Stickstoff- und Schwefeldüngung gehören zusammen

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1 Stickstoff- und Schwefeldüngung gehören zusammen Innovative Systeme für die Stickstoff- und Schwefeldüngung Michael Fuchs SKW Stickstoffwerke Piesteritz GmbH

2 Schwefel ein Hauptnährstoff Quelle: nach Marschner (1995) Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung 2012

3 Schwefeleintrag/-aufnahme (kg S/ha) S-Problem für die Pflanzenernährung Entwicklung der Schwefeleinträge aus der Luft im Vergleich zu den Schwefelentzügen von Raps und Winterweizen Quelle S-Einträge: Umweltbundesamt (2009) S-Eintrag (kg S/ha) Entzug Raps Entzug Wi Wei Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung

4 Funktionen des Schwefels in Pflanzen Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung

5 Funktionsverwandschaft von N und S org. Verbindungen in Boden und Pflanzen C:N:S 100:10:1 (Gutser, 1994) Aufnahme und Metabolismus in gleichen Verhältnissen S-Bedarf über die gesamte Wachstumszeit Sulfat stark auswaschungsgefährdet N- und S-Düngung miteinander verbinden Latenter S-Mangel nicht sichtbar aber schon Ertragsminderung Akuter S-Mangel sichtbar erhebliche Ertragsrückgänge Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung

6 Verlauf der N- und S-Aufnahme bei Raps Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung 2012 Quelle: Albert et al. (2001) 7

7 Schwefel-Auswaschung jährliche S-Auswaschung 60 kg/ha*a 130 kg S / ha x Jahr Pfaff (1963) kg S / ha x Jahr Kühn & Weller (1977) kg S / ha x Jahr Mansfeld (1994) 60 kg S / ha x Jahr Bloem (1998) *aus: Scherer (2001) Europ. J. Agronomy 14, Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung

8 Smin-Gehalt (kg/ha) im Boden S min -Gehalte in Sachsen auf einem D-Standort / / /2008 Quelle: nach ALBERT LfULG (2009) Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung

9 Düngewirkung unter S-Mangelbedingungen ohne ausreichende S-Versorgung keine N-Düngewirkung Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung 2011 ohne N S-freier Vergl.- Dünger S-haltiger Vergl.- Dünger PIASAN-S 25/6 11

10 Einfluss der S-Versorung auf die Qualität von Brotgetreide ohne S-Düngung mit S-Düngung Einfluss der S-Versorgung auf die Backqualität bei Weizen Quelle: Zörb, Universität Kiel Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung 2012

11 S-Bedarf ausgewählter Kulturen Schwefelentzug kg S/ha Schwefel Kulturen hoch > 60 Raps, Leguminosen Kopfkohlarten u. Sellerie mittel Getreide, Grünland, Porree, Spargel, Zwiebeln niedrig < 20 Kartoffel, Zuckerrübe Kopf- und Feldsalat Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung

12 Die S-Bedürftigkeit ausgewählter Gemüsekulturen Schwefelentzug kg/ha Schwefel Gemüsekulturen hoch > 60 Kopfkohlarten u. Sellerie mittel Porree, Spargel, Zwiebeln niedrig < 20 Kopf- und Feldsalat S-Mangel in Kopfkohl Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung 2012

13 S-Düngermengen Düngermengen: Getreide Raps Grünland kg/ha S kg/ha S kg/ha S Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung 2012

14 Notwendigkeit der Schwefeldüngung 1» Geringe kg S Einträge im Mangel über die Luft beeinträchtigt» Hohe Verlustgefahr die Aufnahme von kg N» Hohe Entzüge» Funktionsverwandschaft von N und S» Mineralisation im gleichen N:S-Verhältnis wie Pflanzenbedarf» Wenn N gedüngt wird, gerät S schnell in den Mangel Zwischenfazit 1 kg S im Mangel beeinträchtigt Aufnahme von kg N S-Mangel führt zur Ertrags- und Qualitätsverlusten N-und S-Düngung miteinander verbinden Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung

15 Ermittlung der Düngebedürftigkeit für Schwefel Visuelle Diagnose Bodenanalyse Pflanzenanalyse Schätzrahmen / Modellierung Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung

16 Visuelle Diagnose von S-Mangel S-Mangel in Raps Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung

17 Visuelle Diagnose von S-Mangel Foto: H.-J- Richter, 2008 Wechselweise Prüfvarianten mit (hellgrün) und ohne (dunkelgrün) S-Mangel trotz gleicher N-Düngung Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung

18 S-Mangel in Wintergerste Foto: H.-D. Biebert 2010 Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung 2011

19 Bewertung der Bodenanalyse Bestimmung S min (SO 2-4 Gehalt im Boden) mit N min -Analysen kombinierbar zeitige Entscheidung vor Vegetationsbeginn Unsicherheit durch hohe Mobilität des Sulfates Hohe räumliche und zeitliche Variabilität Sollwert S min > 60 kg S/ha Untersuchungskosten Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung

20 Bewertung der Pflanzenanalyse Bestimmung Gesamt-S Richtwerte vorhanden exakte Diagnose des Ernährungszustandes Untersuchungstermin zu spät für optimale S-Düngung Untersuchungskosten Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung

21 Richtwerte für Pflanzenanalyse (n. VDLUFA Standpunkt) Pflanzenart Probenahmetermin Pflanzenteil Richtwerte für ausreichende Gehalte (%TS) Winterraps kurz vor gerade voll entwickelte Knospenstadium Blätter 0,55 Wintergetreide Schossbeginn/ gesamte oberirdische 1-Knotenstadium Pflanze 0,30 Zuckerrübe Bestandesschluss Blattspreiten aus mittlerem Blattkranz 0,30 Grünland vor dem ersten Schnitt gesamter Aufwuchs 0,30 Quelle: VDLUFA Standpunkt Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung

22 Fruchtart Probenahmeorgan Zeitraum Probenahme Getreide gesamte oberirdische Pflanze Ende Schossen Fahnenblatt ab Ähren-/ Rispenschieben Mais mittlere Blätter bis Rispenschieben Kolbenblätter ab Blüte Raps gesamte oberirdische Pflanze 4-Blatt-Stadium bis Ende Längenwachstum jüngste vollentwickelte Blätter ab Knospenstadium Kartoffeln gesamte oberirdische Pflanze bis Reihenschluss jüngste vollentwickelte Blätter ab Knollenbildung Zucker- bzw. Futterrübe gesamte oberirdische Pflanze bis 10-Blattstadium Spreiten der jüngsten vollentwickelten Blätter bis Reihenschluss Ackerbohne/Erbse gesamte oberirdische Pflanze 4-Blatt-Stadium bis Ende Längenwachstum jüngste vollentwickelte Blätter ab Knospenstadium Sonnenblume gesamte oberirdische Pflanze 4-Blatt-Stadium bis Ende Längenwachstum jüngste vollentwickelte Blätter ab Blüte Luzerne/Rotklee gesamte oberirdische Pflanze bis Blüte Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung 2012

23 Schwefelbedarf abschätzen Schwefelschätzrahmen ist hilfreich für die Einschätzung der S-Düngenotwenigkeit Unterscheidet in 3 Stufen Mangel wahrscheinlich Düngung notwendig Düngung empfehlenswert S-Mangel nicht zu erwarten Unsicherheiten im mittleren Bereich Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung 2011 Quelle: K+S Nitrogen Merkmal Punktzahl Wert Boden leicht/sandig 1 lehmig 3 tonig 5 Humus arm (< 2%) 2 mittel (2-4%) 3 hoch (>4%) 4 Wurzelraum flachgründig 2 tiefgründig 4 Strukturschäden ja 1 stellenweise 3 nein 4 N min zu VB unterdurchschnittlich 1 durchschnittlich 3 überdurchschnittlich 5 Niederschläge (Okt-Mrz) überdurchschnittlich 1 durchschnittlich 3 unterdurchschnittlich 5 Schwefelzehrende Kulturen jedes 3. Jahr 2 jedes 4. Jahr 3 jedes 5. Jahr 4 aktuelle Kultur Raps, Kohl, Leguminosen 1 Getreide 2 andere Kultur 3 Schwefelmangel beobachtet ja 1 nein/unbekannt 3 Ertragsniveau hoch 2 Raps >40 / /<30 mittel 3 Getreide >75 / /<50 niedrig 4 Zwischenfruchtanbau Nein 2 im letzten Herbst/Winter ja 4 organische Düngung 0 GV/ha 1 bis 1,5 GV/ha 2 > 1,5 GV/ha 3 Schwefeldüngung in den Nein 1 letzten 3 Jahren? ja 3 Summe

24 S-Mangel erkennen» S min Bodenuntersuchung frühzeitig aber unsicher» S-Pflanzenuntersuchung sicher aber zu spät für aktuelles Jahr» Schätzrahmen gute Entscheidungshilfe mit Schwächen im mittleren Bereich Fazit: Schätzrahmen nutzen Bei Unsicherheit Pflanzen- oder Bodenanalytik nutzen Bedarfsgerecht düngen!!! Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung

25 Kornertrag (dt/ha) S-Düngewirkung unter Mangelbedingungen GD 5% = 6,94 Kornertrag Wintergerste im Dauerversuch 10. Versuchsjahr, Standort Trossin ,1 71, ,8 10 Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung 2011 ohne N PIAMON 33-S KAS 150 kg N/ha 55 kg S/ha 150 kg N/ha 0 kg S/ha 28

26 Relativwerte/Smin (kg/ha) S-Düngewirkung unter Mangelbedingungen Einfluss der S-Düngung auf Boden, Pflanzenentwicklung und Nährstoffentzüge in Wintergerste im Dauerversuch Versuchsjahr, Standort Trossin N-Entzug 100%=174,4 kg N/ha S-Entzug 100%=18,8 kg S/ha ährentr. Halme 100%= 475 Ähren/m² S-Gehalt im Blatt (BBCH 32) 100%=0,31% (TS) Smin (VB) kg/ha 10 Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung 2011 ohne N PIAMON 33-S KAS 29

27 Schwefelquellen für die Düngung Sulfat (Ammoniumsulfat, Magnesium-/Kaliumsulfat, Gips) ATS (Ammoniumthiosulfat) Elementarer Schwefel Organische Dünger/Ernterückstände Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung

28 Eignung der Schwefelquellen für Düngemittel gran. Dünger Schwefelquelle Flüssigdünger Bemerkung Sulfat ja ja Sofort verfügbar, kein schädlicher Luxuskonsum, auswaschungsgefährdet ATS nein ja Umwandlung in die Sulfatform, sekundäre Wirkungen vorhanden? Elementarer Schwefel ja nur als Suspension Wirksamkeit hängt von der Korngröße ab, langsamere aber anhaltende Sulfatfreisetzung Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung

29 Pflanzenverfügbare S-Formen schwefelhaltige Dünger gibt es viele - pflanzenverfügbare Schwefelformen nur drei: SO SO 2 H 2 S Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung

30 S-Düngung mit elementar S (S 0 )» Vorteile» ggf. langsam fließende S-Quelle» Vorratsdüngung möglich» geringe Beweglichkeit» Nachteile» keine unmittelbare Pflanzenverfügbarkeit» Düngewirkung erst nach mikrobiellem Umbau» S 0 -Korngröße und Umwandlungszeit zu Sulfat oft unbekannt» Stark versauernde Wirkung S 0 + H ½ O 2 H 2 SO 4 2 H + + SO 4 2- Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung

31 S-Umsatz (%) Umsetzung von elementarem (S 0 ) zu Sulfat S-Umsetzung im Bodenmodelltest (20 C, opt.fk) R² = 0,9974 S-colloidal S [<1 µm] feinst vermahlen, teuer Halbwertszeit ~4 Wo. Praxis > 8 Wo R² = 0,9978 S-Blüte S [38 µm] Handelsüblich Halbwertszeit ~6 Wo. Praxis > 10 Wo Tage nach der Düngung Tage nach Applikation S-grobkörnig S-Schwefelblüte S-grobkörnig S [ µm] natürliche Vorkommen ebenfalls handelsüblich Vulkan-S, Bimsstein Halbwertszeit >12 Wo. Praxis > ½ Jahr 34

32 S-Düngung mit Sulfat (SO4 2- -S)» Vorteile» sofort pflanzenverfügbar» hohe Beweglichkeit im Boden» gezielte bedarfsgerechte Düngung möglich» in Verbindung mit N-Düngung versauernd» Nachteile» Auswaschungsgefahr» Keine Vorratsdüngung Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung

33 Ammoniumsulfat (ATS) als S-Quelle» (NH 4 ) 2 S 2 O 3» 60%ige ATS-Lösung enthält 12% N und 26% S» in neutralen bis alkalischen Böden Abbau über Tetrathionat (S 4 O 6 ) zu Sulfat» N-stabilisierende Wirkung erst bei hoher Konzentration im Düngemittel» bis zu 6% S im N-Dünger keine stabilisierende Wirkung» danach beginnend mit steigender Konzentration Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung

34 mg NO 3 pro 100g Boden ATS = Schwefelquelle Nitrifikationshemmstoff Vergleich der Nitrifikationshemmung von ATS-haltigen (3% S aus ATS) zu N-stabilisierten Flüssigdüngern im Bodenmodellversuch (20 C, opt. Bodenfeuchte) 14,0 Boden PIASAN-S 25/6 ALZON flüssig-s 25/6 PIASAN 24-S ALZON flüssig-s Ergebnis: 12,0 10,0 8,0 ALZON flüssig-s (25/6) signifikante Nitrifikationshemmung über 35 Tage 6,0 4,0 2,0 PIASAN-S 25/6 AHL+AS+ATS (3% S) bewirkt keine Hemmung der Nitrifikation 0,0 ALZON flüssig AHL 21 + ATS (3 28% S) = NTS Tage nach Inkubation Versuchsergebnisse 2009, LAF Cunnersdorf Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung

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36 Die neuen S-haltigen Flüssigdünger 25 % N Gesamtstickstoff 11% N Carbamidstickstoff 5 % N Nitratstickstoff 9 % N Ammoniumstickstoff 6 % S wasserlöslicher Schwefel ATS und Sulfat Dichte (bei 20 C) 1,31 g/cm³ Kristallisationsbeginn 15 C + N-Stabilisator gelb grün Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung 2012

37 Hohe Oberflächenspannung = gute Pflanzenverträglichkeit Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung

38 Kornertrag (dt/ha) Rohprotein (%) Pflanzenverträglichkeit und Ertrag 110 Auswirkung der Oberflächenspannung auf Pflanzenverträglichkeit, Ertrag und RP-Gehalt Mittel aus 5 Versuchen ,1 99, , ,0 13,3 13, AHL hohe OF AHL mittlere OF AHL niedrige OF OF-Spannung (mn/m) Blattnekr osen (%)

39 Kornertrag (dt/ha) Rohprotein (%) Oberflächenspannung von Flüssigdüngern Auswirkung der Oberflächenspannung auf Pflanzenverträglichkeit, Ertrag und RP-Gehalt Mittel aus 8 Versuchen ,9 Kornertrag (dt/ha) Rohprotein (%) 19,0 18,0 17, ,5 16,0 15, ,6 12,7 14,0 13,0 12,0 11,0 70 PIASAN 28 AHL niedrige Oberflächenspannung 10,0

40 ALZON flüssig-s 25/6 - hohe Oberflächenspannung Wintergerste kg/ha N 295 l/ha 1Tag nach Appl. Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung

41 Pflanzenverträglichkeit WiWei Fj PIASAN-S 25/6 60 kg/ha N (ES 23-25) ALZON flüssig-s 25/6 90 kg/ha N (ES 23-25) Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung

42 ALZON flüssig-s 25/6 (180 kg N/ha) Frühjahr mögl. Termin nach Winter Pflanzen in Winterruhe Eine Woche nach T1 VB Pflanzen beginnen zu wachsen Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung

43 Samenertrag (dt/ha) Herbstdüngung mit ALZON zu Raps 75 Samenertrag, Cunnersdorf (Sachs.), Sorte Elektra (N 14-10) ,3 67,2 65, ,0 50 ohne N PIASAN-S 25/6 ALZON flüssig-s KAS* + ALZON flüssig-s kg/ha N Herbst (ES 14/15) VB (18.3.) ES 51 (7.4.) * 140 -

44 Kornertrag (dt/ha) N-Düngungssysteme für Wi-Roggen ALZON flüssig-s 25/6 am Standort Trossin (RO-N51-12-B) ,7 63,8 65,2 67,0 ohne N PIASAN 28 PIASAN-S 25/6 ALZON flüssig-s 25/6 64,0 KAS VB (8.3.) BBCH 32 (20.4.) Sorte: Brasetto, Aussaat: , GD 5% = 5,55 dt/ha 7. Dezember 2012 Fußzeile, z. B. Veranstaltung, Autor etc. (Master) 50

45 Samenertrag (dt/ha) N-Steigerung Raps ,2 Ertragsvergleich traditionell - N-stabilisiert (RA-N21-12-C) 78,3 RapsPower PIAMON 33-S 82,3 79,7 83,1 82,8 85,4 84,6 83,6 R² = 0, N-Düngung (kg/ha N) 82,8 Mehrertrag N-stab.Dünger Wirtschaftlicher Ertrag trad. bis R² 200 = 0,9339 kg/ha N N-stab. bis 250 kg/ha N bei besserer Ökologie Wasser kam noch rechtzeitig Grenze bei etwa 200 kg/ha N * Mischdünger aus 30% ALZON Mplus + 70% PIAMON 33-S (37% N, 8% S) Sorte: PR44 D06, Aussaat: 23.8., N min (27.2.) = 8 kg/ha, S min = 17 kg/ha GD 5% = 4,06 dt/ha 7. Dezember 2012 Fußzeile, z. B. Veranstaltung, Autor etc. (Master) 51

46 ährentragende Halme/m² Einfluss des Düngemittels auf die Bestockung Mittelwert aus 7 Getreideversuchen 2011 und PIASAN 28 PIASAN-S 25/6 ALZON flüssig ALZON flüss.-s 25/6 7. Dezember 2012 Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung 2012

47 Ähréntragende Halme/m² Einfluss des Düngemittels auf die Bestockung n.s. Alle Versuche KAS PIAMON 33-S PIAGRAN 46 ALZON 40-S Getreide Power ALZON 46 ALZON flüss.-s 25/6 ALZON flüssig PIASAN-S 25/6 PIASAN 28 flüssig fest n= Dezember 2012 Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung 2012

48 Einfluss verschiedener N-Dünger auf die Bodenreaktion Düngemittel Nährstoffgehalt (%) N S Versauerung 1 kg N bewirkt (val H + ) Kalkverlust Ackerland (kg CaO) Grünland KAS (Kalkammonsalpeter) ,56-0,36 PIAGRAN 46 (Harnstoff) ,8 ALZON ,8 PIASAN 28 (AHL) / ALZON flüssig ,8 PIASAN-S 25/6 / ALZON flüssig-s 25/ ,42-1,13 PIAMON 33-S ,64-1,31 ASS (Ammonsulfatsalpeter) ,73 SSA (schwefelsaures Ammoniak) ,8 Kalkstickstoff ,67 1,86 1 kg CaO entspricht 1,8 kg CaCO 3

49 Fazit Schwefeldüngung» S-Düngebedürftigkeit nimmt zu» Latenter S-Mangel häufig führt bereits zu Ertragsminderung» S-Düngewirkung geht vom Sulfat aus» bedarfsgerechte S-Düngung ist wirtschaftlich und ökologisch» Funktionsverwandschaft von N und S beachten» Ob feste oder flüssige S-Düngung ist unerheblich bedarfsgerechte Pflanzenversorgung ist entscheidend 55

50 Fazit S-haltige Flüssigdünger» Flüssigdünger müssen gut pflanzenverträglich sein» Blattdüngungseffekt» ATS optimale S-Quelle jedoch keine N-stabilisierende Wirkung» S-Düngung und N-Stabilisierung ergänzen sich» PIASAN -S 25/6 und ALZON flüssig-s 25/6 sind zwei innovative Neuentwicklungen mit:» Hohem Nährstoffgehalt» Optimalem N/S-Verhältnis» Guter Pflanzenverträglichkeit» Lagerfähigkeit bis -15 C 56

51 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit und viel Erfolg SKW-Feldtag in Cunnersdorf am Michael Fuchs, SKW Fachtagungen Düngung