Ein Pflanzenbestand deckt seinen N-Bedarf im wesentlichen

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1 4. Abhandlung der einzelnen Nährstoffe 4.1 Stickstoff (N) Ziel der Stickstoffdüngung ist es, möglichst genau die Differenz zwischen Pflanzenbedarf und N-Angebot aus dem Boden auszugleichen. Entscheidend für einen ökonomisch und ökologisch sinnvollen N-Einsatz ist sowohl die absolute Höhe der N-Gaben als auch die sachgerechte Mengenverteilung während der Vegetation. Ein Pflanzenbestand deckt seinen N-Bedarf im wesentlichen aus dem zu Vegetationsbeginn in der Wurzelzone vorhandenen mineralischen Stickstoff (N min ). aus dem während der Vegetationsperiode durch Abbau organischer Stoffe (Humus) freiwerdenden Stickstoff (N-Nachlieferung). aus dem mit Wirtschafts-/Sekundärrohstoffdüngern und mineralischen Düngemitteln zugeführten Stickstoff. Leguminosen binden außerdem mittels Knöllchenbakterien den Luftstickstoff und nutzen ihn für ihre eigene Nährstoffversorgung sowie nach Umbruch/ Einarbeitung durch Mineralisierung auch für die Folgekulturen Ermittlung des N-Bedarfs für Ackerkulturen und Düngungsempfehlungen Prinzip des N min -Verfahrens Im Frühjahr sollte der N min -Vorrat des Bodens über eine Bodenanalyse ermittelt werden. Der ermittelte N min -Wert wird bei allen Wintergetreidearten zur zweiten Haupt N-Gabe berücksichtigt. D.h., dass der N min -Wert vom Soll-Wert der Schossdüngung abgezogen wird. Die N min -Werte können in Abhängigkeit von der Witterung (Höhe der Winterniederschläge, Temperatur), der Vorfrucht und der Bodenart von Jahr zu Jahr deutlich schwanken. Die Probenahmetiefe zur Ermittlung des N min -Gehaltes sollte der Durchwurzelungstiefe entsprechen, maximal 8

2 jedoch 90 cm betragen. Der Probenahmetermin liegt immer vor dem 1. Düngungstermin. Während der Vegetationsperiode wird das N-Angebot im Boden neben der Düngung zusätzlich durch die standortspezifische N-Nachlieferung (N- Mineralisierung) beeinflusst. Auch hier wirkt die Witterung vor allem in Form von Temperatur und Bodenfeuchte jahresspezifisch auf Höhe und zeitliche Verteilung der N-Mineralisation. Hinzu kommt der Einfluss von Bewirtschaftungsmaßnahmen, insbesondere die Nachwirkung von organischer Düngung. Daher ist neben der N min -Analyse auch die Abschätzung der zu erwartenden N- Nachlieferung wichtiger Bestandteil der Düngebedarfsermittlung. Bei der N-Bedarfsermittlung hat sich die N min -Methode zur Messung des N min - Vorrates bundesweit etabliert. Grundlegend wird davon ausgegangen, dass jede Fruchtart zu Vegetationsbeginn ein bestimmtes N-Angebot für eine optimale Entwicklung erfordert. Diese als Sollwert bezeichnete N-Menge entspricht dem im Feldversuch ermittelten optimalen N-Angebot im Frühjahr. Von diesem Sollwert ist der im Boden verfügbare N min -Vorrat abzuziehen. Die sich ergebende Restmenge stellt den N-Bedarf zur 2.Gabe dar: Sollwert minus N min gleich Düngebedarf Sofern keine eigenen Ergebnisse von N min -Bodenanalysen vorliegen, können die Analyseergebnisse vergleichbarer Standorte verwendet werden. Entsprechende, nach Region und Bewirtschaftung differenzierte Werte werden von der Offizialberatung im Frühjahr regelmäßig in den landwirtschaftlichen Wochenblättern bzw. im Internet veröffentlicht. Solche Werte können ebenfalls zur Dokumentation nach Düngeverordnung (DüVO) verwendet werden. In der Praxis hat sich das N min -Verfahren bewährt. Zugleich zeigte sich aber die Notwendigkeit, das Ertragsniveau und regionale Standorteinflüsse berücksichtigt werden müssen. Aus diesem Grund werden auf Basis der N min -Methode die Düngungsempfehlungen angepasst. Von der Landwirtschaftskammer Niedersachsen wird das klassische N min - Verfahren zur Berechnung des Stickstoffbedarfs empfohlen. In die Düngeemp- 9

3 fehlung werden neben den Sollwerten die N min -Werte in kg/ha für die Bodenschichten 0-60 cm Tiefe bzw cm Tiefe einbezogen. Hinzu kommen ergänzende Korrekturwerte, mit deren Hilfe spezielle Standortverhältnisse bei der N- Düngebedarfsprognose berücksichtigt werden Berücksichtigung der N-Nachlieferung bei der N-Düngung Neben dem N min -Vorrat im Frühjahr trägt der Boden im weiteren Verlauf der Vegetationsperiode über die N-Nachlieferung zur N-Ernährung der Pflanzen bei. Daher hängt die Hö10he der folgenden N-Teilgaben bei Getreide wesentlich von der Höhe der N-Nachlieferung ab. Bei hoher N-Nachlieferung weisen die Pflanzen zum Zeitpunkt der Düngung höhere N-Gehalte und eine intensivere Grünfärbung auf als bei niedriger Nachlieferung. Diese Effekte macht man sich bei verschiedenen Methoden zur Ermittlung der ergänzenden N-Düngung bei Getreide zu nutze. Die verschiedenen Methoden werden im Folgenden kurz beschrieben: Anlage eines Düngefensters Bei dieser Methode wird bei der 1. N-Gabe ein Teilstück des Schlages mit einer um 20 bis 30 kg/ha reduzierten N-Menge gedüngt. Ein Aufhellen des Bestandes auf diesem Teilstück zeigt beginnenden N-Mangel, d.h. die Notwendigkeit weiterer N-Düngemaßnahmen an. Damit kann wohl der Zeitpunkt der Düngung, nicht aber deren Höhe bestimmt werden. Trotzdem gibt das Düngefenster dem Landwirt einen recht guten Anhaltspunkt über das Nachlieferungsgeschehen, das in verschiedenen Jahren sehr unterschiedlich ausfallen kann. Nitrat-Schnelltest Bei den drei in Deutschland verfügbaren Nitrat-Schnelltests wird der Nitratgehalt im Zellsaft der Halmbasis gemessen. Hierzu wird zunächst Zellsaft gewonnen und das darin enthaltene Nitrat mit chemischen Reagenzien bzw. auf einem Teststäbchen angefärbt. Anschließend wird die von der Nitratkonzentration im Zellsaft abhängige Farbausprägung mit Hilfe einer Farbskala in einen Farbwert umgerechnet, dem eine bestimmte N-Düngermenge entspricht. Bei Einsatz des Teststäbchens kann ein Reflektometer zur objektiven Ermittlung des Farbwertes verwendet werden. 10

4 Optische Methoden Zu den optischen Methoden gehört der Yara-N-Tester. Dieses Gerät misst den Chlorophyllgehalt, d.h. die Intensität der Grünfärbung der jeweils jüngsten, voll entwickelten Blätter. Da der Chlorophyllgehalt den N-Ernährungszustand der Pflanzen widerspiegelt, kann aus den Messwerten auf die notwendige N- Düngung geschlossen werden. Eine weitere Entwicklung ist der N-Sensor, der Differenzen im Chlorophyllgehalt berührungslos vom Schlepper aus misst und eine teilflächenspezifische Stickstoffdüngung ermöglicht. Voraussetzung ist hierbei zuvor die Festlegung der notwenigen mittleren Düngergabenhöhe, der der Sensor automatisch anhand von Farbunterschieden Zu- bzw. Abschläge zuweist. Weitere Methoden der kontaktfreien N-Bedarfsermittlung wie z.b. die Chlorophyll-Laser-Analytik sind in der Entwicklung. Mechanische Methoden Inzwischen praxisreif ist der als Cropmeter bekannte Pendelsensor. Im Frontanbau am Schlepper misst er den Wiederstand eines Bestandes gegenüber einem Pendel. Je dichter der Bestand, desto höher der Pendelausschlag und umso geringer die Düngung und umgekehrt. Die sich ergebenden Werte für die Düngung sind mit denen des N-Sensors vergleichbar Düngungsempfehlungen der Landwirtschaftskammer Niedersachsen Die im Bereich der Landwirtschaftskammer Niedersachsen empfohlenen Sollwerte und N min -Probenahmetiefen sowie zusätzlich die mittleren Empfehlungen für die späteren Düngetermine können der Tabelle 4a und 4b entnommen werden. Die Sollwerte werden je nach Vorliegen bestimmter Standorteigenschaften korrigiert, um den tatsächlichen N-Düngebedarf eines konkreten Schlages besser erfassen zu können. Zu den speziellen Standorteigenschaften gehören die Bodenund Bewirtschaftungsverhältnisse, die Vorfrüchte und Ernterückstände sowie besondere Bestandseigenschaften. 11

5 Tabelle 4a: Empfehlung zur Stickstoffdüngung nach der N min -Methode für Getreide und Raps (LWK Niedersachsen, Stand: Februar 2007) Pflanzenart Probenahmetiefe cm Sollwert (incl. Spätgabe) kg/ha N Vegetationsbeginn Verteilung 1) Schossen EC Spätgabe 2) EC 49 Herbstaussaat Raps Gerste Roggen Triticale Futterweizen Backweizen ) N min N min 90 - N min 90 - N min 80 - N min N min N min - 4) Frühjahrsaussaat Weizen Braugerste Futtergerste Hafer N min N min N min N min - 5) Bemerkungen: 1) Schwache Wintergetreide- und Winterrapsbestände stärker (+20 N), starke Bestände schwächer (-20 N) andüngen 2) Spätgaben in Abhängigkeit vom Standort platzieren, z.b.: bei sommertrockenen Standorten vorziehen (EC 37/39), bei niedrigem Ertragsniveau und zu erwartenden Trockenschäden unterlassen 3) Bei Wintergerste auf Sandböden 20 N weniger 4) Bei Winterroggen nur bei höheren Endproduktpreisen (z.b. Vermeh rung) max. 40 N 5) Ggf. erforderliche Sollwertkorrektur (+20 N) sollte in der Schossphase erfolgen Bei witterungsbedingten Wachstumsstockungen kann ein Teil der Schossgabe oder Spätdüngung vorgezogen werden. Die Gesamtgabe bleibt jedoch die gleiche. Zur Terminierung der Anschlussdüngung kann die Nitrachek-Methode angewendet werden. Wird mit Gülle zu Wintergetreide 70% des gesamten N-Düngebedarfs abgedeckt, so sollte dies zu Vegetationsbeginn (u.a. geringere Ammoniakverluste!) erfolgen. Die weiteren Gaben sind entsprechend zu reduzieren. 12

6 Tabelle 4b: Empfehlung zur Stickstoffdüngung nach der N min -Methode für Hackfrüchte und Mais (LWK Niedersachsen, Stand: Februar 2007) Pflanzenart Probenahmetiefe cm Sollwert (ohne Spätgabe) kg/ha N zur Saat Verteilung vor dem Reihenschließen Zuckerrüben 1) N min - Kartoffeln 2) N min 60 Mais 3) N min - Bemerkungen 1) Auf leichten Böden und in Trockenlagen zur Saat nicht über 80 kg/ha N düngen. Düngermenge ggf. teilen. 2) Bei Pflanzkartoffeln sind Abschläge von kg/ha empfehlenswert. Bei Qualitätsspeisekartoffeln und Wirtschaftskartoffeln sind je nach der Sorte Sollwertkorrekturen sinnvoll. 3) Die N-Gabe der Unterfuß-Reihendüngung muss bei der Gesamtgabe berücksichtigt werden. auf auswaschungsgefährdeten Standorten ist eine Aufteilung der Düngermenge zu empfehlen. Korrektur der Sollwertempfehlungen der Landwirtschaftskammer Niedersachsen Alle folgenden Werte in kg N/ha a) Standorteigenschaften + 20 bei sehr humusreichen Sandböden (< 1,5% Humus) und ausreichender Wasserversorgung bei kalten, umsetzungsträgen Tonböden (auf Küstenmarsch + -60) b) Bewirtschaftungsverhältnisse bei langjährig Mist/Gülle von ,5 bis 2,0 GV/ha/Jahr ,1 bis 2,5 GV/ha/Jahr c) Vorfrüchte / Ernterückstände - 20 Rapsvorfrucht - 20 bei Rübenblatt - 30 Gründüngung (40-60 cm hoch) 13

7 d) Fruchtarten Winterweizen + 20 bei später Saat (November-Weizen) Winterraps + 30 bei Erträgen >40 dt/ha Die Summe der Zu- und Abschläge sollte bei Raps 40 N nicht überschreiten Ermittlung des N-Bedarfs für Grünland Grünland wird im Regelfall nur flach durchwurzelt. Das "klassische N min- Verfahren" ist dadurch auf diesen Standorten nur bedingt anwendbar. Nachfolgend soll daher an zwei Beispielen gezeigt werden, wie der N-Düngebedarf auf Grünland bei unterschiedlicher Intensität ermittelt wird. Bei abweichender Intensität sind die verwendeten Werte entsprechend zu korrigieren. Tabelle 5: N-Düngebedarf auf Grünland bei unterschiedlicher Intensität Beispiel 1 Beispiel 2 (4 Nutzungen) (3 Nutzungen) (100 dt/ha TM x 2,9) (80 dt/ha TM x 2,6) N-Entzug 290 kg N/ha 210 kg N/ha abzgl. N-Bindung durch Legum. 5%* - 20 kg N/ha - 20 kg N/ha noch zu deckender Düngebedarf 270 kg N/ha 190 kg N/ha *angenommen wird in beiden Beispielen ein Leguminosenanteil von 5 % Der beispielhaft errechnete Düngebedarf kann sowohl mineralisch als auch mit Wirtschaftsdüngern (unter Beachtung der Vorgaben der DüVO) gedeckt werden. Die einzelnen Düngerteilgaben sind den Wachstumsbedingungen anzupassen. Die Höhe der Teilgaben sollte 60 bis 80 kg N/ha nicht überschreiten. Bei Weidehaltung oder Mähweidenutzung ist der Nährstoffanfall aus den Weideexkrementen bei der Bemessung der Düngung entsprechend der Weidedauer zu berücksichtigen. Der in den Weideexkrementen enthaltene Stickstoff kann dabei mit % in Anrechnung gebracht werden. 14

8 4.1.3 Düngebedarfsermittlung bei Dauerkulturen (Obst und Reben) Das bisher erläuterte Prinzip ist bei Dauerkulturen wie Obst, Reben usw. nur sehr schwer zu verwirklichen, weil als Nettoentzug mit den genutzten Früchten oftmals nur wenig Stickstoff endgültig entzogen wird. Andererseits ist aber der jährliche Bedarf der Pflanzen zur Bildung von Blättern, Holz usw. recht hoch. Vielfach verbleiben große Mengen der jährlich nachwachsenden Pflanzenteile infolge Mulchwirtschaft auf der Fläche und bewirken eine sehr hohe N- Nachlieferungen des Bodens. Für die Bemessung der N-Düngung gibt es daher zwei Möglichkeiten: 1. Kalkulation der N-Düngung aufgrund von Erfahrungswerten. Entscheidende Einflussgrößen sind dafür der Humusgehalt, das Alter der Anlage, die Tiefgründigkeit der Böden und der Witterungsverlauf. 2. Die Analyse des Bodens auf den Gehalt an Iöslichem Stickstoff (N min ) und Ergänzung mit Mineraldünger auf bestimmte Sollwerte. Bei Dauerkulturen haben sich z.t. zwei Termine für die N min -Methode als vorteilhaft erwiesen (Austrieb, Blüte) Wirkung des Stickstoffs in organischen Düngern Alle zur Vegetation angewendeten organischen Dünger (Festmist, Gülle, Jauche, Klärschlamm) sind bezüglich ihrer Wirkung wie folgt zu berücksichtigen: der lösliche, meist in Ammoniumform vorliegende Stickstoff zu 100 % der restliche, organisch gebundene Stickstoff zu 25 % Das sind bei Rindergülle ca. 60 % und bei Schweinegülle ca. 70 % Ausnutzung des Gesamt-N-Gehaltes. Die Nährstoffgehalte organischer Dünger tierischer Herkunft unterliegen starken Schwankungen. Wichtige Einflussgrößen sind u.a. TS-Gehalt, Futtergrundlage, Milchleistung sowie die Nutzungsrichtung (Bullenmast, Milchvieh). Deshalb sollten als Grundlage für eine gezielte Düngung Gülleanalysen durchgeführt werden. Es wird empfohlen, 1-2 x jährlich die Gülle auf TS-Gehalt, Ge- 15

9 samt-n, Phosphat, Kali, Magnesium, bei Hähnchengülle auch Kalk, untersuchen zu lassen. Bei der Schweinegülle ist auch die gelegentliche Analyse von Kupfer vorteilhaft. Für die Bestimmung des Ammoniumstickstoffs haben sich Schnelltests wie z.b. "Quantofix" gut bewährt, weil sie auf dem Betrieb einfach und schnell durchgeführt werden können. Für die Höhe der Einzelgabe ist der Ammoniumgehalt die wichtigste Größe. Besonders zu beachten ist, dass Biogasgärrückstände von üblicher Gülle abweicht. Der Anteil sofort pflanzenverfügbaren Ammoniumstickstoffs ist höher, der des organisch gebunden Stickstoffs ist geringer und zudem schwerer mineralisierbar. Liegen für organische Dünger keine Analysenwerte vor, ist mit den Kennzahlen für die sachgerechte Bewertung zugeführter Stickstoffdünger nach DüVO zu rechnen (siehe Anhangstabelle 3a und 3b). Die Mindestwerte für die pflanzenbauliche Stickstoff-Wirksamkeit zugeführter Wirtschaftsdünger im Jahr der Aufbringung in Prozent des ausgebrachten Gesamtstickstoffs bei langjähriger Anwendung nach DüVO muss ebenfalls berücksichtigt werden Wirkungsweise mineralischer N-Formen Unterschiede in der Wirkungsgeschwindigkeit spielen eine wichtige Rolle. Dies sollte bei der Wahl des Düngers und des Anwendungstermins gezielt genutzt werden. Zahl und optimaler Anwendungstermin der Teilgaben sind abhängig von der gewählten Düngerform. Sofort wirksam sind N-Dünger mit hohem Nitratanteil (z.b. Kalksalpeter), die sich daher als Kopfdünger besonders eignen. Mäßig schnell wirken Ammoniumdünger (z.b. SSA bzw. Ammonsulfat). Ammonium kann von den Wurzeln direkt aufgenommen werden, ist somit sofort pflanzenverfügbar jedoch im Boden wenig beweglich. Erst nach Umwandlung in Nitrat wird eine bessere Beweglichkeit erreicht. Die Wirkungsgeschwindigkeit von Amiddüngern (Harnstoff) ist gegenüber Ammoniumdüngern nur unwesentlich verzögert. Der Prozess der Umwandlung von Harnstoff zu Ammonium im Boden benötigt lediglich einen Zeitraum von 1 bis 4 Tagen in Abhängigkeit von der Bodentemperatur. 16

10 Schnell und mäßig schnell wirken Kombinationen der Nährstoffformen (z.b. Kalkammonsalpeter oder Ammonium-Nitrat-Harnstoff-Lösung). Langsamer und nachhaltig wirkend ist Kalkstickstoff, weil dieser über mehrere Zwischenstufen zum Nitrat umgesetzt wird. Stabilisierte N-Dünger: Durch den Zusatz von Nitrifikationshemmern wird die Umsetzung vom Ammoniumstickstoff (ammonium- bzw. amidhaltige Dünger) in die Nitratform verlangsamt. N-Gaben können zusammengefaßt und besser an den Bedarf der Pflanzen angepasst werden. Die Nitrifikationshemmerkombinationen DCD + TZ (Dicyandiamid + 1H-1,2,4-Triazol) bzw. TZ + MP (1H-1,2,4-Triazol + 3-Methylpyrazol) sind in den N-Düngern mit dem Handelsnamen ALZON enthalten, während DMPP (3,4- Dimethylpyrazolphosphat) in allen Düngern mit dem Handelsnamen ENTEC enthalten sind. Auch für den Zusatz zu ammoniumhaltigen organischen Düngern wie Gülle stehen Nitrifikationshemmstoffe wie beispielsweise PIADIN zu Verfügung. Diese werden in der Regel den organischen Düngern vor der Ausbringung zugesetzt und gemeinsam mit diesen auf dem Feld ausgebracht. Die N-Verluste aus der Nitratform können dadurch beachtlich reduziert werden. Sehr langsam und nachhaltig wirken Handelsdünger besonders für den Erwerbsgartenbau und bestimmte Sonderanwendungen (Golfplätze). Der Stickstoff liegt in diesen Produkten in besonders langkettiger chemischer Bindung vor, oder er wird durch Zusätze bzw. Hüllen gebremst (Depotdünger, Langzeitdünger). Bei den Nebenbestandteilen ist von Bedeutung, ob sie z.b. - wie das Sulfat - als Nährstoff positiv wirken. Neben diesen stofflichen Einflüssen sind die physikalischen Eigenschaften der Düngemittel für die Pflanzenverträglichkeit von Bedeutung. Hat beispielsweise AHL eine hohe Oberflächenspannung (Markenware), so ist die Gefahr von Verätzungen bei Blattdüngung wesentlich geringer. Von den Nebenwirkungen interessiert (außer der herbiziden/fungiziden Wirkung des Kalkstickstoffs) vor allem der Einfluss auf die Bodenreaktion. Die scheinbare 17

11 Vorliebe mancher Pflanzen für eine bestimmte N-Form (Nitrat für Zuckerrüben, Ammonium für Kartoffeln) ergibt sich vor allem aus dem unterschiedlichen Einfluss der N-Dünger auf die Bodenreaktion (= Kalkwert bzw. Basenäquivalent) (vgl. Anhangstabelle 4) Kalkstickstoff Beim Kalkstickstoff handelt es sich um eine besondere N-Form, die aufgrund ihrer speziellen Sonderwirkungen sehr gezielt eingesetzt wird. Neben der stabilen N-Wirkung und dem hohen Kalkgehalt ist besonders der Effekt auf Unkräuter/Ungräser sowie auf verschiedene pilzliche und tierische Schaderreger interessant. Durch den Einsatz von Kalkstickstoff lässt sich im Ackerbau die Anwendung von Pflanzenschutzmitteln in gewissem Umfang reduzieren. Im Grünland ist die Kalkstickstoffdüngung ein Beitrag zur Bestandsverbesserung und zur Parasitenbekämpfung. Im Gemüsebau füllt der Kalkstickstoff Lücken, die durch Pflanzenschutzmittel nicht (mehr) abgedeckt werden können. Um die Sondereffekte des Kalkstickstoffs voll ausnutzen zu können, ist eine gezielte Anwendung notwendig. 18