Welche Nährstoffversorgung braucht der Raps für Höchsterträge?

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1 Welche Nährstoffversorgung braucht der Raps für Höchsterträge? K. Sieling Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung - Acker- und Pflanzenbau - Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

2 Schema der N-Dynamik unter und nach Raps Shoot Spross Frühjahrs-N Bodenbearbeitung, Nachfrucht kg N ha Herbst-N N-Aufnahme durch Raps N-Aufnahme durch Weizen 2 0 SMN Nmin Aug. 1. Okt. 1. Okt. Nmin 1. Dez. 1. Dez. 31. Jan. 31. Jan. 2. Apr. 2. Apr. 2. Jun. 2. Jun. 2. Aug. 2. Aug. 2. Okt. 2. Okt. 2. Dez. 2. Dez. N-Auswaschung 1. Feb. 1. Feb. 3. Apr. 3. Apr.

3 Gliederung N-Düngung im Herbst N-Düngung im Frühjahr in Abhängigkeit vom Bestand 3 N-Dynamik nach Raps Fruchtfolgeaspekte

4 Herbst-N-Düngung zu Winterraps 4 keine Herbst-N-Düngung N-Düngung zur Saat Talent, nach Winterweizen pfluglos bestellt

5 Trockenmasse und N-Aufnahme von Raps vor Winter sowie Ertrag nach variierter Herbst-N-Gabe (40 kg N/ha) 40 kg N/ha Ungedüngt TM (g/m 2 ) 48,2 b 5 auf das Stroh 68,1 ab nach der Saat 86,6 a 2-4 Blätter 87,0 a Hohenschulen, , Talent, pfluglos bestellt Aussaat: Ende August

6 Trockenmasse und N-Aufnahme von Raps vor Winter sowie Ertrag nach variierter Herbst-N-Gabe (40 kg N/ha) 40 kg N/ha TM (g/m 2 ) N-Aufn. (kg N/ha) Ungedüngt 48,2 b 18,2 b 6 auf das Stroh 68,1 ab 24,7 b nach der Saat 86,6 a 36,3 a 2-4 Blätter 87,0 a 36,7 a Hohenschulen, , Talent, pfluglos bestellt Aussaat: Ende August

7 Trockenmasse und N-Aufnahme von Raps vor Winter sowie Ertrag nach variierter Herbst-N-Gabe (40 kg N/ha) 40 kg N/ha TM (g/m 2 ) N-Aufn. (kg N/ha) Ertrag (dt/ha) Ungedüngt 48,2 b 18,2 b 45,9 b 7 auf das Stroh 68,1 ab 24,7 b 47,1 ab nach der Saat 86,6 a 36,3 a 46,9 ab 2-4 Blätter 87,0 a 36,7 a 48,1 a Hohenschulen, , Talent, pfluglos bestellt Aussaat: Ende August

8 Trockenmasse und N-Aufnahme von Raps vor Winter sowie Ertrag nach variierter Herbst-N-Gabe (40 kg N/ha) 40 kg N/ha TM (g/m 2 ) N-Aufn. (kg N/ha) Ertrag (dt/ha) N-Rest (kg N/ha) Ungedüngt 48,2 b 18,2 b 45,9 b - 8 auf das Stroh 68,1 ab 24,7 b 47,1 ab +36 nach der Saat 86,6 a 36,3 a 46,9 ab Blätter 87,0 a 36,7 a 48,1 a +33 Hohenschulen, , Talent, pfluglos bestellt Aussaat: Ende August

9 Versuchsanlage des Versuches zur optimalen N-Düngung bei Raps Variation der Herbstentwicklung durch 2 Saatzeiten (früh, spät) N-Düngung im Herbst (0, 40 bzw. 80 kg N/ha) 5 Düngevarianten im Frühjahr (0, 80, 160, 240, 280 kg N/ha) 2 Sorten (Trabant, NK Fair) 7 Standorte Betreuung durch Johannes Henke Finanzielle Förderung durch: 9

10 Hohenschulen Futterkamp Gülzow Borwede Dornburg Roda Christgrün 10 Standorte Moosburg

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

12 N-Herbstdüngung und Rapsertrag (dt/ha) 54 0 kg N/ha im Herbst bzw. 80 kg N/ha im Herbst Ertrag (dt/ha) ,3 47,9 47,1 46, Versuchsjahr im Mittel der Standorte, Saatzeiten und Frühjahrs-N-Stufen

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-Mengen in Rapsbeständen Herbst N im Bestand (kg N/ha) kg N/ha im Herbst 80 kg N/ha im Herbst im Mittel: 28 kg N/ha 14 0 früh spät Aussaattermin

15 N-Mengen in Rapsbeständen Frühjahr N im Bestand (kg N/ha) kg N/ha im Herbst 80 kg N/ha im Herbst im Mittel: 46 kg N/ha 15 0 früh spät Aussaattermin

16 N min -Werte (0-60 cm) Herbst 2007/Frühjahr 2008 Nmin 0-60 cm (kg N/ha) Herbst früh spät früh spät 17 Aussaattermin 0 kg N/ha im Herbst 80 kg N/ha im Herbst Frühjahr Niederschlag September März: 2007/08: 377 mm 16

17 N-Herbstdüngung und Rapsertrag (dt/ha) kg N/ha im Herbst 40 bzw. 80 kg N/ha im Herbst 51,2 a Ertrag (dt/ha) ,3 47,9 46,4 47,1 46,0 b Versuchsjahr im Mittel der Standorte, Saatzeiten und Frühjahrs-N-Stufen

18 Strahlungssumme während der Kornfüllungsphase von Weizen (EC 50 - EC 85) Strahlungssumme ab EC 50 [MJ/m²] Datum (Böttcher 2009)

19 Weizenertrag in Abhängigkeit von der Einstrahlung während der Kornfüllungsphase (EC 50 - EC 85) 120, ,0 y = 0,0551x + 63,697 Ertrag [dt/ha] 100,0 90,0 R 2 = 0,753 y = 0,0511x + 62,526 R 2 = 0, ,0 70,0 Ritmo Tommi Strahlungssumme EC50 bis EC85 [MJ/m²] (Böttcher 2009)

20 Gliederung N-Düngung im Herbst N-Düngung im Frühjahr in Abhängigkeit vom Bestand 20 N-Dynamik nach Raps Fruchtfolgeaspekte

21 N-Aufnahme (kg N/ha) RAPOOL-Fachtagungen 2009 Beziehung zwischen der Frischmasse und der N-Aufnahme im Herbst Schätzung Herbst kg N/ha = 45,26*FM n = 256 r 2 = 0,98 *** RMSE = 8,6 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 Frischmasse im Herbst (kg/m 2 ) 21

22 Versuchsanlage des Versuches zur optimalen N-Düngung bei Raps Variation der Herbstentwicklung durch 2 Saatzeiten (früh, spät) N-Düngung im Herbst (0, 40 bzw. 80 kg N/ha) 5 Düngevarianten im Frühjahr (0, 80, 160, 240, 280 kg N/ha) 2 Sorten (Trabant, NK Fair) Betreuung durch Johannes Henke Finanzielle Förderung durch: 22 7 Standorte

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

24 RAPOOL-Fachtagungen 2009 Optimale N-Düngermengen je Standort 207 kg N/ha Ertrag (dt/ha) Saatzeit 1 0 kg N/ha im Herbst N-Düngung im Frühjahr (kg N/ha) Hohenschulen, Trabant, Raps = 30 /dt, N = 0,75 /kg

25 70 65 Optimale N-Düngermengen je Standort 207 kg N/ha 204 kg N/ha Ertrag (dt/ha) Saatzeit 1 0 kg N/ha im Herbst Saatzeit 1 40 kg N/ha im Herbst kg N/ha 207 kg N/ha Saatzeit 2 0 kg N/ha im Herbst Saatzeit 2 40 kg N/ha im Herbst N-Düngung im Frühjahr (kg N/ha) Hohenschulen, Trabant, Raps = 30 /dt, N = 0,75 /kg

26 Düngungsoptimum Vorgehensweise 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 Beziehung zwischen Nopt und N-Mengen im Bestand im Herbst (Ernte ) Borwede Dornburg Christgrün Fuka 260 Guelzow HS Nopt (kg N/ha) n = 66 r 2 = 0,71 *** b = -0,67 *** RMSE = 20,7 Moosburg Roda N-Aufnahme im Herbst (kg N/ha)

28 Beziehung zwischen Nopt und N-Mengen im Bestand im Herbst (Ernte ) Borwede Dornburg Christgrün Fuka 260 Guelzow HS Nopt (kg N/ha) n = 66 r 2 = 0,71 *** b = -0,67 *** RMSE = 20,7 Moosburg Roda N-Aufnahme im Herbst (kg N/ha)

29 Düngeempfehlung Annahme eines mittleren Bestandes im Herbst: 50 kg N/ha = ortsübliche Düngung 29 N-Mengen im Herbst, die von 50 kg N/ha abweichen, zu 70 % auf die ortsübliche Düngermenge anrechnen

30 Nopt (kg N/ha) Beziehung zwischen Nopt und N-Mengen im Bestand im Herbst (Ernte ) n = 66 r 2 = 0,71 *** b = -0,67 *** RMSE = 20,7 ortsoptimale Düngung erhöhen reduzieren Borwede Dornburg Guelzow Moosburg Christgrün Fuka N-Aufnahme im Herbst (kg N/ha) HS Roda 30

31 Düngeempfehlung Beispiel 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

32 Beziehung zwischen Nopt und N-Mengen im Bestand im Frühjahr (Ernte ) Nopt (kg N/ha) n = 66 r 2 = 0,51 *** b = -0,55 *** RMSE = 26,8 Borwede Dornburg Guelzow Moosburg Christgrün Fuka HS Roda N-Aufnahme im Frühjahr (kg N/ha) 32

33 Beziehung zwischen Nopt und Nmin (0-60 cm) im Frühjahr (Ernte ) Borwede Dornburg Guelzow Christgrün Fuka HS Nopt (kg N/ha) Moosburg Roda n = 66; r 2 = 0,35 ** b = -0,22 ns ; RMSE = 30, Nmin (0-60 cm) im Frühjahr (kg N/ha)

34 Nopt (kg N/ha) RAPOOL-Fachtagungen 2009 Beziehung zwischen Nopt und dem Ertrag der ungedüngten Variante (Ernte ) (Geraden für 2007, ohne Herbst-N-Düngung) Borwede Dornburg Guelzow Moosburg Christgrün Fuka HS Roda n = 69 r 2 = 0,75 *** b = -1,39 ** RMSE = 20, Ertrag ohne N-Düngung (dt/ha) 34

35 Korrelation (r 2 ) zwischen unterschiedlichen Vegetationsindices und der N-Menge im Rapsbestand SR 780/450 SR 740/780 SR 780/740 NDI 780/720 SR: simple ratio (λ1/λ2) 35 NDI: normalized difference index ((λ1-λ2)/(λ1+λ2)) NDI 760/740 NDI 750/740 NDI 780/ ,2 0,4 0,6 0,8 1 r² Müller et al. (2008): Biosyst. Eng.

36 Schätzung der Herbst-N-Aufnahme RAPOOL-Fachtagungen 2009 Yara-FieldScan, Hohenschulen, Herbst 2006 N-Düngekarte (Böttcher 2007) 36 N-Aufnahme (kg N/ha) N-Düngung (kg N/ha)

37 Gliederung N-Düngung im Herbst N-Düngung im Frühjahr N-Dynamik nach Raps Fruchtfolgeaspekte 37

38 Feldversuch Varianten nach Raps Winterraps 38

39 Feldversuch Varianten nach Raps Winterraps Variante 1 Winterweizen gepflügt Kurzscheibenegge 39 Grubber Pflug Kreiselegge/ Drillmaschine Winterweizen

40 Feldversuch Varianten nach Raps Winterraps Variante 1 Winterweizen gepflügt Kurzscheibenegge Grubber Pflug Variante 2 Winterweizen pfluglos Kurzscheibenegge Totalherbizid Kurzscheibenegge 40 Kreiselegge/ Drillmaschine Kreiselegge/ Drillmaschine Winterweizen Winterweizen

41 Feldversuch Varianten nach Raps Winterraps Variante 1 Winterweizen gepflügt Kurzscheibenegge Variante 2 Winterweizen pfluglos Kurzscheibenegge Variante 3 Zwischenfrucht Grubber 41 Grubber Pflug Kreiselegge/ Drillmaschine Totalherbizid Kurzscheibenegge Kreiselegge/ Drillmaschine Kreiselegge/ Drillmaschine Phacelia (Zwischenfrucht) Grubber Kreiselegge/ Drillmaschine Winterweizen Winterweizen Hafer/Mais (Sommerung)

42 Simulierte N-Dynamik nach Raps (Auswaschungsperioden 2005/06 und 2006/07) Winterweizen mit Pflug Winterweizen pfluglos Zwischenfrucht Phacelia Nmin zu Vegetationsende (kg N/ha) gemessen Henke et al. (2008): Nutr. Cycl. Agroecosyst.

43 Simulierte N-Dynamik nach Raps (Auswaschungsperioden 2005/06 und 2006/07) Winterweizen mit Pflug Winterweizen pfluglos Zwischenfrucht Phacelia Nmin zu Vegetationsende (kg N/ha) gemessen N-Aufnahme zu Vegetationsende (kg N/ha) gemessen Raps+Weizen Henke et al. (2008): Nutr. Cycl. Agroecosyst.

44 Simulierte N-Dynamik nach Raps (Auswaschungsperioden 2005/06 und 2006/07) Winterweizen mit Pflug Winterweizen pfluglos Zwischenfrucht Phacelia Nmin zu Vegetationsende (kg N/ha) gemessen N-Aufnahme zu Vegetationsende (kg N/ha) gemessen N-Auswaschung (kg N/ha) geschätzt Raps+Weizen Henke et al. (2008): Nutr. Cycl. Agroecosyst.

45 Simulierte N-Dynamik nach Raps (Auswaschungsperioden 2005/06 und 2006/07) Winterweizen mit Pflug Winterweizen pfluglos Zwischenfrucht Phacelia Nmin zu Vegetationsende (kg N/ha) gemessen N-Aufnahme zu Vegetationsende (kg N/ha) gemessen N-Auswaschung (kg N/ha) geschätzt Raps+Weizen Sickerwasser (mm) NO 3 -Konzentration (ppm) Henke et al. (2008): Nutr. Cycl. Agroecosyst.

46 Ertrag (dt/ha) von Winterweizen nach verschiedenen Vorfruchtkombinationen ( ) a 46 Ertrag [dt/ha] b 75.5 c Weizen 2. Weizen 3. Weizen Mittel über alle übrigen Faktoren

47 Ertrag (dt/ha) von Winterweizen nach verschiedenen Vorfruchtkombinationen ( ) 100 Ertrag [dt/ha] a -10 % 85.9 b -20 % 75.5 c Weizen 2. Weizen 3. Weizen Mittel über alle übrigen Faktoren

48 Weizenertrag (dt/ha) in Abhängigkeit von Vorfruchtkombination und mineralischer N-Düngung Ertrag (dt/ha) Weizen 2. Weizen 3. Weizen Mineralische N-Düngung (kg N/ha) ( )

49 Weizenertrag (dt/ha) in Abhängigkeit von Vorfruchtkombination und mineralischer N-Düngung 100 N-Bilanz: -11 kg N/ha Ertrag (dt/ha) N-Bilanz: +58 kg N/ha N-Bilanz: +80 kg N/ha 1. Weizen 2. Weizen 3. Weizen Mineralische N-Düngung (kg N/ha) ( )

50 Wie viel Phosphor und Kalium brauchen Pflanzen? Dr. Gerhard Baumgärtel, LwK Niedersachsen 50!!!!

51 Zusammenfassung Herbst-N-Düngung - erhöht sowohl die N-Menge im Bestand als auch die Nmin-Werte vor Winter - beeinflusst aber kaum den Ertrag (Ausnahme: 2008) Bei weit entwickelten Beständen mit hohen N-Mengen im Herbst lässt sich die Düngermenge reduzieren Reduzierte Bodenbearbeitung und Zwischenfrüchte reduzieren die N-Auswaschung 51

52 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. 52