K+S KALI GmbH. Effizient düngen Raps braucht nicht nur Stickstoff. Dr. Steffen Leidel. K+S Gruppe

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1 K+S KALI GmbH Effizient düngen Raps braucht nicht nur Stickstoff Dr. Steffen Leidel

2 Gliederung o Nährstoffbedarf und aufnahme beim Raps o Bedeutung von Kalium und Magnesium o Bewertung verschiedener Dünge- und Applikationssysteme organische Dünger Mineraldünger - Unterfußdüngung o Schlussfolgerungen und Empfehlungen 1

3 Die effiziente Düngung ist ph-wertabhängig 2

4 Sinkende Reaktivität mit höherem Dolomitanteil 3

5 Einfluss des ph-wertes auf die Verfügbarkeit von Nährstoffen Quelle: Knittel & Albert,

6 Wachstumsstörungen bei Raps Bormangel Wachstumsriss bei Rapshybride Wachstumsriss bei Hybride 5

7 Nährstoffaufnahme beim Winterraps Nährstoffaufnahme von Raps Nährstoffaufnahme (kg/ha) N P2O5 K2O CaO MgO S Nährstoff Stroh Korn 6

8 Nährstoffaufnahme beim Winterraps Quelle: Cramer,

9 H 2 O H 2 O H 2 O K+S Kali GmbH Ionen- und Hydrat-Radius von Magnesium, Calcium und Kalium Mg 2+ Ca 2+ K + Ionen- Radius Hydrat- Radius H 2 O H2O H 2 O H2O H 2 O H2O H2O H2O H 2 O Magnesium hat eine große Hydrathülle Geringe Bindungskraft, insbesondere in Böden mit niedriger Kationen- Austausch-Kapazität (KAK) bei gleichzeitig niedrigem ph-wert Hohe Mobilität Auswaschungsgefahr 9

10 Beispiel K-Mg Antagonismus Mg 2+ Aufnahme über unspezifische Transporter K + bei hohem K-Angebot geblockt K + Aufnahme über sehr spezifische K Transporter Mg 2+ Mg 2+ K + K + K + Mg 2+ Mg 2+ K Anlieferung zur Wurzel über Diffusion Mg Anlieferung zur Wurzel über Massenfluss K + Mg 2+ K + 10

11 Nährstoffaufnahme der Wurzel Quelle: Schilling,

12 Einfluss auf die Mg-Aufnahme Bodengehalte (Entstehung, Niederschläge) Mg-Aufnahme in Konkurrenz zu Ca 2+, NH + 4 u. K + ph-wert abhängig < 5,0 mit Aluminium > 7,0 mit Calzium nach Aufkalkung (Calzium) bei hohen K-Gehalten im Boden Ammoniumbetonter Düngung (Gülle, SSA, Harnstoff, DAP etc.) Mg-intensive Kulturen (insb. Blattfrüchte) 12

14 Eistod: Zucker und Kalium als Frostschutzmittel Membranschädigung Einlagerung osmotisch wirksamer Substanzen wie Zucker und Kalium Zellinnendruck steigt Frostschutz, Eisbildung allenfalls zwischen den Zellen Einlagerung osmotisch wirksamer Substanzen fehlt Zellinnendruck sinkt Zellmembran wird durch Eiskristalle zerstört Eistod 14

15 Frosttrockentod: K und Mg schützen vor dem Verdursten Wasserverlust über Verdunstung Kalium reguliert den Wasserhaushalt Eingeschränkte Wasseraufnahme bei Bodenfrost 15

16 Relative Verteilung der Kohlenhydrate zwischen Spross und Wurzeln (%) Kontrolle wenig wenig wenig K Mg P Quelle: Cakmak et al., 1994a 16

17 Mg-Versuch Müncheberg Herbst 2012;Winterraps 17

18 Nährstoffmangel bei Raps im Herbst Wachstumsriss bei Rapshybride 18

19 Mg-Versuch Müncheberg Frühjahr 2013;Winterraps 19

20 Magnesium ist das Zentralion des Chlorophyll. Ein Mangel verursacht Chlorosen! 20

21 Gelbfärbung der Blätter (Interkostalflächen) - Magnesiummangel Mg Mangel Ausreichend Mg Bis zu 35% des Mg ist in den Chloroplasten der Pflanze gebunden 21

22 µg Chlorophyll / ml Pflanzensaft rel. BZE (%) K+S Kali GmbH Zusammenhang zwischen Magnesium, Chloropyllgehalt und Bereinigtem Zuckerertrag 1,0 2,0 3,0 Magnesiumkonzentration Quelle: nach Finkle B. J. und Appleman D., 1953 (American society of plant biologists) rel. Chlorophyllgehalt (%) Quelle: Zuckerrübe 6/2013 (62. Jg.), Versuche am IfZ mit Sorten zugelassen 1964 bis

24 Kaligehalte der Rindergülle abgesenkt! Nährstoffgehalte von Wirtschaftsdüngern (Auszug Richtwerte BB/ MV/ST) Wirtschaftsdünger Art % TM N NH4-N P2O5 K2O MgO Milchkuh 10 4,38-1,7 6,4 0, Rindergülle Mastrinder 10 4,8-2,1 5,2 1,1 übr. Rinder 10 5,54-2,22 7,06 1,18 Mittelwert 10 5,28-2,1 6,91 1,11 ab 4 1,9 0,9 0,76 2,66 0, Rindergülle 8 3,8 1,9 1,51 5,33 0, ,7 2,8 2,27 7,97 1,24 Gärrest Gülle/Nawaro 6 3,9 2,5 1,5 2,9 k.a. Quelle: LUFA Rostock der LMS; LFB der LMS 24

25 Zusammensetzung von Güllen und Gärresten ,5%TM 4,4%TM 8,6%TM 5,8%TM 5,5%TM 25

26 Nährstoffgehalte in Gärreststoffen werden durch Ausgangssubstrate bestimmt! 26

27 Situation beim Winterraps Oktober

28 Zusammensetzung von Güllen und Gärresten ,5%TM 4,4%TM 8,6%TM 5,8%TM 5,5%TM 28

29 Schwefel aus Gärresten Schwefelfixierung im Fermenter FeS ist unlöslich in Wasser. In einer ersten Reaktion wird das dreiwertige Eisen unter anaeroben Bedingungen zu zweiwertigem Eisen reduziert. Hierbei kann bereits Schwefelwasserstoff zu elementarem Schwefel oxidiert werden. In einem nachfolgenden Schritt reagiert das zweiwertige Eisen mit Schwefelwasserstoff, wobei feinverteiltes Eisensulfid entsteht, was sich in einer Schwarzfärbung des Gärrückstandes bemerkbar macht. 29

30 Schwefelmangel im Winterraps im Herbst 30

31 Bestimmung der P-Löslichkeit in organischen Düngern Quelle: Bachmann, 2013 (persönliche Mitteilungen) 31

32 P-Löslichkeit in Biogasgüllen Quelle: Bachmann, 2013 (persönliche Mitteilungen) 32

33 Nährstoffe in Gärresten (Durchschn. v. 120 Proben) Nährstoffgehalte (kg/t Frischsubstanz) Stickstoff: 4-5 Nährstoffverfügbarkeit (CaCl 2 ) % Phosphat: 1,5 2, % Kali: % Magnesium: 0,8 1, % Quelle: Dr. Kluge, LUFA Augustenberg 2006 Nährstoffausgleich mit Magnesium erforderlich! 33

34 Magnesiumverfügbarkeit von Gärresten (n=40) Gärreste hatten 0,75 kg MgO/m 3 Gärrest = bei 30 m 3 /ha Prozentualer Anteil von MgO-Gesamt 3,9 % 3,3 % 34

36 P-Unterfußdüngung zu Raps 54,00 Beerntung Winterraps Erträge (dt/ha) 52,00 50,00 Ablagetiefe Düngerband 5-6 cm Ab 48,00 46,00 44,00 42,00 40,00 Ablagetiefe Düngerband 7-9 cm ohne P 50% flach 50% tief 100% flach 100% tief Ablagetiefe Düngerband cm flach = flache Ablage des Düngerbandes (5-6 cm) tief = tiefe Ablage des Düngerbandes (14-15 cm) Prozentangabe entspricht dem Entzug Quelle: Heubach-Schröder KG

37 K-Versuch Elxleben; Winterraps 2012; Ertrag in Abhängigkeit von K-Höhe und Düngungssystem UFD (15cm) Breitwürfig Herbst Frühj. Bodenuntersuchung Elxleben (CAL) Punkt Tiefe mg K/100g Gehaltsklasse cm 12 B/C 11-20cm 5 A 21-30cm 3 A cm 15 C 11-20cm 6 B/C 21-30cm 5 A cm 13 B/C 11-20cm 4 A 21-30cm 3 A kg K 2 O/ha 37

38 Relativertrag [dt/ha] K+S Kali GmbH K+S-Spezialitätenversuch 2005 und Relativertrag Winterraps N-Dünger (Kontrolle) NS-Dünger 2,5 dt/ha Kieserit 3 dt/ha Patentkali Mg-Effekt K-Effekt 100 S-Effekt (BB 68,5 dt/ha=100%) 2006 (BB 48,0 dt/ha) 200 kg N /ha über alle Varianten gleich, 50 kg S/ha in Var

39 Ertrag (dt ha -1 ) Ölgehalt (%) K+S Kali GmbH Kali-Steigerungsversuch ZALF Müncheberg 2009 Winterraps Bodenart: l S (28 BP) K-(DL)Gehalt: 4-12 mg/100g Bo. (GK B/D) Mg(CaCl2)-Gehalt: 1mg/100g Bo. (GK A) bc c bc c c c ab r 2 = 0,63 20 a b a a a 18 kg S 40 kg S 37 0 Kontrolle 40 K2O Korn- Kali Ertrag 80 K2O Korn- Kali Ölgehalt 180 K2O 60er Kali 180 K2O Korn- Kali 120 K2O Korn- Kali + 2 dt/ha Kieserit + 2x 10 kg/ha Epso Microtop 35 39

40 Kali-Steigerungsversuch Rostock kg S 43 kg S 40

41 dt/ha K+S Kali GmbH K-Versuch Rosenow 2013; Winterraps - Kornertrag Bodenart: ls (50 BP) P-(DL)Gehalt: 6 mg/100g Bo. (GK C) K-(DL)Gehalt: mg/100g Bo. (GK C/D) Mg(DL)-Gehalt: 5 mg/100g Bo. (GK A) N-Düngung: 210 kg N (30 H - 100/80) 65,5 63,0 63,7 63,8 63, ,6 55 0,89% S 18 kg S 43 kg S 50 kg K 2 O/ha H + 2 dt/ha Kieserit F Korn-Kali Kaliumsulfat H: Herbst F: Frühjahr 41

43 Die Liebigsche Tonne 43

44 Düngebedarf beim Winterraps Orientierende Düngebedarfswerte bei mittlerer Nährstoffversorgung (GK C) ohne Berücksichtigung von Ernterückständen und organischer Düngung Ertrag[dt/ha] P 2 O 5 K 2 O MgO

45 Praktische Empfehlung Gülle/Gärreststoffe im Herbst + Strohdüngung: Herbst - S-Düngebedarf in Höhe von ca. 10 kg S/ha (Sulfat) - Mg-Düngebedarf nur standortabhängig (geringe Bodengehalte) - ggf. mineralische N-Ergänzung (N-Menge, NH4, Mineralisierung) Frühjahr - Angepasste N-Düngung - 2 dt /ha Kieserit Mineralisch Herbst - 2 dt /ha DAP + 3 dt/ha Korn-Kali (NP + K Mg S) Frühjahr - Angepasste N-Düngung - 2 dt /ha Kieserit Bei Strohabfuhr - geringerer N-Bedarf im Herbst (MAP) - Höherer K-Bedarf (Gärreststoff + 2 Korn-Kali) 45

46 Schlußfolgerungen Der Raps hat neben Stickstoff insbesondere einen hohen K-Düngebedarf. Eine optimale Winterfestigkeit erfordert u.a. einen ausreichenden K- Gehalt in den Pflanzen. Soll dieser nennenswert erhöht werden, sind mindestens kg K 2 O/ha als Herbstapplikation erforderlich. Kalium und Magnesium verbessern neben der Winterhärte vor allem die Wassernutzungseffizienz und Wurzelbildung der Pflanzen. Nährstofflücken organischer Dünger gezielt schließen P Verfügbarkeit K hohe Bedarf, Qualität, Trockenresistenz Mg; S geringe Gehalte und schlechte Verfügbarkeit Standortangepasste Grunddüngung zu Raps sichert hohe Erträge und Stabilität im Anbau - ausgewogene Düngung Grundvoraussetzung für hohe Erträge ist eine optimale Herbstentwicklung 46

47 K+S Kali KALI GmbH Mit dem Wissen wächst der Zweifel Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 47