Hauptstrategien zur Erhöhung der Stickstoffdünger-Ausnutzung

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1 Hauptstrategien zur Erhöhung der Stickstoffdünger-Ausnutzung Möglichkeiten der Erhöhung der Stickstoffdüngerausnutzung - Optimierte Anwendungsstrategien - Dr. Axel Link Institut für Pflanzenernährung und Umweltforschung Hanninghof YARA GmbH & Co. KG, Dülmen Produktstrategie Effizientere Düngemittel Mittelpunkt Produkteigenschaften umhüllte Düngemittel langsam fließende Düngemittel Nitrifikationshemmer Ureasehemmer Einsatzkonzept reduzierte Anzahl an Düngungsterminen/Überfahrten Die N-Düngermenge orientiert sich an Erfahrungswerten, z.b. der Ertragserwartung Anwendungsstrategie Effizientere Düngungsstrategien Produkteigenschaften schnell wirksame, wasserlösliche Düngemittel Mittelpunkt Düngungsstrategie geteilte N-Düngung Die N-Düngermenge orientiert sich am Ernährungszustand der Pflanze Flexible, variable N-Düngermenge (Variabilität in Zeit, Menge und Raum) Page: 2 Düngungssystem mit geteilter N-Gabe: Bessere Effizienz der N-Düngung durch die an der N-Aufnahme der Pflanze orientierte Verteilung der N-Gaben Strategie: Einmaldüngung Strategie: geteilte N-Düngung N-Bedarf Die geteilte N-Düngung erzielt den ökonomischen Höchstertrag Mittel von 43 Feldversuchen (38 x Weizen, 3 x Gerste, 2 x Roggen), Hanninghof ( ) Alle Prüfglieder gleiches N-Düngungniveau von 186 Ertrag (dt/ha) 95 92,7, F M A M J J A x KAS* 1 x KAS** Düngungskostenfreier Erlös (Euro/ha) Die N-Düngung orientiert sich an der N-Versorgung des Pflanzenbestandes Kurze Zeitspanne zwischen Düngerapplikation und Nährstoffaufnahme *Geteilte N-Düngung: Bestockung, Schossen, Ährenschieben **Einmalapplikation zum Schossen Page: 3 Page: 4 1

2 Weizenertrag bei geteilter und bei einmaliger plazierter N-Düngung zum Schossen Mittel von 43 Feldversuchen (38 x Weizen, 3 x Gerste, 2 x Roggen), Hanninghof Alle Prüfglieder gleiches N-Düngungniveau von 186 Ertrag (dt/ha) ,7 3 x KAS breit *, 1 x KAS breit ** 89, x AHL platziert ** *Geteilte N-Düngung: Bestockung, Schossen, Ährenschieben **Einmalapplikation zum Schossen Düngungskostenfreier Erlös (Euro/ha) Weizenertrag bei geteilter und bei einmaliger plazierter N-Düngung zum Schossen (CULTAN-Verfahren) Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft, Freising Mittel von 24 Versuchen (8 Standorte, 3-jährige Versuche) Winterweizen, Alle Prüfglieder gleiches N-Düngungsniveau (12 ) Ertrag [dt/ha] ,2 3 x KAS breit * 74,1 1 x AHL platziert ** als Band 77, x AHL platziert** eingearbeitet 77, x KAS breit ** *Geteilte N-Düngung: Bestockung, Schossen, Ährenschieben **Einmalapplikation zum Schossen Hege und Raschenbacher (21): Stickstoffdüngung mit dem CULTAN-Verfahren Düngungskostenfreier Erlös (Euro/ha) Page: 5 Page: 6 Düngungssystem mit geteilter N-Gabe: Bei gleicher Düngermenge ist eine geteilte N-Düngung effizienter als eine einmalige N-Düngerapplikation N-Plazierungsverfahren bei einmaliger N-Düngerapplikation können diese geringere Effizienz nicht kompensieren... eine bloße Teilung der Gesamt-N-Düngermenge reicht für eine effiziente Stickstoffdüngung aber nicht aus! N-Angebot des Bodens und N-Aufnahme der Pflanzen bestimmen den Stickstoffdüngebedarf N-Aufnahme der Pflanzen Jahr D, Feld 4 Jahr C, Feld 3 Düngebedarf 7 N 6 N N Jahr B, Feld 2 Jahr A, Feld 1 Zur Optimierung der N-Düngung ist die richtige Höhe der N-Düngung entscheidend!? oder? N-Angebot des Bodens Feb März April Mai Juni Juli Aug Page: 7 Page: 8 2

3 Gleiche Erträge werden mit unterschiedlichen N-Düngermengen erreicht Kornertag, dt/ha 1 ökonomische N Optima: Ertragskurven aus 3 N-Steigerungsversuchen mit Winterweizen, Hanninghof 21 Page: 9 N-Düngung, Auf demselben Standort und bei gleicher Frucht unterliegt die optimale N-Düngermenge jährlich erheblichen Schwankungen Kultur: Winterweizen Quelle: Langzeitversuch Rothamsted, England Optimale N-Düngermenge (kg/ha) Page: Maximum Mittel = 199 kg N Mimimum 9,4 8,4 9,5 8,8 8,3 8,1 8,9 9,8 9,7 9,8 9, 6,3 Ertrag t/ha Die Pflanzenanalyse steuert die N-Düngung Bsp.: N-Düngungsstrategie im Getreidebau Mehrere N-Gaben während der Vegetationsperiode Pflanzenanalyse zur Berücksichtigung der aktuellen N-Ernährung Flexible Entscheidung über Menge und Verteilung des N-Düngers im Verlauf der Vegetationsperiode (Bestandesführung) Pflanzenanalysen zur Düngebedarfsermittlung Bestimmung der Nitrat-Konzentration im Pflanzensaft Nitrat-Schnelltest, Nitracheck 1. N Gabe Pflanzenanalyse 2. N Gabe Pflanzenanalyse (4. N Gabe) Pflanzenanalyse 3. N Gabe Bestimmung der Chlorophyllkonzentration der Pflanze N-Tester GPN Bestockung Schossen Ährenschieben Blüte Page: 11 Page: 12 3

4 Die flexible N-Düngung nach Pflanzenanalyse erzielt den ökonomischen Höchstertrag Bestandesvariabilität ist der Normalfall Mittelwert von 16 Feldversuchen mit Winterweizen, 24 Ertrag (t/ha),6,4,2 9,8 9,6 9,4 9,2 9 Wert des Mehrertrags + 6 EURO 9,7 183 extra Kosten ~ 15 EURO, x KAS 3x KAS 3x KAS flexibel Weizenpreis = EURO/t Wert des Mehrertrags + 2 EURO,5 extra Kosten ~ 5- EURO Wie sollte die N-Düngung in diesem Fall erfolgen? Schwankt der N-Düngebedarf innerhalb eines Schlages? Wie kann die Düngungsstrategie der geteilten N-Düngung in Verbindung mit der Pflanzenanalyse umgesetzt werden? Page: 13 Page: 14 N-Steigerungsversuch zur Berechnung teilflächenspezifischer Ertragsfunktionen Unterschiedliche Ertragsfunktionen in einem Feld 3-4 m 3-4 m >7 m 12 11,5 11 Wdh. 18 N6 N4 N1 N5 N3 N2-12 m Ertrag* /(t/ha),5 9,5 Wdh. 17 N1 N2 N3 N4 N5 N6 9 8, N-Düngung ( N-Gabe) /(kg/ha) Fläche 1 Fläche 2 Fläche 3 Relative Biomassekarte zu Vegetationsbeginn 1. N-Gabe schlageinheitlich 7 Gesamtlänge der Fahrgasse: 4- m m m m 1 m 2 m *um N-Kosten bereinigt (.6 /kg N, /t Weizen) Page: 15 Page: 16 4

5 Einsatz der teilflächenspezifischen Pflanzenanalyse zur weiteren Optimierung der N-Düngung Satelliten- und flugzeuggestützte Sensoren für die teilflächenspezifische Pflanzenanalyse Neue Technologien ermöglichen eine teilflächenspezifische Pflanzenanalyse Basierend auf entsprechenden Düngungsalgorithmen wird Stickstoff teilflächenspezifisch variabel appliziert Sensorwert Hoch N [kg/ha] + große Flächenleistung - witterungsabhängig - mehrtägiger Zeitverzug zwischen Messung und Düngung Satellit / Flugzeug 7 z.b. Farmstar-Projekt in Frankreich Bodenstation m m 2 m 3 m 4 m Karte des Pflanzenbestandes Niedrig m m 2 m 3 m 4 m N-Applikationskarte 6 4 Empfehlung Datenauswertung Page: 17 Page: 18 Fahrzeuggestützte Sensoren für die teilflächenspezifische Pflanzenanalyse Einfluß variabler N-Düngung auf die N-Bilanz* Bsp. flugzeuggestütztes Konzept + online-düngung, d.h. Messung und Düngung in einen Arbeitsgang + witterungsunabhängig - geringere Flächenleistung (Vgl. Satellit/Flugzeug) YARA N-Sensor MiniVeg N N-Bilanz (kg N ha -1 ) Winterweizen-Versuch, Cranfield University, Silsoe, UK, 2 N konstant N-Düngestrategie N variabel Conclusion: the spatially variable application of nitrogen can have an overall effect of reducing the nitrogen surplus by approximately one-third. * N-Bilanz = Dünger-N minus N-Entzug mit Korn und Stroh Quelle: Wood, G. A. et al., 23 Page: 19 Page: 2 5

6 Einfluß variabler N-Düngung auf die Korn-N-Bilanz* Bsp. fahrzeuggestützes Konzept, Yara N-Sensor Korn-N-Bilanz (kg N ha -1 ) Winterweizen-Versuch, TU München-Weihenstephan, 21 N konstant N-Düngestrategie * Korn-N-Bilanz = N-Düngermenge N-Aufnahme Korn Quelle: Huber et al., 23 N-Sensor Optimierte Anwendungsstrategien zur Erhöhung der Stickstoffdünger-Ausnutzung Zusammenfassung Bei gleicher Düngermenge ist eine geteilte N-Düngung effizienter als eine einmalige N-Düngerapplikation N-Plazierungsverfahren bei einmaliger N-Düngerapplikation können diese geringere Effizienz nicht kompensieren Die optimale N-Düngermenge kann zeitlich und räumlich stark schwanken und sie ergibt sich erst im Verlauf der Vegetationsperiode Ein wesentlicher Faktor zur Verbesserung der Düngereffizienz ist die Düngung der tatsächlich erforderlichen optimalen N-Düngermenge Mehrere Teilgaben in Verbindung mit Methoden der Pflanzenanalyse ermöglichen eine am tatsächlichen Bedarf orientierte N-Düngung Verfahren zur Ableitung des aktuellen teilflächenspezifischen Düngebedarfs werden zu einer weiteren Erhöhung der Stickstoffdünger-Ausnutzung führen Page: 21 Page: 22 Vielen Dank! Page: 23 6