Wirkung der N-Düngung auf Ertrag, Ölgehalt - LUFA Rostock der LMS

Wirkung der Stickstoffdüngung auf Ertrag, Ölgehalt
und Erlös von Winterraps
Prof. Dr. Rolf O. Kuchenbuch, Universität Rostock und LUFA Rostock der LMS
Dr. Johannes Heyn, Landesbetrieb Landwirtschaft Hessen, Kassel
Einleitung
Raps stellt für viele Betriebe eine erhebliche Einnahmequelle dar, insbesondere, wenn
große Partien gehandelt werden können. In diesen Fällen wird nach der gelieferten Masse,
verbreitet auch nach „Ölmühlenbedingungen“ abgerechnet, d. h. der vereinbarte Basispreis
wird den erzielten Ölgehalten angepasst. Der Landwirt hat demnach Interesse
an einem hohen Flächenertrag mit hohen Ölgehalten (= dem Ölertrag), die Ölmühle an
Saaten mit möglichst hohen Ölgehalten. Die erwähnte Abrechnung nach Ölmühlenbedingungen
ist daher aus Sicht der Produzenten und Verarbeiter sinnvoll. Daneben spielen
Feuchte und Besatz eine Rolle – diese sollen hier aber keine Erwähnung finden, da
sie von der N-Düngung nicht vorrangig beeinflusst werden. In dieser Publikation untersuchen
wir den Einfluss der N-Düngung auf Kornertrag und Ölgehalt der Saat anhand von
Feldversuchen, die in Hessen durchgeführt wurden.
Für die Auswertung verwendete Versuche
Versuchsjahre: 1998-2005
Die Standorte, 33 an der Zahl, liegen vorwiegend in Nordhessen, wenige in Mittelhessen (Marburg)
und der Wetterau (Friedberg). Es handelt sich um relativ gute Ackerstandorte mit Ackerzahlen von 35
bis 80, im Mittel 61.
Vorfrüchte für die Rapsversuche war überwiegend Winter-Gerste, vereinzelt Winter-Weizen, selten
Winter-Roggen.
Raps-Sorten: Sie entsprachen den in der Praxis während der letzten acht Jahre gängigen Sorten
(Capitol, Express, Lisbeth, Panther, Smart, Talent, …).
Organische Düngung (im Herbst): Auf den Versuchsstandorten verblieb mehrheitlich das Stroh, in
seltenen Fällen wurden Gülle oder Stallmist im Herbst ausgebracht.
Mineralische N-Düngung: Die im Folgenden verwendeten Zahlen zur Düngung beziehen sich auf die
gedüngten N-Mengen, ohne Anrechnung von Nmin. Im Herbst wurde kein N ausgebracht. Die Nmin-
Gehalte lagen zu Vegetationsbeginn zwischen 12 und 92 kg/ha, im Mittel bei 27 kg/ha. In allen N-
Varianten wurden die Gaben im Verhältnis 50:50 zweigeteilt. Die erste Gabe erfolgte bei Vegetationsbeginn
als ASS, die zweite Gabe ca. drei bis vier Wochen später als KAS. Dies bedeutet: Es wurde
nicht nur der Nährstoff „N“ gesteigert, sondern auch „S“. Aus vielen gleichzeitig und früher durchgeführten
S-Steigerungsversuchen heraus sind wir jedoch recht sicher, dass die gleichzeitige Ausbringung
von S hier keinen wesentlichen Anteil am Zustandekommen des Düngungseffekts in den Versuchen
hat.
Die Ölgehaltsbestimmung erfolgte mit der NIRS-Methode, die kalibriert und validiert wurde auf Basis
der VDLUFA-Methode und überprüft wurde durch (erfolgreiche) Teilnahme an allen Ringuntersuchungen
der VDLUFA-Qualitätssicherung (NIRS-GmbH). Die Messungen erfolgten an vorher gereinigten
Proben, bei hohem Besatz ist also der Ölgehalt in der Originalprobe niedriger. Die Angaben in den
Abbildungen sind auf eine Feuchte von 9 % umgerechnet, die auch als Basis für den Basispreis nach
Ölmühlenbedingungen dient.
Statistik: Die relativen Standardabweichungen der Versuchs-Mittelwerte liegen bei 5-15 %; dies sind
übliche Werte für diese Art Versuche. Die Kurvenanpassungen erfolgten oberhalb 140 kg N/ha mittels
Regressiongleichungen 3. Grades, um Optima zu finden und das Auge des Betrachters zu leiten.
1

Bei der Sichtung der Daten wurde offenbar, dass es in den Versuchen differenzierte Ergebnisse und
Schlussfolgerungen in Abhängigkeit vom Ertragsniveau gibt. Daher haben wir in den Abbildungen
sowohl den Mittelwert aller stark besetzten Versuchsglieder (0, 140, 180, 220, 260 kg N/ha) dargestellt,
als auch den Mittelwert der acht Versuche mit den höchsten Erträgen (= hohes Ertragsniveau)
und der acht Versuche mit den niedrigsten (= niedriges Ertragsniveau).
Ergebnisse
Der Kornertrag von Raps bei steigendem N-Angebot ist in Abbildung 1 dargestellt. Im
Mittel aller Versuche steigt bis zu einem Angebot von 220 kg N/ha der Ertrag auf
43,3 dt/ha an und fällt dann leicht ab. Bei dem deutlich höheren Ertragsniveau der acht
Versuche mit den höchsten Erträgen steigt bis zu einem N-Angebot von 260 kg N/ha der
Kornertrag auf 49,5 dt/ha an. Diese Versuche stammen aus den Jahren 1999, 2004 und
2005. Die acht Versuche mit den „niedrigsten“ Erträgen haben ein Ertragsniveau von
39 dt/ha und wurden in den Jahren 1998, 2001 und 2002 durchgeführt. Es ist in diesem
Datensatz nicht möglich, Sorten-, Standort- und Jahreseffekt zu trennen, da nicht alle
Sorten im gleichen Jahr am gleichen Standort angebaut wurden.
Abb. 1: Kornertrag von Raps in Abhängigkeit von der N-Düngung, 33 Versuche,
1998-2005
Diese Ergebnisse stimmen insgesamt recht gut mit Veröffentlichungen der vergangenen
Jahre und mit Düngungsempfehlungen überein, die allein auf die Optimierung des Kornertrags
abzielen. Für den maximalen Kornertrag sind 220-250 kg N/ha nötig. Festzuhalten
bleibt, dass die Unterschreitungen dieser N-Menge bei allen Ertragsniveaus zu deutlichen
Ertragsminderungen führen. Überschreitungen führen vor allem beim niedrigen
Ertragsniveau zu Ertragsminderungen.
2

Der Ölgehalt im Rapskorn, auch als Rohfett bezeichnet, ist in der Vergangenheit wesentlich
seltener bei der Auswertung von N-Düngungsversuchen betrachtet worden. Dies
liegt zum einen daran, dass die Bestimmung des Ölgehaltes selbst arbeitsaufwendig ist
und zum anderen chemischer Kenntnisse bedarf. Die daraus resultierenden Kosten sind
vielfach ein Hinderungsgrund für die Bestimmung in Standardversuchen. In den vorliegenden
Versuchen wurde der Ölgehalt in allen Versuchsgliedern aller Versuche bestimmt
und, wie im Handel üblich, auf 9 % Feuchte normiert.
Abbildung 2 zeigt die Ölgehalte der Rapssaat in Abhängigkeit von der N-Versorgung. Die
absoluten Ölgehalte liegen für die ungedüngte Variante im Mittel aller Versuche bei
45,9 % Öl und sind damit erstaunlich hoch. Mehr als 90 % der gedüngten Varianten aller
Versuche weisen niedrigere Ölgehalte auf. Erstaunlicherweise unterschreitet keine Probe
den Wert von 40% Öl, den Bezugswert für die Abrechnung nach Ölmühlenbedingungen.
Abb. 2: Ölgehalte (Rohfett) von Raps in Abhängigkeit von der N-Düngung,
33 Versuche, 1998-2005
Die höchsten Ölgehalte werden in den Versuchen gemessen, welche auch die höchsten
Erträge haben. Bei den Versuchen mit niedrigem Ertragsniveau und einem Optimum von
39 dt/ha werden mit steigender N-Düngung die niedrigsten Ölgehalte festgestellt. Hier
liegen die Ölgehalte im Mittel der Düngungsstufen um 1,5 % Öl niedriger als beim hohen
Ertragsniveau. Bei allen Versuchen nimmt der Ölgehalt im Mittel um etwa 1 % je 100 kg
N ab. Im Extrem wurden im einzelnen Versuch jedoch auch Abnahmen um bis zu 5 %
bei hoher N-Düngung festgestellt. Aus den vorstehenden Ergebnissen geht hervor, dass
das N-bedingte Ertragsmaximum für den Kornertrag und das Maximum des Ölgehaltes
nicht zusammen fallen.
3

Bei Verkauf der Rapssaat ohne Berücksichtigung von Produktionsfaktoren haben die
Erlöskurven ihre Optima bei den gleichen N-Düngungsstufen wie die in Abb. 1
dargestellten Kornerträge. Vereinfachend soll hier untersucht werden, inwieweit sich die
Ertragsoptima und die Erlösoptima unterscheiden, wenn die N-Düngerkosten
berücksichtigt werden. Wir haben dazu einen konservativen Ansatz gewählt und das
Kilogramm Stickstoff mit 0,50 EUR veranschlagt. Die Abbildung 3 zeigt den um die N-
Düngerkosten bereinigten Erlös aus dem Kornertrag der Abbildung 1 (Annahme: 22,50
EUR pro dt Rapssaat, 0,50 EUR kg pro kg N).
Über alle Versuche und Varianten (einschließlich der Null-Variante) betrachtet, liegt der
um die N-Düngerkosten bereinigte Erlös zwischen 600 und 1100 EUR pro Hektar. Im
Mittel aller Versuche liegt die optimale N-Versorgung um 220 kg N/ha, bei höheren Gaben
ist die Abnahme der Erlöse selbstverständlich deutlicher als beim Ertrag. Für die
Versuche mit den höchsten Erträgen liegt das Düngungsoptimum mit 230 kg N/ha geringfügig
höher, allerdings ist hier das Optimum des Erlöses um 130 EUR höher. Für das
„niedrige“ Ertragsniveau steigen die Erlöse zwischen 140 und 200 kg N/ha relativ
schwach an, jedoch fällt der Erlös bei Überschreitung von 200 kg N/ha deutlich ab.
Überschreitungen des Optimums sind daher betriebswirtschaftlich sehr viel problematischer
als Unterschreitungen. Das Gleiche gilt für die Umweltwirkungen.
Abb. 3: N-Düngerkosten-bereinigter Erlös von Raps in Abhängigkeit von der
N-Düngung, 33 Versuche, 1998-2005;
Annahme: Erlös von 22,50 EUR pro dt Raps, Kosten von 0,50 EUR pro kg N
4

Zwischen Erfassungshandel und Maklern/Ölmühlen üblich ist die Abrechnung nach Ölmühlenbedingungen,
wenn große Partien gehandelt werden. Diese berücksichtigen Abweichungen
von einem Standard-Ölgehalt durch Zu- bzw. Abschläge auf einen Basispreis
und finden auch Anwendung gegenüber Produzenten. Es soll dargestellt werden,
inwieweit sich das Optimum der N-Versorgung unter Erlösgesichtpunkten verändert,
wenn nach den üblichen Ölmühlenbedingungen abgerechnet wird und zusätzlich die N-
Düngerkosten Berücksichtigung finden (Annahme: Basispreis 22,50 EUR pro dt Rapssaat
bei 40 % Ölgehalt, pro Prozent Öl Über- oder Unterschreitung von 40 % werden
1,5 % des Basispreises zu- oder abgezogen, 0,50 EUR pro kg N). Hier soll auf die Problematik
der Probenahme und der analytischen Ölgehaltsbestimmung selbst nicht eingegangen
werden.
Den um die N-Düngerkosten bereinigten Erlös nach Ölmühlenbedingungen zeigt die Abbildung
4. Im Vergleich zu Abbildung 3 fällt auf, dass bei zugrunde liegendem Basispreis
von 22,5 EUR/dt die Berücksichtigung der Ölgehalte nach Ölmühlenbedingungen zu einem
um etwa 80 EUR/ha höheren, düngerkostenbereinigten Erlös führt. Um diesen Unterschied
auszugleichen, müsste bei einem Ertrag von 45 dt/ha der Preis pro Dezitonne
bei Bezahlung nach Ertrag um etwa 1,80 EUR höher sein als nach Ölmühlenbedingungen.
Abb. 4: N-Düngerkosten-bereinigter Erlös von Raps nach Ölmühlenbedingungen in
Abhängigkeit von der N-Düngung, 33 Versuche, 1998-2005
Annahme: Basispreis von 22,50 EUR pro dt Raps bei 40 % Ölgehalt, Zu- bzw.
Abschläge von 1,5 % des Basispreises bei Über- oder Unterschreitung von
40 % Öl; Kosten von 0,50 EUR pro kg N
5

Der um die N-Düngerkosten bereinigte Erlös liegt zwischen 600 und 1100 EUR pro Hektar,
wenn man alle Versuche und Varianten einschließlich der Null-Variante betrachtet.
Im Mittel aller Versuche liegt die optimale N-Versorgung zwischen 200 und 220 kg N/ha,
bei höheren N-Gaben ist bereits eine Abnahme der Erlöse zu verzeichnen. Für die Versuche
mit den höchsten Erträgen ist das Optimum des Ertrages um 170 EUR höher und
liegt näher bei 230 kg N/ha. Beim „niedrigeren“ Ertragsniveau wird der höchste Erlös
zwischen 180 und 210 kg N/ha erzielt – allerdings führen hier Überschreitungen zu drastischen
Erlöseinbußen, während Unterschreitungen eher einen geringen Effekt haben.
Nach den vorliegenden Ergebnissen ist eine Unterschreitung des N-Versorgungsoptimums
beim niedrigen Ertragsniveau längst nicht so gefährlich wie eine Überschreitung.
Mit einer Düngung von 140 kg N/ha würden höhere Erlöse erzielt werden als mit
einer Düngung von 260 kg N/ha.
Zusammenfassung und Schlussfolgerungen
Im Mittel von 33 Versuchen über acht Jahre an verschiedenen Standorten und mit gängigen
Rapssorten wurde ein Ertrag von 39 und 43 dt unter Einsatz von etwa 220-230 kg
N/ha erzielt. Für ein Ertragniveau von 50 dt waren im Mittel von 8 Versuchen etwa 250
kg N/ha nötig. Diese Unterschiede in der notwendigen Düngermenge erscheinen in Anbetracht
der Ertragsunterschiede gering.
Die N-Düngung wirkt sich mit einer Abnahme von etwa 1 % Öl pro 100 kg N negativ auf
den Ölgehalt der Saat aus. Daher steigt der Ölertrag geringer an als der Kornertrag.
Unter Berücksichtigung der N-Düngerkosten wird das Optimum der N-Versorgung bei
einem Ertragsniveau von 39 dt/ha und 43 dt/ha breiter und reicht von 180 bis 220 kg
N/ha, darüber fällt der N-Düngerkostenbereinigte Erlös ab. Dieser Abfall ist beim „niedrigen“
Ertragsniveau besonders ausgeprägt. Bei einem Ertragsniveau von 50 dt/ha liegt
das Optimum der N-Versorgung bei 230 kg N, dieses Optimum erscheint im Mittel der
Versuche recht eng zu sein.
Wird neben den N-Düngerkosten auch der Ölgehalt in der Preisfindung berücksichtigt, so
verändern sich die optimalen N-Düngermengen für die drei Ertagsniveaus nur unwesentlich
gegenüber der Betrachtung des allein um die N-Düngerkosten bereinigten Erlöses.
Die Erlöse steigen jedoch beim hohen Ertragsniveau stärker an als beim niedrigen. Das
ökonomische Optimum wird beim hohen Ertragsniveau enger.
Wahrscheinlich liegt das ökonomische Optimum für die Produktion der für die meisten
Anbaugebiete Deutschlands unter Praxisbedingungen üblichen Erträge von etwa
40 dt/ha Raps bei Berücksichtigung des Ölertrages bei einer Düngermenge von etwa
170-210 kg N/ha und damit – für uns erstaunlich – nur ca. 30 kg N/ha unter der optimalen
Düngermenge für den Ölertrag. Überschreitungen dieser N-Düngung haben aber bei
der Abrechnung nach Ölmühlenbedingungen bei allen Ertragsniveaus sehr viel größere
wirtschaftliche Konsequenzen als bei Abrechnung nach Kornertrag. Überschreitungen
der optimalen Düngermengen sind damit ökonomisch und ggf. ökologisch wesentlich
kritischer einzuschätzen als Unterschreitungen.
Bei solch engen Optima wird die Bestimmung des N-Versorgungszustandes der Pflanze,
die der Düngung zugrunde liegende realistische Ertragserwartung, aber auch die verwendete
Streutechnik zunehmend bedeutsam.
6