Albrecht-Thaer-Archiv: Band 10, Heft 2 [Reprint 2022 ed.] 9783112657362

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DEUTSCHE DEMOKRATISCHE REPUBLIK DEUTSCHE AKADEMIE DER LANDWIRTSCHAFTSWISSENSCHAFTEN ZU BERLIN

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2651, B = 0,709; 80 kg/ha N y = = 11,50 • x 0 ' 2701 , B = 0,676). Die Stickstoffdüngung gleicht somit die Bodenunterschiede in beschränktem Umfang aus, weil ihr Erzeugungswert auf den leichteren und mittleren Böden größer ist als auf den guten Böden. Eine ähnliche kontinuierliche Änderung der Exponenten findet sich bei den Rohproteinerträgen, wobei allerdings die Bestimmtheitsmaße mit Werten zwischen 0,913 auf der Stufe ohne N und 0,353 bei 60 kg/ha N wegen der geringen Zahl der Versuche in den einzelnen Gruppen und der stärkeren Streuung der Rohproteinerträge z. T. recht niedrig ausfallen. Die Gruppierung nach dem natürlichen Ertragsniveau (Tab. 10) ergibt in der Aussage weitgehende Übereinstimmung mit dem Winterroggen. Die relative Wirkung der Stickstoffdüngung auf den Kornertrag ist bei hohem natürlichen Ertragsniveau geringer als bei niedrigem. Der größte absolute Erzeugungswert an Korn wird aber bei mittlerem Ertragsniveau erreicht. Ähnliches gilt auch für den Rohproteinertrag, wenn auch hier die Zusammenhänge nicht ganz so eindeutig zum Ausdruck kommen. I n allen Gruppen ist die Abnahme des Erzeugungswertes mit steigender Stickstoffdüngung stark ausgeprägt. Bsi unterdurchschnittlichem Ertragsniveau wird jedoch das Maximum noch nicht erreicht, während es bei überdurchschnittlichem Ertragsniveau zum Teil überschritten wird.

116

GÖRLITZ, Wirkung der Stickstoffdüngung bei Getreide

Tabelle 10 Stickstoffdüngung zu Hafer, Gruppierung der Kornerträge nach dem relativen Ertrag der Varianten ohne N Relativer Ertrag der Varianten ohne N: Anzahl der Versuche 0 kg/ha 20 kg/ha 40 kg/ha 60 kg/ha 80 kg/ha

5.

bis 60 11 dt/ha 11,2 13,2 14,7 15,6 16,0

N N N N N

60-84 13 rel. 100 118 131 139 143

dt/ha 19,9 23,4 25,9 27,4 27,8

rel. 100 118 130 138 140

85-115 27 dt/ha 26,9 30,5 33,2 34,9 35,7

116-140 15

rel. 100 113 123 130 133

dt/ha 34,3 36,5 38,0 38,7 38,7

rel. 100 106 111 113 113

>140 9 dt/ha 40,5 43,9 45,9 46,5 45,8

rel. 100 108 113 115 113

Sommergerste

In den Versuchen mit Sommergerste wurde die Stickstoffdüngung nur bis 60 kg/ha N gesteigert und dabei die Düngung von 60 kg/ha N in eine frühe und eine späte Gabe zu je 30 kg/ha N unterteilt. Insgesamt fällt der Ertragsanstieg in diesen Versuchen verhältnismäßig gering aus (Tab. 11). Der Rohproteingehalt steigt bei nachlassendem Einfluß der Stickstoffdüngung auf den Ertrag auch hier progressiv an, so daß der Rohproteinertrag fast linear zunimmt. Auf den Standorten mit Bodenwertzahlen bis 35 ist gegenüber den anderen Getreidearten eine wesentlich größere Ertragssteigerung zu verzeichnen (Tab. 12). Die mit steigender Bodenwertzahl einhergehende Abnahme der relativen Wirkung und des absoluten Erzeugungswertes der Stickstoffdüngung ist auch hier ausgeprägt, wobei auf den guten Böden bereits bei 40 kg/ha N die Grenze der Stickstoffwirkung erreicht war. Ein ähnliches Bild ergibt sich bei der Gruppierung nach dem Ertragsniveau. Tabelle 11 Stickstoffsteigerung zu Sommergerste, Mittel von 46 Versuchen 1954—1960 Korn

kg/ha N

0 20 40 60

dt/ha

rel.

29,3 32,3 34,0 34,4

100 110 116 117

das letzte kg N erzeugt kg Korn

12 5 -1

Rohprotein des Kornes* % i. d. Trockenmasse

dt/ha

rel.

11,2 11,3 11,6 12,1

2,84 3,12 3,38 3,63

100 111 119 128

das letzte kg N erzeugt kg Rohprotein

1,3 1,3 1,2

* Mittel aus 38 Versuchen

Kornertrag dt/ha y = 29,3 + 0,1817 x - 0,001611 x2 Rohproteingehalt des Kornes % in der Trockenmasse y = —0,001667 x + 0,000278 x2 Rohproteinertrag des Kornes dt/ha y = 2,84 + 0,014167 x - 0,000017 x2

117

Albrecht-Thaer-Archiv, 10. Band, Heft 2, 1966 Tabelle 12 Stickstoffsteigerung zu Sommergerste, Gruppierung der Kornerträge nach der Bodenwertzahl Bodenwertzahl: Mittlere Bodenwertzahl: Anzahl d. Versuche:

0 20 40 60

6.

kg/ha kg/ha kg/ha kg/ha

N N N N

bis 35 33 7

36-55 43 18

56-75 66 8

>75 84 13

dt/ha

rel.

dt/ha

rel.

dt/ha

rel.

dt/ha

rel.

17,8 22,6 25,8 27,6

100 127 145 155

26,1 29,6 31,4 31,5

100 113 120 121

30,8 32,6 33,7 34,1

100 106 109 111

39,0 41,0 42,0 42,2

100 105 108 108

Vergleich der Wirkung der Stickstoffdüngung bei den Getreidearten

I n den ersten Auswertungen über die Wirkung der zusätzlichen späten Stickstoffdüngung stellte SELKE (1940, 1956, 1957) die größte relative und absolute Wirkung beim Winterroggen fest. An zweiter Stelle stand die Wintergerste. Danach folgten Winterweizen, Hafer und Sommergerste. Auch in der vorliegenden Zusammenfassung des gesamten Versuchsmaterials kommt in den Mittelwerten etwa diese Reihenfolge zum Ausdruck. Die gute Wirkung zu Winterroggen wurde vor allem darauf zurückgeführt, daß er vorzugsweise auf den ärmeren Böden angebaut wird, auf denen wegen ihres geringen disponiblen Stickstoffgehaltes die Wirkung der zusätzlichen späten Stickstoffdüngung höher ist als auf den guten Böden. Wenn die größere Reaktion des Winterroggens vor allem auf den Standortbedingungen beruht, müßte bei einer entsprechenden Untergliederung des Versuchsmaterials die relative Wirkung der Stickstoffdüngung unter etwa gleichen Standortbedingungen bei allen Getreidearten annähernd gleich ausfallen. Abweichende Werte könnten auf eine spezielle Reaktion einzelner Getreidearten oder - S o r t e n h i n d e u t e n , d i e v o n OHNESORGE (1958) v e r m u t e t w i r d .

Es wurden deshalb die Versuche — wie z. T. bei den einzelnen Getreidearten aufgeführt — nach Bodenwertzahlengruppen zusammengefaßt und die relativen Erträge in Abbildung 3 in der Reihenfolge der Erträge ohne N aufgeführt. Diese Reihenfolge deckt sich nicht ganz mit der Rangfolge der durchschnittlichen Bodenwertzahl, weil z. B. Weizen meist auf Böden in guter Kultur angebaut wurde, die höhere Erträge brachten. Insgesamt n i m m t die relative Wirkung der Stickstoffdüngung mit steigenden Erträgen und Bodenwertzahlen ab. Generelle Unterschiede zwischen den Getreidearten bestehen dabei nicht (Abb. 3). Die Schwankungen müssen im wesentlichen auf die z. T. nur geringe Anzahl der Versuche in den einzelnen Gruppen zurückgeführt werden. Der Einfluß der Getreideart auf die Stickstoffwirkung t r i t t an diesem Versuchsmaterial somit hinter demjenigen des Ertragsniveaus u n d der Bodenart zurück. Lediglich beim Roggen deutet sich ein etwas höherer relativer Ertragsanstieg vor allem bei niedrigen Bodenwertzahlen und geringem E r t r a g an, der aber auf den guten Böden mit hohen Erträgen nur noch bei niedrigen Düngergaben in

118

GÖRLITZ, Wirkung der Stiekstoffdüngung bei Getreide

R - Winterroggen W = Winterweilen WGWintergerste H = Hafer SG = Sommergerste

140

f Sommergerste bis 6 0 kg/ha

Getreideart

«

H

SG

R

0 Badenwertzahl

21

21

32

31 32

Ertrag ohne N dt/ha

14,6 17,2 17,8 19,2 23,4 2SP 25,2 26,1 26,9 2?0 27,b 27ß 27,9 28ß 30ß 30,B 33,1 33,8 34,5 38,6 39,0

Anzahl der Versuche

20

7

7

16

H

19

WO R

SG

R

44 4 0 43 49 10 27 18

H

H

50 41

16

12 21

W

W

46 31 13

5

H

R

SG WS R

H

W

SG

67

63

67 70 85

87 71

83

5

10

8

9

6

11

12

nur NJ

13

Abb. 3: Vergleich der Stickstoffwirkung bei den Getreidearten, relativer Kornertrag bei verschiedenen Bodenwertzahlen Erscheinung t r i t t . Wie weit die geringere Wirkung der hohen Stickstoffgaben bei Hafer auf die hohen Ansprüche an die Feuchtigkeit, die hier evtl. nicht erfüllt waren, oder auf eine zufällige R e a k t i o n bei geringer Versuchsanzahl zurückzuführen ist, kann nicht eindeutig entschieden werden. Das gleiche gilt auch für die R e a k t i o n der Sommergerste im Mittel der sieben Versuche m i t einer durchschnittTabelle 13 Vergleich der Stickstoffwirkung bei Winterroggen und Hafer gegenüber dem Mittel aller Getreidearten Mehrertrag an Korn durch 40 kg/ha N Ertragsgruppe ohne N

sämtliche Getreidearten

dt/ha bis 15,4 15,5-20,4 20,5-25,4 25,5-30,4 30,5-35,4 35,5-40,4

Winterroggen

Hafer

Anzahl Mehrertrag Anzahl Mehrertrag Anzahl d. Ver- 0-^40 | 40-^80 d. Ver- 0 ^ 4 0 | 40-^90 d. Versuche suche suche kg/ha N kg/ha N

39 40 50 48 37 26

dt/ha

dt/ha

5,1 6,4 6,9 4,8 4,9 4,0

2,5 3,1 2,6 2,2 1,9 1,5

22 22 17 12 9 9

dt/ha

dt/ha

6,0 7,1 7,2 5,7 4,3 4,1

2,8 4,3 3,5 3,1 2,9 3,4

Mehrertrag 0->-40 | 4 0 ^ 8 0 kg/ha N dt/ha

11 8 15 15 12 12

5,0 5,1 7,2 6,5 5,1 4,4

dt/ha 1,4 1,7 2,2 1.9 2,3 -0,6

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liehen Bodenwertzahl von 32, die m a n gegebenenfalls durch das geringe Aneignungsvermögen der Sommergerste für Bodennährstoffe erklären kann, was sich auf diesen ärmeren Böden besonders auswirken könnte. Auch die absoluten Erträge ergeben bezüglich der abweichenden Tendenzen bei Roggen und Hafer ein ähnliches Bild. F a ß t man sämtliche Versuche unabhängig von der Getreideart nach Ertragsgruppen zusammen und stellt dem Mittel die Winterroggen- u n d Hafererträge gegenüber (Tab. 13), so zeigt sich eine etwas bessere Wirkung vor allem der hohen Stickstoffgaben bei Winterroggen und eine geringere bei Hafer. Insgesamt hängt aber die Wirkung der Stickstoffdüngung mehr vom Ertragsniveau als von der Getreideart ab, wobei die bei den Getreidearten im einzelnen besprochenen Beziehungen noch einmal deutlich zum Ausdruck kommen. 7.

Schlußbetrachtung

In den vorstehenden Untersuchungen wurde die Wirkung der StickstofFdüngung zu Getreide dargestellt. Dabei wurden die über 40 kg/ha N hinausgehenden Düngergaben als zusätzliche späte StickstofFdüngung kurz vor dem Ährenschieben bzw. bei 40 cm Wuchshöhe verabreicht. Dieses Vorgehen ist f ü r die Einschätzung der Wirkung hoher Düngergaben zu beachten, denn wie die Versuche über den Zeitp u n k t der zusätzlichen späten Stickstoffdüngung erkennen lassen, n i m m t ihre Wirkung auf den Kornertrag zu, je früher sie verabreicht wird (SELKE, 1940, 1956; S E L K E U. GÖKLITZ, 1962; B U C H N E R , 1960, u . a . ) . Insgesamt fällt in den dargestellten Versuchen die Wirkung der StickstofFdüngung vor allem im Bereich der hohen Düngergaben etwas geringer aus als in den im Literaturverzeichnis aufgeführten Arbeiten. Die Ursache hierfür k a n n in anderen klimatischen u n d Witterungsbedingungen liegen. So sind im vorliegenden Material relativ viele trockenwarme J a h r e enthalten. Zum anderen dürfte, wie bei den Versuchen zu Rüben u n d Kartoffeln, das relativ hohe natürliche Ertragsniveau für die etwas geringere StickstofFwirkung maßgeblich sein. F ü r -die praktische Auswertung wären die dem Ertragsniveau der Praxis entsprechenden Werte heranzuziehen, wobei gegebenenfalls auch der Einfluß der Anwendungszeit zu berücksichtigen wäre, denn es besteht die Tendenz, die zusätzliche StickstofFdüngung relativ früh vorzunehmen, u m eine möglichst hohe Wirkung auf den Kornertrag zu erreichen. Außerdem erfordert der Einsatz von Traktoren sowie eine Blattdüngung in Kombination mit der Unkrautbekämpfung eine relativ frühe Anwendung. Mit steigender Bodengüte (Bodenwertzahl der Reichsbodenschätzung) bzw. zunehmendem Ertragsniveau der Variante ohne N wird die relative Wirkung der StickstofFdüngung geringer, wie es sich schon in den ersten Auswertungen zeigte (SELKE, 1957). Die absoluten Mehrerträge in dt/ha bzw. die Erzeugungswerte je kg N nehmen von den sehr armen Böden mit sehr niedrigem Ertragsniveau zu den Standorten mit mittlerem Ertragsniveau zunächst etwas zu und fallen dann mit steigender Bodengüte u n d zunehmendem Ertragsniveau deutlich ab. Auf den armen Böden mit niedrigem Ertragsniveau bleibt die Wirkung trotz des geringen disponiblen StickstofFgehaltes des Bodens etwas geringer als auf den mittleren Böden, weil den Pflanzen offenbar nicht genügend Wasser zur Verfügung steht.

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GÖRLITZ, Wirkung der Stickstoffdüngung bei Getreide

Auf den guten Böden mit hohem natürlichen Ertragsniveau dürften das erhöhte natürliche Stickstoffangebot und damit das insgesamt höhere Nährstoffangebot sowie gegebenenfalls auch die geringere Standfestigkeit des Getreides für die geringere Wirkung der Stickstoffdüngung maßgeblich sein. Nimmt man an, daß bei der Untergliederung der Winterroggenversuche nach der Bodenwertzahl der Ertrag ohne Stickstoffdüngung wesentlich durch den disponiblen Stickstoffgehalt des Bodens bestimmt wird, und trägt dementsprechend die Werte mit einer waagerechten Nullpunktverschiebung auf, so ergibt sich ein guter Zusammenhang zwischen Gesamtstickstoffangebot, Ertragsniveau und Wirkung der Stickstoffdüngung (Abb. 4 ) , wie es sich auch bei V I S S E E ( 1 9 6 4 ) zeigt. Ein solcher ZuKorn

dt/1»

Abb. 4 : Wirkung der Stickstoffdüngung zu Winterroggen, Darstellung der Ertragskurven bei verschiedenen Bodengruppen und waagerechter Verschiebung des Nullpunktes nach dem Ertragsniveau

sammenhang wird in Untersuchungen, die den Stickstoffgehalt des Bodens berücksichtigen, bestätigt (PAAUW, 1 9 6 2 ; SCHMID, 1 9 6 1 ) . Insgesamt unterstreichen auch diese Versuche, daß die Wirkung der Stickstoffdüngung bei Getreide (ebenso wie bei Rüben und Kartoffeln) auf den leichten und mittleren Böden nicht geringer, sondern eher größer ist als auf den besseren Böden, was u. a. auch aus anderem Versuchsmaterial hervorgeht (ANSORGE, 1961; B A S F , 1 9 4 7 ; B I E D E R B E C K , 1 9 3 8 , 1 9 4 7 ; BOEKHOLT U. Mitarb., 1 9 6 2 ; BÜCHNER, 1 9 6 4 ; KÜRTEN,

1 9 6 4 ; PRIMOST,

1962;

PRIMOST U. R I T T M E Y E R ,

1962;

QUADE,

Albrecht-Thaer-Archiv, 10. Band, Heft 2, 1966

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1 9 6 0 ; SCHILLER U. LENGAUEE, 1 9 6 2 ; SCHMID, 1 9 6 1 ; STRÖBELE, 1939). D a d u r c h

werden die Differentialerträge zwischen den Bodenarten etwas ausgeglichen. Entsprechend zeigen die Beziehungen zwischen Bodenwertzahl und Ertrag bei hohen Düngergaben eine etwas geringere Abhängigkeit des Ertrages von der Bodenwertzahl als bei mittleren Düngergaben oder fehlender Stickstoffdüngung. Der Rohproteingehalt des Kornes kann infolge des starken Ertragsanstieges bei geringer Stickstoffdüngung etwas zurückgehen, wie es u. a. auch SCHMID (1961) und ROEBERS (1964) für Hafer und Sommergerste angeben. Auf den leichten stickstoffarmen Böden ist dies bei allen Getreidearten häufiger der Fall als auf den guten Böden mit hohem natürlichen Ertragsniveau. Mittlere und hohe Stickstoffgaben führen im allgemeinen zu einem linearen oder progressiven Anstieg des Rohproteingehaltes, so daß der Rohproteinertrag bis 80 kg/ha N im allgemeinen fast linear ansteigt, und zwar auch dann noch, wenn die Stickstoffdüngung sich nicht mehr auf den Ertrag auswirkt. Auch an diesem Versuchsmaterial ergeben sich im Mittel der Versuchsreihen in der absoluten und relativen Wirkung der Stickstoffdüngung beträchtliche Unterschiede zwischen den Getreidearten. Die weitaus höchste Wirkung ist beim Winterroggen zu verzeichnen. Es folgen Wintergerste, Winterweizen, Hafer und Sommergerste. Diese Unterschiede beruhen aber im wesentlichen auf den unterschiedlichen Bodenverhältnissen, auf denen die einzelnen Getreidearten vorzugsweise angebaut werden; denn unter ähnlichen Ertragsbedingungen war bei allen Getreidearten annähernd dieselbe relative und absolute Wirkung der Stickstoffdüngung vorhanden. Lediglich beim Winterroggen zeigt sich die Tendenz zu einer etwas höheren Stickstoffwirkung. Beim Hafer blieb sie dagegen vor allem bei den hohen Düngergaben geringer, was zum Teil auf Zwiewuchs, der in einigen Jahren stärker auftrat, und auf seine geringere Ertragssicherheit zurückgeführt werden kann. Ein ähnliches Verhalten ist auch in einem exakten Getreideartenvergleich mit Winterroggen und Hafer vorhanden (SPECHT, 1965). Besonders auf den leichteren und mittleren Böden muß für die durchschnittlich zu veranschlagende Stickstoffdüngung die Ertragssicherheit der Getreidearten beachtet werden. So zeigt sich in entsprechenden Dauerversuchen, daß die Wintergetreidearten, die Anschluß an die Winterfeuchtigkeit haben, hohe Stickstoffgaben sicherer ausnutzen als das Sommergetreide, das häufiger unter Trockenheit leidet. Wegen der geringen Standfestigkeit des Getreides waren der Stickstoffdüngung zu Getreide relativ enge Grenzen gesetzt. Durch das von SELKE (1938, 1940, 1956) entwickelte Verfahren der zusätzlichen späten Stickstoffdüngung wurde es möglich, unter Verminderung der Lagergefahr höhere Stickstoffgaben anzuwenden. Die verstärkten Bemühungen der Züchtung um wirklich standfeste Sorten, die auch unter ungünstigen Bedingungen hohe Stickstoffgaben ohne zu Lagern vertragen, sowie die weitere Entwicklung von Mitteln, die, wie das Chlorcholinchlorid beim Weizen, das Längenwachstum des Halmes mindern und damit die Standfestigkeit erhöhen, werden in Zukunft zu neuen Gesichtspunkten über die Wirkung hoher Düngergaben auf den Kornertrag und die Qualitätseigenschaften führen.

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GÖRLITZ, W i r k u n g d e r S t i c k s t o f f d ü n g u n g b e i G e t r e i d e

Zusammenfassung Es wird die Wirkung der Stickstoffdüngung bei Winterroggen, Wintergerste, Winterweizen, Hafer und Sommergerste dargestellt. Die relative Wirkung der Stickstoffdüngung ist auf den leichten Böden mit niedrigem Ertragsniveau am höchsten und geht mit zunehmender Bodengüte bzw. steigendem natürlichen Ertragsniveau zurück. Die absoluten Mehrerträge bzw. Erzeugungswerte je kg N nehmen von den ganz leichten Böden mit geringem Ertragsniveau zu den mittleren Böden zunächst etwas zu und werden dann auf den besten Böden mit hohem Ertragsniveau deutlich geringer. Die Wirkung der Stickstoffdüngung ist somit auch bei Getreide auf den leichten und mittleren Böden nicht geringer, sondern im allgemeinen größer als auf den guten Böden mit hohem Ertragsniveau. Die Stickstoffdüngung vermag den Einfluß der Bodengüte auf den Ertrag etwas auszugleichen. Die Gruppierung der Versuche nach Bodengüte und Ertragsniveau zeigt, daß sich die Wirkung der Stickstoffdüngung unabhängig von der Getreideart ändert. Die Unterschiede, wie sie im Mittel der Versuchsreihen bei den einzelnen Getreidearten in Erscheinung treten, beruhen daher im wesentlichen auf den unterschiedlichen Standortbedingungen, auf denen die Getreidearten vorzugsweise angebaut werden. Nur beim Winterroggen besteht die Tendenz zu etwas größerer Wirkung der Stickstoffdüngung. Beim Hafer bleibt sie bei hohen Gaben wegen der geringeren Ertragssicherheit niedriger. Der Rohproteingehalt des Kornes kann infolge des hohen Ertragsanstieges bei geringer Stickstoffdüngung etwas abnehmen. Mittlere und hohe Gaben führen zu linearem bzw. progressivem Anstieg des Rohproteingehaltes. Der Rohproteinertrag nimmt bis 80 kg/ha N im allgemeinen annähernd linear zu.

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123

A l b r e c h t - T h a c r - A r c h i v , 10. B a n d , H e f t 2, 1966

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Summary The effects of nitrogen fertilization on winter rye, winter barley, winter wheat, oats, and spring barley are described. The relative effect of nitrogen fertilization which would reach a peak in low-yielding light soils was found to decline, as soil quality and natural yield levels were raised. Absolute surplus yields, i.e. per kilogramme nitrogen production values, would initially increase slightly from very light soils of low yield levels to medium soils which would then be followed by significant decline for first-class soils of high yield levels. Hence, the effect of nitrogen fertilization on grain in light and medium soils would not be lower, but usually higher than that on good soils of high yield levels. The influence of soil quality on yield may be somewhat compensated by nitrogen fertilization. Trial grouping by soil quality and yield levels has shown that the effect of nitrogen fertilization may change independently of the type of grain. Therefore, mean differences found between the trial series of various grains were explained mainly by variation in site conditions as preferred for cultivation of the grain sorts concerned. A trend towards increased effect of nitrogen fertilization was found to exist in winter rye only. The effect of high nitrogen application to oats remains low because of lower yield stability. With lower levels of nitrogen fertilization, the crude protein content of grains may somewhat decline, because of the substantial yield increase involved. Medium and high applications would result in linear or progressive rise of crude protein contents. Almost linear rise of crude protein yield is usually observed for nitrogen applications up to 80 kg/ha. Literatur ANSORGE, H.: Kontinuierliche Stickstoffdüngung zu Getreide. Z. landwirtsch. Versuchs- u. Untersuchungswes. 7 (1961), S. 41—51 BASF: Was leistet der Stickstoff im Boggenanbau? Z. Pflanzenernähr., Düng., Bodenkd. 39 (84) (1947), S. 1 3 7 - 1 5 9 BASF: Was leistet der Stickstoff im Gerstenbau? Z. Pflanzenernähr., Düng., Bodenkd. 39 (84) (1947), S. 2 2 7 - 2 4 5 B I E D E R B E C K , A.; K E E S E , H.; O E L S E N H. von: Was leistet der Stickstoff im Haferbau? Z. Bodenkd. u. Pflanzenernähr. 28 (1942), S. 5 7 - 7 6 B I E D E R B E C K , A . ; K E E S E , H.; R E I T H , H.: Ergebnisse von Stickstoffdüngungsversuchen aus den Jahren 1 9 2 5 - 1 9 3 6 . Z. Bodenkd. u. Pflanzenernähr. 7 (1938), S. 2 0 0 - 2 2 2 BOEKHOLD, K . ; KÜRTEN, P. W . ; SEIDEL, W . : Der Einfluß einer zusätzlichen Stickstoff-

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A l b r c c h t - T h a e r - A r e h i v , 10. B a n d , H e f t 2, 1966

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GÖRLITZ, W i r k u n g der S t i c k s t o f f d ü n g u n g bei Getreide

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Albrecht-Thaer-Archiv, 10. Band, Heft 2, 1966

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9*

127 Aus dem Institut für Landwirtschaftliches Untersuchungswesen Potsdam der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin

RICHARD BEBTEENITZ

Stickstoffdüngung zu Grünfutterroggen als Winterzwis chenfrucht Herrn Professor Dr. habil. WERNER SELKE zum 65. Geburtstag gewidmet 1.

Fragestellung

Der Grünfutterroggen gehört auf den leichten Böden zu den ertragreichsten und leistungsfähigsten Futterpflanzen. Auf ihnen hat sich seine Anbaufläche in den letzten Jahren mehr als verdoppelt, und sie wird noch weiter ansteigen. Die Erträge dagegen sind in dem gleichen Zeitraum leicht zurückgegangen (Statistische Jahrbücher der DDR 1959—1964). In einer Reihe von Feldversuchen sollte geprüft werden, wie sich hohe Stickstoffgaben auf Ertrag und Qualität des Grünfutterroggens auswirken und wo die wirtschaftliche Grenze der Stickstoffdüngung auf leichten Böden liegt. NICOLAISEN (1936) steigerte den Stickstoff bis 120 kg/ha N und konnte bei fallendem Trockenmasse- und steigendem Rohproteingehalt bei Grünmasse, Trockenmasse und Rohprotein eine Ertragssteigerung bis zur höchsten Stickstoffstufe feststellen. Auf Sandboden war besonders bei Rohprotein die Leistung je kg Stickstoff höher als auf besserem Boden. PEHL und BURCKHARDT (1957) kommen bei einer Steigerung bis 120 kg/ha N im Mittel von 6 Jahren zu ähnlichen Ergebnissen und machen besonders auf die Regelmäßigkeit des Anstieges des Rohprotein- bzw. des Abfalles des Trockenmassegehaltes aufmerksam. GLIEMEROTH (1952) weist besonders auf den größeren relativen Ertragszuwachs bei Rohprotein gegenüber der Trockenmasse hin. AMEDIEK (1942) erreichte mit 75 kg/ha N keine Höchsterträge, hebt aber den günstigen Einfluß der Stickstoffdüngung auf die Vorverlegung des Schnittzeitpunktes hervor. Das gleiche Problem untersucht WREDE (1961) und kommt dabei zu dem Schluß, daß, gemessenan den Grünmasse- und Rohproteinerträgen, Stickstoffgaben von 120 bis 160 kg/ha N zu Grünfutterroggen wirtschaftlich sein können. LÜDDECKE (1958) dagegen kommt zu dem Ergebnis, daß unter den damaligen Verhältnissen die wirtschaftliche Stickstoffgabe im Durchschnitt bei 60 —80 kg/ha N zu suchen ist. SIEBERT (1939), der bis 600 kg/ha N steigerte, glaubt, daß 160 kg/ha N ausgereicht haben, um den Höchstertrag an Grün- und Trockenmasse zu erzielen. Bei Rohprotein wurden dagegen 400 kg/ha N noch gut verwertet. PRIMOST (1960) erzielte Optimalerträge bei Grün- und Trockenmasse sowie Stärkeeinheiten mit 200 kg/ha N, bei verdaulichem Protein mit 250 kg/ha N. Besonders hervorgehoben wird auch der günstige Einfluß hoher Stickstoffgaben auf das Eiweiß-Stärkeeinheiten-Verhältnis. 2.

Versuchsdurchführung

In den Jahren 1961—1964 wurden von dem Institut für Landwirtschaftliches Untersuchungswesen Potsdam 21 Feldversuche zur Prüfung des Einflusses hoher

128

BRETERNITZ, Stickstoffdüngung zu Grünfutterroggen

Stickstoffgaben auf den Ertrag und die Qualität von Grünfutterroggen durchgeführt. Bis 1962 lagen die Versuche in den Bezirken Potsdam, Frankfurt(Oder) und Cottbus, ab 1963 nur noch im Bezirk Potsdam. Mit den Versuchsstandorten konnten die unterschiedlichen Bodenverhältnisse des Brandenburger Raumes erfaßt werden. Nach den Einstufungen der Bodenschätzung lagen sie zwischen S 6 D 13/12 und IS 4 D 42/40. Die durchschnittliche Ackerzahl (AZ) aller Versuche betrug 27. In den Versuchen wurden die Düngungsstufen 0,80, 120 und 160 kg/ha N geprüft. Die Stickstoffdüngung erfolgte als Kalkammonsalpeter im Frühjahr so zeitig wie möglich (im Mittel der Versuche 1961: 9 . 3 . ; 1962: 2 5 . 3 . ; 1963: 3 1 . 3 . ; 1964: 24.3.) in einer Gabe. Als Grunddüngung wurden im Herbst vor der Aussaat 72 kg/ha P 3 0 5 als Superphosphat und 120 kg/ha K 2 0 als vierzigprozentiges Kalidüngesalz gegeben. Zum Anbau kam die Roggensorte „Petka". Die Aussaatmenge betrug 180 bis 200 kg/ha. Im Mittel aller Versuche lag der Aussaattermin 1961 am 30. 9.; 1962 am 25. 9.; 1963 am 21. 9. und 1964 am 17. 9. Die Ernte erfolgte zum Zeitpunkt des Ährenschiebens von Prüfglied 2 (80 kg/ha N), und zwar 1961 am 7. 5., 1962 am 18. 5., 1963 am 15.5. und 1964 am 13.5. Die Versuche wurden nach der Blockmethode in vier- bzw. sechsfacher Wiederholung angelegt. Um eine Aussage über die Wirtschaftlichkeit der Stickstoffdüngung machen zu können, erfolgte die Versuchsauswertung mittels polynomer Näherungsfunktionen. Die experimentell ermittelten Ertragswerte wurden an ein Polynom zweiten Grades nach dem Modell y = a + bx + cx 2 angepaßt. Alle Regressionsgleichungen weisen ein hohes Bestimmtheitsmaß auf. 3.

Versuchsergebnisse

3.1.

Trocken- und Grünmasse- sowie Rohproteinerträge im Mittel aller Versuche und in den einzelnen Jahren

Der Trocken- und Grünmasseertrag (Tab. 1) wurde im vierjährigen Durchschnitt durch die Stickstoffdüngung beträchtlich erhöht. Der Grünmasseertrag steigt bis zur höchsten Düngungsstufe an, wobei der Relativertrag 2 9 1 % erreicht. Der Trockenmasseertrag erreicht sein Maximum bei 153 kg/ha N mit relativ 214%. Zu einer Verdoppelung der Erträge waren bei der Grünmasse etwa 60 kg/ha N, bei der Trockenmasse etwa 100 kg/ha N erforderlich. Die absoluten Erträge erreichen eine Höhe, die unter den Anbaubedingungen der leichten Böden im Hauptfruchtanbau oft nicht erzielt wird. Mit Sicherheit ist das darauf zurückzuführen, daß dem Grünfutterroggen der während des Winters aufgefüllte Wasservorrat des Bodens voll zur Verfügung steht, das Wasser als ertragbegrenzender Wachstumsfaktor also nicht so wirksam werden kann. Der Trockenmassegehalt geht mit steigender Stickstoffgabe von 17,0 auf 12,5% zurück. Bis etwa 60 kg/ha N ist dieser Rückgang stärker ausgeprägt, verläuft dann aber sehr regelmäßig bis zur höchsten Düngungsstufe. Die unterschiedliche Jahreswitterung beeinflußte sowohl die absoluten als auch die relativen Erträge von Grün- und Trockenmasse. In dem für das Wachstum der

129

Albrecht-Thaer-Archiv, 10. Band, Heft 2, 1966

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cä cä cä cä CS IO 36), in der allerdings n u r drei Versuche vertreten sind, lehmige Sandböden. Die durchschnittliche Ackerzahl beträgt bei der ersten Gruppe 20, bei der zweiten 31 und bei der dritten 39. Die absoluten Grün- und Trockenmasseerträge (Tab. 3) sind auf den leichten Sandböden am niedrigsten. Sie steigen über die mittleren bis zu den besseren Böden an. I m relativen Trockenmasseertrag sind jedoch die Sandböden den anderen beiden Gruppen überlegen. Er beträgt bei ihnen 234%, während er bei den mittleren Böden 203% u n d bei den besseren 201% erreicht. Die Versuchsergebnisse zeigen, daß es auch auf den Sandböden trotz eines allgemein niedrigen Ertragsniveaus möglich ist, mit Hilfe der Stickstoffdüngung hohe Grün- u n d Trockenmasseerträge zu erzielen. Tabelle 3 Grünmasseertrag, Trockenmassegehalt in der Grünmasse und Trockenmasseertrag von Grünfutterroggen [Versuche geordnet nach Ackerzahlen (AZ); durch Regressionsgleichung ausgeglichene Ertragswerte] AZ < 2 7 n = 10 N kg/ha 0 20 40 60 80 100 120 140 160

Grünmasse dt/ha 108 152 191 225 255 279 298 312 322

AZ 2 7 - 36 n = 8

Trockenmasse /o 17,7 16,4 15,8 15,4 14,9 14,7 14,4 14,1 13,8

dt/ha 19,1 25,0 30,2 34,6 38,1 40,9 42,9 44,1 44,5

Grünmasse dt/ha 140 192 239 280 316 346 370 388 402

Trockenmasse /o 16,7 15,4 14,6 14,0 13,5 13,1 12,6 12,3 11,8

dt/ha 23,4 29,5 34,8 39,1 42,6 45,2 46,8 47,6 47,5

AZ > 3 6 n = 3 Grünmasse dt/ha 156 218 272 320 359 392 416 434 444

Trockenmasse /o

dt/ha

16,1 14,4 13,5 12,8 12,4 12,1 11,8 11,6 11,4

25,1 31,3 36,6 41,1 44,6 47,4 49,2 50,2 50,4

Trockenmasse : AZ < 2 7 : y = 19,1 + 0,31705 x - 0,00099 x 2 B = 0,98 X m a x = 160 kg/ha AZ 27 - 3 6 : y = 23,4 + 0,32957 x - 0,00112 x 2 B = 1,00 X m a x — 147 kg/ha AZ > 3 6 : y = 25,1 + 0,33074 x - 0,00108 x 2 B = 0,98 x m a x = 153 kg/ha

Auch bei dem Trockenmassegehalt sind Unterschiede zwischen den Bodenarten festzustellen. Es ist eine ansteigende Tendenz von den Sandböden über die mittleren zu den besseren Böden vorhanden. Der Rückgang des Trockenmassegehaltes von der niedrigsten bis zur höchsten Düngungsstufe verläuft, wie auch in den einzelnen Jahren, in allen drei Gruppen zunächst etwas stärker und dann sehr gleichmäßig. Die Koeffizienten der Regressionsgleichungen lassen erkennen, daß die Ertragskurven (Abb. 2) der mittleren u n d besseren Böden zwar steiler ansteigen, in

ATbrecht-Thaer-Archiv, 10. Band, Heft 2, 1966

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ihrem oberen Bereich aber auch stärker gekrümmt sind. Auf den besseren Böden wurde der Höchstertrag mit 153 kg/ha N, auf den mittleren mit 147 kg/ha erzielt. Die Kurve der Sandböden ist flacher und weniger stark gekrümmt. Der Höchstertrag wird hier mit 160 kg/ha N erreicht. Trockenmasse dt/ha

Abb. 2: Stickstoffsteigerung zu Grünfutterroggen, Ertragskurven der Trockenmasseerträge (Versuche geordnet nach Ackerzahlen)

Der Rohproteingehalt liegt ganz allgemein bei den besseren Böden etwas über dem der beiden anderen Bodenarten und steigt bei allen Bodenarten von der niedrigsten bis zur höchsten Düngungsstufe gleichmäßig an. Zwischen den Sandböden und den mittleren Böden sind keine nennenswerten Unterschiede bei dem Rohproteingehalt vorhanden. Die Rohproteinerträge verhalten sich deshalb hier ähnlich wie die Trockenmasseerträge. Auf den besseren Böden jedoch werden nicht nur auf Grund der höheren Trockenmasseerträge absolut höhere Rohproteinerträge erzielt, sondern auch auf Grund des höheren Rohproteingehaltes. Der relative Ertragszuwachs an Rohprotein ist bei den Sandböden am größten.

134

BRETERNITZ, Stickstoffdüngung zu Grünfutterroggen

Tabelle 4 Rohproteingehalt in der Trockenmasse und Rohproteinertrag von Grünfutterroggen [Versuche geordnet nach Ackerzahlen (AZ); durch Regressionsgleichung ausgeglichene Ertragswerte] Rohprotein AZ < 2 7 n = 10

N kg/ha

/o

dt/ha

0 20 40 60 80 100 120 140 160

9,6 10,7 11,5 12,2 13,0 13,7 14,5 15,4 16,4

1,83 2,68 3,48 4,23 4,94 5,60 6,21 6,78 7,30

AZ 2 7 --36 n =8 /o 9,5 10,6 11,5 12,2 12,9 13,7 14,5 15,4 16,4

AZ > 3 6 n = 3

dt/ha

/o

dt/ha

2,23 3,14 3,99 4,78 5,51 6,18 6,78 7,33 7,81

9,7 10,9 11,9 12,8 13,7 14,7 15,8 16,9 18,3

2,43 3,41 4,35 5,26 6,13 6,96 7,75 8,50 9,22

AZ < 2 7 y = 1,83 + 0,043490 x - 0,000058 x2 AZ 2 7 - 3 6 : y = 2,23 + 0,047051 x - 0,000076 x AZ > 3 6 : y = 2,43 + 0,049955 x - 0,000047 x

B = 0,98 B = 0,99 B = 1,00

Die Koeffizienten der Regressionsgleichungen bringen bei allen drei Bodenarten den annähernd linear verlaufenden Anstieg des Rohproteinertrages zum Ausdruck. Das Maximum liegt daher weit außerhalb des Versuchsbereiches. 3.3.

Leistungen der Stickstoffdüngung

Grün- und Trockenmasseerträge sowie relativer Ertragszuwachs reichen nicht aus, um Aussagen über die Wirtschaftlichkeit der Stickstoffdüngung machen zu können. Dazu müssen die Erzeugungswerte von 1 kg Stickstoff an Trocken- oder Tabelle 5 Trockenmasseleistung (TM) von 1 kg Stickstoff bei Grünfutterroggen Erhöhung der N-Gabe

1961-64 n = 21

1961 n = 5

1962 n = 7

1963 n = 4

von auf kg/ha

TM kg

TM kg

TM kg

TM kg

TM kg

30 26 22 18 13 9 5 1

36 31 26 21 16 11 6 2

27 23 20 16 12 9 5 2

31 27 22 18 14 9 5 0

28 24 20 16 12 7 3 -1

0 20 40 60 80 100 120 140

^ -» -> -»-» -» -> -»

0 40 60 80 100 120 140 160

1964 n = 5

135

Albrecht-Thaer-Archiv, 10. Band, Heft 2, 1966

Grünmasse bekannt sein. Mit Hilfe der Differentialquotienten wurden die Werte für die Trockenmasse sowohl f ü r die J a h r e (Tab. 5) als auch f ü r die Bodenarten (Tab. 6) berechnet. Aus praktischen Überlegungen heraus wurde dabei eine Abstufung von 20 kg/ha N gewählt und der Differentialquotient f ü r den Mittelwert der jeweiligen Stufe berechnet. I m Mittel aller Versuche wurden bei einer Steigerung der Stickstoffgabe von 140 auf 160 kg/ha N noch 1 kg Trockenmasse je kg Stickstoff erzeugt. Der Stickstoff der höchsten Düngungsstufe wurde also noch produktiv verwertet. Die unterschiedliche Leistungsfähigkeit der Stickstoffdüngung in den einzelnen J a h r e n ist in allererster Linie witterungsbedingt. I n dem witterungsmäßig sehr günstigen J a h r 1961 liegen die Erzeugungswerte weit über denen des witterungsmäßig ungünstigen Jahres 1964. Während 1961 auch bei der höchsten Düngungstufe der Stickstoff noch produktiv verwertet wurde, war das 1964 nicht mehr der Fall. Tabelle 6 Trockenmasseleistung (TM) von 1 kg Stickstoff bei Grünfutterroggen [Versuche geordnet nach Ackerzahlen (AZ)] Erhöhung der N-Gabe

AZ < 2 7 n = 10

AZ 2 7 - 3 6 n = 8

von -> auf kg/ha

TM kg

TM kg

TM kg

20 ->• 40 60 -> 80 -»- 100 120 -» 140 -> 160

30 26 22 18 14 10 6 2

31 26 22 17 13 8 4

31 26 22 18 14 9 5

20 40 60 80 100 120 140

-1

AZ > 3 6 n = 3

1

Wenn m a n davon absieht, daß die Grenze der produktiven Verwertung der Stickstoffdüngung bei den mittleren Böden (AZ 27 —36) bereits bei 140 kg/ha N erreicht ist, so k a n n festgestellt werden, daß sich die Erzeugungswerte bei den Bodenarten nur wenig unterscheiden. Aus diesem Ergebnis k a n n geschlossen werden, daß die Verwertung des Stickstoffes auf den leichten Sandböden ebenso gut ist wie auf den besseren Böden. Von großer Bedeutung für die Praxis ist es, die Grenze der Wirtschaftlichkeit der Stickstoffdüngung zu kennen. Nach H O F F M A N N und D O R F E L (1963) ist diese Grenze dann erreicht, wenn der naturale Differentialquotient gleich den Quotienten aus den Kosten je kg N und dem Berechnungspreis von 1 kg Trockenmasse ist. Unter den derzeitigen Preisverhältnissen, 1 kg N kostet im Durchschnitt 0,86 MDN, und der innerbetriebliche Verrechnungspreis der VEG f ü r 1 kg TM Grünfutterroggen liegt bei etwa 0,17 MDN, erreicht dieser Quotient eine Größe von 5. Die Stickstoffdüngung zu Grünfutterroggen ist demnach wirtschaftlich,

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BRETERNITZ, S t i c k s t o f f d ü n g u n g z u G r ü n f u t t e r r o g g e n

wenn durch 1 kg Stickstoff noch 5 kg Trockenmasse erzeugt werden. Im vierjährigen Mittel wird dies bei einer Steigerung der Stickstoffgabe von 120 auf 140 kg/ha N erreicht (Tab. 5). Auch auf den leichten (AZ > 27) und besseren (AZ > 36) Böden wurden bei dieser Stickstoffsteigerung noch 6 bzw. 5 kg Trockenmasse je kg N erzeugt. Auf den mittleren Böden dagegen ist die Grenze bereits bei der Düngungsstufe 100—120 kg/ha erreicht. Ganz allgemein kann aus diesem Ergebnis der Schluß gezogen werden, daß Stickstoffgaben von 120 bis 140 kg/ha N zu Grünfutterroggen wirtschaftlich sind. Zusammenfassung In 21 Stickstoffsteigerungsversuchen zu Grünfutterroggen in den Jahren 1961 bis 1964 wurde der Höchstertrag an Trockenmasse mit 153 kg/ha N erzielt. Bei Grünmasse und Rohprotein liegt er außerhalb des experimentell geprüften Bereiches. Der Rückgang des Trockenmassegehaltes und die Zunahme des Robproteingehaltes mit steigender Stickstoffdüngung verlaufen regelmäßig. Die Gruppierung der Versuche nach der Ackerzahl zeigt, daß das Ertragsniveau der leichten Sandböden geringer ist als das der mittleren und besseren, lehmigen Sandböden. Die Erzeugungswerte von 1 kg Stickstoff bei Trockenmasse lassen jedoch erkennen, daß die Produktivität der Stickstoffdüngung auf den Sandböden ebenso hoch ist wie bei den mittleren und besseren Böden. Auf Grund der vorliegenden Versuchsergebnisse liegt die wirtschaftliche Grenze der Stickstoffdüngung zu Futterroggen bei 120 bis 140 kg/ha N. Pe3K)Me

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120 so 140 Kr a30Ta Ha reKTap. Summary The highest dry matter yield in 21 nitrogen increase trials with green fodder rye, between 1961 and 1964, was obtained from 153 kg nitrogen per hectare. Green matter and crude protein maximum yields were beyond the range experimentally tested. Increasing nitrogen fertilization was regularly accompanied by decrease in dry matter yield and increase in crude protein content. Trial grouping by the soil quality has shown that yields obtained from light sandy

Albrecht-Thaer-Archiv, 10. Band, H e f t 2, 1966

137

soils w e r e l o w e r t h a n t h o s e o b t a i n e d f r o m m e d i u m a n d b e t t e r l o a m y s a n d soils. D r y m a t t e r production values per 1 kg nitrogen, however, revealed t h a t product i v i t y of n i t r o g e n f e r t i l i z a t i o n w a s e q u a l l y h i g h f o r s a n d y soils a n d f o r m e d i u m a n d b e t t e r soils. R e s u l t s o b t a i n e d f r o m t h e t r i a l s s u g g e s t e d t h e e c o n o m i c l i m i t of n i t r o g e n f e r t i l i z a t i o n f o r f o d d e r r y e t o b e b e t w e e n 120 a n d 140 k g / h a n i t r o g e n .

Literatur Einfluß der Stickstoffdüngung auf die Entwicklung und Ertragsbildung verschiedener Winterzwischenfrüchte. Pflanzenbau 18 (1942), S. 9 — 32 G L I E M E R O T H , G . : Einfluß von Saatzeit, Schnittzeit und Stickstoffdüngung auf die Leistung von Futterroggen und Wickroggen. Z. Acker- u. Pflanzenbau 94 (1952) H O F F M A N N , E., D O R S E L , H . : Die funktionelle Betrachtungsweise bei der Auswertung von Feldversuchen. Z. landwirtsch. Versuchs- u. Untersuchungswes. 9 (1963), S. 75—107 KÄMMEBER, H.-D.: Untersuchungen über den funktionalen Zusammenhang zwischen Höhe der Stickstoffdüngung und dem Ertrag von Silomais in Stickstoffsteigerungsversuchen. Diss. Halle, 1962 LÜDDECKE, F.: Versuchs- und Untersuchungsergebnisse zum Anbau der Winterzwischenfrüchte und nachfolgenden Zweitfrüchte. Z. landwirtsch. Versuchs- u. Untersuchungswes. 4 (1958), S. 1 0 1 - 2 5 0 NICOLAISEN, W.: Stickstoffdüngungsversuche zu Grünfutterroggen. Landbau u. Technik 12 (1936), S. 6 - 7 P E H L , P . ; BTJRCKHARDT, D. A.: Fünfjährige Erfahrungen mit früh schnittreifem Grünfutterroggen. Z. Acker- u. Pflanzenbau 103 (1957), S. 8 3 - 8 9 PRIMOST, E . : Ertragsleistung und Futterqualität von Zwischenfruchtfutterpflanzen bei gesteigerter Stickstoffdüngung. Bodenkultur 11 (1960), S. 8 6 - 9 8 SIEBERT, H.: Der Einfluß von steigenden Stickstoffgaben auf Ertrag und Güte einiger Zwischenfrüchte. Landwirtsch. J b . 87 (1939), S. 1 1 2 - 1 5 8 S P E C H T , G . ; GÖRLITZ, H . : Zur Anlagemethodik von Nährstoffsteigerungsversuchen für die Auswertung mit polynomen Näherungsfunktionen. Thaer-Arch. 10 (1966), S. 139 — 151 WREDE, H . : Schnittvorverlegung durch höhere Stickstoffgabe zu Futterroggen. Mitt. Dt. Landwirtsch.-Ges. 76 (1961), S. 3 8 5 - 3 8 8

AMEDIEK, J . :

Anschrift des Verfassers D i p l . - L a n d w . RICHARD BRETERNITZ

Institut für Landwirtschaftliches Untersuchungswesen Potsdam der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin 15 Potsdam, Templiner Straße 21a

139 Aus dem Institut für Landwirtschaftliches Untersuchungswesen Potsdam der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin GERHABD SPECHT u n d HANS

GÖRLITZ

Zur Anlagemethodik von NährstofFsteigerungsversuchen für die Auswertung mit polynomen Näherungsfunktionen Herrn Professor Dr. habil.

WERNER SELKE

zum 65. Geburtstag gewidmet

Der Ertragsverlauf in Abhängigkeit steigender Düngermengen stellt im allgemeinen eine gekrümmte Kurve dar, die ein Maximum durchläuft. Zur Beschreibung dieses Ertragsverlaufes können verschiedene Funktionen verwendet werden, wobei nach H O F F M A N N und D Ö R F E L ( 1 9 6 3 , 1 9 6 4 ) , die die Eigenschaften derartiger Funktionen erläutern, möglichst solche Modelle herangezogen werden sollten, „die aussagen, wie die Faktoren untereinander und mit dem Ertrag funktional verbunden sind" ( H O F F M A N N U. D Ö R F E L , 1 9 6 3 ) . Für die Beschreibung innerhalb eines experimentellen Versuchsbereiches kann man zunächst jede Näherungsfunktion verwenden, die eine genügende Anpassung an die experimentellen Werte ergibt, wenn sie nur der Beschreibung dient und keine Gesetzmäßigkeiten darstellen soll. Aussagen außerhalb des experimentellen Bereiches können wesentlich durch die Eigenschaften der Näherungsfunktion beeinflußt werden und je nach den verwendeten Modellen zu unterschiedlichen Ergebnissen führen. Bei der Auswertung von Düngungsversuchen wurde bisher vorwiegend die Exponentialfunktion von M I T S C H E R L I C H verwendet. In der dritten Annäherung des Ertragsgesetzes wurde sie von v. B O G T J S L A W S K I und S C H N E I D E R ( 1 9 6 2 , 1 9 6 3 , 1 9 6 4 ) so weiterentwickelt, daß u. a. auch S-förmige Ertragskurven mit ihr wiedergegeben werden können. Ein S-förmiger Ertragsverlauf in Abhängigkeit von der Düngung, wie ihn z. B . A T A N A S I U und S C H N E I D E R ( 1 9 6 5 ) darstellen, erscheint auch im Feldversuch durch Nährstoffixierung im Boden möglich, doch bewegt sich nach unseren Erfahrungen der Effekt einer anfänglich geringeren Wirkung im allgemeinen in einem Bereich, der durch die üblicherweise angewandten Düngungsstufen kaum erfaßt wird und für die praktische Auswertung auch kaum von Bedeutung ist. Wir verwendeten daher vor allem bei der zusammenfassenden Auswertung von Düngungsversuchen ein Polynom zweiten Grades (y = a + b x + cx 2 ), das eine sehr gute Anpassung an die experimentellen Werte ergab. Diese Funktion ist rechnerisch einfach zu handhaben, und sie beschreibt den Ertragsverlauf hinreichend, so daß eine gute Interpretation der Ergebnisse möglich ist. Die Übersichtlichkeit der Funktion gestattet es weiter, den Ertragsverlauf schon an Hand der Funktionsparameter vergleichsweise z. B . für die Düngerwirkung unter verschiedenen Ertragsbedingungen einzuschätzen ( S P E C H T , G Ö R L I T Z , H O F F M A N N , 1 9 6 5 ) . Dabei erscheint das Vorhandensein eines linearen und eines quadratischen Gliedes für die praktische Auswertung günstig, da mit ihnen zwei wesentliche Komponenten, nämlich der Ertragsanstieg und die Abnahme der Düngerwirkung mit steigenden Düngergaben, gekennzeichnet sind. Einen guten Einblick ergeben 10

Albrecht-Thaer-Archiv, 10. Band, Heft 2, 1966

140

SPECHT u n d GÖRLITZ, A n l a g e m e t h o d i k v o n N ä h r s t o f f s t e i g e r u n g s v e r a u c h e n

auch die leicht abzuleitenden Differentialquotienten bzw. Differentialerträge, wie die Untersuchungen über die Wirkung der Stickstoffdüngung unter verschiedenen Anbaubedingungen erkennen lassen. Die bisher in die Auswertungen einbezogenen Versuche hatten den Nachteil, daß Anzahl und Spannweite der Stickstoffsteigerungsstufen meist zu gering waren und das Ertragsmaximum nicht erreicht bzw. überschritten wurde, was einen Einfluß auf den Verlauf der Kurven im Bereich der letzten in die Prüfung einbezogenen Düngungsstufen haben kann. Es besteht kein Zweifel, daß Anzahl und Höhe der Düngungsstufen so gewählt werden müssen, daß das Maximum überschritten wird. Das kann aber zu einer Vielzahl von Prüfgliedern und bei Beibehaltung der gleichen Wiederholungszahl zu einer beträchtlichen Vergrößerung des Versuchsumfanges führen. Da keine Erfahrungen über die zweckmäßige Verteilung der Düngungsstufen und die Kombination von Anzahl der Stufen und Wiederholungen unter unseren Versuchsbedingungen mit unausgeglichenen Bodenverhältnissen vorlagen, begannen wir entsprechende Versuche, um die theoretischen Vorstellungen an praktischen Beispielen zu überprüfen. In den folgenden Darstellungen beschränken wir uns auf einen Versuch, dessen Ergebnisse im Prinzip durch die Untersuchungen an drei weiteren Versuchen zu Kartoffeln und Hafer bestätigt werden. 1. Einfluß der Verteilung der Düngungsstufen auf den Ertragsverlauf Bei Düngungsversuchen ging man ursprünglich davon aus, die Düngermengen in gleichmäßigen, möglichst kleinen Abständen zu steigern. J e höhere Düngergaben aber im Laufe der Zeit angewandt wurden, um so größer wurde die Anzahl der Prüfglieder und damit der Arbeitsaufwand. Dies führte vor allem im praktischen Versuchswesen dazu, daß man entweder die Düngungsstufen nur in größeren Abständen staffelte oder im Bereich der niedrigen Düngergaben, in denen der Ertragsanstieg im allgemeinen noch weitgehend linear verläuft, einige Stufen ausließ. Da man häufig in dem Bereich, der sich dem Maximum nähert, durch kleinere Abstufungen keine signifikanten Ausschläge erhielt, staffelte man auch die Düngungsstufen entsprechend einer geometrischen Reihe (0, 10, 20, 40, 80, 160). Andererseits wird zum Teil in Erwägung gezogen, nur den Bereich des voraussichtlichen Maximums in die Prüfung einzubeziehen, und zwar mit engen Abstufungen, da nur dieser Bereich wirtschaftlich interessiere und das Maximum zu bestimmen wäre. Abbildung 1 gibt von einem Stickstoffsteigerungsversuch zu Kartoffeln mit neun Düngungsstufen zu je 20 kg/ha N und 6 Wiederholungen den Ertragsverlauf und die Parameter der Funktion y = a + t>x + cx 2 als Vergleichsbasis wieder (Kurve 1). Schränkt man die Anzahl der Prüfglieder ein, indem man von den sehr engen Abstufungen nur jede zweite in die Auswertung einbezieht (Kurve 2), so unterscheiden sich der Ertragsverlauf und die Kennwerte der Funktion nur wenig von der Vergleichskurve mit neun Düngungsstufen. Mit der größeren Abstufung der Düngergaben wurde in diesem Fall der Ertragsverlauf noch richtig wiedergegeben. Wegen der geringeren Anzahl der Freiheitsgrade sind allerdings die Koeffizienten nicht mehr signifikant.

141

Albrecht-Thaer-Archiv, 10. Band, Heit 2, 1966 Knoffen ' dl/ha

Abb. 1: Einfluß der unterschiedlichen Verteilung der N-Stufen auf die Funktionsparameter (I) r 1. 2. 3.

v

n

6 9 6 5 6 5

54 30 30 a

1. 2. 3.

258,0 258,5 261,4

Stickstoffstufen in kg/ha N 0 0 0

20

b 1,4895* 1,5371 1,4365

40 40

60

80 80 80 c

-0,007064* -0,007232 -0,006771

100

120 120 120

100 B

88,6** 88,7 87,2

140

160 160 160 X

max

105 106 106

Werden von den niedrigeren Düngungsstufen, in deren Bereich der Ertragsanstieg noch etwa linear verläuft, einige nicht in die Prüfung einbezogen und auch bei den hohen Düngergaben Stufen ausgelassen, ist auch noch eine gute Kennzeichnung des Ertragsverlaufes gegeben, wenn die extremen Stufen „ohne Düngung" und „höchste Düngergabe" in die Berechnung einbezogen werden (Kurve 3). 10*

142

S P E C H T u n d GÖRLITZ, A n l a g e m e t h o d i k v o n

Nährstoffsteigerungsversuchen

Versucht man den Ertragsverlauf in Abhängigkeit von der Düngung ohne die niedrigen und extrem hohen Düngungsstufen nur durch einen Bereich, in dem der Höchstertrag zu erwarten ist, zu erfassen, so kann man zu völlig abweichenden Kennwerten kommen (Abb. 2, Kurve 4). Es zeigt sich, daß jede Extrapolation unzulässig ist, da der Gesamtverlauf der Kurve durch diese Werte nicht eindeutig genug charakterisiert zu sein braucht. Aber auch innerhalb des geprüften Bereiches wird dann oft — wie im vorliegenden Fall — die Düngerwirkung nicht zutreffend wiedergegeben. Beschränkt man sich auf das andere Extrem und verwendet nur einige Anfangsund Endstufen (Kurve 5), so wird zwar der Ertragsanstieg im Bereich der niedriKnollen dt/ha

kg/ha N

Abb. 2: Einfluß der unterschiedlichen Verteilung der N-Stufen auf die Funktionsparameter (II)

1.

4. 5.

r

v

n

6 6 6

9 5 5

54 30 30

a 1. 4. 5.

258,0 297,2 260,1

Stickstoffstufen in kg/ha N 0

20

40

0

20

40

b 1,4895* 0,9321 1,1768**

60 60

80 80 c

-0,007064* -0,005536 -0,004978*

100 100

120 120

140 140 140

160 160

B

Xmax

88,6** 35,6 98,8*

105 84 118

143

Albrecht-Thaer-Archiv, 10. Band, Heft 2, 1966

Abb. 3 : Einfluß der unterschiedlichen Verteilung der N-Stufen auf die Funktionsparameter (III)

1. 6. 7. 8.

r

v

n

6 6 6 1 (6)

9 5 6 5

54 30 36 10

a 1. 6. 7. 8.

258,0 259,1 253,9 262,7

Stickstoffstufen in kg/ha X 0 0 0 0

b

20 20 20

40 40 40

60 60 60

80 80 80 80 c

1,4895* 1,0357*** 1,7795*** 1,3636

-0,007064* +0,001428 -0,009509 -0,006296

100

120

100 (100)

120 B 88,6** 100,0*** 92,6 77,8

140

160 160 xmax 105 363 94 108

144

SPECHT u n d GÖRLITZ, A n l a g e m e t h o d i k v o n Nährstoffateigerungsversuchen

gen Düngergaben richtiger erfaßt. Die Ertragskurve verläuft aber zu flach, wenn mit den hohen Düngungsstufen bereits das Ertragsmaximum überschritten ist, so daß der Bereich des Maximums zu ungenau ermittelt wird. In den meisten der bisherigen Nährstoffsteigerungsversuche wfirde mit den höchsten Düngermengen nicht sicher das Maximum erreicht, und man müßte sich darüber im klaren sein, daß dies auf den Ertragsverlauf im Bereich der letzten Düngergaben einen Einfluß nehmen kann. Werden in dem vorliegenden Beispiel nur die Düngungsstufen bis 80 kg/ha N herangezogen (Abb. 3, Kurve 6), so ergibt sich ein fast linearer Ertragsanstieg, der die Wirkung der Stickstoffdüngung nur bis 60 kg/ha N annähernd zutreffend darstellt, da in den experimentellen Werten zwischen 80 und 100 kg/ha N kaum noch ein Ertragsanstieg vorhanden ist, was nicht berücksichtigt wird. Das vorliegende Beispiel stellt einen etwas extremen Fall dar. Je näher die Düngungsstufen an das Maximum herankommen, um so genauer wird der Ertrags verlauf wiedergegeben. Zieht man die Düngungsstufe 100 kg/ha N in die Berechnung ein, so sind die Differenzen zwar noch vorhanden, aber doch wesentlich geringer und ohne wesentliche Wirkung auf die Aussage (Kurve 7). Zur Verringerung des Versuchsumfanges wird zum Teil in Erwägung gezogen, nur eine Faktorenstufe mit Wiederholungen anzulegen, mit der man den Versuchsfehler schätzen kann. Es wurde daher für jede Wiederholung des Versuches die Ertragskurve einzeln berechnet, wobei für x = 100 kg/ha N der Mittelwert aus allen 6 Wiederholungen eingesetzt wurde (Abb. 4, Kurve 8,1 bis 8,6). Auf Grund der Bodenunterschiede und der zufälligen Streuung ergeben sich beträchtliche Abweichungen voneinander, was um so beachtenswerter ist, als im vorliegenden Versuch nur verhältnismäßig geringe Bodenunterschiede vorhanden waren und der F-Test bei P = 1% keine signifikante Blockstreuung anzeigte. Für die Ertragswerte bei 100 kg/ha N betrug s% 6,3. Auch bei Verwendung aller Düngungsstufen (Kurve 1) wurden ebenfalls für die einzelnen Wiederholungen völlig voneinander abweichende Ertragskurven ermittelt, wenn nur bei einer Stufe alle sechs Wiederholungen herangezogen wurden. Nach dem vorliegenden Beispiel, bei dem unter Berücksichtigung aller 6 Wiederholungen (Abb. 1, Kurve 3, bzw. Mittel von 8,1 bis 8,6, Abb. 3, Kurve 8) eine gute Charakterisierung der Ertragskurve gegeben ist, muß somit das Verfahren, nur bei einer Düngungsstufe Wiederholungen anzulegen und im übrigen auf sie zu verzichten, unter den gegebenen Standortbedingungen abgelehnt werden. Auch bei der Planung und Anlage von Versuchen für die Auswertung mit polynomen Näherungsfunktionen sind Wiederholungen erforderlich, um ausreichend genaue Prüfgliedmittelwerte zu erhalten. 2.

Kombinationen zwischen Anzahl der Düngungsstufen und Wiederholungen

Die Ertragskurve wird um so genauer beschrieben, je mehr Düngungsstufen angelegt werden. Andererseits kann man auf Wiederholungen nicht ganz verzichten. Es erhebt sich daher die Frage, wie weit bei gleichem Versuchs-

145

Albrecht-Thaer-Archiv, 10. Band, Heft 2, 1966 Knollen dt/ha

Abb. 4: N-Steigerungsversuch zu Kartoffeln Bei N = 100 Beobachtungswerte aus 6 Wiederholungen, die übrigen Beobachtungswerte jeweils nur aus einer Wiederholung a 8,1 8,2 8,3 8,4 8,5 8,6 0

8

b

c

B

X

max

224,6 301,4 283,6 280,8 251,6 234,2

1,4001 0,6138 0,7969 1,1768 2,3136 1,8801

-0,003158 -0,004047 -0,003186 -0,004544 -0,012296 -0,010546

83,4 82,3 86,8 46,5 82,6 85,3

221,7 75,8 125,0 129,4 94,1 89,1

262,7

1,3636

-0,006296

77,8

108,3

umfang die Anzahl der Düngungsstufen auf Kosten der Wiederholungen erhöht werden kann oder ob eine geringere Anzahl von Stufen mit mehr Wiederholungen vorzuziehen ist. Verschiedene Kombinationen von Stufen und Wiederholungen sind in Abbildung 5 (Kurven 10 — 12) im Vergleich zu dem vollständigen Versuch (Kurve 9) dargestellt. In den Fällen, in denen nicht alle sechs Wiederholungen in die Berechnungen eingegangen sind, wurden jeweils sechs Stichproben aus den möglichen Wieder-

146

SPECHT u n d GÖRLITZ, A n l a g e m e t h o d i k v o n

Nährstoffsteigerungsversuchcn

Knollen dl/ha

Abb. 5: Verschiedene Kombinationen von N-Stufen und Wiederholungen bei gleichem Versuchsumfang (I)

9. 10. 11. 12.

r

v

n

6 3 4 6

8 8 6 4

48 24 24 24 a

9. 10. 11. 12.

255,0 254,6 254,2 255,1

Anzahl der Stichproben

Stickstoffstufen in kg/ha N 0 0 0 0

—

6 6 —

b 1,7074* 1,7170** 1,7651* 1,8530

20 20 20

40 40 40 40

60 60

80 80 80 80

100 100

c

B

0,008943* 0,009063* 0,009305 0,009648

91,8 86,9 87,6 94,5

120 120 120

140 140 140 140 X

max

95,5 94,7 94,8 96,0

holungskombinationen gezogen und die Koeffizienten der sechs berechneten F u n k tionen gemittelt. Mit geringer werdender Anzahl der Düngungsstufen wird in der

Albrecht-Thaer-Archiv, 10. Band, Heft 2, 1966

1 47

Knollen

dl/ha

kg/ha

N

Abb. 6: Verschiedene Kombinationen von N-Stufen und Wiederholungen bei gleichem Versuchsumfang (II)

9. 13. 14. 9. 13. 14.

r

v

n

6 3 6

8 6 3

48 18 18

Anzahl der Stichproben -

Stickstoflstufen in kg/ha N 0 0 0

6

20

40 40

60 60

80 80 80

100 100

a

b

c

B

255,0 255,4 259,0

1,7074* 1,6557* 2,0729*

-0,008943* -0,008306* -0,011541

91,8 90,7 100,0

120

140 140 140 X

max

95,5 99,7 89,8

Tendenz die Signifikanz der Koeffizienten geringer, was im wesentlichen auf der geringeren Anzahl von Freiheitsgraden beruht, da die Funktionen aus den Mittelwerten der Prüfglieder errechnet wurden. Sonst unterscheiden sich bei ausreichender Anzahl und Verteilung der einzelnen Düngungsstufen die Funktionsparameter

148

SPECHT u n d GÖRLITZ, A n l a g e m e t h o d i k v o n N ä h i a t o f f s t e i g e r u n g s v e r s u c h e n

und die Ertragskurven nur wenig voneinander. Lediglich bei der Kurve 12 deutet sieh eine gewisse Abweichung an, die darauf hinweist, daß vier Düngungsstufen in der angegebenen Verteilung für eine ausreichende Beschreibung des wirklichen, durch acht Stufen festgelegten Ertragsverlaufs nicht ausreichten. Auch in Abbildung 6 zeigt die Kombination mit nur drei Stufen die größte Abweichung. Wenn auch für Versuche, die mittels polynomer Näherungsfunktionen ausgewertet werden sollen, eine bestimmte Mindestanzahl von Wiederholungen gefordert wird — erfahrungsgemäß sollte die Anzahl 4 nicht unterschritten werden —, so geschieht dies in erster Linie, damit ausreichend genaue Prüfgliedermittelwerte gewonnen werden. Für die Berechnung der Näherungsfunktionen ist es nicht unbedingt erforderlich, die Einzelwerte der Wiederholungen heranzuziehen, da mit den Mittelwerten der Prüfglieder der Verlauf der Ertragskurve ebenfalls gut charakterisiert wird (Tab.). Allerdings erhält man dabei weniger signifikante Koeffizienten, worauf schon bei der Verwendung von Polynomen zur Auswertung faktorieller Versuche hingewiesen wurde (SPECHT, GÖRLITZ U. HOFFMANN, 1 9 6 5 ) . Vergleich der Regressionsanalyse mit Einzelwerten (a) und Mittelwerten (b) x n Versuch r V a b e B maac 6 (6)

7 7

42 7

16,02 16,06

0,2638*** 0,2629***

— 0,001618*** — 0,001613**

96,0*** 96,3**

81,5 81,5

6 (6)

9 9

54 9

224,3 224,2

1,1932** 1,1985*

- 0,003259 - 0,003298

94.

94,5***

183 182

3a

6

b

(6)

9 9

54 9

258,2 258,0

1,4788*** 1,4895*

- 0,006988*** - 0,007064*

87,8*** 88,6**

106 105

6 (6)

5 5

30 5

258,3 258,5

1,5314*** 1,5371

-0,007178** - 0,007232

88,3*** 88,7

107 106

la b

2a b

3.1a b

3.

Schlußbetrachtung

In Feldversuchen mit steigenden Düngergaben kann die Ertragskurve durch ein Polynom 2. Grades für praktische Zwecke ausreichend genau beschrieben werden. Eine S-förmige Kurve, wie sie z. B. durch Fixierung von Nährstoffen im Boden bei geringen Düngergaben hervorgerufen werden kann, wird nach unseren Erfahrungen mit der üblichen Abstufung der Düngermengen im Feldversuch nicht erfaßt und dürfte praktisch kaum ins Gewicht fallen. In allen von uns mit den Einzelwerten aller Wiederholungen berechneten Ertragskurven war der Anpassungsmangel in keinem Fall signifikant, so daß das gewählte Modell geeignet ist, den Ertragsverlauf ausreichend wiederzugeben. Die Ertragskurve wird nur bei einer ausreichenden Anzahl und richtigen Verteilung der Stufen zutreffend beschrieben, wenn das Maximum erreicht oder besser noch überschritten wird. Ist letzteres nicht der Fall, so kann sie in ihrem letzten Teil ungenau wiedergegeben werden, und zwar um so mehr, je weiter die letzte Düngungsstufe vom Maximum entfernt liegt oder je schneller der ansteigende Teil der Kurve in den Bereich der Höchsterträge übergeht.

Albrecht-Thaer-Archiv, 10. Band, Heft 2, 1966

149

I m allgemeinen ist eine größere Anzahl von Düngungsstufen erforderlich, als sie bisher meist im Landwirtschaftlichen Versuchs wesen angewandt wurde. Die Abstufung der Düngermengen sollte in der Regel in gleichen, möglichst engen Abständen erfolgen. Muß zur Verringerung des Versuchsumfanges die Anzahl der Düngungsstufen eingeschränkt werden, so können bis zu einem gewissen Grade größere Abstufungen der Düngermengen gewählt werden (z. B. statt 20 kg/ha N 40 kg/ha N). Auch ist es möglich, im Bereich des noch annähernd linearen Ertragsanstieges einige Stufen auszulassen, wenn die extreme Stufe ohne Düngung beibehalten wird. Bei einem solchen Vorgehen wird der Ertragsanstieg linearer beschrieben. Es setzt Vorstellungen voraus, bis zu welcher Düngermenge der Ertragsanstieg annähernd linear verläuft. Versuchsanstellungen, die nur den Bereich des vermutlichen Düngungsmaximums erfassen, können auch innerhalb des experimentellen Bereiches zu ungenauer Charakterisierung der Ertragskurve führen, weil die erforderliche Spannweite der Düngungsstufen im voraus nur schwer einzuschätzen ist. Da die Wirkung der Düngung in Abhängigkeit von den Standortund Witterungsbedingungen sehr unterschiedlich ausfällt, muß man stets den Bereich der experimentellen Werte sehr groß halten. Es erscheint daher richtiger, von vornherein die Düngermengen in gleichmäßigen Abständen zu steigern und den ganzen Bereich von „ohne Düngung" bis über das Maximum hinaus zu erfassen. Soll geprüft werden, ob eine S-förmige Ertragskurve vorliegt, so braucht man, um den Versuchsumfang nicht durch gleichmäßige kleine Stufen unnötig zu erhöhen, im allgemeinen wohl nur die niedrigen Düngungsstufen weiter in sehr enge Abstände zu unterteilen, in deren Bereich eine geringere Wirkung zu erwarten ist. Für die praktischen Belange dürfte dies jedoch weniger in Frage kommen. Es zeigt sich, daß es unter den gegebenen Standortbedingungen mit leichten Böden nicht angängig ist, zur Verringerung des Versuchsumfanges nur bei einer Düngungsstufe Wiederholungen anzulegen und im übrigen auf sie zu verzichten. Man kann die Anzahl der Wiederholungen zwar zugunsten der Düngungsstufen einschränken, jedoch sie nicht völlig weglassen, da sonst die Prüfgliedmittelwerte nicht ausreichend genau ermittelt werden. Die Wiederholungen sind somit nicht durch eine engere Stufenfolge völlig zu ersetzen. Im allgemeinen dürften vier Wiederholungen genügen. Diese brauchen nicht mit ihren Einzelwerten in die Berechnung einbezogen zu werden, was den Rechenaufwand wesentlich erhöhen würde. Die Ertragskurve wird mit den Mittelwerten der Prüfglieder ebensogut wiedergegeben. Infolge der geringeren Anzahl der in die Rechnung eingehenden Werte ist jedoch die Signifikanz der Koeffizienten der Funktion meist geringer. Will man diese möglichst genau unter Berücksichtigung aller im Versuch vorhandenen Streuungsverhältnisse erfassen, so müssen die Wiederholungen in die Berechnung eingehen ( S P E C H T , GÖRLITZ U. H O F F M A N N , 1 9 6 5 ) . Im allgemeinen kann man aber darauf verzichten, und die Verrechnung mit den Einzel werten dürfte nur erforderlich sein, wenn die Eignung der Funktion durch Ermitteln des Anpassungsmangels überprüft werden soll.

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SPECHT u n d GÖRLITZ, A n l a g e m e t h o d i k v o n N ä h r s t o f f s t e i g e r u n g s v e r s u c h e n

Zusammenfassung Die Beschreibung der Wirkung steigender Düngergaben auf den Ertrag ist mit einem Polynom zweiten Grades (y = a + b x + cx 2 ) möglich. An Hand von Stickstoffsteigerungsversuchen wird dargestellt, wie sich verschiedene Verteilungen der Düngerstufen auf die Wiedergabe des wirklichen Ertragsverlaufes auswirken. Es zeigte sich, daß zur möglichst genauen Beschreibung der Ertragskurve eine größere Anzahl von Düngungsstufen, als bisher im landwirtschaftlichen Versuchswesen meist angewandt wurde, erforderlich ist, die in gleichmäßigen Abständen von „ungedürigt" ausgehend das Maximum erreichen oder besser noch überschreiten. Die Anzahl der Wiederholungen kann zugunsten der Anzahl der Düngungsstufen in gewissem Umfang eingeschränkt werden. Jedoch kann auf sie nicht ganz verzichtet werden. Unter den gegebenen Versuchsbedingungen auf leichten Sandböden dürften vier Wiederholungen erforderlich sein, um eine ausreichende Genauigkeit der Mittelwerte je Düngungsstufe zu erhalten. Diese Mittelwerte charakterisieren den Verlauf der Ertragskurve ausreichend gut, so daß sie damit berechnet werden kann. Die Einzelwerte der Wiederholungen brauchen nur dann in die Berechnung aufgenommen zu werden, wenn die Signifikanz der Funktionsparameter unter Einbeziehung der Gesamtstreuung innerhalb des Versuches genau ermittelt oder der Anpassungsmangel der Funktion festgestellt werden soll. Pe3iOMe fleftCTBiie

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ANSORGE, Phosphorsäureaufnahme aus Kola-Apatit und „Hyperhhos'.

bzw. Boden des „Statischen Versuches" ist dagegen die P-Nachwirkung des „Hyperphos" gut, während Kola-Apatit bei Zugabe dieser höheren Bodenmengen keine P-Nachwirkung aufweist. Die Ergebnisse der Gefäßversuche mit den Modellböden zeigen, daß — außer auf den Böden mit höheren Lößzugaben — eine gute Phosphorsäurewirkung des weicherdigen Rohphosphats „Hyperphos" vorhanden ist. Ein Phosphorsäureaufschluß von Kola-Apatit durch Lupinen trat jedoch nur dann ein, wenn dem Sand nur ganz geringe Mengen an puffernden Substanzen zugemischt wurden. So war bei Zugabe von Löß nur dann eine P 2 0 5 -Wirkung des Kola-Apatits vorhanden, wenn nicht mehr als 10 g Löß in 6 kg Sand enthalten waren. Bereits bei einer Zumischung von 100 g Löß war der Phosphorsäureaufschluß durch Lupinen nicht mehr festzustellen. Bei Zugabe von 100 g entkalktem Löß bzw. dem etwas sauren Boden des „Statischen Versuches" Lauchstädt wurde dagegen die Phosphorsäure des Kola-Apatits noch teilweise aufgeschlossen. Bei höheren Gaben an entkalktem Löß bzw. Boden war auch hier keine Phosphorsäurewirkung des Kola-Apatits mehr vorhanden. Die von PKJANISCHNIKOW festgestellten sauren Wurzelausscheidungen treten somit nur in Wasserkulturen bzw. in reinem Sand Stärker für den Aufschluß von Rohphosphaten in Erscheinung. Die Untersuchungen zeigen also klar, daß auf normalem Boden mit einer größeren Aufschließung der im Boden festgelegten Phosphorsäure bzw. von Kola-Apatit durch Lupinen nicht gerechnet werden kann. Zusammenfassung Die Phosphorsäureauf nähme von Hafer und Lupinen aus Kola-Apatit und „Hyperphos" wurde 1959 — 1963 in Gefäßversuchen in vier P-armen Böden und in reinem Sand überprüft. Als Vergleichsdünger diente Superphosphat. Die Düngewirkung des weicherdigen Rohphosphats „Hyperphos" war sowohl beim Hafer als auch bei den Lupinen auf den sauren Böden fast die gleiche wie bei Superphosphat, wenn auch die P-Aufnahme aus „Hyperphos" immer niedriger als bei Superphosphat lag. In Böden mit pH-Werten über 6,0 ging die Düngewirkung des „Hyperphos" im Vergleich zum Superphosphat jedoch stark zurück, und zwar bei Hafer stärker als bei Lupinen. Kola-Apatit-Düngung hatte beim Hafer keine Mehrerträge im Vergleich zur Variante „ohne P 2 0 6 " zur Folge. Auch bei den Lupinen wies Kola-Apatit auf allen vier Böden keine oder nur eine sehr geringe P-Wirkung auf, während bei Verwendung von Hohenbockaer Sand, dem 10 g Lößlehm zugemischt waren, ein stärkerer P-Aufschluß und somit auch eine Ertragssteigerung vorhanden war. Eine P-Nachwirkung des Kola-Apatits konnte jedoch nicht festgestellt werden. In Sandkulturen mit unterschiedlichen Anteilen an Löß, entkalktem Löß und Boden der P-Mangelparzelle des „Statischen Versuches" Lauchstädt konnte gezeigt werden, daß der in Sandkulturen festgestellte P-Aufschluß aus Kola-Apatit durch Lupinen bei Zumischung von 100 g Löß bzw. 500 g entkalktem Löß oder Boden nicht mehr vorhanden war. Mit einer größeren Aufschließung der im Boden festgelegten Phosphorsäure bzw. von Kola-Apatit durch Lupinen kann also in Böden nicht gerechnet werden.

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Albrecht-Thaer-Archiv, 10. Band, Heft 2, 1966

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