Pflugverzicht und N-Düngung

Bei reduzierter Bodenbearbeitung: Art, Termin und Menge der N-Gaben anpassen

Eine reduzierte Bodenbearbeitung hat sowohl Einfluss auf die Höhe der N-Gaben als auch auf deren Terminierung. Auch werden die Unterschiede zwischen den verschiedenen N-Formen deutlicher. Die Beratungsinitiative incona hat ausführliche Untersuchungen zu diesem Thema angestellt. Julia Susanne Arens, Unna, fasst sie zusammen.

Treibende Kraft bei der Umstellung vom Pflug auf eine reduzierte (nicht wendende) Bodenbearbeitung ist meist die Kosteneinsparung bei der Bodenbearbeitung. Eine solche Umstellung hat allerdings weitreichende Folgen für Bodenbiologie und -chemie, die beim Pflanzenschutz, aber auch bei der Düngung beachtet werden müssen. Die Auswirkungen der reduzierten Bodenbearbeitung auf die Planung der Stickstoffdüngung zeigt die Übersicht.

Höhe und Verteilung der N-Gabe anpassen

Im Herbst: Aufgrund der schwächeren Herbstentwicklung ist zu Raps und Wintergerste, aber auch zu Weizen nach Weizen eine Herbstdüngung erforderlich, um eine ausreichende Vorwinterentwicklung sicherzustellen. Dies gilt besonders bei hohen Strohmengen, da zum Abbau des Strohs Stickstoff gebunden wird, der den Pflanzen dann fehlt. Erfahrungsgemäß kann diese notwendige Herbstgabe bei der Düngungsplanung nicht voll im Frühjahr ersetzt werden.
Im Frühjahr liegen in der Regel niedrigere N_min-Gehalte im Boden vor. Hinzu kommt, dass der Boden sich aufgrund der nicht wendenden, flachgründigen Bearbeitung langsamer erwärmt und die Mineralisation von Bodenstickstoff später einsetzt. In der Folge muss die erste Gabe im Frühjahr meist erhöht werden. Spätere Gaben können dann wegen des höheren Mineralisationsvermögens etwas reduziert werden, so dass der Gesamt-Düngeraufwand in etwa gleich bleibt.
Zumindest in der Umstellungsphase (Aufbau von Dauerhumus) besteht allerdings ein höherer N-Bedarf.

Unterschiede zwischen den N-Formen nehmen zu

Die Vorteile von Nitraten treten bei konservierender Bodenbearbeitung deutlicher hervor. Gründe sind die sicherere Wirkung bei kühleren Bodentemperaturen im Frühjahr, die geringere Festlegung (Immobilisation) von Nitrat-Stickstoff in der organischen Substanz und verminderte gasförmige Verluste.
Die langsamere Bodenerwärmung im Frühjahr hat zur Folge, dass Harnstoff und ammoniumbetonte N-Dünger eher verhalten zur Wirkung kommen. Denn diese N-Formen werden abhängig von der Bodentemperatur zum schnell verfügbaren Nitrat umgewandelt (Nitrifikation). Bei einer Bodentemperatur von 5° Celsius, wie sie in Februar und März häufig vorherrscht, dauert es ca. sechs Wochen, bis die Hälfte des Ammoniums zum Nitrat umgebaut ist. Beim Harnstoff ist diesem Schritt noch die Hydrolyse, die Umsetzung von Harnstoff zu Ammonium-N, vorgeschaltet.
Nitrat ist im Gegensatz zu den anderen NFormen im Bodenwasser gelöst und wird so zu den Pflanzenwurzeln herangetragen. Deshalb wirken nitrathaltige Stickstoffdünger rasch und weitgehend unabhängig von Witterungseinflüssen.

Reduzierte Bodenbearbeitung und Immobilisation

Unter N-Immobilisation (Festlegung) versteht man die Aufnahme von Mineralstickstoff durch Bodenmikroorganismen und die Festlegung in organischen, nichtpflanzenverfügbaren N-Verbindungen.
Die immobilisierenden Bodenbakterien und Mikropilze finden im Frühjahr größere Ernterestmengen aus den Vorfrüchten vor, die ihnen als Kohlenstoff- und Energiequelle zum Aufbau von Eiweißsubstanzen aus Mineralstickstoff dienen.
Das N-Immobilisationspotenzial eines Standortes steigt bei reduzierter Bodenbearbeitung, da es hier zu einer Anreicherung organischer Substanz im Oberboden kommt. Unter Getreide ist das N-Immobilisationspotenzial vor allem zur Start-, aber auch noch zur Schossergabe hoch.
Die meisten Bakterien und Pilze bevorzugen Stickstoff aus Ammonium und Harnstoff. Eine nitratbetonte N-Düngung sichert also eine direkte Aufnahme durch die Pflanzen, während festgelegter Stickstoff, z. B. aus harnstoffhaltigen Düngemitteln, nur teilweise oder zum falschen Zeitpunkt wieder pflanzenverfügbar wird.
Zahlreiche Versuche haben bestätigt, dass auch unter Feldbedingungen mehr Stickstoff aus Harnstoff und ammoniumhaltigen Düngemitteln immobilisiert wird als nach Nitratdüngung.

Gefahr gasförmiger Verluste steigt

Die Höhe von gasförmigen Ammoniakverlusten hängt von zahlreichen Faktoren, insbesondere von Wetter- und Bodenbedingungen ab und ist im Einzelfall nur schwer einschätzbar. Der Landwirt muss sich mit dieser Problematik nicht nur aus Umweltgründen auseinandersetzen.
Zunächst ist jedes kg Stickstoff, dass als Ammoniak in die Atmosphäre entweicht, ein direkter Verlust an Betriebsmittel. Problematisch ist auch die Unsicherheit über die den Pflanzen letztendlich noch zur Verfügung stehende Stickstoffmenge.
Verfahren der reduzierten Bodenbearbeitung erhöhen das Ammoniakverlustpotenzial deutlich. Gründe hierfür sind die Anreicherung von organischer Substanz im Oberboden sowie eine ständige Mulchauflage und ein leicht erhöhter pH-Wert in der obersten Bodenschicht. Beide Faktoren erhöhen die Verluste nach Harnstoffdüngung: Harnstoff wird durch das Enzym Urease, welches aus Pflanzenresten stammt, gespalten. Die höhere Konzentration von Urease in Verbindung mit einer geringeren Eindringtiefe und einem leicht erhöhten pH-Wert ist wohl die Ursache für die höheren Verluste.

Fazit

Verfahren mit konservierender Bodenbearbeitung beeinflussen die Höhe und Verteilung der N-Düngung.
In der Umstellungsphase ist mit einem höheren Düngebedarf zu rechnen, hier sollte die Betonung auf der ersten Gabe liegen. Eine Herbstdüngung ist meist erforderlich. Im Frühjahr sind nitrathaltige Dünger wegen der langsameren Bodenerwärmung zu bevorzugen.
Bei reduzierter Bodenbearbeitung sind Nitrate gegenüber ammonium- und harnstoffhaltigen Düngern zu bevorzugen.
Die Immobilisation (Festlegung) von Stickstoff und gasförmige N-Verluste nach Ammonium- und Harnstoffdüngung werden durch Minimalbodenbearbeitung gefördert.
Als Konsequenz gilt: Bei reduzierter Bodenbearbeitung sollten verstärkt nitrathaltige Dünger zum Einsatz kommen.     (ha)

Sonderdruck aus der NEUE LANDWIRTSCHAFT Ausgabe 12, 2008