Landesbetrieb Landwirtschaft Hessen

Boden & Düngung

Organische Düngemittel: zählt nur der Nährstoffgehalt?

Angesichts der Preissteigerungen auf dem Düngemittelmarkt werden organische Düngemittel zunehmend interessant. Im Gegensatz zu Mineraldüngern kann der Nährstoffgehalt von Gülle, Gärrest oder Stallmist stark schwanken und die Nährstoffverfügbarkeit ist schwieriger einzu­schätzen.

Während die zugeführten Phosphat-, Kalium- und Magnesium-Mengen in ihrer Wirkung mineralischen Düngern gleichwertig sind und bei der Düngebedarfsermittlung zu 100% anzusetzen sind, ist die N-Verfügbarkeit stark abhängig von der Art des Düngers und der Kulturart, zu der er eingesetzt wird.

Über organische Düngung wird dem Boden jedoch auch organische Masse zugeführt. Die orga­ni­sche Bodensubstanz wird gemeinhin als der wichtigste Indikator für Bodenfruchtbarkeit ange­sehen. Dies ist begründet durch die positiven Effekte auf physikalische (Bodenstruktur, Lufthaus­halt, Wasser­speicher­kapazität), chemische (Nährstoffangebot) und biologische Bodeneigen­schaften (Nährstoff­mineralisation, Biodiversität, Unterdrückung von Pflanzenkrankheiten).

So stellt sich die Frage: Kann der Wert organischer Düngemittel nur an der reinen Nähr­stoffwirkung festgemacht werden oder gibt es weitere, davon unabhängige, zusätzliche positive Effekte auf die Ertrags­leistung von Kulturpflanzen?

Umfangreiche Untersuchung zum Ertragseffekt der organischen Düngung

Abbildung 1. Beispielhafte Darstellung von Ertragsfunktionen in Abhängigkeit der N-Düngung mit bzw. ohne zusätzlicher organischer Düngung; eine ausreichende P- und K-Versorgung vorausgesetzt. Die Quadrate zeigen die Maximalerträge jeder Kurve an; die Differenz zwischen den beiden Ertragsmaxima (gestrichelter Pfeil) stellt den „zusätzlichen Ertragseffekt“ dar.
Abbildung 1. Beispielhafte Darstellung von Ertragsfunktionen in Abhängigkeit der N-Düngung mit bzw. ohne zusätzlicher organischer Düngung; eine ausreichende P- und K-Versorgung vorausgesetzt. Die Quadrate zeigen die Maximalerträge jeder Kurve an; die Differenz zwischen den beiden Ertragsmaxima (gestrichelter Pfeil) stellt den „zusätzlichen Ertragseffekt“ dar.

Dieser Frage wurde in einer Studie nachgegangen, in der 20 Langzeit-Feldversuche zur Wirkung organischer und mineralischer Düngung aus dem europäischen Raum – darunter 9 aus Deutschland – gemeinsam ausgewertet wurden. Dabei wurde besonderes Augenmerk darauf gelegt, den ertragssteigernden Effekt der Nährstoffzufuhr sauber von einem möglichen zusätzlichen Ertragseffekt zu trennen, der auf andere Wirkungen der organischen Düngung zurückzuführen ist. Hierzu wurden nur Versuche berücksichtigt, in welchen die P- und K-Versorgung nicht limitierend war.

Beispielhaft ist ein zusätzlicher Ertragseffekt in Abbildung 1 dargestellt. Wenn bei Kombination von mineralischer + organischer Düngung ein höherer maximaler Ertrag festgestellt wird als bei alleiniger mineralischer Düngung, kann man einen zusätzlichen Ertragseffekt der organischen Düngung annehmen. Dieser ergibt sich aus der Differenz der beiden Ertragsmaxima.

Kulturpflanzenart, Düngerart und Umweltbedingungen entscheidend für zusätzlichen Ertragseffekt

Die Ergebnisse der Studie lassen allerdings erkennen, dass die Zufuhr organischer Düngung nicht zwangsläufig zu einem zusätzlichen positiven Ertragseffekt führt, sondern dass dies abhängig ist von verschiedenen Faktoren wie der Düngerart, der Kulturpflanzenart und Umweltbedingungen (Abbildung 2).

Knollen- und Wurzelfrüchte sind für einen erfolgreichen Anbau stärker auf eine gute Bodenstruktur angewiesen als beispielsweise Getreide. Entsprechend wurde für Kartoffeln ein zusätzlicher Ertragseffekt von 7% gefunden (Abbildung 2b). Für Zuckerrübe zeigte sich eine etwas geringere positive Wirkung, die aber nicht absicherbar war. Auch Mais, eine Pflanzenart mit einem weniger stark ausgeprägten Wurzelsystem als beispielsweise Weizen oder Gerste, profitiert von der Zufuhr organischer Masse über die reine Nährstoffwirkung hinaus (im Mittel: +4%).

Bei den Getreidearten zeigte sich ein deutlicher Unterschied zwischen Winter- und Sommerungen. Sommergetreide steht insgesamt eine geringere Zeitspanne für die Entwicklung des Wurzelsystems zur Verfügung, welches für die Wasser- und Nährstoffaufnahme benötigt wird. Die Verbesserung der Bodenstruktur über organische Düngung trägt zu einer gesteigerten Wasser- und Nährstoffversorgung bei und erklärt vermutlich warum Sommerungen (im Mittel: +3,4%) im Gegensatz zu Winterungen mit einem zusätzlichen Ertragseffekt reagieren.

Abbildung 2. Einfluss von Düngerart (a), Kulturpflanzenart (b) und Aussaatzeitpunkt (c) auf den zusätzlichen Ertragseffekt organischer Düngung. Kreise stellen die Mittelwerte des zusätzlichen Ertragseffektes dar, Linien den entsprechenden 95%-Vertrauensbereich. Die Anzahl der jeweils zugrundeliegenden Datensätze ist in Klammern angegeben. Quelle: Hijbeek et al. (2017)
Abbildung 2. Einfluss von Düngerart (a), Kulturpflanzenart (b) und Aussaatzeitpunkt (c) auf den zusätzlichen Ertragseffekt organischer Düngung. Kreise stellen die Mittelwerte des zusätzlichen Ertragseffektes dar, Linien den entsprechenden 95%-Vertrauensbereich. Die Anzahl der jeweils zugrundeliegenden Datensätze ist in Klammern angegeben. Quelle: Hijbeek et al. (2017)

Beim Vergleich der Düngerarten zeigte sich ein positiver Effekt für Stallmist, während für Stroh, Gründüngung und Gülle keine Ertragssteigerung nachgewiesen werden konnte (Abb. 2 a). Auch die Bodenart macht einen Unterschied. Ein zusätzlicher Ertragseffekt durch organische Düngung zeigt sich vor allem auf sandigeren Böden, die meist eine schlechtere Bodenstruktur aufweisen, welche durch Zufuhr organischer Masse verbessert werden kann.

Darüber hinaus kann man annehmen, dass sich eine Zufuhr organischer Masse sowohl unter besonders trockenen als auch unter besonders feuchten Bedingungen stärker ertragsfördernd auswirkt. Während der Gehalt an organischer Bodensubstanz in einem trockenen Klima die Wasserhaltefähigkeit des Bodens zumindest in einem gewissen Umfang steigert, wird unter feuchteren Bedingungen das Risiko von Bodenverdichtung reduziert.

Fazit

Die Steigerung der Gehalte organischer Bodensubstanz wird oft als eine win-win Situation für die Nahrungs-/Futtermittelproduktion und den Klimaschutz betrachtet. Aus der Zufuhr organischer Masse folgt jedoch nicht zwangsläufig ein zusätzlicher Ertragseffekt, sondern dieser hängt von verschiedenen Faktoren (Pflanzenart, Düngerart, Umweltbedingungen) ab. Eine direkte, enge Beziehung zwischen dem Gehalt organischer Bodensubstanz und dem Ertrag besteht nicht.

Ungeachtet dessen kann durch organische Düngung der Einsatz von Mineraldüngern verringert werden. Hierbei ist es entscheidend, den aktuellen Nährstoffgehalt zu kennen, die N-Verfügbar­keit korrekt einzuschätzen und bei der Wahl der Ausbringtechnik auf emissionsmindernde Ver­fahren zu setzen. Informationen zur N-Verfügbarkeit organischer Dünger finden Sie auf der LLH-Website sowie in den Beratungsempfehlungen.


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