Pflanzenbauliche Vortragstagung Baden-Württemberg

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1 Pflanzenbauliche Vortragstagung Baden-Württemberg Ackerbau unter Wasserknappheit Was können wir von anderen Gebieten Europas lernen? Sindelfingen, Dr. H. Schönberger N.U. Agrar GmbH Schackenthal -Anschrift: Internet: N.U. Agrar GmbH Lindenallee Schackenthal - Tel: Fax:

2 Ackerbau unter Wasserknappheit Was können wir von anderen Gebieten Europas lernen? Ukraine Warum gingen die Erträge nach der Wende in den Keller? Toskana pflügen 80 cm tief zu Zuckerrüben Balkan begrannte Weizensorten vertragen Hitze Griechenland kaum Weizen Mais Spitzenerträge

3 Weizenerträge (%) Deutschland Ukraine Frankreich Österreich 1990 = 62,7 dt/ha 1990 = 35,1 dt/ha 1990 = 64,8 dt/ha 1990 = 54,0 dt/ha

4 Ertragsentwicklung der Kulturen in der Ukraine Weizen Mais Raps Zuckerrübe 100 = 35,1 dt/ha 100 = 27,0 dt/ha 100 = 22,0 dt/ha 100 = 276,0 dt/ha

5 Ackerbau unter Wasserknappheit Wozu braucht die Pflanze Wasser? Wie viel Wasser benötigen die Pflanzen? Wodurch wird der Wasserhaushalt beeinflusst? Wie viel Wasser kann der Boden speichern? Wie lässt sich die Wasseraufnahmefähigkeit des Bodens verbessern? Wie wird das Wasser effektiver verwertet?

6 Wozu braucht die Pflanze Wasser? Ablauf biologischer Prozesse 3-5 m³/ha Aufbau von Kohlenhydraten und Proteinen Turgordruck m³/ha Aufnahme und Transport von - Nährelementen - Phytohormonen - Assimilaten m³/ha Schutz vor Überhitzung

7 Ertragsminderung durch Hitze Hitzeperiode innerhalb von Tagen nach der Blüte später Weizen 60 % 35 % 25 % 10 % < 10 % Raps 52 % 28 % 20 % 10 % < 5 % Kritische Temperaturen Weizen (sortenabhängig) Raps Zuckerrüben Mais 30 bis 33 C 32 bis 35 C über 35 C über 37 C

8 Frühe Saat vermindert Risiko von Ertragsminderungen durch Hitze Aussaat Blüte geringes Ab über 30 C Blüte hohes Risiko von Ertragsminderungen Blüte extremes kritisch: Hitze in den ersten 20 Tagen nach der Blüte: 6 Tage mit 30 C in den letzten 10 Jahren - in 3 von 10 Jahren (2003, 2006, 2010) Hitze ab 25. Juni - in Zukunft häufiger?

9 Frühe Saat verringert Hitzerisiko Jahr Sorte Saatstärke Körner/m² Normal rel.100 Frühsaat 70 d Spätsaat 30 d Cubus 150/250 97, kühl 250/ , Potential 150/250 99, / , Cubus 150/250 92, heiss 250/350 92, Potential 150/250 88, /350 91, Quelle: TLL Jena 2010 / 2 Standorte / 30/70 d Wachstum im Kurztag N.U. Agrar GmbH Lindenallee Schackenthal - Tel: Fax:

10 Hitze kostet mehr Ertrag als Trockenheit Mais, Soja und Zuckerrüben halten Hitze besser aus Pflanze schützt sich durch Verdunstung je weiter das Korn entwickelt ist, umso geringer ist der Schaden Frühsaaten leiden deshalb weniger unter der Hitze Entwicklung und Abreife nicht unnötig verzögern Führeife, begrannte Sorten leiden weniger unter Hitze Ausgeglichene Nährstoffversorgung, N : K optimieren

11 Wovon hängt der Wasserbedarf ab? physikalische Parameter Sättigungsdefizit der Luft - Temperatur und Luftfeuchte Wasserspannung des Bodens Kulturart Blattfläche Osmotische Regulation Wurzelleistung biologische Parameter

12 Einfluss der Temperaturen und rel. Luftfeuchte auf die Verdunstung (mm) von Weizen und Mais rel. Luftfeuchte Temperatur 30 % 60 % 90 % 10 C Weizen 2,5 1,5 0,4 Mais 1,9 1,1 0,3 20 C Weizen 3,6 2,0 0,5 Mais 2,6 1,5 0,4 30 C Weizen 6,6 3,8 1,0 Mais 5,0 2,8 0,7 nach van Eimern und Häckel, 1984

13 Spezifischer Wasserbedarf in der Hauptvegetation für 1 Tonne Erntegut pro Hektar Wasserbedarf pro m² Weizen 30 l/m² Wasser Gerste 25 l/m² Wasser Körnermais 22 l/m² Wasser Raps 48 l/m² Wasser Sonnenblumen 45 l/m² Wasser Soja 40 l/m² Wasser Silomais (30 % TS) 38 l/m² Wasser Zucker (Rüben) 30 l/m² Wasser Stärke (Kartoffel) 40 l/m² Wasser zum Vergleich 10 cm Aufwuchs von Grünmasse 12 l/m² Wasser 80 cm Senf (Beginn der Blüte) 100 l/m² Wasser Wasserverluste 1x Stoppeln 3 l/m² Wasser 1x Tiefgrubbern (+ Walzen) 5 l/m² Wasser 1x Pflügen (+ Rückverfestigen) 6 l/m² Wasser N.U. Agrar GmbH Lindenallee Schackenthal - Tel: Fax:

14 Wasser als ertragsbegrenzender Faktor Boden nfk Wassersättigung % nutzbares Wasser mm Niederschläge mm Summe Ertragspotenzial (t/ha) Weizen Raps Mais 40 BP ~ 120 l/m² ,1 5,9 3,1 3,6 6,0 7,0 80 BP ~ 240 l/m² ,5 9,1 4,6 5,9 9,1 10,9 40 BP ~ 120 l/m² ,7 8,5 4,8 5,3 9,3 10,2 80 BP ~ 240 l/m² ,1 11,7 6,3 7,3 12,1 14,0 Hauptvegetation März bis Anfang Juli März bis Juni Juni bis September

15 Wasseraufnahmefähigkeit des Bodens Warum ackern die Bauern in der Toskana 80 cm tief? keine Verdunstung Aufnahme der Winterniederschläge Ableitung des Wassers in den Unterboden, um frühen Verbrauch und die Evaporation zu drosseln

16 Wie lange kommen Böden ohne Regen aus? Sand bei 2-3 mm Verdunstung ~ Tage Tage toniger Lehm bei 2-3 mm Verdunstung ~ Tage Tage Löss bei 2-3 mm Verdunstung ~ Tage Tage Tschermosem bei 2-3 mm Verdunstung ~ Tage Tage (Böden mit 60% nfk zu Beginn der Trockenperiode)

17 Verfügbares Wasserangebot (mm) in Abhängigkeit von Verdichtungen Boden Löss Diluvial-Böden Auenböden Bodenart ul ls tl - lt Boden ohne Verdichtungen im Wurzelraum Verdichtungszonen in 15 cm Tiefe im Wurzelraum % + kapillarer Aufstieg Gesamtwasser Verdichtungszonen in 30 cm Tiefe im Wurzelraum % + kapillarer Aufstieg Gesamtwasser N.U. Agrar GmbH Lindenallee Schackenthal - Tel: Fax:

18 Intensität der Bodenbearbeitung ohne Pflug Kornerträge (dt/ha, rel.) Stoppelbearbeitung Tieflockerung Winterraps Talent 2002/ / /05 ohne 1 x 15 cm 29 = 100 % 43 = 100 % 36 = 100 % 1 x 8 cm 1 x 15 cm 116 % 101 % 112 % 1 x 8 cm 1 x 15 cm 1 x 25 cm 146% 113 % 124 % N.U. Agrar Es lohnt sich, das Stroh zu Raps intensiv einzumischen und tief zu lockern, vor allem vor Trockenjahren. N.U. Agrar GmbH Lindenallee Schackenthal - Tel: Fax:

19 Intensität der Bodenbearbeitung ohne Pflug Kornerträge (dt/ha, rel.) Stoppelbearbeitung Tieflockerung Weizen nach Raps 2002/ / /05 ohne 1 x 15 cm 74 = 100 % 98 = 100 % 86 =100 % 1 x 8 cm 1 x 15 cm 104 % 106 % 107% 1 x 8 cm 1 x 15 cm 1 x 25 cm 112 % 104 % 105 % N.U. Agrar Zu Weizen nach Raps lohnte sich die tiefe Lockerung nur vor dem Trockenjahr N.U. Agrar GmbH Lindenallee Schackenthal - Tel: Fax:

20 Intensität der Bodenbearbeitung ohne Pflug Kornerträge (dt/ha, rel.) Stoppelbearbeitung Tieflockerung Weizen nach Weizen 2002/ / /05 ohne 1 x 15 cm 64 = 100 % 87 =100 % 83 = 100 % 1 x 8 cm 1 x 15 cm 104 % 108 % 101 % 1 x 8 cm 1 x 15 cm 1 x 25 cm 119 % 115 % 103 % N.U. Agrar Das Stroh muss zu Weizen nach Weizen intensiv und tief eingemischt werden, außer im nassen Herbst N.U. Agrar GmbH Lindenallee Schackenthal - Tel: Fax:

21 Bodenart / Wurzelraum 100% nfk = mm Wasserhaushalt in Abhängigkeit von der Bodenart pf 2,5 = mm voll nutzbar pf 3,8 = mm Totwasser = mm S 70 cm ls 80 cm sl 100 cm ul 100 cm tl 100 cm lt 80 cm zu nass O2 Mangel Auswaschung Denitrifikation optimal zu trocken verringerte Diffussion H 2 O-Mangel Oxidation

22 Auswirkung der Wasserversorgung auf die Nährelementaufnahme - überwiegend durch Massenfluss» Verdunstung werden aufgenommen: NO 3 -, Cl ++, SO 4 --, Bor +++, Mg ++, Ca ++ - überwiegend durch Diffussion werden aufgenommen: P, NH 4+, K +, Na +, Schwermetalle (Spurenelemente) Die Diffussion wird eingeschränkt, wenn die Wasserversorgung unter 40% nfk absinkt Auf Böden mit starker Sorption verhungert die Pflanze,bevor sie verdurstet.

23 Zielwerte Nährstoffgehalte im Boden in Abhängigkeit vom Wasserhaushalt des Standortes Wasserhaushalt Frühjahrstrockenheit Geregelter Wasserhaushalt Tongehalt ph-wert P 2 O 5 K 2 O MgO P 2 O 5 K 2 O MgO mg je 100 g Boden img je 100 g Boden -5% 6, % 6, % 6, % 6, % 7, >30% 7,

24 K-Düngung zu Raps auf Löss-Standort % 2006 feucht 2007 wechselnd 2008 trocken 100% = 43,8 dt/ha 100% = 36,7 dt/ha 100% = 50,1 dt/ha ohne Kali AS Kali 60 + SSA Kali 60 + SSA Kali 60 + SSA K-Zufuhr hinter Tiefengrubber eingearbeitet im Spätherbst im Frühjahr 25 cm 15 cm (November) (Februar)

25 Auswirkung der Bordüngung auf den Ertrag von Weizen nach Weizen dt/ha ,7 110,7 109,0 102,7 111,9 Variante 1 Variante 2 Variante 3 Variante 4 Variante 5 EC 25/ g Bor 50 g Bor EC 30/31-30 g Bor - 25 g Bor 50 g Bor EC 31/32-30 g Bor - 25 g Bor 50 g Bor EC g Bor 25 g Bor 50 g Bor

26 Einfluß der Mn-Blattdüngung auf den Ertragsaufbau (relativ) % 120 Kornertrag Ähren je m² Kornzahl je Ähre TKG dt/ha 439 Ähren je m² 48,2Kö/Ähre 34 g Kontrolle 2,0 kg MnSO4 EC25 2,0 kg MnSO4 EC30 2x 3x 4x Kontrolle 2 kg in EC 25 2 kg in EC30 1 kg in EC 25 1 kg in EC 25 1 kg in EC 25 MnSO 4 MnSO 4 1 kg in EC 30 1 kg in EC 30 1 kg in EC 30 MnSO 4 1 kg in EC39 1 kg in EC39 MnSO 4 1 kg in EC59 MnSO 4 N.U. Agrar GmbH Lindenallee Schackenthal - Tel: Fax:

27 fi Bodenbearbeitung bis 15 cm fi nur Unterfuss- keine Tiefendüngung N.U. Agrar GmbH Lindenallee Schackenthal - Tel: Fax:

28 fi Lockerung unter der Reihe fi Tiefendüngung (25 cm) mit PK Raps Buttelstedt gelockert mit Tiefendüngung Lockerung des Bodens unter der Saatreihe - Pfahlwurzeln wachsen in den Unterboden. Feine Seitenwurzeln dringen in den verdichteten Boden ein und lockern Verdichtungen auf. P + K tiefer in den Boden eingebracht sichert die Nährstoffaufnahme, wenn der obere Krumenbereich bereits ausgetrocknet ist.

29 Einzelkornsaat 2007 / Raps - Boden: tl 75 BP Buttelstedt Sorte: Fangio Aussaat: Vorfrucht: Wintergerste ohne 2x Tiger, 1x Striegel Düngung: 100 kg DAP 250 kg Kali 60 ohne nach der Saat 5 cm Unterfuss 20 cm tief EKS 15 Körner/m² ,2 55,1 30 Körner/m² ,6 53,4 60 Körner/m² ,1 46,8 Drillsaat 60 Körner/m² 40,4 38,9 42,6 -

30 Verdursten oder verhungern die Pflanzen? Nährstoffdepot anlegen... wo die Aufnahme erfolgen kann, wenn der obere Krumenbereich schon trocken ist Phosphor Kalium Ammonium Bor Mangan Zink

31 Bestandesdichte Je nach BFI brauchen die Zuckerrüben zwischen 300 und 500 l/m² Wasser. Bei einem BFI von 4,5 bis 5 sind 350 bis 400 l/m² Wasser notwendig. Wasserverbrauch der Einzelrübe: ab Reihenschluss bis zur Ernte l/m² für 80 dt/ha Zucker für 100 dt/ha Zucker für 120 dt/ha Zucker für 150 dt/ha Zucker Wasserbedarf l/m² l/m² l/m² l/m² Ertrag notwendige Pflanzenzahl 500 dt/ha Rüben Rüben je Hektar 600 dt/ha Rüben Rüben je Hektar 800 dt/ha Rüben Rüben je Hektar 1000 dt/ha Rüben Rüben je Hektar N.U. Agrar GmbH Lindenallee Schackenthal - Tel: Fax:

32 Rübenernte Sachsen-Anhalt 2010 Bestandesdichte Mit wie viel Wasser ist zu rechnen? Wie viel Zucker ist damit zu produzieren? Wie hoch muss dazu der Rübenertrag sein? Wie viele Rüben sind dazu notwendig?

33 Blattfläche und Wasserverbrauch 8 EC 25 EC 31 EC 39 EC 59 EC 75 Wasserverbrauch in mm eingeschränkte Assimilation 30 % zu viel Blattmasse verbraucht 16 % mehr Wasser optimal hohe Respiration 0 0 1,5 3 4,5 6 6,5 Quelle: Große-Hellwig 1984 Blattflächenindex N.U. Agrar GmbH Lindenallee Schackenthal - Tel: Fax:

34 Bestockungsverlauf und Triebreduktion in Abhängigkeit vom Wasserregime Anzahl der Triebe bzw. Ährenzahl / m² Quelle: Große-Hellwig 1984 EC 21 EC 25 EC 31 EC 37 Ernte 90% nfk 6,1 t/ha 70% nfk 9,3 t/ha 50% nfk 10,8 t/ha 30% nfk 3,6 t/ha

35 Einfluss der Wasserversorgung in verschiedenen Entwicklungsstadien auf das Ertragsniveau des Weizens % % nfk 50% nfk 70% nfk 90% nfk Rel. Ertragsniveau EC 21/25 EC 30/32 EC 32/39 EC 69/71 EC 79/89 Quelle: Große-Hellwig 1984

36 Wann ist mit Wasserstress zu rechnen? Mai-Trockenheit April Mai Juni Juli Winterraps EC 51 EC61 EC 65 EC 71 EC 81 EC 91 Weizen Kerubino (nach Raps) EC 31 EC32 EC 37 EC 39 EC 61 EC 71 EC 81 EC 91 Weizen Akteur (nach Zuckerrüben) EC 29 EC30 EC 31 EC 32 EC 37 EC 39 EC 61 EC 71 EC 81 EC 91 Zuckerrüben EC 12 EC 14 EC 16 EC 18 EC 20 EC 39 EC 49 Körnermais EC 11 EC 14 EC 18 EC 39 EC 51 EC 61 EC 71 N.U. Agrar GmbH Lindenallee Schackenthal - Tel: Fax:

37 Wann ist mit Wasserstress zu rechnen? Frühjahrs-Trockenheit April Mai Juni Juli Winterraps EC 51 EC61 EC 65 EC 71 EC 81 EC 91 Weizen Kerubino (nach Raps) EC 31 EC32 EC 37 EC 39 EC 61 EC 71 EC 81 EC 91 Weizen Akteur (nach Zuckerrüben) EC 29 EC30 EC 31 EC 32 EC 37 EC 39 EC 61 EC 71 EC 81 EC 91 Zuckerrüben EC 12 EC 14 EC 16 EC 18 EC 20 EC 39 EC 49 Körnermais EC 11 EC 14 EC 18 EC 39 EC 51 EC 61 EC 71 N.U. Agrar GmbH Lindenallee Schackenthal - Tel: Fax:

38 Wann ist mit Wasserstress zu rechnen? Sommer-Trockenheit April Mai Juni Juli Winterraps EC 51 EC61 EC 65 EC 71 EC 81 EC 91 Weizen Kerubino (nach Raps) EC 31 EC32 EC 37 EC 39 EC 61 EC 71 EC 81 EC 91 Weizen Akteur (nach Zuckerrüben) EC 29 EC30 EC 31 EC 32 EC 37 EC 39 EC 61 EC 71 EC 81 EC 91 Zuckerrüben EC 12 EC 14 EC 16 EC 18 EC 20 EC 39 EC 49 Körnermais EC 11 EC 14 EC 18 EC 39 EC 51 EC 61 EC 71 N.U. Agrar GmbH Lindenallee Schackenthal - Tel: Fax:

39 Prioritätenliste für die Anbautechnik in Trockengebieten Bodenbearbeitung Boden muss Wasser aufnehmen können (Winterniederschläge, Starkregen) angemessene Lockerung +++ Rückverfestigung des gelockerten Bodens +++ intensive Einmischung organischer Substanz ++ durch unnötige Bearbeitung Wasserverbrauch vermeiden ++ Kontakt Boden - Keimwurzel sichern +++ ausreichende Lockerung für Wurzeltiefgang ++ N.U. Agrar GmbH Lindenallee Schackenthal - Tel: Fax:

40 Prioritätenliste für die Anbautechnik in Trockengebieten Nährstoffversorgung ph-wert in Ordnung bringen (Trockenfixierung) +++ zu hohe ph-werte: saure Dünger (z.b. SSA) bevorzugen +++ Kalium- und Phosphoraufnahme sichern +++ Versorgung der Wurzel mit Bor, Mangan und Zink + Ammonium-betonte Düngung während der Bestockung + Überhöhte Nitratgehalte in den Blättern vermeiden ++

41 Prioritätenliste für die Anbautechnik in Trockengebieten Bestandesaufbau und Ertragssicherung Aussaat und Sortenwahl regelmäßigem Stress anpassen ++ Einzelpflanzen optimieren (horizontaler und vertikaler Standraum) ++ Bestandesdichte der Wasserversorgung anpassen +++ Überzogene Blattmasse vermeiden Unnötigen Wasserverbrauch durch Unkräuter verhindern + Leitbahnen intakt halten (Wasser- und Assimilate-Transport) ++

42 Kationen-Austausch-Kapazität Ton-Humus-Komplex Derzeitiger Zustand der Parzelle optimal 6% Zielwert je Element 85% 12% gut 65% mittel ausreichend schlecht sehr schlecht 70 % K-KAK 5% 2% 0 Quelle: BLGG, Düngerkompass; bearbeitet N.U. Agrar GmbH N.U. Agrar GmbH Lindenallee Schackenthal - Tel: Fax: