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Pflanzenernährung (Subject) / Grundlagen (Lesson)

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• Welche Maßnahmen zur Verminderung von Denitrifikations-Verlusten sind Ihnen bekannt? (4P) • Konzentration an mineralischen N möglichst gering halten• Nitrifikation hemmen → Nitrifikationshemmer im Ammonium-Dünger  --> Dadurch dass immer nur kleine Mengen nitrifiziert werden, nutzen die Pflanzen den Stickstoff besser aus • Lufthaushalt berücksichtigen-->Düngung nicht auf Wassergesättigte Böden-->Bewässerungsstrategien anpassen-->Organische Dünger möglichst gleichmäßig verteilen• pH optimieren
• Welches sind die wichtigsten 3 Quellen für Ammoniak-Emissionen? Unterscheiden Sie zwischen den Ausgangsstoffen einerseits und den Orten der Emission andererseits! (6x0,5= 3P) • Ausgangsstoffe: Rinder/Schweine (Gülle), Mineraldünger• Orte: Ausbringung, Stall Lager
• Wie wirken pH-Wert und Temperatur auf die Höhe der Ammoniak-Emissionen nach Gülle-Applikation? (4P) • Je höher die Temperatur, umso größer die gasförmigen N-Verluste• Ab ca. pH 7,5 steigt der NH3- Anteil → Abwesenheit von H+ Ionen• Eckpunkte um N-Verluste zu vermeiden: pH< 7,0 und niedrige Temperaturen
• Wovon sind die Ammoniak-Verluste nach der Ausbringung von Wirtschaftsdüngern abhängig? (4P) • Art des Wirtschaftsdüngers• Tagestemperatur, pH Wert• Ausbringung auf Stroh oder direkt auf Boden, Ausbringtechnik• Wie lange der Wirtschaftsdünger ausgebracht ist, bevor er eingearbeitet wird und wann wird er ausgebracht• Ausgasen von NH3
• Benennen Sie die 3 Stufen der Mineralisation von organisch gebundenem N im Boden. (3P) • Hydrolytische Spaltung von Makromolekülen• Ammonifikation• Nitrifikation
• Was versteht man unter Ammonium-Fixierung? (2P) • Fixierung = „spezifische Bindung“• NH4+ - Ion verhält sich wie K+ - Ion• An- und Einlagerung in 3-Schicht-Tonminerale
• Vergleichen Sie NH4-N und NO3-N bzgl. Immobilisierung und Fixierung! (4P) • Ammonium wird im Gegensatz zu Nitrat teils fixiert und kann immobilisiert werden• Nitrat wird nicht Fixiert, jedoch immobilisiert
• Nehmen Sie Stellung zur Aussage „Da Weizenkorn durchschnittlich 2% N enthält wird für einen Ertrag von 9 t immer eine N-Düngung von 180 kg N/ha benötigt“! (4P) • Gleiche Erträge werden mit unterschiedlichen N-Düngermengen erreicht • Keine Korrelation zwischen Ertrag und notwendiger N-Düngermenge• Optimale N-Düngermenge variiert auf einem Schlag mit gleicher Frucht und Vorfrucht• Umweltfaktoren spielen eine Rolle und Stickstoffnachlieferung aus dem Boden variiert (Nmin)
• Skizzieren Sie eine typische Ertragskurve für Weizen in Abhängigkeit von der N-Düngung und erklären Sie den Unterschied zwischen „Maximalertrag“ und „ökonomisch optimaler Ertrag“. (4P) • Ökonomisch optimale N-Düngermenge ist abhängig von Preisen für Dünger bzw. Produkt • Da das Gesetz des abnehmenden Grenzertrages in diesem Fall gilt, ist eine zusätzliche Gabe an Stickstoff irgenwann nicht mehr rentabel weil der Mehrgewinn geringer als die Mehrkosten sind• Den Maximalertrag zu erreichen ist selten Ökonomisch sinnvoll, weil die hohe N-Gabe kaum noch Ertragswirksam ist
• Beschreiben Sie die Vorgehensweise bei der Durchführung der Nmin-Probenahme im Feld. (4P) • Probenahme (Landwirt)--> Kurz vor Düngetermin• Geräte                                                                                                                                         --> Handbohrer ein-/mehrteilig--> Fahrzeuggestützt• Entnahmetiefe• 0-30cm• 30-60cm• 60-90cm• Einstiche --> 15 - 20 Proben pro Sammelprobe• Proben kühlen
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• Was versteht man unter dem Begriff „Nmin-Sollwert-Korrektur“? Geben Sie 3 Beispiele! (2+3=5P) • Korerektur wegen unterschiedlichen Faktoren, die die N-Lieferung beeinflussen• Bsp.: Standorteigenschaften • (kalte Böden +20; flachgründige Böden +20)• Bewirtschaftungsverhältnisse (langjährige org. Düngung -10)• Vorfrucht (Weizen nach Getreide +20; Gerste(Roggen/Triticale nach Blattfrucht -20)
• Benennen Sie die 3 Verfahrensprinzipien zur Bestimmung der N-Nachlieferung unter Laborbedingungen. (3P) Inkubationsversuche• Optimale Temperatur- und Feuchtebedingungen• Kurz-/Langzeit-Bebrütung Extraktionsverfahren• Stoffe die im Boden vorhanden sind erfassen und in Beziehung zur Mineralisation bringen Mikrobiologische Ansätze• Biomasse- N → Viele Mikroorganismen viel Mineralisation• Enzymaktivitäten → Viele Enzyme /Aktivität → viel Mineralisation
• Benennen Sie 4 Methoden zur Ableitung des N-Düngebedarfs anhand des Pflanzenzustands im Feld? (4P) • Farbkarten zur Erfassung der Grünfärbung• Düngefenster zur Abschätzung der Nachlieferung• Nitrat-Schnelltest nach Nietsch• Messung des Chlorophyllgehaltes im Blatt --> Yara N-Tester
• Beschreiben und beurteilen Sie die Anlage eines so genannten „Düngefensters“ zur Ermittlung des N-Düngebedarfs. (4P) Vorgehensweise--> Auf einer kleinen Teilfläche (ca. 25m längs einer Fahrspur) weniger N applizieren• Sobald diese Fläche heller wird, erfolgt Anschlussdüngung Vorteile• Durchführung einfach• Keine Zusatzkosten Nachteile• Höhe der Nachdüngung kann nicht abgeleitet werden
• Beschreiben und beurteilen (jeweils 2 Vor- bzw. Nachteile benennen) Sie den „Nitrat-Pflanzensafttest (= Nitrat-Schnelltest)“ zur Ermittlung des N-Düngebedarfs. (2+2x2=6P) • Probenahme: vor N-Düngung; Pflanzenteil Haupttrieb; 30 Entnahmestellen• Probenaufbereitung: 1 cm vom Haupttrieb unmittelbar über Erdoberfläche abschneiden; Pflanzensaft auspressen• Nitrat-Bestimmung: Teststäbchen eintauchen und nach 15, 30 und 60 Sek. Verfärbung mit Farbskala vergleichen oder Messung mit Reflektometer Vorteile: • Durchführung relativ einfach• Analyse des aktuellen Zustandes Nachteile: • umständliche Gewinnung des Pflanzensaftes• nur bei Nitrat-N-Ernährung über die Wurzel, nur eine Momentaufnahme der N- Versorgung
• Beschreiben und beurteilen (jeweils 2 Vor- bzw. Nachteile benennen) Sie die Nutzung des N-Testers zur Ermittlung des N-Düngebedarfs. (2+2x2=6P) Chlorophyll-Messung durch N-Tester Probenahme/Messung: • vor N-Düngung zum Schossen/Ährenschieben• Blattmitte von vollentwickelten jüngsten Blatt als Probe• mindestens 30 Einzelmessungen Auswertung:• Korrektur des angezeigten durchschnittwertes um den entsprechenden Sortenkorrekturwert• Ermittlung der Höhe der N-Düngung zum Schossen/Ährenschieben mit dem sortenbereinigten Messwert aus der Tabelle• Düngeempfehlung: auf Grundlage von Feldversuchen Vorteile: • gezielte Düngung möglich• kostengünstig, einfache und sichere BedienungNachteile: • Chlorophyll-Gehalt nicht nur vom N-Gehalt abhängig• Eichung verschiedener Kulturen, Arten, Sorten in Feldversuchen notwendig
• Beschreiben Sie den Unterschied zwischen so genannten „Offline-“ und „Online-Systemen“ bei der Teilflächenbewirtschaftung. (4P) • Offline-Systeme erfassen eine Zeitspanne von mehr als 48 h zwischen Ausbringung und Analyse; Kosten nur pro Überflug• Online-Systeme erfassen die Echtzeit, Erfassung der Daten, Analyse und Ausbringung in einem Arbeitsgang; mit Geräteanbau; nur mit PC möglich; hohe Anschaffungskosten
• Beschreiben Sie das Mess-System „Crop-Meter“. (4P) • Das Crop Meter misst den Biegewiederstand des Bestandes in der Fahrgasse als Indiz für die Nährstoffversorgung und Entwicklung--> Hoher Wiederstand = gut versorgter und Entwickelter Bestand --> Fahrgasse ist wenig repräsentativ für den Bestand
• Beschreiben Sie das Mess-System „YARA N-Sensor“. (4P) • Messprinzip:• Eine Optik erfasst das direkt einfallende Tageslicht• 4 Optiken erfassen das reflektierte Licht aus dem Pflanzenbestand• Dadurch kann der Computer berechnen wie viel N Benötigt wird
• Nennen Sie 5 Vorteile der teilflächenspezifischen N-Düngung im Vergleich zur einheitlichen N-Düngung. (5P) • Bedarfsgerechte N-Düngung an jeder Stelle des Feldes• Höhere N-Effizienz der Düngung• Exakte Dokumentation der Düngung• Geringere N-Bilanzsalden im Vergleich zur schlageinheitlichen Düngung• Vermeidung von Lagergetreide und damit verbundenen Ertrags- und Qualitätseinbußen sowie Trocknungskosten• Variable, bedarfsgerechte Spätdüngung: höhere und ausgeglichenere Rohproteingehalte
• Vergleichen Sie den Kalkwert von Kalkstickstoff, KAS und ssA (bei der Angabe der Werte die Einheit nicht vergessen!!). (3P) • KAS: • -58 kg CaO je 100 kg N• Kalkstickstoff: • +177 kg CaO je 100 kg N• SSA: • -300 kg CaO je 100 kg N
• Wie verändert sich der pH-Wert im Boden bei Einsatz von KAS, Harnstoff und ASS? (3P) KAS: • pH sinkt in 8 Jahren von pH 5,1 bis auf pH 4,7, dann steigt wieder etwas bis insgesamt nach 16 Jahren auf pH 4,8 Harnstoff: • Kurzfristig: --> steigt der PH-Wert durch die Protonierung von NH3 an  --> Hoher PH-Wert führt zur Ausgasung von NH3--> Im Gegenzug führt die Nitrifikation zur Versauerung → daher singt der PH nach einiger Zeit wieder (ca..15Tage) wieder • Langfristig:-->pH sinkt stark in 8 Jahren von pH 5 auf pH 4,5, dann bleibt pH etwa gleich ASS:• Senkt den PH-Wert am schnellsten und am meisten
• Was bewirken Stoffe wie DCD oder DMPP im Boden? (4P) • Das sind Nirifikationshemmstoffe• Setzen die Nitrifikation runter bzw. verzögern diese (DMMP 10 mal stärker als DCD)
• Wovon hängt die Wirkungsgeschwindigkeit verschiedener N-Dünger ab? Vergleichen Sie KAS, AHL und Harnstoff. (3P) --> Hängt von der Zusammensetzung ab• KAS sehr schnell wirksam; 50% Nitrat, 50% Ammonium• AHL mittel schnell wirksam; 25% Nitrat, 25% Ammonium, 50% Amid• Harnstoff langsam wirksam; 100% Amid
• Erläutern Sie Vor- und Nachteile von „stabilisierten“ N-Düngern. (4P) Vorteile: • Kosten• Überfahrten --> Arbeitserleichterung• gut für Extensivvarianten Nachteile:• Teurerer Dünger• Qualität kann nicht so gut beeinflusst werden (späte Düngung --> Rohproteingehalte)
• Welche Bodenuntersuchungsmethoden zur Erfassung des „pflanzenverfügbaren“ P kennen Sie? (4P) • Doppellaktatmethode (DL-Methode): erfasst zum Teil zu hohe P-Gehalte• Calcium-Ammonium-Laktat (CAL-Methode): Standard in Deutschland; größerer P-Pool wird erfasst als bei der Extraktion• Extraktion in Wasser (P-Wasser): erfasst nur pflanzenverfügbares P• EUF-Methode
• Wie beurteilen Sie die DL-Methode im Vergleich zur CAL-Methode bei der Erfassung des pflanzenverfügbaren Phosphats in Böden, die mit Hyperphos bzw. Superphosphat gedüngt wurden? (4P) • DL-Methode erfasst zu Teil zu hohe P-Gehalte• Der pH ist bei DL-Methode niedriger• Mit Rohphosphat gedüngte Böden werden mittels DL überbewertet
• Nennen und bewerten Sie die 5 wichtigsten mineralischen P-Dünger. (5P) Superphosphat/ Triplesuperphosphat: • P-Anteil über 90% wasserlöslich → grobe Granulierung möglich (Ausbringungserleichterung)• auf fast allen Böden gleichgut einsetzbarThomasphosphat: • schwache Säurewirkung notwendig• P-Wirkung langsamer• intensiver Bodenkontakt nötig• wertvolle NebenbestandteileTeilaufgeschlossenes Rohphosphat:• preisgünstiger bei geringer Säurezugabe im Aufschlussverfahren• Beurteilung des schwerlöslichen Anteil ungewiss• schnelle Anfangswirkung und Nachwirkung aus verzögerter P-FreisetzungWeicherdiges Rohphosphat: • schlecht löslich, daher noch stärkere Säurewirkung zur Umsetzung förderlich• sehr langsame P-Wirkung• Verwendung finden weicherdige Rohphosphate (P-Anteil mindestens zu 55% in Ameisensäure löslich)
• Welche Voraussetzungen müssen für eine ausreichende Wirkung von Rohphosphaten gegeben sein? (5P) • Mäßig bis stark saure Böden (jedoch oberhalb ph 4,5)• Genügend Fecuhtigkeit zur Umsetzung• Genügend Wärme (opt. 30°C)• Biologische aktive Böden• Geringere P- und Ca-Konzentration in der Bodenlösung • Intensiver Bodenkontakt
• Wie bewerten Sie die P-Wirkung von Stallmist, Bioabfallkompost bzw. Fleischknochenmehlen im Vergleich zu Super- oder Triplephosphat? (4P) • Wirkung von Bioabfall und Knochenmehlen ist viel schlechter als von Phosphat-Düngern → die bringen nix• Stallmist bedeutend besser als Bioabfall oder Knochenmehle, aber nicht so gut wie Phosphat-Dünger
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• Wovon hängt die K-Auswaschung ab? (2P) • Von der Nutzung (Ackerland, Wiese, Wald)• Von der Bodenart (Sand oder Lehm oder…)• Vom Niederschlag (Sickerwasser)
• Nennen Sie 3 wichtige Bodenuntersuchungsmethoden zur Charakterisierung des K-Angebotes im Boden? (3P) • CaCl2-Methode für leicht austauschbares K• Elektro-Ultra-Filtration (EUF) für austauschbares K und Pufferkapazität• CAL-Methode für leicht und schwer austauschbares K
• Welcher wichtige Bodenparameter muss bei der Beurteilung der K-Versorgung berücksichtigt werden und wie wirkt sich dies auf die Richtwerte für die K-Gehaltsklassen aus? (3P) • Der Tongehalt im Boden muss berücksichtigt werden• Je höher der Tongehalt im Boden ist, desto höher sind die Richtwerte für K in den Gehaltsklassen• Grund dafür ist die große Bindungsmöglichkeit der Tonminerale an K
• Nennen Sie 3 K-Dünger in denen K unterschiedliche (!!) Bindungspartner hat und bewerten Sie die Einsatzmöglichkeiten. (3P) • 40er /60 er Kali: Bindungsform KCl → überall einsetzbar, außer Industriekartoffeln und Obstbau, gut wasserlöslich• Patentkali: Bindungsform K2SO4 → sehr teuer, zusätzlich S• Kali-Nitrat: Bindungsform KNO3 --> zusäzlich N , schnell verfügbar
• Erläutern Sie die Wirkung verschiedener K-Düngungsstrategien (Applikationstermin bzw. K-Düngerform) anhand einer einfachen Skizze auf Ertrag, Stärkegehalt und Stärkeertrag bei Kartoffeln. (3P) • Bei KCL Applikation im Frühjahr steigt der Knollenertrag bis 100 kg Düngung/ha bis 380 dt/ha an, fällt dann aber stark ab und liegt bei 300 kg/ha Düngung bei 330dt/ha. Bei der KCL- Düngung im Herbst steigt der Ertrag konstant an und liegt bei einer 300kg Düngung bei 400dt/ha Knollenertrag. Bester Knollenertrag bei K2SO4 im Frühjahr mit einem Anstieg auf bis zu 500 dt/ha• KCL im Frühjahr sehr stark abfallender Stärkeertrag ohne vorherigem Anstieg(Von 16,8% auf 14 % bei 300 kg Düngung) Die KCL- Düngung im Herbst steigt kurz an bis auf 17 % Stärke, fällt dann aber auch bei einer Düngung von 300 kg/ha auf 16 %. K2SO4 im Frühjahr steigt ebenfalls auf 17,5 % an, fällt aber bei 300 kg Düngung auf 16,5 % ab. • Die K2O- Düngung im Frühjahr flacht nach einem Anstieg von 60 dt/ha Stärke bei einer Düngung von 50 kg K20 ab und liegt bei einer Düngung von 300 kg bei unter 50 dt/ha Stärke. Die Düngung im Herbst steigt bis zu einer Düngung von ca 100 kg K2O auf 65 dt/ha Stärke an und verläuft danach konstant. Die K2SO4 Düngung im Frühjahr steigt ebenfalls bis zu einer Düngung von 100 kg K2O bis auf 75 dt/ha Stärke an und verläuft danach bis 300 kg Düngung konstant weiter
• Auf welchen Böden ist die Gefahr der Mg-Unterversorgung besonders groß und warum? (4P) • Gefahr auf Sandböden besonders groß• Wegen geringer Tongehalt• Wegen locker sorbiertes MG (vor allem bei niedrigen pH-Werten)• Wegen geringe Reserven (geringe Nachlieferung
• Nennen sie 6 verschiedene Mg-haltige Dünger. (6x0,5=3P) • Kieserit• Patentkali• Kali-Rohsalz• Mg-Branntkalk• Mg-Löschkalk• Kohlensaurer Mg-Kalk
• Vergleichen Sie die Adsorption von Sulfat bzw. Phosphat im Boden in Abhängigkeit vom pH-Wert. (4P) • Bei PH 4,4 ist die Adsorption im Boden bei beiden gleich • Steigt der PH an → sinkt die relative Adsorption von Sulfat drastisch ab (ca. 0%)• Phosphat sinkt nur leicht ab (ca. 75%)
• Erklären Sie das Prinzip des Schwefelschätzrahmens. (5P) • Der Schwefelschätzrahmen ist nach einem Punktesystem gestaffelt und bewertet den Schwefelbedarf einer Fläche. Da bei müssen die unterschiedlichen Einflussfaktoren, wie Bodenart, Humusgehalt, verfügbarer Wurzelraum, Witterung, Strukturschäden Nmin Gehalt, Ertragsniveau, Fruchtfolge und Düngung angegeben oder geschätzt werden, diese ergeben dann unterschiedlich viel Punkte
• Bewerten Sie die folgenden Methoden bzgl. ihrer Kosten für die Erstellung einer S-Düngeempfehlung: Smin-Messung, Blattanalyse, S-Schätzrahmen. (3x2=6P) • Kosten Smin-Messung: 20-40 Euro/ha --> Untersuchung dauert lange, mit Nmin kombinierbar• Kosten Blattanalyse: 30-70 Euro/ha --> sehr exakt aber am teuersten• Kosten für Schätzrahmen: ist kostenlos bzw. Sehr sehr günstig. Einfach und schnell, aber gibt keine genaue Angabe über zu düngende S-Menge
• Beschreiben Sie die S-Düngung zu Winterraps. (5P) • Vorwinterbedarf: o S-Gabe zur Saat von max. 20 kg/ha S o bei höherer Dosierung  Auswaschungsverluste• Frühjahrsbedarf: o meist über NS-Düngero max. S-Bedarf zwischen Blühbeginn und Samenbildung  --> zur  N-Gabe max. 50 kg/ha So bei akutem Mangel Blattdüngung 20-30 kg/ha als Bittersalz
• Wodurch wird die S-Aufnahme aus elementarem Schwefel beeinflusst? (2P) • Durch die Partikelgröße des Düngers --> großer Korndurchmesser schlecht umsetzbar bodenversauernd, viele Schritte bis zur Aufnahme, erst nach Oxidation verfügbar
• Was versteht man unter dem „Kalkwert“ bei verschiedenen N-Düngemitteln? Vergleichen Sie schwefelsaures Ammoniak und Kalkammonsalpeter! (4P) • Kalkwert= Kalkverlust bzw. – gewinn in kg CaO• Vergleichbares Säure Base verhalten • Schwefelsaures Ammoniak: -299 je 100 kg N; -63 je 100 kg Dünger• Kalkammonsalpeter (KAS): -56 je 100 kg N; -15 je 100 kg Dünger• Als Maßstab ist kg CaO / 100kg vom jeweiligen Dünger
• Welche 2 Bodeneigenschaften werden bei der Ableitung der pH-Klasse C berücksichtigt? (4P) • Bodenart (je lehmiger der Boden, desto höher die Erhaltungskalkung)• Humusgehalt des Bodens (je geringer der Humusanteil, desto höher die Erhaltungskalkung)
• Welche Ziele werden mit einer Kalkung angestrebt? (4P) • Verbesserung der Bodeneigenschaften: • Erhöhung des pH-Wertes--> Verbesserung der Nährstoffverfügbarkeit--> Erhöhung der mikrobiellen Aktivität--> Verringerung der Schwermetallverfügbarkeit• Verbesserung der Bodenstruktur• Zufuhr von Ca2+-Ionen
• Wie wirkt sich ein Anstieg des pH-Wertes von 5,0 auf 6,5 aus auf die Verfügbarkeit von N, P, Cu und Mo? (4P) • N: Verfügbarkeit steigt an• P: Verfügbarkeit steigt stark an• Cu: Verfügbarkeit bleibt gleich• Mo: Verfügbarkeit steigt

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