Düngewirkung von en Dr. W. Zorn, H. Schröter Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft Jena Ref. Acker- und Pflanzenbau
Problemstellung - e Starker Anstieg der Biogaserzeugung Größerer Anfall von en / Gärprodukten Starker Anstieg der Mineraldüngerpreise Effizienter und umweltverträglicher Einsatz der e Ziel der Untersuchungen: Wirkung der e/gärprodukten aus der Biogaserzeugung auf Ertrag, Mineraldüngeräquivalent und Boden; Sachgerechte Verwertung der e;
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 41 73 ph 6,71 7,90 Quelle: G. Reinhold Maßnahmen zur Minimierung der Ammoniakemissionen Kalkung vor der ausbringung!
Zusammensetzung der verwendeten e - 1 (Mittelwerte) Parameter Ri-Gülle (Ri-Gülle) (Speiser.) Feldversuch Ri- Gülle (Ri-Gülle) (Nawaro, Stm) Mikroparzellenversuch Jena S-Gülle Bad Salzungen Feldversuch Dornburg 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 52 68 85 50 63 65 89 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 81 63 55 84 71 73 60 Die Vergärung reduziert den Gehalt an org. TS (Glühverlust)!
Zusammensetzung der verwendeten e - 2 (Mittelwerte) Parameter Ri-Gülle (Ri-Gülle) (Speiser.) Feldversuch Ri- Gülle (Ri-Gülle) (Nawaro, Stm) Mikroparzellenversuch Jena S-Gülle Bad Salzungen Feldversuch Dornburg 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. werden folgende P- und K-Mengen ausgebracht: P kg /ha 24 27 21 24 18 36 12 K kg/ha 81 81 54 99 87 180 87 Bei düngung auch den P- und K-Bedarf berücksichtigen!
Feldversuche zur Ermittlung von Ertragswirkung und N-MDÄ von en (Dornburg, Bad Salzungen) Dornburg Lößparabraunerde Lö1c auf Muschelkalkverwitterung stark toniger Schluff Az 70 260 m ü. NN 8,3 C 584 mm Niederschlag Bad Salzungen Braunerde V4a aus Buntsandsteinverwitterung lehmiger Sand Az 32 280 m ü. NN 7,7 C 566 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 e insgesamt 16 Prüfglieder 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 e insgesamt 10 Prüfglieder Fruchtfolge: 2009 Silomais 2010 Winterweizen 2011 Wintergerste 2012 : Dornburg: Winterraps, Bad Salzungen: Weidelgras
Beispiel: Mineralische bzw. organische N-Düngung zu Winterweizen (N-Bedarf nach SBA: 150 kg N/ha) Dornburg 2010 28 58 18 33 m 3 / ha 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 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
Gülleausbringung in den Feldversuchen ab 2009
versuch in Dornburg, Wintergerste 2011
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
Gülle- und düngung im Mikroparzellenversuch Jena-Zwätzen, 16.03.2009 Ri-Gülle Ri-Gülle BBG-Nawaro S-Gülle roh vergoren vergoren vergoren 10% TS 5,8% TS 12% TS 2,8% TS
Bemessung der Düngung im Mikroparzellenversuch PG Bezeichnung Bemessung der Düngung 1 ohne N ohne N 2 KAS 3 Rindergülle 4 (Rindergülle) 5 (Nawaro + Stm.) 6 (Schweinegülle) 7 (Nawaro + Stm.) + PIADIN 8 (Schweinegülle) + PIADIN einheitliche N-Düngung (Bezugsbasis: Gesamt-N, ohne Anzug von Verlusten) Höhe nach Beratungsempfehlung Stickstoff-Bedarfs-Analyse der TLL ausbringung: (Gießkanne) Getreide: Zeitpunkt der 1. N-Gabe (Wi-Weizen: 2 Gaben) Silomais: vor Saat (Einarbeitung)
Beispiel: Kornertrag von Winterweizen in Abhängigkeit von der organischen und mineralischen Düngung (Dornburg, 2010) Organische Düngung (brutto): 100% des N-Bedarfs ohne OD Ri-Gülle (Ri-Gülle) (Nawaro) (S-Gülle, Nawaro) 120 100 80 dt/ha 60 40 20 0 0 50 75 100 0 25 50 0 25 50 0 25 50 0 25 50 min. N-Düngung (% des N-Bedarfs)
Beispiel: Saatertrag von Winterraps in Abhängigkeit von der organischen und mineralischen Düngung (Dornburg, 2012) ohne OD Organische Düngung (brutto): 100% des N-Bedarfs Ri-Gülle (Ri-Gülle) (Nawaro) (S-Gülle, Nawaro) 55 dt/ha 50 45 40 35 30 25 20 0 100 150 200 0 50 100 0 50 100 0 50 100 0 50 100 min. N-Düngung (% des N-Bedarfs)
Kornertrag Wintergerste in Abhängigkeit von org. und min. N-Düngung (Bad Salzungen, 2011) 45 ohne OD SPR Ri-Gülle Ri-Gülle 40 35 30 dt/ha 25 20 15 10 5 0 0 60 100 140 0 40 0 40 0 40 min. N-Düngung (% des N-Bedarfs)
e-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
N-Mineraldüngeräquivalent (N-MDÄ) von Gülle und im Kleinparzellenversuch (2007 2012, 8 Versuchsernten, Mittel von 4 Böden) Prüfglied NH 4 -N-Anteil an Gesamt-N % N-MDÄ % miner. N - 100 Rindergülle 50 57 (Ri-Gülle) 63 72 (Nawaro) 65 60 (S-Gülle) 89 92 (Nawaro) + PIADIN 1) 65 63 (S-Gülle) + PIADIN 1) 89 98 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 Bad Salzungen Prüfglied NH 4 -N- Anteil an Gesamt-N % Silomais 2009 Winterweizen 2010 Wintergerste 2011 Weidelgras 2012 Mittel (Speiserest) 85 116 98 153 80 98 Ri-Gülle 52 72 60 98 54 62 (Ri-Gülle) 68 107 65 115 58 77 Dornburg Prüfglied NH 4 -N- Silomais Anteil an 2009 Gesamt-N % Winterweizen 2010 Wintergerste 2011 Winterraps 2012 Mittel Ri-Gülle 50 29 44 37 60 42 (Rindergülle) 63 61 77 51 73 66 (Nawaro)) 65 74 70 40 66 62 (Schweinegülle) 89 72 101 73 91 84
Mittleres N-MDÄ von Gülle und in Abhängigkeit vom NH 4 -N-Anteil am Gesamt-N-Gehalt (Dornburg, Bad Salzungen, 2009 2014) N-MDÄ % 120 100 80 60 40 20 0 Dornburg Bad Salzungen 40 60 80 100 NH 4 -N-Anteil an Gesamt %
Fazit e 1 e aus der Biogaserzeugung können entsprechend dem betrieblichen Nährstoffbedarf gut im Ackerbau verwertet werden. Hohe Variabilität der zusammensetzung zwischen verschiedenen Biogasanlagen. N-MDÄ der e korreliert mit dem Ammoniumgehalt (Analysen!). Trockenjahr 2011: bessere N-Wirkung TS-ärmerer e (schnelleres Eindringen dünnflüssigerer Produkte). Keine Hinweise auf Verringerung des Humusgehaltes im Boden durch die Biogaserzeugung (organische Substanz von en ist offensichtlich abbaustabiler im Vergleich zu unvergorener Gülle)
Fazit - e 2 Die langjährige Anwendung von en im Ackerbau hat in unseren bisherigen Untersuchungen bisher zu keiner Verschlechterung der Bodenfruchtbarkeit wie zur Versauerung oder Verschlämmung geführt. In Thüringen waren Erosionsfälle nicht auf den Einsatz von en zurückzuführen. Bei Beachtung der guten fachlichen Praxis (z. B. N-, P- und K-Düngebedarf der Kulturen) ergeben sich keine nachteilige Wirkung (Warum sollen die mineralischen Bestandteile der e schlechter sein die der Gülle?) Wichtigster Gesichtspunkt für Praktiker: verlustarme Ausbringung der e Weitere Untersuchungen geplant: z. B. Aggregatstabilität
Einfluß des NH 4 -N-Anteils auf N-MDÄ