Albrecht-Thaer-Archiv: Band 6, Heft 3 [Reprint 2022 ed.] 9783112656945

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DEUTSCHE AKADEMIE D E R L A N D W I R T S C H A F T S W I S S E N S C H A F T E N ZU B E R L I N

ALBRECHT-THAER-ARCHIV Arbeiten aus den Gebieten Bodenkunde Pflanzenernährung Acker- und Pflanzenbau

Band 6 • Heft ?

1962

A K A D E M I E - V E R L A G

•

B E R L I N

Herausgegeben von der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin Begründet von der Landwirtschaftlich-Gärtnerischen Fakultät der Humboldt-Universität zu Berlin

Schriftleitung: Prof. Dr. agr. habil. E. PLACHY, Redaktion; Dipl.-Landw. R. STUBBE. Das Albrecht-Thaer-Archiv erscheint in Heften mit einem Umfang von je 5 Druckbogen (80 Seiten). Die innerhalb eines Jahres herausgegebenen 10 Hefte bilden einen Band. Das let2te Heft jedes Bandes enthält Inhalts- und Sachverzeichnis. Der Bezugspreis beträgt 5,— D M je Heft. Die Schriftleitung nimmt nur Manuskripte an, deren Gesamtumfang 25 Schreibmaschinenseiten nicht überschreitet und die bisher noch nicht, auch nicht in anderer Form, im In- oder Ausland veröffentlicht wurden. Jeder Arbeit ist ein Autorreferat zur Vorankündigung (nicht länger als P/a Schreib maschinenseiten) sowie eine Zusammenfassung mit den wichtigsten Ergebnissen (nicht länger als 20 Zeilen), wenn möglich auch in russischer und englischer bzw französischer Sprache, beizufügen. Gegebenenfalls erfolgt die Ubersetzung in der Akademie. Manuskripte sind zu senden an die Schriftleitung, Deutsche Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin, Berlin W 8, Krausenstr. 3 8 - 3 9 . Die Autoren erhalten Fahnen- und Umbruchabzüge mit befristeter Terminstellung. Bei Nichteinhaltung der Termine erteilt die Redaktion Imprimatur. Das Verfügungsrecht über die im Archiv abgedruckten Arbeiten geht ausschließlich an die Deutsche Akademie der Land Wirtschaftswissenschaften zu Berlin über. Ein Nachdruck in anderen Zeitschriften oder eine Übersetzung in andere Sprachen darf nur mit Genehmigung der Akademie erfolgen. Kein Teil dieser Zeitschrift darf in irgendeiner Form — durch Fotokopie, Mikrofilm oder ein anderes Verfahren — ohne schriftliche Genehmigung der Akademie reproduziert werden. Für jede Arbeit werden unentgeltlich 100 Sonderdrucke und ein Honorar von 40, - DM je Druckbogen zur Verfügung gestellt. Das Honorar schließt auch die Urheberrechte für das Bildmaterial ein. Dissertationen, auch gekürzte bzw. geänderte, werden nicht honoriert. Verlag: Akademie-Verlag GmbH, Berlin W 8, Leipziger Str. 3 - 4 , Fernruf 22 0441, Telex-Nr. 011773, Postscheckkonto Berlin 35021. Bestellnummer dieses Heftes: 1051/6/3. Veröffentlicht unter der Lizenz-Nummer ZLN 5014 des Ministeriums für Kultur. HerstellungDruckhaus „Maxim Gorki", Altenburg. All rights reserved (including those of translations into foreign languages). No part of this issue may be reproduced in any form, by photoprint, microfilm or any other means, without written permission from the publishers.

DEUTSCHE DER

AKADEMIE

LANDWIRTSCHAFTSWISSENSCHAFTEN

ZU B E R L I N

ALBRECHT-THAER-ARCHIV

Arbeiten aus den Gebieten

Bodenkunde Pflanzenernährung Acker- und Pflanzenbau

Schriftleitung : Prof. Dr. agr. habil. E . P L A C H Y

BAND 6 • HEFT 3 1962

AKADEMIE-VERLAG • BERLIN

INHALT RAUHE, K., und V. KOEPKE: Die Bedeutung der organischen Düngung im Stickstoffkreislauf des Ackerbodens

177

LEHNE, I., und V. KOEPKE: Die Wirkung einer Magnesiumdüngung magnesiumarmer Sandböden in Abhängigkeit von Kalk- und Kaligaben

194

BURKHARDT, H.: Zur Stickstoffdüngung der Zuckerrüben

208

RAUHE, K.: Die Wirkung verschiedener im Frühjahr und Herbst durchgeführter Bodenbearbeitungsmethoden auf lehmigem Sand

221

FRANKE, G.: Untersuchungen zur Frage der Verträglichkeit bei Getreide mit Hilfe der Anwelkmethode Autorreferate demnächst erscheinender Arbeiten

239 . 245

177 Aus dem Institut für Acker- und Pflanzenbau Müncheberg der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin (Direktor: Prof. Dr. agr. habil. E. RÜBENSAM)

K. RAUHE und V . K O E P K E

Die Bedeutung der organischen Düngung im Stickstoffkreislauf des Ackerbodens Eingegangen: 24. 8. 1961

Im Zusammenhang mit der Erhöhung der pflanzlichen Produktion kommt dem Stickstoff bekanntlich die größte Bedeutung zu. Durch die Anwendung von Stickstoffdüngern können auf allen Ackerböden die höchsten Ertragssteigerungen erzielt werden. Ein großer Schritt vorwärts wurde getan, als es vor einigen Jahrzehnten gelang, den in unbegrenzten Mengen zur Verfügung stehenden Luftstickstoff für die Pflanzenernährung nutzbar zu machen. Dadurch wurde es möglich, nicht nur mehr Nahrungsmittel, sondern gleichzeitig auch mehr Futter, mehr Stallmist und mehr Wurzelmasse zu produzieren. Mit den heute in Deutschland erzielten hohen Ernten werden durch Getreide etwa 50—60 kg, durch Hackfrucht etwa 100—120 kg Stickstoff pro ha aufgenommen, im Durchschnitt also je nach Hackfruchtanteil jährlich 75—90 kg/ha. Wenn man berücksichtigt, daß heute in der DDR nur 38 kg in Form von mineralischem Stickstoff je ha LN zur Verfügung stehen (bei einer Ausnutzung von 60—70% können davon nicht mehr als 23—27 kg aufgenommen werden), so kann damit nur etwa 1/3. des durch die Ernten entzogenen Stickstoffs ersetzt werden. Der größte Teil mußalso aus dem Boden bzw. aus der organischen Düngung kommen. Daraus ergibt sich eine nur ergänzende Rolle der mineralischen Stickstoffdüngung. Aus verschiedenen Dauerversuchen ist weiterhin bekannt (MERKER 1, RÜSSEL 2, IVERSEN 3, BÖHME 4), daß die Erträge bei ausschließlicher Anwendung von Mineraldüngern zwar für eine bestimmte Zeit auf einer beachtlichen Höhe gehalten werden können, daß aber früher oder später ein allmählicher Rückgang einsetzt. Je nach dem Stickstoffnachlieferungsvermögen des Bodens sowie in Abhängigkeit von den gegebenen klimatischen Verhältnissen ist das Einsetzen und der Verlauf des Ertragsabfalles sehr unterschiedlich. Er tritt auf Sandböden auf Grund des geringen Humus- und Stickstoffvorrates derselben und der intensiveren Mobilisierung schneller ein (RUSSELL 2) als auf guten Böden (MERKER 1). Es findet bei einseitiger Anwendung von Mineraldüngern demzufolge eine Erschöpfung der Stickstoff- und Kohlenstoffreserven im Boden statt. Die Erhaltung der Leistungsfähigkeit des Bodens ist nur möglich, wenn für einen vollen Ersatz des durch die Ernten entzogenen Stickstoffs gesorgt wird. Aus diesem Grunde ist es notwendig, Düngungsmaßnahmen nicht nur nach ihrer Ertragswirkung zu beurteilen, sondern auch danach, ob sie in der Lage sind, einen nachhaltigen Effekt auf die Bodenfruchtbarkeit auszuüben. „Die Aufgabe des Landwirts besteht nicht nur darin, die höchsten Erträge von seinem Feld' zu gewinnen, sondern sein Ziel soll auf die ewige Dauer und die Wiederkehr dieses höchsten Ertrages gerichtet sein." Dieser von LIEBIG (5) geprägte Ausspruch sollte auch heute stärkere Berücksichtigung finden. 13*

178

RAUHE und KOEPKE, Organische Düngung

Zur Klärung der Frage, wie weit es möglich ist, durch Düngungsmaßnahmen sowohl hohe Erträge als auch einen nachhaltigen Effekt auf die Bodenfruchtbarkeit 2u erzielen, legten wir vor mehreren Jahren in Muncheberg und einigen Versuchsstationen polyfaktorielle Dauerversuche an, in denen die Wirkung organischer Dünger in Kombination mit verschieden hohen Mineraldüngergaben und unterschiedlichen Bodenbearbeitungsmethoden geprüft wird. Im vorliegenden Beitrag soll speziell über den Stickstoffhaushalt eines Müncheberger anlehmigen Sandbodens bei unterschiedlicher organischer und mineralischer Düngung berichtet werden. Darüber hinaus wird der Versuch unternommen, unter Heranziehung der Ergebnisse bekannter Dauerversuche einen Ausblick auf die Möglichkeiten der Erhaltung und Mehrung der Fruchtbarkeit von Sandböden mit besonderer Berücksichtigung des Stickstoffs zu geben. Der Stickstoff wurde in der vorliegenden Arbeit in den Mittelpunkt gestellt, weil Stickstoffbilanzen zur Beurteilung von Düngungsmaßnahmen hinsichtlich ihrer unmittelbaren Wirkung auf den Ertrag und der nachhaltigen Wirkung auf den Boden unseres Erachtens aussagekräftiger sind als Kohlenstoffbilanzen. Versuchsgrundlagen Im folgenden soll auf der Grundlage von 2 polyfaktoriellen Komplexversuchen eine Darstellung des Stickstoffentzuges bei unterschiedlicher organischer und mineralischer Düngung durch die Pflanze erfolgen. Über die Erträge und die Nährstoffaufnahme in einem dieser Versuche während der zurückliegenden 6 Versuchsjahre wurde bereits berichtet (RAUHE und LEHNE 6, 7). Die in beiden Versuchen unterschiedliche Bodenbearbeitung blieb bei der Auswertung unberücksichtigt, so daß den Mittelwerten der Düngungsvarianten 24 Wiederholungen zugrunde liegen. Die organische Düngung umfaßt folgende Varianten: 1. ohne organische Düngung 2. Stallmist (300 dt/ha alle 2 Jahre zur Hackfrucht) 3. Gründüngung (Leguminosen-Stoppelfrucht nach Getreide) 4. Stallmist -(- Gründüngung Diese organische Düngung ist jeweils mit 3 Mineraldüngungsvarianten kombiniert : zu Hackfrüchten zu Getreide 1. ohne NPK 2. normal NPK 3. erhöht NPK

N 60 P 54 K 80 N 100 P 72 K 120

N 40 P 36 K 80 N 00 P 54 K 120

In der Fruchtfolge wechseln Hackfruchte mit Getreide ab. Mit der Bilanzierung der Nährstoffe ist nach 4jähnger Versuchsdauer im Jahre 1959 begonnen worden. Versuchspflanze war 1959 Mais, der vom ackerbaulichen Standpunkt und auf Grund des hohen Nährstoffentzuges als Hackfrucht angesehen werden muß, und 1960 zur Prüfung der Nachwirkung Winterroggen. Nähere Einzelheiten auch über die klimatischen Verhältnisse können aus früheren Veröffentlichungen entnommen werden (RAUHE und LEHNE 6, 7).

179

Albrccht-Thaer-Archiv, Band 6, Heft 3, 1962

Tabelle 1 Charakteristik des Versuchsbodens Tiefe in cm 0-22 30-50 60-80

Texti ir Grobsand 39,6 39,6 33,9

Feinsand

Schluff

Ton

47,6 48,4 39,9

5,7 4,3 8,7

3,9 2,2 11,1

%c

mg N/ 100 g Boden

T-Wert

pH (KCl)

0,49 0,11 0,03

44 10 3

5,3 3,0 9,2

6,2 6,1 6,3

Die Bodencharakteristik des Versuchsstandortes wird in Tabelle 1 wiedergegeben. Wie daraus ersichtlich, handelt es sich um einen anlehmigen Sand. In der Tiefe von etwa 50—80 cm verläuft eine Lehmschicht von stark wechselnder Mächtigkeit. Der Kohlenstoffgehalt liegt in der Krume bei 0,5%, der Unterboden ist sehr humusarm. Der Boden weist ein C: N-Verhältnis von etwa 11:1 auf. Die Gesamtmenge an Bodenstickstoff beträgt in der Krame (0—22 cm) 1500 kg/ha und bis zur Tiefe von 40 cm 1700 kg/ha. E i n f l u ß d e r D ü n g u n g s k o m b i n a t i o n e n auf E r t r ä g e u n d aufnahme

Stickstoff-

Schon in früheren Veröffentlichungen (RAUHE-HESSE 8, RAUHE-LEHNEKO.EPKE 9, RAUHE-LEHNE 7) wurde herausgestellt, daß zwischen der Höhe der Trockensubstanzerträge und der Stickstoffaufnahme bei unterschiedlicher Düngung keine einfache Korrelation besteht. Die Stickstoffaufnahme wird durch die Düngung in stärkerem Maße gefördert als die Trockensubstanzbildung. Dies trifft insbesondere für die organische bzw. die organisch-mineralische Düngung zu. Aus diesem Grunde ist die Bewertung einer Düngungsmaßnahme auf der Grundlage der erreichten Erträge nicht ausreichend), da sowohl die Erhöhung des Proteinertrages wie auch die Beeinflussung des Bodens unberücksichtigt bleiben. Auch die im folgenden dargelegten Ergebnisse bestätigen, daß die Stickstoffaufnahme durch die Düngung anders beeinflußt wird als die Trockensubstanzbildung (Tab. 2). Die in Tabelle 2 wiedergegebenen Trockensubstanzerträge beider Jahre zeigen zunächst, daß sowohl beim Mais wie auch beim Roggen auf der 5 bzw. 6 Jahre völlig ungedüngten Parzelle unter den gegebenen Bodenverhältnissen noch recht hohe Erträge erzielt werden. Sie liegen beim Mais doppelt so hoch wie beim Roggen. Die durch Düngung sowohl in organischer wie auch in anorganischer Form erreichten Ertragssteigerungen sind in allen Fällen statistisch gut gesichert. Zwischen der Wirkung der einzelnen organischen Dünger (Stallmist, Gründüngung usw.) sind beim Mais keine signifikanten Differenzen vorhanden. Bei der Nachwirkung zu Roggen erwies sich allerdings der Stallmist der Gründüngung eindeutig überlegen. Die normale Mineraldüngung mit 60 kg/ha N bewirkte beim Mais die gleiche Ertragserhöhung wie der Stallmist oder die Gründüngung ohne NPK. Die zusätzlich verabreichten normalen Gaben brachten nur bei den Varianten „Stallmist" und „Gründüngung" deutliche Mehrerträge, bei der Variante „Stallmist -f- Gründüngung" war keine signifikante Differenz vorhanden. Das letztere trifft auch für die zusätzlich zur organischen Düngung verabfolgte erhöhte Mineraldüngergabe zu.

Ü80

RAUHE und KOEPKE, Organische Düngung

Tabelle 2 Trockensubstanzerträge von Mais und Winterroggen im Düngungskomplexversuch in den Jahren 1959 und 1960 Düngung organisch

Winterroggen 1960

Mais 1959

mineralisch

Kolben dt/ha

Stengel dt/ha

dt/ha

Gesamt

gesamt

rei.

Korn dt/ha

Stroh dt/ha

dt/ha

rei.

ohne

ohne normal erhöht

31,9 55,1 62,9

28,7 34,1 , 37,2

60,6 89,2 100,1

100 147 165

10,5 23,1 30,2

20,1 36,6 41,5

30,6 59,7 71,7

100 195 234

Stallmist

ohne normal erhöht

59,3 64,4 68,5

34,2 37,8 41,8

93,5 102,2 110,3

154 168' 182

16,1 30,5 35,3

30,2 44,9 48,3

46,3 75,4 83,6

151 246 273

Gründüngung

ohne normal erhöht

55,6 66,0 64,7

35,4 41,4 43,4

91,0 107,4 108,1

150 177 178

13,4 29,1 33,7

23,6 41,4 44,3

37,0 70,5 78,0

121 230 255

ohne normal erhöht

64,1 65,1 64,3

37,0 41,0 40,7

101,1 106,1 105,0

167 175 173

17,4 30,5 36,0

30,9 45,1 49,5

48,3 75,6 85,5

158 247 279

Stallmist + Gründüngung

G D 5% =

1% =

0,1% =

9,3 dt/ha 12,4 dt/ha 16,1 dt/ha

4,7 dt/ha 6,3 dt/ha 8,2 dt/ha

Beim R o g g e n mit seiner kurzen Vegetationsperiode war eine günstigere Wirkung der Handelsdünger als beim Mais festzustellen. D i e höchsten Erträge wurden aber auch beim R o g g e n mit der K o m b i n a t i o n „organisch-mineralisch" erzielt, obgleich die organische D ü n g u n g nicht im Anbaujahr, sondern zur Vorfrucht gegeben worden war. Während mit der G a b e von 60 kg/ha N zu R o g g e n bereits die maximal mögliche mineralische Stickstoffdüngung, die in Normaljahren auf Sandboden nicht zu vorzeitigem L a g e r n führt, erreicht war, hatte die zusätzlich in den V o r jahren erfolgte organische D ü n g u n g in allen Fällen signifikante Mehrerträge zur Folge. D i e in den einzelnen Düngungsvarianten aufgenommenen Stickstoffmengen (Tabelle 3) zeigen andere Relationen als die geernteten Substanzmengen. Verglichen mit der Wirkung der Mineraldüngung hatte sich die organische D ü n g u n g , dt/ha

Trockensubstanz

kg/ha

* 60 N

N

+ 100 w

Abb. 1: Trockensubstanzbildung und Stickstoffaufnahme von Mais bei unterschiedlicher Düngung (St = Stallmist)

181

Albrecht-Thaer-Archiv, Band 6, Heft 3, 1962

insbesondere der Stallmist, sowohl beim Mais wie auch beim Roggen auf die Stickstoffaufnahme günstiger ausgewirkt als auf die Trockensubstanzbildung. Während die Maiserträge bei Stallmist- und bei normaler NPK-Düngung etwa gleich waren, lag die Stickstoffaufnahme der stallmistgedüngten Parzellen signifikant höher. Als Beispiel wird in Abbildung 1 die Trockensubstanzbildung und die Stickstoffaufnahme von Mais bei steigenden Düngergaben gegenübergestellt. Die Roggenerträge wurden durch die normale Mineraldüngergabe wesentlich stärker erhöht als durch den nachwirkenden Stallmist, die Stickstoffaufnahme war dagegen bei beiden Varianten gleich. Diese Tatsache resultiert daraus, daß der langsam fließende Stickstoff der organischen Dünger auch noch während der späteren Vegetationsphasen aufgenommen wird. Er wird dann nicht mehr zur Substanzbildung verwertet, trägt aber durch Erhöhung des Proteinertrages zur Qualitätsverbesserung bei. Tabelle 3 Stickstoffaufnahme von Mais und Winterroggen im Düngungskomplexversuch in den Jahren 1959 und 1960 in kg/ha N Düngung organisch

Mais 1959 mineralisch

Kolben kg/ha

Winterroggen 1960

Stengesamt gel kg/ha kg/ha rei.

Korn

Stroh

gesamt

kg/ha kg/ha kg/ha

rei.

ohne

ohne normal erhöht

28,2 54,0 71,0

14,7 23,6 34,6

42,9 77,6 105,6

100 181 246

16,9 30,8 42,4

9,4 11,3 12,8

26,3 42,1 55,2

100 160 210

Stallmist

ohne normal erhöht

63,4 81,1 91,8

28,4 39,0 52,0

91,8 120,1 143,8

214 280 335

27,2 44,9 56,0

14,5 14,9 17,6

41,7 59,8 73,6

158 227 280

Gründüngung

ohne normal erhöht

55,4 83,8 82,8

27,6 38,5 45,6

83,0 122,3 128,4

193 285 299

21,6 39,8 50,5

10,3 12,6 15,2

31,9 52,4 65,7

121 199 250

ohne normal erhöht

78,1 86,0 85,0

34,7 48,4 51,3

112,8 134,4 130,3

263 313 318

28,2 45,9 58,8

14,5 15,8 18,0

42,7 61,7 76,8

162 235 292

Stallmist + Gründüngung

GD 5% = 11,3 kg/ha 1 % = 15,1 kg/ha 0 , 1 % = 19,7 kg/ha

5.6 kg/ha 7,5 kg/ha 9.7 kg/ha

Die Kombination von organischer und mineralischer Düngung erwies sich hinsichtlich der Erzielung hoher Proteinerträge ebenfalls günstig. Sie brachte beim Mais und beim Roggen die höchste N-Aufnahme. Es war hierbei in allen Fällen eine signifikant höhere Stickstoffaufnahme erfolgt als bei den entsprechenden NPK- Gaben allein. S t i c k s t o f f a u f n a h m e aus Boden, o r g a n i s c h e r Düngung

und 'mineralischer

Im folgenden wird eine schematische Aufteilung der insgesamt von den Pflanzen aufgenommenen Stickstoffmengen in die Anteile, die aus dem Boden, der organischen und der mineralischen Düngung stammen, vorgenommen. Diese Abgrenzung

RAUHE und KOEPKE, Organische Düngung

182

[ [ boäenburtiger

•

0

kg/ha.N

N

/V

60 N

100N

St

St* 60N

St* '00 W

Winterroggen

80

0

iON

60N

St

St*

40/V

St.* 60 N

Abb. 2: Stickstoffaufnahme von Mais und Roggen aus ungedüngtem Boden, aus Stallmist und aus der Mineraldüngung

weist zweifellos einige Schwächen auf, sie wäre nur mit Hilfe von Isotopen exakt möglich. Hier besteht jedoch lediglich die Absicht, eine Vorstellung von der Stickstoffaufnahme der Pflanzen aus den verschiedenen Stickstoffquellen bei unterschiedlicher Düngung zu erhalten. Die Abbildung 2 zeigt die Relationen in den Versuchsgliedern mit Stallmist und alleiniger bzw. kombinierter Mineraldüngung. Man erkennt, daß der Mais aus dem seit 1955 ungedüngten Sandboden noch 43 kg/ha N aufgenommen hat. Für den nach Mais stehenden Winterroggen mit seiner kürzeren Vegetationsperiode und den im Vergleich zu der Hackfrucht Mais ungünstigeren Mineralisationsbedingungen wurden 26 kg/ha N aus dem Boden verfügbar. Bei einem Gesamtvorrat des Bodens von 1700 kg/ha N ist das ein Entzug von 2,53% durch Mais und 1,58% durch Roggen. Etwa die gleichen Werte fanden auch SALTER und GREEN (17) in den USA. Diese Zahlen demonstrieren deutlich, wie stark der Stickstoffvorrat der humusarmen Sandböden abnehmen kann, wenn nicht geeignete Maßnahmen zu dessen Erhaltung bzw. Wiederauffüllung getroffen werden. Auf diesen Gesichtspunkt soll weiter unten noch näher eingegangen werden. Aus dem in einer Menge von 300 dt/ha verabreichten Stallmist mit 161 kg N konnten in den Maispflanzen 49 kg/ha N wiedergefunden werden. Die Stickstoffwirkung des Stallmistes im Anwendungsjahr entsprach also einer Mineraldüngergabe von 80 kg/ha N. In dem nachgebauten Roggen wurden auf Grund der Nachwirkung der Stallmistdüngung 15 kg N mehr festgestellt als ohne Düngung. Bei Verabreichung von 100 kg/ha N ist, wie auch aus anderen Versuchen hervorgeht, auf dem Müncheberger Sandboden bei alleiniger Mineraldüngung zu Ackerkulturen ohne Bewässerung die obere Grenze einer noch zu Ertragssteigerungen

183

Albrecht-Thacr-Archiv, Band 6, Heft 3, 1962

führenden G a b e erreicht. I m vorliegenden Falle wurde hierbei der Proteinertrag des Maises stärker erhöht als die Substanzzunahme. B e i gleichzeitiger organischer und mineralischer D ü n g u n g ist jedoch die G e s a m t - N - A u f n a h m e n o c h beträchtlich gesteigert und die absolut höchste Stickstoffmenge aufgenommen worden. Allerdings war bei diesem insgesamt hohen Stickstoffangebot bereits eine gewisse D e pression der Stickstoffausnutzung vorhanden. B e i m R o g g e n war die normale mineralische Stickstoffgabe der

Stallmistnach-

wirkung hinsichtlich der Stickstofflieferung für die Pflanzen etwa gleichwertig. I m Gegensatz zum Mais war hier auf den Stallmistvarianten eine bessere Wirksamkeit des mineralischen Stickstoffs feststellbar als bei ausschließlicher

Mineraldüngung.

D a r i n demonstriert sich die günstige K o m p l e x w i r k u n g der organisch-mineralischen D ü n g u n g , die wahrscheinlich auf eine vorteilhafte Beeinflussung der m i k r o b i o l o g i schen Aktivität des Bodens zurückzuführen ist. Aus der A b b i l d u n g 3, in der die Stickstoffaufnahme aus G r ü n d ü n g u n g

und

mineralischer D ü n g u n g dargestellt wurde, ist erkennbar, daß die G r ü n d ü n g u n g im A n wendungsjahr absolut etwas geringere Stickstoffmengen zur V e r f ü g u n g gestellt hat als die Stallmistgabe, nämlich 40 kg gegenüber 49 k g . D a b e i m u ß allerdings berücksichtigt werden, daß die Stickstoffzuführung durch die G r ü n d ü n g u n g geringer war als durch Stallmist. Sie belief sich auf insgesamt 123 kg/ha N in Wurzeln und oberirdischer Masse. D i e Nachwirkung der G r ü n d ü n g u n g war bedeutend geringer als die des Stallmistes, es wurden für den R o g g e n nur n o c h 6 kg/ha N verfügbar. | ^ 0

| bodenbürtiger W aus

N

|

Gründüngung

N aus

kg/ha

Mineratdüngung Mais

| bodenbürtiger N aus Stallmrst Naus

HO

kg/haM 120-

|

N

N +

Gründungung

Mineraldüngung

120 100 SOSO

13

—

0

kg/haN

60N

100N

Gr.

Gr* 60 N

40-

—

20•

«3

—

Gr* 100N

Wintsrroggen

60 N

kg/ha

N

100 N

St.*Gr St.*0r St.+Gr + 60N + 100N

Winterroggen

80 60

60

i0-

10

20

0 l

0

20 LON

60N

Gr

Gr-i

Gr +

60N

100 N

Abb. 3: Stickstoffaufnahme von Mais und Roggen aus ungedüngtem Boden, aus der Gründüngung und aus der Mineraldüngung (Gr. = Gründüngung)

0

ION

60N

St.*Gr

St.*0r

St.*Gr *60N

Abb. 4 : Stickstoffaufnahme von Mais und Roggen aus ungedüngtem Boden, aus der kombinierten Stallmist- und Gründüngung und aus der Mineraldüngung

184 Der zusätzlich zur Gründüngung gegebene mineralische Stickstoff wird bei der normalen Gabe sowohl durch Mais wie auch durch Roggen besser ausgenutzt als bei alleiniger Mineraldüngung. Bei der erhöhten Stickstoffgabe neben Gründüngung zu Mais ist anscheinend bereits ein Überangebot erfolgt, das eine Verminderung der Stickstoffausnutzung zur Folge hat. Beim Roggen ist dagegen wiederum eine höhere Aufnahme erfolgt als bei der Mineraldüngung allein. Wird die Stallmistgabe mit einer Gründüngung kombiniert (Abbildung 4), dann ist die Ausnutzung des in der organischen Düngung enthaltenen Stickstoffs geringer als die Summe der Einzel Wirkungen. Dies wird besonders im Anwendungsjahr deutlich. Hier liefert der Stallmist 49kg N, die Gründüngung 40 kgN, bei gemeinsamer Anwendung sind es jedoch nur 70 kg N. Die gleiche Tendenz ist auch noch bei der Nachwirkung vorhanden. Die sehr geringe Verwertung des neben der organischen Düngung verabreichten mineralischen Stickstoffs zu Mais ist ein Ausdruck der insgesamt verminderten Stickstoffausnutzung infolge des hohen Angebots. Beim Roggen zeigt sich wiederum die günstige Komplexwirkung bei organisch-mineralischer Düngung, die sich in der erhöhten Aufnahme des Handelsdüngerstickstoffs auf den in den Vorjahren organisch gedüngten Parzellen im Vergleich zur reinen Mineraldüngung demonstriert. Nicht aufgenommener Düngerstickstoff Werden von den in den einzelnen Düngern enthaltenen Stickstoffmengen die in den Pflanzen wiedergefundenen Mengen abgezogen, dann verbleibt als Rest der nicht aufgenommene Düngerstickstoff. In Abb. 5 wird dieser dem Entzug an Bodenstickstoff gegenübergestellt. Man erkennt, daß der aus dem Bodenvorrat vom Mais aufgenommene Stickstoff bei mineralischer Düngung durch den Düngerrest nicht aufgewogen wird, auch nicht bei erhöhter Gabe. Hinzu kommt, daß der nicht aufgenommene Teil des Mineraldüngerstickstoffs keineswegs restlos im Boden verbleibt. Er wird nur teilweise durch die größere Wurzelmasse der Pflanzen festgelegt. Wie weiter unten anhand einiger Ergebnisse von Dauerversuchen noch dargelegt wird, sind dies kaum mehr als 10% der verabreichten Menge. Das übrige geht durch Auswaschung aus dem Boden oder durch Denitrifikation verloren. Ähnliches ist zu dem Düngerrest beim Roggen zu sagen. Der Überschuß bei erhöhter Mineraldüngung ist nur rechnerisch vorhanden. Selbst bei Zuführung hoher Stickstoffgaben in mineralischer Form, wie sie uns heute noch nicht zur Verfügung stehen, ist somit eine Erhaltung der Stickstoffreserven des Bodens nicht möglich. Im Gegensatz dazu ist bei organischer Düngung mit einem längeren Verbleib der schwer mineralisierbaren Stickstoffverbindungen im Boden zu rechnen und eine ständige Auffüllung des Bodenvorrates möglich. Auch unter Berücksichtigung der ebenfalls beim Stallmist und in noch stärkerem Maße bei der Gründüngung auftretenden Stickstoffauswaschungsverluste gelangt man zu einer positiven Bilanz. Stellt man die Bilanz für beide Jahre auf und berücksichtigt, daß die organischen Düngemittel auch im 2. Jahr für den Roggen noch Stickstoff geliefert haben (Stallmist 15 kg, Gründüngung 6 kg und Stallmist + Gründüngung 16 kg), so ergibt sich nach Abzug dieser Mengen immer noch ein günstigeres Bild als bei ausschließ-

185

A l b r c c h t - T h a e r - A r c h i v , B a n d 6, H e f t 3, 1 9 6 2

kg/ha

^

Entzug

Hl

Nicht

von Boden aufgenommener

Mai s

N

• N Dünger-N

21t^

112

100

83

80 60

13

¿0

37 25

20 0 0 kg/ha

£L 60 N

N

Roggen

26

2i

Gr

WON

St.+Gn

60 iO

31

20 0 iON

60N

•

198

kg/haN Jnsgesamt

ILO •

WO 69 60

U9

ohne Düngung

NPK normal

NPK erhöht

St

Gr

St.Gr

Abb. 5: Gegenüberstellung des Entzuges von bodenbürtigem Stickstoff und dem von den Pflanzen nicht aufgenommenen Düngerstickstoff

licher NPK-Düngung. Legt man bei der Bilanzierung des Stallmiststickstoffs einen von anderen Autoren (RUSSELL 2) gefundenen Verlust von 30% zugrunde, dann zeigt sich, daß es trotzdem noch möglich ist, das Stickstoffgleichgewicht im Boden zu erhalten. Bei der Gründüngung dürfte das nicht mehr gelingen, obwohl die Restmenge immer noch größer ist als selbst bei erhöhter Mineraldüngung. Da aber in der Praxis die Eingliederung einer Gründüngung alle zwei Jahre in die Fruchtfolge nicht möglich sein wird, bei ungünstiger Witterung nur schlechte Bestände aufwachsen und auch Auswaschungsverluste einkalkuliert werden müssen, scheint aus diesem Grunde die Erhaltung des Stickstoffvorrats im Boden durch alleinigen Leguminosenanbau als Zwischenfrucht nicht möglich. Die Bestätigung der obigen Stickstoffbilanz durch eine Bestimmung der Veränderungen des Gehaltes an Bodenstickstoff kann in unseren erst 7jährigen Versuchen noch nicht gegeben werden. Es sollen daher zu diesem Zweck die Ergebnisse einiger bekannter Dauerversuche herangezogen werden. E i n f l u ß d e r D ü n g u n g auf den S t i c k s t o f f v o r r a t i m B o d e n Ein Vergleich verschiedener Dauerversuche zeigt sehr deutlich, daß der organische Stickstoff eines Sandbodens bedeutend intensiver mobilisiert wird als der eines mittleren oder schweren Bodens. Mithin werden auf einem Sandboden die Anstrengungen zur Erhaltung des Stickstoffgleichgewichtes durch Düngungsmaßnahmen immer größer sein müssen als auf den humus- und nährstoffreichen besseren

186

RAUHE und K O E P K E , Organische Düngung

Böden, deren Stickstoffreserven für einige Jahrhunderte ausreichen. Es ist deshalb insbesondere auf den Sandböden von entscheidender Bedeutung, solche Düngungsmaßnahmen zu finden, die in der Lage sind, den jährlich mobilisierten relativ hohen Stickstoffanteil zu ersetzen. In der folgenden Tabelle wurden die beiden bekannten Dauerversuche in Woburn (Ewiger Gerstenbau) auf Sandboden und Halle (Ewiger Roggenbau) auf besserem Boden für eine Bilanz des Bodenstickstoffs bei organischer und mineralischer Düngung herangezogen (Tab. 4). Zunächst ist festzustellen, daß der jährliche Stickstoffverlust des Sandbodens in Woburn mit 36,6 kg/ha in der ungedüngten Parzelle bedeutend höher ist als beim „Ewigen Roggenbau" in Halle mit nur 20,4 kg N. Tabelle 4 Bilanz des Bodenstickstoffs im Dauerversuch Woburn und im „Ewigen in Halle (Saale)

Roggenbau"

(Untersuchte Bodenschicht: Krume 0 — 22,5 cm) Düngungsvarianten ohne

NPK

Stallmist

Dauerversuch Woburn (n. R Ü S S E L 2) N im Boden 1877

in % in kg/ha

0,153 4650

0,153 4650

0,153 4650

N im Boden 1926

in % in kg/ha

0,094 2820

0,109 3270

0,151 4530

insgesamt pro Jahr

-1830 - 36,6

-1380 - 27,6

-120 -1,6

Verlust an Boden-N in kg/ha

„Ewiger Roggenbau" Halle N im Boden 1879

in% in kg/ha

0.136 1 4080

0,136 4080

0,136 4080

N im Boden 1953

in % in kg/ha

0,085 2 2550

0,094 2 2820

0.132 2 3960

insgesamt pro Jahr

-1530 -20,4

-1260 -16,8

-120 -1,6

Verlust an Boden-N in kg/ha 1 2

nach S C H E F F E R (10) und R O E M E R und I H L E (11) nach M E R K E R (1)

Die Verminderung des Bodenstickstoffs wurde durch die NPK-Düngung in beiden Versuchen nur in geringem Maße aufgehalten. In Halle hat die NPK-Parzelle insgesamt einen Verlust von 1260 kg N, das ist gegenüber der ungedüngten Variante nur ein Unterschied von 270 kg. Pro Jahr macht das eine Menge von 3,6 kg/ha N aus, die von der Mineraldüngung im Boden verblieben sind. Von den jährlich verabreichten 40 kg N sind das kaum 10%. Vergleicht man die Relation zwischen den einzelnen Düngungsvarianten, so zeigt sich in beiden Versuchen eine gute Übereinstimmung. Mit 38 bzw. 3 9 % Ver-

187

A l b r e c h t - T h a e r - A r c h i v , B a n d 6, H e f t 3, 1962

lust an Bodenstickstoff stehen die ungedüngten Parzellen an erster Stelle. Aber auch auf den nur mineralisch gedüngten Parzellen sind die Verluste mit 30 bzw. 31% sehr hoch. Diese Zahlen zeigen eindeutig, daß der Bodenvorrat an N durch eine ausschließliche Mineraldüngung sehr stark angegriffen wird. In beiden Versuchen war nur die Stallmistdüngung in der Lage, den Vorrat an Bodenstickstoff und somit auch die Ertragsfähigkeit etwa auf dem gleichen Stand zu halten. Da im Woburner Versuch keine Stickstoffanreicherung durch die Stallmistdüngung erfolgt ist, scheint die jährliche Stallmistgabe von 200 dt/ha mit 124 kg N notwendig gewesen zu sein, um den Stickstoffvorrat dieses Sandbodens zu erhalten. Auf dem bindigen Boden in Halle wurde dagegen der gleiche Effekt schon durch 100 dt/ha Stallmist mit 60—65 kg/ha Stickstoff erreicht. Leider fehlt in beiden Versuchen eine Variante mit Stallmist + NPK. Vergleicht man den in Abb. 7 dargestellten Ertragsverlauf beider Dauerversuche mit dem in Abb. 6 dargestellten Stickstoffvorrat, so ist eine weitgehende Übereinstimmung in der Relation zwischen den einzelnen Düngungsvarianten festzustellen. Der stärkste Ertragsabfall ist verständlicherweise auf der ungedüngten Variante, der geringste auf der Stallrhistparzelle aufgetreten, während die NPK-Parzelle jeweils etwa in der Mitte liegt. Aus diesen Ergebnissen kann geschlußfolgert werden, daß auf einem gegebenen Standort zwischen dem Gesamtvorrat an Bodenstickstoff und dem Ertrag im mehrEwiger »g/ha

n

Gerstenbau,

Woburr.

mo

rei wo-

4000

-30%

I

3000 200010000 Versuchsbeginn

St.

!

NPH

80-39% SO-

Dauerversuch ohne

nach 50 Jahren

20-

N

Ewiger

100

Roggenbau,

ohne-75

Woburn

{Kornertrage

%

Sommergerste}

0 1877 -1881

Mg/ha

^ NPK - 62 •/»

i0-

1887 -1891

1897 -1901

1907 -1911

1917 -1921

1922 -1926

Halle

-30/0 31 % -38% ohne - i8 %

Versuch sbeqinn

St.

NPH

nach 70

ohne

20-

Jahren

Abb. 6: Veränderung der Stickstoffmengen im Boden durch unterschiedliche Düngungsmaßnahmen in Woburn und Halle

1879 -1893

Ewiger

Roggenbau

l Kornertrage

7894 -1908

Halle

3

1909 -1923

192i -1938

1939 -1953

Abb. 7: Relativer Ertragsverlauf bei unterschiedlicher Düngung in Woburn und Halle

188

R A U H E und K O l i P K E , Organische D ü n g u n g

jährigen Mittel eine Korrelation besteht. Das gleiche wurde auch von CARPENTER und Mitarbeitern (12) in einer neueren Arbeit nachgewiesen. Wie aus den von OPITZ (18) in Thyrow angelegten Versuchen hervorgeht, ist die Erhaltung des Stickstoffvorrats im Boden auch durch eine sehr hohe Mineraldüngung nicht möglich. Obwohl im Thyrower Mangelversuch zu Kartoffeln 100 kg/ha N und zu Sommergerste 60 kg N, im Fruchtbarkeitsversuch 80 bzw. 60 kg verabreicht werden, sind zwischen den einzelnen Düngungsstufen die gleichen Relationen im Stickstoffvorrat des Bodens festzustellen wie in den vorher behandelten Versuchen (Tab. 5). Es soll dabei nochmals betont werden, daß es sich hier schon um maximale Mineraldüngermengen handelt. Eine höhere Stickstoffmenge führt auf diesem Standort bereits zu Ertragsdepressionen. Tabelle 5 Stickstoffbilanz im Bodenfruchtbarkeitsversuch Thyrow 1937 — 1957 ungedüngt

NPK

Stallmist + NPK

N im Boden 1937

in% in kg

0,045 1350

0,045 1350

0,045 1350

N im Boden 1957

in% in kg

0,033 l 990

0.036 1 1080

0,054 l 1620

insgesamt pro Jahr

-360 -18

-270 -13,5

+ 270 + 13,5

Differenz in kg/ha 1

nach J A H N (13)

Als Anfangswert ist der von BAUMANN (14) angegebene C-Gehalt von 0,49% zugrunde gelegt worden. Unter Berücksichtigung des für diesen Standort üblichen C: N-Verhältnisses von 11:1 wurde der oben angeführte Gehalt von 0,045% N errechnet, der etwa dem unseres Müncheberger Sandbodens entspricht. Auch in Thyrow treten die größten Verluste auf der ungedüngten Parzelle auf.. Der im Gegensatz zu Woburn und Halle geringe Verlust von jährlich 18 kg N resultiert aus der Tatsache, daß auf der ungedüngten Parzelle in den letzten Jahren infolge allgemeinen Nährstoffmangels und starker Versauerung kaum noch etwas gewachsen ist. Aber auch auf der nur mit NPK gedüngten Parzelle ist ein starker Stickstoffverlust eingetreten. Wesentlich günstiger sieht die Bilanz auf den mit Stallmist und Mineraldünger versorgten Parzellen aus. Gegenüber dem Versuchsanfang konnten 270 kg/ha N zusätzlich im Boden angereichert werden. In diesem Versuch fehlt leider eine Parzelle mit ausschließlicher Stallmistdüngung. Eine solche ist jedoch im Thyrower Nährstoffmangelversuch vorhanden. Dieser soll daher für die im folgenden zu behandelnde Komplexwirkung der organisch-mineralischen Düngung herangezogen werden. Da in diesem Versuch nur die C-Werte vorliegen, sind die Stickstoffmengen unter der gleichen Voraussetzung wie in der Tab. 5 aus ihnen berechnet worden. Bei alleiniger Anwendung von NPK ergab sich zwischen der ungedüngten und der NPK-Parzelle auch hier keine nennenswerte Differenz. Der Vorrat an Boden-N hat

18&

Albrecht-Thaer-Archiv, Band 6, Heft 3, 1962

Tabelle 6 Komplexe Wirkung der organisch-mineralischen Düngung auf den Kohlenstoff- und Stickstoffgehalt im Boden im Mangelversuch Thyrow (nach 2ojähriger Versuchsdauer) Düngungsvarianten ohne NPK mit NPK mit Stallmist mit Stallmist + NPK 1

C in%

N kg/ha

mehr durch Düngung kg/ha N

0.32 1 0.36 1 0.51 1 0,62*

875 980 1390 1690

+ 105 + 515 + 710

_

nach J A H N (13)

in den 20 Versuchsjahren auch auf der Mineraldüngerparzelle merklich abgenommen. Allein der Stallmist konnte den Humus- und Stickstoffspiegel wie in Woburn und Halle etwa auf der gleichen Höhe halten. Demgegenüber wurde bei gemeinsamer Anwendung von Stallmist und Mineraldünger ebenso wie im Thyrower Bodenfruchtbarkeitsversuch eine beträchtliche Menge an C und N, angereichert. Hier kommt sehr deutlich die komplexe Wirkung der organisch-mineralischen Düngung zum Ausdruck. Sie äußert sich darin, daß die Summenwirkung von NPK und Stallmist bei deren gemeinsamer Anwendung weit übertroffen wird. Bei alleiniger Mineraldüngung wurden nach 20 Jahren 105 kg/ha N mehr im Boden gefunden als ohne Düngung. Die regelmäßige Stallmistdüngung hinterließ dagegen 515 kg/ha N, und bei gemeinsamer Anwendung von Stallmist und NPK sind sogar 710 kg/ha N im Boden verblieben. Eine organisch-mineralische Düngung hat daher nicht nur eine bessere Wirkung des Mineraldüngerstickstoffs auf den Pflanzenertrag zur Folge, sondern sie trägt auch wesentlich zur Erhöhung des KohlenS t o f f - und Stickstoffgehaltes im Boden bei. Die Ergebnisse der angeführten Dauerversuche zeigen, daß eine ausschließliche Mineraldüngung zwar zunächst in der Lage ist, hohe Erträge hervorzubringen, diese Erträge aber nicht auf die Dauer gehalten werden können, weil damit gleichzeitig ein Raubbau am Stickstoffvorrat des Bodens verbunden ist. L E M M E R M A N N (15) kam vor einigen Jahrzehnten schon zu einer ähnlichen Schlußfolgerung: „Es bleibt also die Tatsache bestehen, daß eine alleinige Düngung mit mineralischen NDüngern nicht zu einer Anreicherung des Bodens an N führt, sondern zu einer Verringerung des N-Kapitals. Eine solche Bewirtschaftung des Bodens ohne Stalldünger ist wohl eine Zeitlang ohne Gefährdung des Ertrages möglich, ja sie kann sogar in manchen Fällen für eine gewisse Zeitspanne billiger sein. Aber sie muß auf die Dauer zu einer Entwertung des Bodens führen. . . ." Wir können also feststellen, daß nur mit einer organischen bzw. organisch-mineralischen Düngung sowohl der Ertrag als auch der Bodenvorrat an Stickstoff auf der gleichen Höhe gehalten bzw. erhöht werden kann. Dabei dürfte auch heute noch der Stallmist vor allem auf den leichten Böden eine besondere Rolle spielen. Verschiedentlich wird die Auffassung vertreten, man könnte die Wirkung der organischen Düngung des Stallmistes in gleicher Weise mit anderen organischen

190

RAUHE und KOEPKE, Organische Düngung

Stoffen erreichen. In neueren Untersuchungen von SPRINGER (16) wurden 6 Jahre hintereinander unter Zugrundelegung gleicher Mengen an Trockensubstanz und N hohe Gaben verschiedener organischer Dünger angewendet. Anschließend erfolgte 6 Jahre lang eine Prüfung der Nachwirkung mit verschiedenen Kulturpflanzen. Es zeigte sich, daß Stroh- und Gründüngung schon nach kurzer Zeit restlos abgebaut waren und keine positive Nachwirkung auf die Erträge hatten. Stallmist dagegen brachte noch nach 6 Jahren Mehrerträge von 10—12%. Außerdem wurden bei Stallmistdüngung im Vergleich zu Stroh- und Gründüngung wesentlich höhere Kohlenstoff- und Stickstoffmengen im Boden gefunden. Zur Beweisführung, daß hohe Erträge auf die Dauer auch durch ausschließliche Mineraldüngung zu erreichen sind, werden oft die unter günstigeren Klimabedingungen durchgeführten dänischen Versuche in Askov (IVERSEN 3) herangezogen. Hierzu muß gesagt werden, daß der dänische Boden einen verhältnismäßig hohen Humusgehalt aufweist und zum anderen in der Fruchtfolge 25% Kleegras enthalten sind, die praktisch eine alle 4 Jahre gegebene organische Düngung darstellen. Dennoch sind in Askov die gleichen Relationen im Stickstoffgehalt des Bodens zwischen der ungedüngten, der NPK- und der Stallmistparzelle wie in den anderen Dauerversuchen vorhanden. Die Differenz zwischen der ungedüngten und der nur mit NPK gedüngten Parzelle ist hier ebenfalls nur gering. Von den pro Jahr verabreichten Mineralstickstoffmengen von 54 kg werden gleichfalls nur etwa 10% im Boden wiedergefunden. Die Ursache dafür, daß der mineralische Stickstoff allein nicht in der Lage ist, das Stickstoffgleichgewicht im Boden zu erhalten, dürften die relativ geringen Wurzelrückstände unserer Kulturpflanzen, vor allem der Hackfrüchte und des Getreides, sein. Da hier das Verhältnis von oberirdischer Masse zur Wurzelmasse etwa 5:1 beträgt, wird nur ein kleiner Teil des Mineraldüngerstickstoffs in der durch Düngung -erhöhten Wurzelmenge festgelegt. Eine ausschließliche Stallmistdüngung dagegen vermag, wie gezeigt werden konnte, in allen besprochenen Dauerversuchen den jährlichen Verlust an Bodenstickstoff wieder zu ergänzen. Aus den in diesen Versuchen verabreichten Mengen ist jedoch zu entnehmen, daß die Höhe der Stallmistgabe auf den Sandböden größer sein muß als auf den besseren, bindigeren Böden. Der Grund für die stärkere Mobilisierung der organischen Substanzen und der Nährstoffe in Sandböden dürfte vor allem die stärkere Durchlüftung und die sich oft wiederholende Austrocknung und Wiederbefeuchtung dieser Böden sein. Diese stärkere Inanspruchnahme, besonders des Stickstoffs, hat jedoch nicht nur relativ hohe Erträge, sondern gleichzeitig auch einen relativ hohen Verschleiß an bodenbürtigem Kohlenstoff und Stickstoff zur Folge. Deshalb ist es notwendig, der Erhaltung der Fruchtbarkeit besonders der leichten Böden eine viel größere Aufmerksamkeit zu schenken, als das bisher der Fall war. Eine in erster Linie geeignete Maßnahme zur Verbesserung leichter Böden ist die systematische organisch-mineralische Düngung. Mit ihr ist nicht nur eine Ergänzung des Stickstoffvorrats im Boden möglich, sondern darüber hinaus kann unter Ausnutzung der Komplexwirkung sogar eine Zunahme des Stickstoffvorrats erfolgen, wie aus den Thyrower und Müncheberger Dauerversuchen hervorgeht. In der Praxis wird es natürlich nicht möglich sein, jedes 2. Jahr 300 dt/ha Stallmist zu geben.

Albrecht-Thacr-Archiv, Hand 6, Heft 3, 1962

191

Das ist aber auch nicht erforderlich, da ja keine 50% Hackfrucht (wie in den genannten Dauerversuchen) angebaut werden und andererseits bodenverbessernde Pflanzen in der Fruchtfolge enthalten sind. Rechnet man jedoch damit, daß in unseren Ackerböden jährlich 30—40 kg/ha N mobilisiert werden und verlorengehen, so erscheint es zumindest notwendig, eine Stallmistgabe von 80—100 dt je ha und Jahr zu verabreichen. Sie ist in der Lage, etwa 50% des verlorengegangenen Bodenstickstoffs zu ersetzen (15—20 kg). Weitere 5—10 kg verbleiben aus der mineralischen Düngung bei sachgemäßer organisch-mineralischer Düngung im Boden, den Rest müssen bodenverbessernde Pflanzen liefern (Leguminosen als Haupt- und Zwischenfrüchte). Eine besondere Rolle spielen dabei die mehrjährigen Feldfutterpflanzen, vor allem Klee, Luzerne und Klee- bzw. Luzerne-Grasgemische, da sie hohe Mengen stickstoffreicher Wurzeln im Boden hinterlassen und bei Mangel an Stallmist diesen ersetzen können. So entspricht ein Anbau von 16% Kleegras etwa einer Stallmistgabe von 40 dt/ha und Jahr, wenn man die Wurzelrückstände von Kleegras (50—60 dt/ha Trockenmasse) mit einer Stallmistgabe in Höhe von 200—240 dt/ha und 120 kg N gleichsetzt. Zusammenfassung Es wird anhand von zwei mehrfaktoriellen Dauerversuchen auf anlehmigem Sandboden über die Wirkung einer gestaffelten mineralischen, organischen und organisch-mineralischen Düngung auf die Stickstoffaufnahme von Mais und Roggen berichtet. Aus diesen Ergebnissen und unter Zuhilfenahme von verschiedenen in Europa bekannten Dauerversuchen, die für Stickstoffbilanzen im Boden herangezogen wurden, konnte folgendes herausgearbeitet werden: Hackfrüchte können im Vergleich zu Getreide etwa die doppelte Stickstoffmenge aufnehmen, sie entziehen aber auch die doppelte Menge an bodenbürtigem Stickstoff. Aus dem untersuchten Müncheberger anlehmigen Sandboden mit einem Stickstoffvorrat von 1700 kg/ha wurden beim Anbau von Hackfrüchten jährlich 43 kg, beim Anbau von Winterroggen 26 kg N verfügbar. Die höchsten Stickstoffmengen in den Pflanzen wurden bei organisch-mineralischer Düngung festgestellt, wobei der als Hackfrucht angebaute. Mais etwa x/3 der insgesamt aufgenommenen Stickstoffmenge aus dem Boden, 1/3 aus der organischen und 1/3 aus der Mineraldüngung aufnahm. Bei der gemeinsamen Anwendung von organischer und mineralischer Düngung •werden nicht nur Höchsterträge an Trockensubstanz erzielt, sondern auch die größten Stickstoffmengen aufgenommen, wobei die Stickstoffaufnahme wesentlich stärker gesteigert wird als die Trockensubstanzbildung. Darüber hinaus tritt eine Komplexwirkung auf, die in einer besseren Ausnutzung des mineralischen Stickstoffs bei gleichzeitiger organischer Düngung gegenüber ausschließlicher Mineraldüngung zum Ausdruck kommt. Die in den behandelten Dauerversuchen aufgestellten Stickstoffbilanzen zeigen, daß durch ausschließliche Mineraldüngung das jährliche Stickstoffdefizit nicht gedeckt werden kann. Mit der Abnahme des Stickstoffvorrats im Boden geht ein Ertragsrückgang parallel. Demgegenüber kann durch Stallmist, besonders in Verbindung mit Mineraldüngung, der Stickstoffvorrat wieder aufgefüllt, gegebenenfalls sogar erhöht werden. 14

Albrecht-Thaer-Archiv, Band 6, H e f t 3, 1962

192

R A U H E und K O J i P K E , Organische D ü n g u n g

Der Stickstoffvorrat der Sandböden wird wegen der intensiveren D u r c h l ü f t u n g relativ stärker angegriffen als der der bindigeren Böden. Demzufolge tritt auf diesen Böden der Ertragsabfall schneller und stärker ein als auf besseren Standorten, woraus sich ergibt, daß auf Sandböden weitaus größere Anstrengungen unternommen werden müssen, u m ihre Leistungsfähigkeit zu erhalten bzw. zu steigern.

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214

BURKI-IARDT, Stickstoffdüngung der Zuckerrüben

nur teilweise gesichertem Anstieg im Rüben- und Zuckerertrag. Eine weitere Erhöhung der Stickstoffdüngung von 120 kg/ha N auf 160 kg/ha N brachte, wie die Ergebnisse in Tabelle 1 und in der Abbildung 3 nachweisen, vor allem eine deutliche Steigerung der Krauttrockenmasse und -rohproteinerträge. Die Rüben- und Zuckererträge zeigen dabei im Durchschnitt der Jahre keine wesentliche Veränderung. Die Verstärkung der Kalidüngung bei gleichbleibenden Stickstoff- und Phosphorsäuregaben (120 kg/ha N auf 90 kg/ha P 2 O s ) führte vor allem auf lehmigem Sandboden zu weiterem beachtlichen Anstieg der Kraut- und Rohproteinerträge. Auf dem humosen Lehmboden wurde mit höherem Rohproteingehalt des Rübenkrautes bei nur wenig veränderten Trockenmasseerträgen ebenfalls ein weiterer Anstieg des Rohproteinertrages erreicht. 2. G e f ä ß v e r s u c h e m i t s t e i g e n d e n S t i c k s t o f f - , P h o s p h o r s ä u r e und K a l i g a b e n In Ergänzung der erörterten Felddüngungsversuche konnte der Einfluß steigender Düngergaben auf den Zuckerrübenertrag auch im Gefäßversuch geprüft werden. Methodisches: Zur Verwendung gelangten bereits von KRÜGER und W I M M E R (9) zur Ermittlung des Nährstoffbedarfs der Rüben in Bernburg benutzte Tongefäße. Die Gefäße wurden mit 21 kg/ha trockenem humosem Lehmboden ohne Sandbeimischung gefüllt und auf 60% der Wasserkapazität gebracht. Der für die Durchführung der Versuche benötigte Boden wurde jeweils von der Fläche des bereits dargestellten Feldversuches im Kreise Bernburg im zeitigen Frühjahr entnommen. Die differenzierte Düngung umfaßte folgende Versuchsglieder : Die Nährstoffe wurden in Form von NH 4 N0 3 , Ca(H 2 P0 4 ) 2 - H a O und K 2 S 0 4 den mit 5 Wiederholungen versehenen Varianten vor dem Füllen der Gefäße verabfolgt. Die Rüben zeigten allgemein eine gute Entwicklung. Die Varianten mit höherer Stickstoffdüngung zeichneten sich dabei durch kräftigeren Wuchs aus. Die erzielten Versuchsergebnisse sind in der Tabelle 3 enthalten. Die ermittelten Gesamterträge (Rüben + Kraut) sind in g/Gefäß, die Rüben- und Zuckererträge, P 2 O s - und K 2 0-Gehalt der Rüben als Relativzahlen angegeben. Die Wirkung steigender Phosphorsäuregaben bei gleichbleibender Stickstoff- und Kaliversorgung bestätigt den mit Hilfe der chemischen Analyse ermittelten Phosphorsäurebedarf dieses Lehmbodens. Die verschiedene Ertragsleistung durch Steigerung der Stickstoffgaben von 1,5 g N auf 2,5 g N/Gefäß in den Jahren 1958 und 1959 ist auf die unterschiedlichen Witterungseinflüsse (Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit) zurückzuführen. Die Leistung erhöhter Stickstoffdüngung wurde auch im Gefäß-

Variante

1

2

3 4 5

Düngung in g/Gefäß N

p2O5

K2O

1,5 1,5 1,5 2,5 2,5

0,5 1,0 1,5 1,0

2,0

1,0

2,0 2,0 2,0

3,0

215

Albrecht-Thaer-Archiv, Band 6, Heft 3, 1962

versuch bei gleichzeitiger Verstärkung der Kalidüngung, gemessen am Rüben- und Zuckerertrag, deutlich verbessert. Im Durchschnitt der Jahre 1958 und 1959 wird nach erhöhter Kalidüngung auch ein Anstieg des Kaligehaltes der Rüben ermittelt. Ein erhöhter P 2 0 5 -Gehalt der Rüben ist nach verstärkter P 2 0 6 -Gabe hierbei nicht nachzuweisen. Tabelle 3 N-P-K-Steigerung zu Zuckerrüben Gefäßversuche mit humosem Lehmboden (Bernburg)

Düngung in g/Gefäß N

| P205

|

Gesamtertrag g/Gefäß

K20

P 2 O s -Gehalt

K2O-

Gehalt

Relativerträge J) Rüben

| Zucker

in % der Rühentrockenmasse

1958 1,5 1,5 1,5 2,5 2,5

0,5 1,0 1,5 1,0 1,0

2,0 2,0 2,0 2,0 3,0

849 899 975 1140 1186

100 109 119 137 143

GD 5%

100 104 118 135 135

0,21 0,17 0,17 0,17 0,16

0,70 0,70 0,92 0,85 0,91

100 141 142 128 157

0,26 0,25 0,25 0,24 0,23

1,02 1,10 0,75 0,98 1,12

18 1959

1,5 1,5 1,5 2,5 2,5

0,5 1,0 1,5 1,0 1,0

2,0 2,0 2,0 2,0 3,0

735 972 919 972 1040

GD 5%

100 148 132 127 156 25

!) 1,5 N - 0,5 P 2 0 5 - 2,0 K a O = 100

Zusammenfassend ist festzustellen: Die Wirkung gesteigerter N-Gaben zu Zuckerrüben sollte grundsätzlich unter Beachtung der Kaliphosphatversorgung ermittelt werden. Auf Grund vorliegender Ergebnisse der Feldversuche bringt eine Stickstoffdüngung von 120 kg/ha deutlich bessere Ertragsleistungen bei verstärkter Phosphorsäure- und Kalidüngung. Auch die im Gefäßversuch erhaltenen Resultate weisen auf die Notwendigkeit der von verschiedenen Autoren geforderten harmonischen Düngung der Zuckerrübe hin (3, 14). Höhere Stickstoffgaben führen zur weiteren Steigerung der auch für leichte Böden besonders beachtenswerten Krauterträge der Zuckerrübe. Die ertragsteigernde Wirkung erhöhter N-Gaben wird mit gleichzeitiger Verstärkung der Kalidüngung weiter verbessert (17). KNABE (7) bestätigt an Hand der Ergebnisse von Feldversuchen in Mecklenburg diese gute Wirkung der Kali- und P 2 O s -Düngung. Durch die Erhöhung der Kalidüngung von 180 auf 240 kg/ha K z O stieg der Rübenertrag 1957 von 526 auf 556 dt/ha und der Krautertrag von 452 auf 513 dt/ha an.

216

B U R K H A R D T , Stickstoffdüngung der Zuckerrüben

Von A L T E N (1) wurden für Südhannover Kaligaben von 180 bis 240 kg/ha bei 250 bis 300 dt/ha Stallmist und entsprechender Stickstoff- und Phosphorsäuredüngung (bei einem Verhältnis von N : P 2 0 5 : K 2 0 wie 1:0,8:1,6 bis 1,8) empfohlen. Im Kreise Bernburg ermittelten L Ü D E C K E und S A M M E T (11) im Durchschnitt der Jahre 1937 bis 1939 durch die Verstärkung der Kalidüngung von 140 auf 200 kg/ha K a O neben 140 kg/ha N und 100 kg/ha P 2 O s ebenfalls deutliche Mehrerträge. Ohne Stallmist wurde dabei der Rübenertrag von 344 auf 375 dt/ha erhöht, während mit Stallmist der Ertrag von 379 auf 402 dt/ha Zuckerrüben anstieg. In Auswertung der vorliegenden Versuchsergebnisse bzw. im Interesse einer weiteren Ertragssteigerung kann damit sowohl auf humosem Lehmboden Mitteldeutschlands als auch auf lehmigem Sandboden Brandenburgs für Zuckerrüben eine mineralische Volldüngung von 120 kg/ha N , 90 kg/ha P 2 O s und 160—200 kg/ha K a O empfohlen werden. Diese Düngung erscheint auch neben einer direkten Stallmistgabe angebracht. 3. S t i c k s t o f f o r m e n v e r s u c h e Neben der Höhe der mineralischen Stickstoffdüngung werden Pflanzenertrag und -qualität von der Form der Stickstoffdünger, von Art und Zeit ihrer Anwendung, beeinflußt. Die Wirkung der verfügbaren Salpeter- und Ammoniakdünger wird unterschiedlich beurteilt. Kalkstickstoff hat sich als Boden- und Pflanzendünger wie auch als Unkrautbekämpfungsmittel bewährt. Natronsalpeter kann in flüssiger Form ebenfalls zur Unkrautbekämpfung Verwendung finden. In einem nachstehend aufgeführten Versuch sollten diesbezügliche Fragestellungen überprüft werden. V e r s u c h s a n l a g e : Der für die beiden Standorte Lehm- und Sandboden geltende Versuchsplan enthielt folgende Varianten: Die Grunddüngung betrug 72 kg/ha P 2 O s und 160 kg/ha K a O . Eine direkte Kalkdüngung erhielten die Zuckerrüben nur auf dem lehmigen Sand im Jahre 1958. Die NaNOg-Spritzung erfolgte nach dem Vereinzeln der Rüben (360 kg/ha N a N O a in 10001 H 2 0 gelöst). Zum gleichen Zeitpunkt wurde auch der Natronsalpeter als Kopfdüngung gestreut (Variante 4). Die zeitliche Anwendung des Natronsalpeters erfolgte zum gleichen Termin wie die letzte Gabe des Kalkammonsalpeters. Die in der Übersicht 1 niedergelegten allgemeinen Versuchsangaben gelten sowohl für die bereits gekennzeichneten N-P-K-Steigerungsversuche als auch für die Stickstofformenversuche. Im Jahre 1959 konnte der auf Sandboden angelegte Versuch nicht ausgewertet werden. Variante 1 2 3 4 5

N-Gaben in kg/ha 0 120 120 120 120

N-Form 60 60 60 60

AS KSt KSt KSt

+ 30 + 30 -(- 60 + 60

KAS + 30 KAS KAS + 30 KAS Na gestreut NaL 1 )

!) NaL = Natronsalpeterlösung (KAS, KSt, AS siehe Seite 210)

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Albrecht-Thaer-Archiv, Band 6, Heft 3, 1962

V e r s u c h s e r g e b n i s s e : Die auf beiden Standorten erzielten Ergebnisse sind als Relativzahlen in der Tabelle 4 angegeben. Die ertragsteigernde Wirkung der Stickstoffdüngung wird mit beiden N-Formen Ammoniumsulfat und Kalkstickstoff nachgewiesen. Der unterschiedliche Witterungsverlauf in den Versuchs jähren beeinflußt dabei wiederum wesentlich Ertrag und Qualität der Zuckerrüben. Im Jahre 1958 führte die Anwendung von Kalkstickstoff auf Lehmboden zu höherem Rüben- und Zuckerertrag, während 1960 hier die bessere Leistung mit schwefelsaurem Ammoniak erzielt wird. Eine andere Wirkung zeigen diese beiden Stickstofformen dagegen auf dem leichteren Boden. Hier ist der Kalkstickstoff im Jahre 1960 dem Ammoniumsulfat überlegen. Im Jahre 1958 konnten auf dem gut gekalkten lehmigen Sand keine gesicherten Ertragsunterschiede zwischen beiden N-Formen erreicht werden. Der Kalkstickstoff führte nur im Jahre 1960 auf den beiden Standorten zu höheren Krauterträgen. Zwischen den VersuchsTabelle 4 N-Formenversuche zu Zuckerrüben humoser Lehm 1958

| 1959

|

lehmiger Sand 1960

1958

j

1960

1. Rübenerträge (relativ, ohne N = 100) ohne N 60 AS + 60 KSt + 60 KSt + 60 KSt +

30 30 60 60

100 129 133 137 135»)

K A S + 30 K A S K A S + 30 K A S Na, gestreut NaL

GD 5%

100 119 134 129 131

100 160 144 144 146

9

10

7

100 143 141 139 142 1 )

100 149 164 153 155

10

11

100 168 150 150 154

100 146 147 142 151

100 142 160 145 148

2. Zuckererträge (relativ, ohne N = 100) ohne N 60 AS + 60 KSt + 60 KSt + 60 KSt +

30 30 60 60

100 124 130 131 128

K A S + 30 K A S • K A S + 30 K A S Na, gestreut NaL

100 118 138 129 127

3. Krauterträge ohne N 60 AS + 60 KSt + 60 KSt + 60 KSt +

30 30 60 60

K A S + 30 K A S K A S + 30 K A S Na, gestreut NaL 4. Rohprotein

100 100 100 121 140 157 153 119 158 114 148 156 156 156 123 (relativ, ohne N = 100)

100 158 161 140 155

100 140 158 142 144

ohne N 60 A S + 60 KSt + 60 KSt + 60 KSt +

30 30 60 60

K A S + 30 K A S K A S + 30 K A S Na, gestreut NaL

100 207 180 190 212

100 161 172 157 164

100 182 164 147 151

100 162 188 152 151

100 121 128 117 137

!) 1958 = 60 K A S + 60 NaL Zeit der N-Düngung: siehe Übersicht 1 (Allgemeine Versuchsangaben)

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B U R K H A R D T , Stickstoffdüngung der Zuckerrüben

gliedern 4 und 5 (als Kopfdünger gestreuter bzw. in konzentrierter Lösung verabfolgter Natronsalpeter) konnten keine sicheren Unterschiede im Rüben- und Zuckerertrag nachgewiesen werden. Die Natriumnitratlösung führte auf dem humosen Lehmboden zu weiterem Anstieg der Krauttrockenmasse und -rohproteinerträge. Mit der Verwendung von konzentrierter Natronsalpeterslösung konnte ebenfalls eine selektive Unkrautbekämpfung beobachtet werden. Die auf dem Lehmboden verbreitet anzutreffenden Knötericharten, auch Hederich und Ackersenf, wurden zum Teil total vernichtet, Teilschäden wurden auch an Disteln beobachtet, dagegen ließen Melde und Gänsefuß keine Schädigung erkennen. D i s k u s s i o n der E r g e b n i s s e : Auch die Wirkung der N-Formen wird von der Gestaltung anderer wesentlicher Wachstumsfaktoren beeinflußt. Die gleiche Leistung von Salpeterstickstoff und schwefelsaurem Ammoniak stellten H U P P E R T und B U C H N E R in ihren genannten Untersuchungen (6) bei alkalischer Bodenreaktion wie auch bei hohen Niederschlägen fest. Nach S E L K E (19) konnten in langjährigen Lauchstädter Versuchen bei neutraler Bodenreaktion keine Unterschiede im Rübenund Zuckerertrag zwischen Kalkstickstoff, Kalkammonsalpeter und selbst reiner Ammoniakernährung erzielt werden. Nach vorliegenden Ergebnissen wird auf Böden in gutem Kulturzustand bei ausreichender Stickstoff- und Wasserversorgung kein besserer Wirkungswert des Kalkstickstoffes im Vergleich zu schwefelsaurem Ammoniak erreicht, wenn die StickstoffKopfdüngung in Form von Kalkammonsalpeter erfolgt. Die Eignung und Verwendung von Natriumnitrat im,,post-emergence"-Verfahren zur selektiven Unkrautbekämpfung in Zuckerrüben wurde in Westdeutschland von L Ü D E C K E und W I N N E R näher untersucht (15). Durch Anwendung der Natriumnitratlösung vor dem Vereinzeln der Zuckerrüben konnte dabei eine wirksame Bekämpfung bestimmter Unkräuter und eine Arbeitsersparnis bei späteren Pflegearbeiten erreicht werden. Nachteilig wirkt der notwendige Aufwand beim Ansetzen und Ausbringen dieser Düngung. In den oben dargestellten Stickstofformenversuchen wurde auch nach dem Vereinzeln der Rüben mit Natronsalpeterlösung neben der ertragsteigernden Wirkung eine selektive Unkrautbekämpfung festgestellt. Eine Anwendung von Natronsalpeter in konzentrierter Lösung kann deshalb trotz des Mehraufwandes bei aufkommender Verbreitung bestimmter Unkräuter wie auch zur raschen Förderung des Wachstums der jungen Rüben (evtl. kombiniert mit Phosphorsäure und Kali) angebracht erscheinen (20). Zusammenfassung Über die Höhe der Stickstoffdüngung zu Zuckerrüben werden unterschiedliche Empfehlungen gegeben. In mehrjährigen Feld- und Gefäßversuchen konnte die Leistung verstärkter Stickstoffdüngung bei unterschiedlichen Kaliphosphatgaben ermittelt werden. Gleichzeitig sollte die Wirkung verschiedener Stickstoffdüngerformen auf humosem Lehm- und lehmigem Sandboden untersucht werden. Folgende Ergebnisse wurden erzielt: 1. Die Leistung der Stickstoffdüngung zu Zuckerrüben ist stets in Verbindung mit der Kaliphosphatversorgung zu ermitteln.

Albrccht-Thaer-Acchiv, Band 6, I-Icft 3, 1962

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2. Mit der Steigerung der Stickstoffdüngung von 80 kg/ha N auf 120 kg/ha N werden gesicherte Mehrleistungen im Rüben-, Zucker-, Krauttrockenmasse- und -rohproteinertrag festgestellt. 3. Bei einer Stickstoffdüngung von 120 kg/ha N führt die Verstärkung der Phosphorsäuregabe von 60 kg/ha auf 90 kg/ha P 2 O s stets zu höheren Ertragsleistungen. 4. Die weitere E r h ö h u n g der Stickstoffdüngung von 120 kg/ha N auf 160 kg/ha N bringt eine deutliche Steigerung der Krauttrockenmasse- und -rohproteinerträge. 5. Die Wirkung dieser erhöhten Stickstoffdüngung wird bei gleichzeitiger Verstärkung der Kalidüngung von 160 kg/ha auf 240 kg/ha K 2 0 weiter verbessert. 6. Eine mineralische Volldüngung von 120 kg/ha N , 90 kg/ha P 2 O s und 160 bis 200 kg/ha K a O ist sowohl auf lehmigem Sandboden als auch auf humosem Lehm zu empfehlen. 7. Bei ausreichender Wasser- und Stickstoffversorgung der Zuckerrüben ist kein besserer Wirkungswert des Kalkstickstoffes gegenüber Ammoniumsulfat nachzuweisen, wenn die Stickstoff-Kopfdüngung als Kalkammonsalpeter erfolgt. 8. D u r c h Anwendung einer konzentrierten Natriumnitratlösung wird auch nach dem Vereinzeln der Zuckerrüben eine gute Düngerwirkung und eine selektive Unkrautbekämpfung festgestellt. Pe3ioMe Bo MH0r0jiGTHHx iTOJieBux Ii DereTauMOHHbix ontrrax yftajiocb onpe/iejuiTb jjeiicTBHe pa3JiHHHBix flan a30TH0r0 y/joSpemiH. Elijim nojiyieiibi cjienyiomMe pe3yjibTaTM: 1. TJeiicTBiie aaoTHoro yjioiipemm nojj caxapnyro CBeKJiy cjiejjyeT onpeji,ejTHTb Bcer«a b cb«3h co cnaöiKeimeM naiiiieM h