Wirkung der Stickstoffdüngung auf Ertrag, Ölgehalt und Erlös von Winterraps

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1 Wirkung der Stickstoffdüngung auf Ertrag, Ölgehalt und Erlös von Winterraps Prof. Dr. Rolf O. Kuchenbuch, Universität Rostock und LUFA Rostock der LMS Dr. Johannes Heyn, Landesbetrieb Landwirtschaft Hessen, Kassel Einleitung Raps stellt für viele Betriebe eine erhebliche Einnahmequelle dar, insbesondere, wenn große Partien gehandelt werden können. In diesen Fällen wird nach der gelieferten Masse, verbreitet auch nach Ölmühlenbedingungen abgerechnet, d. h. der vereinbarte Basispreis wird den erzielten Ölgehalten angepasst. Der Landwirt hat demnach Interesse an einem hohen Flächenertrag mit hohen Ölgehalten (= dem Ölertrag), die Ölmühle an Saaten mit möglichst hohen Ölgehalten. Die erwähnte Abrechnung nach Ölmühlenbedingungen ist daher aus Sicht der Produzenten und Verarbeiter sinnvoll. Daneben spielen Feuchte und Besatz eine Rolle diese sollen hier aber keine Erwähnung finden, da sie von der N-Düngung nicht vorrangig beeinflusst werden. In dieser Publikation untersuchen wir den Einfluss der N-Düngung auf Kornertrag und Ölgehalt der Saat anhand von Feldversuchen, die in Hessen durchgeführt wurden. Für die Auswertung verwendete Versuche Versuchsjahre: Die Standorte, 33 an der Zahl, liegen vorwiegend in Nordhessen, wenige in Mittelhessen (Marburg) und der Wetterau (Friedberg). Es handelt sich um relativ gute Ackerstandorte mit Ackerzahlen von 35 bis 80, im Mittel 61. Vorfrüchte für die Rapsversuche war überwiegend Winter-Gerste, vereinzelt Winter-Weizen, selten Winter-Roggen. Raps-Sorten: Sie entsprachen den in der Praxis während der letzten acht Jahre gängigen Sorten (Capitol, Express, Lisbeth, Panther, Smart, Talent, ). Organische Düngung (im Herbst): Auf den Versuchsstandorten verblieb mehrheitlich das Stroh, in seltenen Fällen wurden Gülle oder Stallmist im Herbst ausgebracht. Mineralische N-Düngung: Die im Folgenden verwendeten Zahlen zur Düngung beziehen sich auf die gedüngten N-Mengen, ohne Anrechnung von N min. Im Herbst wurde kein N ausgebracht. Die N min - Gehalte lagen zu Vegetationsbeginn zwischen 12 und 92 kg/ha, im Mittel bei 27 kg/ha. In allen N- Varianten wurden die Gaben im Verhältnis 50:50 zweigeteilt. Die erste Gabe erfolgte bei Vegetationsbeginn als ASS, die zweite Gabe ca. drei bis vier Wochen später als KAS. Dies bedeutet: Es wurde nicht nur der Nährstoff N gesteigert, sondern auch S. Aus vielen gleichzeitig und früher durchgeführten S-Steigerungsversuchen heraus sind wir jedoch recht sicher, dass die gleichzeitige Ausbringung von S hier keinen wesentlichen Anteil am Zustandekommen des Düngungseffekts in den Versuchen hat. Die Ölgehaltsbestimmung erfolgte mit der NIRS-Methode, die kalibriert und validiert wurde auf Basis der VDLUFA-Methode und überprüft wurde durch (erfolgreiche) Teilnahme an allen Ringuntersuchungen der VDLUFA-Qualitätssicherung (NIRS-GmbH). Die Messungen erfolgten an vorher gereinigten Proben, bei hohem Besatz ist also der Ölgehalt in der Originalprobe niedriger. Die Angaben in den Abbildungen sind auf eine Feuchte von 9 % umgerechnet, die auch als Basis für den Basispreis nach Ölmühlenbedingungen dient. Statistik: Die relativen Standardabweichungen der Versuchs-Mittelwerte liegen bei 5-15 %; dies sind übliche Werte für diese Art Versuche. Die Kurvenanpassungen erfolgten oberhalb 140 kg N/ha mittels Regressiongleichungen 3. Grades, um Optima zu finden und das Auge des Betrachters zu leiten. 1

2 Bei der Sichtung der Daten wurde offenbar, dass es in den Versuchen differenzierte Ergebnisse und Schlussfolgerungen in Abhängigkeit vom Ertragsniveau gibt. Daher haben wir in den Abbildungen sowohl den Mittelwert aller stark besetzten Versuchsglieder (0, 140, 180, 220, 260 kg N/ha) dargestellt, als auch den Mittelwert der acht Versuche mit den höchsten Erträgen (= hohes Ertragsniveau) und der acht Versuche mit den niedrigsten (= niedriges Ertragsniveau). Ergebnisse Der Kornertrag von Raps bei steigendem N-Angebot ist in Abbildung 1 dargestellt. Im Mittel aller Versuche steigt bis zu einem Angebot von 220 kg N/ha der Ertrag auf 43,3 dt/ha an und fällt dann leicht ab. Bei dem deutlich höheren Ertragsniveau der acht Versuche mit den höchsten Erträgen steigt bis zu einem N-Angebot von 260 kg N/ha der Kornertrag auf 49,5 dt/ha an. Diese Versuche stammen aus den Jahren 1999, 2004 und Die acht Versuche mit den niedrigsten Erträgen haben ein Ertragsniveau von 39 dt/ha und wurden in den Jahren 1998, 2001 und 2002 durchgeführt. Es ist in diesem Datensatz nicht möglich, Sorten-, Standort- und Jahreseffekt zu trennen, da nicht alle Sorten im gleichen Jahr am gleichen Standort angebaut wurden. Abb. 1: Kornertrag von Raps in Abhängigkeit von der N-Düngung, 33 Versuche, Diese Ergebnisse stimmen insgesamt recht gut mit Veröffentlichungen der vergangenen Jahre und mit Düngungsempfehlungen überein, die allein auf die Optimierung des Kornertrags abzielen. Für den maximalen Kornertrag sind kg N/ha nötig. Festzuhalten bleibt, dass die Unterschreitungen dieser N-Menge bei allen Ertragsniveaus zu deutlichen Ertragsminderungen führen. Überschreitungen führen vor allem beim niedrigen Ertragsniveau zu Ertragsminderungen. 2

3 Der Ölgehalt im Rapskorn, auch als Rohfett bezeichnet, ist in der Vergangenheit wesentlich seltener bei der Auswertung von N-Düngungsversuchen betrachtet worden. Dies liegt zum einen daran, dass die Bestimmung des Ölgehaltes selbst arbeitsaufwendig ist und zum anderen chemischer Kenntnisse bedarf. Die daraus resultierenden Kosten sind vielfach ein Hinderungsgrund für die Bestimmung in Standardversuchen. In den vorliegenden Versuchen wurde der Ölgehalt in allen Versuchsgliedern aller Versuche bestimmt und, wie im Handel üblich, auf 9 % Feuchte normiert. Abbildung 2 zeigt die Ölgehalte der Rapssaat in Abhängigkeit von der N-Versorgung. Die absoluten Ölgehalte liegen für die ungedüngte Variante im Mittel aller Versuche bei 45,9 % Öl und sind damit erstaunlich hoch. Mehr als 90 % der gedüngten Varianten aller Versuche weisen niedrigere Ölgehalte auf. Erstaunlicherweise unterschreitet keine Probe den Wert von 40% Öl, den Bezugswert für die Abrechnung nach Ölmühlenbedingungen. Abb. 2: Ölgehalte (Rohfett) von Raps in Abhängigkeit von der N-Düngung, 33 Versuche, Die höchsten Ölgehalte werden in den Versuchen gemessen, welche auch die höchsten Erträge haben. Bei den Versuchen mit niedrigem Ertragsniveau und einem Optimum von 39 dt/ha werden mit steigender N-Düngung die niedrigsten Ölgehalte festgestellt. Hier liegen die Ölgehalte im Mittel der Düngungsstufen um 1,5 % Öl niedriger als beim hohen Ertragsniveau. Bei allen Versuchen nimmt der Ölgehalt im Mittel um etwa 1 % je 100 kg N ab. Im Extrem wurden im einzelnen Versuch jedoch auch Abnahmen um bis zu 5 % bei hoher N-Düngung festgestellt. Aus den vorstehenden Ergebnissen geht hervor, dass das N-bedingte Ertragsmaximum für den Kornertrag und das Maximum des Ölgehaltes nicht zusammen fallen. 3

4 Bei Verkauf der Rapssaat ohne Berücksichtigung von Produktionsfaktoren haben die Erlöskurven ihre Optima bei den gleichen N-Düngungsstufen wie die in Abb. 1 dargestellten Kornerträge. Vereinfachend soll hier untersucht werden, inwieweit sich die Ertragsoptima und die Erlösoptima unterscheiden, wenn die N-Düngerkosten berücksichtigt werden. Wir haben dazu einen konservativen Ansatz gewählt und das Kilogramm Stickstoff mit 0,50 EUR veranschlagt. Die Abbildung 3 zeigt den um die N- Düngerkosten bereinigten Erlös aus dem Kornertrag der Abbildung 1 (Annahme: 22,50 EUR pro dt Rapssaat, 0,50 EUR kg pro kg N). Über alle Versuche und Varianten (einschließlich der Null-Variante) betrachtet, liegt der um die N-Düngerkosten bereinigte Erlös zwischen 600 und 1100 EUR pro Hektar. Im Mittel aller Versuche liegt die optimale N-Versorgung um 220 kg N/ha, bei höheren Gaben ist die Abnahme der Erlöse selbstverständlich deutlicher als beim Ertrag. Für die Versuche mit den höchsten Erträgen liegt das Düngungsoptimum mit 230 kg N/ha geringfügig höher, allerdings ist hier das Optimum des Erlöses um 130 EUR höher. Für das niedrige Ertragsniveau steigen die Erlöse zwischen 140 und 200 kg N/ha relativ schwach an, jedoch fällt der Erlös bei Überschreitung von 200 kg N/ha deutlich ab. Überschreitungen des Optimums sind daher betriebswirtschaftlich sehr viel problematischer als Unterschreitungen. Das Gleiche gilt für die Umweltwirkungen. Abb. 3: N-Düngerkosten-bereinigter Erlös von Raps in Abhängigkeit von der N-Düngung, 33 Versuche, ; Annahme: Erlös von 22,50 EUR pro dt Raps, Kosten von 0,50 EUR pro kg N 4

5 Zwischen Erfassungshandel und Maklern/Ölmühlen üblich ist die Abrechnung nach Ölmühlenbedingungen, wenn große Partien gehandelt werden. Diese berücksichtigen Abweichungen von einem Standard-Ölgehalt durch Zu- bzw. Abschläge auf einen Basispreis und finden auch Anwendung gegenüber Produzenten. Es soll dargestellt werden, inwieweit sich das Optimum der N-Versorgung unter Erlösgesichtpunkten verändert, wenn nach den üblichen Ölmühlenbedingungen abgerechnet wird und zusätzlich die N- Düngerkosten Berücksichtigung finden (Annahme: Basispreis 22,50 EUR pro dt Rapssaat bei 40 % Ölgehalt, pro Prozent Öl Über- oder Unterschreitung von 40 % werden 1,5 % des Basispreises zu- oder abgezogen, 0,50 EUR pro kg N). Hier soll auf die Problematik der Probenahme und der analytischen Ölgehaltsbestimmung selbst nicht eingegangen werden. Den um die N-Düngerkosten bereinigten Erlös nach Ölmühlenbedingungen zeigt die Abbildung 4. Im Vergleich zu Abbildung 3 fällt auf, dass bei zugrunde liegendem Basispreis von 22,5 EUR/dt die Berücksichtigung der Ölgehalte nach Ölmühlenbedingungen zu einem um etwa 80 EUR/ha höheren, düngerkostenbereinigten Erlös führt. Um diesen Unterschied auszugleichen, müsste bei einem Ertrag von 45 dt/ha der Preis pro Dezitonne bei Bezahlung nach Ertrag um etwa 1,80 EUR höher sein als nach Ölmühlenbedingungen. Abb. 4: N-Düngerkosten-bereinigter Erlös von Raps nach Ölmühlenbedingungen in Abhängigkeit von der N-Düngung, 33 Versuche, Annahme: Basispreis von 22,50 EUR pro dt Raps bei 40 % Ölgehalt, Zu- bzw. Abschläge von 1,5 % des Basispreises bei Über- oder Unterschreitung von 40 % Öl; Kosten von 0,50 EUR pro kg N 5

6 Der um die N-Düngerkosten bereinigte Erlös liegt zwischen 600 und 1100 EUR pro Hektar, wenn man alle Versuche und Varianten einschließlich der Null-Variante betrachtet. Im Mittel aller Versuche liegt die optimale N-Versorgung zwischen 200 und 220 kg N/ha, bei höheren N-Gaben ist bereits eine Abnahme der Erlöse zu verzeichnen. Für die Versuche mit den höchsten Erträgen ist das Optimum des Ertrages um 170 EUR höher und liegt näher bei 230 kg N/ha. Beim niedrigeren Ertragsniveau wird der höchste Erlös zwischen 180 und 210 kg N/ha erzielt allerdings führen hier Überschreitungen zu drastischen Erlöseinbußen, während Unterschreitungen eher einen geringen Effekt haben. Nach den vorliegenden Ergebnissen ist eine Unterschreitung des N-Versorgungsoptimums beim niedrigen Ertragsniveau längst nicht so gefährlich wie eine Überschreitung. Mit einer Düngung von 140 kg N/ha würden höhere Erlöse erzielt werden als mit einer Düngung von 260 kg N/ha. Zusammenfassung und Schlussfolgerungen Im Mittel von 33 Versuchen über acht Jahre an verschiedenen Standorten und mit gängigen Rapssorten wurde ein Ertrag von 39 und 43 dt unter Einsatz von etwa kg N/ha erzielt. Für ein Ertragniveau von 50 dt waren im Mittel von 8 Versuchen etwa 250 kg N/ha nötig. Diese Unterschiede in der notwendigen Düngermenge erscheinen in Anbetracht der Ertragsunterschiede gering. Die N-Düngung wirkt sich mit einer Abnahme von etwa 1 % Öl pro 100 kg N negativ auf den Ölgehalt der Saat aus. Daher steigt der Ölertrag geringer an als der Kornertrag. Unter Berücksichtigung der N-Düngerkosten wird das Optimum der N-Versorgung bei einem Ertragsniveau von 39 dt/ha und 43 dt/ha breiter und reicht von 180 bis 220 kg N/ha, darüber fällt der N-Düngerkostenbereinigte Erlös ab. Dieser Abfall ist beim niedrigen Ertragsniveau besonders ausgeprägt. Bei einem Ertragsniveau von 50 dt/ha liegt das Optimum der N-Versorgung bei 230 kg N, dieses Optimum erscheint im Mittel der Versuche recht eng zu sein. Wird neben den N-Düngerkosten auch der Ölgehalt in der Preisfindung berücksichtigt, so verändern sich die optimalen N-Düngermengen für die drei Ertagsniveaus nur unwesentlich gegenüber der Betrachtung des allein um die N-Düngerkosten bereinigten Erlöses. Die Erlöse steigen jedoch beim hohen Ertragsniveau stärker an als beim niedrigen. Das ökonomische Optimum wird beim hohen Ertragsniveau enger. Wahrscheinlich liegt das ökonomische Optimum für die Produktion der für die meisten Anbaugebiete Deutschlands unter Praxisbedingungen üblichen Erträge von etwa 40 dt/ha Raps bei Berücksichtigung des Ölertrages bei einer Düngermenge von etwa kg N/ha und damit für uns erstaunlich nur ca. 30 kg N/ha unter der optimalen Düngermenge für den Ölertrag. Überschreitungen dieser N-Düngung haben aber bei der Abrechnung nach Ölmühlenbedingungen bei allen Ertragsniveaus sehr viel größere wirtschaftliche Konsequenzen als bei Abrechnung nach Kornertrag. Überschreitungen der optimalen Düngermengen sind damit ökonomisch und ggf. ökologisch wesentlich kritischer einzuschätzen als Unterschreitungen. Bei solch engen Optima wird die Bestimmung des N-Versorgungszustandes der Pflanze, die der Düngung zugrunde liegende realistische Ertragserwartung, aber auch die verwendete Streutechnik zunehmend bedeutsam. 6