Anforderungen an eine teilschlagspezifische N-Düngung unter besonderer Berücksichtigung einer umweltorientierten Nährstoffversorgung auf trockenen Standorten

11/2007 – 11/2010

Die langfristig für das mitteldeutsche Ackergebiet prognostizierten höheren Temperaturen und die Umverteilung der Niederschläge aus der Vegetationszeit in den Winter stellen neue Anforderungen an den Pflanzenbau. Die Ausnutzung des standörtlichen Ertragspotentials erfordert unter diesen Bedingungen besondere ökologische Sensibilität, zumal auf heterogenen Ackerschlägen selbst ausgeglichene N-Bilanzen die Tatsache überdecken, dass im Bereich hoher Erträge diese Salden häufig negativ ausfallen und im Niedrigertragsbereich deutliche Stickstoffüberhänge verbleiben. Daraus resultieren punktuelle Belastungen. Aufgrund des geringen Wasserspeichervermögens sind dies auch Bereiche, in denen vorwiegend Sickerwasser mit erhöhter Nitratkonzentration anfällt. Dieser Umstand erschwert die Erfüllung der Zielstellung der EU-Wasserrahmenrichtlinie. Vor allem in den Trockengebieten mit geringer Sickerwasserbildung werden infolge der verminderten Verdünnung hohe Nitratgehalte im oberflächennahen Grundwasser beobachtet. Besonders betroffen ist der Winterrapsanbau mit seinen oft beachtlichen N-Bilanzüberschüssen. Schwerpunkte der Untersuchungen waren:

• Quantifizierung der N-Aufnahmen im Herbst und Frühjahr sowie  Prüfung der Auswirkungen unterschiedlicher Vorwinterentwicklung  auf den N-Bedarf im Frühjahr.
• Erprobung der biomasseabhängigen Düngebedarfempfehlung zu  Raps.
• Prüfung verschiedener Verfahren einer sensorgestützten teilschlagbezogenen N-Düngung auf trockenen Standorten zur Verringerung des Stickstoffverlustpotentials.
  

In Verbindung mit einer auf den jahresspezifischen Bedarf angepassten Düngung können auf heterogenen Ackerschlägen durch teilschlagbezogene Stickstoffdüngung zu Raps N-Verluste wirksam reduziert werden. Besonderen Einfluss auf den Düngebedarf im Frühjahr hat die Herbstentwicklung, die stark von den jeweiligen Standort- und Jahresbedingungen bedingt wird. Durch Einbeziehung der bereits im Rapsbestand vorhandenen N-Mengen lässt sich der Düngebedarf genauer abschätzen.

Dabei hat sich gezeigt, dass auf den verschiedenen sächsischen Standorten zwischen den aufgenommenen N-Mengen und dem optimalen N-Düngeraufwand beachtliche Unterschiede auftraten. Auf dem leichten, diluvialen Standort sowie auf dem flachgründigen Verwitterungsstandort bestand eine enge Beziehung zwischen der vor dem Winter im Bestand ermittelten N-Menge und dem optimalem
N-Aufwand im Frühjahr. Wesentlich lockerer war die Beziehung auf den tiefgründigen Löss-Böden. Auf Grund der beachtlichen Unterschiede zwischen den Standorten werden mit der Einführung der biomasseabhängigen Düngebedarfsermittlung zu Winterraps im sächsischen Beratungsprogramm BEFU auch die bewährten standortabhängigen N-Sollwerte weiter genutzt. Ihnen liegt eine normale Vorwinterentwicklung mit einer N-Aufnahme von 45 bis 80 kg/ha in der oberirdischen Biomasse zugrunde. Finden sich N-Mengen im Pflanzenbestand, die unter oder über diesen normalen Beträgen liegen, erfolgt eine Korrektur der N-Düngermenge um diese Werte.

Zur Erfassung der gebildeten Biomasse und ihrer Einbeziehung in die Düngebedarfsermittlung sind die Frischmassebestimmung oder andere einfache visuelle Verfahren (Rapsschieber) nur bei einheitlichen Pflanzenbeständen geeignet. Auf großen, heterogenen Schlägen kann jedoch das Stickstoffangebot im Herbst erheblich variieren. Ursachen sind sowohl das unterschiedliche Ertragsvermögen und die damit einhergegangene Ausnutzung des Düngerstickstoffs sowie das ungleiche N-Nachlieferungs- und Speichervermögen der heterogenen Teilflächen.

Untersucht wurden die Möglichkeiten einer sensorgestützten
N-Düngung differenzierter Bestände, wobei die Bodenunterschiede und die damit häufig verbundenen unterschiedlichen Ertragserwartungen Berücksichtigung fanden. Von besonderer Bedeutung ist dies für die trockeneren Lagen, die z. B. in weiten Teilen von Mitteldeutschland mit < 550 mm Niederschlag im Jahr auskommen müssen. Hier entscheiden oft die Wasserreserven des Bodens über die Ertragshöhe und es finden sich bei ausgeprägter Bodenheterogenität relativ stabile Ertragsbereiche. In ihnen sind unterschiedliche Stickstoffoptima anzutreffen. Je größer die Ertragsdifferenzierung zwischen den Teilflächen ist, umso weniger gelingt es die bedarfsgerechte
N-Versorgung mit einer einheitlichen Funktion, wie sie im Yara-N-Sensor zum jeweiligen Entwicklungsstadium verfügbar ist, abzusichern. Durch die Hinterlegung von Karten, die diese Unterschiede berücksichtigen, lässt sich die Höhe der auszubringenden N-Menge auf das Ertragsniveau der Teilflächen besser anpassen.

Für die Erstellung der Offsetkarten lassen sich vorhandene Bodenkarten, Ertragskarten der zurückliegenden Jahre oder relativ kostengünstige Messungen der Leitfähigkeit nutzen. Auf den trockenen Standorten mit stabiler Ertragszonierung erwies sich eine präzise Ertragserfassung mit sorgfältiger, kleinräumiger Aufarbeitung als besonders geeignet für die Erstellung von Offsetkarten. Die Anzahl der zu bildenden Klassen hängt vor allem von der Ertragsdifferenzierung bzw. der Heterogenität der Ackerfläche ab. Das gilt auch für die Höhe der Zu- bzw. Abschläge von der zu verabreichenden Stickstoffmenge. Die Ertragsunterschiede zwischen der konstanten, einheitlichen sowie der variablen Stickstoffausbringung waren nicht immer signifikant. Hinsichtlich der N-Bilanzsalden schnitt der Sensoreinsatz mit hinterlegter Offsetkarte zumeist am günstigsten ab. Im Vergleich zur konstanten Ausbringung und zum alleinigen Sensoreinsatz konnten damit besonders im Niedrigertragsbereich die N-Überschüsse ohne Ertragseinbußen eingeschränkt werden.