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Getreide



Wie können wir die N-Ausnutzung verbessern?

Im Zuge der anstehenden Novellierung der Düngeverordnung reicht es nicht, nur Dünger einzusparen. Dort wo der Stickstoff bereits scharf kalkuliert ist, muss die Ausnutzung der Nährstoffe aus Dünger und Bodenvorräten verbessert werden, wie Dr. Ute Kropf, FH Kiel, Fachbereich Agrarwirtschaft, erläutert.

Für schnelle Leser/innen (Kurzfassung):

Zunächst müssen grundsätzliche Voraussetzungen für eine gute Pflanzen- und Wurzelentwicklung und Bodenfruchtbarkeit geschaffen werden. Dazu gehören unter anderem:

Sicherstellen einer guten Durchwurzelbarkeit des Bodens bis mind. 1 Meter Tiefe
Vermeiden von Strohmatten u.ä., denn Stroh ist Nährstoffkonkurrent zu den Kulurpflanzen
Einstellen eines für diesen Bodentyp optimalen pH-Wertes
Fördern eine ausgeglichenen Humushaushaltes
Einsatz von struktur- und humusverbessernden Zwischenfrüchten, wo die Wasserverfügbarkeit dies zulässt
Vermeiden von Fuß- und Fruchtfolgekrankheiten, die zu einer verminderten Nährstoffaufnahmefähigkeit führen (z.B. Schwarzbeinigkeit)

Ganz besonderes Augenmerk wirft die Autorin bei ihren Ausführungen zur Düngestrategie auf die Nährstoffe, die zur Verarbeitung des Stickstoffs in der Pflanze nötig sind. Primär sind dies Schwefel und Phosphor aber auch Spurenelemente wie Kupfer und Molybdän spielen eine wichtige Rolle. Die Wechselwirkungen und daraus resultierend die Bedeutung bei der Stickstoffausnutzung werden erläutert.

Auch moderne Technik lkann zur Verbesserung der Stickstoff-Ausnutzung beitragen.

Detailierte Fassung:

nur gesunde Pflanzen mit guten Wurzeln können Nährstoffe optimal nutzen.
nur gesunde Pflanzen mit guten Wurzeln können Nährstoffe optimal nutzen.
Bevor man aber über die Feinheiten einer Düngestrategie nachdenkt, sind folgende Punkte zu beachten:

1. Die notwendige Nährstoffmenge sollte mit realistischen Durchschnittserträgen kalkuliert werden. So verhindert man zu hohe N-Überhänge, wenn ein Jahr nicht gut verläuft. Wenn in einem guten Jahr alles passt, wird der Dünger optimal ausgenutzt und auch aus der organischen Substanz wird mehr nachgeliefert. So erreichen Hochertragsjahre wie 2015 mit optimaler Niederschlagsverteilung und Bodenerwärmung eine sehr hohe Düngereffizienz (Übersicht 1).

2. Wichtigste Voraussetzung für eine gute Nährstoffausnutzung und Wasserversorgung ist eine gute Durchwurzelbarkeit des Bodens bis in 1 m Tiefe. Mit einer tief wurzelnden Folgekultur bleibt der Unterboden länger offen. Störhorizonte können unter trockenen Bedingungen aufgebrochen werden, neue Verdichtungen sind zu vermeiden.

3. Ernterückstände müssen gut verteilt, zerkleinert und eingemischt sein. Strohmatten und dicke Stoppelstücke sind nicht nur Nährstoffkonkurrenten, sondern beenden sofort jeden weiteren Tiefgang der heranwachsenden Wurzel.

4. Ein falsch eingestellter pH-Wert verschlechtert die Verfügbarkeit der Nährstoffe. In tonigen Böden leiden auch Krümelstruktur und Bearbeitbarkeit. Ausgefeilte Düngestrategien greifen nur, wenn der pH-Wert zu Bodenart und Humusgehalt passt. Insbesondere auf verschießenden Böden und bei Teilflächenbeprobung bzw. -düngung sollte daher auf eine korrekte Einstufung der Bodenart jeder Teilprobe geachtet werden (Übersicht 2).

5. Organische Substanz verbessert Wasser- und Nährstoffspeicherung, Erwärmung und Nährstoffnachlieferung, Struktur und Durchwurzelbarkeit des Bodens. Bei der Abfuhr von GPS oder Stroh muss ein Ausgleich durch Gärreste, Gülle, Mist oder auf viehlosen Betrieben auch Kompost erfolgen. Es lohnt sich nicht, den Humusgehalt über 3 % bei lehmigen Böden bzw. 3,5 % bei tonigen Böden zu steigern, weil dann die Nachteile wie Nährstofffixierung und Puffigkeit schneller zunehmen als Vorteile generiert werden.

6. Zwischenfrüchte beleben zusätzlich die Aktivität der Mikroorganismen. Sie müssen aber mit mindestens so viel Sorgfalt wie eine Hauptfrucht bestellt und der Fruchtfolge und dem Standort angepasst werden! Zu beachten ist ihr Wasserverbrauch von 50 bis 100 mm/m², die auf herbst- oder wintertrockenen Standorten der Folgefrucht fehlen. Auf nassen Standorten verbessern Zwischenfrüchte den Lufthaushalt und die Befahrbarkeit im Frühjahr.

7. Nur gesunde Wurzeln und Stängel können genug gelöste Nährstoffe aufnehmen. Sortentoleranzen (z. B. Phoma, Verticillium im Raps) werden immer wichtiger. Im Getreide kann einer frühen Infektion durch Fusarium, Rhizoctonia oder Schwarzbeinigkeit durch eine Anpassung der Saatzeit an die Bodentemperatur entgegnet werden. Erst wenn die Tagesdurchschnittstemperatur unter 12 °C fällt, sinkt die Gefahr für Wurzelinfektionen.


Nicht nur auf Stickstoff achten

Stickstoff muss zum Zeitpunkt des Bedarfs im Bodenwasser gelöst und in Wurzelnähe vorliegen. Auch die Nährstoffe, die zur Verarbeitung des Stickstoffs in der Pflanze nötig sind, müssen verfügbar sein. Primär sind dies Schwefel und Phosphor aber auch Spurenelemente wie Kupfer und Molybdän spielen eine Rolle.

Schwefel wird von der Pflanze als negatives SulfatIon mit dem Bodenwasser aufgenommen und unterliegt der gleichen Nährstoffdynamik wie das NitratIon: Regnet es in den wassergesättigten Boden hinein, wird Sulfat ausgewaschen. Bleibt der Boden lange kalt, wird kein Sulfat aus der organischen Substanz nachgeliefert. Pflanzen können dann den Start-Stickstoff nur nutzen, wenn ausreichend Schwefel mitgedüngt wird. Getreide benötigt für 7 kg N/ha und Raps für 5 kg N/ha ein Kilogramm Schwefel je Hektar.

Die letzten drei nassen Winter haben vor allem in Norddeutschland stark an den Nährstoffreserven im Boden gezehrt. Auch Kalium wurde aus der Krume sorptionsschwacher Standorte verlagert; ein Kali-Dauerversuch zeigt deutlich die Abhängigkeit der Stickstoffverwertung von der Versorgung mit Kalium und Schwefel (Übersicht 1).

Spurenelemente sind für die Verarbeitung des Nitrats zu Aminosäuren wichtig und verbessern die N-Verwertung. Kupfer wird in humosen Böden fixiert und steht der Pflanze dann auch bei guten Bodengehalten nicht ausreichend zur Verfügung. Manganmangel tritt bei höheren pH-Werten und nicht ausreichend rückverfestigten oder trockenen Böden auf. Molybdän wird unter pH 6 knapp, sodass bei molybdänbedürftigen Kulturen wie Raps eine Blattdüngung erforderlich ist. Magnesium sollte generell bei schlechter Bodenversorgung, bei Nässe oder niedrigem pH gedüngt werden.


Düngerstrategie flexibel gestalten, Qualitätsdüngung früher bringen

Stark schwankende Witterung und die Begrenzung des Ausbringungszeitraumes erfordern künftig mehr Flexibilität in der Düngung. Ein früher Vegetationsbeginn und kalte, an Nährstoffen verarmte Böden erforderten zum Beispiel im Frühjahr 2016 eine schnelle Stickstoff- und Schwefelverfügbarkeit der Startgabe. In diesen Fällen war KAS oder ASS für die Startgabe sinnvoller als Harnstoff. Bei 2 bis 5 °C Bodentemperatur benötigt Harnstoff rund sechs Wochen bis die Hälfte des Stickstoffs in Nitrat umgewandelt ist, bei 10 °C sind es mindestens zwei Wochen. Ist der Boden wassergesättigt oder zu sauer, verlangsamt sich die Umsetzung. Die Nitratanteile in KAS und ASS stehen dagegen sofort zur Verfügung, sobald der Dünger im Wurzelraum gelöst vorliegt.

Die Spätgabe zur Absicherung des Proteingehaltes zum Ährenschieben gedüngt, wird oft nur noch zu 10 % genutzt, hat aber dann den besten Effekt auf die Proteinkonzentration. Zur besseren Ausnutzung wird sie künftig bis zum Fahnenblattschieben fallen müssen. Ob dann auch der notwendige Proteingehalt erreicht wird, hängt vom Ertragsniveau ab. Denn je höher das Ertragsniveau, desto stärker ist die Verdünnung des Proteins durch die eingelagerte Stärke (zum Thema s. auch praxisnah 2/2016, S. 2–7).


Neue Techniken verbessern N-Ausnutzung

Die wurzelnahe Ausbringung (UFD, Strip-Till) von Nährstoffen ist auf trockeneren Standorten und zu Reihenkulturen oder Raps interessant. Bei Gülle-Strip-Till steht der flüchtige Ammonium-Anteil den Pflanzen voll zur Verfügung. In stehenden Beständen verbessern Nitrifikationshemmer die Ausnutzung der Gülle. Insgesamt besteht bei der Gülleausbringung aber noch immenser Entwicklungsbedarf, denn noch muss zu viel Wasser (300 l je kg N) transportiert und ausgebracht werden und auch das Hanglagenproblem ist noch nicht gelöst.


Fazit

Nur gesunde Pflanzen in intakten Böden können Nährstoffe optimal nutzen. Bei der Düngungsstrategie sind die Wechselwirkungen zwischen Bodenphysik/-chemie und Nährstoffen einerseits und verschiedenen Nährstoffen im Stoffwechsel der Pflanze andererseits zu berücksichtigen.

Auch die Düngetechnik bietet in den meisten Fällen noch viele Möglichkeiten die Nährstoffausnutzung zu verbessern.



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