Düngung im Sinne einer nachhaltigen Landwirtschaft - Grundlage für hohe Erträge oder Ursache für Umweltbelastung

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1 IV. Deutsch-Polnischer Bauerntag Pasewalk, 21. Oktober 2009 Düngung im Sinne einer nachhaltigen Landwirtschaft - Grundlage für hohe Erträge oder Ursache für Umweltbelastung Dr. Eckhard Lehmann, Institut für Acker und Pflanzenbau

2 dt/ha Ertragsentwicklung Entwicklung der Getreide- und Rapserträge in Mecklenburg-Vorpommern Winterweizen 60 Wintergerste Winterroggen Winterraps /56* * WW + WG ab 1956, WR + WRa ab 1954 Quelle: Statistisches Amt MV IV. Deutsch-Polnischer Bauerntag Pasewalk, 21. Oktober 2009 Dr. E. Lehmann 2

3 Ertragspotential Natürliche Bodenfruchtbarkeit Summe der physikalischen, mineralischen, chemischen und biologischen Eigenschaften Landwirt Fruchtfolge, Sorten, Bodenbearbeitung, Düngung, Pflanzenschutz Standortspezifisches Ertragspotential Natürliches Schaderregerauftreten Klima und Witterung Temperaturen, Niederschläge, Niederschlagsverteilung 3

4 Schwerpunkte Düngung Zufuhr von Pflanzennährstoffen ( mineralisch und organisch) zum Ausgleich der Entzüge, Verluste und zur Verbesserung der Nährstoffversorgung genutzter Böden Düngung ist fast eben so alt wie die Landwirtschaft selbst Düngemittelgesetz Gute fachliche Praxis Düngung ist nach Art, Menge und Zeit auf den Bedarf der Pflanzen und des Bodens auszurichten Nährstoffbedarf der Pflanzen ergibt sich nach Ertragsfähigkeit, Standortund Anbaubedingungen sowie Qualitätsanforderungen IV. Deutsch-Polnischer Bauerntag Pasewalk, 21. Oktober 2009 Dr. E. Lehmann 4

5 Schwerpunkte EU-Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) seit 2000 in Kraft Ordnungsrahmen für Schutz der Binnenoberflächen- Übergangs- und Küstengewässer und des Grundwassers Vermeidung von Verschlechterung, Schutz und Verbesserung der aquatischen Ökosysteme Nachhaltige Wassernutzung Reduzierung und schrittweise Einstellung von Einleitungen, Emissionen und Verlust von prioritären Stoffen Reduzierung und Verhinderung einer Grundwasserverschmutzung Minderung der Auswirkungen von Überschwemmung oder Dürre IV. Deutsch-Polnischer Bauerntag Pasewalk, 21. Oktober 2009 Dr. E. Lehmann 5

6 Grunddüngung Grunddüngung 6

7 Grunddüngung Kurzdefinition der P/K-Gehaltsklassen VDLUFA 1997, 1999 Gehaltsklasse A sehr niedrig B niedrig C anzustreben D hoch E sehr hoch Beschreibung Düngewirkung auf den Ertrag P hoher Mehrertrag K sehr hoher Mehrertrag P mittlerer Mehrertrag K hoher Mehrertrag P geringer Mehrertrag K mittlerer Mehrertrag geringer Mehrertrag meist nur bei Blattfrüchten Düngeniveau (im Vergleich zu C) stark erhöht erhöht Erhaltungsdüngung * vermindert Düngeempfehlung Wirkung auf den Gehalt im Boden steigt deutlich steigt bleibt gleich nimmt ab keine keine Düngung nimmt deutlich ab * bei P nach Abfuhr; bei K nach Abfuhr und Zuschlag für Auswaschung 7

8 Grunddüngung Richtwerte für die Gehaltsklasse C Ackerland (LUFA Rostock) Böden ph-wert Humus < 4 % K 2 O mg/100g Boden Mg mg/100g Boden P 2 O 5 mg/100g Boden leichte 0-5 % Ton 5,4 5, % Ton 5,8 6, mittlere % Ton 6,1 6, schwere % Ton 6,3 7, > 25 % Ton 6,4 7,

9 Grunddüngung Häufigkeit (%) 50 Versorgungszustand der Ackerböden in MV Datengrundlage Bodenproben der LUFA Rostock 2008 (Kape 2009) Gehaltsklasse E D C B A ph-wert Phosphor Kalium Magnesium 9

10 Grunddüngung Statischer Dauerversuch zur P/K-Düngung Fruchtarten : Wi.-Gerste Wi.-Raps Wi.-Weizen Kartoffeln Sorten: Theresa Express Ritmo Likaria Düngungsvarianten: Grundvarianten: - ohne P/K (Standard) - P/K-Düngeempfehlung der LUFA Rostock - P/K-Herbstdüngung, 100 % des Entzuges - P/K-Frühjahrsdüngung, 100 % des Entzuges - P/K-Frühjahrsdüngung, 50 % des Entzuges 6 weitere Varianten mit Kombinationen der 2 Stufen zum Termin und zur Düngermenge 10

11 mg/100 g Boden mg/100 g Boden mg/100 g Boden Grunddüngung Veränderung der Nährstoffgehalte im Boden Richtwerte für Gehaltsklasse C: P 2 O 5 =13-18; K 2 O=9-13 mg/100 g Boden 20 Düngung nach LUFA-Empfehlung P 2 O 5 y = -18,53 + 0,02x ohne P/K-Düngung P 2 O 5 y = 928,08-0,46x K 2 O y = -289,75 + 0,15x K 2 O y = 993,39-0,49x Düngung nach Abfuhr 50 % F P 2 O 5 y = 505,19-0,24x 8 6 K 2 O y = 230,31-0,11x Quelle: Dr. Boelcke,

12 Grunddüngung Erträge der Fruchtarten bei differenzierter Grunddüngung Ertrag relativ (%) 150 Kartoffeln Gesamtertrag % 120 Winterraps Rotation 2. Rotation 3. Rotation ohne P/K P/K Herbst, Empf. LUFA Rostock P/K Herbst, 100 % Abfuhr P/K Frühj., 100 % Abfuhr P/K Frühj., 50 % Abfuhr Rotation 2. Rotation 3.Rotation* ohne P/K P/K Herbst, Empf. LUFA Rostock P/K Herbst, 100 % Abfuhr P/K Frühj., 100 % Abfuhr P/K Frühj., 50 % Abfuhr * Mittelwert ohne 2007 % Wintergerste % Winterweizen Rotation 2. Rotation 3.Rotation Rotation 2. Rotation 3. Rotation ohne P/K P/K Herbst, Empf. LUFA Rostock P/K Frühj., 100 % Abfuhr P/K Herbst, 100 % Abfuhr P/K Frühj., 50 % Abfuhr ohne P/K P/K Herbst, Empf. LUFA Rostock P/K Frühj., 100 % Abfuhr P/K Herbst, 100 % Abfuhr P/K Frühj., 50 % Abfuhr Quelle: Dr. Boelcke, 2008, bearbeitet 12

13 Grunddüngung Empfehlungen 1. P/K-Gehaltsklasse C anstreben Das ist insbesondere dann wichtig, - wenn andere Intensivierungsfaktoren optimal ausgeschöpft werden sollen, - wenn Trockenstress im Frühjahr zunimmt 2. Das Niveau der P/K-Düngung konsequent an der geplanten Abfuhr durch das Erntegut orientieren Problem dabei ist die Bestimmung der Abfuhr. Die Tabellenwerte aus der DüV sind nur Richtwerte und könne im Einzelfall erheblich abweichen. 13

14 Grunddüngung 3. P/K-Bodenuntersuchungen in 3-4jährigem Rhythmus - P-Untersuchungen werden lt. DüV 6jährig gefordert. Bei den P-Gehaltsklassen B, A und unterer Bereich von C ist das nicht ausreichend - Probenahmetiefe 30 cm bei reduzierter Bodenbearbeitung einhalten (Nährstoffschichtung) 4. Notwendige Zuschläge für den Erhalt des bodentypischen Optimums (Gehaltsklasse C) in der Fruchtfolge wirksam platzieren 14

15 Grunddüngung Forschungsansätze in der LFA 1. Weiterführung des Dauerversuches zur P/K-Düngung - Entwicklung der Bodengehalte und Einfluss auf die Erträge der 4 Fruchtarten, - Möglichkeiten der Aufdüngung unterversorgter Böden 2. Vergleich und Bewertung weiterer Ansätze zur Grundnährstoffdüngung Methode nach Kinsey Albrech-Modell = Analyse und Empfehlung: Nährstoffverhältnis in pflanzenverfügbarer Form bezüglich Anionen, Kationen und Mikronährstoffe auf ausgewogene Pflanzenernährung ausrichten Methode AKRA Düngesystem Ökologische Bodenbewertung und ausgewogene harmonische Nährstoffversorgung der Pflanzen, Lösung von Nährstofffixierungen im Boden 15

16 Stickstoffdüngung 16

17 Quelle: Dr. Boelcke,

18 N-Produktionsfunktionen dienen der Feststellung der regional optimalen N-Düngermenge (Ergebnisse der LFA) N-Menge für Ertragsmaximum kg N/ha N-Menge für Ertragsoptimum Die optimale N-Düngermenge ist variabel und hängt ab vom: Ertragspotential des Standortes Jahreseinfluss Erzeugerpreis Stickstoffpreis Quelle: Dr. Boelcke, 2008 E-Weizen B-Weizen Wi.-Gerste Wi.-Roggen Wi.-Raps kg N/ha bei Ertragsniveau (dt/ha)

19 Quelle: Incona Newsletter 10 / Februar

20 N-Menge für Ertragsoptimum B-Weizen Weizen-Preis /dt N-Preis, Cent/kg Quelle: Dr. Boelcke,

21 Stickstoff-Bedarfs-Analyse (SBA) 21

22 Stickstoff-Bedarfs-Analyse (SBA) Arbeitsschritte im Berechnungssystem N-Menge für Ertragsoptimum. /. pflanzenverfügbare N-Menge in der Bodenschicht 0-60cm Berechnung der unter Beachtung des Nmin-Gehaltes (NO 3- - und NH 4+ -Stickstoff), der Lagerungsdichte, der Durchwurzelungstiefe, des Steingehaltes. /. N-Nachlieferung Abschätzung aus Ernterückständen und organischer Düngung = Ableitung der Düngeempfehlung 22

23 Stickstoff-Bedarfs-Analyse (SBA) Die Düngeempfehlung nach dem SBA-System ist ein Versuch, den annähernden N-Düngebedarf der Pflanzenbestände im Frühjahr zu bestimmen. Sie erfüllt die Forderungen der Düngeverordnung. Eine Optimierung der gesamten N-Düngung ist nur mit weiteren Methoden möglich z.b.: - Nitratschnelltest, Pflanzenanalyse - YARA-N-Tester, YARA-N-Sensor - verschiedene Programme zur Düngeempfehlung - Erfahrungen des Landwirts, Beraters 23

24 Neue Ansätze 24

25 Depotdüngung Prinzip der Düngetechniken Oberflächen-Depots Schleppröhrchen, Schleppschuhe, Schleppschläuche, grobtropfige Düsen Kulturen Wintergetreide, Winterraps, Ackergras, Grünland Sommergetreide, Zuckerrüben, Kartoffel Termine in wachsende Bestände ab Vegetationsbeginn bei der Aussaat/Pflanzung* Injektions- Depots Punktinjektion mit Injektionsrad Linieninjektion mit Scharen Wintergetreide, Winterraps, Ackergras, Grünland Zuckerrüben, Mais, Kartoffel in wachsende Bestände ab Vegetationsbeginn bei der Aussaat/Pflanzung* Quelle: Dr. Boelcke, 2008 * Schleppschuhe oder Schleppröhrchen 25

26 Neue Ansätze Ammonium-Verteilung im Depot Wurzelwachstum zum Depot Quelle: Dr. Boelcke,

27 Depotdüngung Im Getreideanbau wird mit der einmaligen N-Flüssigdüngung insbesondere in niederschlagsarmen Gebieten in MV der Ertrag gesteigert. Die oberflächige Ausbringung und die Injektion hatten die gleiche Ertragswirkung. Für die Qualitätsweizenerzeugung muss zusätzlich eine Spätdüngung erfolgen Im Rapsanbau ist die oberflächige NTS-Applikation der Injektionsdüngung überlegen. Im Vergleich zur geteilten Festdüngung brachte sie höhere Ölgehalte bei gleichem Ertragsniveau. Bei Silomais wurden durch die Injektionsdüngung mit NTS zu EC 14 im 3-jährigen Versuchsmittel Mehrerträge von 3 % in Vipperow (AZ 30) und 13 % in Gülzow (AZ 40-45) erzielt. Zur Bemessung der Stickstoffmenge wird die Nutzung der N-Düngeempfehlung nach SBA (LUFA) in Kombination mit der Erfahrung des Landwirtes empfohlen. Die Flüssigdüngung ermöglicht höchste Verteilgenauigkeit und die exakte Einhaltung der Feldgrenzen. 27

28 N-Düngung nach Biomasse (N-Aufnahme) bei Raps Nmin - Sollwertverfahren N-Sollwert für Winterraps: 200 kg N/ha Ertragserwartung <35 dt/ha/>45 dt/ha: -30/+30 abzüglich N min -Gehalt zu Vegetationsbeginn (0-60 cm): Beispiel: N-Düngung bei Ertragserwartung 40 dt/ha: Stickstoffbedarfsanalyse (SBA) z. B. 35 kg Nmin/ha 165 kg N/ha Grundlagen: N-Sollwert, Nmin-Gehalt, pflanzenverfügbare Stickstoffmenge im Boden, Bestandesentwicklung, Vorfrucht, organische Düngung u. a. Probleme: N-Aufnahme des Rapsbestandes nur unzureichend erfasst Nmin-Werte im Frühjahr variieren meist nur gering gezielte teilflächenspezifische Düngung Quelle: Dr. Schulz,

29 N-Düngung nach Biomasse (N-Aufnahme) bei Raps Annahme eines mittleren Bestandes mit N-Aufnahme von 50 kg N/ha im Herbst ortsübliche Düngung N-Mengen über 50 kg N/ha zu 70 % anrechnen Beispiel: 80 kg N/ha Aufnahme im Herbst, 200 kg N/ha ortsübliche Düngermenge Düngeempfehlung 200 ((80-50)*0,7) = 179 kg N/ha Quelle: Dr. Schulz,

30 Karte N-Aufnahme und Streukarte für 2. N-Gabe Versuch Ziesendorf 2008, Sorte NK Nemax 30

31 Modellgestützte Düngeempfehlung - Beispiel MINERVA 31

32 Modellgestützte Düngeempfehlung - Beispiel MINERVA 32

33 Modellgestützte Düngeempfehlung - Beispiel MINERVA Parzellen- und Betriebsversuche in Mecklenburg Vorpommern MINERVA-Projekt Ausblick Bartelshagen I Kassow * Groß Lüsewitz Neetzow Köchelstorf Versuchsstation Gülzow Versuchsstation Tützpatz Friedland Versuchsstation Vipperow V 33

34 Modellgestützte Düngeempfehlung - Beispiel MINERVA Fazit aus Untersuchungen: Ergebnisse sehr zufrieden stellend in M-V Düngeeinsparungen bis zu 50 kg N/ha/a ohne nennenswerte Ertragseinbußen möglich Nmin-Beprobungen im Frühjahr können reduziert werden, da der Nmin- Gehalt im Boden vom Modell gut vorhergesagt wird Nitratschnelltest oder andere Methoden zur Feststellung des N-Status der Pflanze ab 2. N-Gabe zu Wintergetreide (außer Qualitätsweizen) werden durch Modell ersetzt 34

35 Modellgestützte Düngeempfehlung - Beispiel MINERVA praktische Anwendbarkeit von MINERVA zwei Anwendungsbereiche: Düngeberatung zur Ableitung von schlagspezifischer Düngeempfehlung zur Entscheidung über Bewirtschaftungssysteme in Einzelbetrieben Umsetzung der EU-WRRL für gebietsbezogene Bewirtschaftungsanalysen 35

36 Zusammenfassung Quelle: Hennings, LUNG MV,

37 Zusammenfassung Grunddüngung Unterlassene Düngung mit Grundnährstoffen führt zur Verarmung des Bodenvorrats und zu Ertragsminderungen. Die Düngung ist am Ersatz der mit dem Erntegut abgefahrenen Nährstoffe zu orientieren. Bodenuntersuchungen in 3-4jährigem Rhythmus bleiben für eine qualifizierte Beurteilung unerlässlich. Neue Beratungsmodelle werden auf ihre Eignung geprüft. 37

38 Zusammenfassung Stickstoffdüngung Die Reduzierung der Stickstoffeinträge in die Umwelt ist vorrangigstes Ziel bei der Umsetzung der EU WRRL. Wegen der großen Vielfalt der Einflüsse auf die Stickstoffdynamik im Boden und bei der Wirkung auf das Pflanzenwachstum wird ständig nach neuen Ansätzen für die Optimierung der Düngung gesucht. Die Stickstoff-Bedarfs-Analyse ist eine anerkannte Methode zur Bestimmung des Düngebedarfs. Neue Methoden müssen bestehende Defizite bei der Düngeempfehlung ausgleichen. 38

39 Ich danke für Ihre Aufmerksamkeit!