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N-Düngung und N-Mobilisierung im Weinbau unter besonderer Berücksichtigung der Ammonium-Depotdüngung
Oswald Walg, DLR Rheinhessen-Nahe-Hunsrück
N-Mangel
N-Überschuss
Problem: N-Versorgung muss an den Bedarfsrhythmus der Rebe angepasst sein. Dabei spielen folgende Faktoren eine wichtige Rolle: • Bodenart • Humusgehalt des Bodens • Bodenpflegesystem – Zeitpunkt und Intensität von Bodenpflegemaßnahmen • Höhe der N-Düngung • Zeitpunkt und Verteilung der N-Dünger • N-Düngerform
Einfluss des Bodenpflegesystems Beispiele WSG KH Bodenpflege: Jede Zeile begrünt Nmin-Gehalt 0-90 cm 70
400 65 350
60 54
300
50 Nmin (kg/ha)
45
250
40
37
35
200
30 150 20
Niederschlag
49
100 14
10
Niederschlag (Nov-März und Apr-Okt) Nmin-Verlauf
0
50 0
Apr 04
Nov 04
Apr. 05
Nov. 05
Apr. 06
Nov. 06
Apr. 07
Nmin-Gehalte im Nov. und April in einer Rebanlage mit Dauerbegrünung in jeder Zeile, Humusgehalt 1,6 %
Bodenpflege: Jede 2. Zeile begrünt, offene Zeile natürl. Winterbegrünung - Nmin-Gehalt 0-90 cm 60
400 55
54
350
50
50 46
300 250
33
31
30
200 150
Niederschlag
Nmin (kg/ha)
40
20 100 10 Niederschlag (Nov-März und Apr-Okt) Nmin-Verlauf
3 0
50 0
Apr 04
Nov 04
Apr. 05
Nov. 05
Apr. 06
Nov. 06
Apr. 07
Nmin-Gehalte im Nov. und April in einer Rebanlage mit Dauerbegrünung in jeder 2. Zeile und natürlicher Winterbegrünung in den im Frühjahr und Sommer bearbeiteten Zeilen, Humusgehalt 2,3 %
Bodenpflege: Jede 2. Zeile begrünt, offene Zeile bis Herbst intensiv bearbeitet - Nmin-Gehalt 0-90 cm 250
400 Niederschlag (Nov-März und Apr-Okt) Nmin-Verlauf
350 202
200
300 250
150
140 200
100
150
Niederschlag
Nmin (kg/ha)
174
79 63
100
50
44 50
29 0
0 Apr 04
Nov 04
Apr. 05
Nov. 05
Apr. 06
Nov. 06
Apr. 07
Nmin-Gehalte im Nov. und April in einer Rebanlage mit Dauerbegrünung in jeder 2. Zeile und Offenhaltung der anderen Zeile auch über Winter, Humusgehalt 2,7 %
Bodenpflege: Jede Zeile intensiv bearbeitet bis zum Herbst Nmin-Gehalt 0-90 cm 600
400 569 350
Niederschlag (Nov-März und Apr-Okt) Nmin-Verlauf
500
300
Nmin (kg/ha)
400
250 341 300
200 150
Niederschlag
413
200 155
134
100
100 50
72 24 0
0 Apr 04
Nov 04
Apr. 05
Nov. 05
Apr. 06
Nov. 06
Apr. 07
Nmin-Gehalte im Nov. und April in einer Rebanlage mit Bearbeitung und Offenhaltung jeder Zeile auch über Winter, Humusgehalt im Frühjahr 04: 2,4 % (Biokompost!)
Konsequenzen: Begrünung jeder Zeile über Winter ist ein Muss !
Herbst- oder Winterbodenbearbeitung ist tabu !
X
Hohe Mineralisationsraten bis in den Winter !!!
Folgen einer Spätbearbeitung • Unproduktiver Humusabbau • Förderung der Erosion
Verlust an Bodenfruchtbarkeit
Zusätzliche CO2-Freisetzung
Förderung der globalen Erwärmung
Erhöhte N-Freisetzung und Nitratverlagerung ins Grundwasser
Nitratbelastung im Grundwasser steigt
Verschneiden mit wenig NO3 belastetem Wasser Grundwasserabsenkung in anderen Ökosystemen
Beispiel Bodenpflege 2006 - Silvaner Jede Zeile bearbeitet Befallsstärke: 47 % Ertrag: 5,2 kg/Stock; MG: 85 °Oe
Jede 2. Zeile begrünt Befallsstärke: 22 % Ertrag: 3,9 kg/Stock; MG: 87 °Oe
Fäulnisproblematik wird durch die globale Erwärmung verstärkt Ursachen: • Höhere Durchblühraten führen zu mehr Einzelbeeren und damit zu kompakteren Trauben •Reifeverfrühung führt zu besseren Infektionsbedingungen für Fäulniserreger
Risikominimierung: Kein N-Schub in der Reifephase ! Vorsicht bei Nachblütedüngungen (Notwendigkeit überprüfen – Blattstieltest) Frühzeitiges Einstellen der Bodenbearbeitung im Sommer. Geringer Unkrautbesatz tolerieren, stärkerer Unkrautbewuchs abmulchen Ausnahme: Extreme Trockenheit (z.B. 2003), dann flache Bearbeitung zur Kapillarzerstörung, aber rechtzeitig. Beachte: Tiefere Lockerung erhöht die Wasserverdunstung
260 250 240 230 220 210 200 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
0 kg N
40 kg N
40 + 40 kgN
80 kg N
19 86 19 87 19 88 19 89 19 90 19 91 19 92 19 93 19 94 19 95 19 96 19 97 19 98 19 99 20 00 20 01 20 02 M itt el
kg/a
Ertragsleistung Landes-N-Versuch Bad Kreuznach Riesling (offen, 2,8 % Humus)
Mittel
2001
2000
1999
1998
1997
1996
1995
1994
1993
1992
1991
1990
1989
1988
0 kg 40 kg 40+40 kg 80 kg
1987
800 750 700 650 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0
1986
kg/ha
Nitrat-N Gehalte Bad Kreuznach Riesling im November (0 - 90 cm), ganzflächig offen
Nitrat-N Differenz Bad Kreuznach Riesling zwischen Spätherbst u. Frühjahr (0-90 cm), ganzflächig offen 50 0 -50 -100 -150
kg N/ha
-200 -250 -300
0 kg -350
40 kg
-400 -450
40+40 kg
-500
80 kg
-550 -600 -650
86/87
88/89
90/91
92/93
94/95
96/97
98/99
00/01
Mittel
Die große Frage
Welchen Anteil hat die Auswaschung an der Abnahme der Werte über Winter?
Anwendung von Biokompost Bioabfall-Verordnung !!!
Ergebnisse Kompostversuch KH, Riesling Kreuznacher Kronenberg Bodenpflege: Jede 2. Zeile begrünt, andere Zeile bearbeitet, Bodenart: L Humusgehalt zu Versuchsbeginn 2,6 % NO3- -N an 4 unterschiedlichen Terminen pro Jahr und im Jahresmittel (Mittelwerte 1999 bis 2007) 400,0
350,0
1 (60 kg N/ha) 2 (50 t/ha Standardk.) 3 (30 t/ha Standardk.) 4 (50 t/ha KH Komp.)
NO3-N [kg/ha]
300,0
250,0
200,0
150,0
100,0
50,0
0,0 Mittel Austrieb 0-60
Mittel Blüte 0-60
Mittel Veraison 0-60
Mittel ndL 0-60
Mittel alle 0-60
Bodenpflege und Düngung: Jede 2. Zeile begrünt, stark überhöhte Biokompostdüngung - Nmin-Gehalt 0-90 cm 700
400 652
Niederschlag (Nov-März und Apr-Okt) Nmin-Verlauf
600
350
Nmin (kg/ha)
250 400 200 300 150
260
Niederschlag
300
500
229 200
100 133
100
77
50 57
36
0
0 Apr 04
Nov 04
Apr. 05
Nov. 05
Apr. 06
Nov. 06
Apr. 07
Nmin-Gehalte im Nov. und April in einer Rebanlage mit Dauerbegrünung in jeder 2. Zeile und Offenhaltung der anderen Zeile auch über Winter. Humusgehalt im Oberboden 6,6 Prozent durch überhöhte Biokompostanwendung
Konventionelle mineralische N-Düngung
Ausbringung: i.d.R. breitflächig, oberflächig verteilt Problem: Reben haben eingeschränkte Wurzeldichte gleichmäßig verteiltes N-Angebot nur begrenzt erreichbar. Effizienz der Ausnutzung? Gefahr von größeren Mengen an Reststickstoff zu Vegetationsende erhöhtes Auswaschungsrisiko
Lösungen: 1. Effizienz der Ausnutzung verbessern durch: Ort der Ablage (dorthin, wo größte Wurzeldichte vorhanden ist) N-Form (nicht auswaschungsgefährdet, aber für die Rebwurzeln gut erreichbar und aufnehmbar
2. Höhere Mengen an Reststickstoff im Herbst vermeiden An den N-Bedarfsrhythmus der Reben angepasste Düngung und Bodenpflege Keine erhöhten N-Freisetzungen mehr ab Mitte Juli Abfangen von überschüssigem N mit Begrünungspflanzen
Orte der Ablage bei oberflächiger Verteilung 1. Begrünte Gasse Begrünungspflanzen nehmen den Stickstoff schnell auf Üppiges Wachstum, höhere Mulchintensität, höherer Wasserverbrauch Erst über den Umweg der Mineralisierung aus der Mulchmasse kann N an die Rebwurzeln gelangen. N-Freisetzung stark witterungsabhängig und nicht steuerbar Oberboden unter Begrünung im Sommer härter und trockener als der Unterstockbereich oder die offenen Gasse Kein gutes Milieu für Rebwurzeln
Begrünte Gasse kein günstiger Ort zur oberflächigen Ablage von N
0 kg N/ha
60 kg N/ha
2. Offene Gasse Durch Einarbeitung i.d.R. gute Löslichkeit und schneller Transport an die Rebwurzeln gegeben Ist in der offenen Gasse ein N-Bedarf gegeben? Jede Bodenbearbeitung setzt in Abhängigkeit von der Bodenart, -temperatur, feuchte und Humusgehalt N frei (ca. 15 bis 50 kg N/ha pro Bearbeitung) Gefahr: N-Überangebot in den offenen Gassen durch N-Düngung + N-Mineralisation
3. Offene Unterstockbereich Hohe Attraktivität für die Rebwurzeln relativ ungestört (nicht oder nur flach bearbeitet, nicht verdichtet) höhere Bodenfeuchte durch Laubwandtraufe gut geeignet für eine oberflächige Ablage
Depotdüngung auf Ammonium-Basis
(CULTAN-Verfahren) C
Controlled
U
Uptake
L
Long
T
Term
A
Ammonia
N
Nutrition
Kennzeichen der AmmoniumDepotdüngung • Wurzelnah, platzierte, räumlich konzentrierte Ammonium-Depots • Heranwachsen der Wurzeln und Erschliessung von den Randflächen • Dosierte, kontinuierliche Aufnahme von N über die äußeren Grenzflächen
Flüssige N-Düngemittel zum CULTAN-Verfahren (Auswahl) Düngemittel
Produkt (Beispiele)
Nährstoffgehalt (%) N
NO3-N
NH4-N
AmidN
S
28
7
7
14
-
AHL + Ammonsulfat
PIASAN 24-S
AHL + Ammonsulfat + DCD/3-Methylpyrazol (15:1)
ALZON flüssig- 24 S
5
8
11
3
AHL + Ammoniumthiosulfat
Nitrosul
28
6,4
8,8
12,8
5
Harnstoff-Ammonsulfat-Lösung (HAS)
HAS-Lösung
20
-
6
14
7
Ammonnitrat-Harnstoff-Lösung (AHL)
PIASAN 28 Ensol
Ammonnitrat-Harnstoff-Lösung (AHL) + DCD/3-Methylpyrazol ALZON flüssig (15:1)
140 Liter AHL 28 enthalten 50 kg N
Kosten von N-Düngemitteln (ohne MwSt.)
Düngemittel Kalkammonsalpeter (KAS) AHL
2008 €/kg N 0,74
2009 €/kg N 1,48
0,75
1,07
Preisangaben von regionalen Genossenschaften und Landhandelsunternehmen ab Lager
Ausbringverfahren und Ablage der Ammonium-Depots Ablage (Platzierung) Zeilen-Depots Unterstock-Depots Lokalisierung im Boden Oberflächen-Depots Unterflur-Depots Formulierung Flüssig Fest (Pellet)
Ausbringtechnik für Unterflur-Depot-Düngung
Fotos: Übel, Nußdorf
Versuchsfläche Standort Holl Riesling, jede Zeile dauerbegrünt Kiesig, sandiger Lehm Düngung: 50 kg N/ha
Vorzeitiger Blattfall ohne N-Düngung (Vordergrund)
Chlorophyllgehalte im Blatt (Hydro N -Tester) Riesling - Standort Holl 2002 650
normaler Wuchs
schw acher Wuchs 600 550 500 450 400 350 300 250 11.07.2002
14.08.2002
Keine N-Düngung
12.09.2002
AHL-Unterflur
11.07.2002
KAS
14.08.2002
AHL-Unterstock
12.09.2002
Kontrolle
AHL-Unterflur
Schnittholzgewichte - Riesling- Holl (schwacher Wuchs) g/Stock
650
Keine N-Düngung
600
AHL-Unterflur
550
529
AHL-Unterstock
450 400
540
525
340
395 380 345
445
460
447 435
414 427
385
362
450 405 395
390
325
330
305
300
585
KAS
500
350
595
295
270
250 200 1996
1998
1999
2000
2001
2002
2003
Schema der Entnahme der Bodenmonolithe
Gassenrand (Ost) Gassenmitte
Gassenrand (West) 40 cm
30 cm 25cm
g/0,03m³ Boden
Mittlere Feinwurzelfrischgewichte (< 2 mm) - Riesling - Holl
12
10
Gassenrand (Ost) 8
Gassenmitte AHL - Band
Gassenrand (West)
6 4
2 0 0 - 25
25 - 50
50 - 75
AHL - Unterflur
75 - 100
0 - 25
25 - 50 KAS - Oberfläche
50 - 75
75 - 100 Tiefe cm
Wurzelverteilung (Bodenmonolith 0 -25 cm Tiefe, 0,03 m³ Boden) AHL-Unterflur-Depotdüngung Kalkammonsalpeter-Oberfläche
Mittlere Feinwurzelfrischgewichte (< 2 mm) im Unterstockbereich g/0,03 m³ Boden
14 12
Riesling-Holl - oben (schwacher Wuchs)
Riesling-Holl - unten (normaler Wuchs)
10 AHL-Bandspritzung
8
KAS-breitwürfig
6 4 2 0 0 - 25
25 - 50
0 - 25
25 - 50
Tiefe cm
Nirat- und Ammonium-N-Gehalte 0 - 30 cm - Riesling - Holl kg/ha
900 28.05.96
800
NH4-N
02.06.99 16.08.96
700
NO3-N
18.08.98
600
06.06.00
500
26.06.98
11.07.96 13.09.96
400 300 09.07.99
30.09.98
18.07.00
200 100
KA S
ke in N
KA S
ke in N
KA S
ke in N
KA S
ke in N
KA S
ke in N
KA S
ke in N
KA S
ke in N
KA S
ke in N
KA S
ke in N
KA S
ke in N
KA S
ke in N
KA S
ke in N
0
19.08.99
0 28.05.96 11.07.96 02.06.99
kein N AHL-Band KAS
50
kein N AHL-Band KAS
13.09.96 26.06.98
kein N AHL-Band KAS
125
kein N AHL-Band KAS
150
kein N AHL-Band KAS
kein N AHL-Band KAS
kein N AHL-Band KAS
KAS
kein N AHL-Band
kein N AHL-Band KAS
25
kein N AHL-Band KAS
kein N AHL-Band KAS
kein N AHL-Band KAS
Nirat- und Ammonium-N-Gehalte 30 - 60 cm - Riesling - Holl
kg/ha
200 18.08.98
175
NH4-N
NO3-N 09.07.99
100 18.07.00
75 30.09.98
06.06.00
19.08.99
16.08.96
Zusammenfassung Durch eine Ammonium-Depotdüngung kann auf N-bedürftigen Standorten die vegetative und generative Leistung der Reben gesteigert werden. Stresssituationen werden besser überstanden. Durch das Heranwachsen der Feinwurzeln um das Depot werden die N-Aufnahme und N–Ausnutzung verbessert. Die langsame, kontinuierliche Aufnahme sorgt für eine bedarfsgerechte Versorgung über die Vegetation. Das Risiko einer größeren N-Verlagerung ist gering, wodurch die Auswaschungsgefahr von N reduziert wird. AHL ist in Normalanlagen vorzugsweise als UnterflurDepotdüngung in der begrünten Zeilenmitte abzulegen. In offen gehaltenen Zeilen wird durch die Bearbeitung i.d.R. genügend N freigesetzt.
