Kurz- und längerfristige Stickstoffwirkung nicht separierter und separierter Biogasgärreste zu Weidelgras nach einmaliger und wiederholter Ausbringung

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Judith Maier
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1 Kurz- und längerfristige Stickstoffwirkung nicht separierter und separierter Biogasgärreste zu Weidelgras nach einmaliger und wiederholter Ausbringung Sabine von Tucher 1, Sara Fouda 1, Fabian Lichti 1,2, Urs Schmidhalter 1 1 Lehrstuhl für Pflanzenernährung, Technische Universität München, Freising 2 Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft, Freising 'Gülle 11' 17. bis Kloster Reute

2 1. Gründe und Ziele der Experimente 2. Durchführung der Gefäßversuche 3. Ergebnisse 3.1 Chemische Zusammensetzung der Gärreste 3.2 Kurzfristige N-Verfügbarkeit 3.3 Längerfristige Effekte 4. Zusammenfassende Schlussfolgerungen von Tucher, S.; Fouda, S.; Lichti, F.; Schmidhalter, U. (2011) 2

3 1. Gründe und Ziele der Experimente Hinweise aus der Praxis, dass Biogasgärreste "oft nicht so gut wirken, wie erwartet"; Erwartung: bessere N-Wirkung im Vergleich zu Gülle, da - Trockensubstanzgehalt geringer - NH 4 -N Anteil höher - Kohlenstoff weitgehend abgebaut Angaben in der Literatur zur N-Düngewirkung von Biogasgärresten sind widersprüchlich die Zusammensetzung von Biogasgärresten ist offenbar variabel von Tucher, S.; Fouda, S.; Lichti, F.; Schmidhalter, U. (2011) 3

4 Ziele Untersuchungen 1. der Variabilität der chemischen Zusammensetzung von Biogasgärresten aus der Vergärung unterschiedlicher Substrate - aus reinen NAWARO Anlagen und aus Cofermentation mit tierischen Ausscheidungen - nicht separiert und separiert in Dünnseparat und Feststoff 2. der kurzfristigen N-Verfügbarkeit dieser Biogasgärreste nach einmaliger Ausbringung 3. der längerfristigen N-Wirkung nach wiederholter Ausbringung von Tucher, S.; Fouda, S.; Lichti, F.; Schmidhalter, U. (2011) 4

5 2. Durchführung der Gefäßversuche 12-L-Ahrgefäße mit 3 Böden (Lu, Ls) Anbau von Weidelgras (Lolium perenne (L.) 'Belcampo' bzw. 'Ivanna") - Dauer 11 bzw. 13 Monate = in 5 Wachstumszyklen (je 1-3 Aufwüchse) - jeweils beginnend mit einer Düngung ( 5 Düngungen) - auf der Basis gleicher NH 4 -N-Mengen (300 mg N/Gefäß), sofort eingearbeitet - Kontrollen "ohne N" und mit "300 mg Mineral-N" (Rindergülle "RG" im Sortiment 1) Biogasgärreste unterschiedlicher Substratzusammensetzung wie - Sortiment 1: 7 nicht separierte Gärreste - Sortiment 2: 7 Dünnseparate und zugehörige 7 Feststoffe Die meisten Gärreste stammen aus den Programmen der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft von Tucher, S.; Fouda, S.; Lichti, F.; Schmidhalter, U. (2011) 5

6 3.1 Chemische Zusammensetzung der Gärreste - Auswahl Sortiment 1 TM N t NH 4 -N C org C org :N org NH 4 -N/N t nicht separiert % in FM min. 5,2 0,36 0,20 1,77 8,5 0,52 max. 12,2 0,75 0,51 4,75 13,8 0,69 R-Gülle 12,1 0,44 0,22 4,27 18,9 0,49 Sortiment 2 Dünnseparate min. 5,4 0,51 0,27 1,59 6,9 0,44 max. 10,2 0,76 0,47 3,46 9,8 0,57 Feststoffe min. 22,4 0,53 0,20 9,31 16,8 0,38 max. 30,3 1,08 0,62 11,41 27,4 0,57 67% Hühnerkot von Tucher, S.; Fouda, S.; Lichti, F.; Schmidhalter, U. (2011) 6

7 3.2 Kurzfristige N-Verfügbarkeit nach einmaliger Ausbringung N-Aufnahme, mg/gefäß N Aufnahme von Weidelgras (3 Aufwüchse) nach Düngung von nicht separierten Biogasgärresten nach der 1. Ausbringung Marktschwaben, ul, ul Dürnast 0 : statistisch signifikanter Unterschied zur Mineraldüngung von Tucher, S.; Fouda, S.; Lichti, F.; Schmidhalter, U. (2011) 7

8 N-Aufnahme, mg/gefäß N Aufnahme von Weidelgras (3 Aufwüchse) nach Düngung mit Dünnseparaten und Feststoffen von Biogasgärresten nach der 1. Ausbringung Boden Mühlfeld, sl ohne N min Dünnseparate Feststoffe Boden Dürnast vergleichbar; Dünnseparat 2 und 4 signifikant über Mineraldüngung : statistisch signifikanter Unterschied zur Mineraldüngung von Tucher, S.; Fouda, S.; Lichti, F.; Schmidhalter, U. (2011) 8

9 N-Aufnahme aus BGR, mg/gefäß Beziehung zwischen der N-Aufnahme von Weidelgras und dem C org :N org Gehalt nicht separierter und nicht separierter Biogasgärreste nach der 1. Düngung Mittelwerte aus 2 Böden R² = 0,62 nicht separierte BGR separierte BGR R² = 0, C org :N org der BGR von Tucher, S.; Fouda, S.; Lichti, F.; Schmidhalter, U. (2011) 9

10 3.3 Längerfristige Effekte nach wiederholter Ausbringung N-Nachlieferung aus N org, % Scheinbare N-Nachlieferung aus dem ausgebrachten organischen N nach der 1. und 5. Ausbringung Mittelwerte der Böden nicht separierte Gärreste nach 1. Ausbringung nach 5. Ausbringung RG BGR1 BGR2 BGR5 BGR6 BGR7 BGR8 BGR11 Mittelwertvergleich Änderung 1. zu 5. Ausbringung stat. sign. bei p < 0,05 Mittelwert nach 5 Applikationen: 29% (keine Bodenunterschiede!) von Tucher, S.; Fouda, S.; Lichti, F.; Schmidhalter, U. (2011) 10

11 N-Nachlieferung aus N org, % Scheinbare N-Nachlieferung aus dem ausgebrachten organischen N nach der 1. und 5. Ausbringung Mittelwerte der Böden separierte Gärreste - 1. Ausbringung 5. Ausbringung Mittelwertvergleich Änderung 1. zu 5. Ausbringung stat. sign. bei p<0, Dünnseparate Feststoffe Mittelwert Dünnseparate nach 5 Applikationen: 30% (Mühlfeld (Ls) 41%; Dürnast (Lu) 18%) Mittelwert Feststoffe nach 5 Applikationen: -4% (Mühlfeld 3%; Dürnast -12%) von Tucher, S.; Fouda, S.; Lichti, F.; Schmidhalter, U. (2011) 11

12 4. Zusammenfassende Schlussfolgerungen Die Zusammensetzung von Gärresten ist sehr variabel! Nicht separierte Gärreste und Dünnseparate wirken kurzfristig mindestens entsprechend ihrem NH 4 -N-Gehalt; hoher Anteil NH 4 -N/N t ist vorteilhaft. Darüberhinaus lässt sich die kurzfristige N-Wirkung mit gewissen Unsicherheiten über das Verhältnis C org :N org beschreiben. Kurzfristige N-Verfügbarkeit aus dem organischen Anteil: N-Freisetzung stark abhängig vom Gärrest, kann aber erheblich sein, wobei - nicht separierte Gärreste Dünnseparate - Feststoffe können zur Immobilisation neigen. von Tucher, S.; Fouda, S.; Lichti, F.; Schmidhalter, U. (2011) 12

13 längerfristige N-Verfügbarkeit aus dem organischen Anteil: N-Freisetzung aus zugeführtem und angereichertem N org ist ebenfalls stark abhängig vom Gärrest (v.a. bei nicht separierten) - auch Gärreste mit geringerer Anfangswirkung können verstärkt N nachliefern; - bei Feststoffen verbessert sich die Wirkung nur langsam. Gefäßversuche: - unter intensiven Kulturbedingungen, - bestmöglicher Wasserversorgung und - unter Vermeidung nennenswerter N-Verluste - zeigen Potenziale auf von Tucher, S.; Fouda, S.; Lichti, F.; Schmidhalter, U. (2011) 13

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