Baukasten unterm Weihnachtsbaum

Ob Fröbel’sche Holzklötze, DUPLO® oder LEGO® – Baukästen mit Steinen unterschiedlicher Größe und Form begleiten und faszinieren uns seit frühester Kindheit. Doch was hat das mit Stickstoffdüngung zu tun?

Baukästen für die Stickstoffdüngung

Auch in der Stickstoffdüngung lassen sich die unterschiedlichen Bausteine der ammoniumstabilisierten und der konventionellen Düngung schlau kombinieren. Mit solchen Baukastensystemen können standortangepasste Optima zur Maximierung von Ertrag und Minimierung von Umwelteffekten gefunden werden. Die Bauanleitung dafür kommt jedoch nicht aus dem Spielzeugkarton, sondern muss anhand meteorologischer, bodenkundlicher und anwendungsspezifischer Merkmale standortindividuell entwickelt werden.

Wir forschen für Ihren Erfolg

Mit Beginn des Jahres 2021 haben sich die SKW Stickstoffwerke Piesteritz GmbH, der Deutsche Wetterdienst, das sächsische Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie und die Hochschule Harz in einem Forschungsverbund zusammengetan, um die Zusammenhänge zwischen Wetter, Boden und Anwendungsspezifik systematisch zu entschlüsseln.

Gefördert wird das Vorhaben StaPrax-Regio vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft. StaPrax-Regio steht für „N-Stabilisierung in der Düngepraxis: Optimierung durch Regionalisierung auf Basis agrarmeteorologisch-bodenkundlicher Parameter.“

Herzstück – Feldversuche mit einheitlichem Versuchsdesign

Herzstück des Forschungsprojektes sind etwa 70 bundesweit etablierte Düngungsversuche in Winterweizen, Wintergerste und Winterroggen, in denen ammoniumstabilisierte, konventionelle Systeme und Baukastensysteme gegenübergestellt werden. Der Clou dabei ist die einheitliche Versuchsgestaltung an allen Standorten, die die Spezifik der jeweiligen Kultur berücksichtigt. Auf diese Weise ist eine komplexe statistische Vergleichbarkeit der erhobenen Daten möglich.

Bauanleitung Baukastensystem Teil I – Der Boden

Von Versuchsstandorten werden Bodenproben entnommen. Die Standorte können so hinsichtlich ihrer Bodeneigenschaften detailliert charakterisiert werden. Darüber hinaus werden alle Böden im Labor unter definierten Bedingungen (Temperatur, Bodenfeuchte) auf ihren spezifischen Stickstoffumsatz und ihr spezifisches Stickstoff-Verlustpotenzial hin untersucht. Nur so lassen sich genau die bodenkundlichen Parameter identifizieren, die entscheidend für eine optimale Stickstoff-Bereitstellung sind und daher im Rahmen einer standortangepassten Düngeempfehlung berücksichtigt werden müssen.

Bauanleitung Baukastensystem Teil II – Das Wetter

Der Deutsche Wetterdienst liefert für alle Standorte meteorologische Hintergrundinformationen in unterschiedlicher zeitlicher Auflösung (Dekade, Monat, Jahr) sowohl für das jeweils laufende Jahr als auch in Analyse der Wetter- und Witterungsverläufe der letzten 5 beziehungsweise 15 Jahre. Zu diesen Parametern gehören beispielsweise Lufttemperaturen, Niederschlagsmengen, Bodentemperaturen, pflanzenverfügbares Wasser und Sickerwassermengen in unterschiedlichen Schichttiefen, die Globalstrahlung sowie standortbezogene phänologische Daten für Kultur- und Wildpflanzen. Ziel ist es auch hier, Steuergrößen der Stickstoffeffizienz zu identifizieren und gezielt in standortangepasste Düngestrategien einfließen zu lassen.

Analysen, Prognosen, Trends für standortangepasste Baukastensysteme

Aus diesen Erhebungen und Analysen werden Zusammenhänge, Prognosen und Trends abgeleitet. Ziel ist es, diese in bestehende und neuartige Beratungswerkzeuge in GIS-basierten Potenzial- und Vorzüglichkeitskarten zu vereinigen. Verbesserte agrarmeteorologische Vorhersagetools sind ein zusätzliches Ziel.

Praxisbeispiel – Wintergerste 2021 Cunnersdorf

Der Boden am Versuchsstandort Cunnersdorf ist im Oberboden ein sandig-lehmiger Schluff (37,4 % Sand, 51,2 % Schluff, 11,4 % Ton). Der pH-Wert liegt bei 6,5. Die effektive Kationenaustauschkapazität (KAKeffektiv) ist mit 5,6 als niedrig einzuschätzen. Besonders die niedrige KAKeffektiv lässt auf ein relativ hohes Potenzial für Ammoniakverluste schließen. Mit einem Gesamt-N-Gehaltes von 0,07 % und einem Gesamt-C-Gehaltes von 0,92 % ist das Mineralisationspotenzial des Standortes als gering einzustufen.

Die nächstgelegene Wetterstation des DWD in Leipzig-Holzhausen weist für den Zeitraum 2006 bis 2020 eine mittlere Jahrestemperatur von 10,1 °C und einen mittleren Jahresniederschlag von 590 mm aus. Der Zeitraum 2016 bis 2020 war wärmer (10,3 °C) und trockener (507 mm). Von März bis Mai fielen im 15-jährigen Mittel 128 mm Niederschlag (22 % der Jahressumme), im 5-jährigen Mittel (2016 bis 2020) dagegen nur noch 104 mm (20 % der Jahressumme). Der Standort weist im Mai im 15-jährigen Mittel 11 Tage und im 5-jährigen Mittel 14,5 Tage mit einer nFK < 50 % (Bodenhorizont 0 bis 60 cm) auf. Vorsommertrockenheit ist damit in Cunnersdorf ein permanentes und zunehmendes Risiko.

Auf diese Bedingungen muss sich die N-Düngung einstellen. Mit ammoniumstabilisierten Düngern und Anwendungsstrategien ist dies in mehrfacher Hinsicht möglich. Den standortangepassten Feinschliff wird dabei das F&E-Vorhaben StaPrax-Regio bringen. 

Stabilisiert erfolgreich – nicht nur bei Vorsommertrockenheit

Die Vorteile der Ammoniumstabilisierung gewährleisten eine hervorragende Absicherung gegen verlustträchtige oder pflanzenbaulich herausfordernde Wetterlagen. Natürlich wirken sie auch ohne Sturzregen oder Dürreperioden, so beispielsweise im aktuellen Jahr. Dieses war mit 173 mm Niederschlag in den Monaten März bis Mai alles andere als von Vorsommertrockenheit geprägt, und dennoch hatten stabilisierte Düngestrategien einmal mehr die Nase vorn.

Das ammoniumstabilisierte System mit einer Einmalgabe (ALZON® neo-N) – vorgezogen vor Vegetationsbeginn (VB) – lässt Pflanzen die Bodenfeuchte ausgangs Winter optimal ausnutzen. Ungeachtet des reichlichen Angebotes starten sie ohne Risiko des Überwachsens ins Frühjahr. Gleiches gilt für die beiden baukastenbasierten Systeme. Bei diesen wird entweder vor Vegetationsbeginn 80 % ammoniumstabilisiert (ALZON® neo-N) vorgelegt und zu BBCH 32 bis 37 je nach Witterung noch 20 % der N-Menge mit einem konventionellen N-Dünger (PIAGRAN® pro) ergänzt.

Eines haben alle drei Strategien gemein: Der Großteil der Düngung ist bis zum Vegetationsbeginn appliziert, sodass der Stickstoff in Lösung gehen kann und den Pflanzen zur Verfügung steht. Das Risiko von Nitrat-, Lachgas- oder N2-Verlusten besteht dabei dank der Ammoniumbetonung auch dann nicht, wenn das Frühjahr von nassen Perioden oder Starkregenereignissen geprägt ist.

Schnell gelesen

Im Fokus des Projektes StaPrax-Regio steht die Optimierung der Stickstoffdüngung. Besonderes Augenmerk gilt der Integration ammoniumstabilisierter und konventioneller Elemente (= Baukastensystem) im Rahmen standortangepasster Düngestrategien. Grundlage dafür bilden eine Vielzahl von Freilandversuchen, welche durch meteorologische und bodenkundliche Analysen flankiert werden. Es gilt, die Verlustminderung und weitere verbriefte Vorteile der ammoniumbetonten Düngung stärker als bislang in einen substanziellen und konsistenten Effizienzzuwachs zu übersetzen.