Mais

Silomaisdüngung
Ertragspotential ausschöpfen – N-Effizienz optimieren

I. N-Düngung zu Silomais ohne Zwischenfruchtanbau

In den Mitgliedsgemeinden der AGLW hat die Höhe der organisch-mineralische Düngung des Silomaises in den zurückliegenden Jahren kontinuierlich abgenommen. Dies bestätigen auch die N_min-Gehalte zum Ende der Vegetationsperiode. Grundlage des Rückgangs war die jährlich aktuelle und mit Praxisdemonstrationen begleitete Frage:

Wieviel Stickstoff braucht der Silomais wirklich?

Angebaut wurde der Silomais in den zurückliegenden Jahren zumeist nach einer Winterfurche ohne Zwischenfruchtanbau. Die organisch mineralische Düngung erfolgte im Frühjahr zur Maisaussaat.

Dass der Mais vor allem zu Begin des Wachstums ein begrenztes N-Aneignungsvermögen besitzt, zeigt der deutlichen N-Mangel der ungedüngte Variante eines organisch-mineralischen N-Steigerungsversuches am 22.6., der hier am 4.8. nicht mehr zu erkennen ist (Bild). Bei ausreichend Wärme, Bodenluft und -feuchtigkeit werden in den Sommermonaten durch Mikroorganismen beachtliche N-Mengen aus dem N-Bodenvorrat freigesetzt. Diese kann der Silomais während des Massenwachstums effektiv nutzen.

Dies bestätigte sich auch mit der Ernte:

Im Mittel aller Düngevarianten wurden knapp 160 dt TM/ha geerntet. das Ertagsniveau des Schlages entspricht damit dem Ertragsmittel des Silomaises in den Mitgliedsgemeinden der AGLW.
Ohne N-Düngung wurden 142,2 dt TM/ha geerntet. Dieser Ertrag konnte mit 121 kg N/h als KAS um 11 % auf 158 dt/ha TM und mit 20 cbm/ha Rindergülle plus 54 kg N/ha (134 kg Gesamt-N/ha) um 17 % auf 166,5 dt/ha gesteigert werden. Eine weitere Steigerung der Gülle oder Mineraldüngermenge führte eher zu Ertragseinbußen, obwohl mit der am höchsten gedüngten Variante (40 cbm Rindergülle plus 108 kg Mineraldünger N = 268 kg Gesamt-N/ha) 180 dt TM/ha geerntet wurden.

Andererseits zeigt sich, das mit zunehmender Düngung die Kosten übermäßig steigen (Bild). So wird deutlich, dass mit 20 cbm Rindergülle und 54 kg N/ha als KAS der ökonomische Höchstertrag (1148 €/ha) erreicht wurde. Damit wurden allerdings nur 53 €/ha mehr erzielt als mit der ungedüngten Teilfläche.

Aus ökonomischer Sicht, aber auch vor dem Hintergrund der neuen Düngeverordnung und damit des Grundwasserschutzes ist eine hohe N-Effizienz der organisch-mineralischen Düngung notwendig. Das Ertragsziel soll also mit einem möglichst geringen Düngeraufwand und damit möglichst wirtschaftlich erreicht werden. Wie zu sehen ist (Bild) errechnete sich bei dem rein mineralisch gedüngten Silomeis ein N-Aufwand von 0,77 kg N/dt TM-Ertrag. Mit der Kombination von 20 cbm/ha Rindergülle und 54 kg/ha Mineraldünger-N errechnete sich, bei voller Anrechnung der Gülle, ein nur leicht erhöhter N-Aufwand (0,8 kg N/dt). Wird in diesem Fall die Gülle nicht voll (Gesamt-N) sondern, wie dies in der neuen Düngeverordnung im Gespräch ist, mit einer N-Ausnutzung von 80 % des Gesamt-N kalkuliert, errechnet sich mit 118 kg N/ha eine ähnliche Düngerhöhe wie bei der rein mineralisch gedüngten Variante (121 kg N/ha), aufgrund des höheren Ertrages mit 0,71 kg N/dt TM aber eine rechnerisch verbesserte N-Effizienz. Mit zunehmenden Gülle- bzw Mineraldüngergaben erhöht sich der N-Düngeraufwand je dt TM-Ertrag jedoch deutlich und wird zunehmend unwirtschaftlich.

Fazit:
Ohne den Anbau von Zwischenfrüchten führt eine organisch-mineralische N-Dügung mit etwa 0,8 kg Gesamt-N/dt Silomais-TM, bzw. mit 0,75 kg N/dt Silomais-TM (Gülle N-Ausnutzng 90 %), oder mit 0,71 kg N/dt Silomais-TM (Gülle-N-Ausnutzung 80%) zum ökonomischen Höchstertrag. Dies belegen weitere Untersuchungen der AGLW (s. u.).

Dass die N-Düngung des Silomaises mit 0,75 kg N/dt TM (bei einer angenommenen Gülle N-Ausnutzung von 90%) ausreichend hoch ist und sie, insbesondere auf langjährig organisch gedüngten Standorten noch weiter gesenkt werden kann, bestätigt auch das nebenstehende Ergebnis aus dem Anbaujahr 2016. Hier führten weniger als 0,75 kg N/dt TM (93 kg N/ha) zu einem höheren Ertrag als mehr als 0,75 kg N/dt TM (122,7 kg N/ha).

II. N-Düngung zu Silomais mit Zwischenfrüchten

2015 wurde Silomais häufig nach Zwischenfrüchten angebaut. Obwohl der in den Zwischenfrüchten gebundene Stickstoff bei der Silomaisdüngung z.T. bereits berücksichtigt wurde, wurden nach der Silomaisernte, im Vergleich zu den Vorjahren, höhere N_min-Restmengen gemessen (s.a. Bild unten: Silomaiserträge in Abhängigkeit von der N-Düngung). Offenbar stellten die abgefrorenen Zwischenfrüchte dem Silomais mehr Stickstoff zur Verfügung als gedacht. Es stellt sich deshalb die Frage:

Wieviel N braucht der Silomais mit Zwischenfruchtanbau?

Zur Beantwortung dieser Frage wurden von der AGLW in den zurückliegenden 5 Jahren zahlreiche Praxisdemonstrationen betreut und deren Ergebnisse mit ergänzenden Felddaten ausgewertet. Betreut wurden die Demonstrationsflächen von der Aussaat der Zwischenfrucht bis zur N_min-Probenahme nach der Silomaisernte.

Praxisdemonstration 2013/2014

Neben weiteren Standorten wurde 2013/14 auf einem Standort in Alheim-Niederellenbach (sL) eine Demonstrationsfläche mit verschiedenen Zwischenfrüchten und einer Teilfläche ohne Zwischenfrucht angelegt. Alle Teilflächen mit Zwischenfrucht wurden vor der Aussaat mit 4,5 t Hühnertrockenkot gedüngt.

Der Stickstoff dieser Düngung wurde von den Zwischenfrüchten gut verwertet, wie den N_min-Gehalten zu entnehmen ist und in hohe Erträge umgesetzt (Bild). Die N-Aufnahme der oberirdischen Biomasse dürfte bei 90 -130 kg N/ha gelegen haben.

2014 wurde die gesamte Fläche mit Silomais bestellt, der mit
20 cbm/ha Biogassubstrat und 27 kg/ha Mineraldünger-N sowie 9 kg/ha Schwefel
gedüngt wurde. Durch die relativ trocknen Bedingungen nach der Maisaussaat war die N-Aufnahme zunächst verhalten, so dass der Nitratgehalt im Pflanzensaft des Maises am 4.6.2014 (EC 15), unabhängig von der jeweiligen Zwischenfrucht, zwischen 1225 mg/l und 1845 mg/l Pflanzensaft schwankte und damit deutlich unter dem unteren Grenzwert (2800 mg/l) lag (Bild). Nachdem Niederschläge gefallen waren entwickelte sich der Mais kräftig, so dass am 1.7. (EC 34) der Nitratgehalt im Pflanzensaft des Maises nach allen Zwischenfrüchten deutlich über dem oberen Grenzwert lag. Mit dem niedrigsten Wert, aber über dem Grenzwert, lag auch der Gehalt jener Teilfläche, auf der im Herbst zuvor nur das nicht gedüngte Ausfallgetreide gewachsen war. Dieses Ergebnis und damit eine deutliche Überversorgung mit Stickstoff zeigte sich auch am 14.7..

Im Ertrag zeigte der Silomais keine Abhängigkeit von den jeweiligen Zwischenfrüchten. Der etwas geringere Maisertrag nach der Phaceliazwischenfrucht dürfte auf eine Kartoffelverunkrautung zurückzuführen sein. Obwohl auch auf der Teilfläche ohne Zwischenfrucht ein etwas geringerer Ertrag gemessen wurde, kann dies nicht auf eine zu geringe N-Düngung zurückgefüht werden, da neben den ausreichend hohen Nitratgehalten im Pflanzensaft auch die Rest N_min-Gehalte leicht erhöht waren. Durch den etwas geringeren Ertrag errechnet sich bei dieser Teilfläche ein etwas höherer N-Aufwand/dt Silomais-TM als bei den Teilflächen, die nach einer gedüngten Zwischenfucht angebaut wurden. Grundsätzlich lag der N-Aufand pro dt Silomais-TM jedoch deutlich unter jenem Wert (0,77 kg Gesamt-N/ha), der bei der N-Düngung ohne Zwischenfrucht notwendig war (s.o.).

Wird neben der Frühjahrdüngung jedoch auch die N-Aufnahme der Zwischenfrüchte mit berücksicht, wird die N-Überversorgung während der Wachstumsperiode erklärbar und auch das, mit rund 200 dt TM/ha, sehr einheitliche Ertragsergebnis. Unter voller Berücksichtigung des von den Zwischenfrüchten gebundenen N errechnet sich ein überdurchschnittlich hoher N-Aufwand je dt Mais-TM. Es muß deshalb davon ausgegangen werden, dass entweder die Frühjahrsgülle oder der Zwischenfrucht-N nicht nicht mehr voll genutzt werden konnte. Da es während des Silomaiswachstums zunächst zu einer N-Unterversorgung und später, bei ausreichend Wärme und Feuchtigkeit zu einer hohen N-Überversorgung durch N-Freisetzung gekommen war, ist zu vermuten, dass ein ähnlich gutes Ertragsergebnis mit einer reinen Mineraldünger N-Gabe von nur 40-60 kg N/ha zu erreichen gewesen wäre.

Abhängigkeit des Maisertrages und der Herbst N_min-Gehalte vom Nitratgehalt im Pflanzensaft

Wie der nebenstehenden Abbildung zu entnehmen ist, gab es 2014 bei der gemeinsammen Darstellung aller Praxisdemonstrationsflächen einen deutlichen Zusammenhang zwischen dem Nitratgehalt in der Pflanze (Nitracheckmessung EC 14) und dem Maisertrag. Die höchsten Maiserträge wurden bei Nitratgehalten um 2000 mg/l Pflanzensaft gemessen. Deutlich geringere Gehalte, aber auch eine deutliche Überversorgung des Silomaises mit Stickstoff führten zu Ertragseinbußen.

Dass eine überhöhte N-Düngung durch den Silomais nicht genutzt werden kann, zeigen auch die Ergebnisse von 48 Praxisschlägen, die in den Wasserschutzgebieten der AGLW-Mitgliedsgemeinden gemessen wurden. Wie zu sehen ist, nimmt der N_min-Gehalt nach der Silomaisernte mit steigenden Nitratgehalten im Pflanzensaft zu. So werden bei 2000 mg Nitrat je l Pflanzensaft, der in den Praxisdemonstrationen zum Höchstertrag geführt hatte, weniger als 40 kg N_min/ha gemessen. Auch bei dem in den Demonstrationsflächen eingezeichneten unteren Grenzwert von 2800 mg Nitrat/l wurden nur 45 kg N_min gemessen. Mit weiter steigenden Nitratgehalten im Pflanzensaft nahmen die N_min-Gehalte jedoch erheblich zu. Ganz offensichtlich konnte der Silomais also ein übermäßiges N-Angebot nicht nutzen, so dass diese N-Mengen für die Praxis als wirtschaftlicher Verlust betrachtet werden müssen, da erhöhte Nitratmengen über Winter aus dem durchwurzelbaren Bodenraum auswaschen.

Güllesteigerung 2015

Praxisüblich war in den zurückliegenden Jahren eine Gülle- bzw. Biogassubstratdüngung zu Silomais im Frühjahr. Es stellt sich deshalb die erweiterte Frage:

wieviel Gülle kann Silomais im Frühjahr nach einer guten Zwischenfrucht noch in Ertrag umsetzen?

Um mögliche N-Verluste zu minimieren, wurde das Biogassubstrat auf der Demonstrationsfläche im Güllestriptill-Verfahren ausgebracht (Bild). Gedüngt wurde der Mais mineralisch auf dem gesamten Flächen mit 1,0 dt/ha Diammonphospat (Unterfußdüngung). Daneben wurde in einem bearbeiteten Streifen kein Substrat abgelegt, in einem weiteren Streifen 12,5 cbm/ha Substrat sowie links und rechts dieser beiden Streifen jeweils ein Streifen mit 25 cbm Substrat/ha.

Wie anhand der Wurzelbilder zu sehen ist, wuchsen die Maiswurzeln nach einem trockenen Frühjahr am 30.06. (EC 34) noch nicht voll in das Gülleband hinein. Die Hauptwurzeln wuchsen um das Gülleband herum. Dennoch dürften schon einige Wurzeln aus dem Gülleband Nährstoffe aufgenommen haben, wie der etwas höheren Nitratkonzentration im Pflanzensaft, im Vergleich zu den beiden niedriger gedüngten Varianten, zu entnehmen ist.

Im Gegensatz zu den ersten Messungen (Trockenheit) lag die Nitratkonzentration bei allen drei unterschiedlich gedüngten Teilflächen jedoch im Zielbereich (Bild). Acht Tage später waren die Wurzeln voll in das Gülleband hineingewachsen. Nun zeigten die beiden mit Substrat gedüngten Teilflächen eine deutliche N-Überversorgung an, während bei der Teilfläche ohne Substrat eine ausreichend hohe N-Versorgung darzustellen war. Die Überverorgung hielt v.a. bei der hoch gedüngten Teilfläche bis nach der Blüte weiter an.

Bei der Ernte wurden alle Teilflächen auf der Fuhrwerkswaage doppelt gewogen. Wie zu sehen ist, wurde weder mit 12,5 cbm/ha Substrat noch mit 25 cbm/ha mehr als auf der Teilfläche ohne Substrat geerntet. Zudem kann festgestellt werden, dass das Ertragspotential des Standortes ausgeschöpft worden war, da selbst ohne Substrat immer noch 66 kg/ha Rest N/ha (N_min) gemessen wurde. Mit einer zusätzlichen Düngung stiegen nur noch die Rest-N-Mengen.

Dieses Ergebnis konnte 2016 in Zusammenarbeit mit dem Institut für Pflanzenernährung der Universität Gießen im Rahmen einer Masterarbeit von Marcel Phieler bestätigt werden. Wie nebenstehende Grafik zeigt, wurde im Beratungsgebiet der AGLW auf 9 Standorten nach unterschiedlichen und unterschiedlich entwickelten Zwischenfruchtmischungen bereits ohne jegliche N-Düngung bei Silomais ein TM-Ertrag zwischen 111 und 191 dt TM/ha (Mittel: 138 dt TM/ha) erzielt. Mit 40-60 kg N/ha, abhängig von Standort und Zwischenfruchtentwicklung im Herbst, wurde der Höchstertrag erreicht (s. rot-gestrichelte Linie). Mehr N führte im Schnitt der Versuche zu Mindererträgen. Die grün-gestrichelte Linie zeigt die N-Steigerung bei der bereits die geringste N-Gabe (40 kg N/ha) zum Höchstertrag führte. Die hier dargestellte N-Steigerung wurde von dem gleichen Betrieb durchgeführt, bei dem 2015 gezeigt werden konnte, dass schon mit 1,0 dt/ha DAP (18 kg N/ha) ein Silomaisertrag zu erzielen war, der mit einer zusätzlichen Düngung von 12,5 bzw. 25 cbm/ha Biobassubstrat nicht mehr zu steigern war (s.o.).
Die untere fein gepunktete Regressionslinie zeigt eins von drei Beispielen, in denen ohne N-Düngung der Höchstertrag erzielt wurde.

Die N_min-Gehalte nach der Ernte zeigten zudem, wie in den Vorjahren, einen Anstieg mit zunehmender N-Düngung.

Fazit:

Bei einer guten Zwischenfrucht kann im Frühjahr auf eine Gülledüngung zu Mais (oder auch zu anderen Sommerkulturen) verzichtet werden. Bis zum Einsetzen der N-Mineralisation ist jedoch eine mineralische Startdüngung notwendig.

Maisdüngung in der Praxis

In der nebenstehenden Abbildung sind die optimalen Varianten von Praxisdemonstrationen und die Ergebnisse von Ertragswiegungen verschiedener Praxisschläge in Abhängigkeit von der N-Düngung aus den zurückliegenden 7 Jahren dargestellt. Ergänzt wurden die Ergebnisse mit N_min-Untersuchungen zum Ende der Vegetationsperiode. Wie zu sehen ist schwanken die Erträge, bedingt durch die Witterung in den einzelnen Jahren, beachtlich. Dass geringere Erträge nicht auf eine zu geringe N-Düngung zurückzuführen sind, zeigt ein Vergleich der Jahre 2012 und 2013. Bei einer etwa gleich hohen N-Schlagdüngung wurden 2012 nur 0,74 kg N/dt Silomais-TS aufgewendet, während dem Silomais 2013 ein um 66% höheres N-Angebot je dt Silomais-TS (1,23 kg N/dt) zuzurechnen war. Andererseits zeigt sich bis 2014 ein deutlich positiver Effekt der reduzierten N-Düngung auf die Herbst N_min-Gehalte. Trotz der 2015 erneut reduzierten N-Düngung wurden in diesem Jahr jedoch erhöhte N_min-Gehalte gemessen. Dies ist, wie oben beschrieben, auf die nicht ausreichende Berücksichtigung der N-Mengen zurückzuführen, die in den Zwischenfrüchten gespeichert wurden. Dieses Ergebnis bestätigt sich 2016.

Wie die Jahre 2011 und 2012 und die oben beschriebenen Praxisdemonstrationen gezeigt haben, sind hohe Erträge und akzeptable Rest N_min-Gehalte mit einem N-Angebot von z.T. noch unter 0,75 kg N/dt Mais-TS sicher möglich.

Unter Berücksichtigung dieser N-Menge ergeben sich, abhängig vom Ertrag, unterschiedliche N-Gaben je ha (Ertragsziel x 0,75 kg N/dt). Wird von der errechneten N-Menge eine mineralische Startdüngung von rund 40 kg N/ha abgezogen ergibt sich die noch zu düngende organische N-Menge (s. Abbildung). Bei einem Ertragsziel von 160 dt/ha (Durchschnittsertrag der zurückliegenden sechs Jahre) werden also 120 kg N/ha benötigt. Umzusetzen wäre dieses Düngeziel auf Flächen ohne Zwischenfrucht mit 2,0 dt/ha Diammonphosphat bzw. 1,5 dt/ha Ammonsulfatsalpeter (ASS) und 24 cbm Rindergülle. Dies entspricht in etwa dem oben beschriebenen Praxisversuch.

Beim Silomaisanbau mit Zwischenfrüchten muss der von den Zwischenfrüchten gebunden Stickstoff bei der Düngung jedoch berücksichtigt werden. Im Herbst 2016 haben die Zwischenfrüchte bis Ende Oktober im Mittel etwa 70 kg N/ha (40-150) in der oberirdischen Biomasse gebunden. Unter voller Berücksichtigung dieser N-Mengen wäre der Silomais im Frühjahr nur noch mit 20 kg N/ha zu Düngen, einer N-Menge, die unter Praxisbedingunge 2015 zum Erreichen des Höchstertrages ausgereicht hat. Dennoch wird derzeit, je nach Entwicklung der Zwischenfrucht im Herbst, eine mineralische Startdüngung in Höhe von 40-60 kg N/ha empfohlen. Auch unter den Vorgaben der neuen, noch nicht verabschiedeten, Düngeverordnung ergeben sich dann zwei hier dargestellten Düngesysteme (Bild)

1. im Herbst: zur Zwischenfrucht 60 kg Gesamt-N/ha
   (z.B. 15 cbm/ha R-Gülle oder 12 cbm/ha BG-Substrat)
2. im Frühjahr: keine Gülle/Biogassubstrat,
   Unterfußdüngung: 2,5 dt/ha Kalkammonsalpeter mit Schwefel (24/6) oder vor der Saat 1,0 dt ASS/ha + 2,0 dt/ha DAP

bei viel Gülle im Betrieb und schwächeren Zwischenfrüchten auch:

1. im Herbst: zur Zwischenfrucht 60 kg Gesamt-N/ha
   z.B. 15 cbm/ha Rindergülle oder 12 cbm Biogassubstrat
2. im Frühjahr: 10 cbm/ha Rindergülle oder 8 cbm/ha Biogassubstrat und
   mineralich 1,0 dt/ha ASS (Schwefel) oder 1,5 dt/ha DAP (bei P-Bedarf)

Zusammenfassung

Wird Mais nach guten Zwischenfrüchten angebaut, kann auf eine organische Frühjahrsdüngung verzichtet werden. Damit wird auch ein erhöhter Bodendruck durch schwere Güllefässer vermieden, auf den Mais mit Ertragseinbußen reagiert. Eine mineralische Startdüngung ist im Allgemeinen notwendig, um den Mais bis zum Einsetzen der Stickstoffmineralisation ausreichend mit N zu versorgen. Neben Stickstoff ist auch die ausreichende Düngung mit anderen Haupt- oder Spurennährstoffen sicherzustellen (s. Bestandesführung –>Mikronährstoffe).

Erntezeitpunkt bestimmen

Optimaler Erntezeitpunkt Silomais

• Beginn bis Ende Teigreife (BBCH 83-87)
• TS Gesamtpflanze: 28 – 35 %
  • Kolben 50 – 60 % TS
  • Restpflanze 18 – 24 % TS
• Anteil an vergilbten, abgestorbenen Blättern max. 25 %

Silomais-Reifeindex (SRI) nach Amler (2016)

SRI = TS-Gehalt Korn in % / TS-Gehalt der Restpflanze in %

• Optimal: SRI von 2,8

Dr. W.G. Gebauer und Philipp Pfister, AGLW, Tel.: 06623-933207