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Im folgenden Artikel geht es um den optimalen Einsatz von organischem Dünger. Zunächst werden Vor- und Nachteile der organischen Düngung betrachtet. Anschließend wird die Herausforderung bei der Kalkulation der Nährstoffverfügbarkeit erläutert. Folglich wird das Problem der Auswaschung sowie Verflüchtigung thematisiert und Wege zur Vermeidung werden vorgestellt.
Die Düngung mit organischem Material liefert nicht nur Nährstoffe an die Pflanzen, sondern dient als bodenverbessernde Maßnahme.
Nahrungsquelle für Mikroorganismen
folglich: Vermehrtes Auftreten der Mikroorganismen
Humusaufbau
verbesserte Bodenfruchtbarkeit
erhöhtes Wasserhaltevermögen
Nährstoffe müssen durch Mineralisation pflanzenverfügbar gemacht werden
Deshalb: Verspätete Nährstoffverfügbarkeit durch biologische Prozesse
Timing des Ausbringens ist wetter- und klimaabhängig
Nährstoffgehalte sind schwer kalkulierbar und können je nach Düngemittel stark variieren
Das Ausbringen von organischen Düngern stellt Landwirte vor viele Herausforderungen. Insbesondere das Nährstoffmanagement ist durch die Probleme der Skalierung der Nährstoffe in den auszubringenden Substanzen ein Kernpunkt.
Organische Dünger und organische Reststoffe sind Quellen für Stickstoff, Phosphor, Kalium und organischen Kohlenstoff. Insbesondere bei Stickstoff und Phosphor ist neben den ausgebrachten Nährstoffmengen deren Pflanzenverfügbarkeit zu berücksichtigen. Es ist in Deutschland nicht möglich, die Düngemittel mit einem großen Sicherheitszuschlag für eine garantierte Nährstoffversorgung auzusbringen.
Die maximale Ausbringungsmenge wird durch die Stickstoffobergrenze von 170 Kilogramm pro Hektar im Betriebsdurchschnitt für organische Dünger nach der Düngeverordnung bestimmt.
Ausgenommen davon sind Klärschlamm und Kompost. Bei diesen Gruppen werden von der Klärschlammverordnung und der Bioabfallverordnung feste Obergrenzen für die Ausbringungsmenge gesetzt.
Generell ist der Nährstoffgehalt in organischen Düngern, im Gegensatz zu Mineraldüngern, schwieriger einzuschätzen. Er ist abhängig von der jeweils zugeführten Stoffgruppe, der Qualität und der Art des Düngers. Zudem ist zu beachten, dass die Nährstoffe von den Bodenlebewesen zunächst in pflanzenverfügbare Stoffe mineralisiert werden müssen. Die Dauer dieses Prozesses ist höchst abhängig von den herrschenden Standortbedingungen. Die Bodenfeuchte sowie -wärme und Durchlüftungsverhältnisse spielen neben dem Ausgangsmaterial des Düngers eine große Rolle.
Die organische Düngung hat einen beachtlichen Einfluss auf den Humusgehalt im Boden. Die in dem Dünger vorhandene organische Substanz stabilisiert ihn. Dies wirkt sich positiv auf die Bodeneigenschaften aus.
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Biologisch |
Physikalisch |
Chemisch |
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Nahrungsquelle für Mikroorganismen |
Bodenstabilisator |
Speicherort für Nährstoffe |
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Anzahl der Mikroorganismen im Boden steigt |
Verbessertes Porensystem erleichtert die Nährstoff- und Wasserzufuhr zu Pflanzen |
Nährstoffe werden vor Auswaschungen geschützt und können bei Bedarf freigegeben werden |
Die Humusreproduktionsleistung folgt unter Berücksichtigung der maximalen Ausbringungsmengen der Reihe: Kompost > Stalldung > pflanzliche Biomasse aus Ernterückständen und Gründüngung > Gülle > Klärschlamm.
Es gibt durchaus Methoden, um Auswaschungen zu vermindern. Generell beugt eine präzise an den Bedarf angepasste Düngung einer Auswaschung vor. Das schützt vor einer Verlagerung in das Grundwasser. Der pflanzenverfügbare Ammoniumanteil der Wirtschaftsdünger kann nur in einem hohen Umfang von der Pflanze genutzt werden, wenn diese zum Zeitpunkt des Stickstoffangebots auch einen generellen Bedarf hat, der nicht allein aus dem Bodenvorrat gedeckt werden kann. Dies gilt es vor jeder Ausbringung zu überprüfen. Der Anbau von Zwischenfrüchten ist bezüglich der Verlustminderung sinnvoll, da diese einen Großteil des Restnitrats im Boden aufnehmen.
Zusätzlich kann der Landwirt auf stabilisierte N- Dünger zurückgreifen, um einer Auswaschung entgegenzuwirken. Durch die stabilisierte Düngung werden Nitrat-, Lachgas- und molekulare Stickstoffverluste deutlich reduziert.
Die beiden folgenden Stabilisatoren verhindern eine Stickstoffumwandlung, allerdings an unterschiedlichen Stationen der Stickstoff-Umwandlung im Boden.
Der Nitrifikationsinhibitor verzögert die Umwandlung des Stickstoffs um sechs bis zehn Wochen. Nitratverluste können um bis zu 50 % reduziert werden.
Die bisher als stabilisierte Stickstoff-Dünger bezeichneten Düngemittel unterscheiden sich von herkömmlichen Ammonium- oder Nitratdüngern dadurch, dass sie Nitrifikationsinhibitoren zugesetzt bekommen. Diese bewirken, dass die von Bodenbakterien durchgeführte Umsetzung von Ammonium zu Nitrat im Boden verzögert wird.
Der Ureaseinhibitor wirkt direkt nach der Düngung und kann die Umwandlung von Harnstoff zu Ammonium um bis zu zwei Wochen verlangsamen. Harnstoff ist bei der Hydrolyse zu Ammonium (NH4) durch das Bodenenzym Urease anfälliger für Verflüchtigungen als Ammoniak (NH3). Daher muss Harnstoff ab 2020 nach der aktuellen Düngeverordnung entweder direkt nach Ausbringung eingearbeitet oder mit einem sogenannten Urease-Inhibitor (UI) behandelt werden.
Die Beimischung der flüssigen Stabilisatoren in die organischen Wirtschaftsdünger muss gleichmäßig erfolgen,
bei der Homogenisierung im Lagerbehälter direkt vor der Ausbringung,
als kontinuierliche Dosierung beim Befüllungsvorgang des Ausbringfahrzeugs,
mittels eines Bypasses über den Ansaugschlauch,
mit entsprechender Dosiertechnik.
Während der intensiven Wachstumsphase im Frühjahr ist die Stickstoffaufnahme der Pflanzen am höchsten. In diesem Zeitraum ist eine Ausbringung sinnvoll, jedoch müssen bei der organischen Düngung die Einarbeitungsfristen beachtet werden. Diese Einarbeitung sollte möglichst bei geringen Temperaturen, wenig Wind und bei geringer Sonneneinstrahlung erfolgen.
Der organisch gebundene Stickstoff muss zunächst mineralisiert werden, bevor er pflanzenverfügbar wird. Dies kann unterschiedlich lange dauern. Der ausgebrachte Dünger wird zum größten Teil während der Vegetationsperiode umgesetzt und von den Pflanzen aufgenommen.
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Frühling |
Sommer |
Herbst |
Winter |
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Auswaschungen |
Hohe Nährstoffaufnahme in intensiven Wachstumsphase |
Weniger Auswaschungen durch geringe Sickerwasserbildung |
Nach der Ernte versickern die Nährstoffe mit dem Regen → Mineralisation findet weiter statt |
Sickerwasser und Menge von Restnährstoffen bestimmen Auswaschungen |
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Verflüchtigungen |
weniger Verflüchtigungen durch niedrige Temperaturen |
Hohe Temperaturen begünstigen Verflüchtigungen |
Zwischenfrüchte können Reststickstoffe aufnehmen |
weniger Verflüchtigungen durch niedrige Temperaturen |
Nach der Ernte der Hauptfrucht können Zwischenfrüchte insbesondere im Herbst und Winter Auswaschungen vermindern. Sie nehmen die Restnährstoffe sowie die Nährstoffe aus der fortlaufenden Mineralisation effektiv auf.
Für die verschiedenen Dünger gibt es effektive Einarbeitungstechniken. Für Flüssigdünger wie beispielsweise Gülle gibt es viele verschiedene Verteilungs- und Einarbeitungstechniken. Besonders effektiv ist hierbei die Schlitztechnik, aber auch die Verwendung eines Schleppschuhs.
Beim Schlitzverfahren schneidet eine Scheibe den Boden auf und drückt den Boden v-förmig auseinander. In den Schlitz wird die Gülle zwischen 1 bis 5 Zentimeter tief eingebracht. Auch in den Fahrspuren kommt die Gülle dadurch sicher in den Boden. Die Ammoniakverluste sind im Vergleich zu den anderen Verfahren deutlich geringer. Positiv ist die gute Nährstoffausbeute, weil der Dünger direkt an die Wurzeln der Pflanze gebracht wird. Das Schlitzverfahren kann auf Grünland den Nachteil haben, dass der Boden offen bleibt und sich dadurch Unkräuter an den Rändern ansiedeln können. Die Technik ist relativ teuer und schwer.
Bei Schleppschuhen werden der Schlauch und die Kufen mit Federstäben auf den Boden gedrückt und das Gras geteilt. Dieses Verfahren ist besonders bei höherem Gras gut geeignet: Nach der Ablage wird der Güllestreifen durch das zurückweichende Gras verborgen. Dadurch werden Emissionen gemindert. Die Technik ist relativ leicht, wartungsarm und erfordert nur geringe Zugkraft.
Zudem gibt es einige organische Dünger in Form von Feststoffen, diese werden mit einem Düngerstreuer auf das Feld gebracht. Beispiele dafür sind der Schleuderstreuer und der Kastendüngestreuer. Letzterer hat eine genauere Verteilsgenauigkeit als Schleuderstreuer, wodurch bis zu 20 % der Düngermenge eingespart werden kann. Es stehen genaue Anforderungen an die Applikationstechnik in der Düngeverordnung, da die Ausbringung von stickstoff- und phosphathaltigen Düngemitteln klar festgelegt ist. Um Emissionen vorzubeugen, verfügen moderne Düngersteuer über Grenz- und Randstreueinrichtungen. Diese sorgen dafür, dass Düngemittel an Rändern und Vorgewenden nicht über die Feldgrenze hinaus gestreut werden.
Das Ausbringen von organischem Dünger bei nassem, kaltem und windstillem Wetter ist der optimale Weg, um Verflüchtigungen beim Auftragen zu verhindern. Da bis zu 90% des Ammoniumstickstoffes bei warmen, sonnigen Wetter verflüchtigt werden, ist der Zeitpunkt der Düngung enorm wichtig. Wenn die Ausbringung unter vorteilhaften Bedingungen erfolgt, so können die Verluste auf 26% verringert werden.
Ähnlich wie bei den Auswaschungen können auch mit der Ausbringtechnik Verluste gemindert werden. Im Grünland sollte man darauf achten, den organischen Dünger mit minimalem Luftkontakt auszubringen. Eine bodennahe Ausbringung mit großen Tropfen ist demnach ideal. Ein Schleppschlauchverteiler hält die Stickstoffverluste gering, ähnlich wie ein Scheiben- oder Zinkeninjektor.
Es folgt eine Auflistung möglicher Verfahren zur Güllebehandlung:
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Verfahren |
Wirkungsweise |
gemessener Effekt |
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Zusatz von Säure |
Verringerung des pH Wertes |
Verringerung der Verluste, hohe Kosten, Zusatz von Nährstoffen (S) |
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Bakteriologische Zusätze |
Verringerung des TM-Gehalts |
Hohe Kosten, geringe Effekte |
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Chemische Zusätze |
Verzögerung der Nitrifikation |
Verringerung der Verluste, schädlich für das Bodenleben |
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Mineralische Zusätze |
Bindung des Ammoniums |
Risiko einer P-Überdüngung, Positiver Effekt mit Phosphor-Biocarbonat |
Die Verwendung von organischem Dünger bringt viele Herausforderungen mit sich. Einarbeitungsfristen, unterschiedliche, unkalkulierbare Nährstoffverfügbarkeiten und die Abhängigkeit vom Wetter erfordern ein breit gefächertes Know-How. Da es leicht zu Auswaschungen und Verflüchtigungen kommen kann, ist es wichtig, sich genau zu informieren, mit welcher Ausbringungstechnik bei idealem Wetter gedüngt werden kann. Zur Verminderung der Nährstoffverluste gibt es außerdem Zusätze, die eine effektivere organische Düngung erlauben.
Trotz der zahlreichen Herausforderungen bringt eine organische Düngung viele Vorteile mit sich, die insbesondere das Bodenleben fördern. Auch der Aufbau von Humus trägt dazu bei, dass sich der natürliche Nährstoffkreislauf mit der regelmäßigen Zugabe von organischem Dünger einpendelt.