Sind Stickstoffgaben zu Winterraps im Herbst sinnvoll?

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1 Sind Stickstoffgaben zu Winterraps im Herbst sinnvoll? Dr. Jana Peters, Dr. Ralf-Rainer Schulz Landesforschungsanstalt für Landwirtschaft und Fischerei Mecklenburg Vorpommern, Gülzow-Prüzen Einleitung Vor dem Hintergrund der Nachhaltigkeitsverordnung, der Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie und des Inkrafttretens der neuen Düngeverordnung gewinnt die Steigerung der Stickstoffeffizienz im Winterrapsanbau zunehmend an Bedeutung. Auf Grund der bekanntermaßen hohen N-Bilanzüberhänge beim Winterraps wird in diesem Zusammenhang insbesondere die Notwendigkeit einer Stickstoffdüngung im Herbst immer stärker in Frage gestellt. Obwohl die im Boden vorhandenen N-Mengen normalerweise ausreichen, um den Pflanzenbedarf abzudecken, gibt es Situationen, die im Herbst eine Förderung des Pflanzenwachstums durch eine N-Startdüngung sinnvoll erscheinen lassen. Beispielhaft sind hier zu nennen die N-Fixierung durch hohe Strohmengen aus der Vorfrucht, Auflaufverzögerungen insbesondere bei Spätsaaten, massiver Schaderregerbefall, Wuchshemmungen nach suboptimalem Herbizideinsatz oder bei geringer N-Nachlieferung (Nässe, Kälte). Die Düngung unterstützt dann die Biomassebildung, erhöht den N-Gehalt in der Pflanze und trägt somit zur gewünschten Vorwinterentwicklung des Bestandes bei. Mit dem Inkrafttreten der neuen Düngeverordnung steht allerdings eine ertragsabhängig definierte Gesamtstickstoffmenge zur Verfügung. Die genannten bestandesfördernden Maßnahmen müssen dann in der vorgegebenen standorttypischen Stickstoffbedarfsermittlung berücksichtigt werden. Folglich wird durch eine Herbstgabe die im Frühjahr zur Verfügung stehende Stickstoffmenge reduziert. Daher muss im Rapsanbau zukünftig auf eine möglichst effiziente Nutzung der Gesamtstickstoffmengen geachtet werden, um der Wirtschaftlichkeit und der Nachhaltigkeit gerecht zu werden. Zu dieser Problematik wurden am Standort Gülzow in Mecklenburg-Vorpommern von 2009 bis 2013 mehrere Versuchsserien angelegt, die sich mit der Effizienz einer Herbstdüngung im Winterraps beschäftigten. Die Versuchsfläche befindet sich auf einem maritim beeinflussten, stark heterogenen Standort (Ackerzahl 30-56) im

2 Bodenklimaraum 101. Kennzeichnend ist eine ausgeprägte Vorsommertrockenheit bei durchschnittlich 569 mm Niederschlag und 8,6 C Jahresdurchschnittstemperatur. Effizienz der Herbstdüngung bei optimaler Aussaatzeit In einer Versuchsserie sollte die Wirkung gesteigerter N-Mengen im Herbst auf den Ertrag und die Pflanzenentwicklung genauer geprüft werden. Hierzu wurde die im Herbst applizierte Stickstoffmenge bei der Frühjahrsdüngung entweder nicht berücksichtigt oder voll abgezogen. Weitere Varianten bestanden in der Anwendung des Biomassemodells, in dem die N-Aufnahmen des Bestandes im Herbst bei der Bemessung der ortsüblichen Stickstoffmengen im Frühjahr angerechnet wurden. Zusätzlich wurde der Wirkungsgrad einer Vorratsdüngung im Herbst durch die Applikation stabilisierter Dünger untersucht (Tabelle 1). Tab. 1: Stufenbeschreibung der Versuche zur N-Herbst-Düngung Prüfglied N-Düngung (kg/ha N) u. N-Form Herbst Frühjahr 1 Frühjahr ASS 100 KAS ASS n. Biomassemodell 3 40 HAST 100 ASS 100 KAS 4 40 HAST 100 ASS n. Biomassemodell 5 40 HAST 100 ASS 60 KAS 6 40 Alzon ASS 60 KAS 7 80 HAST 100 ASS 100 KAS 8 80 HAST 100 ASS n. Biomassemodell 9 80 HAST 100 ASS 20 KAS Alzon ASS 20 KAS Die Versuchsergebnisse (Tab. 2) verdeutlichen, dass eine Stickstoffapplikation im Herbst keine Ertragssteigerung brachte (Prüfglieder 3, 4, 7, 8). Besonders die Varianten mit zusätzlich 80 kg/ha N im Herbst führten zu extrem überzogenen N-Aufwendungen ohne signifikante Ertragseffekte. Folgen waren eine Erhöhung der Stickstoffsalden und somit auch der N-Auswaschungsgefahr nach der Ernte. Signifikante Ertragsminderungen traten ein, wenn ein Teil des Stickstoffs bereits im Herbst zu Lasten der 2. Frühjahrsgabe appliziert wurde (Prüfglieder 5, 6, 9, 10). Demzufolge weisen N-Gaben im Herbst eine geringere Effizienz auf als Frühjahrsgaben. Die Stickstoffsalden lagen hier geringfügig über dem Saldo der Kontrolle (Prüfglied 1), befanden sich aber innerhalb der in der Düngeverordnung geforderten Obergrenze von 60 kg/ha N.

3 Auch die Vorratsdüngung durch Anwendung stabilisierter Stickstoffdünger (Alzon 46) anstelle von Harnstoff führte zu keiner signifikanten Verbesserung der N-Salden und damit der N-Effizienz. Durch den Einsatz von Nitrifikationshemmstoffen im Herbst war folglich eine N-Nutzung erst im folgenden Frühjahr hier nicht gegeben. Die Anwendung des Biomassemodells erbrachte gleiche Erträge wie die Standardapplikationen. Dementsprechend schätzt das Modell den Stickstoffbedarf des Rapses anhand der Bestandesentwicklung angemessen ein. Die Anrechnung der im Herbst verabreichten N-Menge zu den Frühjahrsgaben (Prüfglieder 4 und 8) trägt zur Vermeidung unerwünschter N-Überhänge bei. Die geringfügige Differenz der Stickstoffdüngung in den Prüfgliedern 4 und 8 zu den Vergleichsvarianten (Prüfglieder 3 und 7) zeigt allerdings auch, dass sich die im Herbst applizierten N- Mengen nur teilweise in der Biomasse zu Vegetationsende wiederfinden lassen. Tab.2: N-Herbst-Düngung, Versuchsergebnisse aus Gülzow (MW ) Prüfglied Stickstoffdüngung Ertrag rel. Rohfett Marktl.rel. 1) N-Saldo 2) kg N/ha % kg N/ha , , , , , , , , , , % = 58,0 dt/ha 1324 GD 5 % relativ 3,5 1) N-kostenfreie Marktleistung, für Raps 30 /dt, Dünger in /kg N: Harnstoff 0,76; ASS 0,82; KAS 0,96; Alzon 1,00; 2) Parzellenerträge um 15 % reduziert, Bei der Betrachtung der N-kostenfreien Marktleistung überzeugt die Kontrollvariante (Prüfglied 1) mit der besten Rentabilität und bestätigt somit, dass unnötige N-Gaben im Herbst wirtschaftliche Verluste verursachen und die N-Bilanz belasten. Herbstgaben in Spätsaaten Um die Aspekte einer Förderung schwacher Rapsbestände durch eine Herbstdüngung ökologisch und wirtschaftlich zu beleuchten, wurde eine Herbstgabe von 40 kg/ha N zu unterschiedlichen Aussaatzeitpunkten (Normal- und Spätsaat)

4 geprüft. Die differenzierte Terminierung der Applikation in beiden Saatzeiten sollte zusätzlich den effektivsten Zeitpunkt der Herbstgabe ermitteln (Tabelle 3). Tab. 3: Stufenbeschreibung der Versuche zu Terminierung einer N-Herbst-Düngung Prüfglied Herbst-N-Düngung (kg/ha N) Normalsaat ( ) Spätsaat (nach dem 4.09.) ohne 40 KAS zur Saat 40 KAS 3 Wochen nach Saat 40 KAS 6 Wochen nach Saat 40 KAS 9 Wochen nach Saat ohne 40 KAS zur Saat 40 KAS 3 Wochen nach Saat 40 KAS 6 Wochen nach Saat 40 KAS 9 Wochen nach Saat Die Ergebnisse der Normalsaaten zeigten, wie bereits in anderen Versuchen festgestellt, keine signifikante Ertragssteigerung durch die Herbstgabe. Die schwächer entwickelten Bestände der Spätsaat reagierten allerdings positiv auf die N-Herbstapplikationen. Hier konnten statistisch gesicherte Mehrerträge gemessen werden (Abbildung.1). Abb. 1: Einfluss der Terminierung der N-Herbstdüngung in Spätsaaten auf den Ertrag am Standort Gülzow ( ) Die Ergebnisse zeigten auch, dass eine Stickstoffdüngung im Herbst bis spätestens 6 Wochen nach der Saat (Mitte Oktober) abgeschlossen sein sollte (Abbildung 2). Danach verringerten sich die N-Aufnahme des Bestandes und die wachstumsfördernde Wirkung des Stickstoffs. Die jahresbedingten hohen Schwankungen der N-Herbstaufnahmen, dargestellt durch den Standardfehler des

5 Mittelwertes, verdeutlichen den starken Einfluss der Witterung auf die Biomasseentwicklung vor Winter. Standardfehler des Mittelwertes Abb. 2: Herbst N-Aufnahme der Spätsaat bei N-Gabe von 40 kg/ha im Herbst (Mittelwert ), Signifikanz durch Farbunterschied gekennzeichnet Die Stickstoffsalden lagen ohne Herbstdüngung bei ca. 60 kg/ha N und in den Varianten mit Herbstapplikation im Mittel der Jahre bei ungefähr 100 kg/ha N. Dieser massive Bilanzüberschuss verweist auf die unzulängliche Verwertung der Herbststickstoffgabe zur Ertragsbildung. Die direktkostenfreien Leistungen zeigen geringfügige Vorteile durch eine Stickstoffapplikation im Herbst (Abbildung 3). Die profitabelste Wirkung in der Spätsaat ist demnach zu erwarten, wenn der Stickstoff gleich zur Aussaat appliziert wird. Ob dieser minimale Zuwachs die ökologischen Nachteile der hohen N-Salden rechtfertigt, ist allerdings fraglich. Der Effekt der signifikant höchsten N-Aufnahme im Herbst bei einer Düngung 6 Wochen nach der Saat wird jedoch nicht ertragswirksam.

6 Abb. 3: Direktkostenfreie Leistung der Spätsaat bei N-Gabe von 40 kg/ha im Herbst, *Saatgutkosten 100 /ha, Pflanzenschutz 274 /ha, Dünger 0,98 /kg, Rapspreis 37 /dt Fazit: Bei Aussaatterminen bis in die letzte Augustwoche reicht der Bodenstickstoff aus, um den Pflanzenbedarf des Bestandes im Herbst abzudecken. Die optimale Herbstentwicklung des Rapses ist dann auch ohne zusätzliche N-Applikationen gewährleistet. Eine Stickstoffgabe hat weder ökologische noch ökonomische Vorteile. Die Versuchsergebnisse zeigten weiterhin, dass N-Startgaben im Herbst nur bei Spätsaat ertragsrelevant sind. Gerechtfertigt sind Herbstapplikationen demnach lediglich bei einer nicht optimalen Bestandesentwicklung. Diese werden durch zu hohe Strohmengen aus der Vorfrucht, sehr niedrige Nmin-Gehalten, offensichtlichen N-Mangel oder bei einer Stagnation des Pflanzenwachstums hervorgerufen. Besteht die Notwendigkeit einer Stickstoffgabe im Herbst, sollte diese nicht zu hoch ausfallen (30-50 kg/ha N) und bis spätestens 6 Wochen nach der Aussaat abgeschlossen sein. Die Rentabilität wird durch die Herbstgaben in Spätsaaten zwar geringfügig verbessert, geht jedoch mit stark erhöhten Stickstoffsalden einher.