Stickstoffdüngung eine unendliche Geschichte

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Siegfried Färber
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1 Stickstoffdüngung eine unendliche Geschichte Klaus Sieling CAU Kiel Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung - Acker- & Pflanzenbau -

2 Forschungsziele Stickstoffdüngung - Ertragssteigerung/-sicherung, Backqualität - Verringerung der N-Auswaschung - Steigerung der N-Ausnutzung aus organischen Düngern (Gülle,..) - Verbesserung der THG-Bilanz (N 2 O-Emissionen) -. - N-Versuch - SFB

Luftbild vom 23.06.2010 Vortrag anlässlich des 80. Geburtstags von Prof. Dr. H.

3 Luftbild vom Vortrag anlässlich des 80. Geburtstags von Prof. Dr. H. Hanus Luftbild vom N-Versuch N IV - Weizen III - Hafer II - Raps I - Gerste V - Gerste VI - Hafer VII - Weizen VIII - Raps

Versuchsbeschreibung N-Versuch Anlage: Herbst 1974 Fruchtfolge: Raps Weizen Hafer Gerste Weizen und Gerste: N1: 0, 40, 80, 120 (ab 1981) kg N/ha N2: 0, 40, 80, 120 (ab 1978) kg N/ha N3: 0, 40, 80,

4 Versuchsbeschreibung N-Versuch Anlage: Herbst 1974 Fruchtfolge: Raps Weizen Hafer Gerste Weizen und Gerste: N1: 0, 40, 80, 120 (ab 1981) kg N/ha N2: 0, 40, 80, 120 (ab 1978) kg N/ha N3: 0, 40, 80, 120 (ab 2003) kg N/ha gleiche N-Mengen/Parzelle innerhalb der Rotation bis 2002: 2 Sorten, davon 1 Sorte -/+ Fungiziden : Diplomat F+ Dura F+ Idee: aus der Kombination aus N1 x N2 x N3 mit dem höchsten Ertrag den Einfluss der Jahreswitterung ableiten N-Prog

5 Versuchsbeschreibung N-Versuch II Raps und Hafer: suboptimale N-Düngung, um einheitliche Ausgangsbedingungen für Weizen und Gerste zu schaffen Raps: 90 kg N/ha Hafer: 60 kg N/ha Parzellenmäßige Beerntung, um mögliche Nachwirkungen erfassen zu können (waren nach bisherigen Erkenntnisse eher minimal, da von Bodenunterschieden massiv überlagert)

6 Original- Versuchsplan N-Versuch 1974 Fungizidvariante

8 Versuchsplan 01/2011, Weizen, II + VIII N N N N N N N N N N N N Mittelweg 3 m

9 Weizensorten im N-Versuch Alte Sorte F- Alte Sorte F+ Moderne Sorte, F- Moderne Sorte, F+ Diplomat Diplomat Kanzler Kanzler Diplomat Orestis Ritmo Tommi Julius Qualitätsgruppe: Diplomat: E (A7) Kanzler: A (A6) Orestis: B Ritmo: B Tommi: A Julius: A

10 Ertrag [dt/ha] Vortrag anlässlich des 80. Geburtstags von Prof. Dr. H. Hanus Zeitliche Trends im Weizenertrag (dt/ha) der ungedüngten Variante Diplomat Gesamtmodell: n = 53 r 2 = 0.22 * b = 0.31 ns RMSE = 9.09 Kanzler Ritmo Orestis Diplomat Orestis Tommi Tommi Kanzler Ritmo Jahr (Sieling et al. 2011)

11 Ertrag [dt/ha] Vortrag anlässlich des 80. Geburtstags von Prof. Dr. H. Hanus Zeitliche Trends im Weizenertrag (dt/ha) bei optimaler N-Düngung Diplomat Orestis Tommi Kanzler Ritmo Tommi 100 Ritmo 90 Orestis 80 Kanzler Diplomat Gesamtmodell: n = 53 r 2 = 0.70 *** b = 0.63 ** RMSE = Jahr (18 Euro/dt Weizen, 0,75 Euro/kg N) (Sieling et al. 2011)

12 Ertrag [dt/ha] Vortrag anlässlich des 80. Geburtstags von Prof. Dr. H. Hanus Zeitliche Trends im Gerstenertrag (dt/ha) bei optimaler N-Düngung Dura Alraune Carola Fridericus Dura Hasso Alpaca Franziska Jahr (18 Euro/dt Gerste, 0,75 Euro/kg N) Hasso Alraune Alpaca Carola Franziska Gesamtmodell: n = 49 r 2 = 0.57 *** b = 0.81 ** RMSE = (Sieling und Kage 2011)

13 Proteinkonzentration bei Nopt [%] Vortrag anlässlich des 80. Geburtstags von Prof. Dr. H. Hanus Zeitliche Trends in der Proteinkonzentration (%) bei optimaler N-Düngung Diplomat 12 Kanzler Orestis Ritmo Tommi 10 8 Diplomat Kanzler Orestis Ritmo Tommi Gesamtmodell: n = 53 r 2 = 0.42 *** b = -0,070 * RMSE = Jahr (18 Euro/dt Weizen, 0,75 Euro/kg N) (Sieling et al. 2011)

14 Proteinkonzentration bei Nopt [%] Vortrag anlässlich des 80. Geburtstags von Prof. Dr. H. Hanus Proteinkonzentration und Ertrag bei optimaler N-Düngung Diplomat Kanzler Tommi Gesamtmodell: n = 53 r 2 = 0.46 *** b = -0,053 ** RMSE = Ritmo 10 8 Orestis Diplomat Kanzler Orestis Ritmo Tommi Optimalertrag [dt/ha] (18 Euro/dt Weizen, 0,75 Euro/kg N) (Sieling et al. 2011)

15 Nopt [kg/ha] Vortrag anlässlich des 80. Geburtstags von Prof. Dr. H. Hanus Ertrag bei optimaler N-Düngung und Höhe der optimalen N-Düngung Diplomat Orestis Tommi Kanzler Ritmo Ertrag bei Nopt [dt/ha] (18 Euro/dt Weizen, 0,75 Euro/kg N) (Sieling et al. 2011)

16 Kornertrag [dt/ha] Vortrag anlässlich des 80. Geburtstags von Prof. Dr. H. Hanus Beziehung zwischen Kornertrag von Weizen und Einstrahlung EC 50 bis EC Ritmo Tommi Diplomat y = 0.18x r² = 0.66*** y = 0.09x r² = 0.39 ns Strahlungssumme EC50 - EC75 [MJ] (Böttcher 2009)

17 N-Versuch abgeschlossene Dissertationen Haumann, G., 1978: Untersuchungen über das Nitratangebot im Boden, die Stickstoffaufnahme und die Stickstoffwirkung unter besonderer Berücksichtigung von Jahreswitterung und N-Düngung. Niehoff, K.-H., 1978: Möglichkeiten der Kompensation witterungsbedingter Schwankungen der Ertragsstruktur einiger Weizen- und Gerstensorten durch variierte N-Ernährung. Neben, H., 1980: Einzel- und Kombinationswirkungen von Fungizidbehandlung, N-Düngung, Aussatzeitpunkt und Aussaatstärke auf Ertrag und Fußkrankheitsbefall einiger Weizensorten in verschiedenen Fruchtfolgen. Mutz, W., 1983: Entwicklung eines Modells der Ertragsbildung von Winterweizen auf der Grundlage des Bestandesdichteverlaufes. Grosse-Hellweg, K., 1984: Entwicklung des Assimilationsapparates von Getreide - Einfluss der Stickstoffdüngung auf Blattflächenparameter und Wasserverbrauch sowie deren Beziehung zu den Ertragskomponenten. Fahnert, D.,1988: Untersuchungen zur Effektivität verschiedener N-Düngungssysteme zu Winterweizen und Wintergerste im Hinblick auf Ertrag, N-Entzug, mineralische N-Reste sowie die N-Auswaschung unter Brache bzw. Raps.

18 Versuchsbeschreibung N-Versuch III ab Aussaat Herbst 2015: Fruchtfolge: Raps - Ackerbohnen Weizen Gerste Weizen: N1: 0, 40, 80, 120 kg N/ha N2: 0, 40, 80, 120 kg N/ha N3: 0, 40, 80, 120 kg N/ha Raps: Herbst: 0, 40 kg N/ha N1: 0, 40, 80, 120 kg N/ha N2: 0, 40, 80, 120 kg N/ha N3: 0, 40 kg N/ha

19 Sonderforschungsbereich (SFB) 192: Optimierung pflanzenbaulicher Produktionssyteme im Hinblick auf Leistung und ökologische Effekte Laufzeit: (DFG gefördert) A: Bewirtschaftungsintensität pflanzenbaulicher Produktionssysteme und Leistungen der Kulturpflanzenbestände (9 TP) B: Einfluss der Bewirtschaftungsintensität auf interne Regelungskreisläufe pflanzenbaulicher Produktionssysteme (5 TP) C: Bewirtschaftungsintensität pflanzenbaulicher Produktionssysteme und ökologische Effekte (6 TP) D: Modellierung pflanzenbaulicher Produktionssysteme (6 TP) E: Ökonomische Bewertung pflanzenbaulicher Produktionssysteme (4 TP)

20 Luftbild vom SFB 192 Fruchtfolge: Raps - Weizen - Gerste Intensitäten immer auf den gleichen Parzellen, daher akkumulierende Effekte Gerste Raps Weizen

21 Pflug Frässohlensaat Vortrag anlässlich des 80. Geburtstags SFB von Prof. 192 Dr. H. Hanus Tv 1 Tv 2 Gülle im Herbst (80 kg N/ha) Gülle im H.+ Fj (80+80 kg N/ha) Gülle im Frühjahr (80 kg N/ha) keine Gülle 9 mineral. N-Stufen (0 240 kg N/ha) 2 Fungizidvarianten 2 N-Stufen 8 Fungizidvarianten

22 SFB Schwerpunkte - Ertragsbildung von Weizen ( ), Gerste ( ), Raps ( ) - N-Dynamik im Boden (N-Auswaschung) ( , ) - Versuche mit 15 N-markiertem Mineraldünger ( ) - Nachwirkungen der unterschiedlichen produktionstechnischen Maßnahmen ( )

23 Wirkung von im Herbst applizierter Schweinegülle auf die Vorwinterentwicklung von pfluglos bestelltem Raps Vortrag anlässlich des 80. Geburtstags von Prof. Dr. H. Hanus 80 kg N ges /ha als Gülle vor der Aussaat keine Gülle

24 Ertrag (t/ha) Vortrag anlässlich des 80. Geburtstags von Prof. Dr. H. Hanus Effekt des Ausbringungstermins von 80 kg N/ha als Schweinegülle zu Winterraps ( ) 4,0 Gülle im Herbst 3,5 3,0 Gülle im Frühjahr -40 kg N/ha 2,5 2, Mineralische N-Düngung (kg N/ha)

25 Ertrag [t/ha] Vortrag anlässlich des 80. Geburtstags von Prof. Dr. H. Hanus 11 Weizenertrag bei variierter N-Düngung (Gülle-Versuch, ) Gülle Nges Gülle NH4-N KAS Nges [kg N/ha] Annahme: 70% NH 4 -N in der Schweinegülle (Sieling et al. 2014)

26 N-Auswaschung (kg N/ha) Vortrag anlässlich des 80. Geburtstags von Prof. Dr. H. Hanus 160 N-Bilanz und N-Auswaschung (Hohenschulen, ) Grenzwert 50 kg N/ha Nach Raps, unter Weizen Nach Weizen, unter Gerste Nach Gerste, unter Raps N-Bilanz (Düngung minus Entzug) (kg N/ha) EU Grenzwert (50 ppm Nitrat bei 300 mm) (Sieling und Kage 2006)

27 SFB abgeschlossene Dissertationen Günther-Borstel, O., 1994: Einfluss von Produktionsintensität und Jahreswitterung auf die N-Dynamik unter Winterraps, Winterweizen und Wintergerste. Finck, M., 1994: Einfluss der Wechselwirkungen zwischen Gülledüngung, mineralischer N-Düngung, Bodenbearbeitung und Fungizidbehandlung auf Wachstum, N-Aufnahme, Ertrag und N-Verwertung bei Winterweizen. Schröder, H., 1997: Untersuchungen zur Ertragsbildung und Stickstoffverwertung von Wintergerstenbeständen in unterschiedlichen Produktionssystemen. Teebken, T., 1998: N-Dynamik unter der Fruchtfolge Winterraps-Winterweizen- Wintergerste bei mehrjähriger Rotationsdauer und unterschiedlichen Produktionsintensitäten sowie einfache Ansätze zur N-Bilanzierung. Beims, S., 2005: Untersuchungen zur N-Effizienz und zum N-Mineralisationspotenzial in langjährig unterschiedlichen Düngungssystemen mit Hilfe von 15 N markiertem Mineraldünger. nachfolgendes Projekt: Brase, T., 2003: Einfluss der N-Dynamik in unterchiedlichen Produktionssystemen auf die Ertragsbildung von Raps, Weizen und Grste sowie die N-Auswaschung.

28 SFB 192 Publikationen in wissenschaftlichen Zeitschriften Journal of Agricultural Science (Cambridge): 4 Journal of Agronomy and Crop Science: 2 Agriculture, Ecosystems and Environment: 1 European Journal of Agronomy: 1 Habilitation: 1

29 Projekte zu THG-Bilanzen (insb. N 2 O-Emissionen) - Erzeugung von Biomasse zur Biogaserzeugung (Biogas-Expert) - THG-Bilanzen im Winterrapsanbau (Bio-Diesel) - N-Transfer in die Folgekultur -.

30 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Luftbild vom

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