April Anf. Mai Ende Mai / Anfang Juni. mineral. ab Düng (10.5. EC 14)

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1 Die Düngung im Ackerbau Die richtige Düngung ist ein entscheidender Faktor im erfolgreichen Ackerbau. Die Kosten der Düngung so minimal zu halten wie möglich und den auf den Standort optimalen Ertrag zu erwirtschaften, das ist das für den Landwirt erstrebenswerte und für die Umwelt notwendige Ziel. Besonders beim Hauptnährstoff Stickstoff führt jede Überdüngung in den Zeiten der Brache zu Verlusten durch Auswaschung oder Ausgasung in die Umwelt. Damit den Landwirten in dieser Hinsicht durch die Beratung Hilfen angeboten werden können, betreut das Versuchsreferat der landwirtschaftlichen Fachschulen drei Maisdüngungsexaktversuche auf drei Bodentypen in der Steiermark. Körnermaisversuch Wagna Versuchsstandort: Wagna bei Leibnitz (Fachschule Silberberg) 6-jährige Ergebnisse Der Versuch liegt auf sandigen Lehmböden mit geringer Mächtigkeit über Schotter und hat zum Ziel, die Düngung im Körnermaisbau ohne Gefahr von Nitratverlusten in Wassereinzugsgebieten zu optimieren. Der Versuch ist als Blockanlage mit 12 Düngungsvarianten und 6-facher Wiederholung angelegt worden. Versuchsvarianten 212: Gülle vor Anbau flächig (11 m³ ) (5,38 GN 87% = 4,68 ffn) April Anf. Mai Ende Mai / Anfang Juni min. N-Unterfuß mineral. Gülle min. Düngung N-Reihendüng. Schleppschlauch PK beim Anbau ab 1.5. Düng (1.5. EC 14) (13.4. UF) (12 m³ EC 19) RD (5,6 GN 87% = 4,87 ffn) mineral. N-Reihendüngung ( EC 19) RD Summe N (kg/ha) ja A 45 KAS ja 45 KAS 9 B 55 KAS ja 6 KAS 115 C ja 55 KAS 6 KAS 115 D ja 55 KAS (6) 6 ff (115) 115 ff E (55) 51 ff ja 6 KAS (115) 111 ff F (55) 51 ff ja 6 KAS lt. N min -Soll 111 G 55 KAS ja 49 KAS lt. N min -Soll 14 H 55 Entec 26 ja 6 KAS 115 I (55) 51 ff -- (6) 6 ff (115) 111 ff K 55 KAS ja 9 KAS 145 L 55 KAS ja 6 KAS 6 KAS 175 KAS = Kalkammonsalpeter UF = Unterfußdüngung bei Saat RD = Reihendüngung mit/ohne Hacke flä = Flächendüngung PK-Düngung: 375 kg/ha DC45neu (/12/2+8S) flächig am , bei Variante D, E und F nur alle 2 Jahre PK-Düngung, Beginn 29 ff = feldfallender Stickstoff bei Gülle, 87 % vom Gesamtstickstoff (GN) lt. chem. Analyse ist feldfallender Stickstoff (Klammerwerte = geplante N-Gabe) Versuchsbericht 212 Seite 4

2 N min -Soll Berechnung: (in Anlehnung an Richtl. f. sachgerechte Düngung = RSD 6.Auflage Seite 31) Gesamtdüngung darf nicht höher als 115 N sein (Wasserschongebietsverordnung leichte Böden) Var. F = 87 N min lt. Untersuchung (-9cm) Berechnung: 1N 2% f. mittl. Ertr. = 8 N lt. RSD Seite 31 allerdings darf nur mehr 6 N ausgebracht werden, weil bereits 55 N zum Anbau geben wurde und in Summe im Wasserschongebiet leichte Böden - max. 115 N gedüngt werden darf. Var. G = 43 N min lt. Untersuchung (-9cm) Berechnung: 13N 2% f. mittl. Ertr. = 14 N - RSD Seite 31 abzgl. 55N-Gabe bei Anbau = 49 N (Abzug der N-Düngung beim Anbau weil N min-probennahme in der ungedüngten Zwischenreihe erfolgte) N min Gesamtwert -9 cm (NH 4-N + NO 3-N) lt. chem. Untersuchung (N min-probennahme am ) Vorfrüchte: Körnermais 24 Wintergerste 25 Körnerraps 26 Körnermais seit 27 Bodenbearbeitung: Anbautermin: Sorte: Pflug mit Vorschäler im Frühjahr nach Gründecke, 2 x Kreiselegge PR38A79, RZ 32 Zh 8. Körner/ha Pflanzenschutzmaßnahmen: Herbizid: Kukuruz Pack (1l Clio Star + 1l Spectrum + 1l Stomp Aqua) am 8.5. Hacke: keine Mittelstarker Hagel am 5. Juli 212 Drusch: Boden: (ls = lehmiger Sand) Phosphor: 44 mg/1g Feinboden Gehaltsstufe: B (niedrig) Kalium: 228 mg/1g Feinboden Gehaltsstufe: D (hoch) ph-wert: 6,1 (schwach sauer) Sand: 55 % Schluff: 33 % Ton: 12 % Humusgehalt: 2,4 % (mittel) Das Wichtigste in Kürze: Mit einer Stickstoffdüngung zu Mais nach den Richtlinien der sachgerechten Düngung erreichen wir Erträge ohne die Gefahr der N-Verluste in der Vegetationszeit und Rest N min - Werte, die unter 5 kg N/ha liegen. Die Erträge der Düngungsvarianten bewegen sich im Schnitt der sechs Jahre zwischen 9 kg und 11.1 kg Trockenmais /ha. Die Nullvariante zeigt, dass diese gesichert schlechtere wirtschaftliche Erträge bringt. Ein Verbot einer Stickstoffdüngung zum Anbau verbessert nicht den N min Verlauf, hat jedoch keine Auswirkung auf den Ertrag (siehe B und C) Eine Stickstoffdüngung von 175 kg N/ha, wenn die Dünger- und Düngungskosten abgezogen werden, verbessert den Ertrag nicht. Das optimale und statistisch gesicherte Stickstoffdügungsniveau liegt auf den leichten Böden, die dem Standort Wagna gleichen, bei 145 kg N/ha. Die N min -Sollwert Methode brachte keine Ertragserhöhung oder Stickstoffeinsparung. Sie kann aber sehr wohl hohe Stickstoffvorräte zum Anbau aufzeigen und eine Richtlinie für eine optimierte Düngung sein. Höhere N-Düngung erhöht auch den Eiweißgehalt und Eiweißertrag je ha. In der Veredelung könnte höhere N-Düngung durch einen höheren Eiweißertrag über die Einsparungen bei den Eiweißfuttermitteln auch noch wirtschaftlich sein. Versuchsbericht 212 Seite 5

3 Versuchsergebnisse: Team Versuchstätigkeit Kornertrag: Die Niederschläge lagen im Jahre 212 im langjährigen Durchschnitt. Auch die Niederschlagsverteilung war im vergangenen Jahr recht ideal, sodass in diesem Jahr überdurchschnittlich gute Erträge zur Ernte kamen. Der Herbst war im Vergleich zum Jahr davor sehr feucht. Das Jahr 27- das erste Versuchsjahr- war ein trockenes Jahr. Ein Witterungsverlauf mit Trockenperioden im Sommer wirkt sich auf den seicht gründigen Böden auf den Ertrag stark reduzierend aus ,861 3,759 Körnermaisversuch Wagna 212 Durchschnittlicher Kornertrag und um Düngungskosten reduzierte Erträge in t/ha bei 14 % Feuchtigkeit red. Ertrag Kornertrag GD 5 % beträgt,788 t ** 8,54 6,557 9,818 9,934 9,116 9,116 7,688 7,698 7,77 7,834 Im Jahr 212 mit dem günstigen Witterungsverlauf konnten die steigenden Düngermengen gut in einen höheren Kornertrag umgewandelt werden. Ein gesicherter Ertragsanstieg ist zwischen den Düngungsstufen 9 kg N und 115 kg N feststellbar. Bei der unterschiedlichen Verteilung der Düngergaben kommt es bei den um die Düngungskosten für Düngeraufwand und 9,329 8,46 9,553 9,494 7,54 7,243 8,58 8,58 8,115 1,721 8,373 O A B C D E F G H I K L 11,453 8,738 Ausbringung reduzierten Erträge (rote Säulen) zu keinen gesicherten Ertragsunterschieden. Das heißt, die differenzierte Verteilung der Düngergaben auf der Stufe 115 kg N, ob mit Gülle oder nur mit KAS, ob die erste Stickstoffgabe vor dem Anbau oder erst nach dem 1. Mai ausgebracht wird, hat im Jahr 212 keine Auswirkungen auf die Ertragshöhe. Die rein mit Gülle geführte Variante I schneidet im Vergleich zu den anderen sehr gut ab. Erst die Variante L mit 175 kg N/ha bringt auf Grund der reichlichen Niederschläge im Sommer gegenüber der Düngungsstufe 115 kg N einen gesicherten Mehrertrag Körnermaisversuch Wagna ,33 4,13 Durchschnittlicher Kornertrag und um Düngungskosten reduzierte Erträge in t/ha bei 14 % Feuchtigkeit red. Ertrag Kornertrag GD 5 % beträgt,453 t ** 8,962 7,156 9,848 9,84 9,285 9,213 9,32 7,865 7,78 7,833 7,945 7,81 7,684 9,626 9,491 7,48 8,897 8,273 1,797 11,163 8,593 8,596 O A B C D E F G H I K L 6-jährige Ergebnisse : Die Erträge der Düngungsvarianten bewegen sich im Schnitt der sechs Jahre zwischen 9. kg/ha und 11.1 kg/ha Trockenmais. Die Nullvariante erreichte im sechsjährigen Schnitt eine Ertragshöhe von 5.33 kg/ha. Zwischen dieser Variante und den Düngungsvarianten ergibt sich eine statistische Sicherung. Das heißt: eine sachgerechte Stickstoffgabe rechnet sich immer. Versuchsbericht 212 Seite 6

4 Die Variante I mit reiner Gülledüngung und die gemischten Mineral- und Gülledüngungsvarianten E und F erreichen nicht die Erträge der reinen Mineraldüngervarianten. Die Ursache dürfte in der Ammoniakabgasung bei der Ausbringung oder an der zu hohen Bewertung der Gülleinhaltsstoffe liegen. Das heißt, die vorschriftsmäßigen Flüssigmistgaben kommen durch die gasförmigen Verluste nicht so zur Wirkung wie die reinen Mineraldüngervarianten. Die Varianten der Düngungssteigerung zeigen bis zu 145 kg N/ha gesicherte Mehrerträge. Die höhere Düngungsgabe der Variante L auf 175 kg N/ha bringt aber im 6-jährigen Mittel keinen gesicherten Mehrertrag. Die Erträge der um die Düngungskosten reduzierten Düngungsvarianten bewegen sich im Schnitt der sechs Jahre zwischen 7 1 kg und 8 6 kg Trockenmais /ha. Die unterschiedlichen Düngungstermine mit der Stickstoffhöhe von 115 kg N/ha ergeben keine gesicherten Ertragsunterschiede. Die Güllevarianten E, F und I schneiden gegenüber den Mineraldüngerparzellen bei den um die Düngerkosten reduzierten Kornerträgen sehr gut ab. Die Wirtschaftsdünger werden von der Tierhaltung kostenlos zur Verfügung gestellt. Die Reststickstoffmengen nach der Ernte liegen auch bei den höheren Düngermengen unter 5 kg/ha. Proteingehalt und Proteinerträge: KM Wagna Erträge in dt/ha bei 14% Feuchtigkeit Ø t/ha Kornertrag Ø dt/ha RP dt Ges.-N/ha Ø % RP in der TM 12 11,1 11,5 11, dt Protein/ha bzw. dt Ges.-N/ha bzw. t Kornertrag/ha ,9 2,7 1, 9, 6,2 5,3 6,87 7,33 1,1 9,8 9,5 9,7 9,4 9,2 9, 6,5 6,1 6,1 6,1 5,9 5,8 5,4 7,53 7,52 7,36 7,36 7,4 7,46 7,6 7,7 8,2 8,4 8,6 1,5 1, 9,5 9, 8,5 8, 7,5 7, 6,5 % Protein in der TM 6,43,9 1,15 1,15 1,22 1,28 1,25 1,4 1,15 1,36 1,45 1,75 A B C D E F G H I K L 6, Variante und Gesamt-N in kg/ha GD 5% für den Kornertrag 4,67 dt/ha**; GD 5% für den Proteinertrag:,32 dt/ha ** Für viehhaltende Betriebe sind für die Fütterung neben dem Kornertrag auch der Rohproteingehalt und -ertrag von Interesse. Ab dem Versuchsjahr 28 wurden daher auch die Proteingehalte erhoben. Wie die Grafik zeigt, steigt mit zunehmender N-Düngung auch der Rohproteingehalt in der Trockenmasse (blaue Markierungen) von 6,43% (ohne N-Düngung) auf 8,6 % bei der höchsten Düngungsvariante. Ähnlich dem, mit der Düngung steigenden Gesamtertrag, steigt damit der Ertrag an Rohprotein von 2,7 dt/ha auf 8,4 dt/ha. Dabei ist es gleichgültig, zu welchem Zeitpunkt der Stickstoff gegen wurde. Bei den Varianten mit Gülledüngung (D, E, F, I) ist die Stickstoffwirkung auf den Proteinertrag etwas schwächer möglicherweise durch unvollständige oder zu späte Mobilisierung. Versuchsbericht 212 Seite 7

5 Wenn hohe Proteingehalte für die Wirtschaftlichkeit eine Rolle spielen (Veredelungswirtschaft!) könnten auch hohe N-Düngungen, wie bei den Varianten K und L, sinnvoll und wirtschaftlich sein, so ferne es dadurch zu keinen Umweltschäden bzw. Grundwasserbeeinflussungen durch hohe Reststickstoffmengen kommt. In diesem Versuch lagen die Reststickstoffmengen jedenfalls unter dem zulässigen Grenzwert und im Bereich der anderen Versuchsvarianten (z. B.:, D, E, F, G). N-Bilanz 28 bis 212: Reststickstoff im Boden (N-min Werte): Reststickstoff in NO3N+NH4N kg/ha Standardversuch Wagna, Anfang Oktober 212 oben mitte unten O A B C D E F G H I K L Die N min -Werte nach der Ernte liegen in allen fünf Jahren zwischen 25 und 5 kg N/ha, einschließlich der nicht gedüngten Variante und der Variante mit der höchsten Düngungsstufe. Nur die Variante B tanzt im Jahre 212 aus unerklärlichen Gründen etwas aus der Reihe. Rest-N min Werte unter 5 kg N/ha sind in Wassereinzugsgebieten anzustreben. N-Abfuhr durch die Körnerernte: Körnermaisversuch Wagna Stickstoffabfuhr in kg/ha 134,68 Grenzdifferenz beträgt 5,15 kg 123,38 99,78 13,97 97,3 98,36 98,16 94,79 92,78 96,55 84,81 86,85 43,77 O A B C D E F G H I K L Mittel Die Stickstoffabfuhr über die Erntekörner pro Variante wurde über den Eiweißgehalt der Variante berechnet. Dieser wurde im Labor der Abt.1 (Haidegg) bestimmt. Keine Variante mit Düngung entzieht dem Boden so viel Stickstoff wie den Varianten zugeführt wird. Am effektivsten zeigt sich die Variante C, welche die erste Düngergabe nach dem 1. Mai erhalten hat. Versuchsbericht 212 Seite 8

6 Zusammenhänge zwischen der N-Düngung und Kornertrag, Proteinertrag, Proteingehalt sowie N-Entzug: Erträge und Inhaltsstoffe hängen ursächlich sehr stark von der N-Düngung ab. In der folgende Grafik sollen diese daher optisch dargestellt werden. Es werden aber nur die Mineraldüngungsvarianten gezeigt, da die Gülledüngungsvarianten ein davon abweichendes Verhalten zeigen. Die Markierungen in der Grafik zeigen die durch den Versuch ermittelten 5-jährigen Durchschnittswerte, die Linien geben die davon abgeleiteten Trends wider. Zu jeder Trendlinie sind auch die Regressionsgleichungen (linear oder Polynom 2. Grades) und das Bestimmtheitsmaß R² angegeben. R² sagt aus, wie viel % des beobachteten Wertes sich durch die steigende N-Düngung erklären lassen. 9 KM Wagna Beziehung zwischen N-Düngung, Proteingehalt und Proteinertrag nur Mineraldüngervarianten Ø kg/ha RP kg N-Abfuhr/ha Ø % RP in der TM Ø t/ha Kornertrag Regression Proteinertrag Regression N-Abfuhr/ha Regression Proteingehalt Poly. (Ø t/ha Kornertrag) 13, 8 12, Proteinertrag und N-Abfuhr in kg/ha y = 3,387x + 258,7 R² =,9843 y =,532x + 41,43 R² =,9843 y = -1E-4x 2 +,555x + 4,9287 R² =,9943 y = 7E-5x 2 +,13x + 6,455 R² =, , 1, 9, 8, 7, 6, 5, t/ha Kornertrag und % Protein in der TM 4, N-Düngung in kg/ha Regression: N-Düngung zu Kornertrag: schwarze Linien bzw. Punkte: Ohne N-Düngung liefert der Standort im 5 jährigen Mittel einen Kornertrag von 4,94 t/ha, jedes kg N bringt weitere,55 t/ha (= 55 kg/ha) an Mehrertrag. Damit können 99,4 % der Ertragssteigerung durch die Steigerung der N-Düngung erklärt werden. Die Form der Kurve lässt eine weitere Steigerung durch noch mehr N-Düngung erwarten, die wirtschaftliche Grenze als Verkaufsfrucht ist aber schon erreicht (siehe Kornertrag!). In der Veredelung könnte die Wirtschaftlichkeitsgrenze allerdings noch höher liegen, so ferne keine Umwelt- und Grundwasserbeeinträchtigung vorliegt. Regression: N-Düngung zu Rohproteingehalt in der TM: blaue Linien bzw. Rauten: Ohne N-Düngung enthält die TM 6,43% Rohprotein, bei der höchsten Düngungsvariante L mit 175 kg N/ha steigt der Gehalt auf 8,6 %. Mit jedem kg N-Düngung nimmt der Proteingehalt anfänglich um,13 % zu. Die Zunahme steigt aber progressiv, was aber auch mit der geringer werdenden Ertragszunahme zu erklären ist. 96,26 % der Steigerung des Rohproteingehaltes lassen sich damit durch die N-Düngung erklären. Regression: N-Düngung zu Rohproteinertrag: grüne Linien bzw. Quadrate: Ohne N-Düngung sind demnach 273 kg/ha Rohproteinertrag zu erwarten. Mit jedem kg zusätzlicher N-Düngung steigt der Rohproteinertrag um 3,3 kg/ha. Es ist eine weitgehend lineare Beziehung, die, wie der Ertrag, bei weiterer N-Düngung noch höhere Proteinerträge erwarten lässt. Der Rohproteinertrag kann zu 98,43 % mit der N-Düngung erklärt werden. Versuchsbericht 212 Seite 9

7 Regression: N-Düngung zu N-Entzug: rote Linien bzw. Dreiecke: Der N-Entzug zeigt eine sehr ausgeprägte lineare Beziehung: Ohne N- Düngung werden über die Ernte trotzdem 44 kg N/ha entzogen, die über Mineralisation und natürliche Einträge der Pflanze bereitgestellt werden. Jedes weitere kg N-Düngung führt über den höheren Ertrag zu weiteren,53 kg/ha N-Entzug, das heißt aber auch, dass,47 kg der N-Düngung nicht von der Pflanze verbraucht werden und in den N-Vorrat des Bodens zurückfließen, sich verflüchtigen oder das Grundwasser belasten. Wie die obige Grafik der Reststickstoffmengen im Boden Ende September zeigt, haben die angewendeten N- Düngungsvarianten bis jetzt zu keiner Erhöhung des N-Vorrates im Boden geführt sondern entsprechen dem natürlichen N-Vorrat des Bodens, den die -Variante zeigt. Zusammenfassung: Durch Steigerung der N-Düngung können Körnerertrag sowie Rohproteingehalt und ertrag gesteigert werden. Wird der Kornertrag als Marktfrucht verkauft, ist die wirtschaftliche Obergrenze unter den vorhandenen Bedingungen bei etwa 145 kg N/ha erreicht. Wird die Ernte aber über die Tierhaltung veredelt und die Inhaltsstoffe, insbesondere der Rohproteingehalt und ertrag sind wichtiger, so könnte auch eine höhere N-Düngung noch wirtschaftlich sein. Dem gegenüber steht die Gefahr von N-Verlusten oder Einträgen in das Grundwasser. Bei der höchsten N-Düngungsvariante (Variante L, 175 kg) dieses Versuches waren die Reststickstoffmengen in bis 9 cm Tiefe nicht höher als bei keiner N-Düngung. Das heißt aber nicht, dass nicht eventuell höhere N-Mengen in das Grundwasser gelangten, denn die N-Abfuhr über das Korn war in jeder Variante (außer -Variante) unter der N-Zufuhr über die Düngung. Bonitierungsdaten und Qualitätsuntersuchung : Düngung Erntefeuchtigkeit in % TKM in g HL in kg ohne N 22,52 255,23 73,3 A 9 N 21,66 269,12 74,26 B 115 N 21,83 282,31 74,89 C 115 N 21,99 289,19 74,76 D 115 N 22,17 281,68 74,87 E 18 N 21,75 278,66 74,9 F N min (118 N) 21,57 277,66 74,67 G N min (16 N) 21,61 282,9 74,82 H 115 N 22,11 283,89 75,4 I 115 N 21,95 277,15 74,47 K 145 N 22,8 32,14 75,7 L 175 N 22,73 39,26 75,81 Mittel 22,6 282,36 74,79 Grenzdifferenzen bei 5 % Irrtumswahrscheinlichkeit GD 5%,48 ** - - Erntefeuchtigkeit Zwischen Erntefeuchtigkeit und Düngung lässt sich bis auf die -Variante - kein Zusammenhang ableiten, weder nach der Düngerhöhe, noch nach Düngungszeitpunkt oder Düngerart. Sowohl die ungedüngte Variante wie auch die höchste Düngungsvariante haben etwa denselben Feuchtigkeitsgehalt. Versuchsbericht 212 Seite 1

8 TKM: y =,2862x + 249,71 R² =,731 TKM Team Versuchstätigkeit Für die TKM lässt sich eine ausgeprägte Beziehung zwischen der N-Düngungshöhe und der TKM beobachten: Je höher die N-Düngung, umso höher auch die TKM. TKM in g % der TKM-Steigerung lassen sich mit der Zunahme der N-Düngung erklären Kg ausgebrachter N/ha HL-Gewicht: HL-Gewicht in kg 76 75, ,5 74 y =,14x + 73,192 R² =,8185 HL-Gew. Ähnlich ist die Beziehung zwischen N- Düngungshöhe und dem HL-Gewicht: Höhere N- Düngung bedeutet auch höheres HL-Gewicht. Allerdings beträgt die so erzielte Steigerung absolut nur etwa 2,5 kg. 73, Kg ausgebrachter N/ha Versuchsbericht 212 Seite 11