Untersuchungen zur organischen Düngung im Ackerbau

Ziel der Untersuchungen ist es, die Wirkung unterschiedlicher organischer Düngemittel in verschiedenen N-Stufen auf den Ertrag und die Qualität von Getreide (Winterroggen, Wintertriticale) und Mais im Vergleich zur reinen Mineraldüngung mit Stickstoff im Rahmen eines Dauerversuches zu untersuchen. Daneben wurden außerdem die Nährstoffbilanz und der Nmin nach der Ernte (Tiefe 0-60 cm) betrachtet.

Angelegt sind die Versuche als randomisierte Blockanlage mit 4 Wiederholungen auf einem sickerwasserbeeinflussten Sand (Ackerzahl 30) am Standort Paulinenaue. Im Rahmen einer Fruchtfolge werden Silomais (SM), Wintertriticale (WT) und Winterroggen (WR) angebaut. Es bestand von 2014 bis 2022 die Möglichkeit, in jedem Jahr jeweils zwei Fruchtfolgeglieder nebeneinander ins Feld zu stellen (Block A, B), so dass für alle Kulturen im Untersuchungszeitraum 6 Prüfergebnisse vorliegen. Als organische Düngemittel wurden Rindergülle, flüssige Gärreste und konditionierter Gärrest (GR) eingesetzt. Die Versuchsvarianten 6 bis 8 betrachten eine alleinige Düngung mit flüssigem Gärrest. Es wur-den dabei unterschiedliche Mineraldüngeräquivalente (MDÄ) unterstellt (MDÄ 100, 75, 50). Nach Asmus und anderen ist das Mineraldüngeräquivalent wie folgt definiert: „Unter dem Mineraldüngeräquivalent eines Güllenährstoffes ist die Menge des gleichen Nährstoffs aus einem unter optimalen Bedingungen eingesetzten Mineraldüngemittel zu verstehen, die zur gedüngten Fruchtart beziehungsweise in der Furchtfolge den gleichen Ertrag bewirkt, wie 100 Kilogramm des Nährstoffes aus Gülle“. Die organischen Düngemittel werden aus einem benachbarten Landwirtschaftsbetrieb bezogen. Die mineralische N-Düngung erfolgte mit KAS.

Folgende Prüfglieder zur Stickstoffdüngung wurden angelegt:

Tabelle 1: Versuchsanlage zur organischen Düngung im Ackerbau

Die Grunddüngung erfolgt auf allen Flächen entsprechend der Nährstoffabfuhr – bei Phosphor mit Trippelsuperphosphat und bei Kalium mit 60er Kali. Gekalkt wurde die Versuchsfläche entsprechend des Bedarfes mit Granukal. Die Deckung des Schwefelbedarfes erfolgte mit Kieserit.

Das Stroh wird abgefahren. Alle Erträge und Untersuchungen werden parzellengenau erfasst. Neben den Qualitätsparametern Trockensubstanz- und Rohproteingehalt (XP) aller Haupt- und Nebenernteprodukte, der Qualitätsuntersuchung mittels der NIRS-Methode bei Silomais, TKM, HL-Gewicht erfolgen ebenfalls Nmin-Untersuchungen im Frühjahr, nach der Ernte und zur Vegetationsruhe.

Die statistische Verrechnung erfolgt mittels SAS für PIAF. Die Angabe der Grenzdifferenz (GD) (paarweiser Vergleich, α = 0,05) ist nur bei den Prüfmerkmalen, bei denen statistisch gesicherte Unterschiede ermittelt wurden, angegeben.

In den nachfolgenden Tabellen sind Ergebnisse der Jahre 2014 bis 2022 dargestellt. Weitere statistische Auswertungen sind vorgesehen.

Tabelle 2.1: Erträge 2014 – 2022 (Dezitonnen je Hektar (dt/ha)) - Block A

Tabelle 2.2 Erträge 2014 – 2022 (Dezitonnen je Hektar (dt/ha)) - Block B

Tabelle 3.1: Ausgewählte Qualitätsparameter - Block A (Rohproteingehalt (RP in Prozent (%) der Trockenmasse (TM), Tausendkornmasse (TKM) in Gramm, Stärkegehalt in Prozent (%) der Trockenmasse (TM))

Tabelle 3.2: Ausgewählte Qualitätsparameter - Block B

Tabelle 4.1: Nachernte-Nmin (Nmin nach der Ernte) und N-Bilanz (Kilogramm je Hektar (kg/ha)) - Block A

Tabelle 4.2: Nachernte-Nmin (Nmin nach der Ernte) und N-Bilanz (Kilogramm je Hektar (kg/ha)) - Block B

Tabelle 5: Zusammenfassung der Ergebnisse für die einzelnen Fruchtarten

* Im Einführungsjahr ohne konditionierten Gärrest

Schlussfolgerungen:

• Ohne Stickstoffdüngung (Prüfglied 1) konnte innerhalb von zwei Fruchtfolgerotationen auf beiden Versuchsflächen (Auswertung von 6 Untersuchungen je Fruchtart) im Mittel bei Silomais 71 Prozent, bei Wintertriticale 52 Prozent und Winterroggen 49 Prozent des Ertrages im Vergleich zur Variante mit mineralischer Düngung (Prüfglied 2) realisiert werden. Die Schwankungsbreiten in den einzelnen Kulturen und Jahren liegen aber zwischen 36 und 85 Prozent. Der Versuch ist als Dauerversuch geplant, das heißt in der Versuchsanlage bleiben die Düngeparzellen lokal stets gleich. Es ist zu vermuten, dass sich die Ertragsdifferenzen zwischen der ungedüngten Parzelle zu den gedüngten Parzellen weiter erhöhen werden, da das Nachlieferungspotential des Bodens begrenzt ist. Das werden die Auswertungen der nächsten Jahre zeigen. Letztendlich kann aus den bisherigen Ergebnissen (wie auch aus anderen Düngeversuchen im Land Brandenburg) abgeleitet werden, dass eine fehlende Wasserversorgung der Bestände über Niederschläge auf den trockenen Standorten im Land Brandenburg den Ertrag beschränkenden Faktor darstellt.
• Eine kombinierte Düngung aus mineralischer und organischer Düngung (Prüfglieder 3, 4, 5) hat in dieser Fruchtfolge durchschnittlich zwischen 91 und 97 Prozent des Ertrages der mineralischen Düngung (Prüfgruppe 2) erreicht. Jahresabhängig schwankten die Einzelwerte zwischen 77 und 110 Prozent der mineralischen Düngung. Die Kombination aus flüssigem Gärrest und Mineraldünger (Prüfglied 4) kommt dabei in den meisten Jahren einer alleinigen Mineraldüngung am nächsten. Das Prüfglied 5 mit einer Kombination von konditioniertem Gärrest und mineralischer Düngung wurde bis zum Ende der Fruchtfolgerotation weitergeführt. Entsprechend den Vorschriften der aktuellen Düngeverordnung (DüV) ist eine Herbstdüngung nur noch in wenigen Ausnahmefällen möglich. Zu den genannten Fruchtfolgegliedern kann diese nicht mehr durchgeführt werden. Daher wird ab dem Jahr 2023 dieses Prüfglied ersetzt.
• Der Versuch zeigt wieder einmal deutlich, dass Silomais sehr gut in der Lage ist, den organischen Stickstoff zu verwerten. Die mittleren Durchschnittserträge liegen bei einem angenommenen Mineraldüngeräquivalent von 100 (Prüfglied 6) bei 95 Prozent, bei einem unterstellten Mineraldüngeräquivalent von 75 (Prüfglied 7) bei 98 Prozent und bei einem angenommenen Mineraldüngeräquivalent von 50 (Prüfglied 8) bei 103 Prozent im Vergleich zur mineralischen Düngung (Prüfglied 2). Bei den beiden Getreidefruchtfolgegliedern schwankt der mittlere Ertrag in Abhängigkeit von der Stickstoffmenge aus dem Gärrest und den Jahren zwischen 72 und 92 Prozent. Auch bei den Prüfgliedern mit organischer Düngung ist die Ertrags- und Qualitätsentwicklung in den folgenden Jahren abzuwarten, um festzustellen, wie sich das Nachlieferungsvermögen des Bodens entwickelt.
• Die durchschnittlichen Nährstoffbilanzen zeigen, dass bei der alleinigen Düngung mit flüssigem Gärrest nur die Düngestufe mit dem angenommenen Mineraldüngeräquivalent von 100 (Prüfglied 6) die Anforderungen der DüV 2017 an die Nährstoffbilanz von 50 kg N/ha einhalten kann. Bereits bei einem angenommenen Mineraldüngeräquivalent von 75 (Prüfglied 7) schwanken die durchschnittlichen Nährstoffbilanzen zwischen 68 (Winterroggen) und 90 Kilogramm je Hektar (Wintertriticale) und überschreiten den geforderten Wert der DüV 2017 deutlich. Bei einem angenommenen Mineraldüngeräquivalent von 100 sind alle durchschnittlichen N-Bilanzwerte deutlich über 100 Kilogramm je Hektar (129 Kilogramm je Hektar bei Winterroggen, bis 189 Kilogramm je Hektar bei Silomais). Die kombinierten Dünge-varianten aus mineralischer und organischer Düngung in den Kombinationen mit Rindergülle und flüssigem Gärrest können den Grenzwert der DüV 2017 von 50 Kilogramm N je Hektar in der Nährstoffbilanz sicher einhalten. Bei der rein mineralischen Düngung wurde in sieben von 18 Untersuchungen negative Bilanzen erreicht. Bei der Betrachtung ist aber zu beachten, dass die Bilanz von 50 Kilogramm je Hektar nach DüV 2017 auf den Gesamtbetrieb im Durchschnitt von 3 Jahren bezogen war und kein Parameter für eine Einzelschlagbetrachtung darstellte. Die Überschreitung des Wertes auf dem Einzelschlag verstößt daher nicht gegen geltendes Recht. Die Untersuchungen des Nitratprojektes des Landes Brandenburg haben gezeigt, dass das Nährstoffverlagerungspotential für Stickstoff mit zunehmendem Nährstoffsaldo steigt.
• Der Nachernte-Nmin dient zur Unterstützung von Aussagen zur Nährstoffeffizienz und wird oft auch zur Einschätzung von möglichen Stickstoffverlagerungen herangezogen. Tendenziell auch unter Betrachtung der anderen Stickstoffversuche des LELF steigt der Nachernte-Nmin mit zunehmender Stickstoffdüngung. Bei der Auswertung der einzelnen Untersuchungen liegt in vielen Fällen keine Signifikanz zwischen den Prüfgliedern vor. In Abhängigkeit von der Düngerform und der Witterung können aber auch bei einer niedrigen Stickstoffdüngung höhere Nachernte-Nmin-Werte ermittelt werden beziehungsweise umgedreht. Daher kann dieser Wert nicht alleine zur Einschätzung einer möglichen Stickstoffverlagerung genutzt werden.
• Wie zu erwarten war, führt eine höhere N-Düngung in der Regel zu höheren Rohprotein-Gehalten (RP-Gehalten) in der Trockenmasse. Betrachtet man den Stärkegehalt bei Silomais, führte eine steigende N-Düngung in der Regel zu sinkenden Stärkegehalten. Tendenziell kann man das auch auf den Einfluss der Düngung auf die Tausendkornmasse (TKM) sagen, wobei eine statistische Absicherung in beiden Fällen nur in einzelnen Jahren gegeben ist.

Ab dem Jahr 2023 wird aus arbeitstechnischen Gründen nur der Versuch auf dem Block B (847) fortgeführt, so dass ab diesem Jahr nur noch ein Ergebnis je Jahr ermittelt werden kann.

Literatur:
F. Asmus, V. Herrmann, H. Langs, G. Specht: Einsatz der Gülle in der Pflanzenproduktion. Fortschrittberichte der Akademie der Landwirtschaftswissenschaften der DDR, Band 13, S. 34; 1975