Agrotech Valley

Optimierung der Stickstoff- und Phosphat-Effizienz aus flüssigen organischen Wirtschaftsdüngern durch „Depot-Applikation“ zur Verminderung der Umweltbelastung

Leiter

Prof. Dr. Hans-Werner Olfs

Projektstart

09.01.2013

Projektende

08.01.2016

Status

Abgeschlossen

Kurzfassung:

In der Bundesrepublik wurden in den letzten Jahren rund 2 – 2,5 Mio. ha landwirtschaftlicher Fläche für den Maisanbau genutzt. Charakteristisch für den Maisanbau sind dabei u.a. der Einsatz von Unterfuß-Düngung mit mineralischen NP-Düngern zur Sicherstellung der Jugendentwicklung der Kultur und der Einsatz von organischen Düngern. Die Nährstoffnutzungseffizienz beim Einsatz der organischen Dünger ist allerdings häufig nicht zufriedenstellend. Zum einen sind gasförmige Ammoniak-Verluste direkt bei der Ausbringung der Gülle festzustellen und zum anderen muss auf den für den Maisanbau genutzten leichteren Böden mit Verlagerung von Nitrat in tiefere Bodenschichten und in das Grundwasser gerechnet werden. Darüber hinaus ist bei vielen tierhaltenden Betrieben, die Mais als wichtige Fütterungskomponente in der Schweine- bzw. Rinderhaltung einsetzen, durch den Futterzukauf mit einer deutlich positiven Nährstoffbilanz (insbesondere bei Phosphat) zu rechnen. Eutrophierung von nicht agrarisch genutzten Ökosystemen durch N- und P-Eintrag ist die Folge. Im beantragten Forschungsvorhaben steht die Gülle-Injektion zu Mais im Fokus. Diese Technik, die bisher primär unter dem Aspekt der Verringerung der gasförmigen Ammoniak-Verluste eingesetzt wird, soll zu einer ganzheitlichen Unterfuß-Düngestrategie im Maisanbau entwickelt werden. Dabei soll zum einen die bandförmige Applikation der Gülle in den Boden als adäquater Ersatz für die übliche mineralische Unterfuß-Düngung mit NP-haltigen Düngern wissenschaftlich fundiert etabliert werden. Dadurch kann der Zukauf von Mineraldünger für den Maisanbau entsprechend reduziert werden mit positiven Auswirkungen auf die Nährstoffsalden der Betriebe. Durch den gezielten Zusatz von Nitrifikationshemmstoffen in das Gülle-Depot wird die Unterfuß-Gülleapplikation erweitert zu einer Ammonium-Depotdüngung, die eine Verringerung der Nitrat-Verlagerung sowie eine verbesserte Aufnahme von Nährstoffen (P, Mn, Zn) und Nutzungseffizienz (N) erwarten lässt. In enger Kooperation mit den für die Offizialberatung zuständigen Landwirtschaftskammern der Länder Niedersachen, Nordrhein-Westfalen und Schleswig-Holstein werden in typischen Maisanbauregionen insgesamt acht Exakt-Feldversuche zur Gülle-Depotdüngung nach einheitlichen Schema angelegt. Im Vergleich zur praxisüblichen breitflächigen Gülleapplikation mit Einarbeitung und mineralischer NP-Unterfuß-Düngung werden Gülle-Depot-Varianten (mit und ohne Zusatz von Nitrifikationshemmstoffen bzw. zusätzlicher NP-Unterfuß-Düngung) bei zwei unterschiedlichen N-Düngeniveaus geprüft. Neben der Erfassung der Entwicklung der Maispflanzen in der Phase vom Auflaufen bis zum Rispenschieben (u.a. auch durch den Einsatz nicht-destruktiver optischer Messgeräte) sowie der Erntedaten (inkl. aller relevanten Daten zur Qualitätsbewertung) erfolgen detaillierte Untersuchungen zu den Veränderungen des Gülle-Depots (räumliche Ausprägung, Nitrat- und Ammonium-Gehalte) durch Entnahme von Bodenmonolithen zu mehreren Zeitpunkte). Da durch die Zugabe von Nitrifikationshemmstoff zu erwarten ist, dass die Maispflanze die N-Aufnahme in diesen Varianten vorwiegend über Ammonium sicherstellt (mit den bekannten Effekten auf den pH-Wert der Rhizosphäre), wird auch die Aufnahme der weiterer Nährstoffe (P/Mn/Zn) untersucht. In Feld- und Gefäßversuchen an der Hochschule Osnabrück werden darüber hinauf Einzelaspekte der Gülle-Depotdüngung tiefergehend untersucht. Die Beeinflussung der N-Nutzungseffizienz (und damit die Umweltbelastung durch N-Verluste) in Abhängigkeit vom zeitlichen Abstand zwischen der Anlage des Gülle-Depots und der Maisaussaat wird unter Feldbedingungen und in Rhizotron-Versuchen überprüft. Durch den Einsatz von Rhizotron-Versuchsgefäßen kann eine zerstörungsfreie Beobachtung des Wurzelwachstums in der Jugendentwicklung sowie eine räumlich differenzierte Bodenprobenahme zum Versuchsende sichergestellt werden. Wechselwirkungen zwischen Ablagetiefe des Gülledepots und Zusatz von Nitrifikationshemmstoffen werden unter Feldbedingen untersucht und durch Säulenversuche im Gewächshaus komplettiert. In den entnommenen Boden- und Pflanzenproben werden die entsprechenden Nährstoffe untersucht, so dass die Nährstoffnutzungseffizienz berechnet werden kann. Der integrative Forschungsansatz mit regional verteilten einheitlichen Feldversuchen in Kombination mit wissenschaftlich-methodisch detaillierten Feld- und Gefäßversuchen an der Hochschule Osnabrück lässt einen umfassenden Erkenntnisgewinn erwarten. Die Stärken dieser innovativen Gülle-Depotapplikation kann umfänglich beurteilt und soweit nötig optimiert werden. Durch die Kooperation mit der Offizialberatung und die in den relevanten Maisanbaugebieten Nord-Westdeutschlands lokalisierten Feldversuche ist ein schneller Wissenstransfer in die Praxisbetriebe gewährleistet.

Projekt-Link

https://www.hs-osnabrueck.de/forschung/recherche/forschungsprojekte/az-item/optimierung-der-stickstoff-und-phosphat-effizienz-aus-fluessigen-organischen-wirtschaftsduengern-durch-depot-applikation-zur-verminderung-der-umweltbelastung/

Keywords

Flüssigdünger, Optimierung Düngestrategie

Projektträger

DBU

Partner

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