Original paper

Feldversuchsergebnisse zur quantitativen Abschätzung des Stickstoffumsatzes im System Boden-Pflanze

[Field Experiments to Prove a Model for Quantitative Evaluation of the Nitrogen Turnover in the Soil-Plant System]

Wentzien, Christian; Timmermann, Friedel; Söchtig, Horst

Kurzfassung

In einem Feldversuch auf tiefgründiger Löß-Parabraunerde mit steigender N-Düngung von 50--200 kg/ha (in bis zu 3 Gaben) zu Winterweizen wurde der zeitliche Verlauf der Nmin-Gehalte im Boden und der N-Aufnahme der Pflanzen sowie die Erträge gemessen. Als Folge der unterschiedlichen N-Gaben stiegen die Nmin-Gehalte in der oberen Bodenschicht von 0--30 cm insbesondere nach dem ersten Düngungstermin an. In den tieferen Bodenzonen 30--60 und 60--90 cm zeigten sich dagegen keine signifikanten düngungsbedingten Unterschiede. Die N-Aufnahme der Pflanzen verhielt sich gegenläufig zu den Nmin-Gehalten im Boden. Zu Vegetationsende war der durchwurzelte Boden bei allen Varianten bis auf einen ungefähr gleich großen Nmin-Rest von 30 kg/ha ausgeschöpft. Der Kornertrag folgte in Abhängigkeit von der N-Düngung einer Optimumskurve, die bei 170 kg N/ha in 3 Gaben von 50--60--60 ihren Höchstwert erreichte. Zwischen dem N-Entzug durch Korn und Stroh und der N-Düngung wurde eine lineare Beziehung nachgewiesen. Die N-Düngerausnutzung lag in allen Varianten bei etwa 68 %. Bei einer überschlägigen N-Bilanz errechnete sich für die verschiedenen Varianten ein Defizit bzw. ein Überschuß von --11 bis + 35 kg N/ha, wobei der Bilanzgewinn vor allem bei höheren späten Gaben zu verzeichnen war. Ein Vergleich der gemessenen Werte mit Modellrechnungen zeigt, daß der Verlauf der Nmin-Gehalte im Boden und die N-Aufnahme der Pflanzen hinreichend genau beschrieben werden.

Abstract

In a field experiment on a deep Parabraunerde from loess (luvisol) the effect of increasing N-fertilization from 50 to 200 kg/ha (added in up to 3 doses) on the time dependent Nmin-content of the soil, the N-uptake of the plants and the yield of winter wheat were determined. According to the various N-doses the Nmin-content in the upper soil layer (0--30 cm) increased particularly after the first application. On the other hand there were no significant differences in the deeper zones (30--60 and 60--90 cm) depending upon the N-fertilization. The N-uptake of the plants behaved inversely to the Nmin-contents of the soil. At the end of the growth period only 30 kg/ha Nmin remained in the root zone without significant differences between the N-treatments. The grain yield as a function of the N-fertilization followed an optimum curve, with the highest yield at 170 kg N/ha (in 3 doses of 50--60--60). The N-uptake by grain plus straw correlated linearly with the N-fertilization. The nitrogen efficiency reached about 68% in all treatments. In an approximate N-balance a deficit resp. a surplus, depending on the particular treatment, in the range of -- 11 to + 35 kg N/ha has been calculated. The surplus increased with higher and late N-doses. A comparison of the measured data with model calculations shows that the Nmin-content in the soil and the N-uptake of the plants can be fairly well described by the mathematical simulation procedure.

Keywords

Field experimentsmathematical methodsnitrogenfertilisationloessluvisolplantsadsorptionbalanceagriculture Northern German Hills (Schladen)Lower Saxony TK 25: Nr. 3929