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Pflanzenbau 07.09.2018 08:21

Die richtige Wahl der N-Form

Stickstoff ist der Nährstoff mit dem höchsten Einfluss auf den Ertrag. Stickstoffdünger sind in den Formen Nitrat, Ammonium und Harnstoff erhältlich. Ihr unterschiedliches Verhalten im Boden, in der Umwelt und in den Pflanzen muss bei der Anwendung berücksichtigt werden.
  • Ammonsalpeter enthalten die beiden Stickstoffformen Ammonium und Nitrat. (Bild: Christian Keller)

Seit der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts werden natürliche Stickstofflagerstätten wie zum Beispiel in Chile (Chilesalpeter) abgebaut. Erst durch die Erfindung des Haber-Bosch Verfahrens im Jahr 1910 gelang die künstliche Herstellung von Stickstoffdüngern. Die industrielle Herstellung hat stark zur Effizienzsteigerung in der Landwirtschaft beigetragen. Stickstoff hat von allen Nährstoffen den stärksten Einfluss auf den Ertrag und wird daher auch als Motor des Pflanzenwachstums bezeichnet.

Funktionen von Stickstoff in der Pflanze
Stickstoff ist der wichtigste Baustein von Amminosäuren und Eiweiss (in 6 kg Protein befindet sich 1 kg Stickstoff). Zudem ist er Bestandteil von Chlorophyll und verschiedenen Enzymen. Stickstoff verzögert die Abreife und die Zeitspanne zur Ertragsbildung wird verlängert.

Düngung über den Boden oder das Blatt
Die Nährstoffe aus dem Boden gelangen über die Wurzel in den Stoffwechsel der Pflanze. Auch eine Versorgung über das Blatt ist möglich. Den Stickstoff aus der Luft können nur Leguminosen mithilfe der Knöllchenbakterien fixieren. Alle anderen Pflanzen sind deshalb auf eine externe Zufuhr über den Boden oder das Blatt angewiesen.

Nitrat zum Andüngen
Im Boden nimmt die Pflanze den Stickstoff hauptsächlich in Form von Nitrat (NO3–) und in geringerem Anteil auch als Ammonium (NH4+) auf. Nitrat ist im Bodenwasser gelöst und sehr mobil. Es gelangt über den Transpirationsstrom in die Pflanze und wirkt sofort. Nitrat ist auch unter ungünstigen Bedingungen wie Kälte schnell verfügbar. Nitrathaltige Dünger wie Ammonsalpeter oder Nitroplus eignen sich damit ideal zum Andüngen im Frühling, wenn die Stickstoffnachlieferung aus Hofdüngern und dem Boden noch gering ist. Dank der sofortigen Wirkung von nitrathaltigen Düngemitteln kann die Kultur präzise, dem Entwicklungsstadium entsprechend, geführt werden. Wird Nitrat nicht sofort durch Pflanzen aufgenommen, besteht Auswaschungsgefahr.

Ammonium fördert das Wurzelwachstum
Ammoniumstickstoff (NH4+) ist positiv geladen und wird dadurch an die Bodenteilchen gebunden. Ammonium ist deshalb im Boden nicht mobil und wirkt langfristiger als Nitrat. Die Pflanzen müssen zum Ammonium wachsen, wodurch sich ihr Wurzelwerk vergrössert. Durch Bakterien wird Ammonium im Boden zu Nitrat umgewandelt. Der Prozess hängt stark vom Boden und vom Klima ab und dauert zwischen wenigen Tagen bis zu mehreren Wochen. Je höher die Temperatur (bei ausreichender Wasserversorgung), desto aktiver das Bodenleben und desto schneller die Umwandlung.
Ammoniumhaltige Dünger eignen sich, wenn das Wurzelwachstum gefördert werden soll und eine leicht verzögerte Wirkung erwünscht ist. Ammonium ist deshalb in den meisten Düngern enthalten, die zur Saat ausgebracht werden, zum Beispiel in Unterfussdünger No-Till 20.20.0 oder in Volldünger wie Rapsdünger NPK.
Die bekannten Ammonsalpeter enthalten Stickstoff als Nitrat und als Ammonium und haben dadurch eine schnelle und anhaltende Wirkung.

Harnstoff für langanhaltende Wirkung
Harnstoff wird im Boden über mehrere Schritte zuerst zu Ammonium und anschliessend zu Nitrat umgewandelt. Auch Harnstoff ist an Bodenteilchen gebunden und nicht mobil. Harnstoff wirkt längerfristig und ist dadurch ideal für die Versorgung von Mais. Harnstoffhaltige Dünger wie Harnstoff 46 oder Sulfamid können ausgebracht werden, solange der Bestand noch befahrbar ist. So bleibt der Mais auch danach gut versorgt. Harnstoff sollte nur auf trockene Blätter ausgebracht werden um Verbrennungen zu verhindern.

Organischer Stickstoff – der Vorrat im Boden
Der grösste Teil des Stickstoffes im Boden ist Teil vom Humus, ist also organisch gebunden. Der Humus entsteht durch Erntereste und Hofdünger, welche von Mikroorganismen umgebaut werden. Organischer Stickstoff aus Humus wird nur langsam pflanzenverfügbar. Um den Humus langfristig zu erhalten, müssen mindestens so viele Nährstoffe auf das Feld gebracht werden, wie durch die Abfuhr von Erntegut und Stroh sowie durch Verluste vom Feld abgehen.

Stickstoffeffizienz
Die Stickstoffeffizienz gibt an, wie hoch der Anteil des gedüngten Stickstoffs ist, der von den Pflanzen aufgenommen wird. Je höher die Stickstoffeffizienz eines Düngers ist, desto geringer der Anteil, der ausgewaschen wird oder gasförmig als Ammoniak und Lachgas entweicht. Geringe Verluste sind unvermeidbar. Um grössere Verluste zu verhindern eignen sich folgende Massnahmen:

  • Die Düngung aufteilen und dem Bedarf der Kultur anpassen. 
  • Der Boden sollte möglichst ganzjährig durch Pflanzen bedeckt sein. Anbaupausen in der Fruchtfolge sind kurzzuhalten, wenn möglich mit Zwischenfrüchten überbrücken.
  • Stickstoffdünger nur bei ausreichend Feuchtigkeit ausbringen oder sofort einarbeiten.
  • Ein optimaler pH-Wert zwischen 6,5 und 7,0 verbessert die biologische Aktivität des Bodens. Dadurch werden die Mineralisierung von organischem Stickstoff und die Nitrifikation gefördert. 
  • Eine Bodenanalyse und die anschliessende Düngung weiterer Nährstoffe wie Kalium, Phosphor, Magnesium und Schwefel sorgen ebenfalls für eine optimale N-Effizienz.

Schwefel nicht vergessen
In der Pflanze wird Nitrat erst reduziert, bevor es im Stoffwechsel weiterverwendet werden kann. Ist zu wenig Schwefel vorhanden, wird diese Umwandlung blockiert. Bei der Stickstoffdüngung ist deshalb immer auch auf eine genügende Schwefelversorgung zu achten. Mit schwefelhaltigen Stickstoffdüngern wie zum Beispiel Mg-Ammonsalpeter, Bor-Ammonsalpeter oder Sulfamid kann der Schwefelbedarf gedeckt werden.  Quelle: UFA-Revue 9/2018
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