Strategien zur Erhöhung der Stickstoffeffizienz im Pflanzenbau

Online-Tagung

Präsentation der Ergebnisse aus dem Forschungs- und Entwicklungsprojekt StaPlaRes*

Vor dem Hintergrund der Umwelt- und Klimaschutzziele der Bundesrepublik Deutschland ist die Landwirtschaft gefordert, innovative und praxistaugliche Lösungen für eine umweltschonende Düngung zu entwickeln.

Die Fachtagung präsentiert neue Forschungsergebnisse des transdisziplinären F&E-Projektes StaPlaRes*, in dem neuartige Technologien zur ressourceneffizienten Harnstoffdüngung intensiv getestet wurden.

Zum Einsatz kamen eine neuartige Kombination aus Urease- und Nitrifikationsinhibitor sowie ein innovatives Verfahren der wurzelnahen Harnstoff-Platzierung. Die Verfahren wurden in umfangreichen Feldexperimenten an mehreren Standorten untersucht. In Fruchtfolgen mit Raps, Weizen und Gerste wurden die Wirkungen auf Ertragsparameter, Stickstoffeffizienz sowie auf Ammoniak- und Lachgasverluste analysiert. Auf Grundlage der experimentellen Daten wurden Ökobilanzen berechnet, um Umweltwirkungen der neuen Verfahren zu bewerten.

Auf der Online-Tagung werden die wichtigsten Ergebnisse des Forschungsverbundvorhabens in Form von Vorträgen und Postern präsentiert.

* Das Forschungs- und Entwicklungsprojekt StaPlaRes „N-Stabilisierung und wurzelnahe Platzierung als innovative Technologien zur Optimierung der Ressourceneffizienz bei der Harnstoffdüngung“ wurde im Schwerpunkt „Ressourceneffiziente und umweltschonende Düngung“ im Programm zur Innovationsförderung des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) gefördert.

Vorwort

von Dr. Thomas Kreuter, SKW (Gesamtprojektleitung „StaPlaRes“, stellvertretend für das gesamte StaPlaRes-Konsortium)

Sehr geehrte Damen und Herren,

Harnstoff ist der weltweit meistgenutzte stickstoffhaltige Mineraldünger. Auch in Deutschland hatten die Vorteile dieser N-Form, darunter hoher Stickstoffgehalt, große Anwendungssicherheit und hohe pflanzenbauliche Effizienz, den Harnstoffeinsatz seit der Jahrtausendwende stark ansteigen lassen, bevor die agrar- und umweltpolitischen Diskussionen und Restriktionen der letzten Jahre dieser Entwicklung ein abruptes Ende setzten.

Der Harnstoffeinsatz wird gemeinhin mit hohen Ammoniakverlusten in Verbindung gebracht, da sein Umsatz zu Ammonium mit einem pH-Anstieg einhergeht und damit eine Voraussetzung für potenziell hohe Verluste dieser Art schafft.

Andererseits erlaubt Harnstoff mehr als andere Stickstoffformen die Entwicklung innovativer Produkt- und Anwendungsmodifikationen, mit denen die ökologische und ökonomische Nachhaltigkeit seiner Anwendung gesteigert werden kann. So eröffnet sich gerade mit der N-Form Harnstoff die Chance, den wachsenden Ansprüchen von Kunden, Politik und Gesellschaft auch zukünftig gerecht zu werden.

Vor diesem Hintergrund stellte das F&E-Vorhaben StaPlaRes mit der N-Stabilisierung (kombinierter Einsatz von Urease- und Nitrifikationsinhibitoren) und der wurzelnahen Platzierung (Einarbeitung in wachsende Bestände, kombiniert mit einer mechanischen Bestandspflege) zwei häufig empfohlene Maßnahmen zur NH3-Minderung bei der Harnstoffdüngung in den Fokus seiner wissenschaftlichen Betrachtungen.

Dabei gelang den Verbundpartnern das schwierige Unterfangen, praxisnahe Freilandversuche sowohl mit der Prüfung der beiden Anwendungstechnologien als auch mit den anspruchsvollen Ammoniak- und parallelen Lachgasmessungen in einer bis dahin wissenschaftlich noch nicht erreichten Komplexität und Qualität zu verknüpfen. Die Untersuchungen liefen auf drei Standorten, in drei Kulturen und kontinuierlich über eine gesamte Fruchtfolge hinweg. Weitere Freilandexperimente auf Versuchsfeldern und Lysimetern, dazu Labor- und Gewächshausversuche komplettierten das Versuchsprogramm und generierten einen erheblichen Wissenszuwachs im Hinblick auf das Prozessverständnis in puncto N-Umsatz, N-Verlustgeschehen und N-Verfügbarkeit im Wurzelraum.

Im Ergebnis konnten wegweisende Erkenntnisse nicht nur auf den Gebieten der Agrar- und Geowissenschaften, sondern auch für die landwirtschaftliche Beratung und Anwendung gewonnen werden.

Das Projekt liefert Bausteine für die Gestaltung nachhaltiger Düngungs- und Pflanzenbausysteme. Es trägt damit dem erklärten Hauptziel der Innovationsförderung des BMEL Rechnung. Das StaPlaRes-Konsortium ist daher zuversichtlich, dass wesentliche Ergebnisse seiner gemeinsamen Forschungsarbeit im Rahmen zukünftiger agrar- und umweltpolitischer Weichenstellungen berücksichtigt werden.

Innovatives Verfahren der wurzelnahen Harnstoff-Platzierung mit einem Düngerstreuer der Firma Rauch Landmaschinenfabrik GmbH. (Quelle: Eigene Aufnahme TUM)
Düngerstreuer der Firma Rauch Landmaschinenfabrik GmbH
Lachgasmessung auf dem StaPlaRes-Feldversuch, Standort Roggenstein. (Quelle: Eigene Aufnahme TUM)
Lachgasmesshaube "Closed-Chamber"-Methode

 

Der fachliche Abschlussbericht zum Forschungs- und Entwicklungsprojekt StaPlaRes steht hier zum Download bereit. Es handelt sich um eine vorläufige Version, die vom Projektträger BMEL noch nicht geprüft wurde. Bitte zitieren sie den Bericht wie folgt:

Kreuter T, Bischoff J, Rauch N, Eißner F, Rücknagel J, Kühling I, Schäfer F, Tauchnitz N, Simon A, Maidl FX, Hülsbergen KJ, Augustin J, Pamperin H, Stichnothe H, Mallast J, Thiel E, Grunert M, Böttcher F, Christen, O (2020). Das F&E-Vorhaben "StaPlaRes" – ein Verbundprojekt im Rahmen der Innovationsförderung des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL). Fachlicher Abschlussbericht der Verbundpartner – vorläufige Version, Stand 14. Dezember 2020, Cunnersdorf, SKW Stickstoffwerke Piesteritz GmbH.

Info:

Hier finden Sie die Abstracts der Tagungsbeiträge (frei zugänglich)

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Fazit und Praxisempfehlungen

von Dr. Thomas Kreuter, SKW (Gesamtprojektleitung „StaPlaRes“, stellvertretend für das gesamte StaPlaRes-Konsortium)