Erhöhung der N-Effizienz im Winterrapsanbau durch Reihen- und Spot-Düngung (RapsSpot)
Projektdurchführung
Hochschule Osnabrück
Vizepräsident für Forschung, Transfer
und Nachwuchsförderung
Albrechtstr. 30
49076 Osnabrück
Zielsetzung
Winterraps ist für viele landwirtschaftliche Betriebe eine besonders wichtige Kultur, um Fruchtfolgen mit hohem Getreideanteil mit einer Blattfrucht aufzulockern. Darüber hinaus ist Raps sowohl für den Ernährungs- als auch für den Futtermittelsektor sowie für technische Anwendungen ein wichtiger Rohstoff. Aufgrund seines hohen N-Bedarfs und seiner vergleichsweise schlechten N-Nutzungseffizienz ist der Anbau von Winterraps aber aus Sicht der Umweltbelastung (Nitrataustrag in das Grundwasser, gasförmige N-Emissionen) als problematisch einzuordnen.
Eine Platzierung von N-Düngern auf oder in den Boden als sogenannte „Saatbanddüngung“ im Vergleich zur Flächenapplikation führt zu einer in der Regel deutlichen Verbesserung der N-Effizienz (d.h. Erzielung gleicher Erträge und Qualitäten bei reduzierter N-Aufwandmenge). Für Sommerkulturen wie beispielsweise Mais oder Kartoffeln ist dieser Platzierungseffekt vielfach nachgewiesen und technisch relativ einfach umzusetzen, da der N-Dünger vor der Aussaat appliziert werden kann.
Für Winterkulturen ist eine platzierte Düngung unter Praxisbedingungen bisher nur mittels des sogenannten CULTAN-Verfahrens möglich, welches aber ausschließlich für flüssige Dünger geeignet ist. Im Projekt werden speziell entwickelte Techniken zur Platzierung von granulierten Düngern („FertiSpot“-System) sowohl bei der Herbstdüngung als auch bei der vegetationsbegleitenden N-Düngung im wachsenden Winterrapsbestand eingesetzt und in ihrer Wirkung auf die Entwicklung der Rapspflanzen und auf das N-Emissionsrisiko beurteilt.
Arbeitsschritte
Im Gewächshaus wird die Herbstaussaat von Winterraps in Rhizotronen (rechteckige Spezialgefäße [10 x 35 x 60 cm] mit abnehmbarer Frontplatte) simuliert. Granulierter Mineraldünger wird in unterschiedlichen Entfernungen zum Saatkorn im Boden punktgenau platziert (verschiedene Abstände [5 – 10 – 15 – 20 cm] und Orientierungen [seitlich neben – schrägunterhalb – unterhalb des Saatkorns]). Neben der ober- und unterirdischen Biomasse wird die Wurzelverteilung und die N-Aufnahme ermittelt. Die Auswertung dieser Daten ermöglicht die Ableitung günstiger Düngeplatzierungszonen.
Zur Herbstaussaat werden in Freiland-Mikroparzellen (1,5 × 3,0 m) unter praxisnahen Bedingungen 7 verschiedene Varianten angelegt: [1] platzierte Düngung in Wurzelnähe mit einer Ablagetiefe von 5 cm, [2] platzierte Düngung in Wurzelnähe mit einer Ablagetiefe von 10 cm, [3] breitflächige Oberflächen-Applikation, [4] oberirdische Bandapplikation, [5] Unterfuß-Bandapplikation mit einer Ablagetiefe von 5 cm, [6] Unterfuß-Bandapplikation mit einer Ablagetiefe 10 cm und [7] N-Null-Variante. Erfasst werden Auflauf, Biomasseentwicklung, Frisch- und Trockenmasse sowie die Stickstoffaufnahme.
Im Frühjahr folgt ein Feldversuch mit 7 Applikationsvarianten (N-Düngermenge 100 kg N/ha): [1] N-Null-Variante, [2] praxisübliche oberflächige Applikation, [3] bandförmige oberirdische N-Gabe zwischen 2 Reihen, [4] bandförmige Ablage unterirdisch zwischen 2 Reihen, [5] bandförmige Ablage unterirdisch mit reduzierter Düngermenge (75 % der Düngermenge), [6] punktförmige unterirdische Ausbringung und [7] punktförmige unterirdische Ausbringung mit reduzierter Düngermenge (75 % der Düngermenge). Neben wiederholten NDVI-Messungen und Biomasseentnahmen werden zur Ernte Ertrag und N-Konzentration der Pflanzenorgane (Korn, Schote, Blätter, Stängel) erfasst.
Im weiteren Projektverlauf werden Feldversuche auf Praxisbetrieben in Nordwest- und Nordostdeutschland durchgeführt. Neben einer ungedüngten Kontrolle und einer praxisüblichen flächigen Applikation werden verschiedene Band- und Spotdüngungsvarianten im Herbst bzw. Frühjahr kombiniert. Keimung und Wachstumsdynamik sowie Biomasseaufwuchs und N-Gehalte werden erfasst. Zur Ernte werden Kornertrag und N-Gehalt bestimmt sowie Bodenproben entnommen, um die Ausschöpfung der Düngerbänder zu prüfen. Die Auswertung der Daten aus zwei Jahren und zwei Standorten ermöglicht Aussagen zur N-Effizienz und technischen Umsetzbarkeit der Verfahren.