Ministerium für Landwirtschaft, Umwelt und Verbraucherschutz

Transkript

1 Ministerium für Landwirtschaft, Umwelt und Verbraucherschutz Mecklenburg Vorpommern Fachinformation der zuständigen Stelle für landwirtschaftliches Fachrecht und Beratung (LFB) Düngungsniveau und Nährstoffbilanzen auf dem Ackerland von MV Phosphor und Kalium Die Düngeverordnung schreibt für die Nährstoffe Stickstoff und Phosphor vor, dass die Düngung nach Art, Menge und Zeit auf den Bedarf der Pflanzen und des Bodens unter Berücksichtigung der im Boden verfügbaren Nährstoffe und organischen Substanz sowie der Standort- und Anbaubedingungen ausgerichtet sein muss. Nachfolgend wird anhand von Daten aus Schlagkarteiauswertungen ein Überblick über die Grunddüngung mit Phosphor und Kalium gegeben. Durch das Zusammenspiel von Nährstoffzufuhr und -abfuhr in der Nährstoffbilanz können die wirtschaftliche Effizienz der Düngung und mögliche Auswirkungen auf Umweltmedien erkennbar werden. Dennoch muss beachtet werden, dass eine Nährstoffbilanz nur ein buchhalterisches Zusammentragen von Zahlen ohne Berücksichtigung von fachlichen Grundsätzen und natürlichen Einflüssen ist. Für die Beurteilung der Nährstoffbilanzsalden unter dem Aspekt der Umweltwirkung sind deshalb solche Faktoren wie Standorteigenschaften, Fruchtfolge, Humusbilanz oder allgemeines Nährstoffversorgungsniveau der Standorte von großer Bedeutung. In die nachfolgenden Auswertungen wurden die wichtigsten ackerbaulichen Kulturen (Raps, W-Weizen, W- Gerste, W-Roggen, W-Triticale, Z-Rüben, S-Gerste, Kartoffeln und Mais) einbezogen. Diese Kulturen erreichen insgesamt folgenden Anbauumfang bzw. Flächenanteil am Ackerland von M-V: , Tha bzw. 86, %, 28-95,7 Tha bzw. 87,9 %. Für die Kulturen Raps, W-Weizen, W-Gerste, W-Roggen, W-Triticale und Z-Rüben liegen zusätzlich nach Bodenpunkten differenzierte Angaben für die Phosphor- und Kaliumdüngung vor. Die Bodenqualität wurde dabei nach den Bodenpunkten wie folgt gegliedert - leichtere Böden bis 35 Bodenpunkte, mittlere Böden 35 bis 45 Bodenpunkte und bessere Böden über 45 Bodenpunkte. Mit der Grunddüngung sollen nur diejenigen Mengen an Pflanzennährstoffen zugeführt werden, die für die Erreichung bestmöglicher Erträge und Qualitäten durch die Pflanzen notwendig und im Boden nicht ausreichend vorhanden sind. Der Düngebedarf hängt deshalb vom spezifischen Nährstoffbedarf der jeweiligen Kulturpflanze, ihrem standortbedingten Ertragsniveau und dem Gehalt des Bodens an pflanzenverfügbaren Nährstoffen ab. In den vergangenen Jahren, aber besonders im letzten Jahr, haben die Preise für die Grunddünger, hier vor allem für die Phosphordünger, ein Niveau erreicht, das viele Landwirte daran hinderte und hindert, in diesen elementaren Düngernährstoff zu investieren. Stabile hohe Erträge werden aber nur dann erzielt, wenn ausreichende pflanzenverfügbare Nährstoffgehalte im Boden vorhanden sind bzw. Phosphor und Kalium, aber auch die anderen Pflanzennährstoffe mit der Düngung immer wieder zugeführt werden. Mit Ertragsminderungen ist bereits zu rechnen, bevor der Nährstoffmangel deutlich sichtbar wird. Besonders in Zeiten intensiven Pflanzenwachstums führen Trockenheit und geringe Nährstoffverfügbarkeit schnell zu deutlichen Ertragseinbrüchen, die durch keine anderen Maßnahmen aufgefangen werden können. Auf Flächen, die keine ausreichenden Mengen an Grund- oder Mikronährstoffen liefern bzw. deren Kalkzustand nicht in Ordnung ist, kann noch so viel Stickstoff gedüngt oder Pflanzenschutz betrieben werden, das Ertragsoptimum wird hier nicht mehr erreicht. Die nachfolgenden Ausführungen beschäftigen sich mit der Zufuhr und den Bilanzen der Grundnährstoffe Phosphor und Kalium bei den Fruchtarten Raps, Wintergetreide, Sommergerste, Zuckerrüben, Kartoffeln und Silomais. Bei der Berechnung der Nährstoffbilanzen wurde nur die Abfuhr der Nährstoffe mit den Haupternteprodukten berücksichtigt, d.h. bei einer entsprechenden Abfuhr von Getreidestroh werden zusätzlich 15 bis 2 kg/ha P 2 O 5 bzw. 8 bis 1 kg/ha K 2 O abgefahren. Phosphor In der Abbildung 1 ist die mittlere Phosphorzufuhr (nachfolgende Angaben alle als P 2 O 5 ), bestehend aus mineralischer und organischer Düngung, für die Fruchtarten Raps, Wintergetreide, Sommergerste, Zuckerrüben, Kartoffeln und Silomais dargestellt. Wie aus der Abbildung zu ersehen ist, bewegt sich die Phosphordüngung bei den wichtigsten Fruchtarten von ca. 3 kg/ha P 2 O 5 beim Getreide bis zu ca. 13 kg/ha P 2 O 5 zu Mais. Mit einer durchschnittlichen Phosphorzufuhr im Mittel der Jahre 21 bis 28 von 65 kg/ha P 2 O 5 zu Raps, 7 kg/ha Phosphor zu Kartoffeln und 82 kg/ha P 2 O 5 zu Zuckerrüben folgen die phosphoranspruchsvolleren Blattfrüchte und der Raps. Zwischen den Getreidearten sind hinsichtlich der Phosphorzufuhr keine deutlichen Unterschiede zu erkennen. Dem Mais, der je nach Ertragsniveau einen Phosphorbedarf von 6 bis 7 kg/ha hat, wird nahezu das doppelte seines Nährstoffbedarfs an Phosphor zugeführt. Die hohe Phosphordüngung zu Mais ist neben der mineralischen Düngung u.a. auf die hohe organische (ca. 9 kg/ha P 2 O 5 ) und die beim Mais übliche Phosphorunterfußdüngung (ca. 5 kg/ha P 2 O 5 ) zurückzuführen. Sie wird in Betrieben mit einem hohen Maisanbau 1

2 und einem entsprechend hohen Nährstoffanfall aus Wirtschaftsdüngern oder Gärresten langfristig zu einem übermäßigen Anstieg der Bodenphosphorgehalte führen. Diese können sich dann unter dem Aspekt des Wasserschutzes negativ auf die Umwelt auswirken. Da die Grunddüngung in der Regel zur Aussaat bzw. im zeitigen Frühjahr ausgebracht wird, zu dem die Landwirte noch mit dem standorttypischen Ertrag rechnen, treten in der Regel zwischen den einzelnen Jahren bei der Höhe der Phosphorzufuhr keine größeren Unterschiede auf. Lediglich bei Fruchtarten, die eine organische Düngung erhalten, treten in Abhängigkeit von der ausgebrachten organischen Düngung größere Schwankungen zwischen den Jahren auf. Besonders große jährliche Unterschiede sind dabei beim Mais festzustellen, da dieser offenbar als Ausweichfrucht in Problemjahren bei der Ausbringung von Gülle dient. Die Entwicklung des mittleren Phosphoreinsatzes in den Jahren ist der Abbildung 2 zu entnehmen. Hier ist zu erkennen, dass sich der Phosphoreinsatz zu den Hauptfruchtarten des Ackerlandes seit dem Jahr 21 von 56 kg/ha P 2 O 5 auf 39 kg/ha P 2 O 5 im Jahr 26 reduziert hatte. In den Jahren 27 und 28 war dagegen mit 49 bzw. 6 kg/ha P 2 O 5 wieder ein höherer Phosphoreinsatz zu verzeichnen. Dieser Anstieg ist nicht in einem verstärkten Einsatz organischer Düngemittel, sondern in der gestiegenen Zufuhr mineralischer Phosphordüngemittel zu sehen. Die Standortverhältnisse und damit das Ertragsniveau werden bei der Ermittlung des Düngebedarfs und der Ausbringung der Phosphormenge nicht in jedem Fall berücksichtigt, wie die Abbildung 2 zeigt. kg/ha P 2 O Raps WW WG WR WT ZR SG Kart Mais Mittel Abbildung 1: Phosphoreinsatz zu ausgewählten Fruchtarten in den Jahren 21 bis 28 kg/ha P 2 O Abbildung 2: Phosphoreinsatz Ackerland in den Jahren 21 bis 28 nach Bodenqualität 2

3 Unter dem Aspekt der Erhaltung eines ausreichenden Bodennährstoffniveaus und damit der Bodenfruchtbarkeit ist es wichtig, dass beim Phosphor langfristig ein ausgeglichenes Verhältnis zwischen Nährstoffzuund Nährstoffabfuhr erhalten bleibt. Dieser Grundsatz der Düngung wird, wie aus der Abbildung 3 zu ersehen ist, aufgrund der negativen Phosphorsalden insbesondere beim Raps und Getreide nicht eingehalten. Zu diesen Kulturen wurde im Mittel der Jahre mehr abgefahren als mit der Düngung ersetzt wurde. Obwohl nur beim Getreide und beim Raps negative Phosphorsalden auftreten und durch den Anbau von Zuckerrüben, Kartoffeln und Mais erhebliche Phosphorüberhänge auf diesen Anbauflächen verbleiben, ergibt sich aufgrund des Anbauumfanges von Getreide und Raps in der Gesamtauswertung für die erfassten Fruchtarten ein negatives Flächensaldo, wie der Abbildung 4 zu entnehmen ist. Dieser seit Jahren zu beobachtende Trend, dass die gedüngten Phosphormengen nicht den Nährstoffentzug, der mit der Ernte abgefahren wird, decken können, hat sich auch in den Jahren 27 und 28 fortgesetzt. Dadurch werden beim Phosphor zunehmend die Bodenvorräte aufgezehrt (siehe Auswertung Bodennährstoffgehalte), was aus der Sicht der Gewässerbelastung durchaus positiv zu werten ist, sich aber für eine nachhaltige Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit mittel- und langfristig negativ auswirkt. kg/ha P 2 O 5 (ohne Stroh-/Blattabfuhr) R ap s W W W G W R W T Z R S G K art M ais Mittel Abbildung 3: Phosphorsalden ausgewählter Fruchtarten in den Jahren 21 bis 28 kg/ha P 2 O 5 (ohne Stroh-/Blattabfuhr) Abbildung 4: Phosphorsalden Ackerland der Jahre 21 bis 28 nach Bodenqualität 3

4 Die negativen Phosphorsalden treten in der Mehrzahl der Jahre auf den mittleren und besseren Böden auf. Ursache ist die fehlende Berücksichtigung des Ertragsniveaus entsprechend dem Standort insbesondere beim Raps und Getreide. Dieses führt insbesondere auf den mittleren und besseren Standorten zu einem deutlich höheren negativen Phosphorsaldo. Wie die Auswertungen zur Nährstoffversorgung zeigen, schlägt sich diese Nichtbeachtung des höheren Nährstoffbedarfs auf den mittleren und besseren Böden bei der Düngung in einem stärkeren Rückgang der Bodennährstoffgehalte auf diesen Standorten nieder. Sollte auf diesen Flächen zusätzlich das Stroh abgefahren werden, erhöht sich das Bilanzdefizit zusätzlich. Kalium Kalium ist nach der Auswertung der Nährstoffversorgung der Böden nach wie vor auf den Ackerstandorten des Landes Mecklenburg-Vorpommern der Grundnährstoff, der das mit Abstand beste Nährstoffversorgungsniveau aufweist und z.t. in Bereichen liegt, die einen Luxuskonsum der Kulturen verursachen. In der Abbildung 5 ist die mittlere Kaliumzufuhr (nachfolgende Angaben als K 2 O), bestehend aus mineralischer und organischer Düngung, für die Fruchtarten Raps, Wintergetreide, Sommergerste, Zuckerrüben, Kartoffeln und Silomais dargestellt. In Mittel der Jahre 21 bis 28 bewegt sich die Kaliumdüngung dabei zwischen ca. 5 kg/ha K 2 O zu Getreide und ca. 22 kg/ha K 2 O zu Silomais. Ebenso wie beim Phosphor ist auch beim Kalium zu erkennen, das zu den anspruchsvolleren Fruchtarten Raps ca. 114 kg/ha K 2 O, Zuckerrüben 175 kg/ha K 2 O, Kartoffeln 212 kg/ha K 2 O und Mais 221 kg/ha K 2 O die höheren Kaliummengen gedüngt wurden, während zum Getreide im Mittel nur ca. 5 kg/ha K 2 O zum Einsatz kamen. Anders als beim Phosphor, hier ergibt sich bezüglich der Höhe des Einsatzes folgende Reihenfolge Getreide < Raps < Kartoffeln < Zuckerrüben < Mais, kann für die Höhe der Kaliumdüngung folgende Reihenfolge Getreide < Raps < Zuckerrüben < Kartoffeln < Mais festgestellt werden. Damit ist der Mais wie beim Phosphor die Fruchtart mit dem höchsten Kaliumeinsatz. Ähnlich wie beim Phosphor wurde dem Mais bei einem mittleren Kaliumbedarf von 14 bis 16 kg/ha K 2 O mit einer Kaliumgabe von ca. 22 kg/ha K 2 O im Mittel der Jahre 21 bis 28 eine um ca. 6 bis 8 kg/ha K 2 O über dem Bedarf liegende Kaliummenge verabreicht. Als Ursache sind wie beim Phosphor die zum Mais ausgebrachten hohen Mengen an organischem Kalium von ca. 19 kg/ha K 2 O zu sehen. Im Interesse eines effizienten Grunddüngereinsatzes und der damit verbundenen Reduzierung der Stickstoffdüngung muss der Umgang mit den Wirtschaftsdüngern beim Mais von den Vieh haltenden bzw. Gärrest einsetzenden Betrieben zur Erreichung einer besseren Nachhaltigkeit überdacht werden. kg/ha K 2 O Raps WW WG WR WT ZR SG Kart Mais Mittel Abbildung 5: Kaliumeinsatz zu ausgewählten Fruchtarten in den Jahren 21 bis 28 Bei den Getreidearten ist festzustellen, dass zum Winterweizen im Mittel der ausgewerteten Jahre mit 44 kg/ha K 2 O im Vergleich zu den anderen Getreidearten (55 bis 64 kg/ha K 2 O) die niedrigste Kaliummenge eingesetzt wurde. Dieses hängt mit der Stellung des Weizens in der Fruchtfolge zusammen. So wird der Winterweizen in der Regel nach Raps, der trotz seines negativen Kaliumsaldos von - 4 kg/ha K 2 O im Stroh ca. 8 bis 1 kg/ha K 2 O auf dem Feld zurücklässt, und nach Hackfrüchten, die ein positives Kaliumsaldo von 3 bis 7 kg/ha K 2 O hinterlassen, angebaut und kann dadurch diese indirekte Kaliumbereitstellung aus den Vorfrüchten nutzen. Bei den anderen Getreidearten, die vielfach nicht nach derartigen Kalium hinterlassenden Vorfrüchten angebaut werden, sind deshalb höhere Kaliumgaben erforderlich, die auch durch die Praxis entsprechend der Auswertung realisiert wurden. Beim Phosphor ist dieses Düngungsverhalten in dem Umfang nicht zu erkennen, obwohl hinsichtlich der Phosphorbereitstellung gleiches wie beim Kalium zutrifft. 4

5 Die Auswertung der einzelnen Jahre hinsichtlich des Kaliumeinsatzes in der Abbildung 6 zeigt für den Zeitraum 23 bis 27 einen unter dem der Jahre 21, 22 und 28 liegenden Kaliumeinsatz. Mit 72 kg/ha K 2 O wurde im Jahr die geringste Kaliummenge der letzten 8 Jahre ausgebracht. Für den Auswertungszeitraum 21 bis 28 lässt sich aber für die ausgewerteten Fruchtarten kein eindeutiger Trend bei der Entwicklung der Höhe der jährlich verabreichten Kaliummengen feststellen. Es gilt das beim Phosphor angeführte, dass das jährliche Ertragsniveau bei der Ausbringung nicht berücksichtigt werden kann, sondern von dem gleichen mittleren Ertragsniveau der Standorte ausgegangen wird, so dass jährlich in etwa die gleiche Kaliummenge zu den Fruchtarten ausgebracht wird. Lediglich beim Raps und der Zuckerrübe kann ein leichter Trend zu Reduzierung der Kaliumdüngung festgestellt werden, der offenbar im Zusammenhang mit dem bei diesen beiden Kulturen auftretenden hohen Kaliumbilanzüberhang steht. Hinsichtlich der Kaliumdüngung in Abhängigkeit von den Standortverhältnissen und damit dem Ertragspotential gilt das zum Phosphor festgestellte gleichermaßen. Wie beim Phosphor wird weder beim Raps noch beim Wintergetreide nach den Standortverhältnissen differenziert. Lediglich bei den Zuckerrüben ist festzustellen, dass auf den besseren ertragsstärkeren Standorten höhere Kaliummengen ausgebracht werden. kg/ha K 2 O Abbildung 6: Kaliumeinsatz Ackerland in den Jahren 21 bis 28 nach Bodenqualität Aus den mittleren Kaliumzufuhren und den -entzügen entsprechend dem jährlichen Ertragsniveau ergeben sich dann die in Abbildung 7 dargestellten Kaliumbilanzsalden. Wie aus dieser Abbildung zu erkennen ist, werden im Gegensatz zum Phosphor bei allen ausgewerteten Fruchtarten im Mittel der Jahre 21 bis 28 positive Kaliumbilanzsalden ermittelt, die teilweise recht beachtlich sind. Insbesondere beim Raps verbleiben aufgrund der zum Bedarf relativ geringen Abfuhr mit den Ernteprodukten (3 bis 4 kg/ha K 2 O) mit ca. 75 kg/ha K 2 O im Mittel der ausgewerteten Jahre hohe Mengen an Kalium auf den Schlägen zurück, die insbesondere dem nachgebauten Weizen zu Gute kommen. Ebenfalls große Kaliummengen verbleiben im Mittel der Jahre nach den Zuckerrüben und dem Mais zurück, während die Kaliumüberhänge nach den Kartoffeln niedrig sind und teilweise unter den Kaliumnachlässen von Getreide liegen, wenn hier das Stroh auf dem Feld verbleibt. Die in einzelnen Jahren zu erkennenden negativen Bilanzsalden sind nicht auf eine reduzierte Kaliumdüngung, sondern auf sehr hohe Erträge in diesen Jahren zurückzuführen, die insbesondere bei den Kartoffeln sehr schnell hohe Kaliumabfuhren und damit negative Salden bewirken. Wie beim Phosphor sind die Kaliumbilanzüberhänge in den einzelnen Jahren (Abbildung 8) sehr stark vom Ertragsniveau und damit dem Nährstoffentzug abhängig, da wie bereits festgestellt, auch beim Kaliumeinsatz in den einzelnen Jahren keine größeren Unterschiede auftreten. Ähnlich den Phosphorbilanzsalden wird auch beim Kaliumüberhang in der Gesamtauswertung für die Jahre deutlich, dass der Standortfaktor für die Höhe der Bilanzüberhänge beim Kalium von entscheidender Bedeutung ist. Auch beim Kalium treten auf den leichteren Böden die höheren Nährstoffbilanzüberhänge auf, die im Vergleich zum Phosphor noch deutlicher ausgeprägt sind. Da auf den leichteren Böden im Mittel der Jahre neben den geringeren Kaliumabfuhren auch höhere Mengen an Kalium eingesetzt werden, erklären sich die deutlicheren Überhänge in der Kombination beider Ausgangsfaktoren. 5

6 Ein eindeutiger Zusammenhang der Nährstoffbilanzüberhänge zur Bodenqualität ist lediglich beim Raps nicht zu erkennen. Beim Getreide treten dagegen die höheren Bilanzüberhänge auf den leichteren Böden auf. Da der Kaliumeinsatz beim Getreide nicht nach Bodenqualität differenziert wird, ist die Zunahme der Überhänge mit der Abnahme der Bodenqualität auf das niedrigere Ertragsniveau auf den leichteren Standorten zurückzuführen. Die bei der Zuckerrübe zu beobachtenden höheren Kaliumüberhänge auf den besseren Böden werden durch die höhere Kaliumdüngung bei nicht adäquat steigenden Erträgen verursacht. kg/ha K 2 O (ohne Stroh-/Blattabfuhr) Raps WW WG WR WT ZR SG Kart Mais Mittel Abbildung 7: Kaliumsalden ausgewählter Fruchtarten in den Jahren 21 bis 28 kg/ha K 2 O (ohne Stroh-/Blattabfuhr) Abbildung 8: Kaliumsalden Ackerland der Jahre 21 bis 28 nach Bodenqualität Fachinformation: DüV-BL-92 Stand: Bearbeiter: Dr. Kape, MSc. agr. Nawotke Zuständige Stelle für landwirtschaftliches Tel.: Fax: Fachrecht und Beratung (LFB) Mail: lfb@lms-beratung.de LMS Landwirtschaftsberatung Internet: // Graf-Lippe-Straße 1, 1859 Rostock Landwirtschaftliches Fachrecht & Beratung 6