Pflanzenbauliche Wirkung flüssiger organischer Dünger

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1 Pflanzenbauliche Wirkung flüssiger organischer Dünger Dr. W. Zorn, H. Schröter Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft Jena Ref. Acker- und Pflanzenbau Thüringer Gülletag Buttelstedt Problemstellung flüssige organische Dünger Starker Anstieg der Biogaserzeugung Größerer Anfall von en / Gärprodukten Geringerer Anfall von Gülle Effizienter und umweltverträglicher Einsatz der e mit Kosteneffizienz Einsparung von Mineraldünger-N Novelle der Düngeverordnung 1

2 Zusammensetzung flüssiger organischer Dünger Die in Feldversuchen eingesetzten Güllen und e bilden die Spannweite der Nährstoffgehalte weitgehend ab. (nächste 2 Folien) Güllewürfel KAS KAS KK Zusammensetzung der verwendeten e - 1 (Mittelwerte) Parameter Ri- Gülle (Ri-Gülle) Feldversuch Bad Salzungen (Speiserest) Ri- Gülle (Ri- Gülle) (Nawaro, Stm) Mikroparzellenversuch Jena Feldversuch Dornburg S-Gülle TS % 10,5 6,5 3,6 10,1 5,8 12,0 2,8 N t % 0,40 0,38 0,50 0,42 0,30 0,79 0,45 NH 4 -N 0,21 0,26 0,42 0,21 0,19 0,51 0,40 NH 4 -N % von N t ph-wert 6,6 7,6 7,9 6,8 7,6 7,7 7,9 C org % d.tm 4,68 2,78 1,33 4,71 2,19 3,84 1,11 ots % d.tm Die Vergärung reduziert den Gehalt an org. TS (Glühverlust)! 2

3 Zusammensetzung der verwendeten e - 2 (Mittelwerte) Parameter Ri- Gülle (Ri-Gülle) Feldversuch Bad Salzungen (Speiserest) Ri- Gülle (Ri- Gülle) (Nawaro, Stm) Mikroparzellenversuch Jena Feldversuch Dornburg S-Gülle P % 0,08 0,09 0,07 0,08 0,06 0,12 0,04 K % 0,27 0,27 0,18 0,33 0,29 0,60 0,29 mit 30 m 3 Gülle bzw. werden folgende P- und K-Mengen ausgebracht: P kg /ha K kg/ha Bei düngung auch den P- und K-Bedarf berücksichtigen! Gesamt-N-Gehalt, Ammonium-N-Anteil und ph-wert der Biogassubstrate vor und nach der Vergärung (Mittel von 57 Biogasanlagen) Vor Vergärung Nach Vergärung N t % 0,48 0,42 NH 4 -N % von N t ph 6,71 7,90 Maßnahmen zur Minimierung der Ammoniakemissionen Kalkung vor der ausbringung! Quelle: G. Reinhold 3

4 Gülle- und düngung im Mikroparzellenversuch Jena-Zwätzen, Ri-Gülle Ri-Gülle BBG-Nawaro S-Gülle roh vergoren vergoren vergoren 10% TS 5,8% TS 12% TS 2,8% TS Berechnung des N-Mineraldüngeräquivalentes (N-MDÄ) der organischen Dünger Mehrertrag durch organische Dünger *100 N-MDÄ (%) = Mehrertrag durch mineralischen N-Dünger 4

5 Bemessung der Düngung im Mikroparzellenversuch PG Bezeichnung Bemessung der Düngung 1 ohne N ohne N 2 KAS 3 Rindergülle 4 (Rindergülle) 5 (Nawaro + Stm.) 6 (Schweinegülle) 7 (Nawaro + Stm.) + PIADIN 8 (Schweinegülle) + PIADIN einheitliche N-Düngung (Bezugsbasis: Gesamt-N, ohne Anzug von Verlusten) Höhe nach Beratungsempfehlung Stickstoff-Bedarfs-Analyse der TLL ausbringung: (Gießkanne) Getreide: Zeitpunkt der 1. N-Gabe (Wi-Weizen: 2 Gaben) Silomais: vor Saat (Einarbeitung) N-Mineraldüngeräquivalent (N-MDÄ) von Gülle und im Kleinparzellenversuch ( , 8 Versuchsernten, Mittel von 4 Böden) Prüfglied NH 4 -N-Anteil an Gesamt-N % N-MDÄ % KAS Rindergülle (Ri-Gülle) (Nawaro) (Nawaro) + PIADIN 1) (S-Gülle) (S-Gülle) + PIADIN 1) ) N-Fracht über PIADIN von 1,8 kg N/ha bei der Betrachtung vernachlässigt 5

6 Änderung des C org -Gehaltes im Boden in Abhängigkeit von der C-Fracht (Kastenparzellenversuch Jena-Zwätzen nach 5 Jahren Laufzeit, Mittel von 4 Böden) % C org 0,20 0,15 0,10 0,05 Schweine-Gülle m. PIADIN Ri-Gülle vergoren BGG Nawaro m./o. PIADIN RG roh 0,00-0,05 min. N-Düngung -0,10 ohne OD, N 0,1 % C org. in 0 20 cm Tiefe = kg C/ha -0, kg C/ha in 5a anbauspezifische Änderung des Humusvorrates: (nach VDLUFA) kg Humus-C/ha (untere Werte) kg Humus-C/ha (obere Werte) Änderung des C org -Gehaltes durch differenzierte Düngung (Mikroparzellenversuch Jena-Zwätzen, Mittel von 4 Böden) 0,2 0,15 0,1 Änderung C org % 0,05 0-0,05 C-Bedarf zur Erhöhung des C org -Gehaltes um 0,1% in t/ha 7,7 4,3 4,5 2,8 Kontrolle ohne N KAS Ri-Gülle (Ri-Gülle) (Nawaro) (S-Gülle) -0,1-0,15-0,2 6

7 Feldversuche zur Ermittlung von Ertragswirkung und N-MDÄ von Gülle und en (Dornburg, Bad Salzungen) Dornburg Lößparabraunerde Lö1c auf Muschelkalkverwitterung stark toniger Schluff Az m ü. NN 8,3 C 584 mm Niederschlag Mineral. N-Düngung als KAS (0/50/75/100% des N-Bedarfs) Bad Salzungen Braunerde V4a aus Buntsandsteinverwitterung lehmiger Sand Az m ü. NN 7,7 C 566 mm Niederschlag Mineral. N-Düngung als KAS (0/60/100/140% des N-Bedarfs) Org. N-Düng.: 100% N-Bedarf (+ 0 / 25 / 50 % als KAS) 1 Rindergülle, 3 e insgesamt 16 Prüfglieder Org. N-Düng.: 100% N-Bedarf (+ 0 / 40 % als KAS) 1 Rindergülle, 2 e insgesamt 10 Prüfglieder Fruchtfolge: 2009: Silomais 2010: Winterweizen 2011: Wintergerste 2012 : Dornburg: Winterraps, Bad Salzungen: Weidelgras 2013: Winterweizen 2014: Dornburg: Winterroggen Bad Salzungen: Wintertriticale 2015: Silomais 2016: Winterweizen Gülleausbringung in den Feldversuchen ab

8 Beispiel: Mineralische bzw. organische N-Düngung zu Winterweizen (N-Bedarf nach SBA: 150 kg N/ha) Dornburg m 3 / ha 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Varianten: 1: ohne miner. N-Düngung 2: + 37,5 kg N/ha als KAS 3: + 75 kg N/ha als KAS 150 kg N/ha, KAS Norg NH4-N Beispiel: Kornertrag von Winterweizen in Abhängigkeit von der organischen und mineralischen Düngung (Dornburg, 2010) Organische Düngung (brutto): 100% des N-Bedarfs ohne OD Ri-Gülle (Ri-Gülle) (Nawaro) (S-Gülle, Nawaro) dt/ha min. N-Düngung (% des N-Bedarfs) 8

9 Beispiel: Saatertrag von Winterraps in Abhängigkeit von der organischen und mineralischen Düngung (Dornburg, 2012) ohne OD Organische Düngung (brutto): 100% des N-Bedarfs Ri-Gülle (Ri-Gülle) (Nawaro) (S-Gülle, Nawaro) 55 dt/ha min. N-Düngung (% des N-Bedarfs) e-versuch in VST Bad Salzungen, Wintergerste 2011 (extremes Trockenjahr) 9

10 Kornertrag von Wintergerste in Abhängigkeit von org. und min. N-Düngung (Bad Salzungen, 2011) dt/ha ohne OD SPR Ri-Gülle min. N-Düngung (% des N-Bedarfs) Ri-Gülle Jährliche und mittlere N-MDÄ (in %) im Vergleich zum NH 4 -N-Anteil an Gesamt-N (N t ) Bad Salzungen Trockenjahr 2011 Prüfglied NH 4 -N % von N t Silomais 2009 Wi- Weizen 2010 Wi- Gerste 2011 Weidelgras 2012 Wi- Weizen 2013 Wi- Roggen 2014 Mittel ohne 2011 Gärprodukt (Sp-Rest) Ri-Gülle Gärprodukt (Ri-Gülle) Dornburg Prüfglied NH 4 -N % von N t Silomais 2009 Wi- Weizen 2010 Wi- Gerste 2011 Wi-Raps 2012 Wi- Wi- Weizen Roggen Mittel Ri-Gülle Gärprodukt (Ri-Gülle) Gärprodukt (Nawaro) Gärprod. (Schw.-Gülle)

11 Mittleres N-MDÄ von Gülle und in Abhängigkeit vom NH 4 -N-Anteil am Gesamt-N-Gehalt (Dornburg, Bad Salzungen, ) N-MDÄ % Dornburg Bad Salzungen NH 4 -N-Anteil an Gesamt % Mindestwerte N-MDÄ organischer Dünger Düngeverordnung 2017 Düngemittel N-MDÄ % Gesamt-N Rindergülle 50 Schweinegülle 60 Rinder-, Schaf- und Ziegenfestmist 25 Schweinefestmist 30 Hühnertrockenkot 60 Geflügel- und Kaninchenfestmist 30 Pferdefestmist 25 Rinderjauche 90 Schweinejauche 90 Klärschlamm flüssig (< 15 % TM) 30 Klärschlamm fest ( 15 % TM) 25 Pilzsubstrat 10 Grünschnittkompost 3 Sonstige Komposte 5 Gärrückstand flüssig 50 Gärrückstand fest 30 11

12 ph-werte des Bodens, Dauerdüngungsversuch Bad Salzungen, nach 6 Jahren Prüfglied vor Anlage ohne N 5,6 5,6 5,7 5,7 5,7 5,5 5,5 5,5 miner. N 5,6 5,3 5,3 5,3 5,3 5,0 5,2 5,0 GR-SLR 5,7 5,5 5,5 5,6 5,9 5,4 5,8 5,4 RG-roh 5,5 5,7 5,7 5,8 6,0 5,6 5,7 5,6 GR aus RG 5,5 5,7 5,7 5,8 6,0 5,7 5,9 5,7 Änderung des C org -Gehaltes (%) durch differenzierte Düngung (Gärproduktversuche Bad Salzungen und Dornburg) Bad Salzungen Dornburg Variante Mittel 2009/10 Mittel 2014/15 Variante Mittel 2009/10 Mittel 2014/15 ohne org. Düngung 0, ,81 0, ,84 ohne org. Düngung 1,25 1,20 GP- SLR GP- SLR + KAS RG-roh RG-roh + KAS 0,81 0,82 0,83 0,83 0,83 0,84 0,87 0,90 RG-roh 1,26 1,35 RG-vergoren 1,27 1,31 RG-vergoren RG-verg. + KAS 0,83 0,84 0,86 0,94 GP- Nawaro 1,27 1,29 GP-SG 1,26 1,30 KAS erhöht C org -Gehalt bei OD KAS: keine Wirkung auf C org -Gehalt 12

13 Langfristige Wirkung der organischen Düngung Ausgewählte Ergebnisse aus dem Dauerdüngungsversuch L28 in Bad Salzungen L28 in Bad Salzungen Umstellung des Versuchs zur Ernte 1993 Umstellung der organische Düngung auf dreijährigen Turnus, Ergänzung der Strohvarianten um Gülledüngung Organische Düngung Versuchszeitraum Stufe 1966 bis 1992 seit ohne ohne dt/ha Stallmist jedes 2. Jahr 50 dt/ha Stroh jedes 2. Jahr 300 dt/ha Stallmist jedes 3. Jahr 75 dt/ha Stroh + 35 m 3 /ha Gülle jedes 3. Jahr Mineralische N-Düngung (kg N/ha) Stufe Getreide Kartoffel/ Silomais Winterraps Die Nebenernteprodukte (z. B.) wurden immer abgefahren. 13

14 Fruchtfolge ab 1993 OD = organische Düngung 1993 Sommerweizen 2006 Winterraps (OD) 1994 Silomais (OD) 2007 Winterweizen 1995 Winterweizen 2008 Winterroggen 1996 Sommergerste 2009 Silomais (OD) 1997 Kartoffel (OD) 2010 Winterweizen 1998 Winterweizen 2011 Sommergerste 1999 Silomais (OD) *) 2012 Kartoffel(OD) 2000 Winterweizen 2013 Winterweizen 2001 Sommergerste 2014 Sommerweizen 2002 Wintertriticale 2015 Silomais (OD) 2003 Kartoffel (OD) 2004 Winterweizen 2005 Wintergerste *) = Änderung der Fruchtfolge infolge Auswinterung 7 Fruchtfolgerotationen * Kartoffel mit OD 3 * Silomais mit OD 1 * Winterraps mit OD 14 * Getreide ohne OD Mittlerer GE-Ertrag in Abhängigkeit von organischer und mineralischer N-Düngung, 21 Erntejahre ( ) Stallmist Gülle + Stroh dt GE/ha Mineralischer N-Düngebedarf zum Erreichen des Ertragsmaximums: Stallmist: 169 kg N/ha (96,2 dt GE/ha) Gülle + Stroh: 174 kg N/ha (94,4 dt GE/ha) ohne OD: 181 kg N/ha (90,3 dt GE/ha) mineralische N-Düngung kg N/ha ohne OD 14

15 N-Aufnahme aus organischer Düngung Org. Düngung Art Org. Düngung kg N/ha * a (Mittel) N-Aufnahme aus org. Düngung kg N/ha * a Langfristige N-Ausnutzung % Stallmist Gülle + Stroh *) *) einschließlich des im Stroh enthaltenen Stickstoffs Wirkung der ansäuerung auf den Trockenmasseertrag von Silomais (Gefäßversuch; N-Düngung: 2,5 g N/Gefäß) g TM/Gefäß 200 N-MDÄ 100% 89% 99% 89% ohne N KAS o. Ansäuerung Ansäuerung ph Ansäuerung ph 7,0 7,5 15

16 Wirkung der ansäuerung auf den Kornertrag von Winterweizen (Gefäßversuch; N-Düngung: 2,0 g N/Gefäß) g TM/Gefäß 40 N-MDÄ 100% 89% 99% 89% ohne N KAS o. Ansäuerung Ansäuerung ph Ansäuerung ph 7,0 7,5 düngung infolge Bodenerosion? Erosionsereignis auf einem Maisschlag (Foto: Hirte, 2012) Die TLL ist in die Thüringen die zuständige Behörde für die landwirtschaftliche Beratung nach 17 BBodSchG In den letzten Jahren häufig Erosionsereignisse in Thüringen! Ursachen: Zusammentreffen von erhöhter Erosionsgefährdung des Feldstücks und Starkniederschlägen Kein Zusammenhang zwischen düngung und Bodenerosion! 16

17 Fazit e Gülle und e sind wertvolle Düngemittel und können entsprechend dem betrieblichen Nährstoffbedarf gut im Ackerbau verwertet werden. Hohe Variabilität der Gülle- und zusammensetzung. N-MDÄ der e korreliert mit dem Ammoniumgehalt (Analysen!). Trockenjahr 2011: bessere N-Wirkung TS-ärmerer e auf leichten Böden (schnelleres Eindringen dünnflüssigerer Produkte); auf schwerem Boden schlechtere Wirkung. keine Hinweise auf Abnahme des Humusgehaltes im Boden (organische Substanz von en ist abbaustabiler im Vergleich zu Gülle) Die langjährige Anwendung von en im Ackerbau hat in unseren bisherigen Untersuchungen bisher zu keiner Verschlechterung der Bodenfruchtbarkeit wie zur Versauerung oder Verschlämmung geführt. Wichtigster Gesichtspunkt für Praktiker: verlustarme Ausbringung der e (Injektion u. ä., Ansäuerung, ) 17