Bestimmung der Stickstoffnachlieferung aus dem Boden

Vorangig bei Böden mit hohen Humusgehalten sowie langjähriger oder intensiver organischer Düngung kann die N-Nachlieferung stark variieren. In mineralisierungsfreudigen Jahren wird der Pflanze ausreichend Stickstoff bereitgestellt, wodurch die mineralische Stickstoffdüngung reduziert werden kann, in mineralisierungsträgen Jahren muss jedoch die mineralische Ausgleichsdüngung etwas erhöht werden. Die Bestimmung der N-Nachlieferung während der Vegetationsperiode ist deshalb angeraten. 

N-Nachlieferungspotenzial bestimmen

Um entsprechend reagieren zu können, gibt es in Praxis und Wissenschaft Ansätze, über die das N-Nachlieferungspotenzial während der Vegetation abgeschätzt werden kann.

  1. Abschätzung über Faustzahlen. Faustzahlen sind zwar einfach zu handhaben und kostengünstig in ihrer Anwendung, spiegeln jedoch immer nur eine Tendenz der Realität wieder und sind somit als ungenau einzustufen.
  2. Abschätzung mittels computergestützter Simulationsmodelle. Durch die Eingabe von Boden-, Klima- und Bewirtschaftungsparametern ermitteln diese Modelle eine mögliche N-Nachlieferung. Problem bei diesen Simulationsmodellen sind jedoch die äußerst inhomogenen Bedingungen in der Landwirtschaft. Klima, Böden und Bewirtschaftungsmethoden variieren regional sehr stark. Somit müssten, um über die Simulationsmodelle klare und aussagekräftige Abschätzungen der N-Nachlieferung zu erlangen, viele Untersuchungen zur Kalibration durchgeführt werden.
  3. Bestimmung des N-Nachlieferungspotenzial im Feld oder im Labor.

Feld-Methode

Bei der Feldmethode können zwei Ansätze gewählt werden:

  1. Brache-Parzelle: Auf dieser Parzelle erfolgt keine Aussaat und deren Aufwuchs wird entfernt (Fläche ohne Bewuchs). Auf der brachen Parzelle werden im Frühjahr und im Herbst Nmin-Proben gezogen, um zu sehen wie viel Stickstoff aus dem Bodenvorrat freigesetzt wird. Die Differenz zwischen Nmin im Herbst und Frühjahr spiegelt näherungsweise die N-Nachlieferung der Fläche wieder.
  2. N-Null-Parzelle: Eine beliebige, repräsentative Parzelle aus der Fläche, die mit der Kultur bewachsen ist, wird nicht gedüngt. Auch hier werden dann entsprechend im Frühjahr und im Herbst Nmin-Proben gezogen. Anders als bei der ersten Variante zeigt dabei die Differenz des mineralischen Stickstoffs nicht gleich die N-Nachlieferung in der Vegetationsperiode an. Die Differenz muss erst um die N-Aufnahme der Pflanze korrigiert werden. 

Labormethode

Bei den Laborversuchen wird das mögliche Mineralisationspotenzial im Boden bestimmt. Diese spiegeln zwar das Potenzial wieder, jedoch häufig nicht die Realität. In der Natur wird nicht das gesamte N-Mineralisationspotenzial ausgenutzt. Bei den Labormethoden werden vornehmlich drei verschiedene Ansätze verfolgt:

  1. Inkubationsversuche: Bei diesen Versuchen werden optimale Bedingungen für die Mineralisation (Temperatur und Feuchte) eingestellt. An einer repräsentativen Bodenprobe wird dann das N-Mineralisationspotenzial des Bodens bestimmt.
  2. Mikrobiologische Ansätze: Messung vom Biomasse-N im Boden. Der Biomasse-N gleicht dem Pool an leicht mineralisierbarer Substanz im Boden, die mit hoher Wahrscheinlichkeit in der gleichen Vegetationsperiode mineralisiert wird.
  3. Extraktionsverfahren: Der organisch gebundene Stickstoff aus einer Bodenprobe wird extrahiert und bestimmt.

Düngefenster zur Abschätzung der N-Nachlieferung

Die einfachste Methode, um die Stickstoffnachlieferung aus dem Boden während der Vegetation zu bestimmen und entsprechend die zweite Stickstoffgabe anzupassen, ist das „Düngefenster“. Beim Düngefenster werden die Pflanzen als Indikator für die Stickstoffnachlieferung genutzt. Auf einer kleinen Teilfläche (etwa 25 Meter längs der Fahrspur) werden bei der ersten Gabe 20 bis 30 Prozent weniger Stickstoff gedüngt. Sobald diese Fläche aufhellt, sollte eine Anschlussdüngung erfolgen. Je höher dabei das N-Nachlieferungspotenzial aus dem Boden ist, umso später hellt die Fläche auf. Ein großer Vorteil bei einem Düngerfenster ist die simple Durchführung. Dabei kann jedoch nicht aus dem Düngefenster abgeleitet werden, wie hoch die Stickstoffnachlieferung aus dem Boden ist und damit auch nicht, wie hoch die Anschlussdüngung ausfallen muss.

Erfahrungen aus der Praxis

Gängigste Methode in der Praxis, um die N-Nachlieferung zu bestimmen, ist das Düngefenster. So auch auf dem landwirtschaftlichem Betrieb Janssen in Ostfriesland. Über das Düngefenster können ohne einen Mehraufwand Aussagen über die N-Nachlieferung des Bodens getroffen werden. „Dies macht vor allem dann Sinn, wenn wie in Ostfriesland gängig, langfristig hohe Stickstoffmengen organisch gedüngt wurden. Hier schwankt die N-Nachlieferung der sowieso schon kalten und trägen Marschböden zwischen den Jahren erheblich“ so Janssen. Angelegt wird das Düngefenster vom Trecker aus. Beim Ausbringen des Düngemittels fährt Janssen in einer Parzelle ca. doppelt so schnell. Schon ist das Düngefenster angelegt. Hellen die Pflanzen dieser Parzelle auf, erfolgt die zweite Gabe. Negativ ist hier, dass keine Aussagen über die Höhe der Nachlieferung zu treffen sind. 

Neben dem Düngefenster hat sich Janssen vor zwei Jahren entschieden, zusätzlich Brache-Parzellen anzulegen. Mit einem geringen Mehraufwand bei der Anlage und den entsprechenden Nmin-Probenahmen bekommt Janssen deutlich aussagekräftige Ergebnisse als über das Düngefenster. Dabei betont er: „Vor jeder geplanten Stickstoffdüngung nehme ich aus den Brache-Parzellen Nmin-Proben und passe entsprechend meine Düngung, die der Nmin-Sollwertmethode folgt, an.“ Durch dieses System schafft Janssen es, seine Kulturen optimal und bedarfsgerecht zu ernähren. Erträge werden gesichert, die Effizienz von Düngemitteln wird gesteigert und es können in den meisten Fällen Düngemittel eingespart werden. Ein Plus für Ökonomie und Ökologie.