Reproduktion der Bodenfruchtbarkeit Grundlage für f r nachhaltige Bodennutzung. Dr. Manfred Roschke

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1 Reproduktion der Bodenfruchtbarkeit Grundlage für f r nachhaltige Bodennutzung Informationsveranstaltung Tag des Bodens Dr. Manfred Roschke 1

2 Gliederung Erhalt der Bodenfruchtbarkeit Versorgung des Bodens und der Pflanzen mit Nährstoffen Hinweise zur sachgerechten Düngung Wirkungen verschiedener Düngemittel Reproduktion organischer Substanz 2

3 Der Landwirt steht bei der pflanzlichen Produktion im Spannungsfeld zwischen Ökonomie und Ökologie; was ist zu beachten: Welche Fruchtarten sind bei der jeweiligen Ausrichtung des Betriebes anzubauen? Welche mineralischen und organischen Düngemittel stehen zu Verfügung? Wieviel der zugeführten Nährstoffen werden mit den Ernteprodukten abgefahren? Kann die Reproduktion der Bodenfruchtbarkeit abgesichert werden? Wie können Überhänge oder Fehlmengen bei Nährstoff- und Humusbilanzierung vermieden werden? Was passiert mit den Nährstoffen, die nicht in der Pflanzenmasse oder im Boden akkumuliert werden?

4 Erhalt der Bodenfruchtbarkeit Versorgung des Bodens mit Kalk und Grundnährstoffen (P, K, Mg) Schutz des Bodens vor Schadstoffeinträgen Humusversorgung Anbau Humuszehrer, Anbau Humusmehrer, Zufuhr Stroh und Wirtschaftsdünger Einsatz anderer organischer Dünger Bilanzierung Bodenbedeckung im Winter (Erosionsschutz) Vermeidung von Schadverdichtungen 4

5 Gehalt an organischen Kohlenstoff in Abhängigkeit von der Düngung (0-30 cm; nach Körschens 1999, ergänzt, Zimmer 2006) Fachberatung Roschke 3,5 Corg % in der Krume 0,63 3 ohne Düngung optimale org.-min. Düngung 2,5 0,51 2 1,5 1 0,5 0 0,28 Thyrow* 0,18 0,37 0,44 0,48 0,42 Groß Kreutz P60* 0,14 Müncheberg 0,18 Groß Kreutz M4* 0,32 0,34 0,30 0,60 0,75 0,81 Speyer Dikopshof Seehausen 0,37 0,40 0,23 1,19 1,31 1,00 Methau Askoc (Dk) Braunschweig Bad Lauchstädt 2,45 1,61 Järna (S) 30

6 Was unsere Vorfahren wussten... Ernten wir... jährlich die Pflanzen, welche er (der Boden) hervorbringt, ab, ohne ihm dafür einen Ersatz zu geben, so zeigt die vielfältige Erfahrung, daß selbst der allerfruchtbarste Boden zuletzt in eine Wüste verwandelt wird. und werden wir diesen Anforderungen gerecht? Carl Sprengel, 1845: 6

7 Der Kalk Er ist der Sporn zu jeder Lebenstätigkeit des Bodens, der Sauerteig, der ihn chemisch und mechanisch zur Gare bringt, er ist der Koch, der die Nahrung den Pflanzen mundgerecht macht und der Sanitätsmeister, der schädliche Stoffe beseitigt, bzw. in unschädliche umwandelt. Bechtel,

8 Auswirkungen unterlassener Grunddüngung - Kalkmangel Statischer Nährstoffmangelversuch Thyrow ohne Kalk seit 1936, Sommergerste 2004 (Baumecker, HU Berlin)

9 Nährstoffabfuhr mit verschiedenen Fruchtarten auf Ackerland Nährstoffe kg/ha*a Stickstoff N Phosphor P Kalium K * Schwefel S Magnesium Mg *ohne Strohabfuhr

10 Entzug von Spurenelementen Fachberatung Roschke Ausgehend von einer Fruchtfolge mit Getreide, Hackfrüchten und Ölfrüchten kann mit folgendem jährlichen Entzug pro Hektar gerechnet werden: g Bor g Kupfer g Mangan g Zink 5-20 g Molybdän g Eisen

11 Humuszehrung ausgewählter Fruchtarten Fruchtart Humus-C (kg/ha*a) Getreide Winterraps Silomais Kartoffeln Lupinen Winterzwischenfrucht Ackergras (1.Jahr) + 400

12 Was ist Gute Fachliche Praxis beim Düngen? Versorgung des Bodens mit Grundnährstoffen ( alle 3-4 Jahre Bodenuntersuchung ph-wert, PDL, KDL und MgCaCl 2 ) Nährstoffbedarf des Pflanzenbestandes (Nährstoffabfuhr + Ernte- und Wurzelrückstände) Nachlieferung von Nährstoffen beachten - der Vorkultur (Düngungsniveau und Ertrag) - den Ernterückständen (Wurzelrücks., Nebenprodukte, Stroh) - der (langjährigen) organischen Düngung, - dem Nährstoffvorrat des Bodens (Ton-Humus-Komplexen, Bodenart) Fachberatung Roschke

13 sachgerechte Anwendung von Düngemitteln - Ausbringung der Düngemittel mit geeigneter Technik - Gewässerrandstreifen beachten - Ausbringungszeiten (bei Umsetzung organischer Dünger) - weitestgehende Ausnutzung der Nährstoffe (Verluste reduzieren) - Vermeidung von Austrägen in die Umwelt (Luft und Wasser)

14 N-Ausbringung im Herbst Auf Ackerland nach der Ernte vor Beginn der Sperrfrist Gülle, Jauche und sonstige N-haltige flüssige organische sowie organisch-mineralische Düngemittel (Gärrückstände, Kartoffelfruchtwasser, Schlempe, Klärschlamm) oder Geflügelkot nur zu im gleichen Jahr angebauten Folgekulturen wie Raps, Wintergetreide, Feldgras, Zwischenfrüchte oder zu auf dem Feld verbliebenem Getreidestroh maximal 40 kg Ammoniumstickstoff oder 80 kg Gesamtstickstoff je Hektar Als Zwischenfrucht können auch nicht ausgesäte (ausgefallene) Bestände von Wintergetreide oder Winterraps angesehen werden, wenn - die Fläche gleichmäßig (wie Wintergetreide) mit Pflanzen bewachsen ist, - erst im Frühjahr vor nachfolgender Kultur abgeerntet oder umgebrochen wird und somit die Nährstoffe der nachfolgenden Kultur zur Verfügung stehen. Maisstroh enthält doppelt soviel Stickstoff wie Getreidestroh, daher hierzu keine N- Düngung im Herbst 14

15 Sperrfristen Die Sperrfristen für die Ausbringung gelten mit Änderung der Düngeverordnung nunmehr für alle Düngemittel (einschließlich mineralischer N-Dünger) mit einem wesentlichen Gehalt an verfügbarem Stickstoff (1,5 % in der TM), ausgenommen Festmist. Die o. g. Düngemittel dürfen: auf Ackerland vom 1. November bis 31. Januar, auf Grünland vom 15. November bis 31. Januar nicht aufgebracht werden. Die Verschiebung der Sperrfrist auf begründeten Antrag des Landwirtes nur für gesamten Betrieb Dauer des Zeitraumes ohne Unterbrechung: 12 Wochen bei Acker- und 10 Wochen bei Grünland Neben dem einzelbetrieblichen Antrag kann auch von mehren Landwirten ein Sammelantrag bei gleichen regionaltypischen Gegebenheiten und Anbaubedingungen gestellt werden. Sperrfristverschiebung ist vor dessen Beginn zu beantragen! 15

16 Nährstoffwirkungen Organischer Dünger Organische Substanz zur Reproduktion der Bodenfruchtbarkeit Phosphor ist, langfristig gesehen zur Ernährung der Pflanzen anzurechnen, bei aktuellem P-Mangel pflanzenverfügbare P-Mineraldünger anwenden Kalium ist wie Mineraldünger verwertbar Kalk dient zur Einstellung des optimalen ph-wertes (Gehaltsklasse C), basisch wirksame Stoffe sind als CaO anzurechnen Die Spurenelemente Kupfer und Zink können bei Bedarf mit einer Bodendüngung in Höhe bis 3 bzw. 5 kg/ha verabreicht werden

17 Stickstoffwirkung organischer Dünger Düngemittel: Anteil an mineralischen Stickstoff (NH 4 -N und NO 3 -N) C:N-Verhältnis Zusammensetzung der organischen Substanz, Boden: Standortbedingungen wie Bodenart, Niederschläge, Wasserversorgung Sorptionskapazität, Versorgungszustand Termin der Ausbringung (Herbst oder Frühjahr), Einarbeitung in den Boden, Witterungsverhältnisse zur Ausbringung und danach, angebaute Fruchtart

18 Stickstoffversorgung der Pflanzen Stickstoff wird von den Pflanzen nur in mineralischer Form als NH oder NO Ion (überwiegend durch die Wurzeln) aufgenommen Stickstoffquellen Quelle Hinweis kg N/ha Humus (1-1,5%) kgc/ha = 2500 kgn % jährlicher Umsatz Ernterückstände je nach Fruchtart, nach DüV 0-40 Nebenprodukte Stroh 0-30 Zwischenfrüchte Nichtlegume, legume, org 0-40 gedüngte Zur Düngung anrechenbarer N-Anteil aus organischen Düngern: - Anteil an NH 4 -N und NO 3 -N pflanzenverfügbar 100 % - Nachlieferung aus org. N im Düngejahr %

19 Substrat TS Humus- C N P K Mg % kg/t FM kg/dt FM Getreidestroh ,50 0,13 1,16 0,12 Rapsstroh ,50 0,13 1,41 0,12 Maisstroh ,90 0,09 1,66 0,15 Stallmist (Schwein) ,71 0,24 0,54 0,13 Geflügeltrockenkot ,6 0,9 1,5 0,23 Fertigkompost ,11 0,03 0,08 0,02 Klärschlamm ,42 0,20 0,01 0,01 Gülle (Schwein) ,46 0,12 0,16 0,05 Gärrückstand 4 6 0,54 0,12 0,12 0,04 Ackergras ,48 0,07 0,54 0,05 Gründüngung (Zwfr) ,35 0,05 0,37 0,07

20 Gehalte an ausgewählten Inhaltsstoffen in Komposten TS ots N P K Cd Cu Zn % TS mg/kg TS Gütegemeinschaft 1) 26 1,1 0,27 0,86 0, amtl. Kontrolle ,75 0,33 0,5 0, Kontrolle 2007/ ,1 0,5 1,04 0, ) Bewertung von Kompostqualitäten in Brandenburg nach Reinhold (2003) 29 Kompostproben der amtlichen Düngemittelkontrolle 2 Kompost die Mindestgehalte NPK-Dünger 9 Komposte die Mindestgehalte für organische PK-Dünger 18 Komposte Bodenhilfsstoffe Fazit geringer Gehalt an organischer Substanz niedrige Nährstoffgehalte Nutzen für Boden und Pflanzen überprüfen 20

21 Gruppe Tierart/Düngerart Nährstoffgehalte in der Frischmasse in kg/t bzw. kg/m³ TS % N NH 4- N P P 2 O 5 K K 2 O Mg MgO Jauche Rind ,1 0, ,8 0,06 0,10 Schwein 2 2,5 2,2 0,4 0,9 3,0 3,6 0,10 0,17 Gülle normal Rind 8 3,8 1,9 0,7 1,5 4,4 5,3 0,50 0,8 Schwein 8 7,5 4,9 2,2 5,2 4,2 5,1 0,60 0,9 Silosickersaft 4 1,4 0,7 0,3 0,7 3,4 4,1 0,30 0,50 Ammoniumanteil in Wirtschaftsdüngern %

22 Mittlere Ausnutzung für Stickstoff aus Gülle in % im Ausbringungsjahr durch die angebaute Frucht in Abhängigkeit von der Ausbringungszeit Frucht Monat Feldgras Sperre Grünland Sperre Kartoffeln Sperre Kleegras Sperre Mais Sperre Rüben Sperre Sommergetreide Sperre Wintergetreide Sperre Winterraps Sperre

23 TS ots C- Anteil 1) C:N ph- Wert N NH 4 -N NH 4 - Anteil P K 6 Kofement-Anlagen % TS % TS % TS % TS % TS MW 3,5 63,3 28,7 2,0 8,0 15,2 11,1 73,0 1,7 4.4 MW in FM 2) 3,50 2,21 1,00 0,53 0,39 73, ,16 14 NaWaRo-Anlagen MW 5,8 76,0 34,2 5,1 7,7 6,9 3,3 46,6 1,22 4,9 MW in FM 2) 5,80 4,44 2,00 0,40 0,19 47, ,28 1) 2) C-Anteil in ots von 45 % unterstellt Angaben in % bzw. g/t in der Frischmasse

24 Nähr- und Schadstofffrachten bei der Ausbringung von 30 m 3 /ha Gärrückstand (Angaben in kg/ha bzw. g/ha) TS ots N NH 4 -N P 2 O 5 P K 2 0 K Koferment NaWaRo Pb Cd Cr Cu Ni Hg Zn Koferment (g/ha) NaWaRo (g/ha)

25 Inhaltsstoffe in Schlempen TS N NH 4 -N P 2 O 5 K 2 O ph Herkunft % % in TS Kartoffel 4,5 5,5 0,15 2,7 5,8 4,2 Gutser, TU Mü Mais 7,4 4,1 0,1 4,6 Gutser, TU Mü Triticale 5,2 5,0 0,05 4,0 Gutser, TU Mü Getreide 11,5 9,75 0,02 2,5 1,9 4,1 Schwedt Kartoffel 15,2 2,23 0,03 0,55 4,3 4,9 Dallmin Obsttrester 11,4 1,21 0,05 0,12 0,15 2,4 Werder Obstschlempe 16,6 4,35 3,47 0,32 0,55 6,8 Werder

26 Wirkungen organischer Dünger auf den Boden Verbesserung physikalischer, chemischer und biologischer Bodeneigenschaften Erhöhung hung des Porenvolumens, der Puffer- und Wasserkapazität, t, Stabilisierung der Bodenkrümel, Verbesserung der Befahrbarkeit, Erhöhung hung der Bodendrucktoleranz, Verminderung der Bodenerosion.

27 Stoffe mit weitem C : N - Verhältnis bestehen überwiegend aus höher molekularen Verbindungen enthalten nur geringe Anteile verfügbar werdender Nährstoffe benötigen den enthaltenen oder mineralisierten N weitgehend zum eigenen C- Umsatz können auch im Boden zusätzlich mineralischen Stickstoff binden enthalten bei üblicher Ausbringemenge weniger als 30 kg NH4-N/ha Setzen organische Substanz und damit einen Teil des Stickstoffs erst bei höheren Temperaturen während der Vegetationsperiode frei N-Nachlieferung während der Vegetationsperiode 5 10 % des Gesamt-N

28 C:N - Verhältnisse ausgewählter Düngemittel Düngem ittel TS % in OS ots -Anteil C-Anteil in ots N % in OS C:N Verh.C:1 NH4-N inos % NH4-N Anteil % Getreideschlem pe 10,1 0,70 0,40 0,33 8,6 0,10 30,3 Gärrückstand flüssi 5 0,70 0,45 0,55 2,9 0,37 67,3 Melasse 35,5 0,80 0,40 0,60 18,9 0,01 1,7 Stallm istkom post 35 0,70 0,50 0,68 18,0 0,04 5,9 Kom poste BB 68,9 0,19 0,58 0,51 14,9 0,03 5,9 Stroh (Mais) 86 0,90 0,40 0,90 34,4 0,01 1,1 Stroh (Getreide) 86 0,90 0,40 0,50 61,9 0,00 0,0 28

29 Reproduktionsleistung organischer Dünger Dünger Humus-C Menge Begrenzung Humus-C kg/ t FM t/ha je ha kg/ha Stallmist (25%TS) kg N 800 Kompost (60%TS) BioAbfV 700 Stroh 80 4 Ernte 320 Geflügelmist(25%TS) kg N 220 Gülle (7%TS) kg N 270 Gärrückstände NaWaRo (7%TS) kg N 270 Koferment (4%TS) kg N 120

30 Humusbedarf von Fruchtfolgen Fruchtfolge Humus-C Humus-C/a Wi-Roggen - Silomais - Wi-Roggen Wi-Roggen - Wzfr- Silomais - Wi-Roggen So-Roggen - Ackergras -Silomais- Wi-Roggen Zum Vergleich: 1 ha Boden (0-20 cm) = 3000 t; 1 % Humus = 30 t = 17 t Humus-C Veränderung des Humus-C um 0,1 = 1700 kg

31 Zusammenfassung Reproduktion der Bodenfruchtbarkeit schließt Nährstoffversorgung des Bodens ein Nährstoffabfuhr muss mit Düngemitteln ausgeglichen werden Humusersatzleistungen organischer Dünger durch Nährstoffgehalte begrenzt Stickstoffwirkung der Düngemittel beachten mit Gärrückständen allein kann Reproduktion des Humus nicht gesichert werden Auswahl und Anwendung von Düngemitteln muss betriebsspezifisch erfolgen

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