Stickstoff mit der Düse. Passt die CULTAN-Düngung zum Grünland? Gerd Lange, Landwirtschaftskammer Niedersachsen, Hannover

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1 26 LOP LANDWIRTSCHAFT OHNE PFLUG SONDERHEFT Grünland und Futterbau NÄHRSTOFFMANAGEMENT Foto: Werkbild Stickstoff mit der Düse Passt die CULTAN-Düngung zum Grünland? Gerd Lange, Landwirtschaftskammer Niedersachsen, Hannover Die nachhaltige Wirkung der Injektionsdüngung über den anstehenden Aufwuchs hinaus ist begrenzt. Eine N-Vorratsdüng wie beim Ackerbau ist im Grünland nicht gleichermaßen wirksam. Der Begriff CULTAN steht für die Abkürzung der englischen Umschreibung Controlled Uptake Long Term Ammonium Nutrition. Die mit vergleichsweise hohem technischen Aufwand durch Injektion ausgebrachte, flüssige Düngung der Ammoniumdepots wird seit einigen Jahren auch im Grünland genutzt. Die Technik für eine sichere Injektion der Stickstoff(N)-Depots auch in dichten Grünlandnarben ist in der Praxis verfügbar und wird im nordwestdeutschen Intensivgrünland von Lohnbetrieben angeboten und eingesetzt. Als Vorteile gegenüber den etablierteren Verfahren der Stickstoffdüngung werden folgende Argumente genannt: Möglichkeit einer frühzeitigen, verlustarmen N-Düngung Gleichmäßige und nachhaltige Stickstoffverfügbarkeit Höhere Eiweißgehalte im Aufwuchs N-Verfügbarkeit für die Pflanzenwurzeln auch bei Trockenphasen Aufwandsminderung durch N-Vorratsdüngung N-Verluste durch Denitrifikation und Auswaschung werden minimiert _ Probleme bei Trockenheit Bei der Injektionsdüngung sind Arbeitsgeschwindigkeit und Bodenbeschaffenheit zu beachten. Das Eindringen der Injektionsdüsen ist schließlich entscheidend

2 Grünland und Futterbau SONDERHEFT LOP LANDWIRTSCHAFT OHNE PFLUG 27 für die Qualität des Düngedepots und kann bei stark ausgetrockneten Mineralböden nicht immer gewährleistet Andererseits wird berichtet, dass durch das eingebrachte N-Depot eine höhere Ertragserwartung gerade unter trockenen Bedingungen besteht, da eine N-Aufnahme theoretisch weiterhin begrenzt möglich sei. Für die Pflanzenernährung ist der Stofftransport auch nur bei ausreichender Bodenfeuchte möglich. Oberflächig ausgebrachte, feste Mineraldünger werden bei anhaltender Trockenheit jedoch nur langsam gelöst und eingewaschen. Gegenüber der Ausbringung geperlter Mineraldünger können die Nährstoffe bei injizierter Flüssigdüngung und ausreichender Bodenfeuchte sofort der Pflanzenernährung zu Gute kommen. _ Untersuchungen aus der Praxis Um die pflanzenbaulichen Effekte der N-Depotdüngung für die Praxis zu dokumentieren, hat die Landwirtschaftskammer Niedersachsen in den Jahren die Wirkung der CULTAN- Düngung an drei typischen Grünlandstandorten untersucht. Um die Eignung der CULTAN-Düngung im praktischen Grünlandbetrieb abschätzen zu können, wurden die Versuche auf weidelgrasbetonten Praxisflächen durchgeführt und mit praxisüblicher Gülledüngung kombiniert. Für die CULTAN-Düngung wurden die von zwei Lohnunternehmen in der Praxis verwendeten Maschinen sowie Düngerformen für die Anlagen der Versuche genutzt. In der Flußmarsch wurde das Injektionsverfahren als Streifenanlage in die Beetstrukturen des Grünlandes integriert und mit einer Nitrat-Thiosulfat-Düngerlösung (NTS) gedüngt. Die NTS-Düngerlösung enthält insgesamt 27 % Stickstoff (N) und 3 % Schwefel (S). Der N-Anteil setzt sich aus etwa 6,4 % Nitrat-, 12,5 % Ammonium und 7,8 % Amidstickstoff zusammen. Weil es sich hierbei nicht um eine reine Ammoniumdüngung handelt, kann an diesem Standort streng genommen nicht von einer CULTAN-Düngung Das Eindringen der Injektionsdüsen (Sporn) bei der Spornrad-Technik ist entscheidend für die Qualität des Düngedepots und kann bei stark ausgetrockneten Mineralböden nicht immer gewährleistet Am Spornkopf befindet sich eine seitliche Bohrung, durch die das Düngemittel (z.b. ASS) mit 1,5 bis 8 bar in den Boden gespritzt wird. Tab. 1: Variantenbeschreibung zum Versuch Gülledüngung und N-Injektion (LWK-Niedersachsen, 2011). Varianten Düngung zum 1. Aufwuchs Düngung der 2. Aufwüchse (in allen Varianten wurden 25 m 3 Rindergülle (50 kg NH 4 -N) zu Vegetationsbeginn ausgebracht) ) 50 kg N aus Kalkammonsalpeter Keine N-Ergänzungsdüngung ) 50 kg Ammonium-N aus Rindergülle ) 50 kg N aus Kalkammonsalpeter ) 50 kg Ammonium-N aus Rindergülle ) 50 kg N aus Kalkammonsalpeter + 20 kg/ha S ) 50 kg Ammonium-N aus Rindergülle ) 50 kg N aus Kalkammonsalpeter 80 kg/ha N mit Cultanverfahren ) 50 kg Ammonium-N aus Rindergülle ) ohne mineralische N-Ergänzung 130 kg/ha N mit Cultanverfahren ) 50 kg Ammonium-N aus Rindergülle gesprochen Da das Verfahren aber in der Praxis als solches angewandt wird, sollte dieser Standort trotzdem mit den Ergebnissen zur Cultandüngung verglichen Auf einem Hochmoorstandort und auf humosem Sand wurde das Injektionsverfahren mit einer Ammonium-Sulfat Düngerlösung (ASL) durchgeführt. Die Düngerlösung ASL enthielt 8 % Ammoniumstickstoff (NH 4 ) und 9 % Schwefel (S). Kritisch ist der hohe Schwefelgehalt in der Düngerlösung ASL zu beurteilen, da die gleichzeitig mit dem Stickstoff ausgebrachte Schwefelmenge den Düngebedarf der Pflanzen um ein mehrfaches übersteigt. An allen Standorten wurde das Injektionsverfahren (CULTAN) zum ersten Aufwuchs mit praxisüblicher organischer Düngung in Höhe von 25 m 3 Rindergülle kombiniert (Tab. 1). In den Injektionsvarianten wurden 80 kg/ha N bzw. 130 kg/ ha N zum ersten Aufwuchs gedüngt. Die Vergleichsvarianten wurden mit 80 kg N/ha aus Kalkammonsalpeter gedüngt. Um eine mögliche Ertragswirkung des Schwefelanteils aus den Flüssigdüngern bei CULTAN-Düngung auszugleichen, wurden auch bei herkömmlicher KAS-Düngung in einer Variante 20 kg Schwefel mineralisch ergänzt. Folgeaufwüchse wurden gleichmäßig mit 50 kg/ha N aus Kalkammonsalpeter (Varianten Fotos: H. Kivelitz

3 28 LOP LANDWIRTSCHAFT OHNE PFLUG SONDERHEFT Grünland und Futterbau ) oder aus Rindergülle (Varianten ) versorgt. Um die Möglichkeit der Vorratsdüngung durch eine erhöhte CUL- TAN-Stickstoffdüngung in der Variante 5 (130 kg N/ha mineralisch zum ersten Aufwuchs) zu prüfen, wurde in der Variante 5.1 auf die mineralische Stickstoffgabe zum zweiten Aufwuchs verzichtet. An den Standorten Humoser Sand und Hochmoor wurden die 5 Varianten jeweils (Faktor 2) mit einer zweiten Güllegabe in Höhe 25 m 3 entsprechend 50 kg NH 4 Stickstoff nach dem ersten Schnitt gedüngt. In den Varianten 1.2 bis 5.2 erfolgte eine mineralische Ergänzungsdüngung ab dem dritten Aufwuchs. Die Auswirkungen der CULTAN-Düngung wurden bis zum 30 Juni erfasst und dargestellt, da nach dem zweiten Aufwuchs keine direkte Wirkung mehr zu vermuten war. _ Mehr Ertrag durch CULTAN? Die Ertragsergebnisse für die ersten beiden Aufwüchse (bis 30. Juni) sind in Abbildung 1 dargestellt. Durch CULTAN-Düngung (ASL-Injektion) auf dem Sand- bzw. Hochmoorstandort wurden im Vergleich zur Düngung mit Kalkammonsalpeter (KAS) in zwei Aufwüchsen etwa gleich hohe Erträge realisiert. Signifikante Ertragsunterschiede waren nicht feststellbar, auch wenn auf dem Sandstandort die Variante 4.2 (CULTAN) einen leichten Ertragsvorteil gegenüber den Varianten 2.2 und 3.2. (KAS) aufwies. Auch die Ertragsunterschiede bei NTS-Injektion (Marsch.) im Vergleich mit Kalkammonsalpeter konnten nicht statistisch abgesichert Die Variante 4.1 zeigt einen Ertragsvorteil, der Ertrag in Variante 5.1 fällt aber trotz höherer N- Düngung zum ersten Aufwuchs deutlich zurück. Das Injektionsverfahren ist nach diesen Ergebnissen zwar geeignet, Grünlandbestände sicher und bedarfsgerecht mit Stickstoff zu ernähren. Die nachhaltige Wirkung der Injektionsdüngung über den anstehenden Aufwuchs hinaus ist aber begrenzt. Abb. 1: Trockenmasseerträge (dt /ha) der Aufwüchse bis 30. Juni Mittelwert (LWK-Niedersachsen, 2011) 2008 bis dt / ha EM Marschboden (NTS) Sandboden (ASL) Moorboden (ASL) 1 x Rindergülle 1 x Rindergülle 2 x Rindergülle 1 x Rindergülle 2 x Rindergülle 80 kg/ha NTS-N 130 kg/ha NTS-N Abb. 2: Eiweißgehalte (% in TS) im Frischgras von zwei Aufwüchsen bis 30. Juni Mittelwerte und Streuung (LWK-Niedersachsen, 2011) 2008 bis Rohprotein (%) 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 2. Schni 1. Schni Varianten 1 x 25 m Gülle Varianten 2 x 25 m Gülle Mi el aus allen Varianten Abb. 3: Nitratgehalte im Frischgras bis 30. Juni Mittelwerte und Streuung (LWK-Niedersachsen, 2011) 2008 bis NO 3 mg / kg TM Spektrum der Nitratgehalte (ppm) im Frischgras von zwei Aufwüchsen Versuchsjahre Standorte Marschboden (NTS) Sandboden (ASL) Moorboden (ASL) 80 kg/ha NTS-N 130 kg/ha NTS-N

4 Grünland und Futterbau SONDERHEFT LOP LANDWIRTSCHAFT OHNE PFLUG 29 Tab. 2: Mittelwertergebnisse (erster und zweiter Aufwuchs der Jahre 2008 bis 2010) der CULTAN-Düngungsversuche aus drei Jahren. CULTAN-Versuchsreihe TM (dt / ha) Rohprotein (% i. TM) Eiweißertrag (dt / ha) Nitratgehalte in TM (ppm) Nitratgehalte in TM (ppm) Ergebnisse als Mittelwerte Minimum Maximum Mittelwert Minimum Maximum Mittelwert Marschboden 1 x Gülle 2 x Gülle 1 x Gülle 2 x Gülle 1 x Gülle 2 x Gülle 1 x Gülle 2 x Gülle Grundvariante 57,7-12,5-6, KAS 80 69,0-14,9-9, KAS 80 + S 73,2-15,7-10, CULTAN 80 76,9-15,9-10, CULTAN ,8-16,8-10, Mittelwerte 69,5 15,2 9, Sandboden -Düngung nach Gülle 48,6 44,6 13,2 12,3 6,42 5, ,6 54,0 14,4 15,5 8,41 7, kg/ha S 59,1 54,7 14,2 14,2 8,40 7, kg/ha N mit Cultanverfahren 60,0 58,0 15,8 15,1 9,50 8, kg/ha N mit Cultanverfahren 57,9 61,5 15,9 16,7 9,23 10, Mittelwerte 56,8 54,6 14,7 14,8 8,4 8, Moor -Düngung nach Gülle 40,7 33,9 12,7 11,3 5,18 3, ,3 46,7 14,9 13,9 8,11 6, kg/ha S 52,4 45,5 13,4 14,1 7,02 6, kg/ha N mit Cultanverfahren 54,1 46,3 15,6 15,4 8,44 7, kg/ha N mit Cultanverfahren 53,6 48,5 16,5 18,2 8,84 8, Mittelwerte 51,0 44,2 14,6 14,6 7,5 6, _ CULTAN bringt mehr Rohprotein ins Gras Durch das Pflanzenwachstum wird der im Boden verfügbare Stickstoff aufgenommen und in Pflanzenprotein sowie in NPN-Verbindungen (non protein nitrogen) eingebaut. Im Mittel der ersten beiden Aufwüchse wurden etwa 15 % Rohprotein in der Trockenmasse mit dem Frischgras geerntet. Insgesamt wurde eine INFO Wissenswertes zu ASL-Dünger Zunahme der Eiweißgehalte bei Anwendung des CULTAN-Verfahrens mit 80 kg N/ha gegenüber den KAS-Varianten erreicht. Die Rohproteingehalte waren in den mit ASL und NTS im Injektionsverfahren gedüngten Varianten regelmäßig um 1 bis 2 Prozent höher als bei der KAS-Düngung. Dadurch ergaben sich auch höhere Eiweißerträge in der Summe der ersten zwei Aufwüchse (Tabelle 2). Beim CULTAN-Verfahren werden Flüssigdünger oder Düngerlösungen verwendet. Häufig kommt bei dem N-Injektionsverfahren Ammonsulfatlösung (ASL) zum Einsatz. ASL ist ein flüssiger N-Dünger mit 8 Prozent Ammonium-N und 9 Prozent wasserlöslicher Schwefel (SO 4 ). Im Handel werden aber auch ASL- Dünger mit 12 Prozent N (ASL 120 mit 3,5 Prozent Nitrat-N) angeboten. Bei ASL handelt sich um eine klare und geruchlose Flüssigkeit, die mit 1,2 kg pro Liter etwas schwerer ist als Wasser. Der Schwefel liegt als wasserlösliches Sulfat vor und ist damit sofort pflanzenverfügbar. Bei der Düngung mit ASL auf dem Grünland ist der Schwefelbedarf in Abhängigkeit von der Ertragserwartung und der Nutzungsintensität zu berücksichtigen. Dieser liegt bei ausschließlicher und intensiver Schnittnutzung bei 30 kg SO 4 pro Hektar. Wird im Rahmen der ASL-Düngung über den Schwefel-Bedarf des Grünlands gedüngt, so besteht die Gefahr der Auswaschung ins Grundwasser. Ammonsulfatlösungen wirken in der Düngung physiologisch sauer. Unmittelbar um die Pflanzenwurzeln sinken die ph-werte < 4,5. In diesem sauren Milieu werden Spurennährstoffe (z. B. Mangan, Kupfer, Zink, Bor, Eisen) besser pflanzenverfügbar. Durch die physiologisch saure Wirkung ist ASL aber als kalkzehrend einzustufen. Bei regelmäßigem Einsatz von ASL im Grünland, ist für eine einsprechende Kalkzufuhr zu sorgen (pro 100 kg N über ASL werden 200 kg CaO entzogen). hk Die über alle Standorte gemittelten Eiweißgehalte der Varianten sind in Abbildung 2 dargestellt. Die ermittelten Eiweißgehalte und Eiweißerträge in den Varianten 5.1 und 5.2 waren an beiden Standorten regelmäßig höher als in den Varianten 2 bis 4. In Tabelle 2 sind die Eiweißerträge und die im Frischgras enthaltenen Nitratgehalte der untersuchten Aufwüchse zusammenfassend dargestellt. Das stark überhöhte Stickstoffangebot der Varianten mit 130 kg N/ha zum ersten Aufwuchs führte zu höheren Eiweißgehalten, besonders bei zweimaliger Gülledüngung (Varianten mit 50 m 3 Gülle). Hierbei ist jedoch zu berücksichtigen, dass die Variante 5.2 bei zweimaliger Güllegabe und 130 kg N/ha durch CULTAN im Vergleich zu allen anderen Varianten mit einem Mehrangebot von 50 kg NH4- N/ha aus Gülle versorgt war. Bei einmaliger Gülledüngung wurde aber ebenfalls ein tendenziell erhöhter Proteingehalt (16,7 %) festgestellt. Rohproteingehalte über 20 % im Gras sind aus Sicht der Tierernährung mit Vorsicht zu genießen. Der Anteil von Verbindungen des Non-Protein-Nitrogen (NPN) wurde in unseren Untersuchungen nicht analysiert, ebenso wie der Reineiweißanteil und der Schwefelgehalt. Beide Parameter sind bei hohen Gesamteiweißwerten und Luxuskonsum im Frischgras tendenziell ungünstiger ausgeprägt. Zu den NPN-Verbindungen zählen auch Nitrat und biogene Amine, so dass bei sehr hohen

5 30 LOP LANDWIRTSCHAFT OHNE PFLUG SONDERHEFT Grünland und Futterbau Arbeitsbild der Spornradtechnik bei der CULTAN-Düngung. Fotos: H. Kivelitz Rohproteingehalten im Grünfutter negative physiologische Wirkungen beim Rind nicht ausgeschlossen werden können. Eine über den Bedarf des ersten Aufwuchses hinausgehende N-Vorratsdüngung mit dem CULTAN-Verfahren ist daher, zumindest in Verbindung mit einer Gülledüngung, im Grünland nicht empfehlenswert. _ Hohe Nitratgehalte im Futter Die Nitratgehalte im Frischgras unserer Versuchsreihe wurden durch die Düngung ebenfalls deutlich beeinflusst, wie in Tabelle 2 und Abbildung 3 ersichtlich. In den CULTAN-Varianten der Stufe 130 kg N/ha waren die Nitratwerte tendenziell deutlich erhöht. Ebenso waren die Nitratgehalte im Aufwuchs der NTS-Varianten auf Marschboden schon bei 80 kg N/ha im Trend erhöht. Der Hochmoorboden reagierte dagegen undifferenzierter als die Mineralböden. Auf dem Hochmoor-Standort wurden die höchsten und die niedrigsten Nitratgehalte in der KAS-Variante mit Schwefel festgestellt. Unterschiede im Niveau der verschiedenen Düngerformen waren hier nicht eindeutig. Als potenzielle Nitratquellen können die Gülle, Kalkammonsalpeter, NTS-Dünger (nur Marschstandort) und/oder die Bodenmineralisation (bei organischen Böden) genannt Besonders die Mineralisation des bodenbürtigen Stickstoffs könnte auf dem Moorstandort zu der undifferenzierten Ertragswirkung und Nitratbelastung in den Aufwüchsen geführt haben. _ Fazit Die Injektion stickstoffhaltiger Flüssigdünger zum ersten und zweiten Aufwuchs eignet sich bei Beachtung einiger Grundsätze auch für die kombinierte Düngung mit Rindergülle auf dem Dauergrünland. Was spricht resumierend für, was gegen den CULTAN-Einsatz auf dem Grünland? Hier die wichtigsten Hinweise für den Praktiker: PRO Günstige Mineralstandorte mit optimalen ph-werten können bei intensiver Nutzung bedarfsgerecht mit dem CULTAN-Verfahren gedüngt Durch das CULTAN-Verfahren mit ASL und NTS werden regelmäßig höhere Eiweißgehalte in den gedüngten Aufwüchsen realisiert. CONTRA Die in der Praxis eingesetzten Flüssigdüngemittel enthalten Schwefelanteile, die den eigentlichen Bedarf des Grünlandes teilweise erheblich übersteigen. Eine über den aktuellen Bedarf des anstehenden Aufwuchses hinausgehende Stickstoffdüngung auf Vorrat ist nicht zu empfehlen. Im einzelnen Aufwuchs können die Nitratgehalte bei Vorratsdüngung bedenklich hoch sein. Aufgrund der hohen Schwefeldüngung sind auch erhöhte Sulfatgehalte im Grundfutter zu erwarten. Hohe Nitratwerte ab 5000 ppm (mg/kg TM) und erhöhte Sulfatgehalte im Grundfutter können die Tiergesundheit beeinträchtigen. ACHTUNG Nitrathaltige Düngerformen (NTS) sind grundsätzlich nicht für eine Vorratsdüngung geeignet. Die N-Verfügbarkeit aus organischen Düngern wie Gülle muss bei der CULTAN-Düngung berücksichtigt Je nach Bodenfestigkeit und Grasnarbenzustand ist auf die saubere Injektion der Flüssigdepots zu achten, starke Trockenheit und sehr feste Oberflächen sind nicht für den Einsatz von Sternradinjektoren geeignet. Bei sehr trockenem Boden kann es zu Blattverätzungen kommen, wenn die Injektordüsen nicht eindringen und oberflächig auslösen. Die Blattschäden sind zwar nur vorübergehend sichtbar, lassen aber eine Wachstumsdepression erwarten. Auf Moorböden sollte wegen zu geringer ph-werte auf die Vorratsdüngung verzichtet