Düngung – Beratungsservice effizient düngen

Düngung

Düngebedarfsermittlung

Um den Düngebedarf zu ermitteln, sind zahlreiche Hilfsmittel und Services verfügbar:

N-Tester

Der Yara N-Tester wird zur Ermittlung des Stickstoff-Düngebedarfs zum Schossen und Ährenschieben eingesetzt. Er ist einfach zu handhaben und misst treffsicher und schnell.

Hier finden Sie unsere Newsletter zum Thema N-Tester:


N-Tester

N-Tester


N-Sensor
N-Sensor

N-Sensor

Der Yara N-Sensor ist ein Tool, mit dem der Stickstoff-Versorgungszustand des Bestandes schnell und mit hoher räumlicher Auflösung erfasst werden kann. Daraus wird die benötigte Düngermenge errechnet.

Pflanzenanalyse
Pflanzenanalyse

Pflanzenanalyse

Mit Hilfe einer Pflanzenanalyse (Megalab™) erhält man eine aktuelle Beurteilung der Nährstoff-Aufnahme durch die Pflanzen. Nährstoffbedingte Wachstumsstörungen werden diagnostiziert und über Sofortmaßnahmen kann der Mangel behoben werden.

Newsletter zum Thema Pflanzenanalyse:
Pflanzenanalysen: Mängel erkennen und vermeiden
Megalab™ prüft Nährstoff-Versorgung: Schwefel-Mangel im Wintergetreide
Megalab™-Ergebnisse 2013: Pflanzen-Analysen in Kartoffeln
Pflanzen-Analysen zeigen Schwefel-Mangel: Deutliche Nährstoff-Defizite bei Weizen
Pflanzenanalyse-Ergebnisse aus 2012: Fast alle Proben zeigen Mangel
Pflanzenanalysen: Hilfsmittel für die Düngeoptimierung

YaraPlan
Yara Plan

Yara Plan

Das Programm Yara Plan berechnet den maximalen Stickstoff-Düngebedarf und die Stoffstrom-Bilanzen gemäß der neuen Düngeverordnung. Die Bedarfsberechnungen aller anderen Nährstoffe basieren auf den geltenden Richtlinien der Offizialberatung in dem jeweiligen Bundesland.

Apps
Apps

Apps

  • ImageIT App: Mit Hilfe der Yara ImageIT App kann der Stickstoff-Bedarf von Raps und Winterweizen anhand von Fotos des Pflanzenbestandes zu Vegetationsende und -beginn bestimmt werden.
  • CheckIT App: Die Yara App CheckIT ermöglicht eine visuelle Diagnose von Nährstoffmangel in landwirtschaftlichen Kulturen anhand einer Bilddatenbank.
  • Entzugsrechner App: Der Yara Entzugsrechner ist ein wichtiges Hilfsmittel für den Landwirt um die Nährstoffentzüge landwirtschaftlicher Kulturen von Phosphor, Kalium, Magnesium und Schwefel zu bestimmen.
  • die klassische Bodenanalyse bildet die Grundlage der Nährstoffsbedarfsermittlungen
Atfarm


Atfarm ist ein digitales Tool entwickelt auf der Basis von Yara’s jahrzehntelanger Erfahrung im Bereich Pflanzenernährung und Düngung. Es ermöglicht Landwirten und Beratern teilflächenspezifische Düngung mit Hilfe von Satellitendaten.

Hier finden Sie unseren Newsletter zum Thema Atfarm:

Düngesysteme

Grunddüngung

Die Grunddüngung ist in den vergangenen Jahren auf vielen Standorten vernachlässigt worden. Meist sind die  viehstarken Regionen noch ausreichend mit  Phosphor und Kalium versorgt. Aber auf reinen Ackerbaustandorten sind einzelne Nährstoffgehalte in den Böden mittlerweile so gering, dass daraus massive Ertrags- und Qualitätsnachteile resultieren.

Die zuständigen Behörden der Bundesländer haben Gehaltsklassen für Phosphat und Kali festgelegt. Mit diesen Tabellen kann die Nährstoffversorgung eingeordnet werden. Als Beispiel finden Sie unten stehend eine Tabelle aus Nordrhein-Westfalen.

Gehaltsklassen und Versorgungsstufen für Phosphat in Acker-und Grünland, CAL-Methode
(n. LK Reinland und Westfalen-Lippe)
(Quelle : LAD Informationen zur Düngung, Ausgabe NRW 2004)

Gehaltsklassemg P2O5 /100g Boden;
Bodenart für Acker und Grünland;
S, IS , sU, ssL, IU,sL, uL, L
mg P2O5 /100g Boden;
Bodenart für Acker und Grünland;
utL, tL, T, flachgründiger Sand
A (sehr niedrig)bis 3bis 5
B (niedrig)4-96-13
C (anzustreben)10-1814-24
D (hoch)19-3225-38
E (sehr hoch)ab 33ab 39
Den Nährstoff-Bedarf richtig ermitteln

Wie genau der Boden mit Phosphat, Kali und Kalk versorgt ist, erfährt man durch eine Bodenuntersuchung.  Anhand der Ergebnisse kann der Düngerbedarf ermittelt werden, der erforderlich ist, um die anzustrebende Versorgungsstufe C zu erreichen oder zu halten. Dies zeigt die Abbildung schematisch.

Anhand der Bodenversorgung und der Nährstoffentzüge der angebauten Fruchtfolge lässt sich der Nährstoffbedarf für Phosphat und Kali planen.

Das Düngerplanungsprogramm Yara Plan hilft, die Düngermenge zu berechnen.

Phosphor- und Kali-Düngung kalkulieren

Phosphate unterschieden sich deutlich in ihrer Löslichkeit. Während sich einige Phosphate leicht in Wasser lösen, werden andere Phosphate erst durch Mineralsäuren gelöst. Je höher der Anteil wasserlöslicher Phosphate im Dünger ist, desto schneller und leichter ist das Phosphat pflanzenverfügbar. Je höher die Pflanzenverfügbarkeit ist, desto näher kann an dem Bedarfszeitpunkt der Pflanzen gedüngt werden. Neben Phosphat sind auch Calcium, Schwefel, Eisen, Magnesium und Mangan in einigen Phosphatdüngern vorhanden.

Kali ist hoch wasserlöslich und somit direkt pflanzenverfügbar. Kalidünger unterscheiden sich wesentlich in ihrem Kaligehalt und der Kornform beziehungsweise der Korngröße. Neben Kali sind Magnesiumoxid, Natrium und Schwefel in den wichtigen Kalidüngern enthalten. Zu beachten ist die Kaliform; Kali kann als Chlorid oder Sulfat vorliegen. In Spezialkulturen und Kartoffeln wird auf Grund der Chloridempfindlichkeit vorrangig Kalisulfat eingesetzt.

Phosphatdünger werden im Boden je nach Standortbedingungen rasch oder langsam in weniger pflanzenverfügbare Bindungsformen überführt. Das bedeutet, dass ein im Herbst -wenn auch in wasserlöslicher Form- gedüngtes Phosphat oder Kali bis zum Frühjahr einen großen Teil seiner schnellen Verfügbarkeit eingebüßt hat. Daher ist neben der Löslichkeit der Dünger auch der Düngezeitpunkt entscheidend.
Besonders Getreidepflanzen haben im Jugendstadium ihren höchsten Phosphatbedarf. So sollte die Düngung jährlich zu Vegetationsbeginn erfolgen, um diesen Bedarf abpassen zu können. (siehe Sonder-Newsletter: Winterweizen effizient düngen)

Klassisch werden Einzelnährstoffdünger mit Phosphat oder Kali in der Rotationsdüngung eingesetzt. Phosphat und Kali werden in Höhe des Entzuges oder des Aufdüngungsziels gestreut. Die Dünger werden zu den Kulturen ausgebracht, die einen hohen Nährstoffbedarf an Phosphat und Kali haben. Neue Forschungsergebnisse belegen allerdings, dass eine Düngung mit NPK im Frühjahr verglichen zu einer Rotations- oder Herbstdüngung am effizientesten ist. Grund hierfür ist, dass die Nährstoffe mit einer besonders hohen Streugenauigkeit ausgebracht werden können, da alle Nährstoffkomponenten in einem Düngekorn verfügbar sind.

Für Kali ergibt sich der Bedarf in folgender Reihung:
Silo-Mais > Winterraps = Zuckerrüben > Kartoffeln > Getreide

Für Phosphat ergibt sich der Bedarf in folgender Reihung:
Mais > Winterraps = Weizen > Zuckerrüben

Mehrnährstoffdünger

NP- und NPK-Dünger enthalten mehrere Nährstoffe in verschiedenen Konzentrationen. Im Gegensatz zu Bulk-Blends – mechanisch gemischten Mehrnährstoffdüngern – liegen alle Nährstoffe bei industriell gefertigten Produkten in einem Düngerkorn vor. Somit ist eine gleichmäßige Verteilung aller Nährstoffe über die gesamte Fläche gegeben. (siehe auch Newsletter: Mischdünger: Das spricht dagegen)

Volldünger ist beispielsweise ein 15/15/15. Jedoch ist das Spektrum an Formeln vielseitig, so dass für jede Bewirtschaftungsform ein geeigneter Dünger angeboten wird. Die meisten Mehrnährstoffdünger sind auch mit Schwefel und Magnesium erhältlich. Einige Sorten beinhalten auch Spurennährstoffe. Die Nährstoffe in den NPK-Düngern liegen in hoch wasserlöslichen Formen vor. Hierdurch wird eine hohe und schnelle Pflanzenverfügbarkeit gesichert.

Im Frühjahr kann die Nährstoffverfügbarkeit aus dem Boden durch ungünstige Bedingung wie Kälte und Nässe stark eingeschränkt sein. Vorübergehend können dann für die Pflanzen nicht alle Nährstoffe verfügbar sein. Dieser Effekt wird durch die zu Vegetationsbeginn geringe Wurzelmasse der Pflanzen verstärkt. Die Pflanzen haben dann wenig Boden erschlossen und können demzufolge nur über ein geringes Nährstoffangebot im Boden verfügen. Solche vorübergehenden Mangelsituationen können mit schnell wirkenden Mehrnährstoffdüngern abgestellt werden. Dadurch erhalten die Pflanzen einen Wachstumsvorsprung, da sie nun ausreichend Nährstoffe aufnehmen können.

So sind beispielsweise bei Sommergerste erhebliche Ertragseffekte durch eine NPK-Düngung zur Saat, selbst bei Versorgungsstufe C für Phosphat und Kali, bekannt. Dies ist auch auf die kurze Wachstumszeit der Sommergerste zurück zu führen. Eine zeitweise eingeschränkte Nährstoffverfügbarkeit wird hier besonders deutlich.

Wirkung-Phosphatduengung

Arbeitswirtschaftliche Entlastung
Mit NPK-Volldüngern kann, wenn Phosphor- und Kalireiche Sorten verwendet werden, die gesamte Grunddüngung über die NPK-Anwendung abgedeckt werden. Dies gilt insbesondere, wenn andere P- und K-Quellen wie Wirtschaftsdünger oder Klärschlamm verwendet werden und wenn nur Teilmengen des Phosphor- und Kali-Entzugs durch Mineraldünger ergänzt werden müssen. Beim Einsatz von Stickstoffreichen NPK’s (mit geringeren Phosphat- und Kaligehalten) sollte der Phospat- und Kali- Bedarf über entsprechende Einzeldünger während der Fruchtfolge ergänzt werden. Das Ausmaß der arbeitswirtschaftlichen Entlastung durch Einsparung von Überfahrten hängt also vom Betriebstyp und den verwendeten NPK-Dünger ab. (siehe Newsletter: Volldünger entlasten Arbeiten auf dem Feld)

Kalk

Ein optimaler pH-Wert ist für eine hohe Nährstoffverfügbarkeit im Boden und damit eine effiziente Wirkung der angewendeten Düngemittel essentiell. Bodengare und biologische Aktivität werden gefördert. Neben Kalk tragen alle basisch wirkenden Ionen dazu bei, dass der pH-Wert sich verbessert. Dies sind hauptsächlich: Kalzium– und Magnesium-Oxide, -Hydroxide und -Karbonate.

Informationen über den Kalkbedarf geben die Bodenuntersuchung mit nachfolgender Kalkbedarfsbestimmung.
Je nach Kalkbedürftigkeit der Böden sollte der Kalk nach seinem Reaktionsvermögen gewählt werden. Langsam wirkende Kalke sollten zur Erhaltungskalkung eingesetzt werden. Schnell wirkende Kalke können den pH-Wert entsprechend schnell anheben.

Auswahl von Kalkdüngern und deren Bewertung

Produkt Basische Wirkung % CaOAnmerkungen
Kohlensaurer Kalk 45-53Kalkform: CaCO3 (und MgCO3); langsame und nachhaltige Wirkung
Branntkalk 80-95gebrannter Kalk mit sehr schneller Wirkung
Mischkalk60-65Gemisch aus Branntkalk und Kohlensaurem Kalk ; schnelle aber weniger nachhaltige Wirkung
Hüttenkalk / Konverterkalk47 / 43Kieselsaure Kalke mit nachhaltiger Wirkung;Spurennährstoffe
Carbokalk abgepresst (aus Verarbeitung d. Zuckerrübe)30-32CaCO3 mit schneller Wirkung ; 0,6-1% P2O5 , ca.0,4% N und 12-15% org.Bestandteile
Carbokalk flüssig (aus Verarbeitung d. Zuckerrübe) 19CaCO3 mit schneller Wirkung ; 0,7% P2O5, ca. 0,2% N und 6% org.Bestandteile
Rückstandskalk (aus der Aufbereitung von Trinkwasser)> 30 in der TMKalkform: überwiegend CaCO3
Kalkdünger aus der Verbrennung von Braunkohle40Schwefel, Kieselsäure, Spurennährstoffe

Je nach Fruchtfolge erfolgt die Kalkung im Sommer auf die Stoppel oder im Frühjahr vor der Saat der angebauten Kultur. Die Kalkung sollte zu den kalkbedürftigsten Früchten in der Fruchtfolge erfolgen.
Futter- und Zuckerrüben, Mais, Raps, Winter- und Sommergerste haben hohe Ansprüche an die Kalkversorgung. Hafer, Weizen, Roggen, Triticale und Kartoffeln haben weniger hohe Ansprüche an die Kalkversorgung.
Anschließend sollte der Kalk eingearbeitet werden, damit der Kalk schnell mit dem Bodenwasser reagieren kann.

Es sollte jedoch nicht nur die pH-Wert Verbesserung im Fokus stehen. Eine Kalkung weist durchaus weitere positive Effekte auf, die nicht zu vernachlässigen sind. So verbessert eine Kalkung, zum Beispiel zu Winterraps, die Krümelstruktur des Bodens, wodurch günstigere Saatbedingungen geschaffen werden. Darüber hinaus kann eine Kalkung auf Flächen, auf denen Kohlhernie auftritt, das Ausmaß der Krankheit eindämmen.
Besonders in Maisfruchtfolgen ist auf eine gute Kalkversorgung Wert zu legen. Bei niedrigen pH-Werten können Wachstumsstörungen auftreten. Aber auch Zuckerrüben profitieren von einer guten Kalkversorgung, da sie hohe Ansprüche an eine gute Bodenstruktur haben. Ein schlechter Feldaufgang durch Verschlämmung ist fast nicht mehr zu korrigieren.

Kalkmengenermittlung
Anhand der Bodenuntersuchungsergebnisse, die den Kalkbedarf meist in in CaO ausweisen, kann die benötigte Menge des vorliegenden Düngekalkes ermittelt werden.
In dem Beispiel würde sich bei einem Bedarf zur Erhaltungskalkung von 1,5t CaO/ha ein Düngebedarf von 2,8t/ha kohlensaurer Magnesiumkalk 90 (1,5:0,537=2,78) ergeben.

Umrechnungsfaktoren zur Berechnung des Neutralisationswertes von Kalkdüngern

VerbindungFaktor zu CaO
CaCO3x 0,56
MgCO3x 0,67
MgOx 1,4
Mg(OH)2x 0,72
Ca(OH)2x 0,76

Beispiel:

Kohlensaurer Magnesiumkalk 90 mit 60% CaCO3 und 30% MgCO3:
NW = (60 * 0,56) + (30 * 0,67)
NW = 33,6 + 20,1
NW = 53,7% CaO

Geteilte N-Gaben
Mit geteilten Stickstoffgaben gezielt Bestände düngen

Ziel einer ökonomisch optimalen Stickstoff-Düngung ist, den tatsächlichen Düngebedarf möglichst genau abzuschätzen. Vor allem im Getreide- und Rapsanbau hat sich bewährt, die Stickstoffgaben aufzuteilen. Denn Pflanzen haben zu bestimmten Entwicklungsstadien einen besonders hohen Stickstoff-Bedarf. Dieser Bedarf ergibt sich aus der Stickstoff-Aufnahme der Pflanzen während der Vegetationszeit abzüglich des Stickstoff- Nachlieferungsvermögens der Böden. Welche Mengen zu welchem Zeitpunkt benötigt werden, schwankt von Jahr zu Jahr und hängt von den Wachstumsbedingungen (Niederschläge, Temperatur) und dem Stickstoff-Angebot der Böden (Vorfrucht, organische Düngung) sehr stark ab.

Deshalb gibt es auch keinen beziehungsweise nur einen schwachen Zusammenhang zwischen optimal zu düngender Stickstoff-Menge und Ertrag. Die Stickstoff-Düngung muss also jedes Jahr neu an die Bedingungen im Anbaujahr angepasst werden.

Geteilte-N-Gaben

Pauschal lässt sich die Düngemenge nicht ableiten. Fehleinschätzungen führen zu Ertragsverlusten oder belasten die Umwelt durch zu hohe Stickstoff-Bilanzüberschüsse infolge von Überdüngung. Deshalb ist es sinnvoll, die auszubringende Stickstoffmenge erst kurz vor der Applikation fest zu legen und dann mit schnell wirkenden Düngern zu arbeiten. So stellt man sicher, dass die Nährstoffe verlustarm und schnell von den Pflanzen aufgenommen werden.

Im Wintergetreide werden meist drei bis vier Teilgaben gedüngt. Sie orientieren sich am Entwicklungsstand der Pflanzen. Gedüngt wird zum Vegetationsstart, zum Schossen und zum Ährenschieben. Je nach Erzeugungsziel unterteilt man hier noch einmal in eine Ertrags- und eine Qualitätsgabe. Um die Höhe der einzelnen Stickstoff-Gaben zu ermitteln, gibt es verschiedene Hilfsmittel. Beispielsweise kann man den Nmin -Wert für die erste Gabe ermitteln und für die weiteren Gaben den Yara-N-Tester, N-Schnelltestmethoden (Nitratschnelltest, Nitracheck) oder das einfache Düngefenster nutzen.

Methoden um den Stickstoff-Bedarf zu ermitteln
N-Tester-im-Einsatz

Der Yara-N-Tester wurde Anfang der 90er Jahre für den Getreidebau entwickelt. Es ist ein optisches Verfahren. Das leicht zu bedienende Gerät misst die Schwächung eines Lichtimpulses bei verschiedenen Wellenlängen nach der Durchstrahlung von Blättern. Für eine Düngungsempfehlung muss repräsentativ über den Schlag oder Schlagteil verteilt an 30 Pflanzen das jeweils jüngste voll entwickelte Blatt zu gemessen werden. Der gemittelte Messwert korreliert mit der Grünfärbung beziehungsweise. dem Chlorophyllgehalt der Blätter und diese mit dem Stickstoff-Ernährungszustand. Die unterschiedliche natürliche Färbung der Sorten werden durch einen Korrekturwert berücksichtigt. Voraussetzung für eine korrekte Anwendung ist, dass die natürliche Färbung der Blätter nicht durch andere Mangelsymptome (zum Beispiel Schwefel- oder Magnesiummangel) oder Krankheiten beeinträchtigt ist.
Für die teilflächenspezifische Stickstoffdüngung hat sich in der Praxis der Yara N-Sensor bewährt.

Der Stickstoff-Ernährungszustand eines Bestandes ist nicht an jeder Stelle des Schlages gleich. Dies bedeutet, dass der benötigte Stickstoff-Düngebedarf auf einem Schlag erheblich schwanken kann. Ursache hierfür sind kleinräumig wechselnde Bodenverhältnisse und Bewirtschaftungseinflüsse. Der N-Sensor ermittelt über Chlorophyll- und Biomassemessungen den aktuellen Ernährungszustand der Pflanzen teilflächenspezifisch und zeigt gut und schlecht versorgte Teilbereiche auf. Speziell auf unterversorgten Teilflächen besteht zum Zeitpunkt der zweiten Stickstoff-Gabe durch Stickstoff-Mangel die Gefahr, dass zu viele Triebe reduziert und zu wenige Ährchen angelegt werden. Das Ertragspotenzial in diesen Bereichen kann dann nicht mehr ausgeschöpft werden.

Der Nitratschnelltest und der Nitracheck wurden zur exakten Bestimmung der Nitratgehalte im Pflanzensaft in den 80er Jahren in die Praxis eingeführt. Diese Tests können mit den entsprechenden Hilfsmitteln direkt auf dem Feld erfolgen. Aus mehreren üben den Schlag entnommenen Halmen wird am Halmgrund Pflanzensaft ausgepresst. Dann testet man den Saft mit dem Nitrat-Indikatorpapier (Merckoquant-Nitratteststäbchen). Die angezeigte Violettfärbung wird dann mit der Farbskala auf der Packung verglichen und entsprechend einem Wert zugeordnet. Dieser korreliert mit dem Nitratgehalt im Pflanzensaft und dieser wiederum mit dem Stickstoff-Ernährungszustand des Bestandes.

Stabilisierte N-Dünger

Stabilisierte N-Dünger unterscheiden sich von herkömmlichen Ammonium- oder Nitratdüngern dadurch, dass sie Nitrifikationsinhibitoren zugesetzt bekommen. Diese bewirken, dass die von Bodenmikroben durchgeführte Umsetzung von Ammonium zu Nitrat im Boden für einen Zeitraum von vier bis zehn Wochen verzögert wird. Damit wird die Nitratfreisetzung aus Ammonium im Boden verlangsamt.

Zwei Produktlinien werden angeboten:
– stabilisierter Dünger mit Nitrat- und Ammoniumstickstoff (mit DMPP)
– stabilisierter Dünger ausschließlich auf Basis von Harnstoff ohne Nitratstickstoff (mit DCD + Triazol)

Durch diese Stickstoff-Zusammensetzung und unterschiedliche Wirkungsweise der Zusatzstoffe ergibt sich eine unterschiedliche Stickstoff-Dynamik, auf die bei der Anwendung geachtet werden muss. Die Ammoniumphase des Düngers wird verlängert, die Nitratanlieferung verzögert.

Die Wirkungsweise und Anwendung dieser Dünger unterscheidet sich grundsätzlich von der herkömmlichen Düngung mit beispielsweise Kalkammonsalpeter.

Betriebe, die auf diese Systeme umstellen wollen, müssen entscheiden, ob hinsichtlich

  • der angebauten Kulturen
  • der Erzeugungsziele (Qualitäten)
  • Boden und Niederschlagsverhältnisse
  • arbeits- und betriebswirtschaftlicher Situation

diese Systeme vorteilhaft für den Betrieb sind.

In Abhängigkeit von der Kultur werden stabilisierte Stickstoff-Dünger häufig auch mit nicht stabilisierten nitrathaltigen Stickstoffdüngern kombiniert eingesetzt.

Hier finden Sie weitere Informationen zu dem Thema:
Einmal-Gabe besser mit Nitraten: Unterschiedliche Düngungs-Strategien im Weizen
Wann wird Stickstoff im Boden verlagert?

Wirkung verschiedener N-Düngerformen auf den Kornertrag und den N-kostenfreien Erlös bei W-RAPS

Sorte Oase, Gülzow (200 N / 40 S) u. Vipperow (160 N /30 S); MW 2005 u. 2006

DüngerformenKornertrag (%)Rohfett-(%)N-kostenfr. Erlös(%)
Harnstoff9643,999
Harnstoff + SSA9744,099
Piamon 33-S + Piagran9743,898
Piamon 33-S + Piagran geteilt10044,0101
Alzon 46 + Piamon 33-S10044,0100
SSA als 1a-Gabe + Alzon 469943,899
Harnstoff + Kieserit9944,0100
Optimag + KAS10543,5102
ASS + KAS10443,2103
KAS + Entec 2610343,2100
GD 5% rel.4,1

CULTAN

Die Düngung im CULTAN-Verfahren bedeutet, dass die Kulturpflanzen ammoniumbetont durch ein platziert angelegtes konzentriertes Düngerdepot im Boden mit ausschließlich ammoniumhaltigen Düngern versorgt werden. Der Begriff beruht auf den Anfangsbuchstaben der Bezeichnung controlled uptake long term ammonium nutrition. Die Düngung erfolgt bei Getreide nur einmal zu Beginn des Streckungswachstums. Weil man eine große Menge Ammonium als Depot injiziert, geht man davon aus, dass dieses Depot kaum nitrifiziert und die Pflanzen in erster Linie Ammonium aufnehmen. Ein häufig verwendeter Dünger für dieses Verfahren ist die Ammonsulfat-Harnstoff- Lösung. Sie enthält 6 Prozent Ammonium – Stickstoff und 14 Prozent Amid -Stickstoff.
Es werden derzeit viele verschiedene flüssige Dünger für Cultan angeboten. Sie werden in den Boden injiziert oder auf dem Boden als Düngerband abgelegt.
Das kann problematisch sein, denn vor der Ausbringung müssen die unterschiedlichen Nährstoffkonzentrationen erst eingehend beurteilt werden. Neuerdings verwendete stark wässrige Lösungen wie beispielsweise ASL (Ammonsulfat- Lösung) sind ungeeignet, da sehr viel Flüssigkeit ausgebracht werden muss, um den Stickstoffbedarf zu sichern. Dabei besteht die Gefahr, dass das Düngerdepot auseinander fließt. Auch die Schwefelmengen sind viel zu hoch, wie beispielsweise bei Getreide: 160 Kilogramm ausgebrachter Stickstoff entsprechen 180 Kilogramm ausgebrachter Schwefel pro Hektar.

Bei Cultan wird die gesamte Stickstoff- Menge nur einmal gedüngt. Es ist nicht möglich die Stickstoffmengen hinsichtlich des aktuellen Bedarfes zu steuern ( siehe: Düngung > Geteilte N-Gaben ). Zum Zeitpunkt der Applikation ist nicht bekannt, wie sich der Witterungsverlauf und damit das Stickstoff-Nachlieferungsvermögen der Böden gestalten werden und wie hoch der Stickstoff-Bedarf der Kultur bis zur Ernte tatsächlich ist. Dadurch kann es zu Fehlplanungen kommen, die entweder eine zusätzliche Düngung notwendig machen, wenn zu wenig gedüngt wurde, oder aber bei zu hoher Stickstoff-Gabe einen Bilanzüberschuss nach der Ernte nach sich ziehen. Eine einmalige Stickstoff-Gabe schließt auch die Nutzung solch wertvoller Hilfsmittel wie Nmin Methode, Nitrat- Schnelltest, N-Tester oder N-Sensor zum Beispiel im Getreidebau aus. Cultan ist für den intensiven Ackerbau nicht geeignet, sondern sollte wegen der Gefahr der Überdüngung nur im suboptimalen Bereich (extensive Bewirtschaftung) Anwendung finden.
In den vergangenen Jahren sind zahlreiche Versuche in verschiedenen Kulturen mit dem Cultan-Verfahren durchgeführt worden. Die Ergebnisse sind jedoch nicht überzeugend und recht schwankend. Bei Versuchen der LWK Niedersachsen lagen die Erträge sowohl bei Wintergerste als auch bei Winterweizen deutlich unter den praxisüblichen Vergleichsvarianten. ( siehe: Düngung > Mineraldünger )
Das Hauptproblem ist, dass zur Ausbringung spezielle Technik notwendig ist, die bisher noch störanfällig und zudem sehr teuer ist.

Beispielhaft ein 3-jähriger Winterweizenversuch aus Süddeutschland von Hege und Raschbacher (2001), der bestätigt, dass höhere Erträge und Erlöse mit geteilter Stickstoff-Düngung als mit 1x Düngungsverfahren erzielt wurden:

Alle Prüfglieder haben gleiches N-Düngungsniveau

Fertigation
Fertigation
Was ist Fertigation?

Fertigation ist ein Kunstwort aus

Fertilizer=Dünger und Irrigation=Bewässerung

Fertigation bedeutet, dass im Wasser gelöste Dünger mit der Bewässerung ausgebracht werden. Besonders wassersparend ist Fertigation mittels Tropfbewässerung. Dies führt zu einer Bewässerungs-und Düngezone direkt im Wurzelbereich der Pflanze.

Fertigation ermöglicht es, Pflanzennährstoffe ganz gezielt zuzuführen

  • Was benötigt wird (Düngertyp)
  • Wann es gebraucht wird
  • In der richtigen Menge

Daher kann mittels Fertigation die Bestandsentwicklung über die Düngung gezielt gesteuert werden.

Weitere Informationen finden Sie auch hier:
Fertigation: Pflanzenernährung für Profis

Fertigation Skizze
Vorteile der Fertigation:
  1. Vorteile bei der Pflanzenernährung
    • optimales Nährstoff- und Wassermanagement
      • Zeitgenaue Ausbringung von kleinen Düngermengen genau in den aktiven Wurzelbereich
    • Extrem hohe Nährstoffeffizienz
      • Im Vergleich zu herkömmlicher Düngung werden deutliche höhere Erträge und bessere Qualitäten erzielt
    • Kurzfristige Anpassung an Nährstoffmangel
      • Nährstoffe können zu jeder Zeit ausgebracht werden und sind sofort verfügbar
    • Reduziert Stressfaktoren
      • Kleine Düngermengen regelmäßig ausgebracht sorgen für eine gesunde und aktive Wurzelzone
      • Große Mengen einmal gedüngt verursachen häufig Salzstress
    • Bessere Verfügbarkeit
      • Kleine Düngermengen sind besser verfügbar als große Mengen die einmal im Jahr gegeben werden
  1. Vorteile bei der Ausbringung
    • Nährstoffausbringung ist unabhängig vom Wetter oder der Befahrbarkeit des Feldes
    • Gleichmäßige Ausbringung und damit ein gleichmäßiger Bestand
    • Präzise Platzierung des Düngers
      • Wo Wasser ist, sind auch Wurzeln: somit kommt der Dünger genau in den Wurzelbereich und kann direkt aufgenommen werden
Tropfschlauchverlegung beim Häufeln der Kartoffeldämme

Tropfschlauchverlegung beim Häufeln der Kartoffeldämme

gleichmäßige Wasserverteilung

gleichmäßige Wasserverteilung

  1. Vorteile zum Schutz der Umwelt
    • Geringe Nährstoffverluste
      • Die genaue Platzierung des Düngers in den Wurzelbereich verhindert Auswaschung etc.
    • Zeitgenaue Düngung
      • Keine Verluste von Düngern durch Düngungsmaßnahmen während Vegetationspause
  1. Fertigation erspart Arbeit
    • Geringe Arbeit und Kosten bei der Ausbringung
      • keine zusätzlichen Überfahrten
      • geringere Bodenverdichtung da keine schweren Maschinen im Einsatz
    • Komfortabel
      • Da der Dünger mit dem Wasser ausgebracht wird muss nur bewässert werden
  1. Ertragsvorteile bei Ausgewählten Kulturen
    Neben den in der Grafik aufgeführten Kulturen ist Fertigation auch für weitere Kulturen sinnvoll:
    • Beerenost allgemein
    • Obst allgemein vor allem Apfel und Kirsche
    • Fruchtgemüse wie Zucchini, Kohlarten
    • Hopfen
    • Zwiebeln
5. Ertragsvorteile bei ausgewählten Kulturen
  1. Nutzen der Fertigation
    • Ertragsvorteile bezüglich Quantität, Qualität und Gleichmäßigkeit der Bestände
    • Ökonomische Vorteile: Sehr effizient, höherer Gewinn
    • Ökologische Vorteile: Keine Auswaschung
    • Optimale Kulturführung
    • Fachlich gute Arbeitsweise
Technik:

Aufbau einer Fertigationsanlage mit Düngereinspeisung:

Aufbau einer Fertigationsanlage mit Düngereinspeisung

Eine Tropfanlage besteht aus einer Kopfstation (Ventilgruppe) mit Absperrhähnen der Düngereinspeisung, einem Magnetventil und einem Be- und Entlüftungsventil. Von der Kopfstation geht ein Verteilrohr ab. An dieser Querverteilung sind mehreren Abgänge an denen die eigentlichen Tropfleitungen angebracht sind. Mehrere Tropfrohre sind am Ende mit einer Spülleitung und Spülventil zusammengefasst (sinnvoll zur Wartung des Systems).

Beispiel einer Kopfstation

Beispiel einer Kopfstation

Düngekonzepte:

Nachfolgend finden Sie zwei Beispiele von Yara Düngekonzepten zur Fertigation:

1. Fertigation von Kartoffeln:

Wegen ihrer relativ flachgründigen Wurzelzone in den oberen 25 – 30 Zentimetern benötigt die Kartoffelpflanze eine stets feuchte Bodenzone. Außerdem wird durch die Befeuchtung der Boden in der heißen Jahreszeit erheblich abgekühlt. Unabhängig von der Bewässerungsmethode werden kurze Bewässerungsabstände gewählt. Bei einer übermäßigen Wassergabe kann es zu einem Luftmangel und zur Ausbildung von Gelbstellen kommen.
Die Kartoffelpflanze ist gegenüber salzhaltigem Wasser empfindlich, und ein steigender Salzgehalt führt zu einem zunehmenden Ertragsverlust. Eine Tropfleitung sollte je Pflanzreihe mit einem Tropferabstand von 0,6 – 0,8 m ( je nach Bodenart) vorhanden sein. Das Tropfrohr sollte vorzugsweise auf dem Furchenrücken verlegt werden, in schweren Böden jedoch in der Furche selbst. Kurze Bewässerungsabstände sind zu bevorzugen. In leichten Böden sollte eine Wassergabe pro Tag aufgebracht werden, in schweren Böden genügt ein Bewässerungsabstand von 2 Tagen.

Standardkonzept zur Fertigation von Kartoffeln

Breitflächige Düngung vor dem Pflanzen mit circa 40 Prozent der benötigten Gesamtnährstoffmenge.

  • Nitrabor (Stickstoff,Cacium, Bor)
  • Phosphat, Kalium , Magnesium (z.B. TSP, Patentkali)

Fertigation ab circa 10 Zentimeter Aufwuchshöhe ( 60 Prozent der Gesamtnährstoffmenge)

Es wird einmal je Woche fertigiert über 10 –14 Wochen je nach Sorte und Klimabedingungen mit:

  • YaraLiva Calcinit (Kalksalpeter)
  • Krista-MAP (Monoammoniumphosphat)
  • Krista-K (Kaliumnitrat)
  • Bittersalz

Fertigation von Kartoffeln in der Praxis

Gerne erstellen wir Ihnen individuelle Fertigations-Empfehlungen unter Berücksichtigung von Bodenanalysen und Sorten.

2. Fertigation von Erdbeeren:

In den letzten Jahren hat sich die Anbauweise von Erdbeeren deutlich verändert. Neben dem vermehrten Einsatz von Mulchfolie wird auch zunehmend mit Tropfbewässerung gearbeitet. Diese Anbauart ist aufwendiger und verursacht zusätzliche Kosten für Technik (Tropfschläuche, Dünger-Zudosierung) und Dünger (vollwasserlösliche Düngemittel). Der Einsatz von Tropfbewässerung mit einer Düngerzugabe zum Bewässerungswasser (Fertigation) hat aber deutliche Vorteile hinsichtlich Fruchtertrag und -Qualität und ist daher absolut wirtschaftlich. Die Düngung spielt dabei generell eine wichtige Rolle.

Bedeutung der Düngung im Erdbeeranbau

Insgesamt macht der Anteil der Düngerkosten im Erdbeeranbau nur einen ganz kleinen Teil der Gesamtproduktionskosten aus (ein bis zwei Prozent). Fehler bei der Düngung wirken sich aber extrem auf den Gewinn aus. Durch zu geringe Düngung wird das Ertragspotential nicht ausgeschöpft und die Qualität geht zurück.

Nährstoffaufnahme von Erdbeeren (Sorte Elsanta; Lieten, 1995)

N
in kg/ha
P2O5
in kg/ha
K2O
in kg/ha
MgO
in kg/ha
Spross + Wurzel63108010
Früchte6291104
Gesamt1251919014

Die folgende Düngungsempfehlung ist auf den jeweiligen Bedarf während des vegetativen und generativen Wachstums abgestimmt.

Fertigations-Konzept mit Kristalon und YaraLiva Calcinit

Für die Fertigation von Erdbeeren wird der voll wasserlösliche Dünger Kristalon Rot (12+12+36+1+Mikro) sowie YaraLiva Calcinit (Kalksalpeter wasserlöslich) eingesetzt. In Holland ist Kristalon bereits seit Jahren der Standarddünger in der Erdbeerproduktion. Kristalon Rot enthält alle Spurenelemente (chelatisiert) und verfügt über einen hohen Nitratanteil. Dies wirkt sich positiv auf das Wurzelwachstum aus und gewährleistet eine hohe Fruchtproduktion. YaraLiva Calcinit enthält neben 15,5 Prozent Stickstoff (14,4 Prozent als Nitrat) auch 19,0 Prozent voll wasserlösliches Calcium und trägt damit wesentlich zur Calcium-Ernährung der Erdbeere bei.

Nachfolgend ein Beispiel einer Fertigationsdüngung zu Erdbeeren

Normalkultur:

  • zur Pflanzung (August):
    • eine geringe Grunddüngung mit YaraMila Complex (NPK-Dünger 12+11+18+2+Mikro): 200 Kilogramm je Hektra am besten in die Reihe gedüngt; bei guten Bodenverhältnissen und gutem Wassermanagement (gleichmäßige Durchfeuchtung durch die Tropfbewässerung) kann auf die Grunddüngung ganz verzichtet werden.
  • danach bis Ende September:
    • circa 100 kg/ha Kristalon Rot
    • ca. 100 kg/ha YaraLiva Calcinit
    • abwechselnd regelmäßig fertigieren
  • im Frühjahr
    • ab Vegetationsbeginn bis eine Woche vor Pflückende
      – ca. 200 bis 300 kg/ha Kristalon Rot
      – ca. 100 bis 150 kg/ha YaraLiva Calcinit jeweils in Gaben a 25 kg

Das entspricht etwa 25 kg Dünger (Kristalon oder YaraLiva Calcinit) alle vier bis sieben Tage je nach Gesamtdüngerhöhe (300 bis 450 Kilogramm pro Hektar). Man gibt auch hier zweimal Kristalon Rot und einmal YaraLiva Calcinit jeweils im Wechsel.

Die angegebenen Mengen sind Richtwerte, die noch an die jeweiligen Bodenbedingungen angepasst werden sollten. Die Nmin-Gehalte vor der Pflanzung beziehungsweise im Frühjahr sollten berücksichtigt werden.

Praktischer Einsatz

Die jeweilige Düngermenge wird über entsprechende Zudosier-Einrichtungen zugegeben, wenn man mit einer Stammlösung arbeitet, die zum Beispiel über einen Bypass (Venturi) zudosiert wird. Es sollte eine 10 bis 15 prozentige Stammlösung (das heißt 100 bis 150 Kilogramm Dünger je 1000 Liter Wasser) angesetzt werden. Man stellt die Tropfbewässerung an und gibt zunächst so lange Wasser bis die Schläuche mit Wasser gefüllt sind. Die Düngerlösung wird dann über einen möglichst langen Zeitraum zu dosiert (hängt von der Gesamtwassergabe ab). Nach dem zudosieren sollte jeweils noch mal mit klarem Wasser gespült werden. Die Spülzeit richtet sich nach dem Tropfsystem.

Fertige Fertigationskonzepte zu Obstbau, Gemüsebau und landwirtschaftlichen Kulturen können gerne bei uns angefordert werden.

Ansprechpartner:

Ihr Ansprechpartner : Ralf Köhling, Tel: 06026-994570, Mobil: 0171-3002695

E-Mail: ralf.koehling@yara.com

Stickstoff-Effizienz

Grundlegendes zur Stickstoff-Effizienz

Eine hohe Stickstoff-Effizienz bedeutet, dass besonders viel des gedüngten Stickstoffs von den Pflanzen aufgenommen wird. Dann ist es möglich, den ökonomisch optimalen Ertrag bei sehr guten Qualitäten mit dem minimalen Stickstoff-Aufwand zu erzielen.

Eine Düngung über das ökonomische Optimum hinaus verursacht höhere Kosten und belastet die Umwelt.

Häufig werden die verschiedenen Stickstoff-Formen, beziehungsweise die verschiedenen Stickstoff-Dünger wie Kalkammonsalpeter, Harnstoff oder AHL, als wirkungsgleich angesehen.

Feldversuche zeigen, dass zwar mit allen Stickstoff-Düngern Höchsterträge erzielt werden können. Die hierfür nötige Stickstoffmenge ist aber auch meist niedriger, wenn nitrathaltige Dünger wie Kalkammonsalpeter eingesetzt werden. Stickstoff-Formenvergleiche sollten daher generell mit Stickstoff-Steigerungsversuchen verknüpft sein.

Höhere Stickstoff-Effizienz und agronomische Leistung

Dies zeigt oben stehende Abbildung. Häufig muss bei einer Harnstoff-Düngung deutlich mehr Stickstoff eingesetzt werden, um ähnliche Erträge wie bei einer Düngung mit Kalkammonsalpeter zu erzielen. Der Versuch (Abb. Oben) zeigt, dass die Dünger-Effizienz bei dem eingesetzten Harnstoff deutlich geringer als bei der Düngung mit Kalkammonsalpeter ist. Bei der Harnstoff-Variante wurden 40 Kilogramm Stickstoff mehr als bei den mit Kalkammonsalpeter gedüngten Parzellen benötigt um vergleichbare Erträge zu erzielen.

Leider wird in vielen Stickstoff-Formen-Vergleichen aus Kostengründen auf eine Stickstoff-Steigerung verzichtet. Somit sind Fehlinterpretationen häufig vorprogrammiert.

Die höhere Düngeeffizienz nitrathaltiger Dünger bestätigen zahlreichen Versuche.
Dies zeigen Ertragskurven, die aus Stickstoff-Steigerungsversuchen für die verschiedenen Stickstoff-Formen abgeleitet werden können. Das Beispiel zeigt die mittleren Ertragskurven von Kalkammonsalpeter und Harnstoff von 12 Standorten mit Winterweizen. Bei der Auswertung der Ertragskurven wird auch hier deutlich, dass mit dem nitrathaltigen Kalkammonsalpeter das Düngeoptimum bereits mit 40 Kilogramm Stickstoff pro Hektar weniger erreicht wurde.

Wo aber liegen die Ursachen für die unterschiedliche Stickstoff-Effizienz der verschiedenen Stickstoff-Formen beziehungsweise Stickstoff-Düngemittel?
Die Gründe für die Wirkungsunterschiede von Nitraten und Ammonium oder Harnstoff (Amid) sind vielfältig und häufig nicht mit einer einzigen Erklärung zu begründen.

Stickstoff-Steigerungsversuche zeigen, dass KAS den Höchstertrag bereits bei geringerer Aufwandmenge erzielt als Harnstoff

Vielmehr ist es oft eine von der Witterung und Bodenbedingungen abhängige Kombination verschiedener Ursachen, die für die unterschiedliche Stickstoff-Effizienz verantwortlich ist. Die wichtigsten Prozesse, die Wirkungsunterschiede zwischen den Stickstoff-Formen in Düngemitteln verursachen, sind:

– unterschiedlich schnelle Umsetzung der einzelnen Stickstoffformen im Boden
– die Aufnahme durch die Pflanzen.

Umsetzungs-Geschwindigkeit der Stickstoffformen

Die Stickstoffformen haben unterschiedliche Wirkungsgeschwindigkeiten. Nitrat wird direkt von den Pflanzen aufgenommen, während Ammonium und auch Amid erst umgewandelt werden müssen.

Der zweite Schritt, die Umwandlung von Ammonium zu Nitrat, erfolgt mit Hilfe von Bodenbakterien. Hierzu wird Sauerstoff benötigt. Daher ist dieser Vorgang auf sehr nassen und verdichteten Böden gehemmt.

Umwandlung von Harnstoff durch Urease im Boden in Abhängigkeit von der Bodentemperatur
Umwandlung von Ammonium-Stickstoff zu Nitrat-Stickstoff in Abhängigkeit von der Bodentemperatur

Die Böden erwärmen sich im Frühjahr je nach geographischer Lage und Bodenschwere nur relativ langsam. Erst im April werden meist Bodentemperaturen von über fünf Grad Celsius erreicht, die eine etwas zügigere Umwandlung von Ammonium zu Nitrat ermöglichen. Aus diesem Grund ist nach der ersten Düngergabe und nicht selten auch zur zweiten Gabe im Frühjahr mit nitrathaltigen Düngern meist ein schnelleres „Anspringen“ der Bestände zu beobachten als mit reinen Ammonium- oder Amiddüngern.

Gasförmige Verluste von Stickstoffdüngern

Bodenbedingungen:

  • hoher pH-Wert
  • geringe Pufferkapazität und geringes Ammonium-Absorptionsvermögen (zum Beispiel geringer Gehalt an Ton oder organischer Substanz)
  • geringe Bodenfeuchte
  • Auflage aus Pflanzenteilen (unbearbeiteter Boden/reduzierte Bodenbearbeitung)
  • Grünland

Witterungsbedingungen:

  • hohe Temperaturen, starker Wind
  • hohe Evapotranspirationsraten
  • Trockenheit nach Düngerapplikation

Grundsätzlich werden Ammoniak-Verluste auch durch Bedingungen gefördert, die verhindern, dass der Dünger in den Boden eindringen kann. Hierzu zählen zum Beispiel auch Frost oder eine Auflage von organischer Substanz auf der Bodenoberfläche (Mulchsaat).

Warum Ammoniakemissionen aus Harnstoff besonders hoch sind:
Wenn ammoniumhaltige (NH4+-haltige) Mineraldünger auf den Boden ausgebracht werden, kann leicht flüchtiges Ammoniak (NH3) freigesetzt werden. Wie hoch der freigesetzte Teil ist, ist bei den verschiedenen Düngern sehr unterschiedlich. Dies hängt wesentlich davon ab, an welchen Säurerest das Ammoniumion gebunden ist.
Bei gelösten Ammoniumsalzen liegen Ammonium und Ammoniak in Abhängigkeit vom pH-Wert in einem bestimmten Verhältnis zueinander vor. Bei hohen pH-Werten, das heißt auf alkalischen Böden verschiebt sich dieses Verhältnis zum Ammoniak, unter sauren Bedingungen (niedriger pH) findet sich dagegen im Boden mehr Ammonium. Die folgende Abbildung zeigt dieses pH-Wert abhängige Gleichgewicht zwischen Ammonium und Ammoniak deutlich.

Die Entstehung von Ammoniak (NH3) ist die Voraussetzung für NH3 -Verluste

Die Ammoniakemissionen aus Mineraldüngern werden sehr stark durch den pH-Wert des Bodens beeinflusst. Erst ab pH-Werten über 7,5 treten nennenswerte Ammoniak-Verluste auf.

Veränderung des pH-Wertes in unmittelbarer Nähe eines Harnstoffkornes (schematisch)

Während der Umsetzung des Harnstoffs kommt es zunächst zu einer Erhöhung des pH-Wertes in unmittelbarer Nähe des Harnstoffkorns

Dadurch kann es, unabhängig vom Ausgangs-pH, zu gasförmigen NH3-Verlusten kommen.
Nach dieser anfänglichen Erhöhung des pH-Wertes kommt es mittelfristig zu einer pH-Erniedrigung, die durch Kalkung ausgelichen werden muss.

Bei der Düngung von Harnstoff kann es jedoch auch bei niedrigeren pH-Werten zu Ammoniak-Verlusten kommen. Harnstoff wird nach seiner Ausbringung rasch im Boden zu Ammonium umgewandelt. Den Umwandlungs-Prozess nennt man Harnstoff-Hydrolyse. Er wird durch das im Boden vorhandene Enzym Urease katalysiert. Die Harnstoff-Hydrolyse bewirkt aufgrund der Bindung freier Protonen im Boden lokal einen starken Anstieg des pH-Wertes. Die Abbildung verdeutlicht den pH-Wert-Effekt nach einer Harnstoffdüngung.

pH-Wert-Veränderungen im Bereich eines Harnstoffgranulates

pH-Wert-Veränderungen im Bereich eines Harnstoffgranulates

Die höchsten Ammoniakverluste treten nach Harnstoffdüngung auf (ca. 15% der N-Düngung als NH3-Verlust).

Zeitweiser pH-Anstieg während der Harnstoff-Hydrolyse aufgrund von Protonenverbrauch

Harnstoff + 2H2O + H+ → 2NH4+ + HCO3

Im Bereich des Harnstoffgranulates können auch Boden-pH Werte von unter 6 auf über 8 steigen!

Bedingungen wie Trockenheit, die eine großräumige Verteilung des gelösten Harnstoffs verhindern, verstärken diesen Effekt und verursachen hohe gasförmige Verluste.

Dieser Effekt tritt in der unmittelbaren Umgebung der Harnstoffkörner auf, wo Harnstoff selbst die Bedingungen schafft, unter denen Ammoniak entweicht. Daher sind die durchschnittlichen Ammoniakemissionen nach Harnstoffdüngung deutlich höher anzusetzen als die aus anderen ammoniumhaltigen Stickstoffdüngern. Dieser Effekt wird bei Trockenheit noch gefördert. Basierend auf zahlreichen Ergebnissen aus Feldversuchen rechnet beispielsweise das Umweltbundesamt für Deutschland mit durchschnittlichen Ammoniakemissionen von 15 kg NH3-N je 100 Kilogramm Harnstoff-Stickstoff. NH3-Emissionen in dieser Höhe werden auch durch viele andere Studien bestätigt.

Ammoniak-Verluste

Harnstoffdüngung führt zu einem Anstieg des pH-Wertes direkt um das Düngerkorn und damit zu höheren Ammoniakemissionen als andere Stickstoffdünger, wie zum Beispiel Kalkammonsalpeter.

Verlauf der Ammoniakemission

Im Feldversuch lassen sich die Unterschiede zwischen den Stickstoff-Formen nachweisen. Der Versuch mit Winterweizen zeigt, dass bereits zwei Tage nach der Düngung von Harnstoff, nachdem vermutlich der erste Schritt des Harnstoffabbaus (die Hydrolyse) weitgehend abgeschlossen war, größere Mengen des gedüngten Harnstoffs als Ammoniak in die Luft entwichen. Insgesamt erreichten die Verluste im Beobachtungszeitraum (kumulativ) 25 Prozent des gedüngten Harnstoff-Stickstoff, während nach einer Düngung mit nitrathaltigem Dünger, in diesem Falle Kalkammonsalpeter, nur Verluste von zwei Prozent gemessen wurden.

Mikrobielle Immobilisierung von Stickstoff im Boden

Der größte Teil des Stickstoffs im Boden ist in der organischen Substanz gebunden. Bei der Zersetzung von Stroh oder anderen Ernteresten binden Mikroorganismen Stickstoff. Bevorzugt wird Ammonium gegenüber dem Nitrat von den Mikroben verarbeitet. Dieser immobilisierte Stickstoff geht im Boden nicht verloren, wird aber meist zu spät in der Vegetation wieder mobilisiert (freigesetzt). Daher ist er für die Pflanzen nicht mehr für die Ertragsbildung verfügbar. Ein Teil des immobilisierten Stickstoffs ist erst circa 60-80 Tage nach der Düngung pflanzenverfügbar (Abbildung). Deshalb ist es ratsam, mit nitrathaltigen Düngern die Pflanzen zu versorgen, um die Immobilisierung so gering wie möglich zu halten.
Die Immobilisierung ist in der Praxis bedeutender als die NH4-Fixierung.

Die Stickstoff-Immobilisierung findet kurz nach der Düngerausbringung statt

Ammoniumfixierung in tonhaltigen Böden

Die NH4+-Fixierung im Boden ist ein physikalischer Prozess, der von der Art und Menge der im Boden vorhandenen Tonminerale abhängt.

Tonminerale sind negativ geladen und können somit positiv geladene Teilchen binden (beispielsweise Kalium [K+] oder Ammonium [NH4+]).

Die Höhe der Ammonium-Fixierung hängt vom Tongehalt des Bodens ab

Ein Teil dieser Ionenbindungen ist reversibel, das heißt die gebundenen Ionen sind austauschbar und somit meist kurzfristig wieder pflanzenverfügbar. Allerdings kann vor allem auf sehr tonhaltigen Böden auch eine längerfristige, stärkere Bindung von zum Beispiel Ammonium (NH4+) auftreten, die dann die Stickstoff-Verfügbarkeit für die Pflanzen einschränken kann. Bei Kalium- Mangel wird NH4 zunehmend in den Zwischenschichten der Tonminerale fixiert Die NH4+-Fixierung erfolgt bereits kurz nach der Stickstoff-Düngung.

Bis zu 50% des gedüngten Ammoniums sind noch nach mehreren Tagen fixiert

Eine NH4+-Fixierung kann auch nach Harnstoffdüngung auftreten. Das aus dem Harnstoff gebildete Ammonium wird ebenfalls wie oben beschrieben fixiert.

Nitrat wird dagegen nicht fixiert und ist somit sofort pflanzenverfügbar. Dies erklärt, warum auch auf schweren, tonhaltigen Böden Nitratdünger häufig deutliche Ertragsvorteile haben können.

Nitrat wird nicht an Tonminerale im Boden fixiert und ist pflanzenverfügbar: Nitratdünger (KAS) mit Vorteilen auf tonhaltigen Böden

Nitratverlagerung

Ist mehr Nitrat im Boden vorhanden als die Pflanze aufnehmen kann und wird gleichzeitig die Wasserspeicherkapazität im Boden überschritten, kann Nitrat ausgewaschen werden und ins Grundwasser gelangen. Die Wasserspeicherkapazität des Bodens ist abhängig von der Bodenart.

Innerhalb der Vegetationszeit wird bei angepasster Düngung kaum Nitrat ausgewaschen. Der zu Vegetationsbeginn in der von den Wurzeln erreichbaren Bodenschicht vorhandene Mineralstickstoff (=Nmin) wird im Regelfall von den Pflanzen aufgenommen. Zusätzlich wirken Wasserverbrauch und Verdunstung einer Verlagerung in tiefere Bodenschichten entgegen. Unter normalen Witterungsbedingungen und bei speicherfähigen Böden unterliegt Mineralstickstoff daher nicht der Auswaschung. Tritt im Frühjahr eine Sickerwasserbildung ein, wird der mineralische Stickstoff in tiefere Bodenschichten verlagert, kann aber in der Regel vom Pflanzenbestand aufgenommen werden.

Schematische Darstellung der Nitratauswaschung

Schematische Darstellung der Nitratauswaschung

Auswaschungsgefährdet ist zunächst der Stickstoff, der in 60-90 cm Bodentiefe vorliegt.

Die nachfolgende Tabelle zeigt am Beispiel Wintergetreide den notwendigen Niederschlag (mm), um im zeitigen Frühjahr (März bis Mai) gedüngten Stickstoff unter 90 cm Durchwurzelungstiefe zu verlagern.

Notwendige Niederschlagsmengen, um Nitrat aus dem Wurzelraum zu verlagern (berechnet nach C. Engels, 1993)

Kritische Niederschlagsmenge [mm]
Sand (S)270
Sandiger Lehm (sL)330
Löss (Lö)410

Diese Niederschlagsmengen von 270 bis 410 Millimeter werden in normalen Jahren in unseren Breiten nicht erreicht. Sollte Nitrat dennoch verlagert werden, so wird es in Zeiten geringer Niederschläge über einen nach oben gerichteten Wasserstrom erneut pflanzenverfügbar.

Mineralische Stickstoffdünger, die auf die Bodenoberfläche appliziert werden, werden nur geringfügig in den Boden eingewaschen. Der Einwaschung in den Boden wirkt die im Frühjahr zunehmende Verdunstung entgegen. Wichtig ist eine zeitlich und mengenmäßig an den Stickstoff-Bedarf der Pflanze angepasste Düngung.

Auswaschung erfolgt im Herbst und Winter

Über Herbst und Winter können sich diese Verhältnisse umkehren. Bei fehlendem Pflanzenbewuchs und hohen Niederschlagsmengen kommt es zu einer abwärts gerichteten Wasserbewegung. Mit dieser kann Nitrat in tiefere Bodenschichten verlagert werden und ins Grundwasser gelangen. Die Sickerwasserbildung ist ein natürlicher Vorgang. Es kommt also darauf an, zu Beginn dieser Periode im Herbst, hohe Nitratgehalte im Boden zu verhindern (zum Beispiel durch angepasste Düngung, Winterzwischenfrüchte).

Die Höhe des Nitratgehaltes nach der Ernte im Boden hängt von einigen Bewirtschaftungsfaktoren ab. An erster Stelle gilt es, eine Überdüngung mit Stickstoff zu vermeiden. Die Stickstoff-Düngung muss an den tatsächlichen Bedarf der Pflanzen angepasst sein.

Mit geteilten Gaben die Stickstoff-Düngung anpassen

Der Stickstoff-Düngebedarf ist nie konstant und kann von Jahr zu Jahr und Schlag zu Schlag erheblich schwanken. Nur wenn die Stickstoff-Gaben auf drei bis vier aufgeteilt werden, ist es möglich, die Stickstoff-Düngung auf jedem Schlag und in jedem Jahr optimal an den tatsächlichen Pflanzenbedarf anzupassen (siehe geteilte Düngung). Um den Pflanzenbedarf in der Vegetationszeit zu messen, helfen Messgeräte wie der Yara N-Tester und der Yara N-Sensor oder Apps zur Bedarfsermittlung.

Bei bedarfsgerechter, optimaler Düngung sind die Rest-Nmin-Gehalte kaum höher als bei reduzierter oder gar unterlassener Stickstoff-Düngung. Erst bei Überdüngung, bei hohen Stickstoff-Bilanzüberschüssen, steigen die Nmin-Rest-Werte an.

Welche Rolle spielt die Stickstoff-Form?

Die verwendete Stickstoff-Form und die Verteilung haben nur Einfluss, wenn sie die Stickstoff-Effizienz beeinträchtigen. Ein Dünger, der nur zu einem geringen Anteil ausgenutzt werden kann, erhöht das Risiko einer Nitratauswaschung.

Daraus folgt eine auf den ersten Blick überraschende Erkenntnis:

Nitratdünger, die eine sehr hohe Düngereffizienz aufweisen, helfen die Nitratauswaschung zu minimieren!

Es macht keinen Sinn, auf Stickstoffdünger, die kein Nitrat enthalten, wie Ammonium, Harnstoff oder stabilisierte Dünger auszuweichen, um Nitratauswaschung zu vermeiden oder zu verringern. Diese Düngerformen wirken je nach Witterung deutlich langsamer als zum Beispiel nitrathaltige Dünger (siehe Umsetzungs-Geschwindigkeit). Wenn diese Dünger nur verhalten zu Nitrat umgewandelt oder sogar festgelegt werden, wird durch die Pflanzen nur ein Teil des applizierten Düngers aufgenommen. Erhöhte Nmin-Restmengen im Herbst können die Folge sein. Das bedeutete also: Je höher die Aufnahme des gedüngten Stickstoffs während der Vegetation ist (Abb.: N-Effizienz einer Spätdüngung), desto weniger Stickstoff bleibt im Boden zurück und kann im Herbst und über Winter ausgewaschen werden.

N-Effizienz einer N-Spätdungung (60 kg N/ha) zu Weizen

Düngemittel

Mineraldünger
Stickstoff-Formen in Mineraldüngern

Die Herstellung von Stickstoff-Düngern erfolgt in technischen Verfahren durch Bindung des Stickstoffs aus der Luft. Die Zahl der daraus hergestellten Dünger ist groß. Die in den Düngern enthaltene Stickstoffform ist maßgebend für die Wirkungsgeschwindigkeit.

So sind beispielsweise

  • nitrathaltige Dünger (Kalksalpeter) schnell,
  • ammoniumhaltige Dünger (Ammonsulfat) langsamer für die Pflanzen wirksam

Harnstoff und Kalkstickstoff enthalten kein Nitrat und kein Ammonium. Die darin enthaltenen Stickstoffformen können nicht direkt von der Pflanzenwurzel aufgenommen werden. Umsetzungsvorgänge im Boden sind erforderlich, damit sie wirksam sind. Wegen damit verbundener Wirkungsverzögerung und möglichen Stickstoff- Verlusten ist die Wirkung nicht klar kalkulierbar.

Stickstoffformen-im-Boden-und-die-Aufnahme-durch-die-Pflanzen

Nitrat ist die Stickstoff-Form, die schnell und effizient wirkt, da sie direkt pflanzenverfügbar ist.

Die Zusammensetzung der wichtigsten Stickstoffdünger für den Ackerbau

KASAN+SASSssAAHLHarnstoff
N-WirkungN-Gehalt (%)272426212846
Anteile der N-Form (%)
schnellNitrat50503025
langsamAmmonium50507010025
langsamAmid50100

Die in der landwirtschaftlichen Praxis eingesetzten Dünger enthalten die Stickstoffformen in unterschiedlichen Anteilen. Je nach Zusammensetzung sind die Düngemittel schnell oder langsam wirksam.
Der Stickstoffanteil im Kalkammonsalpeter besteht zur Hälfte aus Nitrat, welches sehr schnell, das heißt ohne Umsetzungsschritte, für die Pflanzen verfügbar ist. Der Ammoniumanteil von 50 Prozent wird zunächst im Boden sorbiert und ist für die Pflanzen nach der Nitrifizierung zu Nitrat voll verfügbar. Die 50/50-Kombination von Ammonium und Nitrat ist die ideale Formel für schnelle und nachhaltige Wirkung. Ammonnitrate mit Schwefel (zum Beispiel YaraBela Sulfan) und auch NPK-Volldünger (auf Basis Ammonnitrat, zum Beispiel YaraMila Getreide) wirken ähnlich.

Harnstoff enthält kein Nitrat, sondern Amidstickstoff, der zunächst in Ammonium umgewandelt werden muss, damit er nitrifiziert und als Nitrat aufgenommen werden kann. (siehe auch: Stickstoff-Effizienz)
Neben der langsameren Stickstoffwirkung müssen bei der Umsetzung des Harnstoffs zu Ammonium auch gasförmige Ammoniakverluste in Kauf genommen werden. (siehe: N-Effizienz, gasförmige Verluste)

Kalkammonsalpeter

Kalkammonsalpeter enthält 27 Prozent Gesamt-Stickstoff, wobei die Hälfte davon in Ammoniumform vorliegt und die andere Hälfte in Nitratform. Außerdem kann er bis zu 4 Prozent Magnesium enthalten (zum Beispiel YaraBela Extran mit 4 Prozent MgO). Die Kombination der Stickstoff-Formen gewährleistet eine schnelle und sichere Wirkung im Pflanzenbestand, da die enthaltenen Nitrate sofort durch die Pflanzen aufgenommen werden und damit eine schnelle Düngewirkung erzielt wird. Der Ammoniumanteil wirkt verzögert. (siehe: N-Effizienz-Umsetzungsgeschwindigkeit)
Der Kalkanteil von 12 Prozent CaO in diesem Dünger führt dazu, dass er verglichen mit anderen Stickstoffdüngern eine geringere kalkzehrende Wirkung hat (48 Kilogramm CaO je 100 Kilogramm Stickstoff).
Kalkammonsalpeter eignet sich für alle Düngetermine und alle ackerbaulichen Kulturen sowie Grünland. Er zeichnet sich durch besonders gute Streueigenschaften aus und kann problemlos bis 48 Meter Arbeitsbreite gestreut werden.

KAS-close-up
KAS-Haufen
Ammoniumnitrat plus Schwefel

Ammoniumnitrathaltige Stickstoffdünger mit Schwefel finden breite Anwendung bei allen landwirtschaftlichen Kulturen und auf schwefelbedürftigen Standorten. Besonders ist auf die Schwefelversorgung bei den Kulturen Raps, Wintergerste, Winterweizen und Grünland zu achten. Schwefel sollte bevorzugt im Frühjahr angewendet werden, wenn der Boden aufgrund niedriger Temperaturen noch keinen Schwefel nachliefert. Durch eine ausgewogene Schwefelversorgung wird die Effizienz der Stickstoffaufnahme gesteigert. Handelsübliche Dünger sind in verschiedenen Zusammensetzungen erhältlich, so zum Beispiel YaraBela Sulfan mit 24 Prozent Gesamt-Stickstoff und 6 Prozent Schwefel. Der Vorteil dieser Dünger liegt in ihrer schnellen Schwefel-Wirkung wegen der Sulfatform und der sofortigen Verfügbarkeit des Stickstoffs aufgrund des Nitratanteils. Der Schwefeldüngebedarf bei einzelnen Kulturen beträgt bei Getreide und Mais 10-20 Kilogramm Schwefel pro Hektar bei Raps und Grünland 20-40 Kilogramm Schwefel pro Hektar.
Generell ist darauf zu achten, dass das Schwefelangebot dem Schwefelbedarf der Kultur entspricht. Eine Überdüngung mit Schwefel ist zu vermeiden, weil Schwefel eine versauernde Wirkung im Boden nach sich zieht (siehe: Kalkzehrung).

Wichtige Stickstoff-Schwefel Dünger

Produkt

Nährstoffgehalt in %
Gesamt-N
Nährstoffgehalt in %
Schwefel-Anteil
Anteil der N-Formen am
Gesamt-N in %
Nitrat-N
Anteil der N-Formen am
Gesamt-N in %
Ammonium-N
Anteil der N-Formen am
Gesamt-N in %
Amid-N
Kalkzehrung
in kg/CaO je
100kg N*

Yara Sulfan2465050-87
AHL + S243213346-122
Yara Ureas38,57,52080-134
Ammonsulfat-
Harnstofflösung
2063070-152
Piamon S33123070-191
ASS26132773-196
ssA2124100-300
*1 kg CaO entspricht zusätzlichen Kalkkosten von ca. 6-8 Cent
Harnstoff
Harnstoff-close-up

Harnstoffdünger enthalten 46 Prozent Stickstoff als Harnstoff oder Carbamid. Sie werden als Prill und als Granulat angeboten. Neben den reinen Stickstoffdüngern ist Harnstoff mit Schwefel erhältlich. Weitere Nährstoffe wie Kalk oder Magnesium sind im Harnstoff nicht zu finden.

Zusammensetzung von Stickstoffdüngern (Auswahl)

Produkt

Stickstoff
Gesamt-N (%)
Stickstoff
Harnstoff-N (%)
Stickstoff
Ammonium-N (%)
Stickstoff
Nitrat-N
(%)
Begleit-
nährstoffe
Kalk
Begleit-
nährstoffe
MgO
Gewicht
Schüttdichte
(t/m³)
Kalkammon-
salpeter
275050Bis 12%Bis 4%0,9 – 1,1
Harnstoff461000,7 – 0,8

Die Tabelle zeigt, dass Harnstoff ein geringeres Gewicht und eine um den Faktor 1,7 höhere Stickstoffmenge hat als Kalkammonsalpeter. Bezieht man diese Zahlen auf den Lagerraum, in den die gleiche Menge Stickstoff eingelagert wird, so benötigt Harnstoff nur bis zu 20 Prozent weniger Lagerraum, als beispielsweise Kalkammonsalpter.
Bezogen auf eine Menge im Düngerstreuer kann mit Harnstoff etwa 20 Prozent mehr Stickstoff bewegt werden als dies mit einem Dünger mit einer höheren Schüttdichte der Fall ist. Dünger mit einem hohen spezifischen Gewicht zeichnen sich durch stabile Streubilder aus. Durch schlechte Streueigenschaften kann leichter Harnstoff einen höheren Arbeitsaufwand erfordern, indem zum Beispiel kleinere Arbeitsbreiten angelegt werden. (Siehe Newsletter: Fehlerhafte Düngerverteilung bringt große Verluste – Ein Praxisbericht aus 2009)

Harnstoff kann in allen landwirtschaftlichen Kulturen eingesetzt werden. In Winterkulturen wird die Düngung mit Harnstoff in drei- oder vier geteilten Gaben umgesetzt. Harnstoff durchläuft im Boden Umsetzungsprozesse, bis der Stickstoff als Nitrat vorliegt und erst dann voll pflanzenverfügbar ist. Der Harnstoffstickstoff kann somit nicht immer sicher und bedarfsgerecht platziert werden.
Anders als in Winterkulturen wird Harnstoff vor der Saat von beispielsweise Mais oder Zuckerrüben eingearbeitet. Bei der offenen Ausbringung von Harnstoff entstehen während der Umsetzung zu Ammonium gasförmige Stickstoffverluste. (siehe: N-Effizienz > Gasförmige Verluste)

Vereinzelt wird Harnstoff in der Spritze aufgelöst und über das Blatt mit Pflanzenschutzmitteln appliziert. Es werden Harnstoffmengen bis zu 10 kg Stickstoff je ha ausgebracht. Die Stickstoffmenge ist so gering, dass diese für die Pflanzenernährung kaum eine Rolle spielt.

Neben den geringeren Erträgen und Qualitäten ist bei dem Vergleich von KAS und Harnstoff die hohe Kalkzehrung und das Fehlen der Nährstoffe Kalk und Magnesium zu beachten (siehe: Mineraldünger > Kalkzehrung).

Winterweizenversuche-Rheinland-Pfalz
Flüssige Stickstoff-Dünger
AHL

Die flüssige Ammonium-Nitrat-Harnstofflösung (AHL) enthält als handelsübliche Ware 28% Stickstoff (25% Ammonium, 25% Nitrat, 50% Harnstoff). Diese ist auch um den Nährstoff Schwefel erweitert erhältlich und enthält dann 24% Stickstoff und 3% Schwefel.
Ammoniumsulfat-Lösung sollte mindestens 8% Stickstoff und 9% S enthalten, um als solche laut Düngeverordnung verkehrsfähig zu sein. Weitere Nährstoffe sind in Düngerlösungen nicht enthalten.

Die AHL kann mit entsprechender Technik in allen landwirtschaftlichen Kulturen ausgebracht werden. Die Düngung erfolgt zu gleichen Terminen und zu gleichen Mengen wie die Düngung mit Feststoffdüngern.
Werden die Nährstoffe flüssig auf den Boden ausgebracht, unterscheiden sie sich in deren Wirkung nicht grundsätzlich von denen, die in fester Form als Harnstoff oder KAS ausgebracht werden.

Bei genauer Betrachtung wird im Vergleich zu Feststoffdüngern jedoch die Kontaktfläche von flüssigen Düngerlösungen zu Pflanzen, Boden und Luft durch die Ausbringung mit der Spritze vergrößert. Mit Pflanzenschutzdüsen wird die größte Oberfläche geschaffen. Aber selbst mit Mehrlochdüse oder Schleppschläuchen wird eine größere Kontaktfläche geschaffen als dies bei Feststoffdüngern der Fall ist. Wesentlich wird dies durch den Harnstoffanteil in der Lösung hervorgerufen, denn:

  • durch die große Oberfläche zur Luft werden gasförmige Verluste begünstigt, (siehe:N-Effizienz-gasförmige Verluste)
  • durch die große Oberfläche zum Boden und der organischen Substanz (Erntereste, Mulchauflage) werden die mikrobielle Immobilisierung begünstigt und (siehe: > N-Effizienz > Mikrobielle Immobilisierung)
  • durch die größere Oberfläche zum Boden wird die Ammoniumfixierung begünstigt (siehe: > N-Effizienz > Ammoniumfixierung)

In diesen Punkten begründen sich wesentlich die deutlichen Ertrags- und Qualitätseinbußen der Düngung mit einer AHL-Düngung im Vergleich zu Ammoniumnitrat. Verglichen mit Kalkammonsalpeter ist die hohe Kalkzehrung bedeutend. Ausserdem fehlen die Nährstoffe Kalk und Magnesium (siehe: Mineraldünger > Kalkzehrung).

Hinweise zur Düngung mit Ammoniumnitrat-Harnstofflösung:

  • Kommt es durch den Einsatz von Düngerlösungen zu Verätzungen an der Pflanze, so kann sich der Zellinhalt von der Zellwand lösen. Dieser Vorgang ist unumkehrbar und kann den Verlust wertvoller Blattfläche als Assimilationsfläche bedeuten.
  • Die Ausbringung von Pflanzenschutzmitteln kann mit AHL kombiniert werden. Allerdings können bei geringem Verätzungsrisiko nur geringe Stickstoffmengen ausgebracht, so dass diese für die Pflanzenernährung kaum eine Rolle spielen.
  • Eine volle Überfahrt zur Düngung kann nur selten eingespart werden, da oft der Düngungstermin und Ausbringungszeitpunkt der Pflanzenschutzmittel nicht identisch sind.
  • Die Wasserzufuhr durch flüssige Dünger ist zu vernachlässigen. Bei 200 Litern Spritzflüssigkeit werden auf einem Quadratmeter nur 0,02 Liter Flüssigkeit ausgebracht, also ein Bruchteil dessen, was eine Nacht mit kräftigem Tau bringt, nämlich ein Liter Wasser je Quadratmeter.
Ammonsulfat, schwefelsaures Ammoniak

Ammoniumsulfat oder schwefelsauers Ammoniak ist ein reiner Ammoniumdünger; mit einem Stickstoff-Gehalt von 21 Prozent und einem Schwefelgehalt von 24 Prozent. Bedingt durch den hohen Schwefelgehalt wird der Dünger meiste in der ersten Gabe ausgebracht, um die Schwefelversorgung der Kultur sicher zu stellen. Es sind verschiedene Granulierungen, von sehr feiner bis großkörniger Ware, erhältlich.

Wird schwefelsaures Ammoniak als alleiniger Dünger zur ersten Gabe ausgebracht, ist das kritisch zu sehen. Denn dann werden mit 50 bis 70 Kilogramm Stickstoff auch 57 bis 80 Kilogramm Schwefel pro Hektar beispielsweise im Wintergetreide ausgebracht. Im Winterraps werden mit einer Andüngung von 100 Kilogramm Stickstoff auch 114 Kilogramm Schwefel pro Hektar ausgebracht. Auf den meisten Standorten ist damit die Schwefelversorgung zu hoch. Deshalb sollte schwefelsaures Ammoniak nur in kleinen Mengen ausgebracht werden, um die Schwefelversorgung der Kulturen sicher zu stellen. Der Dünger muss dann in einer extra Überfahrt (1b-Gabe) oder in Mischungen (siehe Newsletter: Alle Pflanzen gleichmäßig mit Nährstoffen versorgen – Mischdünger: Das spricht dagegen) die Schwefelversorgung der Pflanzen sichern.
Um eine ausreichende Startwirkung im Frühjahr zu erreichen, bietet sich Kalkammonsalpeter als Mischpartner an.

Als weiterer Effekt kann so der hohen kalkzehrenden Wirkung des Ammoniumsulfates (100 Kilogramm Stickstoff über schwefelsaures Ammoniak ausgebracht zehren 300 Kilogramm CaO) entgegengewirkt und die hohe Schwefelmenge reduziert werden. (siehe: Mineraldünger > Kalkzehrung).

Kalkzehrung von Stickstoffdüngern

Über die sogenannte Sluijsmans-Formel kann die Kalkzehrung von Mineraldüngern errechnet werden.
Diesem Verfahren liegen zwar theoretische Überlegungen zu Grunde, aber an Hand entsprechender Modell- und Feldversuche konnte gezeigt werden, dass die nach der Formel errechneten Werte, den im Versuch festgestellten sehr nahe kommen.
Grundsätzlich gilt für diese Berechnungsmethode, dass der kalk-beeinflussende Effekt eines Düngemittels gleich der Summe der Wirkungen der Einzelelemente dieses Düngemittels ist.

Um den Einfluss von 100 Kilogramm eines Düngemittels auf den Kalkzustand eines Bodens zu berechnen, wird von folgender Wirkung der Einzelkomponenten ausgegangen:

Kalkzehrung verschiedener Nährstoffe

Nährstoff

Entspricht einer Kalkzufuhr/-abfuhr von
 
1 kg Cao
1,0 kg CaO
1 kg MgO
1,4 kg CaO
 
1 kg K20
0,6 kg CaO
1 kg Na2O
0,9 kg CaO
1 kg SO3
– 0,7 kg CaO
1 kg Cl
– 0,8 kg CaO
1 kg P205– 0,4 kg CaO
1 kg N
– 1,0 kg CaO (Ackerland)
1 kg N
– 0,8 kg CaO (Grünland)
(negative Werte bedeuten einen Kalkverbrauch)

Der im Falle für Stickstoff für Acker- und Grünland angegebene Unterschied im Kalkwert beruht auf der Tatsache, dass auf dem Grünland ein höherer Stickstoff-Entzug durch die Ernte erreicht wird als auf dem Ackerland, so dass auf dem letzteren mehr versauernd wirkender Stickstoff im Boden verbleibt. Für die genaue Kalkulation eines Düngemittels muss die exakte Zusammensetzung inklusive aller Begleitionen bekannt sein.
Stickstoffdünger wirken meist bodenversauernd. Dies muss durch Kalkung ausgeglichen werden. Die in der Landwirtschaft gebräuchlichen Stickstoff-Dünger unterscheiden sich deutlich in ihrer Kalkzehrung.

Dünger

Nährstoffgehalt in %
Gesamt-N

Nährstoffgehalt in %
Schwefel-Anteil
Kalkzehrung in kg CaO je dt Produkt
Kalkzehrung in kg CaO je 100 kg N
N-Dünger
Kalkammonsalpeter

27%-13-48
AHL28%-28-100
Harnstoff46%-46-100
NS-Dünger
Yara Sulfan
24%6%-21-87
ASS26%13%-51-196
ssA21%24%-63-300

Organische Dünger
Grundlegendes zu organischen Düngern

Die organischen Dünger werden in zwei Gruppen aufgeteilt:

Wirtschaftsdünger – unbedingt die Nährstoffe analysieren lassen
Der Stickstoffgehalt und die Zusammensetzung hängen von der Tierart, Fütterung, Leistung der Tiere und Einstreu ab. Aufgrund dieser Tatsache sollten Sie in jedem Fall regelmäßige Untersuchungen ihres Wirtschaftsdüngers vornehmen. Stickstoff ist in Wirtschaftsdüngern immer als Ammonium (NH4) und als organisch gebundener Stickstoff vorhanden. Der Ammonium-Anteil kann im Jahr der Ausbringung angerechnet werden, da er größtenteils nach Umwandlung zu Nitrat von der Pflanze aufgenommen werden kann. Der organische Anteil wirkt je nach der Mineralisationsrate in den Folgejahren und trägt daher vor allem dazu bei, die Bodenfruchtbarkeit zu erhalten. Der Ammonium-Anteil ist chemisch gesehen dem Ammonium aus Mineraldüngern gleichzusetzen.

Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis beeinflusst Nährstoffverfügbarkeit
Wichtig für die Wirksamkeit von organischen Düngern ist neben dem pH-Wert, das Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis. Stickstoff kann aus einer Amino-Verbindung (organisch gebundener Stickstoff) nur durch mikrobiellen Abbau freigesetzt werden. Die Mikroorganismen benötigen Stickstoff, um körpereigenes Eiweiß aufbauen und sich vermehren zu können. Dieser Bedarf wird bei einem Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis von weniger als 20 gedeckt, bei einem weiteren Verhältnis ist der mikrobielle Abbau organischer Substanz gehemmt. Anorganischer Stickstoff (Ammonium und Nitrat) im Boden wird dann von den Mikroorganismen gebunden und ist für die Kulturpflanzen dann kurzfristig nicht verfügbar. Eine Stickstoff-Gabe bei Strohzufuhr fördert aus daher die Umsetzung des Getreidestrohs, was ein weites Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis von 90-100 zu 1 hat.

Sekundärrohstoffdünger: Klärschlamm und Co.
Bei sekundären Rohstoffen, wie Kompost, Knochenmehl und Klärschlamm, muss die Nährstoffverfügbarkeit beachtet werden. Je niedriger das Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis und je höher der Stickstoffgehalt ist, umso besser ist auch die Wirkung.

Grundnährstoffe in Wirtschaftsdüngern meist voll wirksam
Die Grundnährstoffe Phosphor, Kalium, Magnesium, Schwefel und Calzium aus organischen Düngern können komplett angerechnet werden. Phosphat aus Wirtschaftsdüngern liegt meist als Phytinphosphat vor. Man kann eine Freisetzung durch Mineralisierung im ersten Jahr von 60 Prozent ansetzen, der Rest wirkt in den Folgejahren. Kalium liegt wasserlöslich vor und wird von der Pflanze entsprechend gut aufgenommen.

Mineralduenger-Aequivalent

Gülle

Gülle ist ein Gemisch aus Kot, Harn und Einstreu, deren Wassergehalt sehr unterschiedlich sein kann. Man unterscheidet Vollgülle (Gülle zu Wasser 1:0, breiig), Halbgülle (1:1, dicksuppig) und Dünngülle (1:3, wässrig). Der Nährstoffgehalt hängt von Tierart, Fütterung und Lagerung der Gülle ab. Rindergülle ist reich an Kalium, Schweinegülle an Stickstoff, Phosphat und Kupfer und Hühnergülle an Stickstoff, Phosphat und Calcium.

Hoher Ammonium-Anteil in Gülle
Rohgülle vergärt während der Lagerung durch mikrobielle Umsetzung, wodurch Stickstoff aus den organischen Bindungsformen in die mineralische Ammonium-Form überführt wird. Etwa 40 bis 70 Prozent des Gesamtstickstoffs in der Gülle besteht aus Ammonium, welches zwar pflanzenverfügbar, aber im Boden nicht mobil ist. Da dieser Umwandlungsschritt stark von Witterungseinflüssen abhängig ist, kann es bei Gülleanwendung aus diesem Grund zu unerwünschten Stickstoffschüben kommen.

Guelleausbringung

In Abhängigkeit von Temperatur und Bodenfeuchte wird das Ammonium durch Mikroorganismen im Boden zu Nitrat umgewandelt (siehe: N-Effizienz-Umsetzungsgeschwindigkeit), was sofort pflanzenverfügbar und mobil im Boden ist.

Nährstoffgehalte in Gülle und Jauche [kg/m³]
Quelle: Ratgeber der LKW NRW, Stand 2008

Gülleart
TS
%
N
ges.
NH4NP2O5K2OMgOCaO
 
Rindergülle
6
8
10
3,2
3,9
4,0
1,8
2,1
2,4
1,4
1,7
2,0
4,0
4,9
5,5
0,7
0,9
1,0


Kälbergülle43,32,51,54,20,6
 
Mastschweingülle
3
5
7
4,2
5,6
6,6
3,3
4,2
4,7
1,7
2,8
3,9
3,0
3,8
4,3
0,7
1,1
1,4


Sauengülle2
4
2,8
3,9
2,2
2,9
1,1
2,3
2,0
2,5
0,4
0,8

Hühnergülle118,45,45,94,31,38,5
Rinderjauche21,71,20,34,60,2
Schweinejauche1,52,82,50,43,30,2

Der organische Anteil in der Gülle wird in den Folgejahren mineralisiert und pflanzenverfügbar. Die Mineralisierungsrate beträgt drei bis acht Prozent pro Jahr.
Je kotreicher eine Gülle ist, desto größer ist der Anteil organisch gebundenen Stickstoffs.

Festmist

Festmist hat einen wesentlich höheren Trockensubstanz-Gehalt als Gülle, da verschiedene Einstreumaterialien wie Stroh die Flüssigkeit binden. Das Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis ist daher weiter als bei Flüssigmist und bestimmt die Stickstoff-Freisetzung aus dem Festmist.

Festmist verbessert den Boden
Der Anteil organisch gebundenen Stickstoffs im Festmist ist um einiges höher als in Flüssigmist. Die Lagerungsdauer beeinflusst die Stickstoff- Freisetzung, da mit zunehmender Lagerungsdauer und erhöhtem Rottegrad der Anteil des Ammonium-Stickstoffs ansteigt. Für die Grundnährstoffe im Festmist gilt ähnliches wie im Flüssigmist. Zusätzlich verbessert der Strohanteil im Festmist die Bodeneigenschaften.

miststreuer

Nährstoffgehalte verschiedener Festmiste aus dem Ratgeber der
LWK, Stand 2008

Mistart
TS
%
Gesamt-N
davon
NH4N
P2O5K2OMgOCaO
 
Festmist
Gehalte in kg/tGehalte in kg/tGehalte in kg/tGehalte in kg/tGehalte in kg/tGehalte in kg/tGehalte in kg/t
Rindermist235,53,19,21,4
 
Schweinemist
227,06,77,22,2
Pferdemist264,53,78,02,1
Schafmist258,03,011,01,0
Putenmist5014,418,714,84,820,0
Hähnchenmist5528,021,023,06,021,0
Hühnermist4826,917,216,14,513,8
GeflügelkotGehalte in kg/tGehalte in kg/tGehalte in kg/tGehalte in kg/tGehalte in kg/tGehalte in kg/tGehalte in kg/t
Hühnerfrischkot2817,13,010,98,34,026,0
Hühnertrockenkot5028,610,923,020,17,756,1
Getr. Hühnerkot7032,111,030,921,87,990,1

Jauche

Der Harn der Tiere, der nicht von Einstreu aufgenommen wurde, wird Jauche genannt. Häufig fließt auch der Sickersaft des Mistes, Reinigungswasser aus Melkstand und Wasser von Reinigungsarbeiten in die Jauchegrube. Der Nährstoffgehalt wird durch solche Zuflüsse wesentlich beeinflusst. Der als Harnstoff gebundene Stickstoff wird durch Gärung in Ammoniak (NH3) umgewandelt. Nach circa einem Monat Lagerung sind 80 Prozent des Harnstoffs umgewandelt.

Die Jauche-Lagerung sollte unter Luftabschluss stattfinden, um größere Stickstoffverluste zu vermeiden. Außerdem sollte bei der Ausbringung bedecktes Wetter herrschen und die Jauche direkt eingearbeitet werden.
Eine Anwendung direkt im Pflanzenbestand ist sinnvoll, da die dünnflüssige Jauche gut von den Pflanzen abläuft und im Bestand vor Verdunstung geschützt ist. Um Verbrennungen zu vermeiden, sollte auch hier bedecktes Wetter herrschen.

Gärreste aus Biogasanlagen

Durch den Fermentationsprozess und die Zugabe von Co-Substraten verändern sich wesentliche Substrateigenschaften und damit auch Eigenschaften, die für die Anwendung des Gärrestes von Bedeutung sind. Durch die Fermentation verringert sich der Trockensubstanz-Gehalt gegenüber dem der Ausgangsprodukte, da die organische Trockenmasse in Abhängigkeit von der Verweildauer im Fermenter zu 30 bis 60 Prozent abgebaut wird. Dies ist auf die Umwandlung des Kohlenstoffs in der organischen Substanz zu Methan (CH4) und Kohlendioxid (CO2) zurückzuführen. Je nach Ausgangsstoff, findet nur ein teilweiser Abbau statt, wie es beispielsweise bei ligninhaltigem Material wie es bei Mais, Gras, Bioabfall und auch Gülle der Fall ist. Fetthaltige und leicht vergärbare Substanzen werden dagegen vollständig abgebaut.

Mineralstoff-, Trockensubstanzgehalte und pH-Werte von Gärrückständen (Baden-Württemberg, Probenahme 2006)


TS
% [FM]
pHN gesamt
[kg/t FM]
NH4N
[kg/t FM]
P2O5
[kg/t FM]
K2O
[kg/t FM]
MgO
[kg/t FM]
CaO
[kg/t FM]
 
NaWaRo
(n = 102)
6,38,54,42,61,95,00,982,1
BioAbf.
(n = 19)
5,78,44,62,91,83,80,712,0
Quelle: ltz. Augustenberg, Gärreste aus Biogasanlagen

Durch diesen Abbau von organischer Substanz wird gleichzeitig Stickstoff freigesetzt, der dann als Ammonium vorliegt. Der Anstieg des Ammonium-Gehaltes gegenüber dem Ausgangmaterial beläuft sich auf 5 bis 20 Prozent. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass ein größerer Teil des ausgebrachten Stickstoffs in pflanzenverfügbarer Form vorliegt. Gleichzeitig steigt aber auch das Risiko von Ammoniakverlusten, so dass bei der Ausbringung die gleichen Voraussetzungen wie bei der Ausbringung von Rohgülle gegeben sein müssen.
Um eine verlässliche Nährstofffracht kalkulieren zu können, sollte regelmäßig eine Analyse des Gärrestes bezügliche der Pflanzennährstoffe durchgeführt werden.

Kompost

Bei Komposten unterscheidet man Bioabfallkomposte aus der Getrenntsammlung des Hausmülls, Grünschnittkompost und Betriebskompost aus Gartenbaubetrieben. Das Ausgangsmaterial wird vorsortiert, zerkleinert und intensiv verrottet.

Thermophile Mikroorganismen zersetzen nach zwei Wochen bei einer Rottetemperatur von über 60 Grad Celsius einen Frischkompost, der den Rottegrad zwei erhält. Nach weiteren drei bis vier Monaten Nachrotte in belüfteten Mieten entsteht Reifekompost (Rottegrad vier bis fünf).

Der Rottegrad als Maß für Reife, Stabilität und Qualität eines Komposts (Oehmichen 200)
RottegradBezeichnung
IRohkompost
II – IIIFrischkompost
IV – VFertig- oder Reifekompost

Kompost wirkt bodenverbessernd
Die Nährstoffgehalte, der pH-Wert und der Salzgehalt der Komposte schwanken je nach Ausgangsmaterial erheblich. Der pH-Wert liegt oft oberhalb 7, der Salzgehalt über 4,5 Gramm pro Liter KCl. Bei der Anwendung ist dies zu beachten (Phosphat- und Mikronährstoffverfügbarkeit, Auflaufschäden, et cetera).
Im Mittel sind die Nährstoffgehalte in Komposten geringer als in Wirtschaftsdüngern. Die Phosphat und Kalium-Gehalte betragen häufig ein Vielfaches des Gehaltes an löslichem Stickstoff.
Der Gesamt-Stickstoff ist zu 98 Prozent organisch gebunden, das Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis liegt bei 15 – 25 zu 1. Das im Kompost enthaltene Phosphat ist zu 50 – 80 Prozent organisch gebunden und trägt daher mehr zur Vorratsdüngung denn zur Startdüngung bei. Aus diesen Gründen hat Kompost vor allem eine Boden verbessernde Wirkung. Die organische Substanz führt bei langjähriger Anwendung zur Anreicherung von Humus im Boden und erhöht das Potenzial der Stickstoff-Nachlieferung. Ausbringungsgrenzen sind zu beachten!

Klärschlamm

Klärschlamm ist ein Konzentrat aus Feststoffen, die beim Klärprozess aus dem Abwasser gefiltert werden. Klärschlamm wird in verschiedenen Formen angeboten und ausgebracht. Man unterscheidet Flüssigschlamm mit fünf Prozent Trockenmasse, entwässerten Schlamm mit 25 – 40 Prozent Trockenmasse, thermisch getrockneten Schlamm mit 75 Prozent Trockenmasse und kompostierten Schlamm.

Untersuchung bei Klärschlamm ist Pflicht

Die enthaltenen Stoffe im Klärschlamm variieren erheblich in Abhängigkeit von seiner Herkunft. Klärschlamm darf nur nach vorhergehender Bodenuntersuchung und Klärschlammuntersuchung auf landwirtschaftlich genutzten Flächen ausgebracht werden. Außerdem ist die Ausbringung auf fünf Tonnen Trockenmasse pro Hektar innerhalb von drei Jahren begrenzt. Bei Klärschlammkomposten ist die Menge auf zehn Tonnen Trockenmasse pro Hektar innerhalb von drei Jahren begrenzt, sofern die Grenzwerte für Schadstoffe nicht überschritten werden. Folgende Tabelle zeigt die Grenzwerte für Schwermetalle und organische Schadstoffe in Klärschlamm und Boden.

Hier können Sie die Klärschlamm VO ansehen.

Dem Anwender muss ein Lieferschein ausgehändigt werden, aus dem die Angaben über Menge, Nährstoff- und Schadstoffgehalt hervorgehen. Die Analysenergebnisse dürfen dabei nicht älter als sechs Monate sein. Die Verwendung von Rohschlamm, also Klärschlamm ohne jegliche Behandlung, ist grundsätzlich untersagt. Die Anwendung in Wasserschutzgebieten (Zone I und II), auf staunassen Flächen und in Gewässernähe ist aufgrund einer möglichen Gewässerverunreinigung verboten. Außerdem ist die Anwendung von Klärschlamm jeder Art im Obst- und Gemüsebau, auf Futter- und Weideflächen verboten.
Weitere Anwendungsverbote können sich durch individuelle Anforderungen oder Ankaufsverträge mit der weiterverarbeitenden Lebensmittelindustrie ergeben (zum Beispiel Zuckerindustrie, Babynahrung, Mühlen et cetera).

Stickstoff: Bis zur Hälfte in Ammoniumform
Der Stickstoff im Klärschlamm ist durchschnittliche zu 30 Prozent verfügbar. Er liegt zwischen 30 und 50 Prozent als Ammonium vor, der Rest ist organisch gebunden. Daher hat der Klärschlamm im zweiten Jahr eine weitere Stickstoff-Wirkung, die aber recht schnell nachlässt. Der organisch gebundene Stickstoff ist im Ausbringungsjahr zu 25 Prozent wirksam aufgrund des günstigen Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnisses.

Phosphat-Verfügbarkeit hängt von Fällung im Klärvorgang ab
Bei regelmäßiger Klärschlammdüngung nimmt der Phosphat-Gehalt im Boden (Nach CAL-Methode ermittelt) langfristig zu. Die Phosphat-Verfügbarkeit im Klärschlamm hängt von der Art der Fällung des Phosphats beim Klärvorgang ab.
Bei der Fällung mit Eisen wird Phosphat als Eisenkomplex gebunden und ist damit für die Pflanze nicht verfügbar. Das Phosphat muss dann im Boden freigesetzt werden, das findet in den für Ackerböden angestrebten pH-Werten nur unzureichend statt.
Mit Calcium gefälltes Phosphat bildet Apatit, was dem Phosphat aus Rohphosphat entspricht. Dieser Apatit geht in den Bodenvorrat ein und wird bei normalen pH-Werten langsam nachgeliefert. Bei hohen pH-Werten und guter Kalkversorgung ist allerdings keine Freisetzung aus dem Apatit mehr zu erwarten. Die Phosphat-Wirkung aus Klärschlamm hängt also stark sowohl von der Fällungsform also auch von den Bodenkonditionen ab.

Sicherheit von Düngemitteln

Informationen zur sicheren Handhabung und Lagerung von Düngemitteln finden Sie hier