Aktuelle Erkenntnisse zur N-Düngung und Nährstoffversorgung von Winterraps

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1 Aktuelle Erkenntnisse zur N-Düngung und Nährstoffversorgung von Winterraps Klaus Sieling Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung - Acker- und Pflanzenbau - Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

2 Gliederung Einführung und Fragestellung Versuchsbeschreibung Ergebnisse - Herbst-N-Gabe - Herbst-N-Aufnahme und N-Optimum - Gülle und Biogasgärrückstände Zusammenfassung 2

3 Einführung steigende Anforderungen an die N-Düngung zu Raps auf Grund von - N-Bilanzsaldo <60 kg N/ha (DüngeVO, WRRL) - N 2 O-Emissionen (BiomassenachhaltigkeitsVO) 3

4 Einführung steigende Anforderungen an die N-Düngung zu Raps auf Grund von - N-Bilanzsaldo <60 kg N/ha (DüngeVO, WRRL) - N 2 O-Emissionen (BiomassenachhaltigkeitsVO) 4 Maßnahmen: - Reduzierte Bodenbearbeitung - Geänderte Fruchtfolge - N-effizientere Genotypen? - Bedarfsgerechte N-Düngung

5 Einführung steigende Anforderungen an die N-Düngung zu Raps auf Grund von - N-Bilanzsaldo <60 kg N/ha (DüngeVO, WRRL) - N 2 O-Emissionen (BiomassenachhaltigkeitsVO) 5 Maßnahmen: - Reduzierte Bodenbearbeitung - Geänderte Fruchtfolge - N-effizientere Genotypen? - Bedarfsgerechte N-Düngung Herbst-N-Düngung N-Düngung im Frühjahr

6 N-Düngebedarf N-Bedarf und N-Angebot N-Bedarf und Pflanzenaufnahme Pflanzenaufnahme N-Angebot N-Düngung N- Düngung 6 N-Aufnahme vor Düngung Mineralisierung Rest Rest N min N min N min N min

7 N-Düngebedarf N-Bedarf und N-Angebot Pflanzenaufnahme N-Düngung Mineralisierung N-Aufnahme vor Düngung 7 Rest N min N min

8 Fragestellung Entwicklung einer einfachen, praxistauglichen Methode zur Optimierung der Stickstoffdüngung in Winterraps unter Berücksichtigung von Bestandesentwicklung und Ertragspotenzial 8

9 Versuchsanlage Jahre 2005/ /09 Variation der Herbstentwicklung durch 2 Saatzeiten (früh, spät) N-Düngung im Herbst (0, 40/80 kg N/ha) 9 5 Düngevarianten im Frühjahr (0, 80, 160, 240, 280 kg N/ha) 2 Sorten (Trabant, NK Fair) Finanzielle Förderung durch: 7 Standorte (2009: 12)

10 Hohenschulen Futterkamp Gülzow Ohrensen (nur 2009) Borwede Berge (nur 2009) Thyrow (nur 2009) Kümbdchen (nur 2009) Nomborn (nur 2009) Dornburg (bis 2008) Roda (ab 2007) Christgrün (nur 2006) Standorte 10 Groß-Gerau (nur 2009) Moosburg

11 Tagesmitteltemperatur ( C) RAPOOL-Fachtagungen 2010 Temperatur in den Versuchsjahren Wetterstation Hohenschulen / / / /09 Langj. Mittel Monat

12 SZ 1, 0 kg N/ha, N-Aufnahme=80 kg N/ha SZ 1, 40 kg N/ha, N-Aufnahme=130 kg N/ha 12 SZ 2, 0 kg N/ha, N-Aufnahme=56 kg N/ha SZ 2, 40 kg N/ha, N-Aufnahme=83 kg N/ha Borwede,

13 SZ 1, 0 kg N/ha, N-Aufnahme=28 kg N/ha SZ 1, 80 kg N/ha, N-Aufnahme=45 kg N/ha 13 SZ 2, 0 kg N/ha, N-Aufnahme=10 kg N/ha SZ 2, 80 kg N/ha, N-Aufnahme=24 kg N/ha Hohenschulen,

14 N-Aufnahme (kg N/ha) RAPOOL-Fachtagungen 2010 Beziehung zwischen der Frischmasse und der N-Aufnahme im Herbst kg N/ha = 44,91*FM n = 449 r 2 = 0,98 *** RMSE = 7, ,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 Frischmasse im Herbst (kg/m 2 )

15 N-Aufnahme (kg N/ha) RAPOOL-Fachtagungen 2010 Beziehung zwischen der Frischmasse und der N-Aufnahme im Herbst kg N/ha = 44,91*FM n = 449 r 2 = 0,98 *** RMSE = 7, N-Aufnahme (kg N/ha) = 45 x FM (kg/m 2 ) ,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 Frischmasse im Herbst (kg/m 2 )

16 N im Bestand (kg N/ha) RAPOOL-Fachtagungen 2010 N-Mengen in Rapsbeständen im Herbst und Frühjahr kg N/ha im Herbst Herbst bzw. 80 kg N/ha im Herbst Frühjahr früh spät früh spät Aussaattermin im Mittel über alle Jahre und Orte

17 Nmin 0-90 cm (kg N/ha) RAPOOL-Fachtagungen 2010 N min -Werte (0-90 cm) im Herbst und Frühjahr kg N/ha im Herbst Herbst bzw. 80 kg N/ha im Herbst Frühjahr früh spät früh spät Aussaattermin im Mittel über alle Jahre und Orte

18 Ertrag (dt/ha) RAPOOL-Fachtagungen 2010 N-Herbstdüngung und Rapsertrag (dt/ha) kg N/ha im Herbst 40 bzw. 80 kg N/ha im Herbst +0,1 +0, ,0 51,1 51,2 51, Versuchsjahr im Mittel der Standorte und Saatzeiten, 220 kg N/ha im Frühjahr

19 Ertrag (dt/ha) RAPOOL-Fachtagungen 2010 N-Herbstdüngung und Rapsertrag (dt/ha) 58 0 kg N/ha im Herbst bzw. 80 kg N/ha im Herbst 55,7 a 54 +0,1 +0,3 +3,5 +4,8 54,5 a ,0 51,1 51,2 51,5 52,2 b ,7 b Versuchsjahr im Mittel der Standorte und Saatzeiten, 220 kg N/ha im Frühjahr

20 N-Herbstdüngung und Rapsertrag (dt/ha) N-Dgg. Fj. Herbst-N-Düngung Differenz (kg N/ha) 0 kg N/ha 40/80 kg N/ha (dt/ha) 0/0 28,7 33,9 +5,2 40/40 41,9 46,6 +4,7 80/80 48,6 51,4 +2,8 120/120 51,5 53,8 +2,3 140/140 52,9 54,4 +1,5 Herbst-N-Gabe wenig effektiv, wenn Frühjahrs-N- Gabe ausreichend 20 im Mittel aller Standorte, Jahre und der übrigen Faktoren

21 Mehrertrag (dt/ha) RAPOOL-Fachtagungen 2010 Beziehung zwischen der Herbst-N-Aufnahme und dem Herbst-N-Düngungseffekt n = 381 r 2 = 0.44 *** RMSE = kg N/ha 200 kg N/ha Herbst-N-Aufnahme (kg N/ha), ohne Herbst-N 21

22 Zwischenfazit Herbst-N-Gabe - erhöht die N-Aufnahme, aber auch den Nmin-Pool im Boden (Auswaschungsgefahr) - positive Wirkung einer Herbst-N-Gabe bei schwach entwickelten Beständen 22 - signifikante negative Interaktion mit der Frühjahrs-N-Düngung

23 Berechnung des Düngungsoptimum Ertragsfunktionen anpassen vier Funktionen je Standort Bestimmung der optimalen N-Düngermenge (Nopt) (0,75 /kg N, 30 /dt Raps) 23

24 Ertrag (dt/ha) RAPOOL-Fachtagungen Optimale N-Düngermengen je Standort 239 kg N/ha Saatzeit 1 0 kg N/ha im Herbst 24 N-Düngung im Frühjahr (kg N/ha) Borwede, 2008, Trabant, Raps = 30 /dt, N = 0,75 /kg

25 Ertrag (dt/ha) RAPOOL-Fachtagungen Optimale N-Düngermengen je Standort 239 kg N/ha 191 kg N/ha Saatzeit 1 0 kg N/ha im Herbst Saatzeit 1 80 kg N/ha im Herbst kg N/ha 218 kg N/ha Saatzeit 2 0 kg N/ha im Herbst Saatzeit 2 80 kg N/ha im Herbst N-Düngung im Frühjahr (kg N/ha) Borwede, 2008, Trabant, Raps = 30 /dt, N = 0,75 /kg

26 Düngungsoptimum quadratische Funktionen anpassen vier Funktionen je Standort Bestimmung der optimalen N-Düngermenge (Nopt) (0,75 /kg N, 30 /dt Raps) Nopt in Beziehung setzen zu: - N-Mengen im Bestand im Herbst - Nmin im Frühjahr - N-Mengen im Bestand im Frühjahr 26

27 Nopt (kg N/ha) RAPOOL-Fachtagungen 2010 Beziehung zwischen Nopt und N-Mengen im Bestand im Herbst (Ernte ) N-Aufnahme im Herbst (kg N/ha) 27

28 Nopt (kg N/ha) RAPOOL-Fachtagungen 2010 Beziehung zwischen Nopt und N-Mengen im Bestand im Herbst (Ernte ) n = 109 r 2 = 0.68 *** b = *** RMSE = 23.3 Berge Christgrün FuKa Guelzow Moosburg Ohrensen Thyrow Borwede Dornburg GGerau HS Nomborn Roda N-Aufnahme im Herbst (kg N/ha) 28

29 Umsetzung in eine praktische Düngeempfehlung Annahme eines mittleren Bestandes im Herbst: 50 kg N/ha = ortsübliche Düngung 29

30 Nopt (kg N/ha) RAPOOL-Fachtagungen 2010 Beziehung zwischen Nopt und N-Mengen im Bestand im Herbst (Ernte ) Berge Christgrün FuKa Guelzow Moosburg Ohrensen Thyrow Borwede Dornburg GGerau HS Nomborn Roda N-Aufnahme im Herbst (kg N/ha) 30

31 Umsetzung in eine praktische Düngeempfehlung Annahme eines mittleren Bestandes im Herbst: 50 kg N/ha = ortsübliche Düngung 31 N-Mengen im Herbst, die von 50 kg N/ha abweichen, zu 70 % auf die ortsübliche Düngermenge anrechnen

32 Nopt (kg N/ha) RAPOOL-Fachtagungen 2010 Beziehung zwischen Nopt und N-Mengen im Bestand im Herbst (Ernte ) Rapsbestand üppig Berge Christgrün FuKa Guelzow Moosburg Ohrensen Thyrow Borwede Dornburg GGerau HS Nomborn Roda reduzieren ortsoptimale Düngung N-Aufnahme im Herbst (kg N/ha)

33 Nopt (kg N/ha) RAPOOL-Fachtagungen 2010 Beziehung zwischen Nopt und N-Mengen im Bestand im Herbst (Ernte ) Rapsbestand schwach üppig Berge Christgrün FuKa Guelzow Moosburg Ohrensen Thyrow Borwede Dornburg GGerau HS Nomborn Roda erhöhen reduzieren ortsoptimale Düngung N-Aufnahme im Herbst (kg N/ha)

34 Düngeempfehlung Beispiel 1: üppiger Bestand 90 kg N/ha im Bestand im Herbst 200 kg N/ha ortsübliche Düngermenge (lt. DüV: 45 dt/ha*4,54 kg N/ha) ((90-50)*0,7) 170 kg N/ha Anrechnungsfaktor N-Aufnahme eines mittleren Bestandes aktuelle N-Aufnahme

35 Düngeempfehlung Beispiel 2: schwacher Bestand 20 kg N/ha im Bestand im Herbst 200 kg N/ha ortsübliche Düngermenge (lt. DüV: 45 dt/ha*4,54 kg N/ha) ((20-50)*0,7) 220 kg N/ha Anrechnungsfaktor N-Aufnahme eines mittleren Bestandes aktuelle N-Aufnahme

36 Nopt (kg N/ha) RAPOOL-Fachtagungen Beziehung zwischen Nopt und N-Mengen im Bestand im Frühjahr (Ernte ) n = 109 r 2 = 0.60 *** b = *** RMSE = N-Aufnahme im Frühjahr (kg N/ha) Berge Christgrün FuKa Guelzow Moosburg Ohrensen Thyrow Borwede Dornburg GGerau HS Nomborn Roda 36

37 Nopt (kg N/ha) RAPOOL-Fachtagungen Beziehung zwischen Nopt und Nmin (0-60 cm) im Frühjahr (Ernte ) Berge Borwede Christgrün Dornburg FuKa GGerau Guelzow HS Moosburg Ohrensen Roda Thyrow n = 103, r 2 = 0.35 *** b = ns, RMSE = Nmin im Frühjahr (0-60 cm) (kg N/ha) 37

38 N-Düngung (kg N/ha) RAPOOL-Fachtagungen 2010 Vergleich zwischen der Offizialempfehlung und der Düngung nach Biomasse Offizialempfehlung nach Biomasse a 54,5 a 54,7a Ertrag (dt/ha) b N-Dgg Ertrag 48 Herbst-N-Aufnahme: >50 kg N/ha

39 N-Düngung (kg N/ha) RAPOOL-Fachtagungen 2010 Vergleich zwischen der Offizialempfehlung und der Düngung nach Biomasse Offizialempfehlung nach Biomasse 183 a 54,5 a 54,7 a 184 b 200 a 50,9 a Ertrag (dt/ha) b 49,3 b N-Dgg Ertrag N-Dgg Ertrag 48 Herbst-N-Aufnahme: >50 kg N/ha <50 kg N/ha

40 Zwischenfazit N-Düngung nach Biomasse - Messung der N-Aufnahme im Herbst sinnvoller als im Frühjahr - nur geringe Varianz in den Nmin-Werten im Frühjahr - bei weit entwickelten Beständen: Düngermenge im Frühjahr reduzieren - bei schwach entwickelten Beständen: Düngermenge im Frühjahr erhöhen 40

41 Gülle und Biogasgärrückstände 41

42 Ertrag (dt/ha) RAPOOL-Fachtagungen 2010 Effekt des Ausbringungstermins von 80 kg N/ha als Schweinegülle 40 Gülle im Herbst Gülle im Frühjahr -40 kg N/ha Ausbringung von Gülle im Frühjahr reduziert den zusätzlichen N- Bedarf Mineralische N-Düngung (kg N/ha)

43 Ertrag (dt/ha) RAPOOL-Fachtagungen 2010 Rapsertrag in Abhängigkeit von Gülle- und mineralischer N-Düngung Gülle Nges KAS r 2 = 0.28 *** n = 372 r 2 = 0.28 *** n = N-Düngung (kg N/ha)

44 Ertrag (dt/ha) RAPOOL-Fachtagungen 2010 Rapsertrag in Abhängigkeit von Gülle- und mineralischer N-Düngung Gülle NH4-N KAS Ammonium-Anteil der Gülle wirkt wie Mineraldünger r 2 = 0.28 *** n = r 2 = 0.28 *** n = N-Düngung (kg N/ha)

45 Ertrag (dt/ha) RAPOOL-Fachtagungen 2010 Sorten und Gülledüngung keine signifikante Interaktion Sorte x N-Variante Horus Lorenz NPZ 0508 Taurus Visby Zeppelin N über die Gülle (kg N/ha)

46 Zwischenfazit Gülle und Biogasgärrückstände - Gülle und Biogasgärrückstände im Frühjahr ausbringen (ausreichend Lagerkapazität) - Ammonium-Anteil wie Mineraldünger wirksam - Sorten reagieren ähnlich auf Gülledüngung 46

47 Zusammenfassung - N-Mengen im Bestand bei der Bemessung der N-Düngung im Frühjahr berücksichtigen - Herbst-N-Gabe positiv bei schwach entwickelten Beständen 47 - negative Interaktion mit der Frühjahrs-N-Düngung - Gülle und Biogasgärrückstände im Frühjahr in den wachsenden Bestand ausbringen - Ammonium-Anteil der Gülle wie Mineraldünger wirksam

48 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 48