Düngewirkung von Gärprodukten

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1 Düngewirkung von Gärprodukten Dr. W. Zorn, H. Schröter Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft Jena Ref. Acker- und Pflanzenbau Biogas - Fachtagung Thüringen 2 / 2015; Stadtroda Problemstellung Starker Anstieg der Biogaserzeugung Größerer Anfall von Gärprodukten Starker Anstieg der Mineraldüngerpreise Effizienter und umweltverträglicher Einsatz der Gärprodukte Ziel der Untersuchungen: - Wirkung der Gärprodukte auf Ertrag, Mineraldüngeräquivalent und Boden; - Sachgerechte Verwertung der Gärreste; 1

2 Gesamt-N-Gehalt, Ammonium-N-Anteil und ph-wert der Biogassubstrate vor und nach der Vergärung (Mittel von 57 Biogasanlagen) Vor Vergärung Nach Vergärung N t % 0,48 0,42 NH 4 -N % von N t ph 6,71 7,90 Quelle: G. Reinhold Maßnahmen zur Minimierung der Ammoniakemissionen! Kalkung vor der Gärrestausbringung! Zusammensetzung der verwendeten Gärprodukte - 1 (Mittelwerte) Parameter () Feldversuch Bad Salzungen (Speiser.) Ri- Gülle () (Nawaro, Stm) Mikroparzellenversuch Jena Feldversuch Dornburg S-Gülle TS % 10,5 6,5 3,6 10,1 5,8 12,0 2,8 N t % 0,40 0,38 0,50 0,42 0,30 0,79 0,45 NH 4 -N 0,21 0,26 0,42 0,21 0,19 0,51 0,40 NH 4 -N % N t ph-wert 6,6 7,6 7,9 6,8 7,6 7,7 7,9 C org % d.tm 4,68 2,78 1,33 4,71 2,19 3,84 1,11 ots % d.tm Die Vergärung reduziert den Gehalt an org. TS (Glühverlust)! 2

3 Zusammensetzung der verwendeten Gärprodukte - 2 (Mittelwerte) Parameter () Feldversuch Bad Salzungen (Speiser.) Ri- Gülle () (Nawaro, Stm) Mikroparzellenversuch Jena Feldversuch Dornburg S-Gülle N t % 0,40 0,38 0,50 0,42 0,30 0,79 0,45 NH 4 -N 0,21 0,26 0,42 0,21 0,19 0,51 0,40 P % 0,08 0,09 0,07 0,08 0,06 0,12 0,04 K % 0,27 0,27 0,18 0,33 0,29 0,60 0,29 mit 30 m 3 Gülle bzw. Gärrest werden folgende P- und K-Mengen ausgebracht: P kg /ha K kg/ha Bei Gärrestdüngung auch den P- und K-Bedarf berücksichtigen! Feldversuche zur Ermittlung von Ertragswirkung und N-MDÄ von Gärprodukten (Dornburg, Bad Salzungen) Dornburg Lößparabraunerde Lö1c auf Muschelkalkverwitterung stark toniger Schluff Az m ü. NN 8,3 C 584 mm Niederschlag Mineral. N-Düngung als KAS (0/50/75/100% des N-Bedarfs) Org. N-Düng.: 100% N-Bedarf (+ 0 / 25 / 50 % als KAS) 1 Rindergülle, 3 Gärprodukte Bad Salzungen Braunerde V4a aus Buntsandsteinverwitterung lehmiger Sand Az m ü. NN 7,7 C 566 mm Niederschlag Mineral. N-Düngung als KAS (0/60/100/140% des N-Bedarfs) Org. N-Düng.: 100% N-Bedarf (+ 0 / 40 % als KAS) 1 Rindergülle, 2 Gärprodukte Fruchtfolge: 2009: Silomais 2010: Winterweizen 2011: Wintergerste 2012 : Dornburg: Winterraps, Bad Salzungen: Weidelgras 2013: Winterweizen 2014: Dornburg: Winterroggen Bad Salzungen: Wintertriticale 3

4 Beispiel: Mineralische bzw. organische N-Düngung zu Winterweizen (N-Bedarf nach SBA: 150 kg N/ha) Dornburg % m 3 / ha 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% Varianten: ohne miner. N-Düngung + 37,5 kg N/ha als KAS + 75 kg N/ha als KAS 150 kg N/ha, KAS Norg NH4-N 0% Min. N, 100% RG unverg. RG vergoren GP-Nawaro GP-SG Gülleausbringung in den Feldversuchen ab

5 Mikroparzellenversuch (Parzellengröße: 0,5 m 2 ) Jena-Zwätzen 4 Böden: Löß, Gneis, Muschelkalk, Buntsandstein Fruchtfolge 2007 Silomais 2010: Fu-Roggen/Silomais 2008: Fu-Roggen/Silomais 2011: Winterweizen 2009: Winterweizen 2012: Sommerfuttergerste Beispiel: Kornertrag von Winterweizen in Abhängigkeit von der organischen und mineralischen Düngung (Dornburg, 2010) Organische Düngung (brutto): 100% des N-Bedarfs ohne OD Gärprodukt Gärprodukt (Nawaro) Gärprodukt (S-Gülle, Nawaro) dt/ha min. N-Düngung (% des N-Bedarfs) 5

6 Beispiel: Saatertrag von Winterraps in Abhängigkeit von der organischen und mineralischen Düngung (Dornburg, 2012) ohne OD Organische Düngung (brutto): 100% des N-Bedarfs Gärrest () Gärrest (Nawaro) Gärrest (S-Gülle, Nawaro) 55 dt/ha min. N-Düngung (% des N-Bedarfs) Kornertrag Wintergerste in Abhängigkeit von org. und min. N-Düngung (Bad Salzungen, 2011) dt/ha ohne OD Gärprodukt SPR min. N-Düngung (% des N-Bedarfs) Gärprodukt 6

7 Gärreste-Versuch in VST Bad Salzungen, Wintergerste 2011 (extremes Trockenjahr) Berechnung des N-Mineraldüngeräquivalentes (N-MDÄ) der organischen Dünger Mehrertrag durch organische Dünger *100 N-MDÄ (%) = Mehrertrag durch mineralischen N-Dünger 7

8 N-Mineraldüngeräquivalent (N-MDÄ) von Gülle und Gärrest im Kleinparzellenversuch ( , 8 Versuchsernten, Mittel von 4 Böden) Prüfglied NH 4 -N-Anteil an Gesamt-N % N-MDÄ % miner. N Rindergülle Gärrest () Gärrest (Nawaro) Gärrest (S-Gülle) Gärrest (Nawaro) + PIADIN 1) Gärrest (S-Gülle) + PIADIN 1) ) N-Fracht über PIADIN von 1,8 kg N/ha bei der Betrachtung vernachlässigt Jährliche und mittlere N-MDÄ (in %) im Vergleich zum NH 4 -N-Anteil an Gesamt-N (N t ) Bad Salzungen Prüfglied NH 4 -N % von N t Silomais 2009 Wi- Wi- Weizen Gerste Weidelgras 2012 Wi- Weizen 2013 Wi- Roggen 2014 Mittel ohne 2011 Gärprodukt (Sp-Rest) Gärprodukt () Dornburg Prüfglied NH 4 -N % von N t Silomais 2009 Wi- Weizen 2010 Wi- Wi-Raps Gerste Wi- Weizen 2013 Wi- Roggen 2014 Mittel Gärprodukt () Gärprodukt (Nawaro) (Schw.-Gülle)

9 Mittleres N-MDÄ von Gülle und Gärrest in Abhängigkeit vom NH 4 -N-Anteil am Gesamt-N-Gehalt (Dornburg, Bad Salzungen, ) N-MDÄ % Dornburg Bad Salzungen NH 4 -N-Anteil an Gesamt % Änderung des Corg-Gehaltes im Boden in Abhängigkeit von der C-Fracht (Kastenparzellenversuch Jena-Zwätzen nach 5 Jahren Laufzeit, Mittel von 4 Böden) 0,20 0,15 0,10 BGG SG m. PIADIN v ergoren BGG Nawaro m./o. PIADIN RG roh % C org 0,05 0,00-0,05 min. N-Düngung -0,10 ohne OD, N 0,1 % C org. in 0 20 cm Tiefe = 2600 kg C/ha -0, kg C/ha in 5a anbauspezifische Änderung des Humusvorrates: (nach VDLUFA) kg Humus-C/ha (untere Werte) kg Humus-C/ha (obere Werte) 9

10 Änderung des C org -Gehaltes durch differenzierte Düngung (Mikroparzellenversuch Jena-Zwätzen, Mittel von 4 Böden) 0,2 0,15 0,1 Änderung C org % 0,05 0-0,05 C-Bedarf zur Erhöhung des Corg-Gehaltes um 0,1% in t/ha 7,7 4,3 4,5 2,8 Kontrolle ohne N KAS Gärrest () Gärrest (Nawaro) Gärrest (S-Gülle) -0,1-0,15-0,2 Gärrestdüngung infolge Bodenerosion? Erosionsereignis auf einem Maisschlag (Foto: Hirte, 2012) Die TLL ist in die Thüringen die zuständige Behörde für die landwirtschaftliche Beratung nach 17 BBodSchG In den letzten Jahren häufig Erosionsereignisse in Thüringen! Ursachen: Zusammentreffen von erhöhter Erosionsgefährdung des Feldstücks und Starkniederschlägen Kein Zusammenhang zwischen Gärrestdüngung und Bodenerosion! 10

11 Fazit Gärprodukte aus der Biogaserzeugung sind wertvolle Düngemittel und können entsprechend dem betrieblichen Nährstoffbedarf gut verwertet werden. Hohe Variabilität der Gärrestzusammensetzung zwischen verschiedenen Biogasanlagen; N-MDÄ der Gärreste korreliert mit dem Ammoniumgehalt (Analysen!). Bei verlustarmer Ausbringung ist der Ammonium-N zu 90% bis 100% pflanzenverfügbar; Kopfdüngung zu Futteraufwüchsen geringer! Phosphor und Kalium beachten! Die geprüften Gärprodukte verursachen keine Bodenversauerung! Trockenjahr 2011: bessere N-Wirkung TS-ärmerer Gärreste (schnelleres Eindringen dünnflüssigerer Produkte). Keine Hinweise auf Verringerung des Humusgehaltes im Boden durch die Biogaserzeugung (organische Substanz von Gärresten ist offensichtlich abbaustabiler im Vergleich zu unvergorener Gülle) Wichtigster Gesichtspunkt für Praktiker: verlustarme Ausbringung der Gärreste. Ausblick Novelle der Düngeverordnung - Verabschiedung Ende 2015/Anfang 2016? - Begrenzung Gärprodukteinsatz im Herbst - Einbeziehen pflanzlicher Gärprodukte in 170 kg N/ha-Regelung (eventuelle Erhöhung = Biogasdegoration ) - Mehr Frühjahrsausbringung in wachsende Bestände (Technik, Lagerung) - Erweiterte Pflichten bei Düngebedarfsermittlung und Aufzeichnungen - Bewertung N- und P-Salden Beachten Sie die Melde- und Mitteilungspflichten gemäß Verbringens- Verordnung für Wirtschaftsdünger! Fachinformation unter: 11

12 Einladung ab 13 Uhr: Vorstellung der Feldversuche (u. a. Gärproduktversuch) Programm liegt am Einlass aus! 12