Bodenbearbeitung mit gleichzeitiger Düngerablage in klassischen Direktsaatregionen
Bodenbearbeitung wird in einigen Direktsaatregionen zunehmend interessanter. Michael Horsch spricht über verschiedene Systeme weltweit, die ihr Augenmerk bei der Bodenbearbeitung auf eine gleichzeitige Ablage von Dünger in die Tiefe legen.
„Während wir in intensiven Regionen wie Europa ein gestiegenes Interesse an Direktsaat beobachten können, stellen wir gleichzeitig fest, dass in klassischen Direktsaatregionen die Bodenbearbeitung wieder interessanter wird“, sagt Michael Horsch. Das hat unterschiedliche Gründe. Dazu zählen unter anderem Störschichten, Dichtlagerungen und Verdichtungen im Boden. Das ist gerade auf Böden, die einen ausgeprägten Sandanteil aufweisen wie in Australien oder Südamerika der Fall. Das sind Standorte, die seit zwei Jahrzehnten oder länger sehr erfolgreich in Direktsaat bewirtschaftet werden. „Hier sehen wir auch, dass Landwirte es geschafft haben, durch gezielte Bodenbearbeitung mit längeren zeitlichen Abständen Erträge zu steigern. Mit dem Ziel, den Wurzelraum zu vergrößern und Nährstoffe in die Tiefe zu bringen, um Pflanzen länger optimal ernähren zu können. Und dann im Folgejahr die Flächen wieder in Direktsaat zu bewirtschaften.“
Im folgenden Beitrag werden verschiedene Systeme, die weltweit im Einsatz sind, vorgestellt. Ein besonderes Augenmerk liegt auf der gleichzeitigen Düngerablage in der Tiefe. Der größte Unterschied bei den beleuchteten Verfahren liegt in der oberflächlichen Bearbeitungsintensität. Es lässt sich grob so einteilen: Je mehr Niederschlag fällt und je heißer die Spitzentemperaturen werden können, desto weniger Mischung ist an der Oberfläche gefragt. Aber lesen Sie selbst mehr dazu.
Evo CS Südamerika/Brasilien
„In Südamerika/Brasilien sehen wir eine steigende Nachfrage nach Geräten zur tiefen Bodenlockerung“, sagt Michael Horsch. Das Ziel dabei ist eine Lockerung in die Tiefe, um Schichtungen, die sich über mehrere Jahrzehnte Direktsaat gebildet haben, zu brechen. Diese Schichten wirken wie eine Verdichtung und verhindern weiteren Wurzeltiefgang. Die Ursache ist in den meisten Fällen das Einwaschen von feinen Bodenteilchen von der Oberfläche und auf leichteren Standorten die Dichtlagerung des Sandes. In den Regionen mit hohen Niederschlägen und hoher biologischer Aktivität ist eine Lockerung ohne oberflächliche Mischung das Ziel. „Dort verkaufen wir vor allem Evo CS und neu auch den Evo TL. Der Einsatz von Dünger ist immer möglich bzw. auch von den Kunden nachgefragt. In den meisten Fällen handelt es sich dabei um Phosphor, aber wir sehen auch eine erweiterte Diskussion, Kalk tiefer abzulegen.“
Die Düngerablage erfolgt auf nahezu voller Arbeitstiefe. Dadurch können frische Nährstoffe, vor allem Phosphor und Kali, gezielt in den Boden gebracht werden. Eine Düngerausbringung ist auf zwei Ebenen möglich, mit der Option, die jeweilige Dosierung zu verändern und individuell anzupassen. Zum Einsatz kommt der Evo CS in Brasilien nicht als Standardwerkzeug, sondern vielmehr zur gezielten Aufwertung von Flächen, die üblicherweise in Direktsaat bewirtschaftet werden. Ausgestattet mit einem Packersystem hinterlässt er wieder eine geschlossene Oberfläche.
Tiger MT mit FertiProf Ukraine
Der Tiger MT kann in einem Arbeitsschritt sehr viel organisches Material einmischen und wird daher in der Ukraine vor allem nach Körnermais und Sonnenblumen eingesetzt. Ziel ist es, ein vernünftiges Mischverhältnis herzustellen, damit das Stroh über die Vegetationsperiode hinweg abgebaut werden kann. Der Tiger MT schafft es, in einer Überfahrt intensiv zu mischen, den Boden zu lockern und eben zu machen sowie rückzuverfestigen, um so einen saatfertigen Horizont zu erreichen. Der Vorteil des Einmischens ist, dass das Stroh viel intensiver mit dem Boden in Kontakt kommt und dadurch sicherer abgebaut wird.
In Kombination mit dem FertiProf Aufsatz kann Dünger direkt im Depot abgelegt werden. Der klare Vorteil dabei ist, dass der Dünger in die Tiefe gebracht wird, wo potenziell länger Wasser verfügbar ist und damit eine längere Nährstoffaufnahme möglich ist, da der Boden von oben abtrocknet. Das heißt, dass das Wasser länger für eine Nährstoffaufnahme verfügbar ist. Dieser Effekt spielt vor allem bei Phosphat, aber auch bei Kalium in Verbindung mit schweren Böden eine entscheidende Rolle. Zudem sucht die Pflanze gezielt nach Phosphorkonzentration. So wird dafür gesorgt, dass Wurzeltiefgang stattfindet. Der dritte Vorteil des Konzentrierens von Dünger ist, kleinräumig eine Absättigung des Bodens zu schaffen, damit die Nährstoffe für die Pflanze länger verfügbar sind. Die Schwarzerdeböden der Ukraine sind prädestiniert für die konzentrierte Ablage von Dünger, da sie oft knapp versorgt sind, in der Saison immer wieder trocken liegen und über sehr hohe Austauschkapazitäten verfügen.
Tiger MT Australien
Den Ansatz, den man mit dem Einsatz des Tiger MT in Australien verfolgt, ist, dass damit auf den teilweise sandigen Böden organisches Material untergemischt und der Boden tief gelockert wird. Was an der Oberfläche fein gemacht wird, wird über den Niederschlag eingewaschen und es bilden sich über Jahre hinweg Störschichten. Erste Erfahrungen zeigen, dass es positive Auswirkungen hat, wenn man diese Störschichten bricht und den Boden gleichzeitig mit dem Tiger MT wieder ebnet und rückverfestigt, um zu vermeiden, dass sich erneut Störschichten bilden. Es geht dabei in erster Linie darum, die Wasseraufnahme nach Niederschlägen zu maximieren und die Verfügbarkeit für die Kultur zu erhöhen. In Kombination mit einer MiniDrill wird der Tiger auch zur Aussaat von Zwischenfrüchten eingesetzt.
Panther USA
Seit etwa 2007 wird der HORSCH Panther (damals noch HORSCH Anderson 60-15) für die Düngerausbringung im Herbst in Nord- und Süddakota genutzt. Dieses System ist seitdem immer beliebter geworden und ist heute eine gängige Methode für die Düngerausbringung im Herbst, das von Landwirten genauso wie von Lohnunternehmern in diesen Regionen genutzt wird. Verglichen mit der herkömmlichen StripTill Methode mit einem Reihenabstand von 30“ arbeitet der Panther bei der Düngerapplikation mit einem Zinkenabstand von 15“. Er ist mit schmalen Zinken ausgestattet für Trocken-, Flüssig- und NH3-Dünger oder sogar für eine Kombination von verschiedenen Produkten gleichzeitig. Das Gesamtkonzept des Panthers bietet viele ackerbauliche Vorteile bei der Düngerausbringung im Herbst.
Der Panther hat sich bei den Minimalbodenbearbeitungs-/Direktsaat-Bewirtschaftungssystemen der Großbetriebe im nördlichen Maisgürtel von Nordamerika bewährt. Das Zinkensystem kann Dünger 8 bis 15 cm tief ablegen, wobei der Boden nur minimal bewegt wird. Ein Schneidscheibensystem vor jedem Zinken verhindert ein Verstopfen bei vielen Rückständen auf dem Feld. Die Rückstände auf der Oberfläche bleiben so gut wie unversehrt. Normalerweise arbeitet der Panther in einem leichten Winkel zur Särichtung. Das führt zu einer einheitlichen Bedeckung des Feldes. Düngerausbringung bei der Aussaat wird dadurch überflüssig, man ist unabhängig vom Reihenabstand der Sämaschine und der Boden wird optimal gelockert/gemischt, um flache Bodenverdichtungen aufzubrechen.
Die optimale Vorbereitung des Feldes ist eine weitere Stärke des Panther Systems. Bei der Düngerausbringung werden die Streifen geschlossen und angedrückt, es entstehen keine Dämme. Die Scheibeneinebnung und der Reifenpacker hinterlassen ein ebenes Feld für die Frühjahrsaussaat. Das Schließen und Andrücken unterstützt auch das Einschließen von NH3 im Boden: Der Streifen wird sozusagen versiegelt, um Verluste zu vermeiden. Der Mehrwert liegt in der Bodenbewegung und der Scheibeneinebnung: Fahrspuren, die bei der Ernte entstehen, werden geebnet. Einige Landwirte machen einen flachen Arbeitsgang zur Saatbettbereitung fürs Frühjahr, andere arbeiten mit dem „falschen“ Saatbett.
Der Panther hat eine hohe Kapazität zur Mitnahme von Trockendünger. Darüber hinaus kann ein NH3 Tank angehängt werden. Die Ergebnisse dieses sehr einfachen Systems in den Maisanbauregionen im Norden sind äußerst positiv. Die Erträge bei Mais sind vergleichbar mit typischen 30“ StripTill Systemen. Weiter im Norden bis nach West-Kanada wird der Panther mit einem echten 15“ Abstand für die Düngerstreifen im Herbst genutzt, darauf folgt dann im Frühjahr die Aussaat von Raps und Weizen. Darüber hinaus kann der Panther von Säanwendungen auf Düngeranwendungen umgebaut werden. Das erhöht natürlich das Einsatzspektrum und damit die Rentabilität der Maschine.
Phosphor und Kaliumdynamik im Boden
Die Verfügbarkeit von Phosphor im Boden kann grob in drei Teile gegliedert werden. Stabiles Phosphat ist an Calcium, Eisen, Aluminium oder in organischer Substanz festgebunden und nicht pflanzenverfügbar. Labiles Phosphat charakterisiert sich durch mehr oder weniger starke Sorption an Austauscher wie Tonminerale, Oxide oder organische Verbindungen. Gelöstes Phosphat liegt in der Bodenlösung als freies und sofort pflanzenverfügbares HPO42- vor. Das Gleichgewicht dieser drei Fraktionen fließt im Boden sehr rasch hin zum stabilen Phosphor und schränkt die Pflanzenverfügbarkeit auch des gedüngten Phosphors schnell und stark ein. Man spricht bei diesem Prozess auch von der Phosphoralterung und diese ist nur sehr schwer umkehrbar. Die Konzentration an gelöstem Phosphat ist mit durchschnittlich 1-2 mg/l sehr gering und es braucht für ausreichend Nachlieferung Bodenfeuchte, Bodentemperatur, gute Phosphatgrundversorgung, optimale Bodenreaktionen (pH-Wert, mikrobielle Aktivität, Wurzelexsudate). Ein hoher Humusgehalt erhöht den Anteil an labilem Phosphat und fördert dadurch die Verfügbarkeit ebenso wie eine gute Durchwurzelung durch die Kulturpflanze.
Phosphor ist an allen Energiestoffwechselprozessen in der Pflanze beteiligt und besonders wichtig für die Wurzelbildung und die Stärkeeinlagerung ins Korn.
Im Depot abgelegtes Phosphat wird an den Kontaktflächen des Depots zur Bodenumgebung wie gehabt sorbiert, bis die Bindungen dort abgesättigt sind. Der Großteil dieses löslichen Phosphats im Inneren des Depots bleibt so über einen längeren Zeitraum voll pflanzenverfügbar.
Die Aufnahme von Nährstoffen über den Massenfluss erfordert Wasser. Da Phosphor nur in sehr geringen Dosen in der Bodenlösung vorliegt, reicht der Massenfluss allein nicht aus. Für die zusätzliche Diffusion wird nochmals deutlich mehr an Wasser benötigt. Bei trockenen Bedingungen leidet daher die Aufnahme des Phosphats. Die Platzierung des Depots in eine tiefere, mit höherer Wahrscheinlichkeit wasserführende Schicht erhöht die Aufnahmesicherheit. Da labiles und stabiles Phosphat nicht auswaschungsgefährdet sind und lösliches Phosphat in geringer Konzentration vorliegt, ist das Risiko für eine Verlagerung in noch tiefere Schichten gering. In seltenen Fällen, bei fortlaufendem Entzug aus dem Unterboden ohne rückliefernde tiefere Rückmischung, kann diese Immobilität des Phosphats sogar von Nachteil in Trockenphasen sein.
Hohe Magnesiumgehalte begünstigen die Phosphoraufnahme. Die Eisen- und Zinkmobilität ist bei hohen Phosphorgehalten innerhalb der Pflanze eingeschränkt. Ein hohes Nitratangebot schränkt außerdem die Phosphoraufnahme ein.
Kalium ist im Gegensatz zum Phosphor wesentlich mobiler im Boden vorzufinden. Die drei Fraktionen findet man auch beim Kalium wieder. Allerdings sind Kaliumgehalte in Böden mit bis zu über 100.000 kg pro Hektar in den oberen 30 cm der Krume enorm. Die Bindung an Tonteilchen, organische Substanz und an Mineralien und Salze ist unterschiedlich stark und sorgt für stetige Nachlieferung und durch die hohe Löslichkeit des Kaliums auch für dessen leichte Auswaschbarkeit auf leichten Böden. Die Verfügbarkeit wird eingeschränkt durch die K-Sättigung am Austauscher (richtiges Verhältnis von Calcium, Magnesium und Kalium), die Bodenstruktur und die Tiefgründigkeit sowie durch Antagonismen u.a. mit Ammonium. Je höher der Gehalt an kaliumfixierenden Tonteilchen, desto stärker die Bindung und desto geringer die Auswaschungsgefahr. Tonige Böden mit hauptsächlich aufweitbaren Tonmineralen (Smectit bzw. die Umwandlung zu Illit) neigen nach langjährigem Entzug zur Kaliumfixierung unmittelbar nach der Düngung. Das gedüngte Kalium wird in den Zwischenschichten der Tonminerale eingelagert und ist nicht mehr verfügbar, bis diese Schichten wieder aufgefüllt sind. Da die Ionendurchmesser von K+ und NH4+ ähnlich groß sind, wird mitunter auch Ammonium in diese leeren Schichten eingebaut. „Frisches Kalium“ kann dabei Ammonium verdrängen und für eine Stickstoffnachlieferung sorgen.
Kalium hat Einfluss auf die Regulierung der Wasseraufnahme über die Wurzel, wodurch auch die Nährstoffnachlieferung und Verteilung innerhalb der Pflanzenteile beeinflusst wird. Bei Trockenheit ist sie für das saubere Schließen der Stomata verantwortlich und verhindert dadurch ein weiteres Austrocknen. Gerste und Zuckerrüben reagieren deutlich empfindlicher auf Kaliummangel als beispielsweise Weizen.
Durch die hohe Mobilität und gute Löslichkeit ist auch die kurzfristige Kopfdüngung von Kalium sinnvoll. Gut versorgte Böden mit hohem Tongehalt reagieren etwas langsamer auf die Kopfdüngung als sandige Böden. Bei schlecht versorgten tonigen Böden, erkennbar durch die geringen Gehalte löslichen Kaliums auch nach erfolgter Düngung, ist die Kopfdüngung nicht praktikabel. Hier muss die Versorgung der Pflanze über ein konzentriert abgelegtes Düngerband erfolgen. Die entstehende „Mizelle“ sättigt dabei wieder die anliegenden Tonminerale ab und bleibt im Kern innen pflanzenverfügbar.
Focus (StripTill)
Der Focus funktioniert nach dem Prinzip des StripTill, bei dem der Boden nur in den Saatreihen bearbeitet wird. Durch das vorgeschaltete Zinkenfeld wird der Boden streifenförmig gelockert und Ernterückstände aus dem Saat- und Wurzelraum beseitigt. Die Lockerungstiefe kann abhängig vom Boden variiert werden. Der Focus bietet verschiedene Möglichkeiten der Düngerausbringung. Neben einer 100-prozentigen Applikation direkt in den gelockerten Wurzelraum bzw. auf den Oberboden besteht die Option einer anteiligen 50:50 Ausbringung. So kann auf verschiedene Bedingungen bei der Saat eingegangen werden. Unter sehr guten Säbedingungen bietet die Ablage auf Bearbeitungstiefe die Möglichkeit, gezielt den unteren Krumenbereich mit frischen Nährstoffen zu versorgen. Sind die Bedingungen eher feucht und kalt, kann mit der 50:50 Ablage gezielt die Jugendentwicklung der Kultur gefördert und die Wurzel in die Tiefe „gelockt“ werden. Durch diese Lockwirkung ist die Pflanze deutlich trockenheitsresistenter, da sie schneller und effektiver Wurzeln in der Tiefe bilden kann.
Die Düngerplatzierung ist zum einen bei Böden wichtig, die mehrere Jahre nicht wendend bearbeitet wurden, um eine eventuelle Nährstoffarmut in Bodenschichten von 15 bis 30 cm auszugleichen. Zum anderen wirkt sich die konzentrierte Ablage von Dünger positiv auf die Nährstoffeffizienz und das Wurzelwachstum aus. Wichtig ist es, die Wirkung der Grundnährstoffe gezielt einzusetzen.