Ackerbautagung 26. /27. November in Iden/Bernburg Stickstoff-Effizienz von Mais bei Gülle-Strip-Till Dr. Nadine Tauchnitz Landesanstalt für Landwirtschaft, Forsten und Gartenbau Sachsen-Anhalt gefördert durch Agrar-Genossenschaft "Altmärkische Höhe" eg Lückstedt
Verbesserung der Stickstoff(N)-Effizienz bei der Ausbringung organischer (+mineralischer) Dünger Länderübergreifendes Kooperationsprojekt Praxis-, Parzellen- und Lysimeterversuche Kooperationspartner: Agrar-Genossenschaft Altmärkische Höhe eg Lückstedt Hintergrund 1
Gülle-Strip-Till-Verfahren Streifenbearbeitung Gülle-Injektion (Wurzeldepot) Fotos: J. Bischoff Erosionsschutz und verbesserte Konservierung der Bodenfeuchte geringerer N-Umsatz (Mineralisation) Erhöhung der N-Effizienz des Wirtschaftsdüngers (Einsparung Mineraldünger) Minimierung gasförmiger N-Verluste (NH 3 ) und von Geruchsbelästigungen Reduzierung diffuser Nährstoffausträge (NO 3 ) Hintergrund 2
Untersuchungsstandort (Lückstedt) Lage: Klima: nördliche Altmark (Sachsen-Anhalt), Landkreis Stendal mittlere langjährige Niederschlagsmenge: 541 mm Jahresdurchschnittstemperatur: 8,5 C Boden: Pseudogley-Braunerde aus lehmigem Geschiebedecksand (schwach bis mittel lehmiger Sand) über Geschiebelehm, Bodeneigenschaften mit ausgeprägten Stauhorizonten: potentielle Entwässerungsbedürftigkeit (Dränagen) Methode SEITE 4 3
Versuchsparameter Bodenfeuchteverlauf Bodenphysikalische Parameter/ Wurzelwachstum Potentiell verlagerbarer N im Boden Pflanzenerträge und N-Entzüge N-Austräge über die Pfade Sickerwasser und Dränabfluss Gasförmige N-Verluste (NH 3 und N 2 O) Gesamt-N-Bilanz Ökonomische Bewertung des Verfahrens Methode SEITE 5 4
Versuche Praxis zwei Schläge (Dränmessfeld) Lückstedt Parzellen randomisierte Versuchsanlage Lückstedt Lysimeter Lysimeterstation Falkenberg (UFZ) Methode SEITE 6 5
Parzellenversuch Versuchsvarianten 4 Wiederholungen Varianten Erläuterung Nullvariante ohne Gülle 1 Ganzflächige Gülleausbringung ohne NI 2 Gülle-Strip-Till mit NI 3 Gülle-Strip-Till ohne NI 4 Ganzflächige Gülleausbringung mit NI NI: Nitrifikationsinhibitor (PIADIN 1 ) 1 Wirkstoffe: 1H-1,2,4-Triazol + 3-Mehylpyrazol Methode Fa. SKW Piesteritz GmbH 6
Parzellenversuch - Versuchsanlage 5 m - - Schutzstreifen (keine Gülle) 5 m Bearbeitungsrichtung Vorgewende 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 - - - - - - - - - - 2 2 - - 3 3 - - 4 4 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3 3 - - - - 1 1 - - 4 4 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 2 - - - - 1 1 - - - - - - Vorgewende 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 - - - - - - - - - - 2 2 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4 4 - - 1 1 - - - - 3 3 - - 6 m - - - - - - - - - - - - - - - - 12 m - - 1 1 - - 4 4 - - 3 3 - - 2 2 - - 2 m - - - - - - - - - - - - - - - - 12 m Vorgewende 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 Methode 7
Parzellenversuch - Versuchsdurchführung Versuchsbeginn: 12.3.214 Ausbringung von 3 m³ Rindergülle (2,7 kg t Nt OS) Gülle-Strip-Till Schlitzgerät X-Till (Vogelsang) Düngerablage: 25 cm Bearbeitungstiefe: 25 cm Ganzflächig Scheibenegge Bearbeitungstiefe: 6-8 cm sofortige Einarbeitung Gülle - Selbstfahrer Holmer, 21 m³ Güllefaß, 6 m Arbeitsbreite, 3 l/ha PIADIN - Maisaussaat 17.4.214 (Einzelkornsaat), Nachdüngung mit 7 kg N/ha KAS - Ernte 22.9.214 (Parzellenerntetechnik, Fa. PIONEER) Methode SEITE 9 8
Witterungsverlauf 214 (1.11.-31.1.) NS [mm] 18 16 14 Niederschlag (Versuchszeitraum) Langjähriger Niederschlag (1961-199) Temperatur (Versuchszeitraum) Langjähriges Temperaturmittel (1961-199) NS (Versuchszeitraum): 636 mm NS (langjährig): 542 mm Ø T (Versuchszeitraum): 1,7 C Ø T (langjährig): 8,5 C T [ C] 25 2 12 15 1 8 1 6 5 4 2 Nov 13 Dez 13 Jan 14 Feb 14 Mrz 14 Apr 14 Mai 14 Jun 14 Jul 14 Aug 14 Sep 14 Okt 14-5 Ergebnisse SEITE 1 9
Bodenfeuchte- und -temperaturverlauf (35 cm Tiefe) 25 Bodenfeuchte (35 cm Tiefe) 24 Vol. % 23 22 21 2 2 Bodentemperatur (35 cm Tiefe) 15 C 1 5 Ergebnisse SEITE 11 Mrz. Apr. Mai Jun. Jul. Aug. Sep. Okt. 214 1
Manuelle Bodenfeuchtemessung (3 cm Tiefe) Bodenfeuchte [Vol. %] 25 2 15 1 5 18.3.214 a b c 25 3.4.214 Ergebnisse SEITE 12 Bodenfeuchte [Vol. %] Bodenfeuchte [Vol. %] 2 15 1 5 25 2 15 1 5 b c a 23.4.214 b b a Scheibenegge Strip-Till Strip-Till RZW STR Statistik: Mittelwertvergleich SPSS Vers. 14, Tukey-Test, p<.5, n=37 RZW: Reihenzwischenraum, STR: Streifen 11
Wurzelwachstum Nullvariante Gülle-Strip-Till + NI Ganzflächig + NI - Depots ca. 6 Tage nach Gülleausbringung von Pflanzenwurzeln erreicht - zum Erntetermin keine deutlichen Unterschiede zwischen den Varianten sichtbar NI: Nitrifikationsinhibitor (PIADIN) Ergebnisse SEITE 13 12
Verlauf der Nmin-Gehalte im Boden Nmin ( -9 cm) kg N/ha 45 4 **(=p<,1) Null (ohne Gülle) Ganzflächige Gülleausbringung ohne NI Ganzflächige Gülleausbringung mit NI Strip-Till ohne NI Strip-Till mit NI 35 3 25 ** * 2 15 1 Gülle *(=p<,5) * KAS 5 5.3.214 18.3.214 1.4.214 15.4.214 7.5.214 19.5.214 22.7.214 26.8.214 23.9.214 Ergebnisse SEITE 14 Statistik: Mittelwertvergleich SPSS Vers. 14, Tukey-Test, n=4 13
Vergleich der Nmin-Gehalte im Streifen und Reihenzwischenraum bei Strip-Till-Varianten Nmin ( -9 cm) kg N/ha 35 Strip-Till mit NI -Streifen Strip-Till mit NI-Reihenzwischenraum Strip-Till ohne NI -Streifen Strip-Till ohne NI-Reihenzwischenraum 3 25 2 15 1 5 18.3.214 1.4.214 15.4.214 7.5.214 19.5.214 23.9.214 Ergebnisse SEITE 15 14
Anteil Nitrat am Nmin Anteil Nitrat am Nmin [%] 1 9 8 7 6 5 4 3 2 93 % Null (ohne Gülle) Ganzflächige Gülleausbringung ohne NI Ganzflächige Gülleausbringung mit NI Strip-Till ohne NI Strip-Till mit NI 93 % 92 % 68 % 66 % 47 % 15 % 91 % 82 % 63 % 59 % 94 % 96 % 92 % 85 % 32 % 98 % 96 % 95 % 98 % 87 % 1 6 2 34 56 Tage nach Gülleausbringung Ergebnisse SEITE 16 15
Ernährungszustand der Pflanzen (Komplexe Pflanzenanalyse, 15.7.214) Nährelement Stickstoff (N) Phosphor (P) Kalium (K) Magnesium (Mg) Gehalte in Prozentanteil [%] der Trockenmasse (MW±SD) Varianten Null (ohne Gülle) 3,6 ±,2,29 ±,3 1,59 ±,3,34 ±,1 Ganzflächig ohne NI 3,65 ±,2,3 ±,2 1,73 ±,4,33 ±,1 Ganzflächig mit NI 3,63 ±,2,3 ±,1 2,9 ±,2,27 ±,1 Strip-Till ohne NI 3,53 ±,1,3 ±,1 1,79 ±,1,37 ±,1 Strip-Till mit NI 3,69 ±,2,3 ±,1 1,84 ±,4,36 ±,1 Literatur 1 3,3 4,,22,4 2,5 4,5,16,5 MW: Mittelwert, SD: Standardabweichung 1 Bergmann, W. (1993): Ernährungsstörungen bei Kulturpflanzen. Gustav Fischer Verlag, Jena. Ergebnisse SEITE 17 16
Trockenmasse(TM)-Erträge und Stickstoff-Entzüge (NE) TM [dt/ha] 25 2 (Erntetermin 22.9.214) 15 1 157 148 163 172 181 5 NE [kg/ha] 25 2 15 1 5 194 178 195 29 223 Ergebnisse SEITE 18 Null (ohne Gülle) Ganzflächig ohne NI Ganzflächig mit NI Strip-Till ohne NI Strip-Till mit NI 17
Trockenmasse(TM)-Erträge und Stickstoff-Entzüge (NE) (Zwischenernten) TM [dt/ha] 1. Ernte (22.7.214) 2 15 TM [dt/ha] 2. Ernte (25.8.214) 2 b ab 15 a a ab 1 [%] Ertrag Haupternte b bc 1 5 ac ac a 5 (25) (33) (29) (44) (4) (69) (73) (74) (89) (82) 4 48 47 75 72 18 18 122 153 149 NE [kg/ha] NE [kg/ha] 25 25 a a 2 c 2 a [%] NE Haupternte ac a a ac 15 ac 15 a 1 1 5 (48) (62) (53) (76) (68) 5 (73) (78) (74) (85) (83) 93 19 12 158 151 Null (ohne Gülle) Ganzflächig Ganzflächig ohne NI mit NI Strip-Till ohne NI Strip-Till mit NI 142 142 143 178 186 Null (ohne Gülle) Ganzflächig Ganzflächig ohne NI mit NI Strip-Till ohne NI Strip-Till mit NI Ergebnisse SEITE 19 Statistik: Mittelwertvergleich SPSS Vers. 14, Tukey-Test, p<.5, n=4 18
Zusammenfassung - 3 bis 7 Vol. % höhere Bodenfeuchte (3 cm Tiefe) bei Strip-Till-Varianten im Vergleich zur ganzflächigen flachen Bodenbearbeitung - höchste Nmin-Gehalte bei Strip-Till-Varianten - Anteil auswaschungsgefährdeten Nitrats am Nmin bei stabilisierter Strip-Till-Variante 34 Tage nach Gülleausbringung: 32 % 56 Tage nach Gülleausbringung: 87 % - nach der Ernte höhere Nmin-Gehalte im Reihenzwischenraum im Vergleich zum Streifen Ausschöpfung der Depots - keine signifikanten Unterschiede der Versuchsvarianten hinsichtlich Wurzelwachstum und Ernährungszustand - Tendenziell höhere TM-Erträge und Stickstoff(N)-Entzüge bei Strip-Till-Varianten - bei der 1. Zwischenernte deutlicher Vorteil der Strip-Till-Varianten im Hinblick auf TM-Erträge und N-Entzüge, bis zur Haupternte nehmen Unterschiede zwischen Varianten ab günstige Witterungsbedingungen Vorteil Strip-Till bei ungünstigeren Witterungsbedingungen Zusammenfassung SEITE 2 19
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