Langzeitwirkung der stickstoffdüngung IOSDV‐Standort Limburgerhof (Deutschland)

Abstract

In einer zweiten Mitteilung über Ergebnisse des IOSDV‐Standortes Limburgerhof werden Auswirkungen von organischer und mineralischer N‐Düngung im Zeitraum 1987–1995 und der Fruchtfolge ‘Körnermais—Winterweizen—Wintergerste’ dargelegt auf:

a) Verläufe von N_min(NO₃‐N/NH₄‐N) und N_org

b) Stickstoff‐Verlagerung in Abhängigkeit von Herbst‐ und Winterniederschlag sowie Zwischenfruchtbau und

c) Folgewirkungen auf Kornertrag und N‐Entzug

Im einzelnen hat sich ergeben:

1. Der Einfluß der Düngungsvarianten differenziert sich in den NO₃‐N‐Werten Ende Winter (unter Wintergetreide) bzw. Anfang Frühjahr (vor Körnermais) am relativ schwächsten im Vergleich zu den Terminen ‘nach der Ernte’ und vor allem ‘ Anfang Winter’.

2. Im Mittel von 4 winterfeuchten Jahren (Dezember—Februar: 135 mm) nimmt NO₃‐N im Terminvergleich Vor‐ zu Nachwinter um ca. 70% ab gegenüber etwa 25% im Mittel von 4 wintertrockenen Jahren (Dezember—Februar: 70 mm).

3. Mit Zwischenfruchtbau gelingt eine effiziente Reduktion der N_min‐Werte durch biologische Stickstoffkonservierung.

4. In der Herbstperiode ‘September—November’ geschieht die Nitrat‐Neubildung weitgehend unabhängig von NO₃‐N‐Restmengen nach der Ernte. Organische Düngungsmaßnahmen begünstigen die Nitratbildung, besonders bei feuchterem Herbstverlauf (Ø 52 mm/Monat). Bei weniger Regen (Ø 36 mm/Monat) liegen Anfang Winter etwa 75% des je nach Düngungsintensität zwischen 35 und 85 kg/ha schweren NO₃‐N‐Pakets im Bodenprofil 0 —60 cm; unter regenreicheren Bedingungen sinkt dieser NO₃‐N‐Anteil bis auf 50%.

5. Die Düngungsvarianten beeinflussen die NO₃‐N‐Werte im Boden wesentlich stärker als die NH₄‐N‐Gehalte; letztere schwanken von 0–90 cm zwischen 15 und 35 kg/ha; das meiste davon befindet sich in 0–30 cm. Bei OD2 und OD3 liegen die NH₄‐N‐Werte durchweg über OD1, bei OD2 nur vorübergehend und zeitversetzt zur Gülleausbringung über OD3. Zur mineralischen N‐Düngung läßt sich keine Beziehung erkennen.

6. Die Bodengehalte von N_org bewegen sich zwischen 15–20 kg/ha, davon liegen etwa 50% in der Bodenschicht 0–30 cm; positiv beeinflußt scheint N_org nur durch OD2 zu sein.

7. Folgen der über Winter eingetretenen Stickstoff‐Verlagerung wirken sich jeweils im 4‐jährigen Mittel bei 70 mm bzw. 135 mm Niederschlag im Zeitraum Dezember—Februar am relativ stärksten in der N₀‐Stufe von OD1/OD2/OD3 aus.

8. In den N₁‐ bis N₄‐Stufen der einzelnen organischen Düngungsvarianten reagieren die jährlich angebauten Kulturen ertragsmäßig überraschend unterschiedlich auf verschieden feuchten Winterverlauf, wobei die Reaktion im N‐Entzug mit steigender N‐Düngung immer weniger mit dem Kornertrag korrespondiert.

9. Der Kulminationspunkt der jeweils standortbezogenen Ertragskurve liegt bei einem N‐Entzug über den Kornertrag von etwa

140 kg/ha N durch Körnermais;

160 kg/ha N durch Winterweizen;

120 kg/ha N durch Wintergerste.

In a second communication on the results of the Limburgerhof IOSDV location, the effects of organic and mineral N fertilization in the period from 1987–1995 and the crop rotation ‘grain maize—winter wheat—winter barley’ are presented on:

a) Courses of N_min (NO₃ N/NH₄ N) and N_org

b) Nitrogen displacement, depending on autumn and winter precipitation as well as break cropping, and

c) Subsequent effects on grain yield and N removal

The following details have emerged:

1. The influence of fertilization variants differs least in relative terms in the NO₃ N values at the end of winter (under winter cereals) and the beginning of spring (before grain maize) in comparison to the dates ‘after the harvest’ and particularly ‘at the beginning of winter’.

2. In the mean of 4 winter‐damp years (December‐February: 135 mm), NO3 N decreases when the dates prior to winter and after winter are compared by about 70% vis‐à‐vis about 25% in the mean of 4 winter‐dry years (December‐February: 70 mm).

3. An efficient reduction in the N_min values by means of biological nitrogen conservation is achieved with break cropping.

4. In the autumn period ‘September‐November’ nitrate is formed again substantially independently of residual amounts of NO₃ N after the harvest. Organic fertilization measures favor the formation of nitrate, especially if there is a damper autumn (Ø 52 mm/month). If there is less rainfall (Ø 36 mm/month), about 75% of the NO₃ N packet weighing between 35 and 85 kg/ha, depending on the intensity of fertilization is located in the 0–60‐cm soil profile at the beginning of winter; with more rainfall, this NO₃ N fraction drops as low as 50%.

5. The fertilization variants influence the NO₃N values in the soil to a considerably greater extent than the NH₄ N contents, the latter fluctuating between 15 and 35 kg/ ha at 0–90cm; most of this is found at from 0–30cm. At OD2 and OD3, the NH₄N values are all higher than those at OD1, OD2 being higher than OD3 only temporarily and staggered in time to the application of slurry. No relationship to the mineral N fertilization is evident.

6. The soil content of N_org is between 15–20 kg/ha, approximately 50% of this being in the 0–30‐cm soil layer; only OD2 seems to have a favorable influence on N_org.

7. The results of the displacement of nitrogen that has taken place during the winter make themselves felt most strongly, in relative terms, in the N₀ stage of OD1/OD2/ OD3 in the 4‐year mean at 70 mm or 135 mm of precipitation in the period from December—February.

8. In the N₁ to N₄ stages of the various organic fertilization variants, the yields of the annually cultivated crops react surprisingly differently to winters with differing amounts of moisture, the reaction in the removal of N corresponding ever less to the grain yield with increasing rates of N fertilization.

9. The culmination point of each of the location‐related yield curves is as follows with an N removal via the grain yield of approximately

140 kg/ha of N through grain maize;

160 kg/ha of N through winter wheat;

120 kg/ha of N through winter barley.

Stichwörter:

• Gülle
• Herbst‐ und Winterniederschlag
• Kornertrag/N‐Entzug
• Nitrat‐Verlagerung
• N_min‐Verlauf
• Zwischenfruchtbau

Keywords:

• Slurry
• autumn and winter precipitation
• grain yield/N removal
• Nitrate displacement
• N_min course
• break cropping

Notes

Address for correspondence: BASF Agrarzentrum Limburgerhof, Carl‐Bosch‐Straße 64, D‐67117 Limburgerhof.