Agrarforschung Schweiz 8 (6) : Spezialpublikation | 2017

1/ Einleitung Walter Richner1, René Flisch1 und Sokrat Sinaj 21 Agroscope, 8046 Zürich, Schweiz 2 Agroscope, 1260 Nyon, Schweiz

Auskünfte: walter.richner@agroscope.admin.ch

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1/ Einleitung

Grundlagen für die Düngung landwirtschaftlicher Kulturen in der Schweiz (GRUD) | Juni 2017

Inhalt

1. Zweck und Zielpublikum der «Grundlagen für die Düngung» ...................................................................... 1/3

2. Aufgaben und Ziele der Düngung ................................................................................................................... 1/3

3. Literatur ............................................................................................................................................................. 1/5

Foto auf der Vorderseite: Carole Parodi, Agroscope.

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1/ Einleitung

Agrarforschung Schweiz 8 (6) : Spezialpublikation | 2017

1. Zweck und Zielpublikum der «Grundlagen für die Düngung»

Die «Grundlagen für die Düngung landwirtschaftlicher Kulturen in der Schweiz» (GRUD) werden von Agroscope regelmässig überarbeitet. Damit wird neuen Forschungs­ergebnissen und der Notwendigkeit, bestimmte Normen und Richtwerte periodisch zu aktualisieren, Rechnung ge­tragen. Als Grundlage dienen auch die Resultate früherer Versuchs­ und Forschungstätigkeiten, die einer erneuten kritischen Auswertung unterzogen werden, sowie – bei An ­ wendbarkeit auf die Schweiz – ausländische Erkenntnisse.

Die GRUD dienen in erster Linie der landwirtschaftlichen Beratung, aber auch den Landwirtinnen und Landwirten zur Entscheidungsfindung bei praktischen Düngungs­fragen. Darüber hinaus werden Inhalte der GRUD von Forschenden und Mitarbeitenden der kantonalen und eidgenössischen Verwaltung für ihre Arbeit genutzt.

Die immer raschere Weiterentwicklung von Produk tions­technik und ­verfahren sowie die zunehmende Kulturen­vielfalt in der Landwirtschaft führen dazu, dass mit Hilfe der GRUD nie alle Fragen beantwortet werden können. Bei offenen Fragen ist gemeinsam mit der Beratung und Agroscope nach Lösungen zu suchen.

Die Angaben in den GRUD basieren auf naturwissenschaft­lichen Grundlagen. Sie haben daher für alle naturwissen­schaftlich orientierten landwirtschaftlichen Produktions­richtungen Gültigkeit.

2. Aufgaben und Ziele der Düngung

Nährstoffe werden von der Pflanze aus dem Boden aufge­nommen. Bestimmte Nährstoffmengen werden auf diese Weise dem Boden entzogen und verlassen in Form von pflanzlichen und tierischen Produkten teilweise den land­wirtschaftlichen Betrieb.

Die Hauptaufgabe der Düngung besteht darin, die betrieb­lichen Nährstoffkreisläufe (Abbildung 1) so weit als mög­lich zu schliessen und die pflanzliche Produktion zu opti­mieren, ohne den Nährstoffvorrat des Bodens auszubeu­ten oder ihn unnötig zu erhöhen.

Der Begriff der Düngung umfasst jegliche Zufuhr von unentbehrlichen Pflanzennährstoffen. Diese werden nach der Höhe ihres Anteils an der pflanzlichen Trockensub­stanz als Makronährstoffe bzw. Hauptelemente (Stick­stoff, Phosphor, Kalium, Magnesium, Calcium und Schwe­fel) oder Mikronährstoffe bzw. Spurenelemente (Eisen,

Abbildung 1 | Schematischer Nährstoffkreislauf eines landwirtschaftlichen Betriebes.

Tierproduktion

Pflanzenbau

Import von Futtermitteln

Export tierischer Produkte

Export von pflanzlichenProdukten

BetriebseigeneHofdünger

Ernterückstände

Gasförmige Verluste

Gasförmige VerlusteAbschwemmung, Erosion

Auswaschung

Mineraldünger

Hofdünger (Zufuhr)Boden

Freisetzung/Festlegungvon Nährstoffen

BetriebseigeneFuttermittel, Stroh

Recyclingdünger

Biologische Stickstofffixierung

Atmosphärische Deposition

Hofdünger (Wegfuhr)

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Grundlagen für die Düngung landwirtschaftlicher Kulturen in der Schweiz (GRUD) | Juni 2017

Abbildung 2 | Das landwirtschaftliche Düngungskonzept für eine nachhaltige Bodennutzung.

Einwandfreie Qualität der Ernteprodukte

Grundlagen undHilfsmittel

Nährstoffbedarf der Kulturen(Normdüngung)

Bodenuntersuchungsergebnisse

Bodenart (Humusgehalt und Körnung)

Versuchsmässig geeichtes Schema zur Interpretation der Bodenunter-suchungsergebnisse

Pflanzen und Boden

Anfall an Hofdüngern und Ernte-rückständen

Nährstoffgehalte und Eigenschaften der:- Ernterückstände und Hofdünger- Recycling- und Mineraldünger

Dünger

Vorgehen

1. Pflanzen- und standortspezifischen

Nährstoffbedarf ermitteln

2. Deckungdes Nährstoffbedarfs

durch Ernterückstände und Dünger

3. Nährstoffverlustevermeiden durch maximalepflanzenbauliche Nutzung

der Nährstoffe

Ziele

Stickstoffhaltige Dünger nur beiunmittelbarem Bedarf der Pflanzen ausbringen

Reduzierte Einzelgaben bei un-günstigen topographischen und meteorologischen Verhältnissen

Flüssige Dünger nur auf saugfähigen Boden während der Vegetationszeitausbringen

Dünger exakt verteilen

Gewässerbelastung vermeidenLuftbelastung vermeiden

Deckung des Nährstoffbedarfs der Pflanzen

Keine Gülle und flüssigen Recycling-dünger bei heissem, trockenem und windigem Wetter

Verdünnung der Gülle

Verlustarme Ausbringtechnik

Sickerungshilfen für flüssige Dünger schaffen (Bodenoberfläche lockern)

Einarbeiten von Düngern mit verlust- gefährdeten Stoffen

3. Zweckmässiger Einsatz von Recyclingdüngern

4. Zweckmässiger Einsatz von Mineraldüngern

Bewirtschaftungs- bzw.Produktionsintensität

Nährstoffgehalt desBodens

Normdüngung

Nährstoffbedarf

Ertragspotenzial des Standortes

1. Ernterückstände der Vorkultur2. Optimale zeitliche und mengenmässige Verteilung der Hofdünger

Einwandfreie Qualität der Ernteprodukte

Maximale Nährstoffeffizienz/minimale Nährstoffverluste

Langfristige Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit

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3. Literatur

Liebig J. von, 1855. Die Grundsätze der Agricultur­Chemie mit Rücksicht auf die in England angestellten Untersu­chungen. Vieweg und Sohn, Braunschweig, 107  S., Nachtrag 134 S.

Mitscherlich E.A., 1909. Das Gesetz des Minimums und das Gesetz des abnehmenden Bodenertrages. Landwirtsch. Jahrb. 38, 537–552.

Schilling G., 2000. Pflanzenernährung und Düngung. UTB, Stuttgart. 464 S.

Mangan, Zink, Kupfer, Bor, Molybdän etc.) bezeichnet (Schilling 2000). Mit Hilfe der Düngung ist das Nährstoff­angebot an die Pflanzen so zu gestalten, dass ein effi­zientes Wachstum zum Aufbau optimaler Erträge mit einwandfreier Qualität möglich ist. Die Produktionsziele sollen unter Berücksichtigung der Ansprüche der Kulturen bei gleichzeitig minimaler Belastung der Umwelt erreicht werden.

Die Anforderungen an eine pflanzen­ und umwelt gerechte Düngung sind im landwirtschaftlichen Düngungskonzept (Abbildung  2) dargestellt. Daraus geht hervor, dass für eine überlegte, sinnvolle und erfolgreiche Düngung fol­gende Aspekte in der aufgeführten Reihenfolge zu be­rücksichtigen sind:

• Nährstoffbedarf (bezüglich Menge und Bedarfszeit­punkt) der Pflanzen

• Nährstoffgehalt und ­verfügbarkeit des Bodens

• Rückführung von Nährstoffen durch Ernterückstände

• Menge, Nährstoffgehalte und Eigenschaften von Hof­düngern, Recyclingdüngern und anderen organischen Düngern

• Menge, Nährstoffgehalte und Eigenschaften von Mine­raldüngern

• Verhalten der Dünger im System Boden–Pflanze–Um­welt (Luft, Wasser)

• Wirtschaftlichkeit der Düngung

Es sind zwei Grundgesetze der pflanzlichen Produktion für die Düngung zu beachten:

1. Gesetz des Minimums (Liebig 1855). Der im Minimum vorhandene Wachstumsfaktor (Nährstoffe, Wasser, Licht, Temperatur) bestimmt den Ertrag und/oder die Quali­tät. Die Bodenuntersuchung kann Hinweise auf den im Boden limitierenden Faktor geben.

2. Gesetz vom abnehmenden Ertragszuwachs (Mitscher­lich 1909). Bei steigendem Nährstoffangebot wird der Ertragszuwachs mit jeder zusätzlichen Nährstoffeinheit immer kleiner und strebt gegen Null. Der optimale Er­trag ist erreicht, wenn der zusätzliche Ertrag pro Nähr­stoffeinheit (Grenzertrag) den zusätzlichen Kosten pro Nährstoffeinheit (Grenzkosten) entspricht.

Zusammenfassend ist das Ziel der Düngung, unter den ge­gebenen Rahmenbedingungen (Bodenqualität, Klima, ge­netisches Potenzial der Kulturen, betriebliche Rahmenbe­dingungen etc.) den bestmöglichen Ertrag bei guter Pro­duktequalität und möglichst geringen Produktionskosten zu erzielen. Dies erlaubt eine effiziente Ressourcennut­zung unter Berücksichtigung der Erhaltung der Boden­fruchtbarkeit und einer minimalen Belastung der Umwelt.

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