Versuchsbericht 2016 Grundwasserschutzorientierte Landbewirtschaftung

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1 Versuchsbericht 216 Grundwasserschutzorientierte Landbewirtschaftung Dieser Versuchsbericht sowie Anlage, Betreuung und Auswertung der Versuche werden durch das Niedersächsische Ministerium für Umwelt, Energie, Bauen und Klimaschutz finanziert.

2 Abschlussbericht Versuchsjahr 216 Ergebnisse aus den Wasserschutzversuchen Herausgeber: Landwirtschaftskammer Niedersachsen (LWKNi) Mars-la-Tour-Straße Oldenburg Internet: Stand: April 218 Hinweis: Dieser Versuchsbericht sowie die Anlage, Betreuung und Auswertung der Versuche werden durch das Niedersächsische Ministerium für Umwelt, Energie, Bauen und Klimaschutz finanziert. Dieser Versuchsbericht sowie Anlage, Betreuung und Auswertung der Versuche werden durch das Niedersächsische Ministerium für Umwelt, Energie, Bauen und Klimaschutz finanziert.

3 Versuchsbericht 216 Inhalt 1. Einleitung Versuche mit Sickerwasseruntersuchungen Versuchsstandort Hamerstorf - Grundwasserschutzorientierte Gestaltung der Fruchtfolge und grundwasserschutzorientierte N-Düngung (643) Versuchsaufbau und Durchführung Ergebnisse N min-werte Erträge N-Bilanzen Zusammenfassung Versuchsstandort Thülsfelde - Grundwasserschutzorientierte Gestaltung der Fruchtfolge und N- Düngung (644) Versuchsaufbau und Durchführung Ergebnisse N min-werte Erträge Optimale N-Düngung und optimaler Ertrag N-Bilanzen Zusammenfassung Versuchsstandort Wehnen Grundwasserschutz durch Zwischenfruchtanbau (645) Grundwasserschutz durch Zwischenfruchtanbau Ergebnisse N min-werte Erträge Ertrags- und N-Düngungs-Optima N-Bilanz N-Aufnahme und N-Nachlieferung aus der Zwischenfrucht Zusammenfassung

4 2.4. Versuchsstandort Wehnen - Grundwasserschutzorientierte organische Düngung (649) Versuchsaufbau und Durchführung Ergebnisse N min-werte Erträge N-Mineraldüngeräquivalente N-Bilanz Zusammenfassung Mehrjährige Feldversuche zur N-Düngung & N-Dynamik im Boden Vergleich von N-Düngestrategien im Silomaisanbau (648) Versuchsaufbau und Durchführung Ergebnisse Wehnen Ergebnisse Werlte Zusammenfassung N-Düngung im Maisanbau auf humusreichen Standorten (916) Versuchsaufbau und Durchführung Ergebnisse Ihlow N min-werte Erträge Ergebnisse Wettmar N min-werte Erträge Zusammenfassung Regionalspezifische Strategien zur grundwasserschutzorientierten Winterweizendüngung (612) Ergebnisse Borwede (Blattweizen) Hamerstorf (Blattweizen) Höckelheim (Blattweizen) Otterndorf (Blattweizen)

5 Otterham (Stoppelweizen) Poppenburg (Stoppelweizen) Königslutter (Stoppelweizen) Zusammenfassung Einfluss organischer N-Düngung auf Wintergerste (421) Versuchsaufbau und Durchführung Ergebnisse N min-werte Erträge Zusammenfassung Einfluss der N-Düngung und Beregnung auf Sommergerste (227) Versuchsaufbau und Durchführung Ergebnisse N min-werte Erträge Zusammenfassung Festmistdüngung zu Wintergerste (461) Versuchsaufbau und Durchführung Ergebnisse N min-werte Erträge Zusammenfassung Einfluss organischer N-Düngung auf Winterroggen (41) Versuchsaufbau und Durchführung Ergebnisse N min-werte Erträge N-MDÄ Zusammenfassung

6 3.8. Auswirkungen der Stickstoffdüngung auf Winterraps (653) Versuchsaufbau und Durchführung Ergebnisse Astrup Iber Otterham Zusammenfassung Auswirkungen der Stickstoffdüngung auf Kartoffeln am Versuchsstandort Hamerstorf (664a) Versuchsaufbau Ergebnisse Zusammenfassung Anhang Klimadaten Versuchsdaten der Wasserschutzversuche Tabellenverzeichnis Abbildungsverzeichnis Literaturverzeichnis

7 Versuchsbericht Einleitung Im Rahmen der landesweiten Aufgaben im kooperativen Trinkwasserschutz ( 28 NWG) führt die Landwirtschaftskammer Niedersachsen Versuche zur grundwasserschutzorientierten Landbewirtschaftung durch. Das Niedersächsische Ministerium für Umwelt, Energie, Bauen und Klimaschutz und der Niedersächsische Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLWKN) stellen dabei die Finanzierung aus der Wasserentnahmegebühr zur Verfügung. Ziel der Versuche ist es, Maßnahmen zur Vermeidung von Nitrateinträgen in das Grundwasser zu untersuchen. Zusätzlich erfolgen Sickerwasseruntersuchungen an drei Standorten in Thülsfelde, Wehnen und Hamerstorf durch das Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie (LBEG) [Abbildung 2]. Abbildung 1: Lage der Versuchsstandorte der Wasserschutzversuche in Niedersachsen 216 Je nach Versuchsfrage werden an allen Standorten [Abbildung 1] die Auswirkungen der Bewirtschaftungsmaßnahmen auf die N-Dynamik im Boden, N-Bilanzen, Erträge und Qualitätsparameter untersucht. Der Versuchsbericht beinhaltet neben den Wasserschutzversuchen auch Ergebnisse aus Feldver- 5

8 Versuchsbericht 216 suchen anderer pflanzenbaulicher Maßnahmen. Bei der Auswahl der Versuchsstandorte werden die verschiedenen Anbauverhältnisse und die Auswaschungsgefährdung in Niedersachsen bestmöglich berücksichtigt. Daher werden an drei Standorten in vier Anlagen Sickerwasseruntersuchungen durchgeführt. Verbesserung der Sickerwasserqualität durch grundwasserschutzorientierte Gestaltung der Fruchtfolge Versuche mit Sickerwasseruntersuchungen Hamerstorf Thülsfelde Wehnen Auswirkungen unterschiedlicher Furchtfolgen und reduzierter und überhöhter N- Düngung auf die Nitratkonzentration im Sickerwasser Reduzierung der Nitratkonzentration im Sickerwasser durch Zwischenfruchtanbau Grundwasserschutzorientierte organische Düngung Abbildung 2: Standorte mit N min-probenahme und Erfassung der Nitratkonzentration im Sickerwasser (LBEG) 6

9 Versuchsbericht Versuche mit Sickerwasseruntersuchungen Die Versuche mit Sickerwasseruntersuchungen werden an vier Standorten in Hamerstorf, Thülsfelde und Wehnen durchgeführt [Abbildung 2]. Das LBEG erfasst dabei die Nitratkonzentrationen im Sickerwasser, ergänzend dazu untersucht die Landwirtschaftskammer Niedersachsen den mineralischen Stickstoffgehalt des Bodens (N min) in den verschiedenen N-Düngungsvarianten. Abbildung 3: Beispielhafter Aufbau der Sickerwasseranlagen [Affelt, LBEG] Die Untersuchungen geben Auskunft über den Einfluss der Bewirtschaftungsmaßnahmen, insbesondere zu den Auswirkungen unterschiedlicher Stickstoffdüngermengen auf die Sickerwasserqualität. Dabei wird mit Hilfe von Saugsonden dem Boden durch Unterdruck, erzeugt durch eine installierte Unterdruckpumpe, Sickerwasser entzogen [Abbildung 3]. Das Sickerwasser wird während der Sickerwasserperiode in den Sammelflaschen aufgefangen und anschließend auf Nitrat analysiert. Die Versuche mit begleitenden Sickerwasseruntersuchungen ermöglichen, neben der Untersuchung der N-Dynamik im Boden, auch die Beurteilung der damit zusammenhängenden Nitratkonzentration im Sickerwasser und der Nitratfrachten während der Grundwasserneubildung in den einzelnen Varianten. Die Auswertung der langjährigen Versuchsergebnisse aus Thülsfelde (LK Cloppenburg) und Wehnen (LK Ammerland) zeigt einen engen Zusammenhang zwischen den Reststickstoffgehalten im Herbst im 7

10 Mittlere Nitratkonzentration je Sickerwasserperiode [mg/l] Versuchsbericht 216 Boden und der Nitratkonzentration im Sickerwasser während der Sickerwasserperiode [Abbildung 4]. Mit Hilfe der langjährigen Ergebnisse auf diesen leichten, auswaschungsgefährdeten Standorten kann die Aussage, dass hohe Nmin-Gehalte auch zu hohen Nitratkonzentrationen im Sickerwasser führen, getroffen werden Wehnen: Thülsfelde: R² =, Grenzwert Grundwasser (TVO) Wintergerste (n=3) Winterroggen (n=34) Mais (n=54) Mittlerer Nmin-Wert [kg N/ ha] Mais: Ernte-Nmin-Werte Getreide: Herbst-Nmin-Werte Abbildung 4: Zusammenhang zwischen N min-werten und Nitratkonzentration während der Sickerwasserperiode Um auch belastbare Daten zu komplexen Fragestellungen, wie beispielsweise den Auswirkungen grundwasserschutzorientierter Fruchtfolgegestaltung oder langjährig reduzierter Stickstoffdüngung erfassen zu können, werden die Versuche mit ergänzenden Sickerwasseruntersuchungen mit einer Laufzeit von möglichst mehr als 1 Jahren angelegt. Die Sickerwasseruntersuchungen leisten zusätzlich zu ihrem wissenschaftlichen Wert einen Beitrag zur Etablierung des Erfolgsparameters geringer Nitratgehalte im Sickerwasser. Durch Besichtigungen und Diskussionen rund um die Ergebnisse aus den Versuchsflächen und Sickerwasseranlagen wird der direkte Einfluss der Bewirtschaftung, insbesondere der Stickstoffdüngung, auf die Nitratauswaschung aufgezeigt und der Beratung zur Verfügung gestellt. 8

11 Versuchsbericht Versuchsstandort Hamerstorf - Grundwasserschutzorientierte Gestaltung der Fruchtfolge und grundwasserschutzorientierte N-Düngung (643) Versuchsfragen: Welchen Einfluss haben die N-Düngung und die Fruchtfolgegestaltung auf die Nitratkonzentration im Sickerwasser? Wie wirken sich die Höhe der N-Düngung und die Fruchtfolgegestaltung auf die N-Dynamik im Boden, Erträge und Qualitätsparameter aus? Wie kann die Sickerwasserqualität durch eine grundwasserschutzorientierte Gestaltung der Fruchtfolge und eine Anpassung der N-Düngung verbessert werden? Versuchsaufbau und Durchführung Der Versuchsstandort Hamerstorf liegt im Landkreis Uelzen in der Gemeinde Suderburg. Die Fläche liegt 65 m über NN. Das Ausgangsmaterial ist ein Geschiebedecksand über glazialfluviatilen Sanden und Geschiebelehm [Abbildung 5]. Der Boden wird als Braunerde mit wechselndem Stauwassereinfluss beschrieben. Der Sand-Standort ist auswaschungsgefährdet, die Ackerzahl beträgt 29. Das C/N-Verhältnis beträgt 8,4. Abbildung 5: Lage des Versuchsstandorts Hamerstorf mit Bodenlandschaften 1:5., Maßstab 1:16. [NIBIS Kartenserver ( ), Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie (LBEG)] Seit 1995 gibt es den Versuch im LK Uelzen, bis 213 auf einer Versuchsfläche in Hohenzethen, seit 214 ist dieser in Hamerstorf angelegt. Dabei geht es um die Auswirkungen der Fruchtfolgegestaltung, als auch um die Untersuchung des Einflusses der Höhe und Form der N-Düngung. In weiteren Varianten, ergänzend zu den festen mineralischen N-Steigerungsstufen wird die standortspezifische N-Mineraldüngeräquivalente bei organischer Düngung untersucht. Ziel ist es, die Auswirkungen einer grundwasserschutzorientierten Fruchtfolge und einer angepassten N-Düngung im Vergleich zu einer konventionellen Fruchtfolge zu untersuchen und Empfehlungen für die Beratung herzuleiten. 9

12 Versuchsbericht 216 Erhalt der Humuszufuhr Verminderung von Bodenerosion Erhöhte N-Abfuhr Vorteile der Untersaaten im Grundwasserschutz Ausnutzung Reststickstoff und ggf. Niederschläge Bedeckung im Winter Verminderung Austrag Sickerwasserperiode Abbildung 6: Mögliche Vorteile von Untersaaten im Grundwasserschutz Dazu wurde den Standortbedingungen entsprechend die Fruchtfolge geplant. Regionalspezifisch ist es zudem typisch, dass der Wasserhaushalt durch Beregnung der Flächen verbessert wird. Durch Aussaat von Winterroggen nach der Kartoffelernte und gleichzeitiger Aussaat einer Untersaat soll die Herbstfeuchte bestmöglich genutzt werden und ein Untersaatenbestand vor den Wintermonaten etabliert werden. Untersaaten bringen neben der Bedeckung im Winter weitere Vorteile für den Grundwasserschutz mit sich [Abbildung 6]. Aufgrund des späten Erntezeitpunktes von Silomais sind Untersaaten als Begrünung besser geeignet die Herbst-N min-werte zu senken, als beispielsweise eine Winterbegrünung mit Grünroggen, da die Untersaat zum Zeitpunkt der späteren Maisaussaat bereits etabliert ist. Durch eine vollständige Begrünung der Fläche kann der nach der Ernte im Boden verbliebene Reststickstoff weitgehend konserviert werden. Gleichzeitig kann über eine Schnittnutzung der Untersaat der N-Entzug erhöht werden. Daneben kann durch die Untersaat die Bodenerosion im Winter verringert und gleichzeitig auch die Humuszufuhr erhalten werden. Als Grasuntersaaten haben sich hauptsächlich Weidelgras-Mischungen und Schwingel-Mischungen (Rotschwingel) bewährt. Ein Vorteil des Rotschwingels gegenüber dem wüchsigeren Weidelgras ist die höhere Trockentoleranz 1. Im Versuch in Hamerstorf wurde am nach Winterroggen ein Welsches Weidelgras ausgesät. Die Versuchsanlage in Hamerstorf ist als zweifaktorielle Spaltenanlage angelegt [Abbildung 7], mit einer konventionellen und grundwasserschutzorientierten Fruchtfolge. Weiterhin gibt es jeweils insgesamt 1 Düngungsstufen, um auch den Einfluss der Höhe der N-Düngung auf die Sickerwasserqualität und die N-Dynamik im Boden zu untersuchen [Tabelle 1]. 1 Landwirtschaftskammer Niedersachsen, 216 1

13 Versuchsbericht 216 Abbildung 7: Luftbildaufnahme des Versuchs mit Silomais am (Bild: Orlowski) Tabelle 1: Fruchtfolge der Versuchsfläche am Standort in Hamerstorf von , Vers. Nr.: 643 Jahr Fruchtart Konventionelle Grundwasserschutzorientierte Fruchtfolge Fruchtfolge 214 Kartoffel Kartoffel 215 Winterroggen 216 Silomais Winterroggen GPS (reduzierte Aussaatstärke und Untersaat) Grasuntersaat mit Beerntung, anschl. Silomais mit Grasuntersaat 217 Braugerste Braugerste + Zwischenfrucht 218 Kartoffel Frühe Kartoffelsorte + Zwischenfrucht Zusätzlich zu den mineralischen N-Düngungsstufen (Variante 1-6) werden die Auswirkungen eines stabilisierten N-Düngers (ENTEC) überprüft (Variante 7). ENTEC-Dünger enthalten Ammoniumstabilisatoren, die die Nitrifikation im Boden verlangsamen. Für den Wasserschutz sind dabei besonders die Vorteile einer verbesserten Stickstoffversorgung bei unterschiedlichen Witterungsverläufen insbesondere auf auswaschungsgefährdeten Standorten, die bessere N-Ausnutzung durch eine angepasste Stickstoffnachlieferung und die damit verbundene Reduzierung der Stickstoffauswaschung und verlagerung herauszustellen 2. Um auch die standortspezifische Mineraldüngeräquivalente zu berechnen und deren langfristige Entwicklung festzuhalten, wird zusätzlich eine Variante mit ausschließlicher Gärrestdüngung (Variante 1) und eine Variante in Kombination mit Gärrestdüngung und Mineraldünger (Variante 9) angelegt. Variante 8 stellt die jährlich pflanzenbedarfsgerechte Sollwertdüngung minus 2% dar [Tabelle 3]. Der Versuch wurde in 216 an 3 Terminen im Sommer mit je 3 mm/ha beregnet [Tabelle 2]. 2 BAYWA AG,

14 Versuchsbericht 216 Tabelle 2: Beregnungstermine der Versuchsfläche in Hamerstorf in 216 Beregnung [je Termin 3 mm] 1. Termin Termin Termin Tabelle 3: Düngungsstufen der Versuchsfläche in Hamerstorf in Vers.-Nr.: 643 Silomais Variantgung [kg N/ha] gung [kg N/ha] Mineralische N-Dün- Organische N-Dün- Bezeichnung 1 Min. kg N/ha - 2 Min. 5 kg N/ha 5-3 Min. 1 kg N/ha 1-4 Min. 15 kg N/ha 15-5 Min. 2 kg N/ha 2-6 Min. 25 kg N/ha kg N/ha stabilisiert (ENTEC) SW -2 % kg Gesamt-N aus Gärrest + 25 kg N mineralisch kg Gesamt-N aus Gärrest - 1 Behandlungstermine Silomais Welsches Weidelgras 1. N-Düngungstermin (org. und min.) N-Düngungstermin Im Jahr 216 wurde Silomais in der konventionellen Fruchtfolge und Silomais mit Grasuntersaat in der grundwasserschutzorientierten Fruchtfolge angebaut. Die Aussaat erfolge erst am , da die Grasernte bzw. die Gärrestausbringung nicht früher abgeschlossen werden konnte. Der Mais wurde am geerntet [Tabelle 4]. Tabelle 4: Versuchsdaten am Versuchsstandort Hamerstorf in 216, Vers.-Nr. 643 Wasserschutzversuch Hamerstorf 216 Silomais Frucht Silomais mit Grasuntersaat Farmplus Sorte Farmplus Aussaat Datum Erntedatum Winterroggen Vorfrucht (215) Winterroggen GPS 12

15 Konventionell Grundwasserschutz Konventionell Grundwasserschutz Konventionell Grundwasserschutz Konventionell Grundwasserschutz Konventionell Grundwasserschutz Konventionell Grundwasserschutz Konventionell Grundwasserschutz Konventionell Grundwasserschutz Konventionell Grundwasserschutz N min [kg Nmin/ha] Versuchsbericht Ergebnisse Nmin-Werte Um die Entwicklung des mineralischen Stickstoffgehalts standortspezifisch im Boden im Jahresverlauf zu erfassen, wurde eine N min-beprobung in der Variante der mineralischen N-Düngestaffel 15 kg N/ha in beiden Fruchtfolgen durchgeführt (Abbildung 8). Dabei liegen die N min-werte im April und Mai, und August bis Dezember auf einem insgesamt niedrigen Niveau zwischen 12 und 28 kg N min/ha. Ein Unterschied zwischen der konventionellen und grundwasserschutzorientierten Variante ist dabei nicht zu erkennen. Im Juni ist der N min-wert in beiden Varianten mit 71 kg N min/ha (konventionell) und 126 kg N min/ha (grundwasserschutzorientiert) sehr viel höher als im durchschnittlichen Jahresverlauf. Der N- Düngungszeitpunkt ( ) liegt vor dem N min-probetermin im Juni ( ). N min -Werte im Jahresverlauf, Silomais cm 3-6 cm -3 cm N-Düngung 126 Ernte April Mai Juni Juli August September Oktober November Dezember Abbildung 8: N min-werte unter Silomais und Silomais mit Grasuntersaat im Jahresverlauf bei einer N- Düngung von 15 kg N/ha am Versuchsstandort in Hamerstorf in 216 Grundwasserschutzorientierte Fruchtfolge In allen Varianten in der grundwasserschutzorientierten Rotation wurde im Vorjahr im Roggen eine Untersaat ausgebracht. Die N min-werte nach der Grasuntersaat nach dem ersten Schnitt im Frühjahr sind in Abbildung 9 dargestellt. Diese befinden sich in allen Varianten auf einem insgesamt niedrigen Niveau zwischen 12 und 4 kg N min/ha. Dabei sind die Unterschiede im N min-wert vermutlich auf das unterschiedliche N-Düngungsniveau in den einzelnen Roggenvarianten zurückführen. Die nach Sollwert minus 2% gedüngte Variante ist dabei zwar etwas höher als die vergleichbare 15 kg N/ha mineralisch 13

16 N min [kg N min /ha] N min [kg N min /ha] Versuchsbericht 216 gedüngte Variante, der Unterschied ist allerdings nur marginal und liegt innerhalb der Fehlergrenze der N min-methode cm 3-6 cm -3 cm N min in der Grasuntersaat nach Winterroggen, kg N/ha 5 kg N/ha 1 kg N/ha 15 kg N/ha 2 kg N/ha 25 kg N/ha 14 kg N/ha ENTEC SW - 2 % N 1 aus Gärrest-N + 4 Mineral-N 1 kg Gesamt-N Gärrest Abbildung 9: N min-werte nach der überwinternden Grasuntersaat am nach unterschiedlich hoher N-Düngung am Versuchsstandort in Hamerstorf Der Silomais wurde am gesät, kurz zuvor wurde eine späte Frühjahrs-N min Beprobung parzellenscharf durchgeführt. Dabei liegen die N min-werte auf einem einheitlich niedrigen Niveau zwischen 1 und 22 kg N min/ha. Lediglich in der Variante 9 (organische Düngung über Gärrest + mineralische Ergänzung) liegt der N min-wert mit 56 kg N min/ha höher als in allen anderen Varianten. Dies ist vermutlich auf die frühe Gärrestdüngung ( ) zurückzuführen cm 3-6 cm 6-9 cm Frühjahrs-N min am vor der Maisaussaat kg N/ha 5 kg N/ha 1 kg N/ha 15 kg N/ha 2 kg N/ha 25 kg N/ha 14 kg N/ha (ENTEC) SW - 2 % 1 kg Gesamt-N Gärrest + min. 1 kg Gesamt-N Gärrest Abbildung 1: N min-werte im Frühjahr im Winterroggen als Vorfrucht zum Silomais mit Grasuntersaat in der grundwasserschutzorientierten Fruchtfolge vom am Versuchsstandort in Hamerstorf 14

17 N min [kg N min /ha] Versuchsbericht 216 Die Grasuntersaat wurde am und in den Varianten 9 und 1 (Varianten zur Gärrestdüngung) organisch gedüngt. Bei einer N min-beprobung innerhalb der Parzellen kann es vorkommen, dass der eingesetzte Wirtschaftsdünger gering zeitlich verschoben zum Tragen kommt. Die langfristige N-Nachlieferung von Gärresten beträgt an diesem Standort zudem ca. 3-4%, d. h., dass auch die N- Nachlieferung der organischen N-Düngung aus dem Vorjahr ein Grund für den vergleichweisen höheren N min-wert sein kann. Dies kann allerdings anhand der Werte in der Variante reiner organischer N-Düngung (1 kg Gesamt-N aus Gärrest) nicht bestätigt werden. Nach der Ernte wurde am der N min-wert in allen Varianten genommen [Abbildung 11]. Dabei gibt es kaum Unterschiede zwischen den Varianten. Insgesamt liegen die N min-werte mit 12 bis 28 kg N min/ha auf einem niedrigen Niveau. Ein leichter Anstieg von 12 auf 28 kg N min/ha ist innerhalb der mineralischen N-Düngungsstufen zu erkennen cm 3-6 cm 6-9 cm Ernte-N min -Werte, Silomais, kg N/ha 5 kg N/ha 1 kg N/ha 15 kg N/ha 2 kg N/ha 25 kg N/ha 14 kg N/ha (ENTEC) SW - 2 % 1 kg Gesamt-N Gärrest + min. 1 kg Gesamt-N Gärrest Abbildung 11: N min-werte nach der Ernte nach Silomais mit Grasuntersaat in der grundwasserschutzorientierten Fruchtfolge vom am Versuchsstandort in Hamerstorf Der N min-wert zu Beginn der Sickerwasserspende wurde am gezogen [Abbildung 12]. Auch hier liegen die N min-werte zwischen 1 und 17 kg N min/ha auf einem niedrigen Nievau. Ein Anstieg von 1 auf 3 bzw. 5 kg N min/ha ist innerhalb der mineralischen N-Düngungsstufen ab einer deutlichen Überdüngung, wie in der der Variante 2 kg N/ha, zu erkennen. Zu beiden Beprobungsterminen nach der Ernte und zu Beginn der Sickerwasserspende erzielt die N- Sollwertdüngung (15 kg N/ha) in der grundwasserschutzorientierten Fruchtfolge im N min-wert nach Silomais mit Grasuntersaat sehr niedrige N min-werte. 15

18 N min [kg N min /ha] N min [kg N min /ha] Versuchsbericht cm 3-6 cm 6-9 cm Herbst-N min -Werte, Silomais, kg N/ha 5 kg N/ha 1 kg N/ha 15 kg N/ha 2 kg N/ha 25 kg N/ha 14 kg N/ha (ENTEC) SW - 2 % 1 kg Gesamt-N Gärrest + min. 1 kg Gesamt-N Gärrest Abbildung 12: N min-werte zu Beginn der Sickerwasserspende nach Silomais mit Grasuntersaat in der grundwasserschutzorientierten Fruchtfolge vom am Versuchsstandort in Hamerstorf Es bleibt abzuwarten, ob sich die niedrigen N min-werte aller Varianten auch in den Messungen des LBEG im Sickerwasser durch niedrige Nitratfrachten bestätigt. Konventionelle Fruchtfolge Die konventionelle Fruchtfolge unterscheidet sich im Jahr 216 von der grundwasserschutzorientierten Rotation insofern, dass der Mais ohne Untersaat angebaut wird. Die N-Düngungsstufen und Termine der Düngung sind gleich. Am wurde eine N min-beprobung vor der Aussaat des Mais ( ) und dem ersten N-Düngungstermin ( ) gezogen [Abbildung 13]. Diese zeigt durchgehend niedrige N min-werte zwischen 12 und 25 kg N min/ha cm 3-6 cm Frühjahrs-N min -Werte, Silomais, kg N/ha 5 kg N/ha 1 kg N/ha 15 kg N/ha 2 kg N/ha 25 kg N/ha 14 kg N/ha (ENTEC) SW - 2 % 1 kg Gesamt-N Gärrest + min. 1 kg Gesamt-N Gärrest Abbildung 13: N min-werte im Frühjahr nach Silomais in der konventionellen Fruchtfolge vom am Versuchsstandort in Hamerstorf 16

19 N min [kg N min /ha] N min [kg N min /ha] Versuchsbericht 216 Nach der Ernte, Anfang Oktober, erfolgte eine zweite parzellengenaue N min-beprobung [Abbildung 14]. Dabei schwanken die N min-werte mit zunehmender mineralischer N-Düngung zwischen 13 und 3 kg N min/ha. Die Varianten mit organischer N-Düngung bzw. mineralisch-organischer Düngung liegen einheitlich bei 17 bzw. 16 kg N min/ha cm 3-6 cm 6-9 cm Ernte-N min -Werte, Silomais, kg N/ha 5 kg N/ha 1 kg N/ha 15 kg N/ha 2 kg N/ha 25 kg N/ha 14 kg N/ha (ENTEC) SW - 2 % 1 kg Gesamt-1 kg Gesamt- N Gärrest + N Gärrest min. Abbildung 14: N min-werte nach der Ernte nach Silomais in der konventionellen Fruchtfolge vom am Versuchsstandort in Hamerstorf Nach Beginn der Sickerwasserspende Ende November wurden die Parzellen erneut auf den N min-gehalt beprobt [Abbildung 15]. Dabei ist in den mineralischen N-Steigerungsstufen ein Anstieg von 9 kg N min/ha (ungedüngte Parzelle) auf 31 kg N min/ha (25 kg N/ha) zu erkennen. Wobei über 5% des Stickstoffs in 6 bis 9 cm Tiefe gemessen wurden. Hier werden die Auswertungen des LBEG der N- Frachten Interpretationshilfe geben, inwieweit Nitrat verlagert wurde cm 3-6 cm 6-9 cm Herbst-N min -Werte, Silomais, kg N/ha 5 kg N/ha 1 kg N/ha 15 kg N/ha 2 kg N/ha 25 kg N/ha 14 kg N/ha (ENTEC) SW - 2 % 1 kg Gesamt-N Gärrest + min. 1 kg Gesamt-N Gärrest Abbildung 15:N min-werte nach Beginn der Sickerwasserspende nach Silomais in der konventionellen Fruchtfolge vom am Versuchsstandort in Hamerstorf 17

20 Konventionell Grundwasserschutz Konventionell Grundwasserschutz Konventionell Grundwasserschutz Konventionell Grundwasserschutz Konventionell Grundwasserschutz Konventionell Grundwasserschutz Konventionell Grundwasserschutz Konventionell Grundwasserschutz Konventionell Grundwasserschutz Konventionell Grundwasserschutz N min [kg Nmin/ha] Versuchsbericht 216 Vergleich der N min-werte grundwasserschonende und konventionelle Fruchtfolge Im Vergleich der beiden Fruchtfolgerotationen in 216 am Standort in Hamerstorf fallen keine wesentlichen Unterschiede im N min-wert zwischen der konventionellen und grundwasserschutzorientierten Fruchtfolge auf. Die N min-werte liegen insgesamt auf einem niedrigen Niveau zwischen 9 und 19 kg N min/ha. In den Varianten mit deutlich höherer mineralischer N-Düngung (2 und 25 kg N/ha) sind die N min-werte im Vergleich zu den anderen Varianten mit 24 bis 5 kg N min/ha zwar höher, liegen dennoch auf einem vergleichsweise niedrigen Niveau cm 3-6 cm 6-9 cm Herbst-N min im Vergleich der Rotationen kg N/ha 5 kg N/ha 1 kg N/ha 15 kg N/ha 2 kg N/ha 25 kg N/ha 14 kg N/ha (ENTEC) SW - 2 % 1 kg Gesamt-N Gärrest + min. 1 kg Gesamt-N Gärrest Abbildung 16: N min-werte zu Beginn der Sickerwasserspende in der konventionellen und grundwasserschutzorientierten Fruchtfolgerotation im Vergleich vom am Versuchsstandort in Hamerstorf Inwieweit ggfs. zum Herbst-Beprobungstermin bereits Nitrat ausgewaschen war, werden die Ergebnisse der entsprechenden Sickerwasseruntersuchungen durch das LBEG zeigen. Diese werden in einem gesonderten Bericht veröffentlicht ( webcode: ). 18

21 kg N/ha 5 kg N/ha 1 kg N/ha 15 kg N/ha 2 kg N/ha 25 kg N/ha 14 kg N/ha (ENTEC) SW - 2 % 1 kg Gesamt-N Gärrest + min. 1 kg Gesamt-N Gärrest Ertrag [dt TM/ha] Versuchsbericht Erträge Grundwasserschutzorientierte Fruchtfolge Der Untersaatenbestand in der grundwasserschutzorientierten Fruchtfolge ist insgesamt gut durch den Winter gekommen und erlitt weder Frost- noch Mäuseschäden. Dabei liegt der am ermittelte Ertrag in der ungedüngten Variante bei 1 dt TM/ha. In allen anderen mineralisch gedüngten Varianten ist bei einem durchschnittlichen Ertrag zwischen 32 und 35 dt TM/ha kein Unterschied im Aufwuchs aufgrund der Höhe der N-Düngung erkennbar. In den mit Gärrest gedüngten Varianten war schon eine deutliche N-Aufnahme Anfang März trotz kühler Witterung erkennbar. Diese wuchsen besser auf, als die mineralisch gedüngten Varianten. Zur Ernte haben sich die Wachstumsunterschiede zwar verwachsen, dennoch konnte dadurch mit 44 dt TM/ha ein Mehrertrag von fast 1 dt TM/ha im Vergleich zu den mineralischen Varianten erzielt werden [Abbildung 17]. Ertrag der Untersaat in der grundwasserschutzorientierten Fruchtfolge Abbildung 17: Ertrag der Untersaat aus dem Schnitt am am Versuchsstandort in Hamerstorf Die Silomais-Erträge in der grundwasserschutzorientierten Fruchtfolge mit der Weidelgras-Untersaat am Versuchsstandort in Hamerstorf wurden am (Erntedatum Silomais) ermittelt [Abbildung 18]. Der Ertrag in den mineralischen N-Düngungsstufen stieg mit zunehmender N-Düngung an. Dabei unterscheiden sich die Erträge in der Variante 2 kg N/ha und 25 kg N/ha kaum. Auch die mineralisch und organisch gedüngte Variante (1 kg N/ha und 1 kg Gesamt-N aus Gärrest) weisen hinsichtlich der Erträge keinen Unterschied auf. Die mit ENTEC stabilisierte N-Düngungsvariante hat im Vergleich zur 15 kg N/ha mineralisch gedüngten Variante einen 15 dt/ha höheren Ertrag, trotz geringerer Düngungsmengen. Der optimale Aussaatzeitpunkt einer Untersaat richtet sich nach der Wüchsigkeit der ausgewählten Untersaat. Während der konkurrenzschwächere Rotschwingel zum Zeitpunkt der Maisausaat gesät werden kann, sollte Weidelgras erst bei einer Wuchshöhe des Maises von 5-75 cm 19

22 kg N/ha 5 kg N/ha 1 kg N/ha 15 kg N/ha 2 kg N/ha 25 kg N/ha 14 kg N/ha (ENTEC) SW - 2 % 1 kg Gesamt-N Gärrest + min. 1 kg Gesamt-N Gärrest Ertrag [dt TM/ha] Rohproteingehalt [%] Versuchsbericht 216 ausgesät werden, um Konkurrenzeffekte zu vermeiden 1. Die späte Aussaat im Versuchsjahr 216 bedingte, dass in der grundwasserschutzorientierten Fruchtfolge der Grasbestand, welcher vor der Saat des Silomais etabliert wurde, zu Konkurrenzeffekten führte. Zudem war der Boden bis 14 Tage nach der Aussaat (am ) sehr trocken, sodass der Silomais nicht so gut auflaufen konnte. Der Rohproteingehalt nimmt mit zunehmender N-Düngung leicht zu, dabei liegt dieser in allen Varianten zwischen 6 und 7 %. In den Varianten mit deutlicher Überdüngung (2 und 25 kg N/ha) steigt der Rohproteingehalt auf über 7% (Beratungsempfehlung 7% 2 ) an. Ertrag und Rohproteingehalt grundwasserschutzorientierte Fruchtfolge % 6% 6% 6% 7% 8% 7% 7% 7% 7% 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% % Abbildung 18:Silomaisertrag und Rohproteingehalt in der grundwasserschutzorientierten Fruchtfolge am Versuchsstandort in Hamerstorf im Versuchsjahr 216 Der N-Entzug einer Pflanze lässt sich aus dem Ertrag und dem N-Gehalt der Pflanze ermitteln. Dabei konnte im letzten Jahr im Getreide mit zunehmender N-Düngung auch ein Anstieg des N-Entzuges festgestellt werden. In anderen Versuchen zur grundwasserschutzorientierten Maisdüngung konnte dagegen in der Regel nur ein vergleichsweise geringer Rückgang der N-Entzüge infolge reduzierter N-Düngung festgestellt werden. Im Versuchsjahr 216 am Standort in Hamerstorf wird deutlich, dass mit zunehmender mineralischer N-Düngung auch der N-Entzug steigt und zwar von 124 kg N/ha (ungedüngte Parzelle) bis zu 358 kg N/ha in der mit 25 kg N/ha gedüngten Variante [Abbildung 19]. Mais ist als Stickstoffzehrer bekannt und kann neben der N-Zufuhr aus der Düngung auch die bodenbürtige Stickstoff-Nachlieferung hervorragend ausnutzen. Dabei wird auch in den Erträgen deutlich, dass der Ertrag trotz sehr hoher N- Düngung weiter zunimmt und es insgesamt einen sehr flachen Kurvenverlauf gibt. Es ist kein abnehmender Ertragszuwachs festzustellen. Die Beregnung hat dazu optimale Bedingungen geschaffen, die 1 Landwirtschaftskammer Niedersachsen, Landwirtschaftskammer Niedersachsen, 216 2

23 N-Entzug [kg N/ha] Versuchsbericht 216 gleichzeitig zu sehr guten Erträgen geführt haben. Bei den in vergleichbarer Höhe mineralisch und organisch gedüngten Varianten waren die N-Entzüge in den organisch gedüngten Varianten etwas höher. Ein Grund könnte die N-Dynamik des Bodens aus der vorangegangen organischen Düngung im Vorjahr sein. N-Entzug in der grundwasserschutzorientierten Fruchtfolge kg N/ha 5 kg N/ha 1 kg N/ha 15 kg N/ha 2 kg N/ha 25 kg N/ha 14 kg N/ha (ENTEC) SW - 2 % 1 kg Gesamt- N Gärrest + min. 1 kg Gesamt- N Gärrest Silomais Untersaat N-Entzug bis zu Beginn der Sickerwasserspende gesamt Abbildung 19: N-Entzug in der grundwasserschutzorientierten Fruchtfolge bis zu Beginn der Sickerwasserspende in 216 am Versuchsstandort Hamerstorf Konventionelle Fruchtfolge In der konventionellen Fruchtfolge steigt der Ertrag vom Silomais mit zunehmender N-Düngung auf 25 dt TM/ha an und nimmt in der mit 25 kg N/ha überdüngten Variante wieder leicht ab. Die organisch (1 kg Gesamt-N aus Gärresten) und mineralisch (1 kg N/ha mineralisch) gedüngten Varianten unterscheiden sich mit 195 und 211 dt TM/ha, anders als in der grundwasserschutzorientierten Fruchtfolge. Die mit ENTEC stabilisierte N-Düngungsvariante hat im Vergleich zur 15 kg N/ha mineralisch gedüngten Variante einen 9 dt/ha höheren Ertrag, trotz geringerer Düngungsmengen. Der Rohproteingehalt nimmt mit zunehmender N-Düngung zu und liegt insgesamt auf einem Niveau zwischen 6 und 8% (Sorte Farmplus) [Abbildung 2]. 21

24 kg N/ha 5 kg N/ha 1 kg N/ha 15 kg N/ha 2 kg N/ha 25 kg N/ha 14 kg N/ha (ENTEC) SW - 2 % 1 kg Gesamt-N Gärrest + min. 1 kg Gesamt-N Gärrest N-Entzug [kg N/ha] kg N/ha 5 kg N/ha 1 kg N/ha 15 kg N/ha 2 kg N/ha 25 kg N/ha 14 kg N/ha (ENTEC) SW - 2 % 1 kg Gesamt-N Gärrest + min. 1 kg Gesamt-N Gärrest Ertrag [dt TM/ha] Rohproteingehalt [%] Versuchsbericht Ertrag und Rohproteingehalt konventionelle Fruchtfolge % 6% 6% 6% 8% 8% 7% 7% 6% 7% 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% % Abbildung 2: Silomaisertrag und Rohproteingehalt der konventionellen Fruchtfolge am Versuchsstandort in Hamerstorf im Versuchsjahr 216 Der N-Entzug in der konventionellen Fruchtfolge am Versuchsstandort in Hamerstorf im Jahr 216 nimmt mit zunehmender N-Düngung in der mineralischen N-Düngungssteigerung zu. Dabei werden selbst in der ungedüngten Parzelle 157 kg N/ha durch den Silomais entzogen. Die mit 14 kg N/ha (ENTEC) gedüngte Variante hat einen größeren Entzug als die mit 15 kg N/ha mineralisch gedüngten Varianten. Die organisch gedüngte Variante unterscheidet sich nicht signifikant von der Variante mit 1 kg Gesamt-N-aus Gärrest mineralisch gedüngten Variante. Auch in der konventionellen Fruchtfolge ohne Untersaat konnten sehr gute Erträge erzielt werden. Bemerkenswert ist dabei, dass die Untersaat in der Summe einen zusätzlichen Ertrag liefert. Die am Standort in Hamerstorf durchgeführte Beregnung begünstigte, dass im Versuchsjahr 216 gute Erträge erzielt wurden. N-Entzug des Silomais in der konventionellen Fruchtfolge Abbildung 21: N-Entzug in der konventionellen Fruchtfolge bis zu Beginn der Sickerwasserspende in 216 am Versuchsstandort Hamerstorf 22

25 kg N/ha 5 kg N/ha 1 kg N/ha 15 kg N/ha 2 kg N/ha 25 kg N/ha 14 kg N/ha (ENTEC) SW - 2 % 1 kg Gesamt-N Gärrest + min. 1 kg Gesamt-N Gärrest N-Bilanz [kg N/ha] Versuchsbericht N-Bilanzen Die N-Bilanz errechnet sich aus der N-Zufuhr aus der Düngung und der N-Abfuhr (Ertrag mal N-Gehalt im Erntegut) mit dem Erntegut. Die N-Bilanzsalden für alle N-Düngungsvarianten der beiden Fruchtfolgen sind in Abbildung 22 dargestellt. Als Bilanzierungszeitraum ist das Kalenderjahr 216 ( ) gewählt. Insgesamt liegen die Bilanzsalden in einem Bereich zwischen -56 und 152 kg N/ha. In den N-Düngungsvarianten bis 5 kg N/ha sind die Bilanzsalden beider Fruchtfolgen negativ bzw. neutral. In der grundwasserschutzorientierten Fruchtfolge ist der N-Entzug insgesamt etwas höher als in der konventionellen Fruchtfolge. Hier variieren die Salden zwischen -56 kg N/ha in der ungedüngten und plus 152 kg N/ha in der deutlich überdüngten (25 kg N/ha) Variante. In der mit 15 kg N/ha gedüngten Variante ist die N-Bilanz mit 89 kg N/ha im Vergleich etwas geringer als in der mit 14 kg N/ha-ENTEC gedüngten Variante, in der die Bilanz bei 55 kg N/ha liegt. Etwas geringer ist dagegen die Bilanz der mit 1 kg Gesamt-N aus Gärrest gedüngten Variante (N-Bilanz 2 kg N/ha) im Vergleich zur mit 1 kg N/ha mineralisch gedüngten Variante (N-Bilanz 48 kg N/ha). N-Bilanz der Fruchtfolgestrategien in Hamerstorf Grundwasserschutzorientiert konventionell Abbildung 22: N-Bilanz der grundwasserschutzorientierten Fruchtfolge mit Silomais und Untersaat und der konventionellen Fruchtfolge mit Silomais im Vergleich und in Unterscheidung nach der N-Düngestrategie In der konventionellen Fruchtfolge liegen die Bilanzsalden auf einem Niveau zwischen -43 und 131 kg N/ha und damit auf einer geringeren Schwankungsbereite als in der Fruchtfolge mit Untersaat. Die 5 kg N/ha gedüngte Parzelle hat dabei ein ausgeglichenes N-Bilanzsaldo. Bei einer N-Düngung ab 1 kg N/ha steigt das Saldo und es kommt zur N-Zufuhr durch die N-Düngung. Deutlich wird, dass die 23

26 Versuchsbericht 216 mit stabilisiertem ENTEC-Dünger Variante ein mit 31 kg N/ha ähnliches Bilanzsaldo zur vergleichbaren mineralisch gedüngten Variante hat. Die mit 1 kg Gesamt-N/ha organisch gedüngten Variante hat ein etwas geringeres Bilanzsaldo von 16 kg N/ha. Insgesamt wird anhand der N-Bilanzen auch die Wirkung der N-Düngung deutlich und zeigt, dass es bei den ungedüngten Parzellen beider Fruchtfolgestrategien zu deutlich negativen N-Bilanzsalden kommt. In den mit 25 kg N/ha gedüngten Varianten ist ein deutlicher N-Überschuss zu verzeichnen. In der grundwasserschutzorientierten Fruchtfolge ist die Schwankungsbreite der Bilanzen zwischen den Varianten etwas größer als in der konventionellen Fruchtfolge. Mais kann Stickstoff aus dem Boden als auch aus der Düngung gut verwerten, daher reagiert er bei unterschiedlichen N-Düngungshöhen mit nur geringen Ertragsschwankungen. Zudem kann Mais einen großen Anteil seines N-Bedarfes aus dem Bodenvorrat decken. Bei einer Untersaat wird der Entzug noch größer, denn gleichzeitig ist auch in der Summe ein etwas höheres Ertragsniveau gegeben. 24

27 Versuchsbericht Zusammenfassung Welchen Einfluss haben die N-Düngung und die Fruchtfolgegestaltung auf die Nitratkonzentration im Sickerwasser? Die N min-werte im späten Frühjahr ( ) am Versuchsstandort in Hamerstorf im Versuchsjahr 216 liegen insgesamt, wie auch im Vorjahr im Winterroggen, sowohl in der grundwasserschutzorientierten (Silomais mit Grasuntersaat) als auch konventionellen Fruchtfolge (Silomais) aufgrund von Auswaschung über Winter auf einem relativ niedrigen Niveau zwischen 1 und 22 kg N/ha. Dabei ist lediglich der N min-wert unter der organisch-mineralisch gedüngten Variante der Fruchtfolge mit Grasuntersaat mit 56 kg N/ha höher. Dies ist aufgrund der Differenz zum N min-wert in derselben Variante der konventionellen Fruchtfolge wahrscheinlich nicht auf den Einfluss der N-Düngung im Vorjahr zurückzuführen. Vielmehr kann dies auf die Witterung, die bis zu diesem Zeitpunkt insgesamt sehr trockene Bodenverhältnissen bot, zurückzuführen sein. Liegen die N min-werte im Jahresverlauf in fast allen Monaten auf einem niedrigen Niveau, ist die Wirkung des Düngeraufwandes und der Beginn der N-Mineralisierung durch den Boden im N min-wert im Juni deutlich erkennbar. Die Ernte-N min-werte sind in allen Varianten beider Fruchtfolgen auf einem Niveau zwischen 12 und 3 kg N min/ha, eine Tendenz der steigenden N-Düngung ist dabei erkennbar. Die N min-werte der konventionellen Fruchtfolge zu Beginn der Sickerwasserspende liegen auf einem ähnlichen Niveau wie die Ernte-N min-werte. Die mineralische N-Düngestaffel zeichnet sich auch im N min-wert zu Beginn der Sickerwasserspende unter der grundwasserschutzorientierten Fruchtfolge deutlich ab. Der N min-wert unter der mit 25 kg N/ha gedüngten Parzelle zu Beginn der Sickerwasserspende wurde am mit 5 kg N min/ha gemessen. Inwieweit ggfs. eine Auswaschung zur Herbstbeprobung erfolgte, kann über die Untersuchungen des Sickerwassers durch das LBEG verifiziert werden. Die Ergebnisse der entsprechenden Sickerwasseruntersuchungen werden in einem gesonderten Bericht veröffentlicht ( webcode: ). Wie kann die Sickerwasserqualität durch eine grundwasserschutzorientierte Gestaltung der Fruchtfolge und eine Anpassung der N-Düngung verbessert werden? Bei der Gestaltung der Fruchtfolge am auswaschungsgefährdeten Standort in Hamerstorf wirkt sich vor allem eine ganzjährige Begrünung der Fläche positiv aus. Aufgrund regionalbedingt nur geringer Niederschlagsmengen im Spätsommer/Herbst ist es schwierig, einen guten Zwischenfruchtaufwuchs zu etablieren. Mit Hilfe einer Untersaat ist es möglich, die Bodenfeuchte des Standortes möglichst optimal auszunutzen und den Reststickstoff im Boden zu binden. Daher wurde die konventionelle Fruchtfolge Silomais mit der grundwasserschutzorientierten Fruchtfolge Silomais mit Grasuntersaat verglichen. Für den Wasserschutz ist es entscheidend, wie sich die Untersaat vor dem Winter entwickelt und wie viel mehr Stickstoff durch diese gebunden werden kann. Eine Schnittnutzung der Grasuntersaat kann die N- Entzüge erhöhen und dadurch die auswaschungsgefährdeten Reststickstoffgehalte im Boden verringern. 25

28 Versuchsbericht 216 Der Aufwuchs und die Wirkung der Untersaat hängt stark von der Witterung des Anbaujahres ab. Im Versuchsjahr 216 waren die Bodenbedingungen sowohl für den Mais als auch für die Untersaat (grundwasserschutzorientierte Fruchtfolge) nicht optimal. Dadurch kam es zu Beginn der Jugendentwicklung zu Wachstumsunterschieden in den beiden Fruchtfolgevarianten, die im Jahresverlauf der Vegetation jedoch aufgrund der Beregnung, eingeholt werden konnten, was im Ergebnis eine Ertragsminderung des Silomaisertrags in den niedrigen N-Düngungsstufen in der grundwasserschutzorientierten Fruchtfolge zur Folge hatte. Die beernteten Untersaaten erbrachten zudem Erträge von bis zu 44 dt TM/ha. Sofern diese verwertet werden können bzw. in den Betrieb passen, ist dies ein gutes System für den Grundwasserschutz. Eine betriebswirtschaftliche Bewertung, die den zusätzlichen Bewirtschaftungsaufwand berücksichtigt, wird nach 3 Jahren vorgenommen. Wie wirken sich die Höhe der N-Düngung und die Fruchtfolgegestaltung auf die N-Dynamik im Boden, Erträge und Qualitätsparameter aus? Die Untersaat im Winterroggen im Vorjahr am Versuchsstandort in Hamerstorf reduzierte die Schwankungsbreite der N min-werte im Jahresverlauf. Dieser Effekt war im Versuchsjahr 216 aufgrund von ungünstigen Witterungsbedingung nicht erkennbar. In 216 wurde eine einmalige Schnittnutzung der Grasuntersaat durchgeführt. Durch eine Untersaat kann der N-Entzug in den hoch gedüngten Varianten verstärkt werden, auch am Versuchsstandort in Hamerstorf konnten beim Silomais die N-Entzüge im Vergleich zur Silomaisvariante ohne Untersaat erhöht werden. Dies wurde vor allem auch in den organisch-mineralisch bzw. organischen Variante deutlich. Wie auch im Vorjahr unter Winterroggen war der N-Entzug unter der ungedüngten Parzelle der konventionellen Fruchtfolge etwas höher. Die mit ENTEC stabilisierte N-Düngungsvariante hat im Vergleich zur 15 kg N/ha mineralisch gedüngten Variante sowohl in der grundwasserschutzorientierten als auch konventionellen Fruchtfolge 15 bzw. 9 dt/ha höheren Ertrag, trotz geringerer Düngungsmengen. Dabei lagen die N min-werte auf einem vergleichbar niedrigen Niveau. Gerade auf den auswaschungsgefährdeten Sand-Standorten könnte der Einsatz stabilisierter Dünger die N-Reduzierung ermöglichen und somit aus Sicht der N-Effizienz positive Auswirkungen haben. Anhand der N-Entzüge und der N-Bilanzsalden wird neben der Wirkung der N-Düngung auch der Effekt der Untersaat deutlich. Es zeigt sich, dass sowohl die N-Entzüge als auch die N-Bilanzsalden etwas höher sind als in der konventionellen Fruchtfolge ohne Untersaat. Weiterhin bestätigt sich, dass Mais den Stickstoff aus dem Boden und aus der Düngung gut verwerten kann und daher bei unterschiedlichen N-Düngungshöhen mit nur geringen Ertragsschwankungen reagiert. Zu beachten ist die Beregnung, die zu abgesicherten hohen Entzügen führt. Ohne Beregnung könnten sich in Jahren mit geringen Sommerniederschlägen deutlich höhere N-Entzüge einstellen. Zudem wurde der Mais in allen Varianten am gleichen Tag ausgesät. In Maisbeständen ohne vorhergehende Grasernte hätte eine Aussaat Ende April vermutlich zu höheren Trockenmasseerträgen geführt. 26

29 Versuchsbericht 216 Um differenzierte Aussagen in Bezug auf den Vergleich der beiden Fruchtfolgestrategien treffen zu können, sind weitere Versuchsjahre sowie zusätzlich die betriebswirtschaftliche Bewertung notwendig. 27

30 Versuchsbericht Versuchsstandort Thülsfelde - Grundwasserschutzorientierte Gestaltung der Fruchtfolge und N-Düngung (644) Versuchsfragen Welchen Einfluss hat die Höhe der N-Düngung auf die Nitratkonzentration im Sickerwasser? Wie wirken sich reduzierte und überhöhte N-Düngung auf Sickerwasserqualität, N-Dynamik im Boden, Erträge und Qualitätsparameter aus? Welchen Einfluss hat die Fruchtfolge auf die Stickstoffdynamik im Boden? Versuchsaufbau und Durchführung Der Versuchsstandort liegt im Landkreis Cloppenburg in der Gemeinde Molbergen in einem Wasserschutzgebiet. Die Fläche liegt 35 m über NN und ist schwach geneigt. Der Boden im Wasserschutzgebiet Thülsfelde ist ein Podsol aus schwach schluffigem bis schwach tonigem Sand. Das Ausgangsmaterial ist ein Flugsand über Geschiebedecksand über Geschiebelehm mit Stauwassereinfluss im Untergrund (Abbildung 23). Abbildung 23: Lage des Versuchsstandorts Thülsfelde mit Bodenlandschaften 1:5., Maßstab 1:16. [NIBIS Kartenserver ( ), Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie (LBEG)] Die Versuchsfläche am Standort in Thülsfelde ist in drei Teilflächen (a, b und c) mit unterschiedlichen Fruchtfolgen untergliedert. Dies ermöglicht den Vergleich über die Auswirkungen der Fruchtfolge auf die Versuchsparameter. Der Versuch ist als einfaktorielle Blockanlage mit vier Wiederholungen angelegt. Auf der Teilfläche a Wintergerste werden Sickerwasseruntersuchungen durchgeführt. Auf den Teilflächen b Silomais und c Sommergerste findet ein Vergleich zwischen einer grundwasserschutzorientierten 28

31 Versuchsbericht 216 (c) und konventionellen Fruchtfolge (b) statt. In der grundwasserschutzorientierten Fruchtfolge werden, wenn möglich, nach der Hauptfrucht Zwischenfrüchte angebaut. Zusätzlich ist der Silomaisanteil in der Rotation geringer als in der konventionellen Fruchtfolge. Silomais wird in der grundwasserschutzorientierten Fruchtfolge und auf der Teilfläche a mit Sickerwasseruntersuchung in Engsaat angebaut. Die Zwischenfrüchte wurde als Senf-Ölrettich-Mischung an die Greeninganforderungen angepasst und am gedrillt. Im Jahr 216 stand Wintergerste mit anschließender Zwischenfrucht auf der Teilfläche mit ergänzenden Sickerwasseruntersuchungen. In der konventionellen Fruchtfolge wurde Silomais, in der grundwasserschutzorientieren Fruchtfolge Sommergerste mit anschließender Zwischenfrucht angebaut [Tabelle 5 und Tabelle 6]. Tabelle 5: Fruchtfolge der Versuchsfläche am Standort in Thülsfelde von , Vers.Nr.: 644 Jahr Fruchtart a b c Fruchtfolge Sickerwasseranlage Konventionelle Fruchtfolge Grundwasserschutz-orientierte Fruchtfolge 29 Winterroggen + Winterroggen + Silomais (Normalsaat 75 cm) ZF Winterrübsen ZF Senf 21 Winterroggen + ZF Senf Winterroggen Sommergerste + ZF Senf 211 Silomais (Engsaat, 37,5 cm) Silomais (Normalsaat 75 cm) Silomais (Engsaat, 37,5 cm) 212 Sommergerste + Winterroggen + Silomais (Normalsaat 75 cm) ZF Winterrübsen ZF Senf 213 Winterroggen + ZF Senf Winterroggen Sommergerste Silomais (Engsaat 37,5 cm) Silomais (Normalsaat 75 cm) Silomais (Engsaat 37,5 cm) Winterroggen Winterroggen Winterroggen 216 Wintergerste + Silomais Sommergerste + ZF Senf/ Ölrettich (Normalsaat 75 cm) ZF Senf/ Ölrettich 217 Silomais (Engsaat, 37,5 cm) Silomais (Normalsaat 75 cm) Silomais (Engsaat, 37,5 cm) 218 Winterroggen + ZF Senf/Ölrettich Winterroggen Winterroggen + ZF Senf/Ölrettich Tabelle 6: Versuchsdaten nach Teilflächen a, b und c für das Jahr 216, Vers.-Nr Wasserschutzversuch Thülsfelde 216 a b c Frucht Wintergerste + ZF Silomais Sommergerst + ZFe Sorte Antonella Grosso Milford Aussaatmenge [Körner/m²] Aussaat Datum ZwF: ZwF: Erntedatum

32 Versuchsbericht 216 Die drei Teilflächen haben einen ph-gehalt um 5,2 bis 5,4. Die Ergebnisse aus den Bodenuntersuchungen zeigen, dass alle Teilflächen bei P, K und Mg in der Gehaltsklasse C einzustufen sind. Tabelle 7: Ergebnisse der Bodenuntersuchungen der Teilflächen a, b und c am Standort in Thülsfelde vom Bodenuntersuchungen Teilfläche a Teilfläche b Teilfläche c ph P K Mg ph P K Mg ph P K Mg 5,4 7, 7, 5, 5,2 9, 6, 5, 5,3 8, 6, 4, Tabelle 8 zeigt die N-Düngungsvarianten 216 in den drei Fruchtfolgen und die Termine der N-Düngung. Die Zwischenfrucht ist ungedüngt. Die Wintergerste wurde am gesät, im Frühjahr erfolgte am die Aussaat der Sommergerste. Der Mais wurde am ausgesät. Tabelle 8: Düngungsstufen und Applikationstermine der Teilflächen a, b und c 216 Vers.-Nr.: 644 Fruchtfolge mit Sickerwasseranlage (a) Wintergerste Variante Min. N-Düngung [kg N/ha] Org. N-Düngung [kg N/ha] * 1. N-Düngung (org. und min.) 2. N-Düngung N-Düngung Konventionelle Fruchtfolge (b) Silomais Variante Min. N-Düngung [kg N/ha] Org. N-Düngung [kg N/ha] * - 1. N-Düngung (org.) (min.) 2. N-Düngung Grundwasserschutzorientierte Fruchtfolge (c) Sommergerste Variante Min. N-Düngung [kg N/ha] Org. N-Düngung [kg N/ha] * - 1. N-Düngung (org.) (min.) 2. N-Düngung * 62 kg N/ha als 8%-anrechenbarer Anteil von 1% Schweinegülle mit 77,5 kg N/ha 7 Die Aussaat der Wintergerste erfolgte in ein optimales, gut abgetrocknetes Saatbett. Im Januar gab es einige Frostperioden, auch im Februar und März gab es Nachtfröste. Die Sommergerste und auch der Mais wurden bei niedrigen Temperaturen gesät, sodass diese erst 2 Tage nach der Aussaat auflaufen konnten. 3

33 N min [kg N/ha] Versuchsbericht Ergebnisse Nmin-Werte Nmin-Werte im Jahresverlauf Um die Entwicklung des mineralischen Stickstoffgehalts im Boden im Jahresverlauf zu erfassen, wurde in der nach N-Sollwert gedüngten Variante auf der Teilfläche a mit Sickerwasseranlage (Wintergerste) im monatlichen Abstand eine Nmin-Probe ( 9 cm) gezogen (Abbildung 24) N min -Verlauf Wintergerste Sollwertvariante Ernte cm 3-6 cm -3 cm 13 Monat Aussaat ZwF Abbildung 24: N min-werte im Jahresverlauf nach N-Sollwertdüngung bei Wintergerste auf der Teilfläche a mit Sickerwasseranlage Im Jahr 216 ersetzte Wintergerste in der Fruchtfolge den Winterroggen und ist somit seit Beginn der Versuchsanlage in Thülsfelde in 29 erstmalig in die Fruchtfolge aufgenommen. Als Vorfrucht befand sich 215 auf dem Teilstück (a) Winterroggen. Insgesamt befinden sich die N min-werte im Jahresverlauf unter der N-Sollwertdüngung auf einem relativ niedrigen Niveau, wie auch im Vorjahr unter Winterroggen. Lediglich im März, Juli und August steigen die Nmin-Werte auf knapp 35 kg N min/ha an. Dabei ist ein Anstieg des N min-wertes im März nach der ersten N-Düngung am in der obersten Schicht ( 3 cm) deutlich zu erkennen. Im Juli und August sind die N min-werte in allen Bodenschichten, vermutlich als Folge der Ernte am , erhöht. Nach der Aussaat der Zwischenfrucht am lagen die N min-werte auch in den Folgemonaten einheitlich auf einem niedrigen Niveau zwischen 11 und 17 kg N min/ha. Die Zwischenfrucht konnte somit die Reststickstoffgehalte nach der Ernte im Boden reduzieren. Wie sich die Reststickstoffgehalte auf die Nitratauswaschung in das Grundwasser auswirken, wird durch die ergänzenden Sickerwasseruntersuchungen auf dieser Teilfläche erfasst. Die Ergebnisse werden jeweils am Ende der Sickerwasserperiode durch das LBEG ausgewertet und in einem separaten Bericht veröffentlicht ( webcode: ). 31

34 N min [kg N/ha] N min [kg N/ha] Versuchsbericht N min -Verlauf Silomais N-Sollwertvariante Ernte 6-9 cm 3-6 cm -3 cm Monat Abbildung 25: N min-werte im Jahresverlauf nach N-Sollwertdüngung bei Silomais auf der Teilfläche b In der konventionellen Fruchtfolge (Teilfläche b) stand im Jahr 216 Silomais nach Winterroggen. Die N min-werte unter der N-Sollwertdüngung sind von Januar bis zur Aussaat im April gering und steigen im Mai auf 151 kg N min/ha stark an. Dies ist mit der am ausgebrachten Schweinegülle als auch auf die am ausgebrachte mineralische N-Düngergabe zurückzuführen. Im Juni steigt der N min-gehalt nochmals gering an, was vermutlich an der 2.Gabe der mineralischen N-Düngung am liegt. Im Juli kommt es zu einer Verlagerung der N min-gehalte von der obersten ( 3 cm) in die mittlere gemessene Bodenschicht (3 6 cm). Nach der Ernte im September (N min-gehalt 19 kg N min/ ha) und bis zum Jahresende sind die N min-gehalte gering und liegen zwischen 19 und 28 kg N min/ ha N min -Verlauf Sommergerste N-Sollwertvariante Ernte cm 3-6 cm -3 cm 2 1, Monat Aussaat ZwF Abbildung 26: Nmin-Werte im Jahresverlauf nach N-Sollwertdüngung bei Sommergerste auf der Teilfläche c 32

35 Versuchsbericht 216 Die N min-gehalte im Jahresverlauf unter Sommergerste in der Düngung nach N-Sollwert sind insgesamt auf einem niedrigen bis mittleren Niveau. Es gibt Schwankungen während der Vegetationsperiode, die zum einen mit den wechselnden Niederschlagsmengen, zum anderen auf die zugeführten Düngermengen zurückzuführen sind. Zudem konnte die Zwischenfrucht die Reststickstoffgehalte im Boden nach der Ernte reduzieren. Im April steigen die N min-gehalte auf 8 kg N min/ ha an, was auf die Zufuhr aus der ersten organischen ( ) und ersten mineralischen Düngermenge ( ) zurückgeführt werden kann. Nach der Ernte am steigt der N min-wert auf 52 kg N/ha an, allerdings sinkt dieser zu Beginn der Sickerwasserspende im September wieder auf 19 kg N/ha ab. Die am ausgedrillte Zwischenfrucht konnte den vorhandenen Stickstoff im Boden aufnehmen und damit die Reststickstoffgehalte im Boden bis zum Beginn der Sickerwasserspende reduzieren. 33

36 Nmin [kg N/ ha] Nmin [kg N/ ha] Versuchsbericht 216 Frühjahrs-Nmin-Werte Frühjahrs-N min Wintergerste (a) kg N/ha 5 kg N/ha 1 kg N/ha 15 kg N/ha 2 kg N/ha Sollwert Variante Abbildung 27: Frühjahrs-Nmin-Werte unter Wintergerste in N-Düngestaffel Insgesamt lagen die Frühjahrs-N min-werte auf allen Teilstücken, wie auch in den Vorjahren, auf einem relativ niedrigen Niveau zwischen 1 und 15 kg N min/ha. Auf der Teilfläche a Wintergerste mit Sickerwasseruntersuchungen schwanken die N min-werte im Frühjahr unabhängig von der vorangegangenen Höhe der N-Düngung im Vorjahr und liegen, aufgrund von Auswaschung, zwischen 1 und 14 kg N min/ha. Die Verteilung der Werte vom unter Wintergerste auf die beprobten Tiefen ist relativ gleichmäßig [Abbildung 27]. 2 Frühjahrs-N min Sommergerste (c) kg N/ha 4 kg N/ha 8 kg N/ha 12 kg N/ha 16 kg N/ha Sollwert 2 kg N/ha Abbildung 28: Frühjahrs-Nmin-Werte unter Sommergerste in N-Düngestaffel In der grundwasserschutzorientierten Variante unter Sommergerste (Teilfläche c) waren die N min-werte am zwischen 13 und 15 kg N min/ha fast gleich. So gibt es auch auf der Teilfläche c, wie auch auf den anderen Teilflächen keinen Einfluss der vorangegangenen Düngungsstufen (Abbildung 28). In der Anbauperiode 215 stand auf allen Flächen einheitlich Winterroggen. 34

37 Nmin [kg N/ ha] Nmin [kg N/ ha] Versuchsbericht Frühjahrs-N min Silomais (b) kg N/ha 5 kg N/ha 1 kg N/ha 15 kg N/ha 2 kg N/ha Sollwert 25 kg N/ha Variante Abbildung 29: Frühjahrs-Nmin-Werte unter Silomais in N-Düngestaffel Auch in der konventionellen Fruchtfolge (Teilfläche b) unter Silomais lagen die Frühjahrs-N min-werte am auf einem niedrigem Niveau zwischen 11 und 14 kg N min/ha [Abbildung 29]. Die Ergebnisse aus 216 und den vorangegangenen Versuchsjahren zeigen, dass eine reduzierte oder überhöhte N-Düngung auf dem leichten, auswaschungsgefährdeten Standort in Thülsfelde keinen Einfluss auf die N min-werte im Frühjahr hat, da es zu Auswaschungen über Winter kommt. Ernte-Nmin-Werte 5 Ernte-Nmin Wintergerste (a) kg N/ha 5 kg N/ha 1 kg N/ha 15 kg N/ha 2 kg N/ha Sollwert Variante Abbildung 3: Ernte-Nmin-Werte unter Wintergerste in der N-Düngestaffel Im Vergleich zum Vorjahr 215, in dem die Werte unter Winterroggen alle auf einem einheitlich niedrigen Niveau zwischen 14 und 4 kg N min/ha lagen (siehe Versuchsbericht 215), weisen die Ernte-N min- Werte in 216 zwischen den Ackerfrüchten innerhalb der N-Düngestaffel eine große Schwankungsbreite zwischen 12 und 124 kg N min/ha auf. Auf der Teilfläche (a) Wintergerste mit Sickerwasseruntersuchungen war der Einfluss der Überdüngung innerhalb der N-Düngestaffel deutlich erkennbar. So hatte die 2 kg/n-variante auch den höchsten Ernte-N min mit 53 kg N min/ha. In allen anderen Varianten unterscheiden sich die N min-werte nur kaum (Abbildung 3). 35

38 N min [kg N/ ha] Nmin [kg N/ ha] Versuchsbericht Ernte-Nmin Sommergerste (c) kg N/ha 4 kg N/ha 8 kg N/ha 12 kg N/ha 16 kg N/ha Sollwert 2 kg N/ha Abbildung 31: Ernte-N min-werte unter Sommergerste in der N-Düngestaffel Auf der Teilfläche (b) Silomais - in der Variante ohne N-Düngung lag der Ernte-N min-wert bei 13 kg N min/ha. Bis zu einer N-Düngung von 15 kg N/ha ist kein Anstieg der Ernte-N min-werte festzustellen. Mit einer Steigerung der N-Düngung stiegen auch die Ernte-N min-werte auf bis zu 124 kg N min/ha an. Bei organisch-mineralischer Sollwertdüngung (167 kg N/ha anrechenbar) liegt der Ernte- N min-wert bei 19 kg N min/ha (Abbildung 31) Ernte-N min Silomais (b) kg N/ha 5 kg N/ha 1 kg N/ha 15 kg N/ha 2 kg N/ha Sollwert 25 kg N/ha Abbildung 32: Ernte-Nmin-Werte unter Silomais in der N-Düngestaffel Auch unter Sommergerste (Teilfläche c) ist der Einfluss der steigenden N-Düngung sichtbar. Dabei lagen die N min-werte der 16 und 2 kg/n-varianten im Vergleich zur Sollwert-Variante höher und zwischen 62 und 71 kg N min/ha. Bei der Beurteilung der Ergebnisse der N min-untersuchungen am Versuchsstandort Thülsfelde muss berücksichtigt werden, dass es sich hier um einen Langzeitversuch handelt, der an diesem Standort bereits seit 1995 mit gleicher N-Düngung der einzelnen Parzellen durchgeführt wird. 36

39 Nmin [kg N/ ha] Nmin [kg N/ ha] Versuchsbericht 216 Nmin-Werte zu Beginn der Sickerwasserperiode Herbst-N min Wintergerste (a) kg N/ha 5 kg N/ha 1 kg N/ha 15 kg N/ha 2 kg N/ha Sollwert Abbildung 33: Herbst-N min-werte unter Wintergerste Die Herbst-N min-werte der Fruchtfolge mit Sickerwasseruntersuchungen (Teilfläche a Wintergerste) und der grundwasserschutzorientierten Fruchtfolge (Teilfläche c Sommergerste) liegen auf einem insgesamt niedrigen Niveau zwischen 1 und 13 kg N min/ha (Abbildung 33 und Abbildung 34). Dabei wird der Einfluss der Zwischenfrucht nach der Hauptfrucht in beiden Fruchtfolgen deutlich, denn die Reststickstoffgehalte im Boden zu Beginn der Sickerwasserspende zeigen eine Abnahme seit der Messung nach der Ernte Herbst-N min Sommergerste (c) kg N/ha 4 kg N/ha 8 kg N/ha 12 kg N/ha 16 kg N/ha Sollwert 2 kg N/ha Abbildung 34: Herbst-N min-werte unter Sommergerste

40 N min [kg N/ ha] Versuchsbericht 216 Herbst-N min Silomais (b) kg N/ha 5 kg N/ha 1 kg N/ha 15 kg N/ha 2 kg N/ha Sollwert 25 kg N/ha Abbildung 35: Herbst-N min-werte unter Silomais Anders unter Silomais (konventionellen Fruchtfolge), hier sind Unterschiede innerhalb der N-Düngungsvarianten erkennbar. Bis zur 1 kg N-Variante liegen die Werte einheitlich im niedrigen Bereich (17 19 kg N min/ha). Ab einer Düngung von 15 kg N/ha steigen die Werte an, sodass unter der überdüngten Variante mit 25 kg N/ha ein Herbst-N min von 1 kg N min/ha vorliegt (Abbildung 35). Teilweise sind in den geringer gedüngten Varianten Nachmineralisierungseffekte erkennbar, sodass der N min-wert in den sehr hoch gedüngten Varianten vom Zeitpunkt nach der Ernte bis zum Beginn der Sickerwasserspende abnimmt. Weiterhin ist der mineralische Stickstoff im Boden von der Bodenschicht 3 cm in tiefere Bodenschichten verlagert worden. Hier bleiben die ergänzenden Sickerwasseruntersuchungen des LBEG abzuwarten, um genaue Aussagen zu einer ggfs. Verlagerung unterhalb der Wurzelzone treffen zu können. 38

41 ohne 5 Mineral-N 1 Mineral-N 15 Mineral-N 2 Mineral-N SW (Gülle + Mineral-N) ohne 5 Mineral-N 1 Mineral-N 15 Mineral-N 2 Mineral-N SW (Gülle + Mineral-N) 25 Mineral-N kg N/ha 4 kg N/ha 8 kg N/ha 12 kg N/ha 16 kg N/ha Sollwert 2 kg N/ha Ertrag [dt TM/ha] Proteingehalt [%] Versuchsbericht Erträge Die Erträge der drei Früchte nahmen unter Wintergerste, Silomais und Sommergerste mit zunehmender Höhe der N-Düngung zu. Die Kornerträge in der Wintergerste sind im Vergleich zu den Vorjahren relativ niedrig. In der Variante ohne N-Düngung lag der Ertrag lediglich bei 14 dt/ha. Der Höchstertrag wurde in der überdüngten Variante von 2 kg N/ha mit 61 dt/ha erreicht. Auch auf der Teilfläche mit Silomais ist der Ertrag in der Nullparzelle mit 135 dt TM/ha gering, beträgt aber immerhin 56 % des Maximalbetrags und steigt bei einer moderaten N-Düngung von 5 kg N/ha bereits auf 2 dt TM/ha an. In der Sommergerste (Teilfläche c) liegt der Kornertrag in der ungedüngten Parzelle bei 21 dt/ha (3 % vom Maximalertrag). In den Düngungsstufen 8 bis 2 kg N/ha steigt der Ertrag von 56 dt/ha auf 69 dt/ha. Eine ähnliche Steigerung ist in Wintergerste zu erkennen. Da seit 1995 alle N-Düngungsstufen wiederholt werden, kann eine Aushagerung in der Nullparzelle festgestellt werden. Der Aushagerungseffekt ist in den Gersten deutlicher erkennbar als im Mais, der den Bodenvorrat nutzt. Erträge und Proteingehalte von Wintergerste, Silomais und Sommergerste am Versuchsstandort in Thülsfelde, Sollwertdüngung Wintergerste 148 kg N/ha Silomais 167 kg N/ha Sommergerste 128 kg N/ha 2, 16, 15 12, 1 17,2 13,3 13,2 14,1 13,2 13,6 11,9 13, 12,1 13,5 14,5 13, 14,8 8, 5 4,8 5, 6,1 6,7 7,7 6,9 8, 4,, Wintergerste Mais Sommergerste Abbildung 36: Erträge und Proteingehalte bei unterschiedlicher N-Düngung auf den drei Teilflächen unter Wintergerste (a), Silomais (b) und Sommergerste (c) am Versuchsstandort in Thülsfelde, 216 Die Rohproteingehalte von Wintergerste, Silomais und Sommergerste unter den verschiedenen Varianten zur N-Düngung sind in Abbildung 36 dargestellt. Beim Silomais und der Sommergerste nehmen die Gehalte mit zunehmender N-Düngung zu und liegen beim Silomais zwischen 4,8 % (ohne N-Düngung) 39

42 relaitver Ertrag [%] Versuchsbericht 216 und 8, % (N-Düngung 25 kg N/ha) und bei der Sommergerste zwischen 11,9 % (ohne N-Düngung) und 14,8 % (2 kg N/ha). In der Wintergerste schwanken die Gehalte unabhängig von der N-Düngungsstufe und liegen in der ungedüngten Parzelle bei 17,2% und der nach Sollwert gedüngten Varianten bei 13,6%. 12 Entwicklung der relativen Erträge bei Silomais (644 Thülsfelde) kg N/ha 5 kg N/ha 1 kg N/ha 15 kg N/ha 2 kg N/ha Sollwert = 1% Jahr Abbildung 37: Entwicklung der relativen Erträge bei unterschiedlicher N-Düngung ( ) von Silomais am Versuchsstandort Thülsfelde Anhand der Entwicklung der relativen Erträge in Abhängigkeit von der N-Düngungsstufe kann eine Tendenz der Entwicklung der Bodenfruchtbarkeit über die Jahre ermittelt werden. Aus Ausgangsbasis der Entwicklung der Erträge von Silomais von 1998 bis 216 wurde die Sollwertdüngungs-Variante gleich 1 % gesetzt. Auf der ungedüngten Parzelle zeigt sich infolge der Aushagerung ein langfristiger Rückgang der Mais-Erträge. Die Erträge bei einer Düngung von 5 bzw. 1 kg N/ha hielten sich auf einem gleichmäßigen Niveau, zum Teil deutlich unterhalb der Sollwertdüngung. Auf den 15 und 2 kg N-Varianten ist ein minimaler Zuwachs der relativen Erträge erkennbar. Hinsichtlich des Ertrags wird die N-Sollwertdüngung (18 kg N/ha minus 2 kg N/ha Abschlag N-Nachlieferung minus N min) im langjährigen Mittel bestätigt [Abbildung 37]. 4

43 Ertrag [dt/ ha] Versuchsbericht Optimale N-Düngung und optimaler Ertrag Durch die Anlage der festen N-Düngestaffel ist es möglich, die optimale N-Düngung und den optimalen Ertrag rechnerisch zu ermitteln. Das N-Düngungsoptimum lag 216 unter Wintergerste bei 158 kg N/ha bei einem Optimalertrag von 59 dt/ha [Abbildung 38]. Durch die unterschiedlichen N-Düngungsstufen wird deutlich, dass mit zunehmender N-Zufuhr der Ertrag steigt, der Zuwachs allerdings mit jeder zusätzlichen Düngeeinheit kleiner wird. N-Düngungs- und Ertragsoptimum unter Wintergerste in Thülsfelde Grenzwert Grundwasser (TVO) y = -,12x 2 +,4826x + 14,173 Optimum: N-Düngung: 158 kg N/ha Ertrag: 59 dt/ ha Nmin [kg N min /ha] N-Düngung [kg N/ha] Frühjahrs-Nmin Ernte-Nmin Herbst-Nmin Abbildung 38: N min-werte, Ertrag und errechnetes N-Düngungs- und Ertragsoptimum der Wintergerste in Thülsfelde 216 (644a) Aus Wasserschutzsicht legt man den Grenzwert für Nitrat im Trinkwasser von 5 mg/l als Methode zugrunde. Dieser entspricht beim Standort in Thülsfelde in etwa einem N min-wert von 35 kg N min/ha 5 [Abbildung 38]. Es ist zu erkennen, dass dieser Wert beim Ernte-N min-wert im Jahr 216 nur eingehalten werden kann, wenn die N-Düngung 12 kg N/ha nicht überschreitet [Abbildung 38]. 5 NLWKN, 21 41

44 Ertrag [dt TM/ha] N min [kg N min /ha] Versuchsbericht N-Düngungs- und Ertragsoptimum unter Silomais in Thülsfelde 216 y = -,22x 2 +,948x + 144,6 Optimum: N-Düngung: 183 kg N/ha Ertrag: 236 dt TM/ha Grenzwert Grundwasser (TVO) N-Düngung [kg N/ha] Frühjahrs-Nmin Ernte-Nmin Herbst-Nmin Abbildung 39: N min-werte, Ertrag und errechnetes N-Düngungs- und Ertragsoptimum von Silomais in Thülsfelde 216 (644b) Bei Silomais lag der Optimalertrag im Jahr 216 bei 236 dt TM/ha bei einer N-Düngung von 183 kg N/ha [Abbildung 39]. Damit wird in etwa auch der Höchstertrag von 239 dt TM/ha (25 kg N/ha gedüngte Variante) erreicht. Mit der steigenden N-Düngung nahmen auch der Ernte- und Herbst-N min deutlich zu. Der anzustrebenden N min-wert von 35 kg N min/ha wird, beim Ernte-N min bei einer N-Düngung von ca. 16 kg N/ha überschritten und beim Herbst-N min bereits bei einer N-Düngung von 125 kg N/ha. Aufgrund von Mineralisation kam es zur Zunahme des N min von nach der Ernte bis zur Sickerwasserspende im Herbst. Dieser Effekt ist in vielen Jahren zu erkennen. Der Herbst-N min-wert ist aufgrund seiner engen Korrelation zur Sickerwasserbelastung mit Nitrat wichtig für den vorbeugenden Trinkwasserschutz. 42

45 Ertrag [dt/ha] N min [kg N min /ha] Versuchsbericht N-Düngungs- und Ertragsoptimum unter Sommergerste in Thülsfelde 216 y = -,13x 2 +,4967x + 21,915 Optimum: N-Düngung: 151 kg N/ha Ertrag: 66 dt/ ha Grenzwert Grundwasser (TVO) N-Düngung [kg N/ha] Frühjahrs-Nmin Ernte-Nmin Herbst-Nmin Abbildung 4: N min-werte, Ertrag und errechnetes N-Düngungs- und Ertragsoptimum der Sommergerste in Thülsfelde 216 (644c) In der grundwasserschutzorientierten Fruchtfolge mit Sommergerste liegen die Optima etwa im Bereich wie bei der Fruchtfolge mit Sickerwasseranlage (Teilfläche a Wintergerste). Das N-Düngungsoptimum liegt bei 151 kg N/ha bei einem Optimalertrag von 66 dt/ ha. Die Herbst-N min-werte liegen in allen Varianten auf einem gleichen Niveau, dabei wird der Einfluss der Zwischenfrucht nach der Hauptfrucht deutlich, denn die Reststickstoffgehalte im Boden zu Beginn der Sickerwasserspende zeigen eine Abnahme seit der Messung nach der Ernte. Legt man bei der Betrachtung die Grenze der Trinkwasserverordnung zugrunde wird ersichtlich, dass 216 bereits bei einer N-Düngung von 8 kg N/ha der Grenzwert von 5 mg NO 3- /l im Ernte-N min nicht eingehalten werden kann. Um die Reststickstoffgehalte im Boden nach der Ernte zu reduzieren, kann z.b. eine nachfolgende Zwischenfrucht ausgesät werden. Für genauere Aussagen in Bezug auf die Nitratverlagerung bzw. auswaschung bleiben die Sickerwasseruntersuchung des LBEG abzuwarten N-Bilanzen Die N-Bilanz wird anhand der N-Zufuhr aus der Düngung und der N-Abfuhr mit dem Erntegut errechnet. Dabei ergibt sich die N-Abfuhr aus dem N-Gehalt des Ernteguts und dem erzielten TM-Ertrags des Anbaujahres. Als Bilanzierungszeitraum ist das Kalenderjahr 216 ( ) gewählt. 43

46 kg N/ha 4 kg N/ha 8 kg N/ha 12 kg N/ha 16 kg N/ha Sollwert 2 kg N/ha N-Bilanz [kg N/ha] kg N/ha 5 kg N/ha 1 kg N/ha 15 kg N/ha 2 kg N/ha Sollwert N-Bilanz [kg N/ha] Versuchsbericht N-Bilanz 216 Wintergerste N-Zufuhr-N-Abfuhr [kg/ha] N-Düngung [kg N/ha] Abbildung 41:N-Bilanz (N-Zufuhr N-Abfuhr) [kg N/ha] von Wintergerste im Jahr 216, Versuchsstandort Thülsfelde (644a) In der Fruchtfolge mit Wintergerste über der Sickerwasseranlage variiert die Bilanz zwischen 38 kg N/ha in der ungedüngten Variante und 7 kg N/ha in der 2 kg N/ha gedüngten Variante. Die 15 kg N/ha Variante und die Sollwertvariante (tatsächliche Düngung 148 kg N/ha) hatten beide eine leicht positive Bilanz von 2 bzw. 22 kg N/ha. Bei einer N-Düngung von 5 kg N/ha war die N-Bilanz mit -27 kg N/ha negativ. In der 1 kg N/ha gedüngten Variante ergab sich ein Bilanzsaldo von -5 kg N/ha. N-Bilanz 216 Sommergerste 45 N-Zufuhr-N-Abfuhr [kg/ha] N-Düngung [kg N/ha] Abbildung 42: N-Bilanz (N-Zufuhr N-Abfuhr) [kg N/ha] von Sommergerste im Jahr 216, Versuchsstandort Thülsfelde (644c) Die N-Bilanzen in der grundwasserschutzorientierten Fruchtfolge mit Sommergerste variieren zwischen -4 kg N/ha in der ungedüngten Variante und 36 kg N/ha in der 2 kg N/ha Variante. In der ungedüng- 44

47 N-Bilanz [kg N/ha] kg N/ha 5 kg N/ha 1 kg N/ha 15 kg N/ha 2 kg N/ha Sollwert 25 kg N/ha Versuchsbericht 216 ten Variante lag die errechnete N-Bilanz bei -4 kg N/ha. Durch eine N-Düngung von 4 kg N/ha erhöhte sich die N-Bilanz nicht. Die N-Entzüge von Wintergerste und Sommergerste sind insgesamt auf einem ähnlichen Niveau, denn mit zunehmender N-Düngung wird der N-Entzug geringer. In den höheren N-Düngungsstufe wird die N-Bilanz positiv. N-Bilanz 216 Silomais N-Zufuhr-N-Abfuhr [kg/ha] N-Düngung [kg N/ha] Abbildung 43: N-Bilanz (N-Zufuhr N-Abfuhr) [kg N/ha] von Silomais im Jahr 216, Versuchsstandort Thülsfelde (644b) Anders in der konventionellen Fruchtfolge auf der Teilfläche b unter Silomais, denn hier liegen die N- Bilanzen alle im deutlich negativen Bereich zwischen -111 und -56 kg N/ha. Aufgrund der geringen N- Zufuhr sind die negativen Bilanzsalden in den ersten vier N-Düngungsstufen bis 15 kg N/ha am höchsten. Auch in den Varianten mit hoher N-Düngung sind die N-Bilanzen deutlich negativ und liegen in der 25 kg N/ha Variante immer noch bei -56 kg N/ha. Diese Effekte sind in jedem Jahr zu erkennen. Mais kann die bodenbürtige Stickstoffnachlieferung sehr gut nutzen. Ob es gleichzeitig zu Nitratausträgen in das Sickerwasser kommt, wird aus den Sickerwasseruntersuchungen des LBEG ersichtlich. 45

48 Versuchsbericht Zusammenfassung Welchen Einfluss hat die Höhe der N-Düngung auf die Nitratkonzentration im Sickerwasser? Insgesamt lagen die N min-werte in allen N-Düngungsvarianten zu allen Terminen unter Wintergerste auf einem niedrigen Niveau zwischen 11 und 35 kg N/ha. Auch im Jahresverlauf in der grundwasserschutzorientierten Fruchtfolge unter Sommergerste sind die N min-werte insgesamt auf einem niedrigen Niveau. Innerhalb der Vegetationsperiode gab es 216 Schwankungen zwischen 2 und 8 kg N/ha. Deutlich wird, dass der N min-gehalt im Boden von der Ernte bis zum Herbsttermin abnimmt, was in den beiden Fruchtfolgen vor allem auf die nachfolgende Zwischenfrucht zurückzuführen ist. Bei der Betrachtung der monatlichen N min-werte wirkt sich der Einfluss der N- Düngung eher gering aus. Für genauere Aussagen zur eine ggfs. stattgefunden Verlagerung bleiben die Sickerwasseruntersuchungen durch das LBEG abzuwarten. Die N min-werte im Verlauf der nach Sollwert gedüngten Variante in der konventionellen Fruchtfolge unter Silomais sind bis zur Aussaat gering. Im Mai steigen diese dann mit Beginn der Mineralisation an, zur Ernte und zum Beginn der Sickerwasserperiode liegen die N min-gehalte unter der Sollwertvariante auf einem einheitlich niedrigen Niveau zwischen 19 und 28 kg N min/ha. In den hoch gedüngten Varianten steigen die N min-werte nach Mais in einem für diese Standorte typischen Verlauf nach der Ernte und zu Beginn der Sickerwasserspende an. Bei Betrachtung der verschiedenen N-Düngungsstufen sind die Frühjahrs- und Herbst-N min Werte unter Winter- und Sommergerste in allen N-Düngungsvarianten konstant gering, im Silomais steigt der Herbst-N min mit zunehmender Düngung teilweise stark an. Dies bestätigt die langjährigen Ergebnisse, dass eine Überdüngung zum deutlichen Anstieg der auswaschungsgefährdeten Reststickstoffgehalte im Boden führt. Im Vergleich der beiden Sommerungen Sommergerste und Silomais muss für den Grundwasserschutz vor allem die Möglichkeit einer Zwischenfrucht aufgrund des frühen Erntetermins in der Gerste im Vergleich zum Silomais herausgestellt werden. Dadurch gewinnt - neben vielen Vorteilen durch eine Zwischenfrucht (siehe Abbildung 44) - vor allem das Minderungspotential der Reststickstoffgehalte im Herbst durch eine Zwischenfrucht an Bedeutung. Bei der Beurteilung der Ergebnisse der N min-untersuchungen am Versuchsstandort Thülsfelde muss berücksichtigt werden, dass es sich hier um einen Langzeitversuch handelt, der an diesem Standort bereits seit 1995 mit gleicher N-Düngung der einzelnen Parzellen durchgeführt wird, d.h. es u.a. zu Aushagerungseffekten kommen kann. Wie wirken sich reduzierte und überhöhte N-Düngung auf Sickerwasserqualität, N-Dynamik im Boden, Erträge und Qualitätsparameter aus? Die Erträge der drei Ackerfrüchte Wintergerste, Silomais und Sommergerste nehmen in 216 mit zunehmender Düngung in der N-Staffel zu. Ab einer Düngung von 15 bzw. 12 kg N/ha zu Silomais bzw. Getreide stagnieren die Erträge auf ähnlichem Niveau. In allen ungedüngten Varianten sind Ertragseinbußen gegenüber den nach Sollwert gedüngten Varianten zu vermerken. Die relativen Erträge bei unterschiedlicher N-Düngung unter Silomais zeigen, dass auf der ungedüngten Parzelle, infolge der 46

49 Versuchsbericht 216 Aushagerung des Standortes, ein langfristiger Ertragsrückgang von 7% (Anfangsjahre) auf 5% festzustellen ist. Am Standort in Thülsfelde bestätigt sich, dass bei einer N-Düngung über dem N-Sollwert die N min-werte überproportional zunehmen bei einem nur sehr geringen Ertragszuwachs. Bei der N-Bilanz der Wintergerste liegen die Werte zwischen -36 und 7 kg N/ha. Unter Silomais lagen die N-Bilanzen in allen Varianten im deutlich negativen Bereich zwischen -111 und -56 kg N/ha, sodass es folglich zu deutlich höheren Entzügen als bei den Getreiden kam. Die N-Bilanzen in der grundwasserschutzorientierten Fruchtfolge mit Sommergerste variieren zwischen -4 kg N/ha und 36 kg N/ha, ähnlich wie unter Wintergerste. Eine Beziehung zwischen der Höhe der N-Düngung, der Höhe der Rest- N min-gehalte und der Zunahme der Salden ist erkennbar. Beim Mais ist gibt es keine langjährigen Ergebnisse zwischen dem positiven N-Saldo und den Rest-N min-gehalten. Zwar sind die N-Salden in den überdüngten Varianten weniger negativ, anhand der hohen N min-gehalte im Herbst 216 wird deutlich, dass der Silomais neben der N-Düngung vor allem die bodenbürtige N-Nachlieferung nutzen kann. Wie sich die Reststickstoffgehalte auf die Nitratauswaschung in das Grundwasser auswirken, wird durch die ergänzenden Sickerwasseruntersuchungen auf dieser Teilfläche erfasst. Die Ergebnisse werden jeweils am Ende der Sickerwasserperiode durch das LBEG ausgewertet und in einem separaten Bericht veröffentlicht ( 47

50 Versuchsbericht Versuchsstandort Wehnen Grundwasserschutz durch Zwischenfruchtanbau (645) Versuchsfragen Welche Auswirkungen haben Art und Höhe der N-Düngung zur Zwischenfrucht und die Höhe der N-Düngung zur nachfolgenden Hauptfrucht auf die Nitratkonzentration im Sickerwasser? Wie viel Stickstoff wird im Herbst von den Zwischenfrüchten aufgenommen und wie viel Stickstoff wird während der Sickerwasserperiode konserviert? Wie viel des, von der Zwischenfrucht aufgenommen Stickstoffs, steht der nachfolgenden Hauptfrucht in den Folgejahren zur Verfügung? Grundwasserschutz durch Zwischenfruchtanbau Am Standort in Wehnen werden seit 212 Versuche zum Anbau von Zwischenfrüchten durchgeführt. Der Zwischenfruchtanbau ist vielfältig und erfüllt viele pflanzenbauliche Ziele und Umweltaspekte, die in Abbildung 44 dargestellt sind. Abbildung 44: Vorteile durch Zwischenfruchtanbau 48

51 Versuchsbericht 216 Aus Sicht des Wasserschutzes sind die Vorteile von reduzierten Nitrateinträgen in das Grundwasser während der Sickerwasserperiode im Herbst und der Erosionsschutz zur Vermeidung von Nährstoffeinträgen in Oberflächengewässer herauszustellen. Häufig lassen sich die verschiedenen positiven Aspekte des Zwischenfruchtanbaus erfolgreich kombinieren. Allerdings ist der Zwischenfruchtanbau von betriebsspezifischen Gegebenheiten beeinflusst. Um die Nitratauswaschung zu minimieren, erfolgt die Bemessung der N-Düngung auch bei Zwischenfrüchten jahres- und standortspezifisch. Dabei ist zu beachten, dass mit verspäteten Aussaatterminen die Zeitspanne zur Aufnahme von Stickstoff abnimmt. Der Versuch zum grundwasserschutzorientierten Zwischenfruchtanbau mit ergänzenden Sickerwasseruntersuchungen durch das LBEG wird seit 212 am Versuchsstandort Wehnen durchgeführt [Abbildung 45]. Abbildung 45: Lage des Versuchsstandortes in Wehnen mit Bodenlandschaften 1:5., Maßstab 1:16. 6 Im Versuch in Wehnen werden folgende Parameter untersucht: 1) Stickstoffaufnahme und nachlieferung durch die Zwischenfrucht 2) Auswirkungen des Zwischenfruchtanbaus auf die Nitratkonzentration im Sickerwasser 3) Auswirkungen auf die Stickstoffdynamik im Boden Zusätzlich werden die Auswirkungen der verschiedenen Zwischenfruchtvarianten auf den N-Düngebedarf der nachfolgenden Hauptkultur Silomais anhand einer festen N-Düngestaffel untersucht. Um hohe N min-werte nach der darauffolgenden Silomaisernte zu vermeiden, ist nicht nur die Verfügbarkeit des durch die Zwischenfrucht konservierten Reststickstoffs im Boden von Bedeutung, sondern auch die langfristigen Auswirkungen des Zwischenfruchtanbaus und u.a. der erfolgten N-Düngung auf die N- Dynamik im Boden und die standörtliche N-Nachlieferung. 6 NIBIS Kartenserver LBEG 49

52 Versuchsbericht 216 Zur Beantwortung der vielfältigen Versuchsfragen werden drei Varianten des Zwischenfruchtanbaus sowie eine Vergleichsvariante ohne Zwischenfrucht nach Winterroggen mit einer N-Düngestaffel zu Silomais im Folgejahr kombiniert. Zwischenfruchtversuch in Wehnen 216 Block 1 Block 2 Frucht Silomais Winterroggen Senf-Ölrettich Sorte Grosso SU Mephisto - Aussaat Datum Erntedatum Vorfrucht (215) Senf-Ölrettich + Winterroggen Silomais Winterroggen Vorfrucht (214) Silomais Senf-Ölrettich + Winterroggen Silomais Abbildung 46: Versuchsaufbau des Zwischenfruchtversuchs in Wehnen mit Frucht, Sorte, Ernte- und Aussaatdatum und Vorfrucht der letzten zwei Jahre Mit der Fruchtfolge Winterroggen mit nachfolgender Zwischenfrucht und Silomais, als darauffolgende Hauptfrucht, können auf zwei Teilflächen (Block 1 und 2) um ein Jahr zeitversetzt jedes Jahr sowohl Daten zum Zwischenfruchtanbau als auch zu den Auswirkungen auf die nachfolgende Hauptkultur ermittelt werden [Abbildung 46]. Als Zwischenfrucht wird seit 215 eine Ölrettich-Senf-Mischung (47% Ölrettich Sorte Rego und 53% Senf Sorte Seco) angebaut, um den Versuch an die geltenden Greeninganforderungen anzupassen. Der Winterroggen wird einheitlich entsprechend der N-Sollwertempfehlungen gedüngt. Anschließend folgen dem Winterroggen die vier Zwischenfrucht-Varianten. Auf dem zweiten Block wird orthogonal zu den Zwischenfruchtvarianten des Vorjahres Silomais in einer festen N-Düngestaffel mit sechs N- Düngungsvarianten in Stufen von kg N/ha à 6 kg N/ha angebaut. In den Varianten mit einer N-Düngung höher als 12 kg N/ha wird die N-Düngung in zwei Gaben aufgeteilt. Aus den Zwischenfruchtvarianten und den N-Düngungsstufen ergeben sich somit 24 Kombinationen aus Zwischenfrucht, Silomais und N-Düngung [Tabelle 9 und Tabelle 1]. 5

53 Versuchsbericht 216 Tabelle 9: Varianten des Versuchs in Wehnen zum grundwasserschutzorientieren Zwischenfruchtanbau für die Jahre 214 bis 218 Zwischenfruchtversuch in Wehnen (Versuchsnummer 645) Block 1 Block Winterroggen einheitlich Zwischenfrucht vier Varianten: Silomais N-Düngestaffel; sechs Varianten nach Sollwert gedüngt Keine Zwischenfrucht Ohne N-Düngung Senf-Ölrettich ungedüngt 6 kg N/ha Senf-Ölrettich mineralisch gedüngt 12 kg N/ha 6 kg N 18 kg N/ha Senf-Ölrettich organisch gedüngt 6 kg 24 kg N/ha Gesamt-N 3 kg N/ha 215 Silomais N-Düngestaffel; sechs Varianten Winterroggen einheitlich Zwischenfrucht vier Varianten: Ohne N-Düngung nach Sollwert ge- Keine Zwischenfrucht 6 kg N/ha düngt Senf-Ölrettich ungedüngt 12 kg N/ha Senf-Ölrettich mineralisch gedüngt 18 kg N/ha 6 kg N 24 kg N/ha Senf-Ölrettich organisch gedüngt 6 kg 3 kg N/ha Gesamt-N 216 Winterroggen einheitlich Zwischenfrucht vier Varianten: Silomais N-Düngestaffel; sechs Varianten nach Sollwert ge- Keine Zwischenfrucht Ohne N-Düngung düngt Ölrettich ungedüngt 6 kg N/ha Ölrettich mineralisch gedüngt 12 kg N/ha 6 kg N 18 kg N/ha Ölrettich organisch gedüngt 6 kg 24 kg N/ha Gesamt-N 3 kg N/ha 217 Silomais N-Düngestaffel; sechs Varianten Winterroggen einheitlich Zwischenfrucht vier Varianten: Ohne N-Düngung nach Sollwert ge- Keine Zwischenfrucht 6 kg N/ha düngt Senf-Ölrettich ungedüngt 12 kg N/ha Winterharte Winterraps, Rübsen, Markstammkohl-Mischung 18 kg N/ha ungedüngt 24 kg N/ha Senf-Ölrettich organisch gedüngt 6 kg 3 kg N/ha Gesamt-N 218 Winterroggen einheitlich Zwischenfrucht vier Varianten: Silomais N-Düngestaffel; sechs Varianten nach Düngebedarf Keine Zwischenfrucht Ohne N-Düngung gedüngt Senf-Ölrettich ungedüngt 6 kg N/ha Winterharte Winterraps, Rübsen, Markstammkohl-Mischung 12 kg N/ha ungedüngt 18 kg N/ha Senf-Ölrettich organisch gedüngt 6 kg 24 kg N/ha Gesamt-N 3 kg N/ha Tabelle 1: N-Düngungsstufen in den Varianten des Versuchs in Wehnen zum grundwasserschutzorientieren Zwischenfruchtanbau in 216 Silomais Winterroggen Senf-Ölrettich Variante kg N/ha Einheitlich nach Sollwert Der Versuch ist auf einem leichten Sandstandort (Ackerzahl 25) angelegt. Der Humusgehalt der Versuchsfläche liegt bei 3 %, das C/N Verhältnis bei 15. Die Fläche unter Block 1 (Winterroggen) hat einen ph-gehalt von 5,. Die Ergebnisse aus der Bodenuntersuchung zeigen eine Kaliumversorgung in Ge- 51

54 Versuchsbericht 216 haltsklasse B, die Magnesiumversorgung in Gehaltsklasse C und Phosphorversorgung in Gehaltsklasse D. Unter Block 2 (Silomais) sind die Ergebnisse aus der Bodenuntersuchung ähnlich, wobei lediglich die Kaliumgehaltsklasse mit C einzustufen ist [Tabelle 11]. Tabelle 11: Ergebnis der Bodenuntersuchung der Fläche in Wehnen (Vers.-Nr. 645) vom Bodenuntersuchungen Wehnen Block 1 (Winterroggen) Block 2 (Silomais) ph P K Mg P K Mg ph [mg/ 1 g Boden] [mg/ 1 g Boden] 5, 12, 3, 4, 4,9 12, 5, 3, Gehaltsklasse D B C D C C 52

55 N min [kg/ha] Versuchsbericht Ergebnisse Nmin-Werte Winterroggen und Zwischenfrucht Zur Erfassung der Entwicklung des mineralischen Stickstoffgehaltes im Boden unter Winterroggen wurde an drei Terminen innerhalb des Blocks eine N min-probe (-9 cm) gezogen. Zusätzlich wurde nach der Ernte der Zwischenfrucht ( ) zu Beginn der Sickerwasserperiode (Herbst-N min) in allen Zwischenfrucht-Varianten der N min-gehalt untersucht Frühjahr Nmin-Werte Block 1 Winterroggen und Zwischenfrucht 14 Winterroggen Verlauf Nach Ernte ohne Ölrettich/Senf Zwischenfrucht Ölrettich/Senf Ölrettich/Senf Zwischenfrucht ohne ungedüngt ungedüngt mineralisch mineralisch organisch organisch gedüngt gedüngt 2 Beginn Sickerwasserperiode cm 3-6cm -3cm 25 Abbildung 47: N min-werte im Frühjahr, Verlauf, nach der Ernte und zu Beginn der Sickerwasserperiode auf dem Block 1 unter Winterroggen bzw. nach den Zwischenfruchtvarianten in 216 in Wehnen Der Frühjahrs-N min lag bei 1 kg N/ha. Auch im Verlauf am wurde ein N min-wert von lediglich 14 kg N/ha ermittelt. Nach der Ernte war der N min-wert mit 33 kg N/ha etwas höher als in den Messungen zuvor, allerdings immer noch auf einem insgesamt niedrigen Niveau. Die N min-werte zu Beginn der Sickerwasserperiode und nach den vier Düngungsvarianten zur Zwischenfrucht unterscheiden sich. Es wird sichtbar, dass ein deutlicher Anstieg auf 48 kg N/ha nur in der Variante ohne nachfolgende Zwischenfrucht zu erkennen ist. Alle Varianten mit nachfolgender Zwischenfrucht konnten den N min-wert bis zum Beginn der Sickerwasserspende senken. In der ungedüngten Zwischenfrucht liegt dieser nur bei 15 kg N/ha. Die Varianten mineralisch und organisch gedüngte Zwischenfrucht unterscheiden sich mit 2 bzw. 25 kg N/ha nur unwesentlich voneinander [Abbildung 47]. 53

56 N min [kg N/ha] Versuchsbericht N min -Werte zu Beginn der Sickerwasserperiode nach verschiedenen Varianten zur Zwischenfrucht in Wehnen von ohne Zwischenfrucht Ölrettich/Senf ungedüngt Ölrettich/Senf mineralisch gedüngt cm 3-6 cm -3 cm 11 Ölrettich/Senf organisch gedüngt 9 Abbildung 48: N min-werte zu Beginn der Sickerwasserperiode nach Winterroggen ohne Zwischenfrucht, nach ungedüngter, mineralisch gedüngter und organisch gedüngter Zwischenfrucht in Wehnen von 212 bis 216 Auch in den gemittelten Versuchsergebnissen der Jahre 212 bis 216 wird deutlich, dass die Variante ohne nachfolgende Zwischenfrucht innerhalb der Fruchtfolge zu den höchsten N min Gehalten zu Beginn der Sickerwasserspende führte. Die Zwischenfruchtvarianten unterschieden sich kaum. Dabei reduziert die ungedüngte Zwischenfrucht den mineralischen Stickstoffgehalt im Boden am stärksten. [Abbildung 48]. Wie sich dies auf die Nitratkonzentration im Verlauf der Sickerwasserperiode 216/217 auswirkt, wird später in einem gesonderten Bericht durch das LBEG veröffentlicht ( webcode:133368). Silomais Vor der Aussaat des Silomais wurde Ende März 216 entsprechend der Rotation und der vorangegangenen Zwischenfrucht in 215 in den vier Varianten (ohne Zwischenfrucht, Zwischenfrucht ungedüngt, Zwischenfrucht mineralisch und organisch gedüngt) der N min-wert ermittelt. Dabei variieren die Frühjahrs-N min-werte in Abhängigkeit von der im Vorjahr angebauten Zwischenfrucht zwischen 15 und 27 kg N/ha. In der Variante ohne vorangegangene Zwischenfrucht lag der N min-wert bei 11 kg N/ha [Abbildung 49]. 54

57 N min [kg N/ha] N min [kg/ha] Versuchsbericht N min -Werte vor der Aussaat Silomais in cm 3-6cm -3cm ohne ungedüngt mineralisch gedüngt organisch gedüngt Zwischenfrucht Abbildung 49: Frühjahrs-N min-werte bei unterschiedlich vorangegangener Zwischenfrucht vor der Aussaat von Silomais im März 216 Betrachtet man die N min-werte zu Beginn der Sickerwasserspende am [Abbildung 48] und die am fällt auf, dass der N min-wert in der Variante ohne Zwischenfrucht von 24 kg N/ha um 13 kg N/ha auf 11 kg/ha und damit im Vergleich zu den anderen Varianten am stärksten gefallen ist. In allen Varianten mit Zwischenfrucht ist ein Anstieg der N min-werte zu erkennen. Dabei nimmt der N min-wert in der ungedüngten Variante um 5 kg N/ha, in der mineralisch gedüngten Variante um 15 kg N/ha und in der organisch gedüngten Variante um 7 kg N/ha zu [Abbildung 5]. Dies deutet darauf hin, dass unabhängig von der Düngungsstufe die Zwischenfrucht einen Teil des im Sommer/Herbst 215 nachgelieferten Stickstoffs aufgenommen hat, der dann im Frühjahr freigesetzt wird N min -Beginn Sickerwasserspende 215 und N min -Frühjahr cm 3-6cm -3cm Nov 15 Mrz 16 Nov 15 Mrz 16 Nov 15 Mrz 16 Nov 15 Mrz 16 ohne ungedüngt mineralisch gedüngt organisch gedüngt Abbildung 5: N min-werte zu Beginn Sickerwasserspende und im Frühjahr bei unterschiedlich vorangegangener Zwischenfrucht 55

58 ohne ungedüngt mineralisch gedüngt organisch gedüngt ohne ungedüngt mineralisch gedüngt organisch gedüngt ohne ungedüngt mineralisch gedüngt organisch gedüngt ohne ungedüngt mineralisch gedüngt organisch gedüngt ohne ungedüngt mineralisch gedüngt organisch gedüngt ohne ungedüngt mineralisch gedüngt organisch gedüngt N min [kg/ha] Versuchsbericht 216 Der Silomais wurde am unter guten Bedingungen ausgesät. Anschließend wurde in 216 an drei Terminen (Spät-Frühjahrs-, Nachernte- und Herbst-N min) unter allen 24 Varianten N min gezogen Spät-Frühjahrs-N min -Werte unter Silomais cm 3-6cm -3cm kg N/ha 6 kg N/ha 12 kg N/ha 18 kg N/ha 24 kg N/ha 3 kg N/ha Abbildung 51: Spät-Frühjahrs-N min-werte ( ) unter Silomais der N-Düngestaffel abhängig von der vorangegangenen Zwischenfrucht Die erste Probenahme in allen Varianten erfolgte am Die Werte zeigen, dass unabhängig von der N-Düngungsvariante alle N min-werte im hohen bzw. sehr hohem Bereich zwischen 8 und 184 kg N min/ha liegen. Auffällig ist dabei, dass der höchste Wert unter der ungedüngten Parzelle nach der vorangegangenen organisch gedüngten Zwischenfrucht vorzufinden ist. Es zeigt sich, dass in den N-Düngungsvarianten bis 24 kg N min//ha ohne vorangegangene Zwischenfrucht der N min-wert am niedrigsten ist und zwischen 8 und 111 kg N min//ha liegt. Die höchsten N min-werte sind unter den Variante mit vorangegangener mineralisch gedüngter Zwischenfrucht ( kg N min//ha) und der organisch gedüngten Zwischenfrucht kg N min//ha gemessen worden [Abbildung 51]. Dies deutet auf die N-Nachlieferung zu einem späteren Termin hin. 56

59 ohne ungedüngt mineralisch gedüngt organisch gedüngt ohne ungedüngt mineralisch gedüngt organisch gedüngt ohne ungedüngt mineralisch gedüngt organisch gedüngt ohne ungedüngt mineralisch gedüngt organisch gedüngt ohne ungedüngt mineralisch gedüngt organisch gedüngt ohne ungedüngt mineralisch gedüngt organisch gedüngt N min [kg/ha] ohne ZwF ungedüngte ZwF mineralisch gedüngte ZwF (6 kg N/ha) organisch gedüngte ZwF (6 kg Gesamt-N) N min [kg N/ha] Versuchsbericht Spät-Frühjahrs-N min -Werte im Silomais cm 3-6cm -3cm Abbildung 52: Spät-Frühjahrs-N min-werte ( ) unter Silomais im Mittel der N-Düngungsstufen abhängig von der vorangegangenen Zwischenfrucht Im Mittel der N-Düngungsstufen abhängig von der vorangegangenen Zwischenfrucht ist der Einfluss der Vorfrucht deutlich zu erkennen. Dabei ist die N-Nachlieferung aus den Varianten mit einer vorangegangenen gedüngten Zwischenfrucht, unabhängig von der Art der N-Düngung, am höchsten. Die geringste N-Nachlieferung zu diesem Zeitpunkt kommt aus der Variante ohne vorangegangene Zwischenfrucht [Abbildung 52]. Ernte-N min -Werte unter Silomais cm 3-6cm -3cm kg N/ha 6 kg N/ha 12 kg N/ha 18 kg N/ha 24 kg N/ha 3 kg N/ha Abbildung 53: Ernte-N min-werte unter Silomais der N-Düngestaffel abhängig von der vorangegangenen Zwischenfrucht In den Varianten mit einer N-Düngung von kg N/ha bis 24 kg N/ha der festen N-Düngestaffel lagen die Ernte-N min-werte unabhängig von der vorangegangenen Zwischenfrucht zwischen 2 kg N min/ha 57

60 ohne ungedüngt mineralisch gedüngt organisch gedüngt ohne ungedüngt mineralisch gedüngt organisch gedüngt ohne ungedüngt mineralisch gedüngt organisch gedüngt ohne ungedüngt mineralisch gedüngt organisch gedüngt ohne ungedüngt mineralisch gedüngt organisch gedüngt ohne ungedüngt mineralisch gedüngt organisch gedüngt N min [kg/ha] Versuchsbericht 216 und 53 kg N min/ha. Lediglich in den Varianten mit deutlich überhöhter N-Düngung der festen N-Düngestaffel (3 kg N/ha) lagen die Ernte N min-werte auf einem höheren Niveau zwischen 62 kg N min/ha (ohne vorangegangene Zwischenfrucht) und 18 kg N min/ha (nach mineralisch gedüngter Zwischenfrucht) [Abbildung 53]. Die Ergebnisse zeigen, wie auch schon in den Vorjahren, dass sich bei einer N- Düngung oberhalb der N-Sollwertempfehlungen zusätzlich die N-Nachlieferung der vorangegangenen Zwischenfrucht negativ auf die auswaschungsgefährdeten Reststickstoffgehalte im Herbst im Boden auswirkt. 1 Sickerwasser-N min -Werte unter Silomais cm 3-6cm -3cm kg N/ha 6 kg N/ha 12 kg N/ha 18 kg N/ha 24 kg N/ha 3 kg N/ha Abbildung 54: Sickerwasser-N min-werte unter Silomais der N-Düngestaffel abhängig von der vorangegangenen Zwischenfrucht Anfang Dezember 216 zu Beginn der Sickerwasserperiode wurde erneut der N min-wert in allen Varianten erfasst. Dabei ist zu erkennen, dass es 216 keine wesentlichen Unterschiede im Vergleich zu den Ernte-N min-werten, die am gezogen wurden, gibt. Lediglich in der 24 kg N/ha-gedüngten Variante sind die N min-werte von einem Niveau zwischen 26 und 46 kg N/ha auf 62 bis 81 kg N/ha angestiegen. Auch hier ist auffällig, dass in den deutlich überdüngten Varianten die N min-werte insgesamt sehr hoch sind bzw. auf einem ähnlichen Niveau wie zum Termin des Ernte-N min. In den Varianten bis 18 kg N/ha lagen die Werte zwischen 24 und 43 kg N/ha [Abbildung 54] Erträge Winterroggen und Zwischenfrucht Der Winterroggen wurde am mit einem NPK-Dünger auf Sollwert gedüngt. Im Jahr 216 lag der Winterroggenertrag bei 59,4 dt TM/ha [Abbildung 55] bei einem Proteingehalt von 1,8%. 58

61 Ertrag [dt TM/ha] Ertrag Winterroggen [dt TM/ha] Ertrag Zwischenfrucht [dt TM/ha] Versuchsbericht 216 Die ungedüngte Zwischenfrucht (Aussaat ) erreichte (Erntetermin ) bei einer Wuchszeit von 64 Tagen einen Ertrag von 6,1 dt TM/ha. Mit den gedüngten Varianten wurden Erträge von 15,3 und 2,6 dt TM/ha erzielt [Abbildung 55]. Die mineralische Düngung lag bei 6 kg N/ha, über die organische Düngung wurden 62 kg Gesamt-N/ha zur Zwischenfrucht ausgebracht. Ertrag von Winterroggen und der Zwischenfrucht in Wehnen in 216 7, 25, 6, 5, 4, 3, 2, 1,, Winterroggen Winterroggen 59,4 Ölrettich/Senf ungedüngt Ölrettich/Senf mineralisch Ölrettich/Senf organisch Zwischenfrucht 6,1 15,3 2,6 2, 15, 1, 5,, Abbildung 55: Trockenmasseerträge von Winterroggen und den drei Varianten der Zwischenfrucht in Wehnen in 216 Silomaiserträge in den Varianten in kg N/ha 6 kg N/ha 12 kg N/ha 18 kg N/ha 24 kg N/ha 3 kg N/ha ohne Zwischenfrucht Ölrettich/Senf ungedüngt Ölrettich/Senf mineralisch gedüngt Ölrettich/Senf organisch gedüngt Abbildung 56: Trockenmasseerträge von Silomais in allen Düngungsvarianten und unterschiedlich vorangegangenen Zwischenvarianten in Wehnen in

62 Ertrag [dt TM/ha] Versuchsbericht 216 Die Silomaiserträge in 216 schwanken innerhalb aller Düngungsvarianten und den Begrünungsvarianten zwischen 17 und 2 dt TM/ha. Dabei ist der Ertrag unter der Variante ungedüngt und der Variante ohne vorangegangene Zwischenfrucht am niedrigsten. Mit zunehmender N-Düngung werden die Unterschiede zwischen den Zwischenfruchtvarianten geringer Ertrags- und N-Düngungs-Optima Die Anlage der N-Düngestaffel im Silomais ermöglicht es, nach der Ernte die optimale N-Düngung und den optimalen Ertrag rechnerisch zu ermitteln. Die ökonomisch optimale N-Düngung im Silomais liegt in allen Varianten in 216 zwischen 173 und 25 kg N/ha bei einem Ertrag von 186 bis 2 dt TM/ha. Anhand der Ertragskurven ist zu erkennen, dass der höchste Ertrag unter der mit 24 kg N/ha gedüngten Variante mit mineralisch gedüngter Zwischenfrucht erreicht wurde. Weiterhin wird deutlich, dass die Varianten mit einer vorangegangenen gedüngten Zwischenfrucht höhere Maiserträge liefern. Die Varianten mit vorangegangener ungedüngter Zwischenfrucht und ohne Zwischenfrucht unterscheiden sich im Versuchsjahr 216 nur unwesentlich. Zudem ist ab einer Düngungshöhe von 24 kg N/ha hinaus in allen Varianten ein Ertragsrückgang zu verzeichnen (abknickende Ertragskurve). Die errechnete N-Düngung in den Varianten mit vorangegangenen gedüngten Zwischenfrüchten ist geringer als in den Varianten ohne vorangegangene Zwischenfrucht bzw. mit vorangegangener ungedüngter Zwischenfrucht, da es zu höher N-Nachlieferung an die Folgefrucht Silomais kommt. In der Variante mit einer vorangegangenen ungedüngten Zwischenfrucht verschiebt sich das Optimum nach rechts [Abbildung 57]. Ökonomisch optimale N-Düngung unter Silomais in Wehnen Frühjahrs-Nmin-Werte (N-Angebot): Ohne ZwF: 11 kg Nmin/ha Ungedüngte ZwF: 15 kg Nmin/ha Min. gedüngte ZwF: 27 kg Nmin/ha Org. gedüngte ZwF: 17 kg Nmin/ha 15 ohne Zwischenfrucht 1 ungedüngte Zwischenfrucht mineralisch gedüngte Zwischenfrucht 5 organische gedüngte Zwischenfrucht N-Düngung [kg N/ha] Abbildung 57: Ökonomisch optimale N-Düngung in 216 am Versuchsstandort in Wehnen in Abhängigkeit von der vorangegangenen Zwischenfrucht 6

63 Ertrag [dt TM/ha] N min [kg N min /ha] Versuchsbericht 216 Legt man zur Orientierung die Grenze der Trinkwasserverordnung von 5 mg NO 3 - zugrunde, wird diese am Versuchsstandort Wehnen bei einem N min von 4 kg N min/ha erreicht [Abbildung 58]. Optimaler Ertrag und N-Düngung Wehnen 216 (ohne Zwischenfrucht) R² =,943 Optimum: N-Düngung: 25 kg N/ha Ertrag: 19 dt/ ha N-Düngung [kg N/ha] Ertrag Ernte-Nmin Sickerwasser-Nmin Grenzwert TVO Abbildung 58: N min-werte, Ertrag und errechnetes N-Düngungs- und Ertragsoptimum von Silomais ohne vorangegangene Zwischenfrucht in Wehnen 216 Unter Silomais im Mittel aller vorausgegangenen Zwischenfruchtvarianten wird die N min-grenze zu Beginn der Sickerwasserspende bei einer N-Düngung von ca. 16 kg N/ha überschritten [Abbildung 58 bis Abbildung 61]. 61

64 Ertrag [dt TM/ha] N min [kg N min /ha] Ertrag [dt TM/ha] N min [kg N min /ha] Versuchsbericht 216 Optimaler Ertrag und N-Düngung zu Silomais Wehnen 216 (ungedüngte Zwischenfrucht) 25 2 R² =,9875 Optimum: N-Düngung: 28 kg N/ha Ertrag: 192 dt/ ha N-Düngung [kg N/ha] Ertrag Ernte-Nmin Sickerwasser-Nmin Grenzwert TVO Abbildung 59: N min-werte, Ertrag und errechnetes N-Düngungs- und Ertragsoptimum von Silomais mit ungedüngter vorangegangene Zwischenfrucht in Wehnen 216 Optimaler Ertrag und N-Düngung zu Silomais Wehnen 216 (mineralisch gedüngte Zwischenfrucht) 25 2 R² =,9142 Optimum: N-Düngung: 191 kg N/ha Ertrag: 197 dt/ ha N-Düngung [kg N/ha] Ertrag Ernte-Nmin Sickerwasser-Nmin Grenzwert TVO Abbildung 6: N min-werte, Ertrag und errechnetes N-Düngungs- und Ertragsoptimum von Silomais mit mineralisch gedüngter vorangegangene Zwischenfrucht in Wehnen

65 Ertrag [dt TM/ha]l N min [kg N min /ha] Versuchsbericht 216 Optimaler Ertrag und N-Düngung Wehnen 216 (organisch gedüngte Zwischenfrucht) R² =,8568 Optimum: N-Düngung: 173 kg N/ha Ertrag: 186 dt/ ha N-Düngung [kg N/ha] Ertrag Ernte-Nmin Sickerwasser-Nmin Grenzwert TVO Abbildung 61: N min-werte, Ertrag und errechnetes N-Düngungs- und Ertragsoptimum von Silomais mit organisch gedüngter vorangegangene Zwischenfrucht in Wehnen 216 Insgesamt konnte, unabhängig von der vorangegangenen Zwischenfrucht, der für Silomais typische flache Verlauf der Erträge innerhalb der N-Steigerungsstufen beobachtet werden. Das N-Optimum wird in den Zwischenfruchtvarianten von 25 auf 28, 191 und 173 kg N/ha verschoben. Die Auswirkungen der Zwischenfrucht und der N-Düngung zur Zwischenfrucht auf die Nitratkonzentration im Sickerwasser und die Nitratfrachten sind durch das LBEG in einem gesonderten Bericht veröffentlicht. Die Ergebnisse aus den ersten Sickerwasserperioden zeigen, dass neben der N-Düngung auch der Aussaattermin der Zwischenfrucht und der Witterungsverlauf einen wesentlichen Einfluss auf die N-Aufnahme und die Höhe der Nitratauswaschung haben. In 216 lieferte die organisch gedüngte Zwischenfrucht am meisten Stickstoff nach N-Bilanz Die N-Bilanz errechnet sich aus der N-Zufuhr der Düngung und der N-Abfuhr mit dem Erntegut. Die N-Bilanzsalden für alle N-Düngungsvarianten und unterschiedlich vorangegangenen Varianten der Zwischenfrucht in 216 sind in Abbildung 62, Abbildung 63, Abbildung 64 und Abbildung 65 dargestellt. Als Bilanzierungszeitraum ist das Kalenderjahr 216 ( ) gewählt. Insgesamt liegen die Bilanzsalden in einem Bereich zwischen -11 und 86 kg N/ha. In den N-Düngungsvarianten ohne vorangegangene Zwischenfrucht variieren die Salden zwischen minus 84 kg N/ha in der ungedüngten und plus 88 kg N/ha in der deutlich überdüngten (3 kg N/ha) Variante. Die mit 18 kg N-gedüngten Parzellen haben dabei ein ausgeglichenes N-Bilanzsaldo [Abbildung 62]. 63

66 N-Bilanz [kg N/ha] N-Bilanz [kg N/ha] Versuchsbericht 216 N-Bilanz unter Silomais Wehnen kg N/ha 24 kg N/ha 18 kg N/ha 12 kg N/ha 6 kg N/ha kg N/ha Ohne Zwischenfrucht Abbildung 62: N-Bilanz unter Silomais ohne vorangegangene Zwischenfrucht in Wehnen 216 N-Bilanz unter Silomais Wehnen kg N/ha 24 kg N/ha 18 kg N/ha 12 kg N/ha 6 kg N/ha kg N/ha Zwischenfrucht ungedüngt Abbildung 63: N-Bilanz unter Silomais mit ungedüngter Zwischenfrucht Wehnen 216 Unter Silomais mit ungedüngter vorangegangener Zwischenfrucht lagen die N-Bilanzsalden zwischen -9 kg N/ha und 82 kg N/ha. Es wird deutlich, dass in der ungedüngte Parzelle auch deutliche Entzüge von -9 kg N/ha zu verzeichnen sind. Im Vergleich zu der mit 6 kg N/ha gedüngten Parzelle, dessen Saldo bei -59 kg N/ha liegt und der 12 kg N/ha-Variante mit einem N-Bilanzsaldo von -3 kg N/ha wird der Einfluss der Höhe der N-Düngung auf das Saldo deutlich. Bei den N-Bilanzen in der mit 24 und 3 kg N/ha gedüngten Varianten ist ein Überschuss von 32 kg N/ha bzw. 82 kg N/ha zu festzustellen. Insgesamt gibt es keinen signifikanten Unterschied der N-Bilanz zu den Varianten ohne vorangegangene Zwischenfrucht [Abbildung 64]. 64

67 N-Bilanz [kg N/ha] N-Bilanz [kg N/ha] Versuchsbericht 216 N-Bilanz unter Silomais Wehnen kg N/ha 24 kg N/ha 18 kg N/ha 12 kg N/ha 6 kg N/ha kg N/ha Zwischenfrucht mineralisch Abbildung 64: N-Bilanz unter Silomais mit mineralisch gedüngter Zwischenfrucht Wehnen 216 Die N-Bilanzen unter Silomais mit mineralisch gedüngter Zwischenfrucht variieren in 216 zwischen -11 kg N/ha in der ungedüngten und 76 kg N/ha in der mit 3 kg N/ha gedüngten Variante. Dabei sind im Vergleich zu Varianten ohne vorangegangene Zwischenfrucht und der ungedüngten Zwischenfrucht die Entzüge insgesamt etwas höher [Abbildung 64]. N-Bilanz unter Silomais Wehnen kg N/ha 24 kg N/ha 18 kg N/ha 12 kg N/ha 6 kg N/ha kg N/ha Zwischenfrucht organisch Abbildung 65: N-Bilanz unter Silomais mit organisch gedüngter Zwischenfrucht Wehnen 216 Im Silomais mit vorangegangener organisch gedüngter Zwischenfrucht liegen die N-Bilanzsalden zwischen -16 und 86 kg N/ha. Dabei sind alle Varianten bis 12 kg N/ha im zum Teil deutlich negativen Bereich, in der Variante mit 18 kg N/ha Düngung ist ausgeglichen [Abbildung 65]. Insgesamt wird anhand der N-Bilanzen auch die Wirkung der N-Düngung deutlich und zeigt, dass es bei den ungedüngten Zwischenfruchtparzellen infolge der höheren N-Entzüge zu negativen N-Salden infolge der höheren N-Abfuhren kommt. In den 24 und 3 kg N/ha gedüngten Varianten ist immer 65

68 N-Aufnahme der Zwischenfrucht [kg N/ha] Versuchsbericht 216 ein N-Überschuss zu verzeichnen. In allen Varianten mit einer vorangegangenen gedüngten Zwischenfrucht, obgleich mineralisch oder organisch gedüngte, sind die N-Entzüge mit ca. 2 kg N/ha höher als in der Variante ohne oder ungedüngter vorangegangener Zwischenfrucht. Mais kann sowohl den Stickstoff aus dem Boden als auch aus der Düngung gut verwerten, daher reagiert er bei unterschiedlichen N-Düngungshöhen mit nur geringen Ertragsschwankungen. Zudem kann Mais einen großen Anteil seines N-Bedarfes aus dem Bodenvorrat decken. Gibt es also zusätzlich eine vorangegangene Zwischenfrucht beim Mais, ist entsprechend das N-Angebot größer. Auch auf organisch gedüngten Böden ist die N-Nachlieferung größer. Daher muss beim Mais die N-Nachlieferung aus der Vorfrucht und der organischen Düngung berücksichtigt werden, um nach der Ernte hohe Rest-N min-gehalte zu vermeiden N-Aufnahme und N-Nachlieferung aus der Zwischenfrucht Der N-Gehalt der Zwischenfrucht und der Zwischenfruchtaufwuchs wurden am bestimmt. Anhand dieser Ergebnisse wurde die N-Aufnahme der Zwischenfrucht berechnet. Wie bereits in den Vorjahren nahm die gedüngte Zwischenfrucht mehr Stickstoff auf, als die ungedüngte Zwischenfrucht. Allerdings ist anhand der N-Aufnahme zu erkennen, dass die Zwischenfrucht die mineralisch gedüngte N-Menge von 6 kg N/ha nicht vollständig aufnehmen konnte [Abbildung 66]. Wie sich die N-Aufnahme 216 auf die Nitratauswaschung während der Sickerwasserperiode und die N-Nachlieferung an die 217 folgende Hauptfrucht Silomais auswirkt, bleibt abzuwarten N-Aufnahme der Zwischenfrucht in Wehnen Zwischenfrucht ungedüngt Zwischenfrucht mineralisch gedüngt Zwischenfrucht organisch gedüngt Abbildung 66:N-Aufnahme der Zwischenfrucht in 216 am Versuchsstandort in Wehnen Die N-Nachlieferung der Zwischenfrucht an die darauffolgende Hauptfrucht Silomais [Abbildung 67] wurde anhand der Unterschiede der errechneten optimalen N-Düngung [Abbildung 57] gemessen. Im Versuchsjahr 216 konnte die aus der organisch gedüngten Zwischenfrucht nachgelieferte N-Menge von 31 kg N/ha vom Silomais aufgenommen werden. Bei der mineralisch gedüngten Zwischenfrucht konnten nur 14 kg N/ha bei einer N-Aufnahme von 52 kg N/ha an den Silomais nachgeliefert werden. 66

69 N-Nachlieferung [kg N/ha] N-Aufnahme und N-Nachlieferung der Zwischenfrucht [kg N/ha] Versuchsbericht 216 Im Mittel der Jahre ist erkennbar, dass es keine Unterscheidung der N-Nachlieferung zwischen der organisch und mineralisch gedüngten Zwischenfrucht gibt. Allerdings wird deutlich, dass trotz einer Nachlieferung von 27 3 kg N/ha im Mittel der Jahre nicht die gesamte N-Düngungsmenge an die Folgefrucht nachgeliefert wurde. Für die nachfolgende N-Düngung zum Silomais sollte die nachgelieferte N- Menge berücksichtigt werden. Die ungedüngte Zwischenfrucht liefert im Mittel der Jahre nur einen geringen Anteil an Stickstoff nach [Abbildung 68]. 6 N-Aufnahme 215/216 und N-Nachlieferung der Zwischenfrucht Zwischenfrucht ungedüngt Zwischenfrucht mineralisch gedüngt N-Aufnahme N-Nachlieferung Zwischenfrucht organisch gedüngt Abbildung 67: N-Aufnahme und N-Nachlieferung der Zwischenfrucht 215/216 am Versuchsstandort in Wehnen 6 N-Nachlieferung der Zwischenfrucht im Mittel der Jahre ungedüngt mineralisch organisch Abbildung 68: N-Nachlieferung der Zwischenfrucht im Mittel der Jahre am Versuchsstandort in Wehnen 67

70 Versuchsbericht Zusammenfassung Welche Auswirkungen haben Art und Höhe der N-Düngung zur Zwischenfrucht und die Höhe der N-Düngung zur nachfolgenden Hauptfrucht auf die Nitratkonzentration im Sickerwasser? Die N min-werte zu Beginn der Sickerwasserspende in 216 nach Winterroggen und den unterschiedlichen Varianten zur vorangegangenen Zwischenfrucht zu Silomais zeigen, dass im Mittel der letzten vier Jahre die Variante ohne Zwischenfrucht den höchsten und die Variante mit vorangegangener ungedüngter Zwischenfrucht den niedrigsten mineralischen Stickstoffgehalt im Boden nach der Ernte und zu Beginn der Sickerwasserspende haben. Dabei unterscheiden sich die Varianten mineralisch und organisch gedüngte Zwischenfrucht nicht. Insgesamt reduziert eine Zwischenfrucht am Standort in Wehnen unabhängig von der N-Düngung die Herbst-N min-werte. Eine N-Düngung zu Mais höher als 18 kg N/ha führte in 216 zu einem Anstieg der N min-werte zu Beginn der Sickerwasserspende. Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Sollwertempfehlung zu Mais in Wehnen bestätigt. Eine N-Düngung oberhalb der N-Sollwertempfehlung führt am Standort in Wehnen zur Zunahme der auswaschungsgefährdeten Reststickstoffgehalte im Herbst im Boden. Dies gilt umso mehr, wenn vorher eine Zwischenfrucht angebaut wurde. Die Art der N-Düngung zur Zwischenfrucht nimmt dabei kaum Einfluss auf die Stickstoffauswaschung im Jahr der Zwischenfrucht. Allerdings wirken sich der Witterungsverlauf und der Aussaattermin der Zwischenfrucht stark auf den Zwischenfruchtaufwuchs aus. Dabei ist zu beachten, dass je früher die Aussaat erfolgt, desto besser kann sich der Zwischenfruchtbestand etablieren, desto größere Mengen an Stickstoff können durch die Zwischenfrucht fixiert werden. Die Auswirkungen der Zwischenfrucht und der N-Düngung zur Zwischenfrucht auf die Nitratkonzentration im Sickerwasser und die Nitratfrachten sind durch das LBEG in einem gesonderten Bericht veröffentlicht. Die Ergebnisse aus den ersten Sickerwasserperioden zeigen, dass neben der N-Düngung vor allem der Aussaattermin der Zwischenfrucht und der Witterungsverlauf einen wesentlichen Einfluss auf die N-Aufnahme und die Höhe der Nitratauswaschung haben. Nach dem Versuchsjahr 217 ist ein Kurzbericht zur Auswertung der Versuchsjahre geplant. Wie viel Stickstoff wird im Herbst von den Zwischenfrüchten aufgenommen und wie viel Stickstoff wird während der Sickerwasserperiode konserviert? Die N-Bilanzen vom Silomais zeigen, dass in allen Varianten mit einer vorangegangenen gedüngten Zwischenfrucht die Entzüge deutlich höher sind als in der Variante ohne oder mit ungedüngter Zwischenfrucht. Wie bereits in den Vorjahren nahm der oberirdische Aufwuchs der gedüngten Zwischenfrucht mehr Stickstoff auf, als die ungedüngte Zwischenfrucht. Allerdings ist die gesamte mineralisch gedüngte N-Menge von 6 kg N/ha nicht vollständig in der N-Aufnahme der Zwischenfrucht wiederzufinden. Zudem wird anhand der N-Nachlieferung deutlich, dass nicht die gesamte zur Zwischenfrucht gedüngte N-Menge an die nachfolgende Frucht Silomais im direkten Folgejahr freigegeben wird. Die ungedüngte Zwischenfrucht liefert im Vergleich geringere Anteile an Stickstoff nach. 68

71 Versuchsbericht 216 Mit einer gut entwickelten Zwischenfrucht lassen sich die positiven Effekte des Zwischenfruchtanbaus [Abbildung 44] eher erreichen. Dabei wird aus den Versuchsergebnissen am Standort in Wehnen deutlich, dass eine Zwischenfrucht die auswaschungsgefährdeten Reststickstoffgehalte im Herbst reduzieren kann. Zudem ist der Effekt einer Gründüngung durch die Nachlieferung an die Folgefrucht herauszustellen. Es wird deutlich, dass eine Zwischenfrucht, gedüngt oder nicht gedüngt, auf kurze Sicht für den Grundwasserschutz besser ist als keine Zwischenfrucht. Wie viel des von der Zwischenfrucht aufgenommen Stickstoffs steht der nachfolgenden Hauptfrucht in den Folgejahren zur Verfügung? Die ökonomisch optimale N-Düngung im Mais liegt in 216 um 17 kg N/ha in der Variante mit vorangegangener mineralisch gedüngter Zwischenfrucht bzw. um 35 kg N/ha in der organisch gedüngten Zwischenfrucht niedriger als in der Variante mit vorangegangener ungedüngter oder ohne Zwischenfrucht. Es kommt folglich zu einer höheren N-Nachlieferung an die Folgefrucht Silomais. Entsprechend sollte dies immer bei der Düngung der Folgefrucht berücksichtigt werden. Bei einer N-Düngung zu Mais oberhalb von 15 kg N/ha kommt es in allen Varianten zur Überschreitung des Grenzwertes nach TVO. Auf langjährig organisch gedüngten Flächen, wie in Wehnen, ist nach bisherigen Ergebnissen mit einer Stickstoffnachlieferung für die Folgefrucht von etwa 3 kg N/ha auszugehen. Dabei spielt die Höhe der Stickstoffdüngung zur Zwischenfrucht eine sehr geringe Rolle. Zur Stickstoffnachlieferung im zweiten Jahr nach Anbau der Zwischenfrucht gibt es bisher noch keine Erkenntnisse. Die N-Nachlieferung ist schwer zu ermitteln, da viele Einflüsse auf die Stickstoffnachlieferung einwirken. Weiterhin kann noch keine Aussage zu den Unterschieden bei der Auswirkung einer winterharten oder nicht winterharten Zwischenfrucht getroffen werden. Dafür wird im Versuchsjahr 217/218 eine neue Versuchsgestaltung durchgeführt. 69

72 Versuchsbericht Versuchsstandort Wehnen - Grundwasserschutzorientierte organische Düngung (649) Versuchsfragen: Welchen Einfluss hat die Höhe der organischen N-Düngung auf die Nitratkonzentration im Sickerwasser? Wie wirkt sich eine organische Düngung im Vergleich zu einer mineralischen N-Düngung auf die Nitratkonzentration im Sickerwasser und die N-Dynamik im Boden aus? Wie wirken sich eine langfristig reduzierte und eine überhöhte organische Düngung auf die N-Dynamik im Boden, Erträge und Qualitätsparameter aus? Versuchsaufbau und Durchführung Am Standort in Wehnen wird seit 214 die Stickstoff-Nachlieferung auf langjährig organisch gedüngten Standorten und deren Auswirkung auf die Nitratkonzentration im Sickerwasser, die N-Dynamik im Boden, Erträge und Qualitätsparameter untersucht. Eine möglichst genaue Einschätzung der Wirksamkeit organischer Dünger und der N-Nachlieferung langjährig organisch gedüngter Standorte ist für den Grundwasserschutz von Bedeutung, um eine Überschätzung des N-Düngebedarfs und hohe auswaschungsgefährdete Reststickstoffgehalte im Herbst im Boden zu vermeiden. Besonders im Maisanbau hat eine überhöhte N-Düngung auf diesen Standorten eine Erhöhung der auswaschungsgefährdete Reststickstoffgehalte im Herbst zur Folge. Die effiziente Nutzung organischer Dünger sowie die möglichst präzise Einschätzung der Nährstoff-Wirkung leisten einen wichtigen Beitrag, Nitrateinträge in das Grundwasser zu vermeiden. Abbildung 69: Lage des Versuchsstandortes in Wehnen mit Bodenlandschaften 1:5., Maßstab 1: NIBIS Kartenserver LBEG 7

73 Versuchsbericht 216 In einem Versuch am Standort in Wehnen wird dazu in einer Fruchtfolgerotation Silomais und Winterroggen angebaut. Im Versuchsjahr 216 wurde Silomais angebaut, dessen Aussaat am erfolgte. Am wurde vorab eine Bodenuntersuchung vorgenommen, dabei ist die P-Versorgung des Bodens am Standort in Wehnen der Gehaltsklasse D zuzuordnen. Der Frühjahrs-N min-wert wurde am ermittelt und liegt bei 24 kg N min/ha [Tabelle 12]. Tabelle 12: Ergebnis der Boden- und N min-untersuchung der Versuchsfläche in Wehnen (Vers.-Nr. 649) Bodenart Bodenuntersuchungen Wehnen 216 Ackerzahl 34 Humus 3% C/N-Verhältnis 15 Bodenuntersuchung [mg/ 1 g Boden] Frühjahrs-Nmin-Wert [kg Nmin/ha] Sand ph P K Mg 4,9 12, 5, 3, Gehaltsklasse D C C -3 cm 3-6 cm 6-9 cm -9 cm Wirtschaftsdünger sind wertvolle Mehrnährstoffdünger, deren Einsatz durch den zuerst erreichten Bedarf eines Nährstoffs limitiert ist. Im Versuch am Standort in Wehnen wird Schweinegülle eingesetzt, der Phosphorbedarf wird zuerst abgedeckt und limitiert so die Höhe der N-Gabe. Damit ergibt sich eine Ausbringung von organisch 12 kg Gesamt-N/ha, diese wird entsprechend bei der Bemessung der Höhe der N-Düngung berücksichtigt. Insgesamt gibt es in dem Versuch 12 Varianten, die sich in der Höhe, Form und Aufteilung der N-Düngung unterscheiden. Parallel zu den organisch gedüngten Varianten wird in einer mineralischen festen N-Düngestaffel die langfristige Auswirkung mineralischer N-Dünger zum Wirtschaftsdüngereinsatz verglichen. In einer Variante mit 17 kg Gesamt-N aus organischer Düngung sollen die Auswirkungen auf die auswaschungsgefährdeten Reststickstoffgehalte im Boden direkt nach der Ernte und zu Beginn der Sickerwasserperiode, untersucht werden [Tabelle 13]. 71

74 Versuchsbericht 216 Tabelle 13: N-Düngungsstufen in den Varianten des Versuchs in Wehnen zur organischen Düngung Nr. Varianten-Bezeichnung Org. Düngung Min. Düngung (1.Gabe) Min. Düngung (2.Gabe) Gesamt-N kg N/ha 1 kg N/ha kg N/ha kg N/ha kg N/ha kg N/ha kg N/ha Organisch 12 kg Gesamt-N kg N/ha min. + organisch 12 kg Gesamt-N kg N/ha min. + organisch 12 kg Gesamt-N kg N/ha min. + organisch 12 kg Gesamt-N kg N/ha min. + organisch 12 kg Gesamt-N Organisch 17 kg Gesamt-N Alle Varianten werden auf N-Dynamik im Boden, Erträge und Qualitätsparameter und deren Auswirkungen auf die Nitratkonzentration im Sickerwasser (LBEG) untersucht. Ziel ist es, die langfristige N- Nachlieferung aus der organischen Düngung besser zu erfassen. Weiterhin werden Ergebnisse zur Wirkung der organischen und organisch-mineralischen Düngung im Vergleich zur mineralischen N-Düngung erwartet. 72

75 ohne N-Düngung 6 kg N/ha 12 kg N/ha 18 kg N/ha 24 kg N/ha 3 kg N/ha ohne mineralische Ergänzung 6 kg N/ha mineralisch 12 kg N/ha mineralisch 18 kg N/ha mineralisch 24 kg N/ha mineralisch 17 kg gesamt-n/ha Ernte-N min [kg/ha] Versuchsbericht Ergebnisse Nmin-Werte In allen N-Düngungsvarianten zum Silomais wurde direkt nach der Ernte und zu Beginn der Sickerwasserperiode der Boden auf den mineralischen Stickstoffgehalt untersucht. Die Ernte erfolgte am , am wurde der Ernte-N min-wert ermittelt [Abbildung 7]. Die N min-werte in der mineralischen N-Düngestaffel schwanken dabei zwischen 22 (N-Düngung 6 kg N/ha) und 91 kg N min/ha (N-Düngung 24 kg N/ha). Der niedrigste N min-wert wurde in der organisch gedüngten Variante mit mineralischer Ergänzung (N-Düngung 12 kg Gesamt-N + 6 kg N/ha) mit 2 kg N min/ha erreicht. Die höchsten Werte liegen in den deutlich überdüngten Varianten mit 91 kg N min/ha (N-Düngung 24 kg N/ha) und 15 kg N min/ha (N-Düngung 12 kg Gesamt-N + 24 kg N/ha). Die beiden rein organisch gedüngten Varianten (N-Düngung 12 und 17 kg Gesamt-N) sind im Vergleich mit 25 und 23 kg N min/ha niedriger. Da es sich um eine phosphorarme Mastschweinegülle mit geringen P-Gehalten handelt, erfolgt die P-Zufuhr auch in der 17 kg N-Variante bedarfsgerecht cm 3-6 cm 6-9 cm Ernte-N min -Werte im Versuch zur organischen Düngung am Standort in Wehnen N-Düngung mineralische N-Düngung Gülle 12 kg gesamt-n/ha organische/organisch-mineralische Düngung Gülle Abbildung 7: Ernte-N min-werte nach Silomais bei unterschiedlichen Varianten zur N-Düngung am Versuchsstandort in Wehnen in 216 Die Herbst-N min-werte zu Beginn der Sickerwasserperiode wurden am ermittelt [Abbildung 71]. Insgesamt liegen die niedrig gedüngten Varianten wie auch schon nach der Ernte unabhängig von der Art der Düngung auf einem Niveau zwischen 27 und 59 kg N min/ha. Der Einfluss der Höhe der Düngung wird vor allem in den überdüngten Varianten (24 und 3 kg N/ha min.; 18 kg N/ha min

76 ohne N-Düngung 6 kg N/ha 12 kg N/ha 18 kg N/ha 24 kg N/ha 3 kg N/ha ohne mineralische Ergänzung 6 kg N/ha mineralisch 12 kg N/ha mineralisch 18 kg N/ha mineralisch 24 kg N/ha mineralisch 17 kg gesamt-n/ha Herbst-N min [kg/ha] Versuchsbericht 216 Gesamt-N org.; 24 kg N/ha min Gesamt-N org) deutlich. Dort liegen die Werte zwischen 111 und 177 kg N min/ha. Wie auch schon in den Vorjahren waren die N min-werte in den rein organisch gedüngten Varianten (12 kg Gesamt-N und 17 kg Gesamt-N) zu beiden Probenahmeterminen direkt nach der Ernte und zu Beginn der Sickerwasserspende auf einem niedrigen Niveau zwischen 23 und 28 kg N min/ha. Auch Affelt 1 hat in Ihrer Arbeit zur Bemessung der N min-konzentration im Vegetationsverlauf am Standort in Wehnen festgestellt, dass sich die N min-gehalte in Abhängigkeit von der Düngeform, -menge und Zeitpunkt der N-Düngung unterschiedlich entwickeln. So wurde in den rein organisch gedüngten Varianten eine im Vergleich geringere, aber dafür kontinuierlichere Nitratfreisetzung ermittelt cm 3-6 cm 6-9 cm Herbst-N min -Werte im Versuch zur organischen Düngung am Standort in Wehnen N-Düngung mineralische N-Düngung Gülle 12 kg gesamt-n/ha organische/organisch-mineralische Düngung Gülle Abbildung 71: Herbst-N min-werte nach Silomais bei unterschiedlichen Varianten zur N-Düngung am Versuchsstandort in Wehnen in 216 Ein Vergleich der Verteilung des mineralischen Stickstoffgehaltes im Bodens in den drei beprobten Bodenschichten zeigt, dass zwischen den beiden Probenahmeterminen eine Abwärtsverlagerung stattgefunden hat. Da es für jede Frucht nur alle zwei Jahre Ergebnisse gibt und im Versuchsjahr 215 Winterroggen angebaut wurde, werden im Folgenden die Versuchsjahre mit Silomais 214 und 216 verglichen. Um weitere Ergebnisse und Aussagen bzgl. der langjährigen Entwicklung der N-Dynamik im Boden bekommen zu können, sind weitere Versuchsjahre abzuwarten. Die N min-werte nach Silomais in 214 und 216 am Versuchsstandort in Wehnen zeigen, dass eine erhöhte N-Düngung einen höheren N min-wert, 1 Affelt,

77 N min [kg Nmin/ha] Versuchsbericht 216 sowohl nach der Ernte als auch zu Beginn der Sickerwasserspende zur Folge hat [Abbildung 72]. Die N-Düngungsstufen bilden sich im N min-wert sowohl nach der Ernte als auch im Herbst ab. Der für Silomais typische Verlauf hat einen starken Anstieg der N min-werte bei einer Überschreitung der bedarfsgerechten Düngung zur Folge. Im Vergleich der beiden Jahre, liegen die N min-werte in 216 auf einem insgesamt niedrigeren Niveau als in 214. Daraus geht hervor, dass neben der Höhe der N-Düngung weitere Faktoren wie z.b. die Witterung, Einfluss auf die N-Verfügbarkeit haben. In der organisch gedüngten Variante mit 17 kg Gesamt-N lag der N min-wert nach der Ernte in 214 bei 72 kg N min/ha, im Versuchsjahr 216 bei nur 23 kg N min/ha. Ab einer N-Zufuhr von 15 kg N/ha kommt es zu einem für Mais typischen überproportional starken Anstieg der N min-werte. Um Aussagen zur Nitratverlagerung vor der Ernte in tiefere Bodenschichten und ggf. eine Auswaschung in das Sickerwasser treffen zu können, bleiben die Auswertungen der ergänzenden Sickerwasseruntersuchungen durch das LBEG abzuwarten. 3 N min -Werte nach Silomais in 214 und 216 nach der Ernte und zu Beginn der Sickerwasserperiode am Standort in Wehnen N-Düngung [kg N/ha] 214 Ernte N-Staffel 214 Sickerwasser N-Staffel 216 Ernte N-Staffel 216 Sickerwasser N-Staffel 214 Ernte organisch 214 Sickerwasser organisch 216 Ernte organisch 216 Sickerwasser organisch 214 Ernte organisch-mineralisch 214 Sickerwasser organisch-mineralisch 216 Ernte organisch-mineralisch 216 Sickerwasser organisch-mineralisch Abbildung 72: N min-werte nach der Ernte und zu Beginn der Sickerwasserperiode nach Silomais am Standort in Wehnen in 214 und

78 Ertrag [dt TM/ha] Versuchsbericht Erträge Die Silomaisernte erfolgte am Der höchste Ertrag von 255 dt TM/ha wurde dabei in der Variante mit einer mineralischen N-Düngung von 24 kg N/ha erzielt. Auch die Erträge in der 18 kg N/ha mineralisch gedüngten Variante und in der 18 kg N/ha mineralisch + 12 kg Gesamt-N organisch gedüngten Variante liegen mit 254 dt TM/ha nur knapp unter dem in 216 erreichten Höchstertrag. Der geringste Ertrag zeigt sich in der ungedüngten Parzelle mit 173 dt TM/ha. Das errechnete ökonomische Optimum für die N-Düngung liegt in 216 am Versuchsstandort in Wehnen bei 192 kg N/ha bei einem errechneten Ertragsoptimum von 258 dt TM/ha [Abbildung 73]. Das N-Angebot im Frühjahr liegt bei 24 kg N min/ha ( ). Trotz eines relativ geringen Frühjahr- N min-wertes sind, aufgrund der optimalen Wachstumsbedingungen auf dem langjährig organisch gedüngten Standort, sehr hohe Silomaiserträge erzielt worden. Schon in der Nullparzelle liegt der Ertrag bei 173 dt TM/ha. Auch der sehr hohe Ertrag von 243 dt TM/ha in der mit 12 Gesamt-N/ha organisch gedüngten Varianten macht deutlich, dass neben der Wirksamkeit des Düngers auch die standörtliche N-Nachlieferung die Ertragshöhe beeinflusste. Somit konnte durch die 12 kg Gesamt-N aus Schweinegülle gegenüber der ungedüngten Parzelle ein Mehrertrag von 7 dt TM/ha erzielt werden. Ertrag von Silomais bei unterschiedlichen N-Düngungsvarianten am Standort in Wehnen in Frühjahrs-N min: 24 kg N min/ha (N-Angebot) R² =, N-Düngung [kg N/ha] min. N-Düngestaffel Organisch 12 kg Gesamt-N 6 kg N/ha min. + organisch 12 kg Gesamt-N 12 kg N/ha min. + organisch 12 kg Gesamt-N 18 kg N/ha min. + organisch 12 kg Gesamt-N 24 kg N/ha min. + organisch 12 kg Gesamt-N Organisch 17 kg Gesamt-N Optimum Abbildung 73: Silomaisertrag in Abhängigkeit von der Höhe und Form der N-Düngung am Versuchsstandort in Wehnen in 216 Im Mittel der Jahre 214 und 216 lagen die Erträge bei einer Düngungshöhe ab 12 kg N/ha zwischen 251 und 266 dt TM/ha. Dabei unterschieden sich die Erträge in Abhängigkeit von der Form der N- Düngung (organisch, organisch-mineralisch, mineralisch) kaum. Der im Vergleich zu den anderen Varianten geringste Ertrag im Mittel der Jahre 214 und 216 wurde unter der ungedüngten Parzelle mit 76

79 Lufttemperatur [ C] Niederschlag [mm] Ertrag [dt TM/ha] Versuchsbericht dt TM/ha gemessen [Abbildung 74]. Das errechnete ökonomische Optimum für die N-Düngung liegt im Mittel der Jahre 214/216 bei 186 kg N/ha bei einem Ertragsoptimum von 262 dt TM/ha. Am Versuchsstandort Wehnen bestätigt sich der für Silomais typisch flache Verlauf der Ertragskurve. Silomais-Erträge am Standort in Wehnen in 214 und Frühjahrs-N min : 24 kg N min /ha (N-Angebot) Ertrag 216 Ertrag 214 Ertrag Ø ohne N- Düngung 6 kg N/ha 12 kg N/ha 18 kg N/ha 24 kg N/ha 3 kg N/ha ohne 6 kg N/ha 12 kg N/ha 18 kg N/ha 24 kg N/ha 17 kg mineralische mineralisch Ergänzung mineralisch mineralisch mineralisch gesamt-n/ha mineralische N-Düngung Gülle 12 kg gesamt-n/ha organische/organisch-mineralische Düngung Gülle Abbildung 74: Silomaiserträge in Abhängigkeit von der Höhe und Form der N-Düngung am Versuchsstandort in Wehnen in 214, 216 und im Mittel der Jahre 214 und N-Mineraldüngeräquivalente Das N-Mineraldüngeräquivalent (N-MDÄ) gibt die Nährstoffwirksamkeit von Wirtschaftsdüngern in Bezug zur Wirkung von Mineraldüngern an. Das N-MDÄ ist abhängig von der Witterung, der Fruchtart, der Düngungshöhe und der Düngerart. Die N-MDÄ wird in der Variante mit 12 kg Gesamt-N aus organischer N-Düngung (Schweinegülle) berechnet. 2, 15, 1, 5,, Klimadaten Wehnen Niederschlag [mm] Langjähriges Mittel Niederschlag [mm] 216 Lufttemperatur 2m [ C] Langjähriges Mittel Lufttemperatur 2m [ C] Abbildung 75: Versuchsstandort Wehnen Klimadaten 216 und im langjährigen Mittel 77

80 N-MDÄ [-%] Versuchsbericht 216 Ziel ist es, beim Einsatz von organischen Düngern eine höhe N-Effizienz (N-MDÄ) zu erreichen. In 216 liegt die errechnete Wirksamkeit der phosphorarme Mastschweinegülle bei einer Ausbringung von 12 kg Gesamt-N bei 1% [Abbildung 76]. Das Versuchsfeld in Wehnen ist ein schwach humoser Standort (3% Humus), der langjährig organisch gedüngt ist. Dadurch ist die standörtlich bedingte N- Nachlieferung höher als auf Böden, die nicht langjährig organisch gedüngt wurden. Zudem herrschten für das Wachstum des Silomais optimale Wachstumsbedingungen bei einer feucht warmen Witterung, die wie auch schon in den Vorjahren zu sehr guten Maiserträgen (hohe Erträge aufgrund N-Mineralisation) führte [Abbildung 75]. N-Mineraldüngeräquivalente von Sauengülle (12 kg Gesamt-N) in Wehnen in 216 1% 9% 8% 7% 6% Erträge 216: 12 kg Gesamt-N Gülle: 243 dt TM/ha 12 kg Mineral-N: 25 dt TM/ha 5% 4% 3% 2% 1% % 1% Sauengülle 12 kg Gesamt-N/ha Abbildung 76: N-Mineraldüngeräquivalente von Schweinegülle bei Silomais bei 12 kg Gesamt-N/ha am Versuchsstandort in Wehnen, 216 Diese Ergebnisse bestätigen, dass der Einsatz von organischen Düngern vor allem im Hackfruchtanbau sinnvoll ist, da Hackfrüchte infolge des zeitlichen N-Bedarfs und der N-Mineralisation im Jahresverlauf, eine sehr gute N-Ausnutzung aufweisen. Für den Wasserschutz ist neben der Art der N- Düngung vor allem die Höhe der N-Düngung entscheidend. Um die standörtliche N-Nachlieferung bei langjähriger organischer Düngung in der Düngeplanung bestmöglich zu berücksichtigen, kann gegebenenfalls eine späte N min-beprobung oder ein Nitratcheck zur Hilfe vorgenommen werden. Die Witterung ist für den Ausbringungszeitpunkt ein entscheidender Faktor. 78

81 ohne N-Düngung 6 kg N/ha 12 kg N/ha 18 kg N/ha 24 kg N/ha 3 kg N/ha ohne mineralische Ergänzung 6 kg N/ha mineralisch 12 kg N/ha mineralisch 18 kg N/ha mineralisch 24 kg N/ha mineralisch 17 kg gesamt-n/ha N-Bilanz [kg N/ha] Versuchsbericht N-Bilanz Die N-Bilanz errechnet sich aus der N-Zufuhr der Düngung und der N-Abfuhr mit dem Erntegut. Der Bilanzierungszeitraum bezieht sich auf das Kalenderjahr 216 ( ). Die N-Bilanzsalden für alle N-Düngungsvarianten sind in Abbildung 77 dargestellt. Insgesamt liegen die N-Bilanzsalden in einem für Silomais typischen z.t. deutlich negativen Bereich zwischen -172 und -9 kg N/ha. In der mineralischen N-Düngestaffel variieren die Salden zwischen -172 kg N/ha in der 12 kg N/ha gedüngten Variante und -3 kg N/ha in der deutlich überdüngten (N-Düngung 3 kg N/ha) Variante. In den organisch/ organisch-mineralischen Varianten steigen die N-Bilanzsalden mit zunehmender N- Düngung an. Für den Silomais liegen die N-Bilanzsalden insgesamt in einem typischen Verlauf, wobei bei einer optimalen N-Düngung und auch bei deutlicher Überdüngung die N-Bilanzsalden negativ sind. Hierbei ist es unerheblich, ob die N-Düngung rein mineralisch oder organisch, organisch-mineralisch verabreicht wurde. Dabei ist zu beachten, dass es trotz negativer N-Salden in den N-Düngungsvarianten ab 18 kg N/ha sehr hohe N min-werte ermittelt wurden. N-Bilanz Silomais Versuchsstandort in Wehnen mineralische N-Düngung Gülle 12 kg gesamt-n/ha organische/organisch-mineralische Düngung Gülle Abbildung 77: N-Bilanz unter Silomais bei unterschiedlichen N-Düngestrategien zur mineralischen, organischen und organisch-mineralischen Düngung am Versuchsstandort in Wehnen,

82 Versuchsbericht Zusammenfassung Welchen Einfluss hat die Höhe der organischen N-Düngung auf die Nitratkonzentration im Sickerwasser? Sowohl direkt nach der Ernte als auch zu Beginn der Sickerwasserspende (Herbst-N min) traten die niedrigsten N min-werte in den Varianten mit geringer N-Düngung auf. Durch einen völligen Verzicht auf die N-Düngung konnten die N min-werte infolge mangelnder N-Entzüge nicht weiter gesenkt werden. Bei einer N-Düngung über den Düngebedarf der Pflanze hinaus, steigen für Silomais die N min-werte stark an. In den rein organisch gedüngten Varianten (N-Düngung 12 kg Gesamt-N und 17 kg Gesamt-N) konnten sowohl nach der Ernte als auch zu Beginn der Sickerwasserspende einheitlich niedrige N min- Werte von 23 bis 28 kg N min/ha erreicht werden. Genaue Aussagen zur tatsächlichen Sickerwasserbelastung liefern die Sickerwasseruntersuchungen des LBEG. Wie wirkt sich eine organische Düngung im Vergleich zu einer mineralischen N-Düngung auf die Nitratkonzentration im Sickerwasser und die N-Dynamik im Boden aus? In 216 liegt die errechnete Wirksamkeit der Schweinegülle bei einer Ausbringung von 12 kg Gesamt- N bei 1%. Dies kann zum einen aus der organischen N-Düngung aus den Vorjahren resultieren. Denn dadurch ist die standörtlich bedingte N-Nachlieferung höher als auf anderen Standorten. Im Versuchsjahr 216 und auch 214 herrschten für das Wachstum des Silomais optimale Wachstumsbedingungen bei einer feucht warmen Witterung, die sehr gute Erträge aufgrund einer hohen N-Mineralisation bedingten. Um die Wirkung der organischen Dünger gut auszunutzen, ist der Einsatz im Hackfruchtanbau vorteilhaft, denn diese können durch ihren zeitlichen N-Bedarf das N-Angebot aus organischen Düngern sehr gut ausnutzen. Für den Wasserschutz ist neben der Art der N-Düngung vor allem die Höhe der N-Düngung entscheidend. Die N-Bilanzsalden in Abhängigkeit von der N-Düngung liegen in 216 in einem für Silomais typischen Verlauf. Hierbei ist es unerheblich, ob die N-Düngung rein mineralisch oder organisch, organisch-mineralisch verabreicht wurde. Beim Mais bestätigt sich, dass das N-Saldo häufig negativ ist und trotzdem zu z.t. sehr hohen Ernte und Herbst-N min-werten führt. Wie wirken sich eine langfristig reduzierte und eine überhöhte organische Düngung auf die N- Dynamik im Boden, Erträge und Qualitätsparameter aus? Um genaue Aussagen zur langfristigen Auswirkung insbesondere der N-Nachlieferung der organischen N-Dünger treffen zu können sind weitere Versuchsjahre erforderlich. 8

83 Versuchsbericht Mehrjährige Feldversuche zur N-Düngung & N-Dynamik im Boden 3.1. Vergleich von N-Düngestrategien im Silomaisanbau (648) Versuchsfragen Können auswaschungsgefährdete Reststickstoffgehalte nach Silomais durch eine möglichst präzise Einschätzung des N-Düngebedarfs gesenkt werden? Sind N-Düngestrategien wie die Spät-Frühjahrs-Nmin-Probenahme oder eine Reduzierung der N-Sollwertdüngung geeignet, um die Herbst-Nmin-Werte zu Beginn der Sickerwasserperiode zu reduzieren? Wie wirkt sich die Höhe der N-Düngung an verschiedenen Standorten auf die Erträge und N- Dynamik im Boden aus? Welche Vor- und Nachteile der untersuchten Strategien in der grundwasserschutzorientierten Düngeberatung gibt es? Mais kann die standörtliche bodenbürtige Stickstoffnachlieferung sehr gut nutzen. Dies lässt sich dadurch erklären, dass bei Mais der Zeitpunkt der höchsten N-Aufnahme mit dem Zeitpunkt der wesentlichen N-Freisetzung des Standortes weitgehend zusammenfällt 1. Neben Standorteigenschaften und Bewirtschaftungsmaßnahmen beeinflusst jedoch auch der jahresspezifische Witterungsverlauf die Höhe der bodenbürtigen N-Nachlieferung. Die präzise Höhe der jahres- und standortspezifischen N-Nachlieferung ist deshalb im Voraus nur schwer einzuschätzen. Ergebnisse vorangegangener Feldversuche zeigen, dass eine N-Düngung oberhalb des N-Düngebedarfs zu einem extrem starken Anstieg der Herbst-N min-werte führt. Die hohen auswaschungsgefährdeten Reststickstoffgehalte nach Mais können jedoch häufig durch eine möglichst präzise Einschätzung des N-Düngebedarfs vermieden werden. Deshalb wird seit 213 ein Feldversuch durchgeführt, um verschiedene N-Düngestrategien hinsichtlich der Auswirkung auf die Herbst-N min-werte und ihres Nutzens für den Grundwasserschutz zu vergleichen. Die dreijährigen Ergebnisse sind auf der Internetseite der LWK Niedersachsen verfügbar. Der Versuch wurde in 216 fortgeführt Versuchsaufbau und Durchführung In dem Versuch werden neben der N-Sollwertmethode und der Spät-Frühjahrs-N min-probenahme auch eine Variante mit reduzierter N-Sollwertdüngung (N-Sollwert -2 %) verglichen [Abbildung 78]. Bei der N-Sollwertmethode wurde von dem für Mais empfohlenen N-Sollwert von 18 kg N/ha zunächst der Frühjahrs N min-wert abgezogen. In 216 wird für die Ermittlung des N-Düngebedarfs von Mais der 1 Eiler, 22 81

84 Versuchsbericht 216 Frühjahrs-N min-wert in einer Tiefe von -6 cm angerechnet. Zusätzlich werden bei der N-Sollwertmethode weitere Korrekturfaktoren, wie beispielsweise langjährige organische Düngung oder vorangegangene Zwischenfrüchte berücksichtigt, um die standörtliche N-Nachlieferung abschätzen zu können. N-Sollwertmethode Empfehlung zur Stickstoffdüngung nach der N min -Methode N-Düngebedarf Silomais = N-Sollwert [18 kg N/ha] N min - Korrekturfaktoren Spät-Frühjahrs-N min - Probenahme Andüngen [6 kg N/ha] und nach einer weiteren N min -Probe Ende Mai/Anfang Juni auf N-Sollwert (18 kg N/ha-N min ) nach düngen N-Sollwert -2% Begleitende Untersuchungen zu aktuellen Vorgaben aus den Schutzgebietsverordnungen (bis 215) Abbildung 78: Verschiedene Strategien zur N-Düngebedarfsermittlung von Silomais im Versuch zur grundwasserschutzorientierten Silomaisdüngung Bei der Methode Spät-Frühjahrs-N min-probenahme erfolgt zunächst eine verhaltene Startdüngung von 6 kg N/ha. Dann wird nach einer weiteren N min-untersuchung Ende Mai beziehungsweise Anfang Juni auf einen Sollwert von 18 kg N/ha nachgedüngt [Abbildung 79]. In einer dritten Variante wurden 214 und 215 die Auswirkungen einer Reduzierung der N-Sollwertdüngung um 2 % auf die N-Dynamik im Boden, Erträge und Qualitätsparameter untersucht. Bei der Weiterführung des Versuchs in 217 wird die N-Sollwertmethode an die neuen Vorgaben der DüV angepasst werden. Abbildung 79: N-Düngung zu Mais nach der N-Sollwertmethode und der Spät-Frühjahrs-N min-probenahme 2 2 KNITTEL und ALBERT, 23 82

85 Versuchsbericht 216 Zur Validierung der verschiedenen N-Düngestrategien und der Berechnung jahres- und standortspezifischer N-Mineraldüngeräquivalente für einen möglichst effizienten grundwasserschonenden Wirtschaftsdüngereinsatz wurde eine feste N-Düngestaffel angelegt. Die ergänzenden N min-untersuchungen wurden in 216 an Standorten in Wehnen (LK Ammerland) und Werlte (LK Emsland) durchgeführt. An beiden Versuchsstandorten wurde, wie auch schon in den Vorjahren, in dem Versuch die Maissorte Farmflex angebaut. Wehnen Werlte Abbildung 8: Lage der Versuchsstandorte zur Weiterentwicklung grundwasserschutzorientierter N- Düngestrategien im Silomaisanbau 216 Mit Hilfe der festen N-Düngestaffel konnten zusätzlich zu den standortspezifischen Mineraldüngeräquivalenten der jeweiligen Wirtschaftsdünger in ergänzenden Varianten auch die Auswirkungen unterschiedlicher Ausbringungszeitpunkte und Einarbeitung von organischen Düngern erfasst werden. Bei der Variante mit später N min-probenahme ist rein mineralisch gedüngt (Variante 9) [Tabelle 14]. In den Varianten 1 bis 11 ist mit einer Anrechenbarkeit von 8% der Gülle gerechnet worden, anders als bei den Gärsubstraten 1 bis 4, bei denen von einer Anrechenbarkeit von 7% ausgegangen wird. Die genaue Zusammensetzung der Gärreste ist in Tabelle 15 ausgelistet. 83

86 Versuchsbericht 216 Tabelle 14: Stickstoffdüngergaben zum Silomais für das Versuchsjahr 216 an den Standorten Wehnen und Werlte Nr. Varianten-Bezeichnung Wehnen Werlte N-Düngergabe [kg N/ha] 1 kg N/ha 2 6 kg N/ha kg N/ha kg N/ha kg N/ha kg N/ha kg Gesamt-N Gülle KAS (SW 18 Nmin.) Variante späte Nmin Probennahme Verteilvariante 1: Gülle breit nach SW (8% anr.) vor Saat Verteilvariante 2: Gülle breit nach SW (8% anr.), 5% v.saat- 5% Bestand Verteilvariante 3: wie Var.11 nur Gülle in den Bestand eingearbeitet Gärsubstrat 1-12 kg Gesamt-N (7% anr.) Gärsubstrat 2-12 kg Gesamt-N (7% anr.) Gärsubstrat 3-12 kg Gesamt-N (7% anr.) Gärsubstrat 4-12 kg Gesamt-N (7% anr.) 84 - Tabelle 15: Gärrestanalyse vom der Varianten 13 bis 16: Ergebnisse zur TS, N-Gesamt und P 2O 5 Nr. Varianten-Bezeichnung TS [%] N Gesamt [kg/m³] P2O5 [kg/m³] 13 Gärsubstrat 1 6, 7,17 4,8 14 Gärsubstrat 2 4,4 3,7 1,3 15 Gärsubstrat 3 6,7 3,67 1,8 16 Gärsubstrat 4 93,4 24,76 4, Ergebnisse Wehnen Am Versuchsstandort in Wehnen wurde in 216 an insgesamt 7 Terminen der mineralische Stickstoffgehalt im Boden erfasst [Abbildung 81]. Dabei lag der Frühjahrs-N min-wert am bei 31 kg N min/ha ( 6 cm). Die Aussaat erfolgte am Frühjahrs-Nmin Aussaat Späte Frühjahrs- Ernte Nmin-Probenahme Ernte-Nmin Herbst-Nmin Abbildung 81: N min-probenahmetermine im Versuchsjahr 216 am Versuchsstandort in Wehnen Für die zusätzlichen Varianten, in denen anhand der späten N min-probenahme im Sommer der Düngebedarf ermittelt wird, fand an insgesamt vier Terminen eine N min-probenahme statt. In 216 liegen diese zwischen 9 (ungedüngte Variante vom ) und 412 kg N min/ha (Variante mit 3 kg N/ha vom ) [Abbildung 82]. Dabei ist der Einfluss der N-Düngungshöhe erkennbar (N-Düngungsstufen). 84

87 kg N/ha 6 kg N/ha 12 kg N/ha 18 kg N/ha 24 kg N/ha 3 kg N/ha 12 kg Geamt-N Gülle kg N/ha 6 kg N/ha 12 kg N/ha 18 kg N/ha 24 kg N/ha 3 kg N/ha 12 kg Geamt-N Gülle kg N/ha 6 kg N/ha 12 kg N/ha 12 kg Geamt-N Gülle kg N/ha 6 kg N/ha 12 kg N/ha 18 kg N/ha 24 kg N/ha 3 kg N/ha 12 kg Geamt-N Gülle N min [kg N/ha] Versuchsbericht cm N min -Verlauf Mai bis Juni 216, Wehnen -3cm Abbildung 82: Späte-Frühjahrs-N min-probenahme im Mai und Juni 216 in Wehnen Die N min-proben wurden in einem Abstand von drei Wochen gezogen. In diesem Zeitraum stiegen u.a. bei der mit 3 kg/ha gedüngten Variante die N min-werte von 193 auf 412 kg N min/ha an. Bei den niedrig gedüngten Varianten sind die Unterschiede nicht so ausgeprägt. Dennoch zeigt sich ein Anstieg der N min-werte aufgrund weiterer Mineralisationsleistung zum späteren Termin im Spät-Frühjahr/Sommer. Betrachtet man die Entwicklung des N min-gehaltes in der 6 kg N/ha Variante wird deutlich, dass die Methode späte N min-probenahme zu unterschiedlichen Empfehlungen, je nach Termin, geführt hätte. Die N min-gehalte liegen zwischen 156, 131, 124 und 199 kg N min/ha. In 216 hätte daher eine Düngeempfehlung mit maximal 6 kg N/ha zu Mindererträgen geführt. Am Versuchsstandort Wehnen kann mit steigender N-Düngung (N-Düngestaffel) zu Silomais sowohl nach der Ernte [Abbildung 83] als auch zu Beginn der Sickerwasserperiode [Abbildung 84] ein deutlicher Anstieg der Reststickstoffgehalte im Herbst im Boden beobachtet werden. Die Ernte erfolgte am Die Ernte N min-werte 216 am Versuchsstandort in Wehnen liegen dabei zwischen 34 (12 kg N/ha) und 9 kg N min/ha (3 kg N/ha). Die Varianten mit 12 kg Gesamt-N aus organischer Düngung, sowohl zu Schweinegülle als auch die unterschiedlich getesteten Varianten zum Gärsubstrat, unterscheiden sich mit N min-werten zwischen 38 und 5 kg N min/ha nur kaum. 85

88 kg N/ha 6 kg N/ha 12 kg N/ha 18 kg N/ha 24 kg N/ha 3 kg N/ha 12 kg Geamt-N Gülle KAS (SW 18 N min.) Variante späte Nmin Probennahme G br. nach SW 8% anr. vor Saat G br. nach SW 8% anr.,5% v.saat- 5% Bestand w. Var.11 nur G i.bestand eing. Gärsubstrat 1-12 Gesamt-N Gärsubstrat 2-12 Gesamt-N Gärsubstrat 3-12 Gesamt-N Gärsubstrat 4-12 Gesamt-N N min [kg N/ha] kg N/ha 6 kg N/ha 12 kg N/ha 18 kg N/ha 24 kg N/ha 3 kg N/ha 12 kg Geamt-N Gülle KAS (SW 18 N min.) Variante späte Nmin Probennahme G br. nach SW 8% anr. vor Saat G br. nach SW 8% anr.,5% v.saat-5% Bestand w. Var.11 nur G i.bestand eing. Gärsubstrat 1-12 Gesamt-N Gärsubstrat 2-12 Gesamt-N Gärsubstrat 3-12 Gesamt-N Gärsubstrat 4-12 Gesamt-N N min [kg N/ha] Versuchsbericht 216 Ernte-N min Wehnen cm 3-6cm -3cm N-Düngestaffel Abbildung 83: Ernte-N min-werte unterschiedlicher N-Düngestrategien im Mais in Wehnen 216 Durch eine späte N min-probenahme wurde für die Varianten 9 am eine verbleibende N- Düngungshöhe von 23 kg N/ha ermittelt. Insgesamt wurde in 216 in dieser Variante 83 kg N/ha gedüngt. Der Ernte-N min-wert von der Variante mit später N min-bebrobung liegt bei 49 kg N min/ha, im Vergleich zu der mit 6 bzw. 12 kg N/ha gedüngten Variante, in der die N min-werte nur bei 34 bzw. 35 kg N min/ha liegen. Herbst-N min Wehnen cm 3-6cm -3cm N-Düngestaffel Abbildung 84: Herbst-N min-werte unterschiedlicher N-Düngestrategien im Mais in Wehnen

89 Ertrag [dt TM/ha] Versuchsbericht 216 Beim Vergleich der Ernte- und Herbst-N min-werte am Versuchsstandort in Wehnen wird eine Verlagerung des mineralischen Stickstoffgehalts im Boden erkennbar. Außerdem kommt es von der Ernte bis zum Beginn der Sickerwasserspende zu einem Anstieg der N min-werte. Der niedrigste N min-wert trat in der ungedüngten Variante mit 37 kg N min/ha auf. Mit steigender N-Düngung ist eine Erhöhung des Herbst-N min-wertes erkennbar. Dabei liegen die N min-werte bis zu einer N-Düngung von 18 kg N/ha zwischen 37 und 64 kg N min/ha. Lediglich in der Variante 12, in der die N-Düngungsgabe in den Bestand ausgebracht und eingearbeitet wurde, liegt der N min-wert bei einer N-Düngung von 124 kg N/ha mit 87 kg N min/ha höher. In der deutlich überdüngten Variante (3 kg N/ha) ist ein sehr hoher N min-wert von 139 kg N min/ha gemessen worden. Erträge und Rohproteingehalt Wehnen, , , ,2 8,1 8,1 7, ,6 7, ,7 7,7 7,8 7,6 7, , , , N-Düngestaffel Ertrag [dt TM/ha] Rohproteingehalt [%] Abbildung 85: Erträge und Rohproteingehalte von Silomais bei unterschiedlicher N-Düngung am Versuchsstandort in Wehnen, 216 Die Erträge am Versuchsstandort in Wehnen im Versuchsjahr 216 liegen zwischen 143 dt TM/ha in der ungedüngten Variante und 227 dt TM/ha in der mit 3 kg N/ha gedüngten Variante. Dabei nehmen die Erträge in der N-Düngestaffel mit zunehmender N-Düngung zu, ab einer N-Düngung ab 12 kg N/ha gibt es allerdings keine wesentlichen Ertragsunterschiede. Bei den mit 12 kg Gesamt-N organisch gedüngten Varianten liegen die Erträge zwischen 165 (Gärsubstrat 4) und 214 dt TM/ha (Gärsubstrat 1). Die Rohproteingehalte liegen zwischen 6,9 und 8,2 % [Abbildung 85]. 87

90 N-Bilanz [kg N/ha] Ertrag [dt TM/ha] Herbst-N min [kg N min/ ha] Versuchsbericht Ertragsoptimum, Erträge und Herbst-N min -Werte der N-Düngestaffel in Wehnen 216 Ertragsoptimum: 231 dt TM/ha Herbst-Nmin: 63 kg Nmin/ha N-Düngung: 2 kg N/ha Ertrag [dt TM/ha] Herbst-Nmin N-Düngung [kg N/ha] Abbildung 86: Ertragsoptimum, Erträge und Herbst-N min-werte der N-Düngestaffel in Wehnen, 216 Die Ernte-N min-werte sinken in den Varianten zum Vergleich der N-Düngestrategien mit einer Reduzierung der N-Düngung ab [Abbildung 86]. Das errechnete Ertragsoptimum liegt bei 231 dt TM/ha bei einer N-Düngung von 2 kg N/ha und einem simulierten Ernte-N min-wert von 63 kg N min/ha. Aufgrund des sehr flachen Kurvenverlaufs der Erträge (nur geringe Ertragsunterschiede) im Bereich der N-Düngung größer als 12 kg N/ha liegt das errechnete Ertragsoptimum entsprechend hoch. Es lassen sich aber mit einer Düngung von 12 kg N/ha fast gleich hohe Erträge erzielen. N-Bilanz Silomais Wehnen (648), Abbildung 87: N-Bilanz (N-Zufuhr* abzüglich der N-Abfuhr) bei unterschiedlicher N-Düngung zu Silomais am Versuchsstandort in Wehnen, 216 * keine Berücksichtigung der Ausbringungsverluste 88

91 Versuchsbericht 216 Die N-Bilanz errechnet sich aus der N-Zufuhr und der N-Abfuhr. Der Bilanzierungszeitraum bezieht sich dabei auf das Kalenderjahr 216 ( ). Wie bereits in den Vorjahren traten bis zu einer N-Düngung von 24 kg N/ha negative N-Salden auf. Bei einer weiteren Steigerung der N- Düngung lag die N-Bilanz im positiven Bereich 6 kg N/ha (3 kg N/ha). In allen Varianten zum Vergleich der N-Düngestrategien ist das N-Saldo negativ. Bei den getesteten Gärsubstraten liegen die N- Bilanzen zwischen -166 kg N/ha (Gärsubstrat 1) und -1 kg N/ha (Gärsubstrat 4) [Abbildung 87]. In dem Versuch bestätigen sich die langjährigen Ergebnisse für diese Standorte mit relativ hoher N-Nachlieferung im Silomaisanbau durch den flachen Verlauf der Ertragskurve. Mais nutzt den bodenbürtigen Stickstoff sehr gut aus. Bei einer N-Düngung über die N-Sollwert-Empfehlung hinaus ist ein deutlicher Anstieg der Herbst-N min-werte zu verzeichnen. 89

92 kg N/ha 6 kg N/ha 12 kg N/ha 18 kg N/ha 24 kg N/ha 3 kg N/ha 12 kg Geamt-N Gülle kg N/ha 6 kg N/ha 12 kg N/ha 18 kg N/ha 24 kg N/ha 3 kg N/ha 12 kg Geamt-N Gülle kg N/ha 6 kg N/ha 12 kg N/ha 18 kg N/ha 24 kg N/ha 3 kg N/ha 12 kg Geamt-N Gülle Variante späte Nmin kg N/ha 6 kg N/ha 12 kg N/ha 18 kg N/ha 24 kg N/ha 3 kg N/ha 12 kg Geamt-N Gülle N min [kg N/ha] Versuchsbericht Ergebnisse Werlte Am Versuchsstandort in Werlte wurde in 216 an insgesamt 7 Terminen der mineralische Stickstoffgehalt im Boden erfasst [Abbildung 88]. Dabei lag der Frühjahrs-N min-wert am bei 3 kg N min/ha ( 6 cm). Die Aussaat erfolgte am Frühjahrs-Nmin Aussaat Späte Frühjahrs- Ernte Nmin-Probenahme Ernte-Nmin Herbst-Nmin Abbildung 88: N min-probenahmetermine im Versuchsjahr 216 am Versuchsstandort in Werlte Für die zusätzlichen Varianten, in denen anhand der späten N min-probenahme im Sommer der Düngebedarf ermittelt wird, fand an insgesamt vier Terminen eine N min-probenahme in einer Bodentiefe von 6 cm statt. In 216 liegen diese zwischen 56 (ungedüngte Variante vom ) und 254 kg N min/ha (Variante mit 3 kg N/ha vom ) [Abbildung 89]. Dabei ist der Einfluss der N-Düngungshöhe, vor allem zu den beiden späteren Terminen im Juni erkennbar (N-Düngungsstufen) cm -3cm N min -Verlauf Mai bis Juni 216, Werlte Abbildung 89: Späte-Frühjahrs-N min-probenahme im Mai und Juni 216 in Werlte Die N min-proben wurden in einem Abstand von drei Wochen gezogen. In diesem Zeitraum stiegen bei der mit 3 kg/ha gedüngten Variante die N min-werte von 122 auf 254 kg N min/ha an. Dieser Anstieg ist ausschließlich auf die zunehmende Mineralisierung im Boden zurückzuführen und verdeutlicht die hohe N-Dynamik am Standort in Werlte. Eine aussagekräftige Spät-N min-probenahme ist unter diesen Standortbedingungen kaum möglich. In der Variante 6 kg N/ha liegen die N min-werte bei 94, 88, 8 und 9

93 N min [kg N/ha] Versuchsbericht kg N min/ha, das heißt, dass eine N-Düngeempfehlung nach der späten N min-methode von 9 bis 11 kg N/ha erfolgt. Die Ernte erfolgte am Die Bemessung des Ernte-N min-gehaltes wurde am durchgeführt. Dabei liegen alle N min-werte auf einem niedrigen Niveau zwischen 16 und 45 kg N min/ha. Lediglich in der Variante, in der die Aufdüngung anhand des späten N min-beprobungstermins erfolgte, liegt der N min-wert nach der Ernte mit 14 kg N min/ha sehr viel höher. Eine Möglichkeit dieses sehr hohen Ausreißers kann auf entsprechende Probenahmefehler zurückzuführen sein, da N-Düngung mit 11 kg N/ha erfolgte Ernte-N min -Werte Werlte kg N/ha 6 kg N/ha 12 kg N/ha 18 kg N/ha 24 kg N/ha 3 kg N/ha 12 kg Geamt- N Gülle Abbildung 9: Ernte-N min-werte unterschiedlicher N-Düngestrategien im Mais in Werlte KAS (SW 18 N min.) 14 Variante späte Nmin Probennahme G br. nach SW 8% anr. vor Saat 6-9cm 3-6cm -3cm G br. nach SW 8% anr.,5% v.saat-5% Bestand w. Var.11 nur G i.bestand eing. Im Vergleich der Ernte- und Herbst-N min-werte am Versuchsstandort in Werlte wird, ähnlich wie in Wehnen, eine Verlagerung des mineralischen Stickstoffgehalts im Boden erkennbar. Dennoch kommt es von der Ernte bis zum Beginn der Sickerwasserspende zu einem Anstieg der N min-werte. Besonders deutlich wird dieser in den sehr hoch gedüngten Varianten mit 24 und 3 kg N/ha. In der 24 kg N/ha gedüngten Variante liegt der N min-wert nach der Ernte bei 16 kg N min/ha, zu Beginn der Sickerwasserspende steigt dieser auf 118 kg N min/ha an, ähnlich wie in der mit 3 kg N/ha gedüngten Variante. Einen umgekehrten Verlauf hat die Variante mit später Probenahme. Dort werden nach der Ernte sehr hohe N min-werte gemessen, zu Sickerwasserbeginn dagegen sehr niedrige Werte. Warum die Werte der beiden Probenahmetermine so extrem unterschiedlich ausfallen, ist aus den Daten im Versuchsjahr 216 nicht zu erklären. Daher bleiben die weiteren Versuchsjahre abzuwarten. 91

94 Ertrag [dt TM/ha] N min [kg N/ha] Versuchsbericht Herbst-N min -Werte Werlte Abbildung 91: Herbst-N min-werte unterschiedlicher N-Düngestrategien im Mais in Werlte kg N/ha 6 kg N/ha 12 kg N/ha 18 kg N/ha 24 kg N/ha 3 kg N/ha 12 kg Geamt- N Gülle KAS (SW 18 N min.) Variante späte Nmin Probennahme G br. nach SW 8% anr. vor Saat G br. nach SW 8% anr.,5% v.saat-5% Bestand 6-9cm 3-6cm -3cm w. Var.11 nur G i.bestand eing. Erträge und Rohproteingehalte Werlte, ,7 6, 249 6, ,4 8,2 8, , 6, ,2 6,6 6,6 6, Ertrag [dt TM/ha] Rohproteingehalt [%] Abbildung 92: Erträge und Rohproteingehalte von Silomais bei unterschiedlicher N-Düngung am Versuchsstandort in Werlte, 216 Die Erträge am Versuchsstandort in Werlte im Versuchsjahr 216 liegen zwischen 195 dt TM/ha in der ungedüngten Variante und 263 dt TM/ha in der mit 3 kg N/ha gedüngten Variante. Dabei nehmen die Erträge in der N-Düngestaffel mit zunehmender N-Düngung zu, ab einer N-Düngung ab 12 kg N/ha gibt es allerdings keine wesentlichen Ertragsunterschiede mehr. Die mit 12 kg Gesamt-N aus Gülle gedüngten Varianten erzielte einen Ertrag von 24 dt TM/ha. Die Rohproteingehalte nehmen auch mit zunehmender N-Düngung zu und liegen zwischen 5,7 und 8,2 % [Abbildung 92]. 92

95 Ertrag [dt TM/ha] Herbst-N min [kg N min/ ha] Versuchsbericht 216 Ertragsoptimum, Erträge und Herbst-N min -Werte der N-Düngestaffel in Werlte Ertragsoptimum: 262 dt TM/ha Herbst-N min : 6 kg N min /ha N-Düngung: 2 kg N/ha Ertrag [dt TM/ha] 5 Herbst-Nmin N-Düngung [kg N/ha] Abbildung 93: Ertragsoptimum, Erträge und Herbst-N min-werte der N-Düngestaffel in Werlte, 216 Die Ernte-N min-werte sinken in den Varianten zum Vergleich der N-Düngestrategien mit einer Reduzierung der N-Düngung ab [Abbildung 93]. Deutlich wird dabei der extreme Anstieg der N min-werte zu Beginn der Sickerwasserspende bei einer N-Düngung größer als 18 kg N/ha. Das errechnete Ertragsoptimum liegt bei 262 dt TM/ha bei einer N-Düngung von 2 kg N/ha und einem simulierten Ernte-N min- Wert von 6 kg N min/ha. Allerdings ist der auf der Kurve liegende Herbst-N min-wert (theoretisch bemessen) viel geringer im Vergleich zu den ermittelten N min-werten in der 24 und 3 kg N/ha gedüngten Varianten. Aufgrund des sehr flachen Kurvenverlaufs der Erträge (nur geringe Ertragsunterschiede) liegt das errechnete Ertragsoptimum entsprechend hoch. N-Mineraldüngeräquivalente von Sauengülle (12 kg Gesamt-N) in Werlte in 216 1% 9% 8% 7% Erträge 216: 12 kg Gesamt-N Gülle: 24 dt TM/ha 12 kg Mineral-N: 249 dt TM/ha 6% 5% 4% 3% 2% 1% % 79% 12 kg Gesamt-N Abbildung 94: N-Mineraldüngeräquivalente von Schweinegülle bei Silomais bei 12 kg Gesamt-N/ha am Versuchsstandort in Werlte,

96 N-Bilanz [kg N/ha] Versuchsbericht 216 Das N-Mineraldüngeräquivalent (N-MDÄ) gibt die Nährstoffwirksamkeit von Wirtschaftsdüngern in Bezug zur Wirkung von Mineraldüngern an. Das N-MDÄ ist abhängig von der Witterung, der Fruchtart, der Düngungshöhe und der Düngerart. Die N-MDÄ wurde für die Variante mit 12 kg Gesamt-N aus organischer N-Düngung (Schweinegülle) berechnet. In 216 liegt die errechnete Wirksamkeit der Schweinegülle bei einer Ausbringung von 12 kg Gesamt-N bei 79% [Abbildung 94]. N-Bilanz Silomais Werlte (648), Abbildung 95: N-Bilanz (N-Zufuhr* abzüglich der N-Abfuhr) bei unterschiedlicher N-Düngung zu Silomais am Versuchsstandort in Werlte, 216 * keine Berücksichtigung der Ausbringungsverluste Die N-Bilanz errechnet sich aus der N-Zufuhr (der N-Düngung) und der N-Abfuhr (Ertrag und N-Gehalt des Ernteguts). Wie bereits in den Vorjahren und auch am Standort in Wehnen liegen die N-Salden von Silomais in jeder N-Düngungsvariante im z.t. deutlich negativen Bereich. Bei einer Steigerung der N- Düngung über den Sollwert hinaus lagen die N-Bilanzen zwischen -96 kg N/ha (24 kg N/ha) und -44 kg N/ha (3 kg N/ha). Die N-Salden der 12 kg N/ha gedüngten Variante und der Variante mit 12 kg Gesamt-N aus Schweinegülle unterschieden sich dabei nur kaum. Die nach Sollwert gedüngte Variante aus KAS hat ein N-Saldo von -144 kg N/ha. Bei den N-Salden der Varianten mit unterschiedlichen Düngungsterminen gibt es keinen signifikanten Unterschied, dabei liegen alle N-Bilanzen in einem Bereich zwischen -91 und -15 kg N/ha [Abbildung 95]. 94

97 Versuchsbericht Zusammenfassung Können auswaschungsgefährdete Reststickstoffgehalte nach Silomais durch eine möglichst präzise Einschätzung des N-Düngebedarfs gesenkt werden? Die späte N min-probenahme war im Jahr 216 in Wehnen aufgrund der hohen Abhängigkeit der N min- Werte vom Zeitpunkt des Probenahmetermins bedingt durch unterschiedliche Mineralisation eine nicht geeignete Methode zur N-Düngungsbemessung. Insgesamt ist die Aussagekraft der N min-werte am Standort in Werlte geringer, da diese größere Schwankungsbreite aufweisen als an anderen Standorten. Das zeigen auch die ungewöhnlichen Unterschiede zwischen Ernte- und Herbst-N min-wert. Die N min-werte in Wehnen unter der nach N-Sollwert mit KAS gedüngten Variante liegen nach der Ernte bei 19 kg N min/ha und nehmen bis zum Zeitpunkt der Probenahme im Herbst (25 kg N min/ha) nur leicht zu. Im Vergleich liegen die N min-werte sowohl nach der Ernte als auch zu Beginn der Sickerwasserspende in der nach Sollwert mit Schweinegülle (Anrechenbarkeit 8%) der beiden Düngestrategien etwas höher. Insgesamt liegen die N min-werte bei einer N-Düngung nach N-Sollwert, sowohl mineralisch als organisch gedüngt, auf einem niedrigen Niveau. Die N-Sollwert-Düngeempfehlung bestätigt sich im Versuchsjahr 216 an den beiden Standorten in Wehnen und Werlte. Welche Auswirkungen die N-Düngung auf die Nitratkonzentration im Sickerwasser hat, wird durch Sickerwasseranalysen am Standort in Wehnen durch das LBEG ausgewertet. Sind N-Düngestrategien wie die Spät-Frühjahrs-Nmin-Probenahme oder eine Reduzierung der Sollwertdüngung geeignet, um die Herbst-Nmin-Werte zu Beginn der Sickerwasserperiode zu reduzieren? Bei der Methode Spät-Frühjahrs-N min-probenahme erfolgte zunächst eine verhaltene Startdüngung von 6 kg N/ha. Dann wurde nach einer weiteren N min-untersuchung Ende Mai beziehungsweise Anfang Juni auf einen Sollwert von 18 kg N/ha nachgedüngt. In Wehnen wurde in 216 insgesamt 83 kg N/ha gedüngt, in Werlte wurde im Spät-Frühjahr ein deutlich geringerer N min-wert gemessen, sodass am eine Aufdüngung von zusätzlich 94 kg N/ha zu insgesamt 154 kg N/ha erfolgte. Die Ernte- N min-werte sowohl in Wehnen (49 kg N/ha) als auch in Werlte (14 kg N/ha) sind im Vergleich zu den ähnlich hoch gedüngten Varianten der N-Düngestaffel z.t. deutlich höher. Die Herbst-N min-gehalte steigen am Standort in Wehnen auf 64 kg N/ha und sinken am Standort in Werlte auf 29 kg N/ha ab. Mit der Festlegung des Probenahme-Termins im Spät-Frühjahr muss also gleichzeitig der Zeitpunkt der Mineralisation standortspezifisch erfasst werden. In Wehnen kam es einer Überschätzung der N-Nachlieferung, wobei die Methode der späten die N min-probenahme zu Mindererträgen führte. Die Unterschiede zwischen den Standorten zeigen, dass die Methode sehr genaue Erfahrungswerte für den jeweiligen Standort erfordert. 95

98 Versuchsbericht 216 Wie wirkt sich die Höhe der N-Düngung an verschiedenen Standorten auf die Erträge und die N- Dynamik im Boden aus? Die Erträge nehmen in 216 an beiden Standorten mit zunehmender Düngung in der N-Staffel zu. Ab einer Düngung von 18 kg N/ha zu Silomais stagnieren die Erträge auf ähnlichem Niveau. In allen ungedüngten Varianten sind die Erträge um mehr als 5 dt TM/ha geringer als in den nach N-Sollwert gedüngten Varianten. An den Standorten in Wehnen und Werlte bestätigt sich die Annahme, dass bei N-Düngung über dem N-Sollwert die N min-werte überproportional zunehmen bei nur sehr geringem Ertragszuwachs. Unter Silomais lagen die N-Bilanzen in allen Varianten bis zu einer N-Düngung von 18 kg N/ha im niedrigen Bereich zwischen -158 (Wehnen, Sollwert KAS) und 8 kg N/ha (Werlte, späte N min-probenahme). Die N-Bilanzen in Wehnen variieren zwischen -158 kg N/ha und +6 kg N/ha und weisen damit eine sehr große Schwankungsbreite in Abhängigkeit von der N-Düngung auf. Dabei gibt es einen Zusammenhang zwischen dem Saldoüberschuss und den Rest-N min-gehalten, denn die N-Salden liegen auch in den überdüngten Varianten im negativen bzw. ausgeglichenen Bereich. Anhand der hohen N min-gehalte im Herbst 216 wird deutlich, dass der Silomais neben der N-Düngung vor allem die bodenbürtige N- Nachlieferung nutzen kann. Welche Vor- und Nachteile der untersuchten Strategien in der grundwasserschutzorientierten Düngeberatung gibt es? Vorteile (+) Nachteile (-) Späte N min-probenahme: Die Möglichkeit der Abschätzung der standortspezifischen N-Nachlieferung. Mais kann aufgrund der guten zeitlichen Übereinstimmung von N-Mineralisation im Boden und N-Bedarf der Pflanze die standörtliche N-Nachlieferung des Standortes sehr gut nutzen, sodass eine Überdüngung so vermieden werden kann N-Sollwertdüngung: Für den N-Sollwert kann durch eine einfache Berechnung der benötigten Düngeraufwand abgeleitet werden Grundsätzlich: Die N-Düngestrategie sollte durch die Düngeberatung an die betriebs- und standortspezifischen Anforderungen angepasst werden Vegetationsbegleitende Untersuchungen wie z.b. die Methode des Nitratchecks oder die späte N min-probenahme können helfen, die Versorgung der Pflanzen einzuschätzen, um zu beurteilen, ob ein weiterer N-Düngebedarf besteht. Es besteht die Schwierigkeit den optimalen Zeitpunkt für die späte N min-beprobung im Frühjahr abzuschätzen Durch zusätzliche Analysen, wie z.b. der späten N min-probenahme oder dem Nitratcheck entsteht ein zusätzlicher Aufwand Bei Wirtschaftsdüngergaben zu mehreren Ausbringungszeitpunkten ist der Aufwand bezogen auf die Arbeitsgänge groß Die Ergebnisse aus den zusätzlichen Analysen müssen immer im Zusammenhang mit den Standorteigenschaften, dem Witterungsverlauf und der vorangegangenen Bewirtschaftung beurteilt werden Der Witterungsverlauf ist nur schwer vorherzusagen. Eine Vorhersage zu den Mineralisierungsbedingungen ist schwierig möglich. 96

99 Versuchsbericht N-Düngung im Maisanbau auf humusreichen Standorten (916) Versuchsfragen Wie hoch ist die Stickstoff-Nachlieferung auf humusreichen Standorten bei Mais? Kann ein Abschlag in der Höhe der N-Düngung über den Nt-Gehalt des Bodens bestimmt werden? Wie verändern sich die Nmin-Gehalte im Jahresverlauf unter Silomais auf humusreichen Standorten? Standorte mit bodenbürtig hoher N-Nachlieferung haben eine ausgeprägte N-Dynamik. Häufig entstehen solche Standorte nach Grünlandumbruch (bis zum 2. Jahrhundert) oder nach Grundwasserabsenkung auf Anmooren und Niedermooren. Diese Standorte werden dann als Quellenstandorte bezeichnet, dessen Bodeneffekte einen hohen Einfluss auf den N min-wert haben 1. Um den Ziel des Wasserschutzes der Reduktion des N min-wertes nach der Ernte bzw. im Herbst gerecht werden zu können, bedarf es bei der N-Düngung möglichst genauer N-Düngungs-Abschläge, um gleichzeitig Ertragseinbußen zu vermeiden. Nach mindestens drei Versuchsjahren erfolgt die zusammenfassende Auswertung Versuchsaufbau und Durchführung Für die weitere Untersuchung der N-Dynamik auf humusreichen Standorten wurde 215 auf zwei Versuchsstandorten in Ihlow (LK Aurich) und Wettmar (LK Hannover) ein Versuch angelegt, um die N- Nachlieferung entsprechender Standorte unter Silomais genauer untersuchen zu können. Die Ergebnisse aus 215 in Ihlow konnten aufgrund von Schwierigkeiten bei der technischen Durchführung nicht ausgewertet werden. Der Versuchsstandort Ihlow liegt im nordwestlichen Teil Niedersachsens. Der Humusgehalt des Standortes beträgt 27,2 %, bei einem N t-gehalt von,76 %. Aus dem C org von 15,8 % ergibt sich so ein relativ weites C- zu N-Verhältnis von 21. Der zweite Versuchsstandort befindet sich im Wasserschutzgebiet Fuhrberger Feld in Wettmar. Der Humusgehalt liegt bei 11,8 %, der Nt-Gehalt bei,51 %. Auf diesem Standort mit schwach humosen Sand und einem ph-wert von 6,2 liegt ein C/N-Verhältnis von 13 vor [Tabelle 16]. Tabelle 16: Standortdaten der Versuchsstandorte in Ihlow und Wettmar 216, Vers.-Nr.: 916 N min Humus Ort [kg N/ha] Bodenart ph [%] N t [%] C/N C org [%] 6 cm 3 cm Ihlow 38 a S 5,5 27,2, ,8 Wettmar 25 sh S 6,2 11,8, ,8 1 NLWKN, 21 97

100 Mineralische N- Düngestaffel Versuchsbericht 216 Insgesamt gibt es an jedem Standort neun N-Düngungsvarianten. Mit der N-Düngestaffel werden neben der ungedüngten Parzelle verschiedene N-Düngungsstufen [Tabelle 17] und eine deutlich überdüngte Variante zur statistischen Verrechnung, getestet. Neben diesen N-Stufen wird eine Variante getestet, deren Empfehlung aus einem Modell- und Pilotprojekt L5 entwickelt wurde 2. Dabei wird je nach Höhe des N t-gehaltes des Bodens ein schlagspezifischer Abschlag in der Höhe der N-Zufuhr vorgenommen, ohne dass es zu Ertragseinbußen kommen soll. Weiterhin wird eine regionalspezifische Variante Fuhrberger Feld nach der Methode von Springob untersucht 3. Alle N-Düngungsgaben erfolgen in mineralischer Form. Tabelle 17: Varianten mit entsprechender N-Düngungsstufe in Ihlow und Wettmar in 216 Variante Ihlow Wettmar [kg N/ha] N-Sollwert Abschlag L Abschlag regionalspezifisch Ergebnisse Ihlow Nmin-Werte Im Versuchsjahr 216 wurde in Ihlow unter guten Bedingungen am Silomais gesät. Die erste N-Düngungsgabe und die Grunddüngung erfolgten aufgrund des späten Aussaattermins am gleichen Tag. Am wurde ein Frühjahrs-N min-wert von 59 kg N/ha ermittelt [Abbildung 96]. Bei einer N-Düngung über 12 kg N/ha wurde die N-Düngung aufgeteilt, wobei die zweite N-Gabe am erfolgte. Um den Zeitpunkt der höchsten N-Mineralisation zu erfassen, wird in einigen Varianten zusätzlich zu den drei N min-probenahmeterminen (Frühjahr, Ernte, Herbst) ein später Frühjahrs-N min-wert ermittelt. Nach der Aussaat im Mai stiegen die Temperaturen, im Juni gab es neben ausreichend warmen Temperaturen auch Niederschläge, die den Aufwuchs des Mais begünstigten. Die damit einhergehende N-Mineralisation wird auch in der späten N min-probenahme am deutlich. Dabei liegt der späte N min-werte in der ungedüngten Varianten bei 291 kg N min/ha, in der mit 18 kg N/ha gedüngten Variante bei 563 kg N min/ha und in der nach Sollwert gedüngten Varianten bei 613 kg N min/ha [Abbildung 96]. Diese sehr hohen Werte belegen das hohe N-Mineralisationspotential dieser Standorte. 2 Höper et al.,214 3 Springob et al.,

101 kg N/ ha 4 kg N/ha 8 kg N/ha 12 kg N/ha 18 kg N/ha 24 kg N/ha SW-Düngung (122 kg N/ha) L5 (82 kg N/ha) regionalspezifische Variante (43 kg N/ha) N min [kg/ha] N min [kg/ha] Versuchsbericht Frühjahrs- und Spätfrühjahrs-N min -Wert 216 Ihlow Mischprobe kg N/ ha 18 kg N/ha SW-Düngung (122 kg N/ha) Abbildung 96: Frühjahrs- und Spät-Frühjahrs-N min-werte unter Silomais in Ihlow vom und Die Ernte erfolgte am Insgesamt war es ab Mitte Juni relativ trocken mit wenig Niederschlägen, dennoch waren keine Trockenschäden oder ein Wassermangel der Pflanzen erkennbar. Der Ernte-N min-wert wurde am ermittelt. Die Ernte-N min-werte nehmen bei einer Düngung über den N-Sollwert hinaus deutlich zu. In der mit 18 kg N/ha gedüngten Variante liegt dieser bei 93 kg N min/ha, in der mit 24 kg N/ha gedüngten Variante bei 136 kg N min/ha. Die Variante G3 wurde mit 82 kg N/ha gedüngt und entspricht mit einem Ernte-N min-wert von 38 kg N min/ha in etwa der Variante in der N-Düngestaffel. Ebenso die regionalspezifische Varianten, in der bei einer N-Düngung von 43 kg N/ha ein N min-wert von 31 kg N min/ha gemessen wurde [Abbildung 97] Frühjahrs-Nmin-Wert: 59 kg Nmin/ha (N-Angebot) Ernte-N min -Wert 216 Ihlow cm 3-6 cm -3 cm Abbildung 97: Ernte-N min-werte unter Silomais in Ihlow vom

102 Ertrag [dt TM/ha] Rohproteingehalt [%] Versuchsbericht Erträge Die Erträge am Versuchsstandort in Ihlow in einem Versuchsjahr mit optimalen Wachstumsbedingungen liegen zwischen 154 dt TM/ha in der ungedüngten Variante und 227 dt TM/ha in der mit 24 kg N/ha gedüngten Variante. Dabei nehmen die Erträge in der N-Düngestaffel mit zunehmender N-Düngung zu, bei einem insgesamt relativ flachen Verlauf der Ertragskurve. Die nach N-Sollwert gedüngte Variante erzielte einen Ertrag von 21 dt TM/ha. Bei den Abschlagsverfahren nach L5 liegt der Ertrag bei 24 dt TM/ha, in der regionalspezifischen Variante ist der Ertrag ggü. der Sollwertdüngung mit 192 dt TM/ha deutlich geringer. Die Rohproteingehalte (Sorte Tokala) nehmen auch mit zunehmender N- Düngung zu und liegen zwischen 5,9 und 7,5 % [Abbildung 98]. Erträge und Proteingehalte 216 Ihlow ,9 6,3 6,7 6, ,5 7,2 7,1 6,7 6,3 1, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1,, Abbildung 98: Erträge und Rohproteingehalte vom Silomais bei unterschiedlicher N-Düngung am Versuchsstandort in Ihlow 216 Das Ertragsoptimum errechnet sich aus den Ertragsdaten der N-Düngestaffel und der dazugehörigen N- Düngungsmenge. Weiterhin wird neben einem Produktpreis (Marktpreis für Silomais) auch ein Faktorpreis (pro kg mineralischem N-Dünger) angenommen. Am Versuchsstandort in Ihlow in 216 ergibt sich daraus bei einer optimalen N-Düngung von 176 kg N/ha ein Optimalertrag von 226 dt TM/ha. Damit liegt dieser nur knapp unter dem erreichten Höchstertrag. Aufgrund der guten Erträge in allen N- Düngungsvarianten und dem damit verbundenen relativ flachen Kurvenverlaufs liegen auch die errechneten Optimumswerte auf einem relativ hohen Niveau. Betrachtet man gleichzeitig den polynomischen Kurvenverlauf der Ernte-N min-werte, wird deutlich, dass der N min-wert auf Grundlage der Berechnung bei ca. 8 kg N min/ha liegt. Aus Wasserschutzsicht muss ein geringerer Rest-N min-gehalt nach der Ernte angestrebt werden. In der Sollwertdüngungsvariante ist der Ertrag nur unwesentlich geringer, dieses hat 1

103 N min [kg/ha] Ernte-N min [kg /ha] Ertrag [dt TM/ha] Versuchsbericht 216 aber eine Reduzierung des N min-wertes um fast die Hälfte zur Folge. In den Varianten L5 und der regionalspezifischen Variante sind die Erträge niedriger bei nur unwesentlich geringeren Rest-N min-gehalten [Abbildung 99] Erträge, errechnetes Ertragsoptimum und Ernte-N min -Werte Ihlow Errechnete optimale N-Düngung: 176 kg N/ha N-Düngung [kg N/ha] Ernte-Nmin Ertrag N-Düngungsstufen Ertrag SW-Düngung Ertrag Ertrag G3 L5 Ertrag Ertrag Springob regionalspezifisch 5 Abbildung 99: Erträge bei unterschiedlichen N-Düngungsvarianten, errechnetes Ertragsoptimum (bei einem Produktpreis von 11 /t und einem Faktorpreis von 1 /kg) und Ernte-N min-werte in Ihlow unter Silomais, Ergebnisse Wettmar Nmin-Werte Die Aussaat des Silomais am Versuchsstandort im Fuhrberger Feld (Wettmar) erfolgte am Eine N min-beprobung am ergab einen Frühjahrs-N min-wert von 29 kg N/ha [Abbildung 1]. Mit der Aussaat erfolgte auch die Grunddüngung. Die N-Düngung wurde an zwei Terminen durchgeführt. Bei einer N-Düngung über 12 kg N/ha wurde die N- Düngung aufgeteilt, wobei die erste N-Gabe am und die zweite N-Gabe am erfolgte Frühjahrs-N min -Wert Wettmar cm 3-6 cm -3 cm Abbildung 1: Frühjahrs-N min-wert vom am Versuchsstandort in Wettmar 11

104 N min [kg/ha] Versuchsbericht 216 Die Ernte erfolgte am Der Ernte-N min-wert wurde am ermittelt. Die Ernte-N min- Werte nehmen mit einer Steigerung der N-Düngung zu. In der mit 4 kg N/ha gedüngten Variante ist der Nmin-Wert mit 3 kg N min/ha am geringsten. Die nach Sollwert gedüngte Varianten (135 kg N/ha) weist einen geringeren N min-wert mit 45 kg N min/ha auf, als die Vergleichsvariante in den N-Steigerungsstufen (bei 12 kg N/ha ein N min-wert von 59 kg N min/ha). In der mit 18 kg N/ha gedüngten Variante liegt dieser bei 74 kg N min/ha, in der mit 24 kg N/ha gedüngten Variante bei 112 kg N min/ha. Die Variante L5 ist mit 95 kg N/ha gedüngt, wobei der Ernte-N min-wert bei 4 kg N min/ha liegt. Die regionalspezifische Variante wurde mit 53 kg N/ha gedüngte und weist einen Ernte-N min-wert von 38 kg N min/ha auf. Insgesamt liegen die N min-werte bis zu einer N-Düngung bis zum Sollwert auf einem relativ niedrigen Niveau [Abbildung 11] Ernte-N min -Wert Wettmar cm 3-6 cm 6-9 cm Abbildung 11: Ernte-N min-werte unter Silomais in Wettmar vom Erträge Die Erträge am Versuchsstandort in Wettmar liegen zwischen 118 dt TM/ha in der ungedüngten Variante und 224 dt TM/ha in der mit 18 kg N/ha gedüngten Variante. Dabei nehmen die Erträge in der N- Düngestaffel mit zunehmender N-Düngung zu, die Erträge in den mit 18 bzw. 24 kg N/ha gedüngten Varianten unterscheiden sich dabei nicht. Die nach N-Sollwert gedüngte Variante erzielte einen Ertrag von 215 dt TM/ha, ähnlich wie der Ertrag in der nach N-Sollwert gedüngten Varianten in Ihlow. Bei den Abschlagsverfahren nach G3 liegt der Ertrag bei 189 dt TM/ha, in der regionalspezifischen Variante ist der Ertrag mit 146 dt TM/ha deutlich geringer als in den anderen getesteten Varianten. Die Rohproteingehalte liegen zwischen 6,3 und 7,5 % [Abbildung 12]. Auffällig ist, dass der in der Literatur genannte Wert von ±7% Rohrproteingehalt Beratungsempfehlung für die N-bedarfsgerechte Düngung sich bei der Sorte Tokala an beiden Standorten bestätigt. 12

105 Ertrag [dt TM/ha] Rohproteingehalt [%] Versuchsbericht 216 Erträge und Proteingehalte 216 Wettmar ,6 6,3 6,4 6, ,3 7,5 7, ,5 6,3 1, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1,, Abbildung 12: Erträge und Rohproteingehalte vom Silomais bei unterschiedlicher N-Düngung am Versuchsstandort in Wettmar 216 Am Versuchsstandort in Wettmar in 216 ergibt sich daraus bei einer errechneten optimalen N-Düngung von 28 kg N/ha bei einem Optimalertrag von 225 dt TM/ha [Abbildung 13]. Aufgrund des steilen Kurvenverlaufs bis zur höchsten N-Düngungsstufe kommt es nicht zum abknickenden Ast im polynomischen Kurvenverlauf und entsprechend liegt der errechnete Optimumswert auf einem sehr hohen Niveau. Betrachtet man gleichzeitig den polynomischen Kurvenverlauf der Ernte-N min-werte, wird deutlich, dass dieser sich noch steiler als der Ertragskurvenverlauf verhält. Dabei liegt der N min-wert auf Grundlage der Berechnung bei ca. 95 kg N min/ha. Aus Wasserschutzsicht muss ein geringerer Rest-N min- Gehalt nach der Ernte angestrebt werden. Für eine Interpretation in Bezug auf ein Optimum ist der errechnete Wert, aufgrund der Zunahme des Ertrags bis zur höchsten Düngungsstufe, nicht geeignet. Der in 216 mit 215 dt TM/ha nur unwesentlich geringere Ertrag der N-Sollwertdüngung hat eine Reduzierung des N min-wertes um die Hälfte zur Folge. Der Ertrag unter der N-Sollwertdüngung bestätigt sich daher durch eine angemessene Ertragshöhe und einen geringen Rest-N min-gehalt nach der Ernte. In den Varianten L5 und das regionalspezifische Verfahren, sind zwar ähnliche Rest-N min-gehalt wie in der Sollwertvariante von ca. 4 kg N min/ha im Boden nach der Ernte ermittelt, allerdings bei geringeren Erträgen [Abbildung 13]. 13

106 Ernte-N min [kg /ha] Ertrag [dt TM/ha] Versuchsbericht Erträge, errechnetes Ertragsoptimum und Ernte-N min -Werte Wettmar kg N min /ha kg N/ha N-Düngung [kg N/ha] Ernte-Nmin-Wert Ertrag N-Düngungsstufen Ertrag SW-Düngung Ertrag Ertrag G3L5 Ertrag Ertrag Springob regionalspezifisch errechnetes Ertragsoptimum Abbildung 13: Erträge bei unterschiedlichen N-Düngungsvarianten, errechnetes Ertragsoptimum und Ernte- N min-werte in Wettmar unter Silomais,

107 Versuchsbericht Zusammenfassung Wie hoch ist die Stickstoff-Nachlieferung auf humusreichen Standorten bei Mais? Um die Stickstoff-Nachlieferung von humusreichen Standorten im Silomaisanbau erfassen zu können, wurde an zwei Versuchsstandorten in Ihlow (LK Aurich, 27% Humus) und Wettmar (LK Celle, 12 % Humus) ein Versuch mit einer mineralischen N-Düngestaffel und mit Varianten zu regionalspezifischen N-Düngeabschlägen anhand des Nt-Gehaltes, angelegt. Dabei wird deutlich, dass der Frühjahrs-N min- Wert auf beiden Standorten mit 59 kg N min/ha (Ihlow) und 29 kg N min/ha (Wettmar) auf einem für diese Bodenklimaräume typischen Niveau liegen. In Ihlow wurde zusätzlich ein später N min-wert ermittelt, der in der ungedüngten Parzelle bei 291 kg N min/ha am lag und damit das N-Mineralisationspotential dieser Standorte belegt. Die Rest-N min-gehalte nach der Ernte steigen auf den nachliefernden Standorten bei einer N-Düngung über den Sollwert hinaus für Silomais typisch exponentiell stark an bei annähernd gleichen Erträgen. Es wird deutlich, dass bei der Bemessung der Höhe des N-Düngeabschlages ohne Ertragseinbußen neben dem Nt-Gehalt die Witterung im Frühjahr entscheidend ist. Um hohe Rest-N min-gehalte nach der Ernte zu vermeiden, kann zusätzlich die späte N min-beprobung im Sommer als Hilfestellung bei der Bemessung der erforderlichen N-Düngung dienen. Dabei ist die Betrachtung des Verlaufs der Witterung entscheidend, um auf humusreichen Standorten maximale N-Düngeabschläge machen zu können. Kann ein Abschlag in der Höhe der N-Düngung über den Nt-Gehalt des Bodens bestimmt werden? Im Versuchs wird in den Varianten L5 und dem regionalenspezifischen Verfahren angenommen, dass die bodenbürtige N-Nachlieferung auf humusreichen Standorten im Wesentlichen durch Nt-Gehalt bestimmt wird. Dabei soll der Nt-Gehalt als Maß für die Höhe von N-Düngeabschlägen im Maisanbau genutzt werden. Entsprechende N-Düngeabschläge wurden auf Grundlage der Nt-Gehalte nach den Verfahren L5 und der regionalspezifischen Variante abgeleitet. Mit einem N-Düngeabschlag von 6 kg N/ha (Verfahren L5) wurden geringere Silomais-Erträge im Vergleich zur N-Sollwert-Variante erzielt. Die Rest-N min-gehalte beider Varianten unterschieden sich dabei nur unwesentlich. Höhere N- Düngeabschlage von mehr als 6 kg N/ha (regionalspezifische Variante) führten im sehr guten Anbaujahr 216 auf beiden Standorten zu signifikanten Mindererträgen, bei nahezu gleichen Rest-N min-werten. Zur Validierung der jeweiligen Abschlagsverfahren sind weitere Versuche erforderlich. Wie verändern sich die Nmin-Gehalte im Jahresverlauf unter Silomais auf humusreichen Standorten? Um den Verlauf der N min-gehalte auf humusreichen Standorten abschätzen zu können, wurde am Standort in Ihlow neben der Frühjahrs- und Ernte-Beprobung zusätzlich eine späte N min-probe am genommen. Um den Jahresverlauf auf humusreiche Standorte beziehen zu können, muss neben einer monatlichen Beprobung die gleichzeitige Betrachtung der Witterungsdaten erfolgen. Humusreiche 15

108 Versuchsbericht 216 Standorte sind in der Regel im Winter wassergesättigt und durch die niedrigen Temperaturen im Winter/Frühjahr meist sehr lange kalt und nass. Daher beginnt die Mineralisation meist erst, wenn der Boden weniger Wasser enthält und die Temperaturen steigen. Sobald dieser Zeitpunkt erreicht ist, ist die N- Nachlieferung im Vergleich zu anderen Standorten höher, was bei der Planung der N-Düngungshöhe, gerade in Gebieten mit Bedeutung für den Wasserschutz, in Form von Abschlägen berücksichtigt werden sollte. 16

109 Versuchsbericht Regionalspezifische Strategien zur grundwasserschutzorientierten Winterweizendüngung (612) Versuchsfragen Welche Maßnahmen eignen sich regionalspezifisch zur grundwasserschutzorientierten N- Düngung von Winterweizen? In einem vom Fachbereich Pflanzenbau, Saatgut durchgeführten Versuch zur N-Düngung von Winterweizen wurden 215 an verschiedenen Standorten [Abbildung 14] Varianten angelegt um unterschiedliche, regionalspezifische Strategien zur grundwasserschutzorientierten N-Düngung zu untersuchen. Abbildung 14: Lage der Versuchsstandorte zur grundwasserschutzorientierten Winterweizendüngung im Versuchsjahr 216 Die N-Düngeempfehlungen der LWK (N-Sollwert und Korrekturfaktoren) sind auf der Internetseite der LWK verfügbar. Die empfohlene Aufteilung der N-Düngung zu Winterweizen wird in drei Gaben unterteilt, die erste zu Vegetationsbeginn, die zweite zum Schossen und eine dritte zum Ährenschieben [Abbildung 15]. 17

110 Versuchsbericht 216 Abbildung 15: Aufteilung der N-Düngung zu Winterweizen 1 Die regionalspezifischen Maßnahmen zur grundwasserschutzorientierten Gestaltung der N-Düngung werden abhängig von den Standortbedingungen und eigenschaften [siehe bis ] durchgeführt [Tabelle 18]. Neben einer festen N-Düngestaffel werden zusätzliche Varianten angelegt. Dabei werden für jeden Versuchsstandort entsprechend der Standorteigenschaften Annahmen getroffen, wodurch eine standortspezifische Reduzierung der N-Düngung vorgenommen werden kann. In einigen Wasserschutzvarianten (WSG) wurde beispielsweise auf die dritte N-Düngergabe zum Ährenschieben (Spätgabe) verzichtet, oder die Spätgabe wurde reduziert, beziehungsweise vorgezogen. Die Reduzierung der Spätgabe kann dazu beitragen, die Ernte-N min-werte zu senken, da besonders bei Frühsommertrockenheit die Gefahr besteht, dass die Pflanzen den spät gedüngten Stickstoff nicht mehr vollständig aufnehmen können. 1 KNITTEL und ALBERT, 23 18

111 Versuchsbericht 216 Tabelle 18: Versuch zu N-Düngestrategien zu Winterweizen verschiedener Standorte in Niedersachsen; Gestaltung der regionalspezifischen Wasserschutzvariante - Übersicht Standort Wasserschutzvariante Winterweizen mit Blattvorfrucht Borwede (LK Diepholz) Hamerstorf (LK Uelzen) Höckelheim (LK Northeim) Otterndorf (LK Cuxhaven) Reduktion der N-Düngung um 15%; Verteilung auf 2 Gaben Reduktion der N-Düngung um 3 kg (N2); geteilte Spätgabe; N-Form Piamon, KAS Um 1 kg N/ha reduzierte Startgabe; N-Form ASS, KAS Keine Wasserschutzvariante Winterweizen mit Getreidevorfrucht Otterham (LK Aurich) Poppenburg (LK Hildesheim) Königslutter (LK Helmstedt) Keine Wasserschutzvarinate; Vergleichsvariante N stabilisiert in 2 Gaben Reduzierung der Sollwert-Düngung um 25 kg N/ha; N-Form ASS, KAS; Düngung in 3 Gaben; Abschlussgabe in EC 32 Reduktion der N-Düngung auf 23 kg N/ha; Verteilung auf 3 Gaben; N-Form ASS, KAS, Entec; vorgezogene Abschlussgabe zu EC 34 mit Entec Neben einer N-Staffel mit 6 Düngungsstufen und der Wasserschutzvariante, wurden weitere Düngesysteme mit differenzierter N-Verteilung und jahresspezifischer Anpassung der N-Gaben in Menge und Zeit (Nitrachek, ISIP) untersucht Ergebnisse Borwede (Blattweizen) Am Versuchsstandort Borwede erfolgte die Aussaat des Winterweizens nach Vorfrucht Kartoffel am Am wurde ein Frühjahrs-N min-wert von 59 kg N min/ha ermittelt [Tabelle 19]. Für die Ermittlung einer regionalspezifischen N-Düngestrategie wurden folgende Annahmen getroffen: - N-Nachlieferung aus dem Boden im Frühsommer, - hohes Ertragspotential durch standortbedingte N-Nachlieferung, - gute N-Aufnahme und N-Verwertung (gute Witterungsbedingungen vorausgesetzt). Tabelle 19: Standorteigenschaften und Frühjahrs-N min-wert am Versuchsstandort Borwede 216 N min [kg N/ha] Ackerzahl [mg/1 g] P K Mg Bodenart ph 3 cm 3 6 cm 6 9 cm Uls 5,5 9, 16, 7, 19

112 N-Angebot [kg N/ha] Versuchsbericht 216 Das N-Angebot der verschiedenen Varianten im Winterweizenversuch in ist in Abbildung 16 dargestellt. Bei einem N min-wert von 59 kg N min/ha liegt das N-Angebot der N-Sollwertdüngung im Versuchsjahr 216 bei 23 kg N/ha. N-Angebot 216 Borwede (Blatt) ohne N Sw-6kg SW-3kg SW SW+3kg SW+6kg Nitrachek WSG Abbildung 16: N-Angebot der unterschiedlichen Varianten im Winterweizenversuch Borwede 216 Die Ernte des Winterweizens und die anschließende Ermittlung der Ernte-N min-werte erfolgte am Die Reststickstoffgehalte im Boden nach der Ernte am Versuchsstandort Borwede liegen in allen Varianten auf einem niedrigen Niveau zwischen 32 und 55 kg N min/ha. Die geringsten Gehalte sind unter der ungedüngten Parzelle (32 kg N min/ha) und der Wasserschutzvariante (N-Sollwert 15%; 34 kg N min/ha) vorzufinden. Bei einer N-Düngung über den N-Sollwert hinaus steigen die N min-werte bis auf 55 kg N min/ha an (N-Sollwert + 6 kg N/ha). 11

113 Ertrag [dt TM/ha] Rohproteingehalt [%] Ernte-N min [kg/ha] Versuchsbericht Ernte-N min -Werte zu Winterweizen (Blattweizen), Borwede Frühjahrs-Nmin-Wert: 59 kg Nmin/ha (N-Angebot) N- Sollwert- Düngung -3 cm 3-6 cm 6-9 cm Wasserschutzvariante ohne N SW - 6 kg SW - 3 kg SW SW + 3 kg SW + 6 kg Nitrachek WSG Abbildung 17: Ernte-N min-werte nach Winterweizen (Blatt) am Versuchsstandort Borwede 216 Die Erträge liegen zwischen 57 dt TM/ha (ohne N-Düngung) und 93 dt TM/ha (N-Sollwertvariante). Der höchste Ertrag wurde in der mit N-Sollwert + 6 kg N/ha gedüngten Variante mit 98 dt TM/ha erreicht. Die Variante zum Nitratchek und die Wasserschutzvariante konnten ebenfalls Erträge in einer ähnlichen Höhe im Vergleich zu den anderen Varianten erzielen. Die Proteingehalte liegen zwischen 1,7% (ohne N-Düngung) und 15,2 % (SW + 6 kg N/ha). In der nach N-Sollwert gedüngten Variante liegt der Proteingehalt bei 14,5%. Der in der Wasserschutzvariante ermittelte Proteingehalt liegt mit 13,2% um 1,3% niedriger als in der N-Sollwertvariante Erträge und Proteingehalte 216 Borwede (Blatt) ,2 14,1 14,5 15,1 15,2 14,4 13,2 1,7 ohne N Sw-6kg SW-3kg SW SW+3kg SW+6kg Nitrachek WSG 2, 18, 16, 14, 12, 1, 8, 6, 4, 2,, Abbildung 18: Erträge und Proteingehalte nach Winterweizen (Blatt) am Versuchsstandort Borwede

114 N-Entzug [kg N/ha] Versuchsbericht 216 Die N-Abfuhr nach Winterweizen am Versuchsstandort Borwede liegen zwischen -92 (ungedüngte Varianten) und -225 kg N/ha (N-Sollwert + 6 kg N/ha). In der Wasserschutzvariante war die N-Abfuhr mit -191 kg N/ha etwas geringer als in der nach N-Sollwert gedüngten Variante. N-Abfuhr 216 Borwede (Blatt) ohne N Sw-6kg SW-3kg SW SW+3kg SW+6kg Nitrachek WSG Abbildung 19: N-Abfuhr der unterschiedlichen Varianten zur Winterweizendüngung am Versuchsstandort Borwede Hamerstorf (Blattweizen) Am Versuchsstandort Hamerstorf wurde der Winterweizen nach der Vorfrucht Kartoffel am ausgesät. Am wurde ein Frühjahrs-N min-wert von 9 kg N min/ha ermittelt [Tabelle 2]. Für die Ermittlung einer regionalspezifischen N-Düngestrategie wurden folgende Annahmen getroffen: - Geringe N-Nachlieferung aus dem Boden im Frühsommer, - hohe Auswaschungsgefährdung aufgrund der Standorteigenschaften (Sand) Tabelle 2: Standorteigenschaften und Frühjahrs-N min-wert am Versuchsstandort Hamerstorf 216 N min [kg N/ha] Ackerzahl [mg/1 g] P K Mg Bodenart ph 3 cm 3 6 cm 6 9 cm Ss 5,7 1, 7, 3, Das N-Angebot im Winterweizenversuch Hamerstorf der fünf verschiedenen Varianten ist in Abbildung 11 dargestellt. Die Höhe der N-Sollwertdüngung und die Wasserschutzvariante unterscheiden sich, anders als am Versuchsstandort in Borwede, mit 3 kg N/ha bei einem N-Angebot in der N-Sollwertvariante von 229 kg N/ha und von 199 kg N/ha in der Wasserschutzvariante deutlich. 112

115 N-Angebot [kg N/ha] Versuchsbericht 216 N-Angebot 216 Hamerstorf (Blatt) ohne N SW SW+6kg Nitrachek WSG Abbildung 11: N-Angebot der unterschiedlichen Varianten im Winterweizenversuch Hamerstorf 216 Die Ernte des Winterweizens erfolgte am , die anschließende Ermittlung der Ernte-N min- Werte wurde am durchgeführt. Die Reststickstoffgehalte im Boden nach der Ernte am Versuchsstandort Hamerstorf liegen in allen Varianten auf einem niedrigen Niveau zwischen 2 und 35 kg N min/ha. Die geringsten Gehalte sind unter der deutlich überdüngten Variante (2 kg N min/ha) und der Wasserschutzvariante (22 kg N min/ha) vorzufinden. Aufgrund der N min-werte nach der Ernte kann angenommen werden, dass es am Versuchsstandort Hamerstorf im Versuchsjahr 216 keinen Zusammenhang zwischen der Höhe der N-Düngung und den Rest-N min-gehalten im Boden nach der Ernte gibt. In Juni 216 kam es am Standort Hamerstorf zu Niederschlägen von knapp 12 mm [Abbildung 163]. Möglich wäre daher, dass es auf dem leichten Standort in Hamerstorf bereits vor der Ernte zu Auswaschung aus dem Wurzelhorizont gekommen ist und die Höhe der Ernte-N min-werte nicht auf die Höhe der N-Düngung zurückzuführen sind. Für genauere Aussagen und Rückschlüsse auf eine evtl. Verlagerung vor der Ernte bleiben die Sickerwasseruntersuchungen im Rahmen der Wasserschutzversuche durch das LBEG am Versuchsstandort Hamerstorf abzuwarten. 113

116 Ertrag [dt TM/ha] Rohproteingehalt [%] Ernte-N min [kg/ha] Versuchsbericht cm 3-6 cm 6-9 cm Ernte-N min -Werte zu Winterweizen (Blattweizen), Hamerstorf N-Sollwert- Düngung Wasserschutzvariante ohne N SW SW + 6 Nitrachek WSG Abbildung 111: Ernte-N min-werte nach Winterweizen (Blatt) am Versuchsstandort Hamerstorf Die Erträge liegen zwischen 32 dt TM/ha (ohne N-Düngung) und 94 dt TM/ha (N-Sollwertvariante). Die Variante mit Nitratcheck und die Wasserschutzvariante konnten ebenfalls Erträge in einer ähnlichen Höhe im Vergleich zu den anderen Varianten erzielen. Die Proteingehalte liegen zwischen 9,3% (ohne N-Düngung) und 15,1 % (Nitratchek). In der nach Sollwert gedüngten Variante liegt der Proteingehalt bei 13,5 % und damit um 1,6 % niedriger als in der Nitratchekvariante [Abbildung 112]. Erträge und Proteingehalte 216 Hamerstorf (Blatt) ,5 15,1 12,3 12,8 9,3 ohne N SW SW+6kg Nitrachek WSG 2, 18, 16, 14, 12, 1, 8, 6, 4, 2,, Abbildung 112: Erträge und Proteingehalte nach Winterweizen (Blatt) am Versuchsstandort Hamerstorf

117 N-Entzug [kg N/ha] Versuchsbericht 216 Die N-Abfuhren nach Winterweizen am Versuchsstandort Hamerstorf liegen zwischen -46 (ungedüngte Varianten) und -212 kg N/ha (Nitratchek). In der N-Sollwert-Variante sind die N-Entzüge mit -192 kg N/ha höher als in der nach N-Sollwert + 6 kg N/ha gedüngten Variante [Abbildung 113]. N-Abfuhr 216 Hamerstorf (Blatt) ohne N SW SW+6kg Nitrachek WSG Abbildung 113: N-Abfuhren der unterschiedlichen Varianten zur Winterweizendüngung am Versuchsstandort Hamerstorf, Höckelheim (Blattweizen) Am Versuchsstandort Höckelheim wurde der Winterweizen nach der Vorfrucht Zuckerrübe am ausgesät. Am wurde ein Frühjahrs-N min-wert von 69 kg N min/ha ermittelt [Tabelle 21]. Für die Ermittlung einer regionalspezifischen N-Düngestrategie wurden folgende Annahmen getroffen: - späte N-Mineralisierung des Rübenblattes, - Berücksichtigung der Entwicklung und des N-Düngungszeitpunktes relevant. Tabelle 21: Standorteigenschaften und Frühjahrs-N min-wert am Versuchsstandort Höckelheim 216 N min [kg N/ha] Ackerzahl [mg/1 g] P K Mg Bodenart ph 3 cm 3 6 cm 6 9 cm Ut3 6,5 7, 13, 6, Das N-Angebot im Winterweizenversuch in Höckelheim der acht verschiedenen Varianten ist in Abbildung 114 dargestellt. Dieses ist liegt bei der N-Sollwertdüngung bei 231 kg N/ha. In der Wasserschutzvariante wurden insgesamt 15 kg N/ha ausgebrach (N-Angebot 219 kg N/ha). Das größte N- Angebot mit 29 kg N/ha liegt unter der mit Sollwert + 6 kg N/ha gedüngten Variante. 115

118 Ernte-N min [kg/ha] N-Angebot [kg N/ha] Versuchsbericht 216 N-Angebot 216 Höckelheim (Blatt) ohne N Sw-6kg SW-3kg SW SW+3kg SW+6kg ISIP WSG Abbildung 114: N-Angebot der unterschiedlichen Varianten im Winterweizenversuch Höckelheim 216 Die Ernte des Winterweizens erfolgte am Die Reststickstoffgehalte im Boden nach der Ernte am Versuchsstandort Höckelheim liegen in allen Varianten auf einem niedrigen Niveau zwischen 28 und 49 kg N min/ha. Die geringsten Gehalte sind unter der ISIP Variante (28 kg N min/ha) und der Wasserschutzvariante (32 kg N min/ha) vorzufinden [Abbildung 115]. Aufgrund der N min-werte nach der Ernte kann angenommen werden, dass es am Versuchsstandort Höckelheim im Versuchsjahr 216 keinen eindeutigen Zusammenhang zwischen der Höhe der N-Düngung und den Rest-N min-gehalten im Boden nach der Ernte gibt. 15 Ernte-N min -Werte zu Winterweizen (Blattweizen), Höckelheim -3 cm 3-6 cm 6-9 cm 1 N- Sollwert- Düngung Wasserschutzvariante Abbildung 115: Ernte-N min-werte nach Winterweizen (Blatt) am Versuchsstandort Höckelheim

119 Ertrag [dt TM/ha] Rohproteingehalt [%] Versuchsbericht 216 Die Erträge schwanken zwischen 94 dt TM/ha (ohne N-Düngung) und 119 dt TM/ha (ISIP). Mit einer Grenzdifferenz von 4 dt TM/ha und einem durchschnittlichen Ertrag von 116 dt TM/ha liegen die Erträge bis auf in der ungedüngten Variante alle auf einem gleichen Niveau. Die Proteingehalte liegen zwischen 1,7% (ohne N-Düngung) und 13,4 % (ISIP). In der nach N-Sollwert gedüngten Variante liegt der Proteingehalt bei 12,7% und damit nur um,4% niedriger als in der Wasserschutzvariante [Abbildung 116]. Erträge und Proteingehalte 216 Höckelheim (Blatt) , 12,2 12,7 12,2 13,1 13,4 13,1 1,7 ohne N Sw-6kg SW-3kg SW SW+3kg SW+6kg ISIP WSG 2, 18, 16, 14, 12, 1, 8, 6, 4, 2,, Abbildung 116: Erträge und Proteingehalte nach Winterweizen (Blatt) am Versuchsstandort Höckelheim 216 Die N-Abfuhren nach Winterweizen am Versuchsstandort Höckelheim liegen zwischen -152 (ungedüngte Varianten) und -24 kg N/ha (ISIP) und sind damit deutlich höher als am Versuchsstandort Hamerstorf. In der Wasserschutzvariante ist die N-Abfuhr mit -233 kg N/ha etwas höher als in der nach N- Sollwert gedüngten Variante mit -223 kg N/ha [Abbildung 117]. 117

120 N-Entzug [kg N/ha] Versuchsbericht 216 N-Abfuhr 216 Höckelheim (Blatt) ohne N Sw-6kg SW-3kg SW SW+3kg SW+6kg ISIP WSG Abbildung 117: N-Abfuhren der unterschiedlichen Varianten zur Winterweizendüngung am Versuchsstandort Höckelheim Otterndorf (Blattweizen) Am Versuchsstandort Otterndorf erfolgte die Aussaat des Winterweizens nach Vorfrucht Winterraps am Am wurde ein Frühjahrs-N min-wert von 3 kg N min/ha ermittelt [Tabelle 2]. Für die Ermittlung einer regionalspezifischen N-Düngestrategie wurden folgende Annahmen getroffen: - schwerer Marschstandort mit einem hohen Ertragspotential, - aufgrund der Lage außerhalb vom WSG-Gebiet keine Wasserschutzvariante - N-Düngestaffel Tabelle 22: Standorteigenschaften und Frühjahrs-N min-wert am Versuchsstandort Otterndorf 216 N min [kg N/ha] Ackerzahl [mg/1 g] P K Mg Bodenart ph 3 cm 3 6 cm 6 9 cm Lu 6,9 9, 11, 6, Das N-Angebot im Winterweizenversuch in Otterndorf der sieben verschiedenen Varianten ist in Abbildung 118 dargestellt. Die Höhe der N-Sollwertdüngung lag 216 bei 22 kg N/ha (N-Angebot 25 kg N/ha). Das N-Angebot der mit 3 kg N/ha reduzierten Sollwertdüngung und der Nitratchek- Methode liegt bei 22 kg N/ha. 118

121 Ernte-N min [kg/ha] N-Angebot [kg N/ha] Versuchsbericht N-Angebot 216 Otterndorf (Blatt) ohne N Sw-6kg SW-3kg SW SW+3kg SW+6kg Nitrachek Abbildung 118: N-Angebot der unterschiedlichen Varianten im Winterweizenversuch Otterndorf 216 Die Ernte des Winterweizens am Versuchsstandort Otterndorf erfolgte am Die Reststickstoffgehalte im Boden nach der Ernte liegen auf einem insgesamt sehr niedrigen Niveau zwischen 15 und 23 kg N min/ha, unabhängig von der vorangegangenen N-Düngung. Die geringsten Gehalte sind unter der Sollwert-Variante (15 kg N min/ha) und der mit 3 kg N/ha reduzierten Sollwertdüngung (16 kg N min/ha) vorzufinden [Abbildung 119]. Es ist kein eindeutiger Zusammenhang zwischen der Höhe der N-Düngung und den Rest-N min-gehalten nach der Ernte erkennbar cm 3-6 cm 6-9 cm Ernte-N min -Werte zu Winterweizen (Blatt), Otterndorf 5 23 Sollwert- Düngung ohne N SW-6kg SW-3kg SW SW+3kg SW+6kg Nitrachek Abbildung 119: Ernte-N min-werte nach Winterweizen (Blatt) am Versuchsstandort Otterndorf 216 Die Erträge liegen zwischen 49 dt TM/ha (ohne N-Düngung) und 91 dt TM/ha ( N-Sollwert). Lediglich in der ungedüngten Variante liegen die Erträge außerhalb des Grenzbereichs. Der Ertrag der N-Sollwertdüngung liegt bei 91 dt TM/ha, während die Nitratcheck-Variante einen etwas geringeren Ertrag von 84 dt TM/ha erreichen konnte. Die Proteingehalte liegen zwischen sehr niedrigen 8,5% (ohne N- Düngung) und 12,5 % (N-Sollwert). 119

122 N-Entzug [kg N/ha] Ertrag [dt TM/ha] Rohproteingehalt [%] Versuchsbericht Erträge und Proteingehalte 216 Otterndorf (Blatt) ,9 11,7 12,5 12,1 12,4 12,1 8,5 ohne N Sw-6kg SW-3kg SW SW+3kg SW+6kg Nitrachek 2, 18, 16, 14, 12, 1, 8, 6, 4, 2,, Abbildung 12: Erträge und Proteingehalte nach Winterweizen (Blatt) am Versuchsstandort Otterndorf 216 Die N-Abfuhren nach Winterweizen am Versuchsstandort Otterndorf liegen zwischen -63 (ungedüngte Varianten) und -17 kg N/ha (SW + 6 kg N/ha). In der Sollwert-Variante ist die N-Abfuhr mit -164 kg N/ha etwas höher als in der nach Nitratchek-Methode gedüngten Variante mit -154 kg N/ha [Abbildung 121]. N-Abfuhr 216 Otterndorf (Blattweizen) ohne N Sw-6kg SW-3kg SW SW+3kg SW+6kg Nitrachek Abbildung 121: N-Abfuhren der unterschiedlichen Varianten zur Winterweizendüngung am Versuchsstandort Otterndorf

123 N-Angebot [kg N/ha] Versuchsbericht Otterham (Stoppelweizen) Am Versuchsstandort Otterham wurde der Winterweizen nach der Vorfrucht Winterweizen am ausgesät. Am wurde ein Frühjahrs-N min-wert von 47 kg N min/ha ermittelt [Tabelle 2]. Für die Ermittlung einer regionalspezifischen N-Düngestrategie wurden folgende Annahmen getroffen: - humusreicher Standort mit hoher N-Nachlieferung, - zeitversetzte hohe N-Mineralisation im Spätfrühjahr. Tabelle 23: Standorteigenschaften und Frühjahrs-N min-wert am Versuchsstandort Otterham 216 N min [kg N/ha] Ackerzahl [mg/1 g] P K Mg Bodenart ph 3 cm 3 6 cm 6 9 cm Ut4 6,9 7, 7, 11, Das N-Angebot im Winterweizenversuch in Otterham der sieben verschiedenen Varianten ist in Abbildung 11 dargestellt. Die Höhe der N-Sollwertdüngung und die SW-Düngung mit ENTEC (stabilisierend) unterscheiden sich nicht in der Höhe der N-Düngung, sondern vor allem beim Zeitpunkt der Ausbringung. Dabei ist die N-Düngung in der N-Sollwertvariante in drei Termine unterteilt, im Gegensatz die ENTEC-Düngung nur zu zwei Zeitpunkten terminiert ist. N-Angebot 216 Otterham (Stoppelweizen) ohne N SW-6kg SW-3kg SW(B) SW+3kg SW+6kg SW 2 Gaben Entec Abbildung 122: N-Angebot der unterschiedlichen Varianten im Winterweizenversuch Otterham 216 Die Ernte des Winterweizens am Versuchsstandort Otterham erfolgte am Die Reststickstoffgehalte im Boden nach der Ernte liegen auf einem Niveau zwischen 51 und 82 kg N min/ha. Die geringsten Gehalte sind unter der ungedüngten (53 kg N min/ha) und der mit 3 kg N/ha reduzierten N- Sollwertdüngung (51 kg N min/ha) vorzufinden [Abbildung 123]. Bis zu einer Düngung in Höhe des Sollwertes liegen die N min-werte nach der Ernte unter 7 kg N min/ha, bei einer N-Düngung über den Sollwert 121

124 Ernte-N min [kg/ha] Versuchsbericht 216 hinaus steigen auch die N min-werte nach der Ernte an. Die nach N-Sollwert mit einem stabilisiertem N- Düngemittel gedüngte Varianten hat im Vergleich einen etwas höheren N min-wert. 15 Ernte-N min -Werte zu Winterweizen (Stoppelweizen), Otterham -3 cm 3-6 cm 6-9 cm N- Sollwert- Düngung ohne N SW - 6 kg SW - 3 kg SW SW + 3 kg SW + 6 kg SW 2 Gaben stabilisiert (Entec) Abbildung 123: Ernte-N min-werte nach Winterweizen (Stoppel) am Versuchsstandort Otterham 216 Die Erträge schwanken zwischen 62 dt TM/ha (ohne N-Düngung) und 117 dt TM/ha (Sollwert +6 kg N/ha). Mit einer Grenzdifferenz (5%) von 12,6 dt TM/ha und einem durchschnittlichen Ertrag von 14 dt TM/ha liegen die Erträge auf einem gleichen Niveau, lediglich in der ungedüngten Variante und der Variante Sollwert + 6 kg N/ha liegen die Erträge außerhalb des Grenzbereichs. Der Ertrag der Sollwertdüngung liegt bei 13 dt TM/ha, während die mit ENTEC-gedüngte Variante einen etwas höheren Ertrag von 112 dt TM/ha erreichen konnte, allerdings bei gleichzeitig höheren Rest-N min-gehalten nach der Ernte. Die Proteingehalte liegen zwischen 1,4% (ohne N-Düngung) und 14,8 % (Sollwert + 6 kg N/ha). In der nach Sollwert gedüngten Variante liegt der Proteingehalt bei 14,2% und damit nur um,3% höher als in der mit stabilisiertem N-Dünger behandelte Variante [Abbildung 124]. 122

125 N-Entzug [kg N/ha] Ertrag [dt TM/ha] Rohproteingehalt [%] Versuchsbericht 216 Erträge und Proteingehalte 216 Otterham (Stoppelweizen) , ,8 13,1 14,2 14,3 14,8 13,9 ohne N SW-6kg SW-3kg SW(B) SW+3kg SW+6kg SW 2 Gaben Entec 2, 18, 16, 14, 12, 1, 8, 6, 4, 2,, Abbildung 124: Erträge und Proteingehalte nach Winterweizen (Stoppel) am Versuchsstandort Otterham 216 Die N-Abfuhren nach Winterweizen am Versuchsstandort Otterham liegen zwischen -98 (ungedüngte Varianten) und -261 kg N/ha (SW + 6 kg N/ha). In der Sollwert-Variante ist die N-Abfuhr mit -221 kg N/ha etwas geringer als in der nach Sollwert (ENTEC) gedüngten Variante mit -236 [Abbildung 125]. -5 N-Entzug 216 Otterham (Stoppelweizen) ohne N SW-6kg SW-3kg SW(B) SW+3kg SW+6kg SW 2 Gaben Entec Abbildung 125: N-Abfuhren der unterschiedlichen Varianten zur Winterweizendüngung am Versuchsstandort Otterham

126 N-Angebot [kg N/ha] Versuchsbericht Poppenburg (Stoppelweizen) Am Versuchsstandort Poppenburg wurde der Winterweizen nach der Vorfrucht Winterweizen am ausgesät. Am wurde ein Frühjahrs-N min-wert von 25 kg N min/ha ermittelt [Tabelle 24]. Für die Ermittlung einer regionalspezifischen N-Düngestrategie wurden folgende Annahmen getroffen: - Standort mit sehr gutem Ertragspotential, - hohe standörtlich bedingte N-Nachlieferung. Tabelle 24: Standorteigenschaften und Frühjahrs-N min-wert am Versuchsstandort Poppenburg, 216 N min [kg N/ha] Ackerzahl [mg/1 g] P K Mg Bodenart ph 3 cm 3 6 cm 6 9 cm Ut Das N-Angebot im Winterweizenversuch in Poppenburg ist in Abbildung 13 dargestellt. Die Höhe der Sollwertdüngung liegt in 216 bei 25 kg N/ha (inkl. N min) verteilt auf vier Gaben. In der Wasserschutzvariante wurde auf drei Gaben verteilt insgesamt 2 kg N/ha ausgebracht (N-Angebot 225 kg N/ha). Bei der Beratervariante erfolgte die Verteilung der N-Gaben auf insgesamt 5 Termine. N-Angebot 216 Poppenburg (Stoppelweizen) Abbildung 126: N-Angebot der unterschiedlichen Varianten im Winterweizenversuch Poppenburg, 216 Die Ernte des Winterweizens am Versuchsstandort in Poppenburg erfolgte Anfang August. Die Reststickstoffgehalte im Boden nach der Ernte wurden am ermittelt und liegen zwischen 61 und 147 kg N min/ha. Die geringsten Gehalte sind in der Wasserschutzvariante mit 61 kg N min/ha und in der um 6 kg N/ha reduzierten N-Sollwertdüngung mit 64 kg N min/ha vorzufinden. In der nach Sollwert gedüngten Varianten liegt der N min-wert nach der Ernte bei 12 kg N min/ha, bei einer N-Düngung über den Sollwert hinaus steigen auch die N min-werte nach der Ernte an [Abbildung 127]. In der ungedüngten 124

127 Ernte-N min [kg/ha] Versuchsbericht 216 Variante ist ein im Vergleich zu den anderen Standorten hoher Rest-N min-gehalt nach der Ernte von 8 kg N min/ha gemessen worden, was zeigt, dass der Standort Poppenburg eine standortbedingt hohe N- Nachlieferung aufweist. Der in den Sommermonaten mineralisierte Bodenstickstoff wird vom Winterweizen nicht mehr aufgenommen und ist somit nicht ertragswirksam. Ernte-N min -Werte zu Winterweizen (Stoppelweizen), Poppenburg 15 SW- Düngung Wasser schutzvariante ohne N SW - 6 kgsw - 3 kg SW SW + 3 kg SW + 6 kg SW KAS Berater ISIP Nitrachek WSG Abbildung 127: Ernte-N min-werte nach Winterweizen (Stoppel) am Versuchsstandort Poppenburg 216 Die Erträge schwanken zwischen 54 dt TM/ha (ohne N-Düngung) und 12 dt TM/ha (Beratervariante). Mit einer Grenzdifferenz (5%) von 2,8 dt TM/ha und einem durchschnittlichen Ertrag von 95 dt TM/ha liegen die Erträge aller anderen Varianten auf einem gleichen Niveau, lediglich in der ungedüngten Variante liegen die Erträge außerhalb des Grenzbereichs. Die Proteingehalte liegen zwischen 1,9% (ohne N-Düngung) und 15,2 % (Sollwert + 6 kg N/ha). In der nach Sollwert gedüngten Variante liegt der Proteingehalt bei 14,6 % und damit nur um 1,4% höher als in der Wasserschutzvariante [Abbildung 128]. Die Höhe der N-Düngung am Standort in Poppenburg hatte in 216 einen höheren Einfluss auf die Höhe der Proteingehalte, als auf den Ertrag, denn diese nehmen mit zunehmender N-Düngung zu. 125

128 N-Entzug [kg N/ha] Ertrag [dt TM/ha] Rohproteingehalt [%] Versuchsbericht 216 Erträge und Proteingehalte 216 Poppenburg (Stoppelweizen) 12 2, , 16, 8 14, 12, , 4 2 1,9 13,5 14, 14,6 15, 15,2 13,1 14,6 14, 14,6 13,2 8, 6, 4, 2,, Abbildung 128: Erträge und Proteingehalte nach Winterweizen (Stoppel) am Versuchsstandort Poppenburg 216 Die N-Abfuhren nach Winterweizen am Versuchsstandort Poppenburg liegen zwischen -89 (ungedüngte Varianten) und -225 kg N/ha (Beratervariante). In der N-Sollwert-Variante ist die N-Abfuhr mit kg N/ha höher als in der Wasserschutzvariante mit -192 kg N/ha [Abbildung 129]. N-Abfuhr 216 Poppenburg (Stoppelweizen) Abbildung 129: N-Abfuhren der unterschiedlichen Varianten zur Winterweizendüngung am Versuchsstandort Poppenburg

129 N-Angebot [kg N/ha] Versuchsbericht Königslutter (Stoppelweizen) Am Versuchsstandort Königslutter wurde der Winterweizen nach der Vorfrucht Winterweizen am ausgesät. Am wurde ein Frühjahrs-N min-wert von 28 kg N min/ha ermittelt [Tabelle 25]. Für die Ermittlung einer regionalspezifischen N-Düngestrategie wurden folgende Annahmen getroffen: - Standort mit gutem Ertragspotential, - hohe standörtlich bedingte N-Nachlieferung. Tabelle 25: Standorteigenschaften und Frühjahrs-N min-wert am Versuchsstandort Königslutter, 216 N min [kg N/ha] Ackerzahl [mg/1 g] P K Mg Bodenart ph 3 cm 3 6 cm 6 9 cm Ut3 7, 8, 9, 1, Das N-Angebot (N-Düngung inkl. N min) im Winterweizenversuch in Königslutter der acht verschiedenen Varianten ist in Abbildung 13 dargestellt. Die Höhe der N-Sollwertdüngung liegt in 216 bei 222 kg N/ha verteilt auf vier Gaben. In der Wasserschutzvariante wurde auf drei Gaben verteilt insgesamt 198 kg N/ha ausgebracht. Dabei wurde für die letzte N-Düngung am ein stabilisierter N-Dünger (ENTEC) verwendet. N-Angebot 216 Königslutter (Stoppelweizen) ohne N SW-6kg SW-3kg SW SW+3kg SW+6kg ISIP WSG Abbildung 13: N-Angebot der unterschiedlichen Varianten im Winterweizenversuch Königslutter 216 Die Ernte des Winterweizens am Versuchsstandort Königslutter erfolgte am Die Reststickstoffgehalte im Boden nach der Ernte wurden am ermittelt und liegen zwischen 62 und 99 kg N min/ha. Die geringsten Gehalte sind in der Wasserschutzvariante 62 kg N min/ha und in der nach ISIP ermittelten, reduziert gedüngten Variante (66 kg N min/ha) vorzufinden. In der nach N-Sollwert gedüngten Variante liegt der N min-wert nach der Ernte bei 81 kg N min/ha, bei einer N-Düngung über den N-Sollwert hinaus steigen auch die N min-werte nach der Ernte an [Abbildung 131]. In der ungedüngten 127

130 Ernte-N min [kg/ha] Versuchsbericht 216 Variante ist ein im Vergleich zu den anderen Standorten hoher Rest-N min-gehalt nach der Ernte von 93 kg N min/ha gemessen worden, was zeigt, dass der Standort in Königslutter eine standortbedingt hohe N-Nachlieferung hat, welche aber nicht immer von der Pflanze genutzt werden kann und einen höheren Ertrag bedingt. 15 Ernte-N min -Werte zu Winterweizen (Stoppel), Königslutter 1-3 cm 3-6 cm 6-9 cm Sollwert- Düngung Wasserschutzvariante 62 5 ohne N SW - 6kg SW - 3 kg SW SW + 3 kg SW + 6 kg ISIP WSG Abbildung 131: Ernte-N min-werte zu Winterweizen mit Getreidevorfrucht am Versuchsstandort Königslutter vom Die Erträge schwanken zwischen 69 dt TM/ha (ohne N-Düngung) und 18 dt TM/ha (Sollwert +3 kg N/ha). Mit einer Grenzdifferenz (5%) von 4,4 dt TM/ha und einem durchschnittlichen Ertrag von 12 dt TM/ha liegen die Erträge aller Varianten auf einem gleichen Niveau, lediglich in der ungedüngten Variante liegt der Ertrag außerhalb des Grenzbereichs. Die Höhe der N-Düngung und der Zeitpunkt der N-Gaben nahmen am Versuchsstandort in Königslutter keinen wesentlichen Einfluss auf die Erträge, allerdings auf die Rest-N min-gehalte nach der Ernte. Die Proteingehalte liegen zwischen 8,9 % (ohne N-Düngung) und 13,3 % (Sollwert + 6 kg N/ha). In der nach N-Sollwert gedüngten Variante liegt der Proteingehalt bei 12,5 % und damit nur um,1% höher als in der Wasserschutzvariante [Abbildung 132]. Anders als auf die Erträge hat die Höhe der N-Düngung am Standort in Königslutter einen Einfluss auf die Höhe der Proteingehalte, denn diese nehmen mit zunehmender N-Düngung zu. 128

131 N-Entzug [kg N/ha] Ertrag [dt TM/ha] Rohproteingehalt [%] Versuchsbericht 216 Erträge und Proteingehalte 216 Königslutter (Stoppelweizen) ,1 11,8 12,5 13, 13,3 12,3 12,4 8,9 ohne N SW-6kg SW-3kg SW SW+3kg SW+6kg ISIP WSG 2, 18, 16, 14, 12, 1, 8, 6, 4, 2,, Abbildung 132: Erträge und Proteingehalte nach Winterweizen (Stoppelweizen) am Versuchsstandort Königslutter 216 Die N-Abfuhren nach Winterweizen am Versuchsstandort Königslutter liegen zwischen -93 (ungedüngte Varianten) und -215 kg N/ha (SW + 6 kg N/ha). In der Wasserschutzvariante ist die N-Abfuhr mit -195 kg N/ha etwas geringer als in der nach Sollwert gedüngten Variante mit -2 [Abbildung 133]. N-Abfuhr 216 Königslutter (Stoppelweizen) ohne N SW-6kg SW-3kg SW SW+3kg SW+6kg ISIP WSG Abbildung 133: N-Abfuhren der unterschiedlichen Varianten zur Winterweizendüngung am Versuchsstandort Königslutter

132 Versuchsbericht Zusammenfassung Welche Maßnahmen eignen sich zur grundwasserschutzorientierten N-Düngung von Winterweizen? Die Stickstoffdüngungsversuche im Winterweizen an Standorten mit Blatt- und Getreidevorfrucht zeigen, dass die N-Düngung nach Sollwertempfehlung der LWK grundsätzlich richtig ist. Eine Düngung über den empfohlenen Sollwert hinaus sollte in jedem Fall unterbleiben. Höhere Stickstoffgaben führen zu keiner Steigerung der Weizenerträge, begünstigen jedoch das Auftreten erhöhter Rest-N min-werte zur Ernte und steigern somit die Gefahr von umweltrelevanten Stickstoffausträgen. Optimierungsmöglichkeiten bei der Stickstoffdüngung ergeben sich durch eine an die Standortverhältnisse und die jahresaktuelle Witterung angepasste N-Düngestrategie. So zeigte sich in den Versuchen, dass N-Einsparungen durch regionalspezifische Empfehlungen (z.b. Wasserschutzvariante) oder die Zuhilfenahme des ISIP-Düngeprognosemodells sowie die N-Düngung nach Nitrachek bei gleichbleibenden Erträgen und Einhaltung der Qualitätsstandards möglich sind. Überdies zeigen diese standortangepassten Düngestrategien - durch eine reduzierte Düngermenge und/oder günstigere zeitliche Verteilung der N-Düngung - häufig eine positive Wirkung auf den Rest- N min-gehalt zur Ernte. Eine grundwasserschutzorientierte N-Düngung sollte stets standortangepasst und die jahresspezifischen Besonderheiten (Witterung, Bestandesentwicklung) berücksichtigend erfolgen. Dabei sollten die regionalspezifischen Empfehlungen der jeweiligen Beratungsorganisation beachtet und ggf. Methoden zur vegetationsbegleitenden Anpassung der N-Düngung in Höhe und zeitlicher Verteilung (z.b. ISIP-Düngeprognosemodell, Nitrachek) genutzt werden. 13

133 Versuchsbericht Einfluss organischer N-Düngung auf Wintergerste (421) Versuchsfragen: Welchen Einfluss hat die Höhe der N-Düngung auf die Rest-Stickstoffgehalte im Boden nach der Ernte von Wintergerste? Wie wirkt sich eine organische N-Düngung im Vergleich zu einer mineralischen N-Düngung auf die Reststickstoffgehalte im Boden nach der Ernte und die N-Dynamik im Boden aus? Versuchsaufbau und Durchführung Am Standort in Wehnen wird seit 26 die N-Nachlieferung auf langjährig organisch gedüngten Standorten und deren Auswirkungen auf die Rest-Stickstoffgehalte im Boden nach der Ernte, N-Dynamik im Boden, Erträge und Qualitätsparameter untersucht. Die effiziente Nutzung organischer Dünger sowie die möglichst präzise Einschätzung der Nährstoff-Wirkung leisten einen wichtigen Beitrag, Nitrateinträge in das Grundwasser zu vermeiden. Abbildung 134: Lage des Versuchsstandortes in Wehnen mit Bodenlandschaften 1:5., Maßstab 1:16. 1 In einem Versuch am Standort in Wehnen wird in einer Fruchtfolgerotation Silomais, Winterroggen, Wintergerste angebaut. Im Versuchsjahr 216 stand Wintergerste, deren Aussaat am erfolgte. Am wurde eine Bodenuntersuchung vorgenommen, dabei ist die P-Versorgung des Bodens am Standort dieses Versuchs in Wehnen der Gehaltsklasse C zuzuordnen. Der Frühjahrs-N min- Wert wurde am ermittelt und liegt bei 35 kg N min/ha [Tabelle 26]. 1 NIBIS Kartenserver LBEG 131

134 Versuchsbericht 216 Tabelle 26: Ergebnis der Boden- und N min-untersuchung der Versuchsfläche in Wehnen (Vers.-Nr. 421) Bodenart Bodenuntersuchungen Wehnen 216 Ackerzahl 35 Bodenuntersuchung [mg/ 1 g Boden] Frühjahrs-Nmin-Wert [kg Nmin/ha] Sand ph P K Mg 5, 7, 4, 4, Gehaltsklasse C B C -3 cm 3-6 cm 6-9 cm -9 cm Insgesamt werden 7 von insgesamt 18 Varianten des Versuchs durch N min-untersuchungen nach der Ernte begleitet, die sich in Höhe und Form der N-Düngung unterscheiden. Dabei wird in einer mineralisch festen N-Düngestaffel die langfristige Auswirkung mineralischer N-Dünger mit einer organischmineralischen Düngung verglichen. In dieser Variante wird 12 kg Gesamt-N mit einer 6 kg Mineral- N Ergänzung gedüngt [Tabelle 27]. Tabelle 27: N-Düngungsstufen in den Varianten des Versuchs in Wehnen Nr. Varianten-Bezeichnung Org. Düngung Min. Düngung (1.Gabe) Min. Düngung (2.Gabe) Min. Düngung (3.Gabe) Gesamt-N kg N/ha 1 kg N/ha kg N/ha kg N/ha kg N/ha kg N/ha N-Sollwert-Düngung kg Gesamt-N aus Schweinegülle + 6 kg Mineral-N Ergebnisse Nmin-Werte Am Versuchsstandort Wehnen ist in 216 mit steigender N-Düngung (N-Düngestaffel) zu Wintergerste ein deutlicher Anstieg der Reststickstoffgehalte nach der Ernte im Boden zu beobachten. Die Ernte erfolgte am Die Ernte N min-werte 216 am Versuchsstandort in Wehnen liegen dabei zwischen 45 (N-Düngung: 6 kg N/ha) und 14 kg N min/ha (N-Düngung: 24 kg N/ha). Die organisch gedüngte Variante mit 12 kg Gesamt-N mit ergänzender mineralischer N-Düngung (6 kg N/ha) unterscheidet sich anhand der N min-werte von der N-Düngestaffel nicht. Hier liegt der N min-werte nach der Ernte bei 49 kg N min/ha. Bis zu einer N-Düngung von 144 kg N/ha liegen die N min- Werte nach der Ernte unter 5 kg N min/ha [Abbildung 135]. 132

135 Ertrag [dt TM/ha] Rohproteingehalt [%] Ernte-N min [kg N min /ha] Versuchsbericht Ernte-N min -Werte Wehnen nach Wintergerste cm Frühjahrs-Nmin-Wert: 3-6cm 35 kg N/ha (N-Angebot) 6-9 cm kg N/ha 6 kg N/ha 12 kg N/ha Sollwert (155 kg N/ha) 18 kg N/ha 24 kg N/ha Gülle 12 kg Gesamt-N/ha + 6 kg Mineral-N/ha Abbildung 135: Ernte-N min-werte nach Wintergerste vom am Versuchsstandort in Wehnen Erträge Die Erträge zu Wintergerste am Versuchsstandort in Wehnen im Versuchsjahr 216 liegen zwischen 3 dt TM/ha in der ungedüngten Variante und 76 dt TM/ha in der mit 24 kg N/ha gedüngten Variante. Dabei nehmen die Erträge in der N-Düngestaffel mit zunehmender N-Düngung zu, ab einer N-Düngung ab 12 kg N/ha gibt es allerdings keine wesentlichen Ertragsunterschiede. Der Ertrag der organischmineralisch gedüngten Variante liegt bei 69 dt TM/ha. Die Rohproteingehalte liegen zwischen 1,5 und 14,8 % [Abbildung 136]. Erträge und Rohproteingehalte von Wintergerste 216 Wehnen ,5% 6 11,3% ,1% 13,6% 14,2% 14,8% 69 12,3% 14,% 12,% 1,% 8,% 6,% 4,% 1 2,% kg N/ha 6 kg N/ha 12 kg N/ha Sollwert (155 kg N/ha) 18 kg N/ha 24 kg N/ha Gülle 12 kg Gesamt-N/ha + 6 kg Mineral- N/ha,% Abbildung 136: Erträge und Rohproteingehalte von Wintergerste (Sorte: Antonella) im Versuchsjahr 216 am Standort in Wehnen 133

136 Versuchsbericht Zusammenfassung Welchen Einfluss hat die Höhe der N-Düngung auf die Rest-Stickstoffgehalte im Boden nach der Ernte bei Wintergerste? In Wehnen wird seit 216 in einem Versuch die N-Nachlieferung in einer Silomais, Winterroggen, Wintergerste Fruchtfolge auf einem langjährig organisch gedüngten Standort untersucht. Dabei soll weiterhin die effiziente Nutzung organischer Dünger, sowie die präzise Einschätzung der Nährstoffwirkung erfolgen. In einer mineralischen N-Düngestaffel wird die langfristige Auswirkung der N-Dünger untersucht und gleichzeitig mit einer Variante zur organisch-mineralischen N-Düngung verglichen. Die Ergebnisse aus den Untersuchungen zeigen, dass mit zunehmender N-Düngung ein Anstieg der Reststickstoffgehalte im Boden zu verzeichnen ist. Dabei gibt es keinen wesentlichen Unterschied zwischen den N min-gehalten (45 kg N min/ha) bis zu einer N-Düngung von 12 kg N/ha. Bei einer N-Düngung über den N-Sollwert hinaus steigen die Reststickstoffgehalte im Boden nach der Ernte stark an. Bei einer N- Düngung von 24 kg N/ha liegt der N min-wert nach Wintergerste am Versuchsstandort in Wehnen in 216 bei 14 kg N min/ha. Wie wirkt sich eine organische Düngung im Vergleich zu einer mineralischen N-Düngung auf die Reststickstoffgehalte im Boden nach der Ernte und die N-Dynamik im Boden aus? Im Vergleich der nach N-Sollwert gedüngten Variante (155 kg N/ha) und der organisch-mineralisch gedüngten Variante (12 kg Gesamt-N aus Gülle + 6 kg min. N/ha) liegt der N min-wert in der kombinierten N-Düngung mit 49 kg N min/ha etwas geringer als in der N-Sollwertvariante (SW: 66 kg N min/ha). Bei der langjährigen Zufuhr organischer Dünger ist mit einer erhöhten N-Nachlieferung aus dem Bodenvorrat zu rechnen. Um jedoch genaue Aussagen zur Auswirkung der organischen Düngung auf die N-Dynamik im Boden machen zu können, bleiben die weiteren Versuchsjahre abzuwarten. Eine leichte Reduzierung der N-Düngung könnte bei gleichen Erträgen zu einer Reduzierung der Rest-N min-werte führen. 134

137 Versuchsbericht Einfluss der N-Düngung und Beregnung auf Sommergerste (227) Versuchsfragen: Welchen Einfluss hat die Höhe der N-Düngung auf die Rest-Stickstoffgehalte im Boden nach der Ernte von Sommergerste? Welchen Einfluss hat die Beregnungsmenge auf Ertrag und Qualität von Sommergerste? Welchen Einfluss haben die Höhe der N-Düngung und Verteilung auf die Ertragsreaktionen und die Qualität (Proteingehalt) von Sommergerste bei Trockenstress und bei guter Wasserversorgung? Versuchsaufbau und Durchführung Am Standort in Hamerstorf wird seit 215 durch den Fachbereich Pflanzenbau und Saatgut (FB 3.8) der Einfluss von unterschiedlichen Beregnungsstrategien auf die Rest-Stickstoffgehalte im Boden nach der Ernte, N-Dynamik im Boden, Erträge und Qualitätsparameter untersucht. Die effiziente Nutzung der Beregnungsgaben sowie die möglichst präzise Einschätzung der Höhe der N-Düngung und der damit verbundenen Nährstoff-Wirkung leisten einen wichtigen Beitrag, Nitrateinträge gerade auf Beregnungsstandorten in das Grundwasser zu vermeiden. Der Sand-Standort ist auswaschungsgefährdet, die Ackerzahl beträgt 35. Abbildung 137: Lage des Versuchsstandorts Hamerstorf mit Bodenlandschaften 1:5., Maßstab 1:16. [NIBIS Kartenserver ( ), Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie (LBEG)] Im Versuchsjahr 216 wurde Sommergerste (Sorte: Quench) am ausgesät. Am wurde ein Frühjahrs-N min-wert von 16 kg N min/ha ermittelt. Weiterhin wurde am eine Bodenuntersuchung vorgenommen [Abbildung 28]. 135

138 Versuchsbericht 216 Tabelle 28: Ergebnis der Boden- und N min-untersuchung der Versuchsfläche in Hamerstorf (Vers.-Nr. 227) Bodenart Bodenuntersuchungen Wehnen 216 Lehmiger Sand Ackerzahl 35 Bodenuntersuchung [mg/ 1 g Boden] Frühjahrs-Nmin-Wert [kg Nmin/ha] ph P K Mg 5,3 4, 7, 4, Gehaltsklasse B B C -3 cm 3-6 cm 6-9 cm -9 cm Insgesamt gibt es 5 N-Düngungsvarianten und jeweils 3 unterschiedliche Beregnungsstrategien (ohne, reduzierte und optimierte Beregnung). Neben einer Kontrollvariante ( kg N/ha) und einer Sollwertvariante (SW) werden drei Varianten mit einer erhöhten N-Düngung bzw. späten N-Gaben getestet [Tabelle 29]. Tabelle 29: N-Angebot inkl. N min in den Varianten des Versuchs in Hamerstorf (Vers.-Nr. 227) Nr. Variante Ohne Beregnung Reduzierte Beregnung N-Angebot 1 ohne Düngung 16 kg N/ha 2 Sollwert (1 kg N/ha - N min) 11 kg N/ha 3 SW + 4 (14 kg N/ha - N min) 141 kg N/ha 4 SW + 4 spät (14 kg N/ha - N min) 141 kg N/ha 5 SW spät (18 kg N/ha - N min) 181 kg N/ha Optimale Beregnung 136

139 Ernte-N min [kg/ha] Versuchsbericht Ergebnisse Nmin-Werte Im Versuchsjahr 216 erfolgten die begleitenden N min-untersuchungen in insgesamt sechs Varianten. Die Ernte erfolgte am Die Ernte N min-werte liegen dabei zwischen 16 (optimale Beregnung; N-Düngung: Sollwert + 6 kg N/ha) und 22 kg N min/ha (ohne Beregnung; N-Düngung: Sollwert + 6 kg N/ha). [Abbildung 138]. Insgesamt ist kein Zusammenhang zwischen der Höhe der N-Düngung, der Beregnung und der Höhe der Reststickstoffgehalte nach der Ernte im Boden erkennbar. In allen beprobten Varianten liegen die N min-werte nach der Ernte in einem sehr niedrigen Bereich. 5 4 Ernte-N min -Werte im Versuch zur Beregnung am Versuchsstandort Hamerstorf cm 3-6 cm 6-9 cm ohne N-Düngung SW SW + 6 ohne N-Düngung SW SW + 6 ohne Beregnung optimale Beregnung Abbildung 138: Ernte-N min-werte im Versuch zu Beregnungsstrategien am Versuchsstandort Hamerstorf, Erträge Die Erträge am Versuchsstandort Hamerstorf im Versuchsjahr 216 liegen zwischen 28 dt TM/ha in den ungedüngten Varianten in allen Beregnungsvarianten und 84 dt TM/ha in der mit Sollwert + 6 kg N/ha gedüngten Variante bei optimaler Beregnung. Dabei nehmen die Erträge mit zunehmender N-Düngung zu. Bei einer N-Düngung über 14 kg N/ha nimmt der Ertrag der Varianten ohne und mit reduzierter Beregnung ab. Lediglich in der optimal beregneten Variante mit SW + 6 kg N/ha steigt der Ertrag leicht an, was allerdings keinen wesentlichen Ertragsunterschied ausmacht. Ob die N-Gabe früh oder spät erfolgt hat keinen Einfluss auf den Ertrag und die Qualität. Die Rohproteingehalte liegen zwischen 8,9 und 12, % und unterscheiden sich damit nur unwesentlich in Abhängigkeit von der N-Düngung und Beregnungsgabe [Abbildung 139]. 137

140 Ertrag [dt TM/ha] Rohproteingehalt [%] Versuchsbericht 216 Erträge und Proteingehalte 216 Hamerstorf (Sommergerste) , 18, 16, 14, 12, 1, 8, 6, 4, 2, kg N/ha 1 kg N/ha 14 kg N/ha 14 kg N/ha mit Spätgabe 18 kg N/ha mit Spätgabe, ohne Beregnung Ertrag reduzierte Beregnung Ertrag Optimale Beregnung Ertrag ohne Beregnung Rohproteingehalt reduzierte Beregnung Rohproteingehalt Optimale Beregnung Rohproteingehalt Abbildung 139: Erträge und Qualitätsparameter (Proteingehalt) von Sommergerste am Versuchsstandort Hamerstorf in 216 Die N-Abfuhr errechnet sich aus dem N-Gehalt des Ernteguts und Nebenernteprodukten und dem erzielten Ertrag. Die N-Bilanz ergibt sich aus der N-Zufuhr und der N-Abfuhr. Dabei wurde als Bilanzierungszeitraum im Versuch zur Beregnungsstrategien das Kalenderjahr gewählt. Die N-Bilanzen für das Versuchsjahr 216 der Sommergerste sind in Abbildung 14 dargestellt. In der ungedüngten Parzelle kommt es zu den deutlichsten N-Entzügen zwischen -46 und -47 kg N/ha. Auch in den mit 1 kg N/ha gedüngten Varianten liegt die N-Bilanz im negativen Bereich. Hier ist allerdings ein Einfluss der Beregnungsintensität zu erkennen, so kann aufgrund eines etwas geringeren Ertrags und im Vergleich geringem Proteingehalt nicht entsprechend Stickstoff durch den oberirdischen Pflanzenaufwuchs entzogen werden. In den Varianten zum Vergleich des N-Düngungszeitpunktes gibt es keine wesentlichen N- Bilanzunterschiede. Hier liegen alle N-Bilanzen zwischen -13 und +1 kg N/ha. In der mit 18 kg N/ha gedüngten Variante unterschieden sich die N-Bilanzen je nach Beregnungsgabe. Sind die Erträge ohne und mit reduzierter Beregnung deutlich geringer [Abbildung 139], so zeichnet sich das auch in den N- Bilanzen ab. So kommt es zu deutlichen N-Zufuhren von knapp 5 kg N/ha, da die Pflanze den gedüngten Stickstoff aufgrund von Wasserknappheit nicht aufnehmen kann. 138

141 N-Bilanz [kg N/ha] Versuchsbericht N-Bilanz 216 Hamerstorf (Sommergerste) kg N/ha 1 kg N/ha 14 kg N/ha 14 kg N/ha mit Spätgabe kg N/ha mit Spätgabe ohne Beregnung reduzierte Beregnung optimale Beregnung Abbildung 14: N-Bilanzen der einzelnen Varianten zur Sommergerste am Versuchsstandort Hamerstorf

142 Versuchsbericht Zusammenfassung Welchen Einfluss hat die Höhe der N-Düngung auf die Rest-Stickstoffgehalte im Boden nach der Ernte von Sommergerste? Am Standort in Hamerstorf wird seit 215 der Einfluss von unterschiedlichen Beregnungsstrategien auf die Rest-Stickstoffgehalte im Boden nach der Ernte, N-Dynamik im Boden, Erträge und Qualitätsparameter untersucht. Bei dem Versuchsstandort Hamerstorf handelt es sich um einen leichten auswaschungsgefährdeten Sandstandort. In allen beprobten Varianten liegen die Rest-N min-gehalte nach der Ernte in einem niedrigen Bereich 16 und 22 kg N min/ha. Insgesamt ist kein Zusammenhang zwischen der Höhe der N-Düngung, der Beregnung und der Höhe der Reststickstoffgehalte nach der Ernte im Boden am Standort Hamerstorf erkennbar. Welchen Einfluss hat die Beregnungsmenge auf Ertrag und Qualität von Sommergerste? Neben den N-Düngungsvarianten wurden insgesamt drei unterschiedliche Beregnungsstrategien (ohne, reduzierte und optimierte Beregnung) getestet. Diese unterscheiden sich in der Höhe der Beregnungsgabe. Anhand der Erträge im Versuchsjahr 216 wird deutlich, dass schon eine reduzierte Beregnungsgabe einen positiven Einfluss auf die Erträge und Qualitäten der Sommergerste hat. Bei einer optimierten Beregnung können auch entsprechend höhere Erträge erzielt werden. Dies wirkt sich auch positiv auf die N-Bilanz der Fruchtfolge aus, denn durch die Beregnung kann auch in den überdüngten Varianten im Vergleich viel mehr Stickstoff durch den oberirdischen Pflanzenaufwuchs entzogen werden. Im Versuch bestätigt sich die nach N-Sollwert gedüngte Variante. Diese kann, unabhängig vom Zeitpunkt der N-Düngung, gute Erträge bei geringen Reststickstoffgehalte im Boden nach der Ernte garantieren. Welchen Einfluss haben die Höhe der N-Düngung und Verteilung auf die Ertragsreaktionen und die Qualität (Proteingehalt) von Sommergerste bei Trockenstress und bei guter Wasserversorgung? Neben der Beregnungsintensität und der Höhe der N-Düngung wurde weiterhin der Ausbringungszeitpunkt der Dünger in der nach N-Sollwert gedüngten Variante verglichen. Es wurden keine Unterschiede zwischen den N-Düngungsterminen im Ertrag festgestellt. Im Versuch bestätigt sich die nach N-Sollwert gedüngte Variante. Diese kann, unabhängig vom Zeitpunkt der N-Düngung, gute Erträge bei geringen Reststickstoffgehalte im Boden nach der Ernte garantieren. Dies bestätigt sich umso mehr, je besser die Wasserversorgung ist. 14

143 Versuchsbericht Festmistdüngung zu Wintergerste (461) Versuchsfragen: Welchen Einfluss hat die N-Düngung unterschiedlicher Festmiste auf die Reststickstoffgehalte nach der Ernte und im Herbst im Boden? Welche Auswirkungen haben unterschiedliche Festmistarten und Ausbringungszeitpunkte auf Ertrag, Produktqualität und N-Dynamik im Boden? Versuchsaufbau und Durchführung Am Standort in Wehnen [Abbildung 141] werden seit 22 die Auswirkungen unterschiedlicher Festmistarten und Ausbringungszeitpunkte auf die Rest-Stickstoffgehalte im Boden nach der Ernte, die N- Dynamik im Boden, die Erträge und die Qualitätsparameter untersucht. Ziel ist es, die Festmiste so einzusetzen, dass die Nährstoffe für das Pflanzenwachstum optimal genutzt und dadurch Nährstoffverluste minimiert werden. Dazu wird in einer Fruchtfolgerotation Wintergerste Silomais - Winterweizen angebaut. Abbildung 141: Lage des Versuchsstandortes in Wehnen mit Bodenlandschaften 1:5., Maßstab 1:16. 1 Bei den Wirtschaftsdüngern ist grundsätzlich zwischen Stallmist und Geflügelkot zu unterscheiden [ Abbildung 142]. Stallmist ist ein stapelfähiges Gemisch aus Kot, Harn und Einstreu. Zusätzlich können Futtermittelreste sowie Reinigungs- und Niederschlagswasser enthalten sein. Ausschlaggebend für die Einordnung sind der Strohanteil und die N-Verfügbarkeit. Den Stallmisten werden Rinder-, Enten-, und Putenmist aufgrund ihrer Düngewirkung und des hohen Strohanteils zugeordnet. Demgegenüber findet man im Hähnchenmist in der Regel nur geringe Strohanteile. Er ist daher bezüglich der Düngewirkung dem Hühnertrockenkot, d.h. dem getrockneten Frischkot ohne Einstreu zuzuordnen. 1 NIBIS Kartenserver LBEG 141

144 Versuchsbericht 216 Mistarten Stallmiste Geflügelkot Rindermist Hähnchenmist Entenmist Hühnertrockenkot Putenmist Abbildung 142: Unterscheidung der Mistarten bei Wirtschaftsdüngern Im Versuchsjahr 216 wurde Wintergerste nach Winterweizen am ausgebracht. Am wurde eine Bodenuntersuchung vorgenommen, dabei ist die P-Versorgung des Bodens am Standort in Wehnen der Gehaltsklasse C zuzuordnen. Der Frühjahrs-N min-wert wurde am ermittelt und liegt bei 21 kg N min/ha [Tabelle 3]. Tabelle 3: Ergebnis der Boden- und N min-untersuchung der Versuchsfläche in Wehnen (Vers.-Nr. 421) Bodenuntersuchungen Wehnen 216 Bodenart Sand Ackerzahl 35 Bodenuntersuchung [mg/ 1 g Boden] ph P K Mg 5, 8, 4, 4, Gehaltsklasse C B C Frühjahrs-Nmin-Wert [kg Nmin/ha] cm 3-6 cm 6-9 cm -9 cm Naturgemäß unterliegen die TS- und Nährstoffgehalte in Festmisten größeren Schwankungen. Die in den Nährstoffanalysen ermittelten Werte und die für 216 gültigen Richtwerte für Trockensubstanz, Gesamt-N und Phosphor sind in Tabelle 31 dargestellt. Tabelle 31: Nährstoffgehalte der verschiedenen Miste im Versuch und gültige Richtwerte Trockensubstanz [%] Gesamt-N [kg/t] Phosphor (P 2O 5) [kg/t] Analyse Richtwert Analyse Richtwert Analyse Richtwert Putenmist Entenmist HTK Hähnchenmist

145 Versuchsbericht 216 Insgesamt werden 1 von insgesamt 3 Varianten des Versuchs [Abbildung 143] durch N min-untersuchungen nach der Ernte und zu Beginn der Sickerwasserspende begleitet, die sich in der Höhe und Form der N-Düngung unterscheiden. Dabei wird in einer mineralischen festen N-Düngestaffel (von bis 25 kg N/ha in Abstufungen á 5 kg N/ha) die langfristige Auswirkung mineralischer N-Dünger zum Wirtschaftsdüngereinsatz verglichen. In den weiteren Varianten wird jeweils der Einsatz von Putenmist, Entenmist, Hühnertrockenkot und Hähnchenmist mit je 1 kg Gesamt-N und einer 5 kg Mineral-N Ergänzung untersucht. Abbildung 143: Luftbildaufnahme des Festmistversuchs in Wehnen vom