Silomais Stickstoffdüngung 2020 – Forum Ackerbau

Versuchsfrage

Wie viel Stickstoff kann der Mais ertragswirksam umsetzen? Können hohe Silomaiserträge auch mit weniger Stickstoffeinsatz erreicht werden?

Standorte

Lindau ZH (Strickhof), Riedholz SO (Wallierhof) nur 2017, Gränichen AG (Liebegg), Salenstein TG (Arenenberg)

Versuchsdauer     

2017 - 2019

Anbaudaten        

• Versuchsanlage: Streifenversuch
• Sorten: Betriebsüblich 
• Saatdichte: Betriebsüblich
• Verfahren:

In einem dreijährigen Versuch (2017-2019) verglich das Forum Ackerbau an 3 - 4 Standorten die Auswirkung von fünf unterschiedlichen Stickstoffdüngungsvarianten auf den Ertrag von Silomais. Ebenfalls untersucht wurde der Gehalt an mineralisiertem Stickstoff im Boden (Nmin) zum Zeitpunkt der Saat, im Vierblattstadium der Maispflanzen und nach der Silomaisernte. Dadurch war es möglich, Aussagen über die Menge pflanzenverfügbaren Stickstoff aus dem Bodenvorrat zu machen und die Reststickstoffmenge nach der Ernte zu erfassen und zu beurteilen.

Erhöhte Stickstoffmengen brachten nicht immer Ertragszuwachs 

Insgesamt wurden in den drei Versuchsjahren sehr ansprechende Erträge erzielt, wobei deutliche Jahreseffekte beobachtet wurden (Abb. 1). In den Jahren 2017 wie auch 2019 lagen die Erträge bei rund 200 dt TS/ha, während 2018 insbesondere an den Standorten Arenenberg (125 dt TS/ha) und Liebegg (180 dt TS/ha) aufgrund der Trockenheit deutlich tiefere Erträge resultierten. 

Im Mittel über die Standorte Liebegg, Arenenberg und Strickhof wurde im 2017 mit Ausnahme der Stufe «Norm +40» keine Wirkung auf den Ertrag beobachtet, während sowohl im 2018 als auch im 2019 Tendenzen erkennbar waren – 2018 wurde eine Ertragssteigerung bis zur höchsten Düngungsstufe beobachtet, während dies im 2019 lediglich bis zur Stufe «Norm – 40» der Fall war (Abb. 1). Trotz dieser Aussage ist erwähnenswert, dass auch in den Jahren 2018 und 2019 an je einem Standort keine Wirkung der Düngung auf den Ertrag beobachtet wurde. Werden alle zehn durchgeführten Versuche betrachtet, so wurde in fünf der zehn Streifenversuche mit zunehmender Stickstoff-Menge kein Mehrertrag erzielt. Die Jahreseffekte waren zudem viel grösser als die Unterschiede der drei Versuchsstandorte. Es muss erwähnt werden, dass es sich bei allen drei Standorten um für Silomais günstige Lagen handelt (Abb. 2). Eine Düngung mit 150 kg N/ha führte im Mittel der drei Jahre zu einem Mehrertrag von 20 dt TS/ha gegenüber der ungedüngten Kontrollvariante.

Stickstoff-Wegfuhr

Abgeleitet vom Referenzertrag mit den entsprechenden Düngungsmengen (siehe GRUD) werden pro Dezitonne Ertrag rund 1.18 kg Stickstoff abgeführt. Beim Referenzertrag von 185 dt TS/ha werden folglich 218 kg N/ha weggeführt. In den hier präsentierten Versuchen entspricht die Abfuhr zwischen 200 und 250 kg N/ha. Dies ist also deutlich mehr als über die Düngung zugeführt wurde.

Wirkung von Dünger und Nachlieferung aus dem Boden

Die Wirkung von gedüngtem Stickstoff hängt von verschiedenen Faktoren ab. Entscheidend sind nebst genügend Wasser zum richtigen Zeitpunkt, der Bodenzustand (keine Verdichtungen und Verschlämmung), gute Wachstumsbedingungen für den Mais und eine korrekte Bestandesdichte usw. Andererseits vermag der Boden auch Stickstoff zu mineralisieren, wobei die damit zusammenhängenden Prozesse u.a. vom Humusgehalt sowie dem Anteil an Hofdüngern an der Gesamt-N-Zufuhr in der Fruchtfolge abhängen. Im Sommer wird in einem aktiven Boden (Temperatur, Feuchtigkeit, Aktivität der Bodenlebewesen) laufend Stickstoff mineralisiert, also pflanzenverfügbar gemacht. Der Nährstoffbedarf von Mais passt dabei sehr gut mit dieser Mineralisationskurve zusammen. 

Die Versuchsflächen wiesen bereits zum Saatzeitpunkt Nmin-Gehalte (0-90 cm) von 15 bis 200 kg N/ha und im 4-5-Blattstadium von 40 bis 238 kg N/ha auf. Die Stickstoffmenge unterschied sich dabei stärker zwischen den Jahren als zwischen den Standorten.

Der nach der Ernte im Boden gemessene Stickstoff betrug, mit Ausnahme von einigen ungedüngten oder minimal gedüngten Varianten, in der Regel mehr als 100 kg N/ha und in einigen Fällen sogar mehr als 150 kg N/ha (Abb. 3). 

Umsetzung des Stickstoffs in Ertrag

Um die Effizienz der gedüngten Stickstoffmenge besser abschätzen zu können, wurde das Verhältnis von Ertrag (dt TS/ha) zu verfügbarem Stickstoff (gedüngte Stickstoffmenge plus Stickstoffmenge, die im 4-5-Blattstadium zur Verfügung stand (Nmin) berechnet (siehe Abb. 4).Dabei wird ersichtlich, dass erhöhte Stickstoffgaben bei stark mineralisierenden Böden nicht zu höheren Erträgen führen (siehe Abb. 1). Die höheren Stickstoffgaben verkleinern vielmehr den Anteil des Stickstoffes, der aus dem Boden aufgenommen und in Ertrag umgesetzt wird – oder anders gesagt, der pro kg gedüngtem N erzielte Mehrertrag wird mit steigender N-Düngungsmenge kleiner (Abb. 4). Unabhängig vom Standort wurden in der höchsten Düngungsstufe weniger als 100 kg TS pro Kilogramm im 4-5-Blattstdium verfügbarem Stickstoff produziert. Wird zudem beachtet, dass ja nach dem 4-5-Blattstadium noch mehr Stickstoff mineralisiert wird, dann wird der Umsetzungsgrad noch kleiner. Auch bei dieser Betrachtungsweise waren die Unterschiede zwischen den Standorten kleiner als die Jahreseffekte. 

Anhand dieser Daten wird die Schwierigkeit einer präzisen Stickstoffdüngung im Mais ersichtlich, denn die Ausbringung erfolgt jeweils bevor bekannt ist, wie das Jahr bzw. die Wachstums- und Witterungsbedingungen sein werden. Mit einer moderaten/gemässigten Düngung können in besonders mineralisierungsaktiven Jahren einerseits die N-Restgehalte und gleichzeitig in mineralisationsschwächeren Jahren eine eventuelle N-Unterversorgung minimiert werden.

Fazit

Aufgrund der grossen Bedeutung des aus der Mineralisierung zur Verfügung gestellten Stickstoffs für den Maisanbau ist und bleibt die präzise Stickstoffdüngung eine Herausforderung. Die Ergebnisse der durchgeführten Streifenversuche mit Silomais veranschaulichen, dass in vielen Fällen Silomais auch mit bescheiden gedüngten Stickstoffmengen einen Vollertrag erzielen kann. 

Kann der in stark mineralisierenden Jahren ausgebrachte N in der organischen Substanz auf dem Feld fixiert werden (z.B. mit einer nachfolgenden Kultur), so können einerseits negative Auswirkungen auf die Umwelt (Gewässer) reduziert und andererseits Geld gespart werden, da in der Folgekultur der im Mais nicht aufgenommene N zur Verfügung steht. Wichtig ist dabei aber, dass eine Kultur angesät wird, die im Herbst auch noch entsprechende Mengen an Stickstoff aufnehmen kann. 

Im Mais sind späte Durchfahrten für die Düngung aus technischen Gründen (Pflanzengrösse) nicht oder nur selten mit Spezialmaschinen wie Stelzentraktoren möglich. Deshalb wäre es wichtig zu wissen, wie gross das Mineralisationspotenzial einer Parzelle ist. Wenn dies bekannt wäre, könnte die zweite Stickstoffgabe besser auf die bereits aus dem Boden zur Verfügung gestellte Stickstoffmenge abgestimmt werden. 

Im Rahmen eines Projektes mit dem Namen MaisNet werden die vorliegenden Daten noch detaillierter analysiert und Standort-, Witterungs- und Bewirtschaftungsdaten zusammengeführt. Ebenfalls werden auf Praxisflächen ergänzende Informationen gesammelt um einen ökonomischen und nachhaltigen Maisanbau für die Zukunft „entwickeln zu können“. Dabei könnte zentral sein, die Stickstoffdüngung im Mais nicht pauschal zu reduzieren, sondern im Sinne der Aufrechterhaltung der Fruchtbarkeit der Ackerflächen Lösungen zu entwickeln, wie der im Mais mineralisierte und aber nicht in die Pflanzenbiomasse umgesetzte N auf dem Feld zu «stabilisieren» und nachfolgenden Kulturen zugänglich zu machen.

Autoren: Jürg Hiltbrunner (Agroscope) und Sonja Basler (Liebegg)

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