Gliederung. Einfußfaktoren. N-Düngung und N-Bilanzen. Optimierungsmöglichkeiten des N-Einsatzes. Fazit

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1 Stickstoffdüngung zur Erzeugung von Qualitätsweizen Dr. Erhard Albert, Referat Pflanzenbau, Nachwachsende Rohstoffe Dr. Erhard Albert Gliederung Einfußfaktoren N-Düngung und N-Bilanzen Optimierungsmöglichkeiten des N-Einsatzes Fazit Dr. Erhard Albert

2 Die drei Säulen der Backqualität und ihre Bestimmung Backqualität Eiweißqualität Eiweißmenge Stärkequalität Eiweißgehalt Fallzahl Sedimentationswert Dr. Erhard Albert Beziehung zwischen Proteingehalt und Backvolumen (116 Weizensorten) Dr. Erhard Albert Quelle: Seling

3 Wichtige Einflussfaktoren auf den Rohproteingehalt von Winterweizen Sorte Standort Ertragspotenzial Bodenwasservorrat N-Mineralisierung N-Düngung Menge/Verteilung Spätgabe Jahreseinfluss Ertragsniveau Temp./Niederschlag Strahlung Krankheitsbefall Rohproteingehalt der Körner Dr. Erhard Albert Quellen der N-Versorgung N-Düngung N min -Gehalt im Frühjahr N-Nachlieferung in der Vegetation Dr. Erhard Albert

4 Erträge ohne N-Düngung sowie optimale N-Aufwandmengen und Erträge von Winterweizen (Lö-Standorte in Sachsen) Nopt Jahr Ertrag ohne N-Aufwand [dt/ha] opt. N-Aufwand [kg/ha] opt. Ertrag [dt/ha] , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Dr. Erhard Albert Wirkung der N-Düngung auf Kornertrag und Rohproteingehalt bei Winterweizen (Nossen, 9 Versuchsjahre) 100 N min : 43 kg/ha 15 Winterweizenertrag in dt/ha Kornertrag in dt/ha Rohproteingehalt in % Rohproteingehalt in % N-Aufwand in kg/ha Dr. Erhard Albert

5 Wirkung der N-Düngung auf Kornertrag und Rohproteingehalt von Winterweizen (Pommritz, 9 Versuchsjahre) Winterweizenertrag in dt/ha N min : 58 kg/ha Kornertrag in dt/ha Rohproteingehalt in % Rohproteingehalt in % N-Aufwand in kg/ha Dr. Erhard Albert Stickstoff-Bedarf in Abhängigkeit von dem Ertragsniveau bei Winterweizen N-Bedarf [kg/ha] N-Aufnahme [kg/ha] N-Aufnahme [kg/ha] N-Aufnahme [kg/ha] N-Aufnahme [kg/ha] 250 hohes Ertragsniveau 175 mittleres Ertragsniveau 100 niedriges Ertragsniveau 0 Vegetationsbeginn 21/31) Beginn Schossen (31) Mitte Ährenschieben (55) Reife (91) Dr. Erhard Albert

6 Beziehung zwischen dem N-Gehalt in der Biomasse von Winterweizen zu EC 55 (Mitte Ährenschieben) und dem Korn-Rohproteingehalt zur Ernte Dr. Erhard Albert Einfluss von Ertragsniveau und N-Düngung auf den Rohproteingehalt von Winterweizen Dr. Erhard Albert Quelle: Sieling

7 Auswirkungen unterschiedlicher Jahresbedingungen auf Ertrag und Qualität von Winterweizen (Nossen, E-Winterweizen) Parameter Dr. Erhard Albert ME Hochertragsjahr 2004 Hitzestress 2006 Veränderung Ertrag (86%) dt/ha 113,5 89,2-24,3 Tausendkornmasse g 50,6 47,6-3,0 Rohproteingehalt % 12,4 16,5 + 4,1 Sedimentationswert Fallzahl sec Ährenschieben bis Gelbreife durchschnittliche Globalstrahlung Ährenschieben bis Gelbreife Durchschnittstemperatur Ährenschieben bis Gelbreife Niederschlagssumme Ährenschieben bis Gelbreife Anzahl Tage W/m² C 16,4 20,0 + 3,6 mm Wirkung der N-Spätdüngung auf Ertrag, Rohproteingehalt, N-Ausnutzung und N min -Gehalt nach der Ernte und effektive Mehrleistung (Sorte: Tarso, 24 Versuche) N-Spätgabe kg/ha Korn ertrag dt/ha Rohproteingehalt % N-Ausnutzung % N min -Gehalt nach der Ernte kg/ha effektive Mehrleistung /ha 0 79,1 11, ,8 12, ,2 13, ,4 13, ,6 14, GD 5 % 0, Dr. Erhard Albert

8 Einfluss von N-Düngung und Humusgehalt auf den Rohproteingehalt von Winterweizen (Dauerversuch, Löß-Lehmstandort) Rohproteingehalt [%] y = 7,7 + 0,0200*N - 0,00006*N² + 0,4540*Humus² R² = 0, N-Düngung [kg/ha] ,6 1,9 2,2 2,8 2,5 Humusgehalt [%] Dr. Erhard Albert Möglichkeiten der Optimierung des N-Einsatzes Dr. Erhard Albert

9 Zielkonflikte bei der Erzeugung von Qualitätsweizen Betriebswirtschaftliches Ziel Ziel der EU-Wasserrahmenrichtlinie hoher Ertrag mit hohem Rohproteingehalt Nitratgehalte < 50 mg/l im Grundwasserkörper Lösungsmöglichkeiten Bedarfsgerechte jahresspezifische N-Düngung (N min, SBA, NST, N-Tester, N-Sensor) zeitliche Vorverlegung der Spätgaben unter Nutzung stabilisierter N-Dünger Flüssigdüngung mit AHL sowie N-Injektion auf leichten Böden Teilschlag-Düngung unter Beachtung des Ertragspotenzials und Bodenwasservorrates verminderte N-Mineralisierung durch konservierende Bodenbearbeitung nach Ernte Anbau von Winterraps nach Qualitätsweizen zur N-Bindung hoher N min -Reste Anbau von Winterzwischenfrüchten ohne N-Düngung Strohdüngung ohne N-Ausgleich verändertes Vergütungssystem sortenabhängig mit gleitenden Qualitätszuschlägen Dr. Erhard Albert Nitratgehalte im Grundwasser In Deutschland Aktuelle Situation Prognose 2015 Grundwasserkörper 36% 2% 0,3% 61,7% Ziel erreicht Zielerreichung geplant in 2015 Ausnahme nach Art.4 unklar Guter chemischer Zustand (Nitrat) Schlechter chemischer Zustand (Nitrat) Dr. Erhard Albert Quelle: Berichtsportal WasserBlick/BfG, Stand:

10 Verfahren der N-Düngebedarfsermittlung bei Getreide 1. N-Gabe N min-sollwerte Computerprogramme Simulation 2. N-Gabe Nitratschnelltest Pflanzenanalyse N-Tester N-Sensor Cropmeter Simulation Ähren 3. N-Gabe Nitratschnelltest Pflanzenanalyse N-Tester N-Sensor Cropmeter Simulation Körner/Ähre - Halme Triebe TKM EC Keimung Wachstum des Keimlings Bestockung Schossen Ährenschieben Blüte Reife Dr. Erhard Albert N-Düngebedarfsermittlung mit dem Nitrat-Schnelltest Dr. Erhard Albert

11 N-Düngebedarfsermittlung mit dem Yara-N-Tester Dr. Erhard Albert Leitfähigkeit des Bodens und N min -Gehalt zu Vegetationsbeginn unter Winterweizen auf einem heterogenen Praxisschlag Leitfähigkeit (EM38) Dr. Erhard Albert

12 Bedarfsorientierte N-Düngung mittels Sensortechnik auf heterogenen Schlägen Verbesserung der N-Effizienz durch bedarfsorientierte ortsspezifische N-Applikation unter Beachtung der Bestandes- und Bodenheterogenität Abreifender Wintergerstenbestand Schlag Am Flugplatz Köllitsch Erzeugung einheitlicher Partien mit ausgeglichenen Rohproteingehalten Verminderung qualitätsreduzierender Lagerbildung Reduktion von Umweltbelastungen durch Verminderung von lokalen N-Bilanzüberschüssen N-Sensortechnik Dr. Erhard Albert Trockenheit reduziert die Nährstoffverfügbarkeit Dr. Erhard Albert

13 Hydrothermischer Koeffizient nach Seljaninov für Mai und Juni DWD A1B K HT (Mai, Juni) D sehr trocken mäßig trocken ausreichend feucht > 1.60 sehr feucht DWD Quelle: Müller, HUB Traditionelles und stabilisiertes Düngungssystem bei Wintergetreide traditionell stabilisiert stabilisiert BEFU Schnelltest Schnelltest 1. N 2. N 3. N BEFU Schnelltest + N-Zuschlag 1. N N stabilisiert BEFU mit Angabe stab. N Schnelltest N stabilisiert 3. N Dr. Erhard Albert

14 Prüfung von verschiedenen N- Verteilungsmustern unter Nutzung des stabilisierten N-Düngers ENTEC bei Winterweizen (Nossen, N min: 39 (16 56) kg/ha, 2004 bis 2010) N-Düngung Ertrag Rohprotein* N min* kg/ha bei 86 %TS nach Ernte 1. N-Gabe 2. N-Gabe 3. N-Gabe 0 60 cm VB EC 31/32 EC 49/51 dt/ha % kg/ha ,6 9,9 42 BEFU als KAS 50 als KAS 0 91,6 11,5 33 BEFU als KAS 50 als KAS 50 als KAS 95,9 13,3 36 BEFU +100 als ENTEC ,9 12,8 37 BEFU + 50 als ENTEC 0 50 als KAS 93,4 13,2 33 BEFU als KAS 100 als ENTEC 0 97,4 13,3 36 BEFU als KAS 100 als KAS 0 96,4 13,4 37 GD 27 5 %gepoolt 1,3 *ohne Dr. Erhard Albert Injektionsdüngung in Parzellenversuchen Dr. Erhard Albert

15 Wirkung unterschiedlicher N-Applikation auf den Ertrag von Winterweizen Baruth, D3, ls, AZ: 33, 2009 und 2010 PG N-Applikation [kg/ha] Ertrag [dt/ha] VB EC 31 EC ,9 43,6 2 60* ,3 78, * ,2 81, * 0 40,0 65,8 2009: + 5 kg N/ha (Injektion, KAS) Dr. Erhard Albert Wirkung der N-Düngerform auf Ertrag und Rohproteingehalt von Winterweizen (4 Versuchsernten) N-Düngung Kornertrag Rohproteingehalt kg/ha dt/ha % Forchheim Nossen Pommritz Forchheim Nossen Pommritz V8,sL, 33 Lö4,L,65 Lö4,L,69 V8,sL, 33 Lö4,L,65 Lö4,L,69 ohne 39,9 46,9 53,7 10,0 9,2 9,5 KAS reduziert 73,3 86,1 78,7 12,7 12,6 14,0 KAS optimal 76,7 91,1 82,1 13,2 13,5 14,8 HS reduziert 73,1 83,3 80,6 12,7 12,3 13,6 HS optimal 77,9 90,8 80,5 13,1 13,2 14,5 ASS/KAS reduziert 73,4 85,5 78,8 12,3 12,5 13,6 ASS/KAS optimal 77,5 89,8 82,3 13,3 13,2 14,6 ENTEC reduziert 75,5 85,8 80,7 11,8 11,9 12,9 ENTEC optimal 78,8 90,4 81,7 12,7 12,9 14, Dr. Erhard Albert

16 Einfluss der S-Düngung von Winterweizen auf die Beschaffenheit von Brötchen Ohne S-Düngung Düngung mit ASS Dr. Erhard Albert zu starke Bräunung Rösche pappig zu geringe Krumenelastizität bitterer Nebengeschmack normale Bräunung gute Rösche gute Krumenelastizität einwandfreier Geschmack Quelle: Wissemeier Notwendigkeit der N-Spätgabe bei Winterweizen gering Bestände mit geringem Ertragspotenzial bzw. schlechter Bestandesführung Futterweizen, Bioethanolweizen ertragsschwache Standorte mit häufigem Trockenstress reichliche N-Versorgung bis zum Ährenschieben kein N-Bedarf zum Ährenschieben bis zur Reife infolge hoher N-Nachlieferung (z. B. Standorte mit regelmäßiger organischer Düngung) kranke und nicht standfeste Bestände verkürzte Abreife Dr. Erhard Albert hoch Erzeugung von Qualitätsweizen Bestände mit hohem Ertragspotenzial und guter Bestandesführung ertragsstarke Standorte mit ausgeglichener Wasserversorgung bzw. hoher Niederschlagswahrscheinlichkeit keine oder geringe organische Düngung in der Fruchtfolge verhaltene N-Versorgung bis zum Ährenschieben nicht abgedeckter N-Bedarf zum Ährenschieben bis zur Reife Diagnosemöglichkeiten: Nitrat-Schnelltest N-Tester Pflanzenanalyse gesunde und standfeste Bestände lange Abreife ohne Trocken- und Hitzestress

17 Zusammenfassung Bei Bei der der Vermarktung von von Getreide Getreide spielt spielt die die Qualität Qualität eine eine entscheidende Rolle Rolle Die Die Ausprägung von von Qualitätseigenschaften ist ist im im starken starken Maße Maße genetisch bestimmt, die die jeweiligen Klima-, Klima-, Standort- und und Anbaubedingungen können können diese diese sowohl sowohl positiv positiv als als auch auch negativ negativ beeinflussen Durch Durch Düngung, insbesondere N-Spätgaben, Sortenwahl und und Pflanzenschutz können können Qualitätsparameter gezielt gezielt beeinflusst werden werden Zur Zur N-Düngebedarfsermittlung werden werden SBA SBA in in Verbindung mit mit Methoden wie wie Nitrat-Schnelltest, N-Tester N-Tester und und Pflanzenanalyse empfohlen. Ausbringung von von N möglichst teilschlagspezifisch mit mit Sensortechnik. Zu Zu hohe hohe Spätgaben können können die die Umwelt Umwelt belasten belasten Als Als vorteilhaft wird wird ein ein Vergütungssystem angesehen, dass dass neben neben einer einer gleitenden Bewertung der der Rohproteingehalte die die jeweiligen Sorteneigenschaften stärker stärker berücksichtigt. Der Der Zwang Zwang zur zur Erzeugung hoher hoher Rohproteingehalte mit mit möglichen negativen Auswirkungen auf auf die die Umwelt Umwelt könnte könnte so so vermindert werden werden Bei Bei bedarfsgerechter N-Düngung müssen müssen ausreichend hohe hohe Proteingehalte und und niedrige, niedrige, wasserschutzkonforme N-Bilanzsalden kein kein Widerspruch sein sein Dr. Erhard Albert Vielen Dank für die Aufmerksamkeit Weitere Info Dr. Erhard Albert