Nährstoffeffizienz und ressourcenschonende Düngung

Naehrstoffeffizienz-Duengung

Die effiziente Nutzung von Nährstoffen in der landwirtschaftlichen Produktion ist einerseits aus Gründen der Ressourcenschonung (Phosphor), anderseits wegen der Umweltbelastung durch Nährstoffverluste (Ammoniak, Nitrat, Phosphor) eine grundlegende Voraussetzung für die Entwicklung und Optimierung von nachhaltigen Produktionssystemen. Die Nährstoffeffizienz wird im Wesentlichen durch die Dünger- und Bodeneigenschaften, das Aneignungsvermögen der Kulturpflanzen, den zeitlichen und mengenmässigen Bedarf der Pflanzen, die Bewirtschaftungsmassnahmen und die Witterung beeinflusst.

Im Rahmen der Ökologisierung der Landwirtschaft und der damit verbundenen Forderung zur besseren Nutzung der boden- und hofdüngerbürtigen Nährstoffe und zur Reduktion des betriebsexternen Düngereinsatzes ist eine Verbesserung der Nährstoffeffizienz für die Ertrags- und Qualitätssicherung von landwirtschaftlichen Produkten unabdingbar. Damit verbunden ist das Ziel einer Reduktion der Umweltbelastungen durch Nährstoffverluste aus der Landwirtschaft.

Dieses Oberziel des Projekts soll einerseits durch gezielte Forschungsaktivitäten und andererseits durch die fachliche Unterstützung der geplanten neuen BLW-Programme für die nachhaltige Ressourcennutzung erreicht werden.

Langzeitversuche mit Phosphor, Kalium und Magnesium

Die landwirtschaftliche Düngepraxis beruht auf dem Gesetz vom Minimum (Justus v. Liebig) und war bis Ende der 80er Jahre vorwiegend auf die Behebung etwaiger Mangelsituationen ausgerichtet. Daraus resultierte oftmals eine mehr oder weniger starke Aufdüngung der landwirtschaftlich genutzten Böden, wodurch Fragen nach den pflanzenbaulichen und ökologischen Auswirkungen der immer häufiger anzutreffenden überdüngten Böden in den Vordergrund traten.

Seit 1989 werden die im Acker- und Futterbau eingesetzten Bodenuntersuchungsmethoden an Agroscope in Langzeitversuchen mit gestaffelten Nährstoffgaben (P, K, Mg, Kalk) geprüft um vertiefte Grundlagen für eine pflanzen- und umweltgerechte Düngung zu erarbeiten. Gleichzeitig werden Informationen über die Gehaltsbereiche gewonnen, die einerseits für eine optimale landwirtschaftliche Produktion benötigt werden und anderseits eine minimale Umweltbelastung gewährleisten. Neben den Nährstoffgehalten im Boden sind Fragen der Nährstoffverfügbarkeit und des Einflusses verschiedener Bewirtschaftungssysteme (Biolandbau, minimale Bodenbearbeitung), die bei der Ökologisierung der Landwirtschaft an Bedeutung gewinnen, von zentraler Bedeutung.

N-Düngung nach dem CULTAN-Verfahren

Bei der Stickstoffdüngung nach dem CULTAN-Verfahren (Controlled Uptake Long Term Ammonium Nutrition) wird fester oder flüssiger Dünger mit möglichst hohem Ammoniumanteil in der Ackerkrume als Depot platziert. Durch die Konzentration auf kleinem Raum und die versauernde Wirkung im Inneren des Depots soll der ausgebrachte Ammoniumstickstoff vor der mikrobiellen Umwandlung in Nitrat geschützt, für die Pflanzen länger verfügbar und weniger auswaschungsgefährdet sein. Dadurch steht er der Pflanze länger zur Verfügung als bei herkömmlicher, breitflächiger Düngung auf die Bodenoberfläche. Dies ermöglicht einerseits Kosteneinsparungen durch eine einmalige N-Düngung im Frühjahr, birgt anderseits jedoch die Gefahr eines grösseren Verlustgefährdungspotentials aufgrund der hohen ausgebrachten N-Mengen. Um zuverlässige Ergebnisse bezüglich der ökonomischen und ökologischen Wirkungen unter schweizerischen Boden- und Klimaverhältnissen zu erhalten, werden Praxisversuche von Agroscope wissenschaftlich begleitet. Pflanzenbauliche Erhebungen und Untersuchungen bezüglich der Stickstoffform und allfälliger Verlagerungen im Boden mit der Nmin-Methode werden untersucht und mit herkömmlichen N-Düngungsempfehlung, gestützt auf die Empfehlungen der Forschungsanstalten Agroscope, verglichen.

Suboptimale Düngung bei Ackerkulturen - Mangelsymptome

Je nach Bodentyp, Klima, Wetterbedingungen und Bewirtschaftungsform sind die Reserven an Pflanzennährstoffen im Boden und dessen potenzielles Nachlieferungsvermögen an die Wurzeln unterschiedlich. Durch eine dem Nährstoffbedarf der Pflanzen angepasste Düngung versuchen wir, Nährstoffkreisläufe weitgehend zu schliessen und die pflanzliche Produktion zu optimieren ohne den Nährstoffvorrat des Bodens auszubeuten oder ihn unnötig zu erhöhen. Mangel an den Hauptnährstoffen Stickstoff (N), Phosphor (P) und Kalium (K) führt früher oder später dem Minimumsgesetz folgend zu Ertrags- und Qualitätsminderungen der Ernteprodukte. Die N-, P- und K-Nutzungseffizienz der Pflanzen ist bei Düngung mit Mineraldüngern und Hofdüngern unterschiedlich. Im Jahr 1989 wurde an der ART ein Demonstrations-Versuch angelegt, um die Auswirkungen einer Unterversorgung der Pflanzen mit N, P und K bei verschiedenen Kulturen aufzuzeigen und die optimale Düngung mit Mineraldünger mit einer in der Praxis üblichen Gülle- beziehungsweise Mistgabe ohne mineralische Ausgleichsdüngung zu vergleichen. Der Versuch zeigt die unterschiedliche Reaktion der Kulturen bei den verschiedenen Düngungsvarianten sowie Mangelsymptome beim Fehlen eines der Hauptnährstoffe N, P oder K.

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