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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017

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

17/15Agrarforschung Schweiz 8 (6) : Spezialpublikation | 2017

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

II Grundlagen für die Düngung landwirtschaftlicher Kulturen in der Schweiz (GRUD) | Juni 2017

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

IV Grundlagen für die Düngung landwirtschaftlicher Kulturen in der Schweiz (GRUD) | Juni 2017

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: walter.richner@agroscope.admin.ch

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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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1/ Einleitung

Grundlagen für die Düngung landwirtschaftlicher Kulturen in der Schweiz (GRUD) | Juni 2017