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.
