Vom Labor zum Feld – Landwirtschaftliche Anwendungsforschung Cunnersdorf
Nur was sich bewährt hat, wird in unsere Produktpalette aufgenommen! Unsere innovativen Qualitätsprodukte haben deshalb bereits einen langen Weg hinter sich, bevor sie auf den Markt kommen. Neben einer eigenen Forschungs- und Entwicklungsabteilung betreibt die SKW Piesteritz im sächsischen Cunnersdorf bei Leipzig eine Landwirtschaftliche Anwendungsforschung.
Herausforderung
Die Durchführung eines Feldversuches zur Prüfung eines innovativen Düngers mit verlustmindernden und ertrags- und qualitätssteigernden Eigenschaften bedeutet einen erheblichen Aufwand. Außerdem unterliegen die Pflanzenbestände auf dem Feld einer Vielzahl unterschiedlicher Einflussfaktoren, die extremen Schwankungen ausgesetzt sind. Unter Umständen können deutliche Vorteilseffekte eines Düngers überdeckt werden. Deshalb werden in der Anwendungsforschung der SKW Stickstoffwerke Piesteritz GmbH in der Regel nur solche Prüfdünger im Freilandversuchswesen getestet, die ihre Vorteilswirkungen unter standardisierten Bedingungen deutlich und stetig nachweisen konnten.
Versuche im Labor
In Laborversuchen lässt sich das Verhalten von Düngern nach Applikation auf oder in den Boden mit einem Höchstmaß an Standardisierung untersuchen. Im Mittelpunkt der Arbeiten stehen der Einfluss von Bodenart und einzelnen Bodenparametern auf die Düngewirkung sowie die Wirkung von Inhibitoren auf die N-Umsatzdynamik und das N-Verlustgeschehen.
Beispielsweise lassen sich die Effekte von Nitrifikationsinhibitoren auf die Umsetzung von Ammonium zu Nitrat oder das Ammoniak-Verlustpotenzial eines Bodens und die verlustmindernde Wirkung von Ureaseinhibitoren exakt quantifizieren.
Erst wenn ein Prüfdünger oder Wirkstoff seine Vorteilswirkung im Boden eindeutig und reproduzierbar nachweisen konnte – zum Beispiel in Form einer Verlangsamung der Nitrifikation oder durch eine deutlich geringere Ammoniakfreisetzung – wird er in ein Testsystem überführt, in welches auch die Kulturpflanze integriert ist. Die Prüfung erfolgt dann entweder zuerst im Rahmen von Klimakammer-Versuchen oder gleich in den Gewächshäusern der Anwendungsforschung.
Versuche im Gewächshaus
Wie in der praktischen Landwirtschaft oder in den Cunnersdorfer Feldversuchsstation herrscht auch im Gewächshaus der Landwirtschaftlichen Anwendungsforschung vom zeitigen Frühjahr bis zum Spätsommer Hochbetrieb. Während die Feldarbeiten manchmal erst im fortgeschrittenen Frühjahr beginnen können und dann durch einen beträchtlichen Zeitdruck geprägt sind, beginnen die Versuche im Gewächshaus bereits im Februar. Und was des einen Fluch ist, kann des anderen Segen sein: Ein kaltes, wolkenreiches Frühjahr sorgt im Gewächshaus für besonders kräftige und gesunde Pflanzenbestände. Denn trotz moderner klimagesteuerter Belüftungstechnik bedeutet intensiver Sonnenschein oft Stress für die Unter-Glas-Kulturen. Die Temperaturen klettern dann schnell über 30 °C. Die Pflanzen wachsen dann zu schnell; die Fitness der Bestände leidet.
Das Gewächshaus der Landwirtschaftlichen Anwendungsforschung in Cunnersdorf bietet den unschätzbaren Vorteil, dass die Glashülle in ihrer gesamten Länge zur Seite geschoben werden kann. So lässt sich übermäßiger Hitzestress vermeiden, und die Versuchsbedingungen erreichen eine deutlich größere Praxisnähe.
Jedes Jahr stehen im Cunnersdorfer Gewächshaus auf insgesamt 14 Fließbändern über 1020 sogenannte Mitscherlich-Gefäße. In diesen lassen sich Prüfprodukte und Applikationsstrategien unter weitgehend standardisierten Wachstumsbedingungen testen. Zur Auswahl stehen dabei zahlreiche Kulturen, die von unseren Versuchstechnikern mit viel Herzblut, grünem Daumen und jeder Menge Erfahrung betreut werden. Darunter sind Raps, Weizen, Hafer, Gerste und Mais, aber auch Gemüse und so manche Gewächshaus-Exoten, wie Rucola oder Weidelgras.
Die nach einem Pflanzenbau-Wissenschaftler benannten Mitscherlich-Gefäße sind weltweit verwendete, standardisierte Versuchsgefäße. Aus ihnen lässt sich auch Sickerwasser gewinnen, aus dem beispielsweise ausgewaschenes Nitrat oder Sulfat bestimmen werden kann.
Neben solchen Auswaschungsversuchen steht natürlich die Ertragsanalyse und damit die Bilanzierung von gedüngten und aufgenommenen Pflanzennährstoffen im Fokus. Die Betreuung der Pflanzen und Fließbänder erfolgt durch die Mitarbeiter mehrmals täglich – und das auch an Wochenenden und Feiertagen.
Gefäßversuche eignen sich hervorragend, um unsere stabilisierten Dünger auf Herz und Nieren zu prüfen. In speziellen Versuchsreihen müssen sich die Produkte auch bei einem reduzierten Wasserangebot, unter starken Ammoniakverlustbedingungen oder bei Auswaschungsereignissen oder bewähren. Aus all den Untersuchungen sollen zum einen erfolgversprechende Wirkstoffe und Dünger für die Testung im Feld hervorgehen. Andererseits fließen Erkenntnisse zu günstigen und weniger günstigen Applikationsbedingungen in die Beratung der Landwirte ein. Damit ist gewährleistet, dass unsere Produkte und Anwendungsempfehlungen auch und gerade in schwierigen Witterungskonstellationen ihre komplexe Vorteilswirkung entfalten können.
Feldversuche
Die praxisnahe Prüfung von erfolgversprechenden Versuchsprodukten erfolgt dann im Team des Freilandversuchswesens. Die landwirtschaftliche Anwendungsforschung prüft neue Dünger in allen bedeutsamen landwirtschaftlichen Kulturen. Jährlich werden dafür Feldversuche auf annähernd 5.000 Versuchsparzellen am eigenen Standort in Cunnersdorf und deutschlandweit in nahezu allen landwirtschaftlich bedeutenden Regionen durchgeführt. Neben Untersuchungen zur Ertragswirkung und Düngernutzungseffizienz haben Nachweise der effizienten N-Verlustminderung durch Einsatz von Urease- und Nitrifikationsinhibitoren in den letzten Jahren eine immer größere Bedeutung erlangt.
Um in Freilandversuchen zu verlässlichen Aussagen zu gelangen, gilt es einiges zu beachten. Durch Auswahl einer möglichst homogenen Versuchsfläche wird die Basis für eine hohe Versuchsgenauigkeit geschaffen. Der Standort sollte für die Region repräsentativ und die Standortfaktoren sowie die Geschichte der Fläche im Detail bekannt sein. Bei Versuchen zur Stickstoff- und Schwefeldüngung darf das Nährstoff-Nachlieferungspotential des Bodens nicht zu groß sein.
Eines der wichtigsten Kriterien bei der Planung und Anlage von Feldversuchen ist die randomisierte (zufällige) Verteilung der Prüfvarianten innerhalb der Versuchsfläche. Die Randomisierung sichert den Ausgleich kleinräumiger standortspezifischer Unterschiede. Nur so lassen sich wissenschaftlich fundierte und belastbare Aussagen aus den Ergebnissen ableiten.
In Cunnersdorf erfolgt die Prüfung einer Düngevariante in der Regel in vier randomisiert angelegten Parzellen (Wiederholungen). Aus den Ertrags-, Qualitäts- und Effizienzdaten dieser Einzelparzellen wird ein Mittelwert gebildet. Effekte eines Prüfdüngers zeigen sich durch positive Abweichungen von einer Basisvariante, in der die bislang praxisüblichen Produkte und Düngesystem zur Anwendung kamen. Darüber hinaus gibt es in der Regel auch eine Kontrollvariante ohne Düngereinsatz, denn so lassen sich beispielsweise die N-Nachlieferung des Standortes und damit die generelle Wirkung der N-Düngung im Versuch abschätzen.
Erfolgreiche Anwendungsempfehlungen für jeden Standort
Die Ergebnisse von einem Standort sind nicht automatisch auf andere Regionen übertragbar. Um zu validen Aussagen zu gelangen, führt die SKWP-Anwendungsforschung auf unterschiedlichsten Standorten in ganz Deutschlands systematisch Feldversuche durch.
Darüber hinaus wissen Landwirte aus eigener Erfahrung, dass sich Anbau-, Witterungs- und Wachstumsbedingungen von Jahr zu Jahr unterscheiden. Deshalb lautet ein Slogan im Versuchswesen „Ein Jahr ist kein Jahr“. Mindestens drei Versuchsjahre sind notwendig, um ein aussagekräftiges und belastbares Ergebnis zu erhalten.
Der Lohn für all diese Mühen sind fundierte und aussagekräftige Versuchsergebnisse und vor allem die darauf basierenden Anwendungsempfehlungen. Letztere erlauben eine standortangepasste ressourcenschonende Düngung, bei der Ökologie und Ökonomie Hand in Hand gehen. Das Freilandversuchswesen der SKW Piesteritz gehört zu den GEP-zertifizierten Versuchsstationen in Deutschland. GEP steht für Gute Experimentelle Praxis und ist sichtbares Zeichen für die hervorragende Qualität der in Cunnersdorf geleisteten Arbeit. Das Qualitätssiegel wird von der jeweils zuständigen Landesfachbehörde (hier: Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie) verliehen.