Der Standard bei der Düngung reicht heute nicht mehr
Ein effizientes Nährstoffmanagement umfasst deutlich mehr als die Düngung mit Stickstoff, Phosphor und Kali. Heute muss der Boden nachhaltig in seinen Funktionen und der Fruchtbarkeit gestärkt werden.
Der Ackerbau läuft nicht mehr rund. Zunehmende regulatorische Hürden, unsichere Betriebsmittel- und Erzeugerpreise, eine eingeschränkte Kulturartenvielfalt und nicht zuletzt der fortschreitende Klimawandel machen ein „Weiter-wie-bisher“ schwierig. Das gilt auch für das Nährstoffmanagement. Eine möglichst hohe Effizienz der eingesetzten Dünger ist heute wichtiger denn je. Wo schlummern noch ungenutzte Potentiale jenseits der Standarddüngemaßnahmen?
Körnerleguminosen mit eigener Düngerfabrik
Leguminosen haben in ihren Wurzeln eigene kleine Düngerfabriken, in denen sie mithilfe der Knöllchenbakterien Luftstickstoff in pflanzenverfügbaren Stickstoff umwandeln. Die Pflanzen versorgen sich weitgehend selbst mit Stickstoff und hinterlassen außerdem Stickstoff für die Folgekulturen.
Der biotische N-Eintrag in den Boden ist zugleich die bedeutsamste Förderung des Bodenlebens, da auch zahlreiche Bodenorganismen die Wurzelknöllchen als Nährstoffquelle nutzen. Vor allem in Ackerbaubetrieben mit Raps als dominierende Blattfrucht können sie eine wertvolle Ergänzung des Fruchtartenspektrums sein. Dabei hilft der gebundene Luftstickstoff, die Auflagen der Düngeverordnung abzupuffern und CO2-Emissionen bei der Herstellung mineralischer N-Dünger zu verringern.
Mit großen standort- und fruchtartenspezifischen Unterschieden binden Körnerleguminosen pro Jahr etwa 50 bis 400 kg N/ha, die im Optimalfall zu einem N-Saldo von mehr als 50 kg N/ha führen können. Diese Spannbreite unterstreicht auch, dass Leguminose nicht gleich Leguminose ist.
Die N-Hinterlassenschaften und die Wirkung auf die Bodenbiologie unterscheiden sich zum Teil stark. Unter den großkörnigen Leguminosen besitzt die Ackerbohne das höchste Potential zur N-Fixierung, gefolgt von Lupine, Sojabohne und Erbse.
Im N-Saldo steht wiederum die Ackerbohne an erster Stelle, gefolgt von Lupinen und Linsen. Sojabohnen entziehen dem Boden im Durchschnitt mehr Stickstoff, als sie im Saldo der Nachfrucht hinterlassen (Übersicht).
Neben Stickstoff bringen Körnerleguminosen durch ihre Ernterückstände auch etwa 1 t Kohlenstoff pro ha und Jahr in den Boden ein, was rechnerisch den Humusgehalt der Ackerkrume bei einem Ausgangsgehalt von 2 % innerhalb eines Jahres auf ca. 2,04 % steigern kann. Nicht zuletzt sind die Knöllchenbakterien auch dazu befähigt, Phosphat im Boden zu mobilisieren.
Zwischenfrüchte schützen Nährstoffe vor Auswaschung, mobilisieren zusätzliche Nährstoffe aus dem Boden und hinterlassen der Folgefrucht die zuvor in ihrer Biomasse gebundenen Nährstoffe in pflanzenverfügbarer Form.
Im Rahmen des Forschungsprojektes „EffiZwisch“ wurde untersucht, inwieweit Zwischenfrüchte als Reinsaaten oder im Gemenge die Bodengare, den Humusaufbau und die Stickstoffnutzung in intensiven Hackfruchtfolgen beeinflussen. Ein Schwerpunkt lag dabei auf dem Transfer des Reststickstoffs im Herbst durch Zwischenfrüchte in die Folgekultur.
Es zeigte sich, dass Zwischenfrüchte beträchtliche Stickstoffmengen speichern können, von denen 30 bis 45 kg N/ha von der Folgekultur aufgenommen werden. Dennoch gehen 30 bis 45 % des Reststickstoffs der Vorkultur trotz des Zwischenfruchtanbaus verloren.
In einem weiteren groß angelegten Forschungsprojekt („Catchy“) konnte festgestellt werden, dass Mischungen unterschiedlicher Zwischenfrucht-Arten im Vergleich zu Reinsaaten mehr Nährstoffe in der Biomasse anreichern. Bei steigender Artenvielfalt wird der Kohlenstoff- und Stickstoffkreislauf optimiert, und die Mineralisation der Zwischenfruchtstreu verbessert sich.
Für eine erfolgreiche Etablierung eines Zwischenfruchtbestandes sollte die Aussaat so zeitig wie möglich erfolgen, um einen guten Aufwuchs zu garantieren. Je früher die Zwischenfrucht nach der Ernte der Hauptfrucht gesät wird, desto mehr Stickstoff kann beispielsweise über die Vegetationszeit konserviert werden.
Landwirte erkennen Bedeutung von Mikronährstoffen
Die Bedeutung der Mikronährstoffdüngung im Ackerbau hat in den letzten Jahren vielerorts zugenommen. Während auf Standorten mit regelmäßiger organischer Düngung häufig hohe Mikronährstoffgehalte im Boden vorliegen und über die Wirtschaftsdünger zugeführt werden, ist auf Standorten ohne oder mit geringer Tierhaltung bzw. Biogaserzeugung tendenziell eine abnehmende Mikroelementversorgung zu beobachten.
Aktuelle Feldversuche und Pflanzenanalysen belegen außerdem einen erhöhten Zinkbedarf des Getreides. Ein Düngebedarf ergibt sich aus dem kulturartspezifischen Mikronährstoffbedarf, der Versorgung des Bodens, den konkreten Aufnahmebedingungen während der Hauptwachstumsphase sowie der Mikronährstoffzufuhr über Wirtschafts- und Sekundärrohstoffdünger.
Anhaltende Trockenheit kann vor allem die Aufnahme von Bor bei Raps, Rüben und Sonnenblumen sowie Mangan bei Getreide und Rüben auch aus hoch versorgten Böden hemmen.
Bei Winterraps (Bor) und Wintergetreide (Mangan) sind Bonituren im Herbst und bei Bedarf eine Herbstblattdüngung sinnvoll. Für die präzise Ermittlung des Mikronährstoffdüngebedarfes empfiehlt sich insbesondere eine Pflanzenanalyse.
Sonderfall Silizium
Neben den geläufigen Makro- und Mikronährstoffen gibt es auch noch sogenannte „nützliche Elemente“, die unter bestimmten Umständen eine positive Wirkung auf Pflanzenwachstum und -gesundheit haben können. Eines dieser Elemente ist Silizium. Es ist aktuell Gegenstand verschiedener Forschungsaktivitäten.
Untersuchungen des ZALF mit natürlich vorkommendem „amorphen Silikat“ bei Weizen zeigten, dass im Vergleich zur Kontrolle der Ertrag auf den mit Silizium gedüngten Flächen um 80 % erhöht war. Auch die Bindung von Kohlenstoff im Boden sowie die Wasserverfügbarkeit verbesserten sich durch die Düngung deutlich.
Der Pferdefuß: Bisher ist amorphes Silikat nicht als kommerzieller Dünger für die Praxis zugelassen. Bleibt also zu hoffen, dass Forschung und Entwicklung nicht an dieser Stelle stehen bleiben.
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Der Ackerbau läuft nicht mehr rund. Zunehmende regulatorische Hürden, unsichere Betriebsmittel- und Erzeugerpreise, eine eingeschränkte Kulturartenvielfalt und nicht zuletzt der fortschreitende Klimawandel machen ein „Weiter-wie-bisher“ schwierig. Das gilt auch für das Nährstoffmanagement. Eine möglichst hohe Effizienz der eingesetzten Dünger ist heute wichtiger denn je. Wo schlummern noch ungenutzte Potentiale jenseits der Standarddüngemaßnahmen?
Körnerleguminosen mit eigener Düngerfabrik
Leguminosen haben in ihren Wurzeln eigene kleine Düngerfabriken, in denen sie mithilfe der Knöllchenbakterien Luftstickstoff in pflanzenverfügbaren Stickstoff umwandeln. Die Pflanzen versorgen sich weitgehend selbst mit Stickstoff und hinterlassen außerdem Stickstoff für die Folgekulturen.
Der biotische N-Eintrag in den Boden ist zugleich die bedeutsamste Förderung des Bodenlebens, da auch zahlreiche Bodenorganismen die Wurzelknöllchen als Nährstoffquelle nutzen. Vor allem in Ackerbaubetrieben mit Raps als dominierende Blattfrucht können sie eine wertvolle Ergänzung des Fruchtartenspektrums sein. Dabei hilft der gebundene Luftstickstoff, die Auflagen der Düngeverordnung abzupuffern und CO2-Emissionen bei der Herstellung mineralischer N-Dünger zu verringern.
Mit großen standort- und fruchtartenspezifischen Unterschieden binden Körnerleguminosen pro Jahr etwa 50 bis 400 kg N/ha, die im Optimalfall zu einem N-Saldo von mehr als 50 kg N/ha führen können. Diese Spannbreite unterstreicht auch, dass Leguminose nicht gleich Leguminose ist.
Die N-Hinterlassenschaften und die Wirkung auf die Bodenbiologie unterscheiden sich zum Teil stark. Unter den großkörnigen Leguminosen besitzt die Ackerbohne das höchste Potential zur N-Fixierung, gefolgt von Lupine, Sojabohne und Erbse.
Im N-Saldo steht wiederum die Ackerbohne an erster Stelle, gefolgt von Lupinen und Linsen. Sojabohnen entziehen dem Boden im Durchschnitt mehr Stickstoff, als sie im Saldo der Nachfrucht hinterlassen (Übersicht).
Neben Stickstoff bringen Körnerleguminosen durch ihre Ernterückstände auch etwa 1 t Kohlenstoff pro ha und Jahr in den Boden ein, was rechnerisch den Humusgehalt der Ackerkrume bei einem Ausgangsgehalt von 2 % innerhalb eines Jahres auf ca. 2,04 % steigern kann. Nicht zuletzt sind die Knöllchenbakterien auch dazu befähigt, Phosphat im Boden zu mobilisieren.
Zwischenfrüchte schützen Nährstoffe vor Auswaschung, mobilisieren zusätzliche Nährstoffe aus dem Boden und hinterlassen der Folgefrucht die zuvor in ihrer Biomasse gebundenen Nährstoffe in pflanzenverfügbarer Form.
Im Rahmen des Forschungsprojektes „EffiZwisch“ wurde untersucht, inwieweit Zwischenfrüchte als Reinsaaten oder im Gemenge die Bodengare, den Humusaufbau und die Stickstoffnutzung in intensiven Hackfruchtfolgen beeinflussen. Ein Schwerpunkt lag dabei auf dem Transfer des Reststickstoffs im Herbst durch Zwischenfrüchte in die Folgekultur.
Es zeigte sich, dass Zwischenfrüchte beträchtliche Stickstoffmengen speichern können, von denen 30 bis 45 kg N/ha von der Folgekultur aufgenommen werden. Dennoch gehen 30 bis 45 % des Reststickstoffs der Vorkultur trotz des Zwischenfruchtanbaus verloren.
In einem weiteren groß angelegten Forschungsprojekt („Catchy“) konnte festgestellt werden, dass Mischungen unterschiedlicher Zwischenfrucht-Arten im Vergleich zu Reinsaaten mehr Nährstoffe in der Biomasse anreichern. Bei steigender Artenvielfalt wird der Kohlenstoff- und Stickstoffkreislauf optimiert, und die Mineralisation der Zwischenfruchtstreu verbessert sich.
Für eine erfolgreiche Etablierung eines Zwischenfruchtbestandes sollte die Aussaat so zeitig wie möglich erfolgen, um einen guten Aufwuchs zu garantieren. Je früher die Zwischenfrucht nach der Ernte der Hauptfrucht gesät wird, desto mehr Stickstoff kann beispielsweise über die Vegetationszeit konserviert werden.
Landwirte erkennen Bedeutung von Mikronährstoffen
Die Bedeutung der Mikronährstoffdüngung im Ackerbau hat in den letzten Jahren vielerorts zugenommen. Während auf Standorten mit regelmäßiger organischer Düngung häufig hohe Mikronährstoffgehalte im Boden vorliegen und über die Wirtschaftsdünger zugeführt werden, ist auf Standorten ohne oder mit geringer Tierhaltung bzw. Biogaserzeugung tendenziell eine abnehmende Mikroelementversorgung zu beobachten.
Aktuelle Feldversuche und Pflanzenanalysen belegen außerdem einen erhöhten Zinkbedarf des Getreides. Ein Düngebedarf ergibt sich aus dem kulturartspezifischen Mikronährstoffbedarf, der Versorgung des Bodens, den konkreten Aufnahmebedingungen während der Hauptwachstumsphase sowie der Mikronährstoffzufuhr über Wirtschafts- und Sekundärrohstoffdünger.
Anhaltende Trockenheit kann vor allem die Aufnahme von Bor bei Raps, Rüben und Sonnenblumen sowie Mangan bei Getreide und Rüben auch aus hoch versorgten Böden hemmen.
Bei Winterraps (Bor) und Wintergetreide (Mangan) sind Bonituren im Herbst und bei Bedarf eine Herbstblattdüngung sinnvoll. Für die präzise Ermittlung des Mikronährstoffdüngebedarfes empfiehlt sich insbesondere eine Pflanzenanalyse.
Sonderfall Silizium
Neben den geläufigen Makro- und Mikronährstoffen gibt es auch noch sogenannte „nützliche Elemente“, die unter bestimmten Umständen eine positive Wirkung auf Pflanzenwachstum und -gesundheit haben können. Eines dieser Elemente ist Silizium. Es ist aktuell Gegenstand verschiedener Forschungsaktivitäten.
Untersuchungen des ZALF mit natürlich vorkommendem „amorphen Silikat“ bei Weizen zeigten, dass im Vergleich zur Kontrolle der Ertrag auf den mit Silizium gedüngten Flächen um 80 % erhöht war. Auch die Bindung von Kohlenstoff im Boden sowie die Wasserverfügbarkeit verbesserten sich durch die Düngung deutlich.
Der Pferdefuß: Bisher ist amorphes Silikat nicht als kommerzieller Dünger für die Praxis zugelassen. Bleibt also zu hoffen, dass Forschung und Entwicklung nicht an dieser Stelle stehen bleiben.
