Methodenentwicklung zur Optimierung der Düngung im Gemüseanbau

Hintergrund und Motivation

Nitratbelastetes Grundwasser und eine veränderte Niederschlagsverteilung, die sich stark auf die Nährstoffmobilität und -verfügbarkeit auswirken, stellen die Politik und den Gartenbausektor vor große Herausforderungen. Die bisher praktizierte 'gute fachliche Praxis' stößt bei der Düngung von Gemüse an Ihre Grenzen. Die evaluierte Düngeverordnung fordert in roten Gebieten eine Reduktion der Stickstoffdüngung um 20% vom bisherigen Sollwert.

Zielsetzung

Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung einer Methode, die ökologische, ökonomische und für die Praxis überzeugende Lösungen zur Düngung findet und die regionalspezifischen Einflüsse (Klima, Boden, Kulturmethode) optimal einbezieht. Damit ließe sich eine Reduktion der Stickstoffauswaschung und langfristig ein Beitrag zur Verbesserung der Grundwassergüte erreichen. Die derzeit sehr emotional geführten Diskussionen sollen dadurch versachlicht werden.

Teilziele

Im Rahmen von Tastversuchen mit den ausgewählten Kulturen Kopfsalat, Blattsalat und Kohl ist zu prüfen, inwieweit die bisher angenommenen Richtwerte zur Berechnung der Düngung unter Berücksichtigung neuer Sorten und veränderter Anbauverfahren noch gültig sind und in wieweit das Produktionsziel weg vom Ertragsmaximum hin zu einem ökologischen und ökonomischen Optimum angepaßt werden kann. Ebenfalls geprüft werden soll, ob die Nährstoffeffizienz durch eine Erhöhung der Nährstoffmobilität gesteigert werden kann .

Sollten die Ansätze im Rahmen dieser Tastversuche positiv verlaufen, sind die entwickelten Verfahren bzw. Methoden eine Basis zur Durchführung von regionalspezifischen und praxisnahen Feldversuchen mit hohem Potential zur Einsparung von Düngemitteln. Die erarbeitete Methodenkompetenz soll an die Versuchsansteller in Bayern weitergegeben werden. Das Gesamtziel soll aus folgenden Teilzielen abgeleitet werden:

  • Information über die "gute fachliche Praxis" mit Blick auf Verteilsysteme und Dosiergenauigkeit, eingesetzte Dünger bzw. Düngerformen, genutzte Tools zur Düngebedarfsermittlung, Gabenteilung und  Dokumentation.
  • Ermittlung eines Einsparpotentials und Evaluierung der Methoden mit Hilfe der Anlage und Auswertung von praxisnahen Feldversuchen mit kontinuierlich steigenden Nährstoffgaben und geeigneten Maßnahmen zur Erhöhung der Nährstoffmobilität.
  • Erstellung einer Handlungsempfehlung zur Durchführung von praxisnahen Feldversuchen zur Ermittlung optimaler Nährstoffgaben unter regional unterschiedlichen Anbaubedingungen.
  • Schaffung einer fachlich fundierten Methodik als Basis für die Beantragung einer Projektverlängerung zur wissenschaftlichen Absicherung der Ergebnisse und Implementierung des Verfahrens in den Fachzentren. 

Die alljährlich veröffentlichten Grundwasserqualitäten, steigende Preise für die Wasserbereitstellung aufgrund hoher Verschneidungs- und Reinigungskosten zur Reduktion des Nitratgehaltes, angedrohte Strafzahlungen der EU und  Treibhausgasemissionen durch gasförmige N-Verluste zeigen den dringenden Optimierungsbedarf der Düngung im Gemüseanbau.

Die Verschärfung der Düngeverordnung incl. der Ausweisung von sogenanntn "roten Gebieten" ist eine erste Maßnahme, um die Problematik in den Griff zu bekommen. Diese stellt an die Praxis, die Beratung und das gärtnerische Vesuchswesen höchste Anforderungen und wirft große Probleme auf. Zum einen ist die technische Ausrüstung der Betriebe nur teilweise für eine exakte Umsetzung geeignet, zum anderen sind die angesetzten Basisdaten laut Praxisstimmen sehr pauschal und nicht auf die Regionen, Kulturverfahren sowie die neuen leistungsstarken Sorten abgestimmt.

Die innerbetrieblichen Arbeitsprozesse sind von der Praxis noch nicht ausreichend angepasst. In der Düngebedarfsermittlung sollten zudem regionale Versuchsergebnisse berücksichtigt werden. Diese sind bisher nicht im ausreichendem Maß vorhanden. Versuche nach klassischen Verfahren des Versuchswesens aufzubauen und auszuwerten sind arbeitswirtschaftlich und kostentechnisch nicht überall im benötigten Umfang zu bewerkstelligen.

Hinzu kommt, dass in den letzten Jahren eine veränderte Niederschlagsverteilung festzustellen war. Inwieweit diese die Nährstoffmobilität beeinflussen bzw. die Nährstoffgaben z. B. mit Bewässerungsgaben zu kombinieren sind, ist bisher nicht bzw. nur in kleinem Umfang untersucht.  Für zukünftige Versuchsanstellungen müssen Instrumente geschaffen werden, um diese Informationen zu integrieren. 

Während bei der Düngung von Getreide erhöhte N-Gaben schnell zu "Lager" führen, sind bei Gemüse erst sehr spät negative Auswirkungen bei zu hohen Gaben zu erkennen. Die Folge davon ist dass im Gemüseanbau, um ein Risiko einer Unterversorgung zu vermeiden, vielfach ein beträchtlicher Sicherheitsaufschlag gegeben wird und damit ein "Luxuskonsum" der Pflanzen bei gleichzeitig hohen Restmengen und hohem Auswaschungsrisiko in Kauf genommen wird. Um die Stickstoffdüngung im Gemüsebau weiter zu optimieren und hohe Nitratgehalte im Boden und Trinkwasser zu vermeiden,  sind aus Sicht der Projektdurchführenden folgende Themenfelder unter den jeweils regionaltypischen Bedingungen (Klima, Boden, Anbauverfahren) zu bearbeiten: 

  • der tatsächliche Nährstoffbedarf der Kulturen in Verbindung mit dem Produktionsziel
  • die Nährstoffmobilität
  • arbeitswirtschaftliche und technologische Aspekte

Innovativer Ansatz

Als wesentliche Innovation ist die Entwicklung von Düngestrategien unter Berücksichtigung der gärtnerischen Praxis zu sehen. Anhand von Versuchen mit 2-3 ausgewählten Beispielskulturen zur Ermittlung der Produktionsfunktionen soll das Einsparpotential zur Stickstoffdüngung aufgezeigt und eine Methode zur Durchführung der Versuche zur Ermittlung regionalspezifischer Ergebnisse erarbeitet werden. Hierbei sollen nicht nur klassische Nährstoffsteigerungsversuche zu sehen sein, sondern Produktionsfunktionen mit Auslegung auf Ertrags- bzw. Gewinnmaximierung. Erstmals berücksichtigt wird dabei die Nährstoffmobilität.

Um den veränderten Rahmenbedingungen gerecht zu werden, muss die Methode auf kleinen Flächen, mit geringem Personaleinsatz und unter Berückksichtigung der gärtnerischen Praxis so entwickelt werden, dass diese zukünftig von der Beratung und den Gartenbauzentren in den Regionen betreut und die Ergebnisse kurzfristig in der Praxis umgesetzt werden können.


Verbundprojektleitung

Prof. Dr. Sebastian Peisl (Koordination)
T +49 8161 71-5248
sebastian.peisl [at]hswt.de

Projektbearbeitung

Projektdauer

01.11.2020 - 31.10.2021

Projektförderung

Adressierte SDGs (Sustainable Development Goals)

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