Düngung im Spannungsfeld von Pflanzenbedarf und Bodenzustand ...

Pflanzenproduktion / Agrarökologie 

Düngung im Spannungsfeld von Pflanzenbedarf 

und Bodenzustand 

Dr. W. Zorn, H. Schröter, H. Heß 

Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft Jena 

Referat Ackerbau und Düngung 

Thüringer Ackerbauforum 2010 Leinefelde, 15. September 2010 

„Erhaltung und Nutzung eines leistungsfähigen Bodengefüges“


Problemstellung 

Kulturpflanzen benötigen für die Ertragsbildung und Erzeugung der 

angestrebten Qualität ein ausreichendes Nährstoffangebot; 

• Die Preise für mineralische Stickstoff-, Phosphat- und Kali-Dünger 

sind in den letzten Jahren stark gestiegen; 

• Langfristige Prognosen für Preise für mineralische Düngemittel: 

stark schwankend auf hohem Niveau; 

• volatile Preise für landwirtschaftliche Produkte; 

• Minimierung der N- und P-Verluste in die Umwelt 

(Düngeverordnung, Wasserrahmenrichtlinie, ...); 

effiziente und kostensparende Düngung unter Nutzung der 

Nährstoffreserven des Bodens bzw. organischer Dünger notwendig;


Kosten der Düngung (Beispiel Winterweizen 14% Rohprotein) 

Nährstoff 

Gehalt 

kg/dt 

Nährstoffkosten 

EUR/kg (Element) 

Nährstoffkosten 

EUR/dt Weizen 

N 2,11 0,50 ... 1,30 1,06 ... 2,74 

P 0,35 0,80 ... 4,00 0,28 ... 1,40 

K 0,50 0,40 ... 1,20 0,20 ... 0,60 

Summe 1,54 ... 4,74 

Erzeugerpreis ?


Wie haben wir gedüngt? 

Mittlere N-, P- und K-Salden von 54 Landwirtschaftsbetrieben 

(1997 bis 2008, Feld-Stall-Bilanz) 

60 

kg /ha 

50 

40 

30 

N 

20 

10 

P 

0 

-10 

K 

-20 

-30 

1996 

1997 

1998 

1999 

2000 

2001 

2002 

2003 

2004 

2005 

2006 

2007 

2008 

2009


Minimumtonne nach Justus von Liebig (1803 – 1873)

Düngung der Grundnährstoffe und Kalk 

Pflanzenproduktion / Agrarökologie


Auswirkungen unterlassener Grunddüngung auf dem Ackerland 

Parameter 

Flächenanteile in den pH – bzw. 

Gehaltsklassen in % 

Thüringen 2007 - 2008 

A 

B 

C 

D 

E 

pH-Wert / 

Kalk 

3 

20 

44 

26 

7 

P 

15 

30 

25 

15 

15 

K 

2 

14 

28 

32 

24 

Mg 

1 

13 

22 

20 

44


sichtbare P-Mangelernährung bei Ackerkulturen 

P-Gehalte im Boden: 

‣ Gehaltsklasse A 

‣ untere Hälfte Gehaltsklasse B 

Bodenversauerung 

starke Trockenheit 

So-Gerste 

Kartoffel Zuckerrübe Mais


Sichtbare K-Mangelernährung bei Ackerkulturen 

Chlorosen/Nekrosen 

beginnend an 

älteren Blättern 

Standorte 

K-arme Böden (Gehaltsklasse A-B) 

- langjährig ohne K-Düngung 

-Schieferböden *) 

- Sandböden *) 

- Aueböden (K-Fixierung) 

- Vorfrüchte mit sehr hohem 

K-Entzug 

*) = niedrige K-Nachlieferung 

(niedriger K-Gehalt in Tonmineralzwischenschichten)


Kalkmangel im Ackerbau 

pH-Wert: 4,0 

Kalkbedarf: 

45 dt CaO/ha 

pH-Wert: 6,2 

Kalkbedarf: 

0 dt CaO/ha 

„Säureschäden“ bei Sommergerste, Buntsandsteinboden


Kornertrag von Sommergerste in Abhängigkeit 

vom pH-Wert des Bodens (Bad Berka, 2001) 

80 

60 

dt/ha 

40 

20 

0 

3 4 5 6 7 

pH


Ergebnisse „alter“ und aktueller Feldversuche 

Versuchsfeld Dornburg/Saale 

Zorn, Heß, Schröter 10/2008


Boden-P-Gehalte im statischen P-Versuch Dornburg/Saale 

mg P je 

100g 

Boden 

10 

9 

8 

7 

6 

5 

4 

3 

2 

1 

D 

C 

B 

A 

Entzug +30 % 

Entzug 

Entzug -30% 

ohne P 

0 

1993 

1995 

1997 

1999 

2001 

2003 

2005 

2007


Ertragsänderung durch differenzierte P-Düngung 

(Bezugsbasis: P-Düngung nach Abfuhr, Dornburg) 

Mehrertrag 

P-Düngung 

130% d. Abfuhr 

4 

2 

dt/ha 

0 

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 

-2 

Silomais 

Sommer- 

Gerste 

Winterweizen 

Ertragsminderung 

ohne P 

-4 

-6 

Winterweizen 

Sommer- 

Gerste 

Winterroggen 

Körnererbse 

Winterraps 

Winterweizen 

Winterweizen 

-8 

Sommer- 

Gerste 

-12 dt/ha


P-Düngewirkung bei Trockenheit 

statischer P-Versuch Haufeld P-Gehaltsklasse C (Grenze zu D) 

Mehrertrag (dt/ha) zu P0 


2002 

2003 

2004 

(P0) 

Winterweizen 

(79,7) 

Wintergerste 

(77,0) 

Winterweizen 

(85,7) 

70% Abfuhr 

-0,6 

+4,3 

0 

100% Abfuhr 

+1,7 

+16,4 

+0,2 

130% Abfuhr 

+0,4 

+19,5 

-0,8 

Jahresniederschlag: 2002: 660 mm 

2003: 377 mm 

2004: 601 mm


P-Düngungsversuch Dachwig 2008 Winterweizen Mulan B 

Lößschwarzerde, P-Düngung zur Saat als Triplesuperphosphat 

115 

110 

105 

dt/ha 

100 

95 

90 

101,5 

105,2 

109,2 

85 

90,6 

80 

ohne P 50% P- 

Abfuhr 


P-Abfuhr 150% P- 

Abfuhr 

P-Düngung in GK A: 

Düngung 

vor 

Anlage 

P-Gehalt 

mg P/100g 

nach 

Ernte 

ohne P 2,3 A 1,7 A 

50% Abfuhr 2,1 A 2,2 A 

100% Abfuhr 2,0 A 2,2 A 

150% Abfuhr 2,0 A 3,4 B 

über Entzug


Getreideertrag dt/ha in Abhängigkeit von P-Gehalt im Boden und 

P-Düngung (Lößschwarzerde Wengelsdorf, 1979 - 1982) 

100 

P-Entzugsdüngung 

3% 

Ertrag 

relativ 

% 

90 

80 

8% 

ohne P-Düngung 

70 

A B C 

0 2 4 6 8 

P DL 

mg P/100g 

In GK A+B: Düngung über Abfuhr


Anpassungsreaktionen P- und K-Düngung bei hohen Düngerpreisen 

Gehaltsklasse 

Höhe der 

mineralischen Düngung 

Einsatz von Wirtschafts- und 

Sekundärrohstoffdüngern 

A über Abfuhr 1) alle Möglichkeiten für die P- und 

K-Zufuhr über Wirtschafts- und 

B über Abfuhr 1) 

Sekundärrohstoffdünger nutzen 

C 

D 

E 

unter Abfuhr / Abfuhr 

keine mineralische 

P- bzw. K-Düngung 

Wirtschafts- und 

Sekundärrohstoffdünger zur 

Erhaltungsdüngung nutzen 

kein vordringlicher Einsatz von 

Wirtschafts- und 

Sekundärrohstoffdüngern 

1) 

= wasserlösliche P-Dünger nutzen 

Teilflächendifferenzierte Grunddüngung!


Standortbezug P- und K-Düngung 

Standort mit 

Reaktion 

K-Auswaschung 

Zuschlag bei Düngung (z. B. Sandböden) 

jährliche Düngung, keine Fruchtfolgedüngung 

K-Fixierung 

Zuschlag bei Düngung (z. B. Aueböden) 


P-Fixierung 

Zuschlag bei Düngung (z. B. Fe-reiche Böden) 


hoher K- 

Nachlieferung 

Reduzierung der K-Düngung


Mobilisierung natürlicher Nährstoffreserven des Bodens 

Eine echte Alternative zur P- und K-Düngung? 

• Wirkung der Nährstoffmobilisierenden Pflanzenarten (P) 

• nährstoffeffizientere Sorten (Pflanzenzüchtung) 

• Verbesserung der Aufnahmebedingungen für Nährstoffe 

(Bodenstrukturverbesserung) 

• Bodenverbesserung durch Dünge- und Bodenverbesserungsmittel


P-Dynamik im Boden 

CAL-P, DL-P 

stabiles Phosphat 

labiles 

Phosphat 

gelöstes 

Phosphat



Wirkung der Kalkdüngung auf die P-Versorgung des Bodens 

Mittelwerte von 6 Versuchen (l`S, BG 2) zu Versuchsbeginn 1979 

pH-Wert: 5,4 

P DL 

: 

5,4 mg P/100g Boden 

P DL 

mg /100g 

8 

7 

6 

5 

B 

0,3 

C 

C 

1,1 1,4 

C 

2,2 

P-Gehaltsklasse 

Differenz 1979 / 1982 

Versuchsbeginn 1979 

4 

3 

5,4 5,4 5,4 5,4 

0 20 40 80 

dt/ha kohlensauer Mg-Kalk 

Quelle: Kerschberger, 1987


Verbesserung der P-Verfügbarkeit durch Kieselsäure 

lösliche Kieselsäure (z. B. Wasserglas) und Silikate (z. B. Hüttenkalke) 

erhöhen die P-Verfügbarkeit im Boden und die Resistenz der Pflanzen 

gegenüber Pilzkrankheiten: 

- Austausch absorptiv gebundener Bodenphosphate 

- Stabilisierung der Zellwände 

aber 

Von Stoffen, die lediglich Quarz (SiO 2 

) und keine löslichen Si- 

Verbindungen enthalten, ist dagegen keine oder eine nur sehr 

geringe Wirksamkeit zu erwarten!


Kornertrag von Winterweizen in Abhängigkeit von P-Form und 

SiO 2 

-Düngung mit Wasserglas (Gefäßversuch) 

g/Gefäß 

25 

ohne SiO2 

mit SiO2 

20 

15 

10 

5 

0 

ohne P Hyper-P Super-P Thomas-P 

Quelle: Scheffer, 1977


Ergebnisse bayerischer Feldversuche


Nährstoffverteilung im Boden nach langjähriger pflugloser 

Bewirtschaftung (Mittel von 10 Schlägen) 

Tiefe 

cm 

pH 

P 

K 

mg/100g 

Mg 

P freisetzbar 

µg/100g*min 

OS 

% 

C hwl 

mg/kg 

N hwl 

0-10 

6,8 

5,7 

22 

18,2 

64,8 

5,2 

0,21 

N t 

46 

746 

95 

10-20 

6,9 

3,2 

16 

17,8 

28,0 

4,4 

0,18 

636 

67 

20-30 

7,0 

1,7 

11 

17,4 

10,7 

3,6 

0,14 

430


P-Gehalt im Boden nach langjähriger pflugloser Bewirtschaftung 

(Beispiel) 

0 - 10 cm 

10 - 20 cm 

20 -30 cm 

Gehaltsklasse 

0 A 2 B 4 C 6 

mg P/100g Boden 

P-Verfügbarkeit bei Austrocknung der oberen Bodenschicht?


P-Unterfußdüngung zu Getreide und Raps 

in langjährig pfluglosen Systemen 

Mehrertrag durch differenzierte P-Düngung 

Wintergerste Elxleben 2009 

14 

12 

10 

50% Abfuhr 

100% Abfuhr 

150% Abfuhr 

dt/ha 

8 

6 

4 

2 

0 

breitflächig zur 

Saat 

Unterfußdüngung 

Frühjahr 

Kopfdüngung 

2,5 mg P/100g GK B/A 

P-Düngung als Triplesuperphosphat


P- und K-Verfügbarkeit in Abhängigkeit vom Bodengefüge 

P- und K-Aufnahme der Pflanzen 

(stark vereinfacht) 

= 

Wurzellänge 

* 

Nährstoffaufnahmevermögen 

je Einheit 

Wurzellänge 

hängt ab von 

Bodengefüge 

Pflanzeneigenschaften 

…. 

hängt ab von 

Nährstoffgehalt im Boden 

Wassergehalt im Boden 

Pflanzeneigenschaften 

….

N-Düngung 

Pflanzenproduktion / Agrarökologie


Ertragsfunktion für die N-Düngung zu Winterweizen (1. und 2. N-Gabe) 

69 Thüringer Feldversuche 1993 bis 2009 

90 

80 

SBA-Empfehlung 

149 kg N/ha 

Höchstertrag 

170 kg N/ha 

70 

dt/ha 

60 

50 

40 

30 

mittlerer N min -Gehalt: 

50 kg N/ha 

0 40 80 120 160 200 240 

kg N/ha 

149 

170


Prinzip der Ermittlung des N-Düngebedarfes nach dem 

Stickstoff-Bedarfs-Analyse-System (SBA) – N-Sollwertmethode 

N-Sollwert (kulturartspezifisch) 

± 

± 

- 

± 

± 

- 

= 

Zu- bzw. Abschlag für Ertragserwartung 

Sortenintensität 

N aus Vorfrucht und organischer Düngung 

Zu- bzw. Abschlag aufgrund des Standortes 

Zu- bzw. Abschlag aufgrund der 

Bestandesentwicklung 

N min 

-Gehalt im Boden 

N-Düngebedarf (1. + 2. N-Gabe)


Schlagbezogene Bemessung der N-Düngung 

Ermittlung des N-Düngebedarfs (Düngeverordnung) 

eigene N min 

- 

Untersuchung 

Richtwerte für 

N min 

-Gehalte 

Kalkulation der 

N min 

-Gehalte 

SBA-Labor 

Anbindung an 

LIMS 

SBA-Landwirt 

download 

SBA_NET 

(TLL-homepage)


Stickstoff-Bedarfs-Analyse SBA (Beispiel SBA-L)


Operative Ermittlung des N-Düngebedarfs von Wintergetreide 

‣ Nitratschnelltest 

‣ Pflanzenanalyse 

‣ N-Tester (Chlorophyllmessgerät) 

‣ N-Sensoren nach „Eichung“ 

‣ Erfahrung des Landwirtes 

Zukünftig sind Boden- und Standortfaktoren stärker zu berücksichtigen!


N-Düngung zu Qualitätsweizen im Trockengebiet 

beim Einsatz nicht stabilisierter N-Dünger 

N- 

Gabe 

Düngungshöhe 

Zeitraum 

Bemerkung 

1. 

Sollwert 110 kg N/ha minus N min 

Vegetationsbeginn 

N-Gaben über 60 kg /ha 

in 1a- und 1b-Gabe 

teilen 

2. 

60 kg N/ha 

ES 31 - 32 

Modifizierung nach 

Ernährungszustand 

(Nitratschnelltest, 

Chlorophyllmessung) 

3. 

In Abhängigkeit von der 

Ertragserwartung 

75 dt/ha: 60 – 80 kg N/ha 

ES 39 - 45 

Modifizierung nach 

Ernährungs- und 

Gesundheitszustand, 

Wasserversorgung 

Spannungsfeld zwischen N-Bedarf und N-Verfügbarkeit


Nährstoffüberschussgebiete – Stickstoff (N-NÜG) 

= Gebietskulisse für KULAP W1


Fazit 

• Ein optimiertes betriebliches Düngungsmanagement stellt eine 

wesentliche Grundlage für einen erfolgreichen Ackerbau und die 

Minimierung von Nährstoffverlusten in die Umwelt dar. 

• Nach wie vor besteht großer Nachholbedarf hinsichtlich 

bedarfsgerechter Grunddüngung. 

• Eine hohe Bodenfruchtbarkeit (Humusgehalt, Bodengefüge, 

Kalkzustand, …) fördert die Verfügbarkeit der Pflanzennährstoffe. 

• Die Bedeutung der Teilflächendifferenzierten P- und K-Düngung 

nimmt zu. 

• Starke Nährstoffhorizontierung nach langjährig pflugloser 

Bewirtschaftung feststellbar. 

• P an die Wurzel bringen (Unterfußdüngung) 

• Standortfaktoren sind stärker berücksichtigen als bisher

Düngung im Spannungsfeld von Pflanzenbedarf und Bodenzustand ...

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