläge a. LBEG-LWK: Abschlag = 484 Nt - 18 Corg - 36 b. kombiniertes Verfahren

16 Abgleich mit Felddaten aus dem Humusprojekt Im Nachhinein ermittelte optimale Abschläge a.) bei Ertragsminderung: Optimaler Abschlag = Ist-Abschlag - (Minderung N-Abfuhr x 1,2) b.) ohne Ertragsminderung Optimaler Abschlag = Ist-Abschlag + Nmin(Frühjahr) - Nmin(Herbst)

17 Fuhrberg: Abschläge nach dem kombinierten Verfahren im Vergleich zu optimalen Abschlägen -248 kg Extrem negative N-Salden -179 kg -175 kg -177 kg

18 N-Nachlieferung aus dem Unterboden Fuhrberg: Frühjahrs- und Herbst-Nmin-Werte in cm

19 Thülsfelde: Abschläge nach dem kombinierten Verfahren im Vergleich zu optimalen Abschlägen Überdüngung infolge Minderertrag: N-Abfuhr 130 kg

20 N-Nachlieferung (aus dem Unterboden?) Thülsfelde: Frühjahrs- und Herbst-Nmin-Werte in 0-90 cm

21 Schlussfolgerungen Auf humusreichen Böden kann die N-Mineralisation einen bedeutenden Beitrag zur N-Versorgung der Kulturpflanze leisten. Die Verfahren nach Springob und LBEG-LWK kommen zu ähnlichen Ergebnissen. Durch eine Modifikation der Methode nach Springob (Abschläge bei Standorten mit hohen C/N-Verhältnissen) stimmen die Verfahren sehr gut überein. Auf einigen Flächen aus dem Humusprojekt werden deutlich höhere N-Nachlieferungen beobachtet als berechnet. N-Nachlieferung aus dem Unterboden?

22 Schlussfolgerungen (2) Die vorgeschlagene Tabelle der Abschläge ist plausibel. Das Verfahren erfordert lediglich die Bestimmung der Corg und Nt-Gehalte des Oberbodens. Die Bestimmung kann an den Proben aus der Nmin-Probenahme 0-30 cm erfolgen Es müssen nur potenzielle Überhangstandorte einbezogen werden. Alle 5-8 Jahre ist eine erneute Bestimmung der Corg/Nt- Gehalte und eine Anpassung der Abschläge erforderlich

23 Vielen Dank! Mitglieder des Arbeitskreises landesweite Aufgaben der LWK im kooperativen Trinkwasserschutz Mitarbeiter aus dem Humusprojekt Ihnen für Ihre Aufmerksamkeit