Wasserschonende Düngung im Getreide und Rapsanbau

Transkript

1 Wasserschonende Düngung im Getreide und Rapsanbau

2 Wasserschonende Düngung und bedarfsgerechte Pflanzenernährung wichtiger denn je!!!! 1. Höhere Auflagen durch die EU-Wasserrahmenrichtline Dtld. in 2016 neue Düngeverordnung in 2. Klimaveränderungen und deren Einfluss auf die Pflanzenernährung (Frühjahrs- und Frühsommertrockenheit) keine witterungsunabhängige N-Versorgung, Reststickstoff?! 3. Sinkende Schwefelversorgung im Boden, steigender Schwefelbedarf aller Kulturen (Raps, Getreide, Grünland) ; S hat eine große Bedeutung in der Eiweißsynthese N-Ausnutzung?! 4. Zunehmender Mangel an Spurennährelementen (Mangan, Kupfer, Bor) N-Ausnutzung?! 5. Düngemittel sind ein teurer Produktionsfaktor der wirken muss Effizienz CULTAN -Verfahren

3 Geschichte An der Uni Bonn durch Prof. Sommer ausgangs der 70er Jahre entwickelt. In fast allen Kulturen wissenschaftlich bearbeitet und erprobt. Seit Beginn dieses Jahrhunderts immer stärkere Aufmerksamkeit in Forschung & Praxis FAL Braunschweig - Völkenrode: z.zt. 12 Forschungsvorhaben zu Cultan im Feldbau Cultan Workshop an der FAL z.zt. mehrere Anwenderfirmen mit Cultan-Erfahrungen, 2003: > ha 2007: > ha, 2010: > ha Anwendungsfläche, starker Zuwachs.

4 CULTAN Controlled Uptake Long Term Ammonium Nutrition (Kontrollierte N- Aufnahme durch langfristige NH Ernährung) nach Prof. Dr. Dr. h.c. Karl Sommer, Uni Bonn, 1970

5 CULTAN--Verfahren CULTAN Verfahren : Controlled Uptake Long Term Ammonium Nutrition CULTAN besteht aus zwei Elementen Depotdüngung Ammonium- mit betonte Injektionsmaschine Ernährung Ammoniumsulfat Ammoniumphosphat Ammoniakstarkwasser Ammoniakgas Mischungen aus Ammonium und Harnstoff Domamon L 26 (20 N / 6S) Mischungen aus AHL und ASL

6 Ausbringungstechnik technische Daten: l Tank, - Bereifung 800/65 R32 - elektr. 4teilig Teilbreitenschaltung - Schaummarkierung & GPS - 48 Injektionsräder (Reihenabstand 25cm) - Injektionstiefe: 5-7 cm - Depotabstand: 13,5 cm - optimaler Systemdruck: 2,5 8 bar - Fahrgeschwindigkeit: 6-7 km/h Quelle: mua-landtechnik 6

7 Ausbringungstechnik Quelle: Duport

8 Stabilisierte Düngung mit CULTAN-Verfahren

9 N arbe R a d r e if e n S p e ic h e n r o h r Spook D r u c k s c h la u c h G e w in d e s t ü c k

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12 N-Umsetzung und- Aufnahme N-Verluste ( NH 3 ) CULTAN verhindert 6-10 Wochen die Umwandlung zu Nitrat N-Formen: Amid (Harnstoff) Ammonium Nitrat Enzym: Urease Bakterien: Nitrosomonas Nitrobacter N-Verluste Nitrat, N2O Die Umwandlung von Harnstoff zu Ammonium und Nitrat erfolgt unter Einwirkung von Enzymen und Bakterien. Die Umwandlungszeit ist abhängig von: Bodentemperatur (>5 ), Bodenfeuchte und Sauerstoff (Durchlüftung)

13 Konventionelle NN-Düngung N-Ernährung der Pflanze: es werden alle drei N-Formen aufgenommen; in der Bodenlösung überwiegt meist NO3-. Nitraternährung: ungesteuerte Aufnahme ( Pflanze säuft ) - deshalb N-Gabenteilung zur Bestandesführung notwendig, Bremsen des Bestandes - Nitrat wird in den Blättern reduziert, d.h. wieder zu Ammoniak und anschließend der Eiweißsynthese zugeführt. Folgen: schlechte Energieeffizienz, Pflanze ist voll Nitrat, Sprossdominante N-Ernährung, steigende Gefahr von Pilzerkrankungen, Gefahr erhöhter Lagerneigung Denitrifizierung unter anaeroben Bedingungen, z.b. in wassergesättigtem Boden kann 11-25% verloren gehen (Mengel 1979) Nitrat (NO3- ) bindet als negativ geladenes Molekül nicht an die Oberflächen der Tonminerale und unterliegt daher der Gefahr der Auswaschung.

14 CULTAN --Düngerinjektion CULTAN Ammonium NH4+ wird als positiv geladenes Molekül an Ton-Minerale gebunden (BP>30Pkt.) NO3- verlagert sich im Boden. NH4+ K+ NH4+ Mg++ Ca++ Sorptionskörper des Bodens NO3K+ weniger Stickstoff-Verluste = Mehr Netto Stickstoffwirkung

15 Wurzelentwicklung in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der NH4-Depots Foto: Prof. Dr. K. Sommer

16 Wurzelentwicklung bei breitwürftiger N-Düngung mit Ca(NO3)2 Foto: Stefan Weimar

17 Wurzelentwicklung bei breitwürftiger N-Düngung mit NH4NO3 (KAS) Foto: Stefan Weimar

18 Wurzelentwicklung bei einem oberflächennahen NH4-Depot aus 2/3 AHL + 1/3 Ammoniumsulfat (AHL+S) Foto: Stefan Weimar

19 Wurzelentwicklung bei einem injizierten NH4-Depot z.b. Domamon L26 Foto: Stefan Weimar

20 CULTAN --Düngerinjektion CULTAN Verringerung der Nitrifikation durch Anlage eines hoch konzentrierten Ammoniumdepots Kontinuierliche & bedarfsgerechte N-Aufnahme gesteuert durch Kohlehydratproduktion der Pflanze

21 Charakteristik der N-Aufnahme Pflan zenern ähru ng mit Ammo niu m- und Nitr at-n Ausgeglichen es Wach stu m dur ch stabilisierte N-Dün ger Ammonium wird entsprechend der photosynthetis che n Leis tung bedarfsgere cht aufgenomm en Kohlenhydrate Aminosäuren NH 4+ Wurzeldominant 17 SKW ST ICKSTOFFWERKE PIESTERITZ GMBH Energiebedarf für Nitratreduktion ist hoch verstärkte Chlorophy llbildung inte nsive Grünfärbung Nitrat Kohlenhydrate+ Aminosäuren NO3Sprossdominant

22 CULTAN --Düngerinjektion CULTAN Kontinuierliche N-Aufnahme gesteuert durch Kohlehydratproduktion der Pflanze (bedarfsgerecht) Keine Belastung des Kohlehydratstoffwechsels durch Reduktion von Nitrat in der Pflanze, verbunden mit einer höheren Wasser- und Energie-Effizienz, da Eiweißsynthese in der Wurzel stattfindet Wurzeldominates Wachstum, dadurch kräftiger und leistungsfähiger Wurzelapperat, keine Überwachsenen Bestände, stabile & gesunde Halme und Zellwände, besonders H-Basis Extrem hohe Durchwurzelung im Depotbereich, Aufschluss ansonsten fixierter Nährelemente und gesteigerte Aufnahme der übrigen Nährelemente

23 Visualisierung des Boden-pH mit dem Farbindikator Bromkresolpurpur bei unterschiedlicher N-Ernährung Maiswurzeln 8 Tage nach Pflanzung NH4+-Ernährung NO3--Ernährung ph-wert 5,3 5,6 5,9 6,2 6,5 6,6 6,8 7,0 7,4 8,0

24 CULTAN --Düngerinjektion CULTAN Keine N-Fixierung durch organische Substanz (Mulchsaat) höhere Wassereffizienz Verbesserung der Pflanzengesundheit Verringerte Gas N-Verluste, Abschwemmung, Grenz-/Randstreuen optimal exakte Querverteilung und Dosiergenauigkeit Reduktion Unkrautwachstum

25 Nutzen und Vorteile keine Arbeitsspitzen in der Düngung, wetterunabhängige N-Wirkung, 1malige Überfahrt höhere N-Effizienz: es entstehen keine gasförmigen N-Verluste und Nitratauswaschungen, 95 %ige Düngereffizienz zu 75 % KAS, 60 % AHL Ammoniumernährung: gute Bestockung, kompaktere Pflanzen, gesündere Bestände, niedriger Nitratgehalt im Frischerntegut, höhere Eiweißgehalte Depotbildung: starke Attraktionswirkung auf die Wurzelbildung, sichere N-Versorgung bei Trockenheit, N-Aufnahme nach Pflanzenbedarf starke Steigerung der biologischen Aktivität der Böden

26 Wie wird`s gemacht Anwendungszeitpunkte von KAS und CULTAN in Weizen KAS KAS KAS Quelle: LWK NRW CULTAN

27 CULTAN -Verfahren Ergebnisse & Erfahrungen

28 AHL Injektion

29 Ergebnisse in Wintergerste, Betrieb Küppers in Heinsberg-Haaren KAS CULTAN CULTAN KAS

30 N0 150 kg N/ha Getreidehabitus nach Injektions- düngung (Ohrum 2001) Harnst. oberfl. HAS Injektion

31 Erträge von Winterweizen (WALTER 2002) (1) (1) (3) 98(10) (3) (13) 79 Mittel Cultan KAS

32 Rohproteingehalt von Winterweizen Grünbachgruppe Baden-Württemberg (WALTER 2002) , ,1 12,2 13, ,3 12,711,9 % (10) 97(1) 00(3) 99(3) 01(13) Mittel Cultan Ø 12,7 KAS Ø 11,9

33 Düngungsvergleich Winterweizen Sorte: Capo 160 kg N/ha CULTAN 3 dt/ha Harnstoff

34 Blattentwicklung bei Winterweizen in Abhängigkeit von der N-Düngung Foto: Ferdinand Hoffmann

35 Blattoberflächen in Abhängigkeit von der N-Düngung Ammonium-Ernährung Nitrat-Ernährung BLANKE et al., 1996

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37 Kein unnötiges Düngen der Feldwege und Randstreifen

38 Unkrautwachstum in Abhängigkeit von der Düngung N-breitflächig N-Liniendepot

39 Ergebnisse in Winterraps, Heinsberg-Straeten Wuchshöhe Synchronisation der Blüte KAS CULTAN KAS CULTAN

40 Ergebnisse in Winterraps, Jülich-Koslar 160 N ASS breitflächig 160 N CULTAN

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