Stabilisierte Stickstoffdüngung im Winterroggen

Laut Statistiken des Deutschen Wetterdienstes (DWD) werden die Sommer zunehmend trockener und die Winter immer feuchter (vgl. Abb. 1 und Abb. 2). Die Jahresniederschlagssumme bleibt dabei weitestgehend konstant. In diesem Zusammenhang reduziert sich auch die Anzahl niederschlagsfreier Tage im düngungsrelevanten Zeitraum März bis Mai, was die Löslichkeit von applizierten Stickstoffdüngern beeinträchtigen sowie die Verfügbarkeit des Stickstoffs für Pflanzen verringern kann. Welche Folgen dies hat, zeigt sich unter anderem beim Winterroggen: Besonders schwierig gestaltet sich der Winterroggenanbau in Regionen, die von einer typischen Frühjahrstrockenheit geprägt werden, wie zum Beispiel im Mitteldeutschen Trockengebiet. Vor diesem Hintergrund stellt sich die Frage: Wie können die Stickstoffversorgung, der Ertrag und die Qualität des Winterroggens dennoch sichergestellt werden? 

Im Vergleich zu anderen Wintergetreidearten hat Roggen aufgrund eines ausgeprägten Wurzelsystems und des damit einhergehenden guten Nährstoff- und Wasseraneignungsvermögens einen relativ niedrigen Stickstoffbedarf. Auf leichten Standorten mit wenig Niederschlag reichen zwei Stickstoffgaben in der Regel aus. Aufgrund seiner zügigen Entwicklung empfiehlt sich eine erste Gabe zum Vegetationsbeginn. Die zweite traditionelle Stickstoffgabe sollte zum Schossbeginn ausgebracht werden. Trockenperioden zum Zeitpunkt der zweiten Stickstoffgabe können die Anzahl der ährentragenden Halme sowie die Kornzahl pro Ähre verringern, was zu Ertrags- und Qualitätsverlusten führen kann.

Stabilisierte Stickstoffdünger auf Ammonium- oder Harnstoffbasis enthalten Nitrifikationsinhibitoren. Diese verlangsamen die Umwandlung von Ammonium zu Nitrat, sodass die Pflanze bedarfsgerecht und ammoniumbetont ernährt wird. Eine ammoniumbetonte Ernährung bietet mehrere Vorteile: Zum einen wird Ammonium im Boden am Ton-Humus-Komplex gebunden und ist daher länger für die Pflanze verfügbar. Zum anderen werden Lachgas- und Nitratverluste um bis zu 50 Prozent reduziert mit gleichzeitiger Steigerung der Stickstoffeffizienz. Dadurch, dass bei einer ammoniumbasierten Düngung die Wurzel auch noch zum Ammoniumdepot hinwächst, wird das Feinwurzelwachstum zusätzlich angeregt (vgl. Bild 1). Somit wird eine verbesserte räumliche Erschließung der Wasser- und Nährstoffreserven im Boden gefördert – ein klarer Vorteil in Trockenperioden.

Ein weiterer positiver Effekt der ammoniumbasierten Düngung ist die Absenkung des pH-Wertes im wurzelnahen Raum, der sog. Rhizosphäre. Bei der Aufnahme von Ammonium gibt die Pflanze H⁺-Ionen in die Rhizosphäre ab. Dies trägt dazu bei, dass Nährstoffe wie Phosphor, Kalium, Eisen, Mangan, Kupfer und Zink für die Pflanze mobilisiert werden, die bei einem hohen pH-Wert fest im Boden gebunden sind.

Die Wirkung der Nitrifikationsinhibitoren ist dynamisch und abhängig von der Bodentemperatur. Das bedeutet, dass sich bei steigenden Bodentemperaturen auch die Nitrifikationsraten der stabilisierten Dünger erhöhen. Die Steuergröße bei der Umsetzung von Ammonium zu Nitrat ist die Temperatur. Da auch das Pflanzenwachstum abhängig von der Temperatur ist, harmonieren die Entwicklung der Pflanze und der Inhibierungsprozess. Auch unter nassen und kühlen Bedingungen wird eine ausreichende Wirkgeschwindigkeit bei Stickstoffdüngern mit Nitrifikationsinhibitoren gewährleistet. Die Ernährung erfolgt kontinuierlich und bedarfsgerecht. Eine Unterversorgung der Pflanzen, Luxuskonsum und zu üppige Bestände werden vermieden.

In Abbildung 3 sind die Erträge aus 23 Versuchen im Zeitraum von 2021 bis 2024 dargestellt. In der ersten Variante kam Kalkammonsalpeter (konventionell) zum Einsatz. In der ersten Stickstoffgabe wurden 50 Prozent der Stickstoffmenge zum Vegetationsbeginn ausgebracht. Die zweite Gabe zum Schossen erfolgte ebenfalls mit 50 Prozent der Stickstoffmenge. Als Vergleich sind zwei Varianten mit ALZON® neo-N – Harnstoff mit Urease- und Nitrifikationsinhibitor – dargestellt. In der ersten ALZON® neo-N-Variante wurde die gesamte Stickstoffmenge in einer Gabe vor Vegetationsbeginn ausgebracht. In der zweiten ALZON® neo-N-Variante wurden 70 Prozent der Stickstoffmenge vor Vegetationsbeginn und 30 Prozent zum Stadium BBCH 32 mit PIAGRAN® pro, einem Harnstoff mit Ureaseinhibitor, ausgebracht (vgl. Abb. 3). Beide Varianten mit ALZON® neo-N bringen signifikante Mehrerträge im Vergleich zum KAS. Insgesamt zeigt sich, dass sich der frühe Düngungstermin vor dem Vegetationsbeginn signifikant mit einem Ertragszuwachs von knapp vier Prozent bei einem gleichbleibenden Hektolitergewicht von 71,7 kg/hl besonders bezahlt macht.