GRUD 2017
Grundlagen für die Düngung landwirtschaftlicher Kulturen in der Schweiz
Koordinatoren
Walter Richner und Sokrat Sinaj
Hauptautoren
Christoph Carlen, René Flisch, Céline Gilli, Olivier Huguenin-Elie,
Thomas Kuster, Annett Latsch, Jochen Mayer, Reto Neuweiler,
Walter Richner, Sokrat Sinaj und Jean-Laurent Spring
Spezialpublikation
Agrarforschung Schweiz | Juni 2017
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Impressum
Herausgeberin Agroscope Schwarzenburgstrasse 161, Liebefeld 3003 Bern, Schweiz Telefon +41 58 463 84 18 www.agroscope.ch
Koordinatoren Walter Richner und Sokrat Sinaj
Autorinnen und André Ançay, Thomas Anken, Alice Baux, Guillaume Blanchet, Autoren Daniel Bretscher, Selma Cadot, Christoph Carlen, Claude-Alain Carron, Raphaël Charles, Brice Dupuis, Othmar Eicher, René Flisch, Céline Gilli, Jürg Hiltbrunner, Olivier Huguenin-Elie, Bernard Jeangros, Willy Kessler, Jürgen Krauss, Thomas Kuster, Annett Latsch, Lucie Leumann, Lilia Levy, Andreas Lüscher, Jochen Mayer, Harald Menzi, Eric Mosimann, Urs Müller, Reto Neuweiler, Hansrudolf Oberholzer, Didier Pellet, Josef Poffet, Jeanne Poulet, Volker Prasuhn, Walter Richner, Reto Rutishauser, Joachim Sauter, Patrick Schlegel, Sokrat Sinaj, Jean-Laurent Spring, Thibaut Verdenal, Hans Peter Wegmüller, Regula Wolz und Michael Zähner
Redaktion Erika Meili, Andrea Leuenberger und Sibylle Willi
Übersetzungen Regula Wolz und Daniel Weber
Grafik Ursus Kaufmann und Blaise Demierre
Titelbild Carole Parodi
Druck Stämpfli AG, Bern
Preis Druckversion: Fr. 21.–; elektronische Version: Fr. 11.–
Bezug Bundesamt für Bauten und Logistik BBL, Bern www.bundespublikationen.ch
Internet www.grud.ch
Zitierung Gesamtausgabe Richner W. & Sinaj S., 2017. Grundlagen für die Düngung landwirtschaftlicher Kulturen in der Schweiz (GRUD 2017). Agrarforschung Schweiz 8 (6), Spezialpublikation, 276 S. Einzelnes Modul Neuweiler R. & Krauss J., 2017. 10/ Düngung im Gemüsebau. In: Grundlagen für die Düngung landwirtschaftlicher Kulturen in der Schweiz (GRUD 2017) (Ed. W. Richner & S. Sinaj). Agrarforschung Schweiz 8 (6), Spezialpublikation, 10/1–10/16.
Copyright © Agroscope 2017
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17/ Anhänge
Sokrat Sinaj, Jahrgang 1956, stu-dierte Agronomie an der Agricultural University of Tirana (AL). Nach Abschluss seiner Disserta-tion am Institut National Polytechnique de Lorraine in Nan - cy (F) 1993 arbeitete er während zwei Jahren als Postdoc am Centre de pédologie biologique in Nancy (F). Anschliessend war er während elf Jahren als Oberassis-
tent in der Gruppe Pflanzenernährung an der ETH Zürich tätig. Im Jahr 2005 erhielt er den Titel als Titularprofessor. 2007 wechselte Sokrat Sinaj zu Agroscope. Gemeinsam mit seinem Forschungsteam verfolgt er zwei Hauptziele: ei-nerseits die Prozesse und Faktoren zu verstehen, welche den Nährstofftransfer in Agrarökosystemen steuern und anderseits die wissenschaftliche Grundlage für ein inte-griertes und effizientes Nährstoffmanagement für nach-haltige und produktive Agrarsysteme zu erarbeiten. Sok-rat Sinaj hat mehr als hundert Publikationen in wis sen-schaftlichen Zeitschriften verfasst.
Anhang 6 | Koordinatoren
Walter Richner, Jahrgang 1963, absolvierte ein Agronomiestu-dium mit Fachrichtung Pflanzen-wissenschaften und doktorierte 1992 an der ETH Zürich. Nach ei-nem Postdoc-Aufenthalt an der Michigan State University arbei-tete er von 1994 bis 2001 als Ober-assistent in der Gruppe Ackerbau und Pflanzenzüchtung an der ETH Zürich. Seit 2001 leitet er die
Forschungsgruppe Gewässerschutz und Stoffflüsse bei Ag-roscope, die sich mit der Verbesserung des landwirtschaft-lichen Nährstoffmanagements und der Reduktion der Nährstoffverluste in die Gewässer beschäftigt. Für das Bundesamt für Landwirtschaft leitet er die Zentrale Aus-wertung der Agrarumweltindikatoren und erarbeitet mit seiner Gruppe wissenschaftliche Grundlagen für den Voll-zug von agrarpolitischen Massnahmen, insbesondere im Bereich der Nährstoffbilanzierung und der Düngerzulas-sung. Walter Richner ist Dozent am Departement für Um-weltsystemwissenschaften an der ETH Zürich.
IAgrarforschung Schweiz 8 (6) : Spezialpublikation | 2017
Vorwort
Die gezielte Düngung von landwirtschaftlichen Kulturen ist ein zentrales Element des Pflanzenbaus, das in nachhaltigen Anbausystemen wie der integrierten Produktion oder dem Biolandbau noch an zusätzlicher Bedeutung gewinnt. Die Bereitstellung von regelmässig aktualisierten Düngungsempfehlungen trägt zu einer optimalen Nährstoffversorgung der Kulturen bei und erlaubt die Erzeugung qualitativ hochwertiger Produkte bei einer nachhaltigen Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit und Schonung der Umwelt.
Die Forschungsanstalten veröffentlichen seit 1964 Grundlagenwerke, die den neuesten Kenntnisstand der Düngung unter schweizerischen Bedingungen abbilden, und aktualisieren diese Dokumente regelmässig. Die 2017 herausgegebenen «Grundlagen für die Düngung landwirtschaftlicher Kulturen in der Schweiz» (GRUD 2017) stellen einen Meilenstein dar.
Erstmals enthält ein modular aufgebautes Gesamtwerk das aktuelle Düngungs und Pflanzenernährungswissen für alle in der Schweiz angebauten Kulturengruppen: Ackerbau, Futterbau und verschiedene Spezialkulturen. Die neue Publikationsform erlaubt, bisherige Doppelspurigkeiten zu eliminieren und Düngungskonzepte und Empfehlungen über Kulturengruppen hinweg zu vereinheitlichen.
Nebst dem neuen Aufbau der GRUD 2017 sind auch in dieser Revision wieder relevante Inhalte aktualisiert worden. Dies betrifft u. a. die Anpassung einzelner Düngungsnormen, die Bereitstellung und Aktualisierung neuer Hilfsmittel für die
Düngungsbemessung, die Harmonisierung der Interpretation der Bodenuntersuchung in den verschiedenen Kulturen gruppen und die Anpassung von Nährstoffausscheidungs und Grundfutterverzehrswerten verschiedener Tierkategorien.
Die GRUD 2017 werden auf Deutsch, Französisch und Italienisch in gedruckter Form veröffentlicht. Neu ist, dass die GRUD 2017 zusätzlich als elektronische Webversion erscheinen, die bei Bedarf effizienter und rascher aktualisiert werden kann als die Printausgabe.
Ich bin überzeugt, dass die landwirtschaftliche Beratung, die Landwirtinnen und Landwirte, Forschenden und Personen der Verwaltung mit den GRUD 2017 ein aktuelles und umfassendes Hilfsmittel für Aspekte der Düngung und der Ernährung von landwirtschaftlichen Kulturen erhalten. Den Fachleuten, die das neue Grundlagenwerk erarbeitet haben, spreche ich meinen herzlichen Dank aus: den Autorinnen und Autoren von Agroscope und weiteren Institutionen (Bildungs und Beratungszentrum BBZ Arenenberg/TG, Forschungsinstitut für biologischen Landbau FiBL, Hauert HBG Dünger AG, JardinSuisse, Landwirtschaftliches Zentrum Liebegg/AG, Ökohum GmbH, Union fruitière lémanique), den beteiligten Redaktions und Übersetzungspersonen sowie den Vertreterinnen und Vertretern von verschiedenen Institutionen, die im Rahmen einer Vernehmlassung wertvolle Hinweise zur Verbesserung der GRUD 2017 gegeben haben.
Michael Gysi, CEO Agroscope
IIIAgrarforschung Schweiz 8 (6) : Spezialpublikation | 2017
1/ Einleitung 1
2/ Bodeneigenschaften und Bodenanalysen 2
3/ Pflanzenanalysen 3
4/ Eigenschaften und Anwendung von Düngern 4
5/ Ausbringtechnik bei Hof-, Recycling- und Mineraldüngern 5
6/ Pflanzenernährung im biologischen Landbau 6
7/ Düngung und Umwelt 7
8/ Düngung von Ackerkulturen 8
9/ Düngung von Grasland 9
10/ Düngung im Gemüsebau 10
11/ Düngung von Gemüsekulturen auf Substrat 11
12/ Düngung im Weinbau 12
13/ Düngung im Obstbau 13
14/ Düngung von Beerenkulturen 14
15/ Düngung von Medizinal- und Aromapflanzen 15
16/ Düngung von Zierpflanzen und Gehölzen 16
17/ Anhänge 17
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: [email protected]
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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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1/ Einleitung
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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1/ Einleitung
Agrarforschung Schweiz 8 (6) : Spezialpublikation | 2017
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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