Neue Methoden zur Ermittlung der Phosphorversorgung des Bodens · CAL-Methode auch weiterhin Standardmethode Zusätzliche Untersuchung der P-Freisetzungsrate nach FLOSSMANN verbessert

25.11.2016

1

www.thueringen.de/de/tll

Neue Methoden zur Ermittlung der

Phosphorversorgung des Bodens

Dr. W. Zorn, H. Schröter, G. Kießling

Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft Jena

25. Thüringer Düngungs- und Pflanzenschutztagung Erfurt 24.11.2016


Problemstellung

- Diskussion über begrenzte globale Rohphosphatreserven (je nach Quelle: 150 – 400 Jahre);

- Langjährig negative P-Bilanzen und dramatisch gesunkene P-Versorgung in Thüringen und anderen Ackerbauregionen;

- Regional sehr hohe Boden-P-Gehalte (Veredlungsregionen!)

- Regional hohe P-Gehalte in den Oberflächengewässern

- Die bedarfsgerechte P-Düngung erfordert experimentell belegte Richtwerte für die Düngebedarfsermittlung sowie eine Optimierung der Düngemittelapplikation.

25.11.2016

2

1031

38

31

3115

11 10

10 13

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Ackerland Grünland

E

D

C

B

A

P-Versorgung Thüringer Acker- und Grünlandböden 2013 bis 2015

mg P/100g

>10,4

7,3 – 10,4

4,9 – 7,2

2,5 – 4,8

<2,5

49 %62 %

Inflation von Bodenuntersuchungsmethoden?

� CAL-Methode (Calcium-Acetat-Lactat) ist das Standar dverfahren:

- adäquater pH-Wert der Extraktionslösung: 4,1 (Rhizosphären-pH)

- Pufferlösung gegen pH-Verschiebungen und Verfälschung der P-Löslichkeit

- angepasster Ca-Gehalt

- veröffentlicht von SCHÜLLER in Z. Pflanzenernährung Bodenkunde 1969

- durch VDLUFA geprüft (Ergebnis: Verbandsmethode des VDLUFA)

- modifiziert durch ZORN u. KRAUSE (Z. Pflanzenernährung Bodenkunde 1999)

� geprüft in Gefäß- und Feldversuchen (auch in Thüring en)

� wissenschaftlich geprüft

- im Rahmen von Dissertationen

- Gutachter internationaler wissenschaftlicher Zeitschriften (z. B. Journal Plant Nutrition Soil Science),

- Methodenprüfung im VDLUFA, …

Warum bringt die TLL 2016 neue Methoden?

25.11.2016

3


P-Methodenprüfung im Gefäßversuch(standardisierte Bedingungen: Umweltbedingungen, Bodenmächtigkeit, …)

Beispiel: Mais, 20 Thüringer Böden: 9 Böden: < 5 % CaCO32 Böden 5...10 % CaCO39 Böden > 10 % CaCO3.

Methode Regression

B

multiple Regression

Regression

BB

partielle Korrelationskoeffizienten r

P pH bzw. CaCO 3

CAL 0,18 0,88*** 0,90* 0,90* CAL-pH

CALmodifiziert1) 0,90*** CAL-Pkorrigiert = CAL-Pgemessen * (1 + 0,83 * (CAL-pH - 4,1))

NaHCO32) 0,54*** 0,81*** 0,85* 0,81* (CaCO3)

H2O 0,38* 0,59*** 0,56* 0,65* (H2O-pH)

CaCl2 0,22* 0,66*** 0,70* 0,75* (CaCl2-pH)

1) Zorn u. Krause, Z. Pflanzenern. Bodenk. , 19992) Bestandteil des Bodenuntersuchungssystems „Kinsey“


Inflation von Bodenuntersuchungsmethoden?

„alternative“ bzw. neue Bodenuntersuchungsmethoden

� Fragen:1. Liegt belastbarer experimenteller Nachweis der Eignung der Methoden unter deutschen

Bedingungen (Gefäß- und Feldversuch) vor?

2. Sind die Richtwerte für die Ableitung von P-Düngungsempfehlungen auf Grundlage von Feldversuchen erarbeitet worden?

3. Liegen Belege für eine wissenschaftliche Prüfung (Dissertationen, Veröffentlichungen in wissenschaftlichen Zeitschriften, Methodengremien, …) vor?

4. Wer übernimmt die Verantwortung für die Qualität der P-Düngebedarfsermittlung mit nicht wissenschaftlich geprüften Methoden?

25.11.2016

4


VDLUFA-Positionspapier Dezember 2015


VDLUFA-Positionspapier Dezember 2015

P-Düngung noch in der Diskussion!

25.11.2016

5


Schwerpunkte für weitere Bewertungen

Trockenheit

Wie weit können wir die Boden-P-Gehalte unter den B edingungen des Klimawandels mit zunehmender Trockenheit absenke n?

Trockenheit hemmt P-Aufnahme!

Löß-Braunschwarzerde Friemar (Thüringen) April 2011 Ackerzahl: 96

-25

-20

-15

-10

-5

0

0 5 10 15 20

dt/ha

PCAL mg P/100g Boden

Feldversuche Thüringen WinterweizenErtragsdifferenz zum Höchstertrag in Abhängigkeit v om Boden-P-Gehalt (P-Bilanzgruppe -25 … -15 kg P/ha)

Toleranz

Auswertung nach Bilanzmethode(Richter u. Kerschberger, 1991)

25.11.2016

6

-25

-20

-15

-10

-5

0

0 5 10 15 20

dt/ha

PCAL mg P/100g Boden

Auswertung nach Bilanzmethode(Richter u. Kerschberger, 1991)

Feldversuche Thüringen WinterweizenErtragsdifferenz zum Höchstertrag in Abhängigkeit v om Boden-P-Gehalt (P-Bilanzgruppe -5 … +5 kg P/ha)

Toleranz


Präzisierung des P-Düngebedarfs durch zusätzliche Bodenuntersuchungen

- Die bedarfsgerechte P-Düngung erfordert experimente ll belegte Richtwerte für die P-Düngebedarfsermittlung;

- Präzisierungen nur auf Grundlage seriöser Versuche und Methoden;

- Ziel: Verbesserte Bewertung der P-Versorgung der Bö den durch zusätzliche Bodenuntersuchungen (CAL-Methode bleibt Standardmethode)

25.11.2016

7


P-Freisetzungsrate (P fr) nach Floßmann u. Richter (1982)

Prinzip der Methode

1. Wasserextraktion 1:20; 60 min; P-Bestimmung = P H2O2. Wasserextraktion 1:20; 10 min, P-Bestimmung = P 10

Berechnungen

PA = PCAL - PH2O

k10 = 0,1 * ln ((PA / (PA - P10)) Angabe in min -1 (Kinetikfaktor)

Pfr = k10 * PCAL Angabe in µg P/100g * 10 min (P-Freisetzungsrate)

aus dem Labor erhalten Sie den Wert: P fr

www.thueringen.de/de/tllQuelle: Richter u. Floßmann, 1987

Prinzip der P-Freisetzungsrate v 10 (Pfr)nach Floßmann und Richter (1982)

1. Schritt der Untersuchung (1. H 2O-Extraktion; 1:20; 60 min)

mäßig labiler P

nicht labiler P

„Reserve-P“

etwa CAL-/DL-P

etwa PH2O

P in Bodenlösung labiler P

Abbildung nicht maßstabgetreu!

25.11.2016

8

www.thueringen.de/de/tllQuelle: Richter u. Floßmann, 1987

Prinzip der P-Freisetzungsrate v 10 (Pfr)nach Floßmann und Richter (1982)

2. Schritt der Untersuchung (2. H 2O-Extraktion; 1:20; 10 min)

mäßig labiler P

nicht labiler P

Pfr = v10

µg P/100g * 10 min

Abbildung nicht maßstabgetreu!


0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 5 10 15

Pfrµg/100g * 10min

PCAL mg/100g Boden

Friemar (stat.)keine signifikanten Mehrerträge

DornburgMehrerträge Getreide: >10%

Kirchengel (Gehaltsklasse D)Mehrerträge: WG: 19%

WW: 10%SG: 10%

Friemar (UFD)Mehrerträge:

Getreide: >20%

Bewertung der P-Freisetzungsrate unter Berücksichtigung des P CAL-GehaltesBeispiel: Nullparzellen der P-Düngungsversuche TH 2 011

mittlereP-Freisetzungsrate Gehalt

hohe P-Freisetzungsrate, geringerer Düngebedarf

niedrige P-Freisetzungsrate, höherer Düngebedarf

A B C D E

25.11.2016

9

P-Gehaltsklasse A (≤ 2,4 mg P/100g)Mehrertrag durch P-Düngung zu Wi-Weizen (dt/ha)

2,33,5

6,6

0

5

10

15

20

70% 100% 130%P-Düngung % Abfuhr

Großenstein (n=2)

10,9

14,6

18,6

0

5

10

15

20


Dachwig (n=1)

4,2

10,9

16

0

5

10

15

20


Friemar UFD (n=2)

2 mg PCAL/100g 2 mg PCAL/100g1 – 1,5 mg PCAL/100g

= untere Hälfte A

Pfr: hoch Pfr: n. b. Pfr: mittel

P-Gehaltsklasse B (2,5 – 4,8 mg P/100g)Mehrertrag durch P-Düngung zu Wi-Weizen (dt/ha)

2,3

4,3 4,4

0

5

10


Dornburg (n=4)

Pfr: mittel

22,5 2,8

0

5

10


Burkersdorf, Friemar, Großenstein (n=17)

Pfr: hoch

Mit zunehmender Versuchsdauer steigen Mehrerträge an

25.11.2016

10

P-Gehaltsklasse D (7,3 – 10,4 mg P/100g)Mehrertrag durch P-Düngung zu Wi-Weizen (dt/ha)

1,31,9

0,7

0

5

10


ohne Kirchengel (n=6)

Pfr: mittel

4,75,5 5,7

0

5

10


Kirchengel (n=7)

Pfr: niedrig


Bewertung der P-Freisetzungsrate unter Berücksichtigung der P-Gehaltsklasse (nach CAL).

*) = keine Reduzierung der P-Düngeempfehlung, wenn der PCAL-Gehalt in der unteren Hälfte der Gehaltsklasse A liegt

P-Freisetzungsrate P-GehaltsklasseP-Düngeempfehlung

analog Gehaltsklasse

hoch

ABCD

B (- A*)CDE

mittelABC

ohne Korrekturohne Korrekturohne Korrektur

niedrig

ABCD

AABB

25.11.2016

11


PCAL-Gehalt in 20 – 40 cm

P-Gehaltsklasse0 – 20 cm

P-Düngeempfehlung

>80% von 0 – 20 cm ABC

analog Gehaltsklasse A Reduzierung -30%Reduzierung -30%

<1,5 mg P/100gABC

Zuschlag +30%Zuschlag +30%Zuschlag +20%

Berücksichtigung des P-Gehaltes in 20 - 40 cm (vorläufige Empfehlung)

Ausführliche Darstellung im Tagungsband

Gehalts-klasse

mg PCAL/100g Boden

P-DüngeempfehlungKulturen mit

Bemerkungenhohem

P-Bedarfmittlerem P-Bedarf

A ≤ 2,5 >> Abfuhr > AbfuhrP-Vorratsdüngung zu Kulturen mit hohem P-Bedarf

B 2,6 - 5,0 > Abfuhr Abfuhr

C 5,1 - 7,5 Abfuhr 0,5 * Abfuhr

D 7,6 - 10,0 (12,0)max. 0,5 *

Abfuhr0

org. Düngung bis P-Abfuhr

E ≥ 10,0 (12,0) 0 0 keine org. Düngung

Vorschlag für P-Gehaltsklassen für Ackerböden im Trockengebiet (Probenahmetiefe: 0 – 20 cm)

Nach Korrektur durch P-Freisetzungsrate

25.11.2016

12

Fazit und Schlussfolgerungen

� Vorschlag zur Präzisierung der Bewertung der P-Versorgung der Böden

� CAL-Methode auch weiterhin Standardmethode

� Zusätzliche Untersuchung der P-Freisetzungsrate nach FLOSSMANN

verbessert die P-Düngebedarfsprognose, gegebenenfalls auch die Analyse

der Bodenschicht 20 – 40 cm

� Berücksichtigung des pflanzenartspezifischen P-Bedarfs bei der P-

Düngerbemessung

� Ergänzung auch durch den Einsatz der Pflanzenanalyse

� TLL empfiehlt nur geprüfte Methoden!

Veranstaltungshinweis:26.Thüringer Landesbraugerstentagung01.12.2016 9:30 Uhr Stadtroda

Documents

Neue Methoden zur Ermittlung der Phosphorversorgung des Bodens · CAL-Methode auch weiterhin Standardmethode Zusätzliche Untersuchung der P-Freisetzungsrate nach FLOSSMANN verbessert