Die Zukunft der Düngung
Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung Das richtige Maß entscheidet über den Erfolg Effizienz mit neuer Düngeverordnung Möglichkeiten zur Effizienzsteigerung Die Zukunft der Düngung ein Ausblick Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 2
Was bedeutet Effizienz Aufnahmeeffizienz = N-Aufnahme/N-Angebot N-Aufnahme der gesamten Pflanze während des Vegetationsverlaufs. N-Nutzungseffizienz = N im Korn/N-Angebot Ernteindex beschreibt wie viel des aufgenommenen Stickstoffs die Pflanze in Ernteprodukte einlagern kann. Daraus kann die kulturartspezifische N-Bilanz errechnet werden. Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 3
Ertrag Das richtige Maß entscheidet über den Erfolg Zusammenhang zwischen N-Düngung und Ertragsbildung Ökonomisch optimaler Ertrag Biologisch möglicher Höchstertrag wirtschaftlicher Ertragsanstieg Unwirtschaftlicher und umweltbelastender Ertragsanstieg N-Düngung Quelle: Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 4
Steigerung der Stickstoffeffizienz Mehr Effizienz: Moderne Technik, Pflanzenschutz Pflanzenzüchtung Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit Vorangetrieben durch: Politische und gesellschaftliche Forderungen Veränderte Umweltbedingungen Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 5
Für Aufklärung sorgen Verbraucherumfrage: Sollte die Verwendung von Dihydrogenmonoxid in der EU verboten oder reglementiert werden? Ergebnis: ca. 75% waren dafür und nur ca. 10% dagegen. Dihydrogenmonoxid: klingt aber auch viel gefährlicher als Wasser BfR Expertentreff Gefahrstoffe 2011 Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 6
Lebensmittel im Imagewandel Spiegel 2015: http://www.spiegel.de/wirtschaft/ruegenwalder-muehle-verkauft-vegetarische-wurst-a-1023898.html Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 7
Bewusstsein schaffen Süddeutsche Zeitung 06.10.2017 B.Z. 19.11.2017 Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 8
Düngung = Welternährung Quelle: Erismann et al.; Nature Geoscience 2008, in IVA-Broschüre wichtige Zahlen 2014-15 Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 9
Effizient mit neuer Düngeverordnung Konkretisierung der Düngebedarfsermittlung Verlängerung Sperrfristen einschließlich Festmist Verbindliche Vorgaben zur Inanspruchnahme von Beratung Vorgaben zur Lagerdauer von Wirtschaftsdüngern Übertragung von Länderbefugnissen in kritischen Regionen Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 10
Düngebedarfsermittlung Stickstoff und Phosphat Stickstoff Nachweis über N min oder Richtwerte Einheitliches, verbindliches Sollwertsystem mit ertragsabhängigen N-Obergrenzen Zu- und Abschlagssystem mit verbindlichen Vorgaben Anpassung des Düngebedarfs nur bei nachträglich eintretenden Umständen Phosphat P-Düngung auf Schlägen über 20 mg P 2 O 5 je 100 g Boden nur bis Höhe der P-Abfuhr Bodenprobe alle 6 Jahre P 2 O 5 Ermittlung und Düngung im Rahmen der Fruchtfolge möglich max. 3 Jahre Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 11
Düngebedarfsermittlung Faktoren für die Düngebedarfsermittlung anzuwendende Tabelle/Vorschrift 1. Kultur 4 Absatz 1 und 2, Tabelle 2 oder 4 2. Stickstoffbedarfswert in kg N/ha 4 Absatz 1 und 2, Tabelle 2 oder 4 3. Ertragsniveau laut Tabelle mit Stickstoffbedarfswerten in dt/ha 4 Absatz 1 und 2, Tabelle 2 oder 4 4. Ertragsniveau grundsätzlich im Durchschnitt der letzten drei Jahre in dt/ha 4 Absatz 1 und 2, Tabelle 3 oder 5 5. Ertragsdifferenz in dt/ha aus 4 Absatz 1 und 2, Tab. 3, Zeilen 3 und 4 Zu- und Abschläge in kg N/ha für 6. im Boden verfügbare Stickstoffmenge (N min ) 4 Absatz 1 Satz 2 Nummer 3 und Absatz 4 7. Ertragsdifferenz Zeile 5, Tabelle 3 oder 5 8. Stickstoffnachlieferung aus dem Bodenvorrat 4 Absatz 1 und 2, Tabelle 6 9. Stickstoffnachlieferung aus der organischen Düngung der Vorjahre 4 Absatz 1 Satz 2 Nummer 5 10. Vorfrucht bzw. Vorkultur (Ackerbau/Gemüse) 4 Absatz 1 und 2, Tabelle 7 oder 3 11. Zuschlag bei Abdeckung mit Folie oder Vlies zur Ernteverfrühung 4 Absatz 1 Satz 2 Nummer 2 Stickstoffdüngebedarf während der Vegetation in kg N/ha Summe der Werte der Zeilen 2, 6, 7, 8, 9, 10 und 11 12. Zuschläge auf Grund nachträglich eintretender Umstände, insbesondere Bestandsentwicklung oder Witterungsereignisse 3 Absatz 3 Satz 2 Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 12
Zu- und Abschläge nach Kulturen Kultur Ertragsniveau in dt/ha N-Bedarfswert in kg/ha Zu-/Abschlag Winterraps 40 200 (5 dt) 10/15 Winterweizen A,B 80 230 (10 dt) 10/15 Winterweizen C 80 210 (10 dt) 10/15 Winterweizen E 80 260 (10 dt) 10/15 Wintergerste 70 180 (10 dt) 10/15 Sommergerste 50 140 (10 dt) 10/15 Körnermais 90 200 (10 dt) 10/15 Silomais 450 200 (50 dt) 10/15 Zuckerrübe 650 170 (100 dt) 10/15 Kartoffel 400 180 (50 dt) 10/10 Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 13
Düngebedarfsermittlung Winterraps N-Bedarfswert = N-Sollwert (kg/ha N) 200 Korrekturen 1. Ertragsdurchschnitt letzte 3 Jahre = 45 dt/ha +10 2. Nmin-Gehalt (kg/ha): 25 kg/ha N -25 3. Standort (Bodenart, Humusgehalt >< 4,0 %) 0 4. Organische Düngung 30 m³ Mastschweinegülle (3,5 %N): 105 kg/ha N - 10 % -10,5 5. Vor- und Zwischenfrucht Zwischenfrucht: keine 0 N-Düngebedarf 174,5 Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 14
Düngung nach Bedarfswerten Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 15
Sperrfrist Grünland Aussaat bis 15. Mai GL, DGL, Feldfutterbau Sperrfrist 01.11. 31.01. Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 16
Sperrfrist Ackerland Sperrfrist Ernte 31.01. Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 17
Sperrfrist Ackerland Aussaat Sperrfrist Getreide- Ernte 15.09. Winterraps 01.10. Wintergerste 31.01. max. 30 kg NH 4 bzw. 60 kg Gesamt-N Festmist, Komposte Sperrfrist 15.12. 15.01. Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 18
N-Bedarf nach Getreide in Süddeutschland Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 19
N-Bedarf nach Getreide in Norddeutschland Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 20
N-Bedarf nach Getreide in Ostdeutschland Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 21
Herbstdüngung organisch Wirtschaftsdünger N-Gesamt in kg/m 3 NH 4 -N in kg/m 3 60 kg/ha Gesamt-N Obergrenze 30 kg/ha NH 4 -N Obergrenze Rindergülle 8 % TS 3,8 1,9 15 m 3 15 m 3 Schweinegülle 8 % TS 7,5 4,9 8 m 3 6 m 3 Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 22
Anpassung der Düngestrategie Optimale N-Ernährung nicht gewährleistet Strohrotte v.a. bei red. Bodenbearbeitung und höherem N-Bedarf durch verringerte Vegetationsruhe Geringere Wurzel- und Vorwinterentwicklung Frühzeitige N-Gaben weit vor N-Bedarf der Kulturen Gefahr von N-Verlusten und erhöhter Krankheitsdruck durch Überwachsen Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 23
Einsatz moderner Applikationstechnik Abstand zu oberirdischen Gewässern 4 m, bei Exaktstreuern mit Grenzstreueinrichtung 1 m 5 m Mindestabstand bei Hangneigung von > 10 % Vorteile Flüssigdüngung nutzen Variationskoeffizient nur 3,4 % Vermeidung von Unter- und Überdüngung Arbeitsbreite = Streubreite = 1 m Abstand Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 24
Einarbeitungspflicht Harnstoff Düngeverordnung 6 (2): Harnstoff als Düngemittel darf ab dem 01. Februar 2020 nur noch aufgebracht werden, soweit ihm ein Ureasehemmstoff zugegeben ist oder unverzüglich jedoch spätestens innerhalb von vier Stunden nach der Aufbringung eingearbeitet wird. Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 25
Möglichkeiten zur Effizienzsteigerung Wie hemmt 2-NPT die Urease? Die Wirkungsdauer des 2-NPT wird mit 1 bis 2 Wochen angegeben. Wovon hängt die Wirkungsdauer ab? Wie lange dauert es beim Einsatz von 2-NPT bis im Boden die Harnstoffhydrolyse beginnt? Welche Auswirkungen gibt es in Bezug auf eine Harnstoffverlagerung? Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 26
N-Stabilisierung und N-Verfügbarkeit Die Kombination von Urease- und Nitrifikationsinhibitor im neuen Produkt ALZON neo-n reduziert N-Verluste massiv und nachhaltig! kaum Ammoniak weniger Lachgas / N 2 weniger Auswaschung erhöht die räumliche und zeitliche N-Verfügbarkeit!??? Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 27
N-Stabilisierung und N-Verfügbarkeit Der Dünger fällt. sehr trocken Auflösung der HS-Granalie lokal an der Bodenoberfläche. Granalie nach Ausbringung ausreichend feucht Optimale Verteilung des hochlöslichen HS-N im Boden. Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 28
NH 3 -Freisetzung [mg Dünger-N] N-Stabilisierung und N-Verfügbarkeit sehr trocken Auflösung der HS-Granalie lokal an der Bodenoberfläche. 12 10 8 6 NH 3 -N-Verlust; Boden Cunnersdorf (Ammoniakverflüchtigungstest) Harnstoff Harnstoff + UI/NI 4 2 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Tage nach Versuchsbeginn [d] Der Ureaseinhibitor (UI) kann die Harnstoff- Hydrolyse um bis zu 2 Wochen verzögern Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 29
N-Stabilisierung und N-Verfügbarkeit Der Dünger fällt. sehr trocken Auflösung der HS-Granalie lokal an der Bodenoberfläche. Granalie nach Ausbringung ausreichend feucht Optimale Verteilung des hochlöslichen HS-N im Boden. Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 30
NH + 4 -Konzentration [mg N / 100 g Boden] N-Stabilisierung und N-Verfügbarkeit 12 10 8 6 4 2 0 NH 4+ -Abbau; Boden Cunnersdorf (Bodenmodelltest) Harnstoff Harnstoff + UI/NI 0 5 10 15 20 25 30 Tage nach Versuchsbeginn [d] ausreichend feucht Optimale Verteilung des hochlöslichen HS-N im Boden. Der Nitrifikationsinhibitor (NI) verlangsamt die Nitratbildung um das Drei- bis Vierfache. Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 31
N-Stabilisierung und N-Verfügbarkeit Der Dünger fällt. sehr trocken Auflösung der HS-Granalie lokal an der Bodenoberfläche. Granalie nach Ausbringung ausreichend feucht Optimale Verteilung des hochlöslichen HS-N im Boden. NH 3 -Verlustbedingungen HS-Stabilisierung durch UI starke NH 3 -Minderung hohe N-Effizienz keine NH 3 -Verlustbedingungen schneller HS-Abbau trotz UI schnelle N-Verfügbarkeit hohe N-Effizienz Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 32
N-Stabilisierung und N-Verfügbarkeit Die Kombination von Urease- und Nitrifikationsinhibitor im neuen Produkt ALZON neo-n reduziert N-Verluste massiv und nachhaltig! kaum Ammoniak weniger Lachgas / N 2 weniger Auswaschung erhöht die räumliche und zeitliche N-Verfügbarkeit! optimale Initialverteilung dann NH??? 4+ -Sorption NH 4+ - und NO 3- -Aufnahme = NH 4+ -betonte Pflanzenernährung Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 33
Wirkprinzip Nitrifikationsinhibitor Visualisierung des Boden-pH mit Farbindikator bei unterschiedlicher N-Ernährung 5,3 Universität Stuttgart-Hohenheim, Prof. Römheld 5,6 5,9 6,2 6,5 6,6 6,8 7,0 7,4 8,0 Ammonium-Ernährung Nitrat-Ernährung ph-wert Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 34
Vorteil Ammonium-Ernährung N Form ph-wert Wurzel Rhizosphäre Nährstoffaufnahme [µg/m Wurzellänge] P Fe Mn Zn Cu K Nitrate 6,6 6,6 123 55 8 7 1,4 903 Ammonium 5,7 5,6 342 71 20 13 2 1127 Ammonium + NI 6,6 4,5 586 166 35 19 4,6 1080 Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 35
NH 4+ -betonte Pflanzenernährung Wurzeluntersuchungen am Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle (UFZ) Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 36
NH 4+ -betonte Pflanzenernährung Harnstoff: Tag 7 nach Versuchsbeginn Wurzeluntersuchungen am Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle (UFZ) Tag 7 nach Versuchsbeginn Harnstoff + NI: Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 37
NH 4+ -betonte Pflanzenernährung Harnstoff: Wurzeluntersuchungen am Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle (UFZ) Tag 10 nach Versuchsbeginn Harnstoff + NI: Tag 10 nach Versuchsbeginn Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 38
Forschen für die Praxis Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 39
Relativwerte N-Effizienz (%) ALZON neo-n in Feldversuchen Winterweizen Kornertrag, N-Entzug und N-Effizienz von ALZON neo-n im Vergleich zu HS in Winterweizen (Mittel aus 15 Versuchen 2013 2016) 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 55 39 100 100 102 106,5 dt/ha 64 211 kg N/ha 69 104 ohne N Harnstoff ALZON neo-n - 3 Gaben 2 Gaben 75 73 71 69 67 65 63 61 Kornertrag rel. N-Entzug rel. N-Effizienz (%) t-test; α = 0.05 relativ: Ertrag 2,25 N-Entzug 2,4 Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 40
Relativwerte N-Effizienz (%) HS + UI/NI in Grünland TM-Ertrag und N-Entzug von ALZON neo-n im Vergleich zu HS in Dauergrünland (LWK Niedersachsen Obershagen 2016) 160 140 120 100 80 60 40 20 0 43 34 106 108 100 100 66 108,1 dt/ha 59 204,3 kg N/ha 121 108 ohne N KAS Harnstoff ALZON neo-n 78 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 TM-Ertrag rel. N-Entzug rel. N-Effizienz (%) - 70/60/50/50 70/60/50/50 130/-/100/- VB + 2.+3. Schnitt VB + 2.+3. Schnitt VB + 3. Schnitt t-test; α = 0.05 relativ: Ertrag 6,5 N-Entzug 9,6 Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 41
Bedarfsgerechte Pflanzenernährung Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 42
Bedarfsgerechte Pflanzenernährung Links mit Rechts ohne Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 43
Einfluss von PIADIN auf N-Aufnahme/N-Effizienz Wirkung von Biogasgärrest mit und ohne PIADIN auf N-Aufnahme und N-Effizienz im Silomais (Universität München, LPE Weihenstephan, 2007) Biogasgärrest* N-Aufnahme (kg N/ha) N-Effizienz(%) Ohne Düngung 131,7 - Oberflächlich 166,4 31 Injektion 218,6 78 Injektion + PIADIN 227,3 86 ALZON 46 222,7 82 *TM: 6,95 %, N t : 6 kg/m³, NH 4 -N: 3,1 kg/m³ N-Düngung: 111 kg N/ha (Biogasgärrest NH 4 -N) Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 44
Marktanteil in Prozent Veränderte Märkte 80 70 60 50 40 30 20 10 0 KAS Deutschland [%] KAS Bayern [%] Harnstoff Deutschland [%] Harnstoff Bayern [%] Reisenweber, LfL Bayern, 2017 Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 45
Fazit Verlustminderung durch Nitrifikations- und Ureaseinhibitoren Mehr Sicherheit für hohe Erträge und N-Entzüge unter Wetterextremen Entlastung der N-Bilanz um 5 bis 10 kg N/ha Erfüllung gesellschaftlicher Anforderungen Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 46
Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Wir steigern Effizienz Die Zukunft der Düngung 47