Wo ist das Protein geblieben?

Die gemeinsame Veranstaltung der Saatbau Linz, der LAT Nitrogen Austria und der Innovationfarm widmete sich dem Thema Weizenproduktion mit dem Schwerpunkt Eiweißgehalte und Backqualitäten.

Es tagten Experten aus dem Bereich Forschung, Sortenzüchtung – Bestandesführung und Düngung mit großen Ackerbaubetrieben aus allen Weizenproduktionsgebieten Österreichs.

 Ernteberichte, Rückmeldungen der Aufkäufer – vor allem aber der Landwirte berichten von sinkenden Eiweißgehalten (oft auch in Verbindung mit sehr guten Erträgen) speziell in den letzten beiden Jahren.

Der Anteil an Premium-, Qualitäts- und Mahlweizen an der Gesamternte sinkt. Wo liegen exemplarisch neben:

• verschärften Auflagen in der Düngung
• gestiegenen Düngemittelkosten (im Vergleich zu vor 2022)
• regional gestiegenen Erträgen
• Auswirkungen der Witterung wie verminderter Sonneneinstrahlung in der Kornfüllungsphase 2024
• Auswirkungen von wassergesättigten Böden in der Kornfüllungsphase, damit verbundenem Absterben von Feinwurzeln und verminderter Nährstoffaufnahme – speziell im Süden Österreichs und den angrenzenden Ländern Slowenien und Ungarn

die Ursachen?

Je knapper die N-Bemessung und je extremer die Witterung, desto höher die Auswirkungen der Managementmaßnahmen auf die Erträge. Das Weizenproduktionsjahr 2024 zeigte teilweise mangelnde Erträge und schlechte Qualitäten. Nun gilt es Ursachen zu finden! Wohlwissend, dass im Nachhinein nichts mehr zu ändern ist. Die Suche nach Begründungen führt jedoch zum Fortschritt in der Produktion.

Das Francisco Josephinum legt in Kooperation mit LAT Nitrogen seit Jahren N-Steigerungsversuche an. Ergebnisse zeigen mögliche Ursachen für Erträge und Qualitäten des Erntejahres 2024 auf und lassen Managementmaßnahmen ableiten, welche zu einer hohen N-Effizienz führen.

Der überwiegende Anteil der österreichischen Ackerbauregionen kämpfte im November und Dezember 2023 mit überdurchschnittlich hohen Niederschlagsmengen. Am Versuchsstandort Wieselburg fielen in diesen Monaten in Summe 307 mm (141 mm im November, 166 mm im Dezember). Der langjährige Durchschnitt beträgt in beiden Monaten ca. 60 mm (in Summe 120 mm). Das Frühjahr 2024 verlief bei durchschnittlichen Niederschlägen überdurchschnittlich warm bis Mitte April. Nach einer zweiwöchigen Kältephase verlief der Mai durchschnittlich bis es zu einem deutlichen Temperaturanstieg Mitte Juni kam.

Bodenstruktur – Eine wesentliche Grundlage für stabile Erträge

Eine optimale Bodenstruktur führt zu einer Verbesserung der Wasser- und Luftführung im Boden. In weiterer Folge werden Umsetzungsvorgänge (z.B. N-Mineralisation) positiv beeinflusst. Organische Rückstände und stabile Krümel auf der Bodenoberfläche vermindern die Verschlämmungsneigung des Bodens. Versuchsergebnisse aus 2024 zeigen, dass der Weizenertrag nach Vorfrucht Körnermais um durchschnittlich 180 kg/ha höher war als nach Silomais (bei ansonsten gleichen Bewirtschaftungsmaßnahmen). Ebenso zeigte Körnermais nach einer Zwischenfrucht einen um 750 kg/ha höheren Ertrag als ohne Zwischenfrucht (bei ansonsten gleichen Bewirtschaftungsmaßnahmen). Diese Ergebnisse deuten auf einen Einfluss der Bodenstruktur hin. Durch die hohen Niederschläge im Nov. und Dez. 2023 zeigte die Bodenoberfläche ohne Ernterückstände (Winterweizen nach Silomais) einen wesentlich höheren Verschlämmungsgrad.

Bei der Stabilisierung des Bodengefüges spielen Pflanzenwurzeln und deren Ausscheidungen eine wesentliche Rolle. Sie tragen neben Ton-Humus-Komplexen zur Bildung von stabilen Aggregaten im Boden bei. Durch eine Reduzierung der Bodenbearbeitungsintensität kann somit die Struktur gefördert werden. Neben phytosanitären Gründen einer Bodenbearbeitung, muss Bodenbearbeitung das Ziel verfolgen, die Durchwurzelung des Bodens zu verbessern. Bei guten Bodenstrukturen kann die Bodenbearbeitung stark reduziert werden (ausgenommen es gibt phytosanitäre Gründe).

Mit einer starken Reduktion der Bodenbearbeitung geht in den meisten Fällen allerdings eine verringerte Umsetzung der organischen Substanz einher. Eine verringerte Umsetzung der organischen Substanz bedeutet letztendlich auch eine verringerte Mobilisierung von Stickstoff aus dem Boden. (Die Gesamtmineralisationsrate beträgt je nach Witterung, Standortbedingungen und C:N-Verhältnis 30 bis 130 kg Stickstoff pro Hektar und Jahr.) Das heißt, dass eine Erhöhung des Humusgehaltes durch verringerte C-Umsetzung im Boden (reduzierte Bodenbearbeitung) auch zu einem höheren zusätzlichen N-Bedarf für die Pflanzenernährung führt. Wenn der standorttypische (inkludiert Lage, Witterung und Managementmaßnahmen) Humusgehalt erreicht ist, ist auch wieder mit entsprechenden N-Freisetzungen zu rechnen. Maßgebend für die N-Freisetzung sind dann letztendlich das C/N-Verhältnis im Boden und der pH-Wert. Sind Ertragsdefizite und damit reduzierte Kohlenstoffbindungen durch reduzierte Bodenbearbeitung höher als der durch Reduktion der Mineralisation gesparte Kohlenstoff, so ist langfristig mit einer Abnahme des Humusgehaltes zu rechnen.

Beim Vergleich von Direktsaat und konventioneller Saat (konventionelle Saat = Grundbodenbearbeitung mit Grubber auf 20 cm und Aussaat mit Kreiselegge und Sämaschine) zeigen die Versuchsergebnisse 2024 reduzierte Erträge bei Direktsaat. 2023 sind die Unterschiede wesentlich geringer (Ausnahme: Ausreißer bei 210 kg N).

Für eine erfolgreiche Reduktion der Bodenbearbeitung muss dem Pflanzenschutz, dem Düngemanagement sowie dem Bodenaufbau eine erhöhte Aufmerksamkeit geschenkt werden. Eine Abwägung dieser Bereiche sollte immer durchgeführt werden und im Zweifelsfall ist wohl eine Erhöhung der Bodenbearbeitungsintensität zu empfehlen.

Die Pflanze lebt nicht nur vom Stickstoff

Um eine hohe Stickstoffeffizienz zu erzielen sind neben der Bodenstruktur weitere Grundanforderungen zu beachten.

Dies beginnt mit einer standortangepassten Aussaat. Ziel ist, dass zu Vegetationsbeginn die Anzahl der gut ausgebildeten Triebe der späteren Zielährenstärke entspricht. Spätsaaten (Novembersaaten) brauchen Witterungsglück um das volle Standortpotenzial auszunützen.

Vor allem auf schlecht mit P und K versorgten Standorten ist auch auf eine ausreichende Düngung zu achten. Kalium verbessert den Wasserhaushalt und verzögert die Abreife wodurch letztendlich das Ertragspotenzial steigt.

Abb. 5: 30 kg S/ha mit der 1. N-Düngung brachten im Versuch in Bad Wimsbach 270 kg/ha mehr Ertrag und 0,4% mehr Protein im Vergleich zur alleinigen N-Düngung

Schwefel ist Bestandteil der Aminosäure Cystein, die im Speicherprotein Prolamin des Getreidekorns enthalten ist. Schwefel ist für das Verkleben des Teigs verantwortlich. Weniger Schwefel im Protein führt zu einem geringeren Backvolumen.

Weiters ist auf eine ausreichende Magnesiumversorgung zu achten. Insbesondere bei hoher Kaliversorgung (rinderhaltende Betriebe) treten vermehrt Mg-Mangelerscheinungen auf. Das Verhältnis von K:Mg sollte unter 5:1 liegen.

Mangel an Spurenelementen treten vor allem bei zu hohen pH-Werten auf (Ausnahme Mo). Dementsprechend ist in diesen Gebieten auf eine ausreichende Spurenelementversorgung (Cu, Zn, Mn) zu achten.

Je extremer die Verhältnisse desto wichtiger die N-Düngestrategie

Vergleicht man die N-Aufnahme von Winterweizen 2023 und 2024 vor der 2. Düngergabe, so ist ersichtlich, dass 2024 die N-Aufnahme wesentlich geringer war obwohl der Frühjahrs-N_min-Wert 2024 mit 51 kg N/ha in den oberen 60 cm höher war als 2023 (14 kg N/ha) (siehe Abbildung 6). Vermutlich führten die hohen Niederschläge im Nov. und Dez. 2023 zu einer schlechteren Wurzelausbildung und zu verringerten Mobilisierungsraten im Frühjahr.

Grundsätzlich gilt für die Strategie 1. und 2. Düngegabe:

• Moderate Andüngung von 30-40 kg N/ha auf früh gesäten Beständen, N-liefernden Vorfrüchten, gute N-Mobilisierung im Boden, Einzelähren-Sortentypen
• Betonte Andüngung von 60-80 kg N/ha auf spät gesäten Beständen, schlechter N-Nachlieferung im Boden, Bestandesdichte-Sortentypen
• Summe aus 1. und 2. N-Gabe 100 kg N/ha (<8t Ertrag, Trockengebiet) bis 120 kg N/ha (>8t Ertrag, Feuchtgebiet)
• Bei zu geringer Andüngungshöhe kann immer noch bis EC29 nachgedüngt werden (1a und 1b-Gabe)
• Zeitpunkt 2. Düngergabe:
  • Normal entwickelte Bestände: EC31
  • Schwach entwickelte Bestände: EC29/30
  • Dichte Bestände: EC 32

Grundsätzlich gilt: der gedüngte Stickstoff geht immer zuerst in den Ertrag und dann ins Protein. Umso wichtiger ist es, die Spätdüngung nicht zu spät zu geben (bis spätestens EC 49 abschließen!) um das Ertragspotential auszuschöpfen. Abbildung 10 zeigt das Gesamt-Versuchsergebnis der Weizendüngung 2024 mit Ertrag und Proteingehalt in Abhängigkeit der N-Strategie (N-Menge grün 1. Gabe, blau 2. Gabe, orange 3. Gabe). Auf dem Gesamt N-Niveau von 120 kg N/ha konnte mit der Aufteilung auf 3 Gaben sowohl Ertrag als auch Proteingehalt deutlich verbessert werden im Vergleich zur 2-Gaben Strategie. Bei 160 N/ha Gesamtmenge wurde Ertrag eingebüßt, wenn 1. und 2. Gabe zusammen auf 80 N/ha gedüngt wurden (Variante 12). Die zusätzlichen 80 N/ha zur 3. Gabe erhöhten den Proteingehalt sehr deutlich. Bei 200 kg N/ha gesamt wurde der Höchstertrag erreicht, lediglich die Andüngung von 40 kg N/ha (Variante 14) kostete Ertrag. Erst ab dieser N-Menge (und darüber) wurde Qualitätsweizenniveau erreicht.

Abb. 10: Entwicklung von Weizenertrag und -qualität in Abhängigkeit der N-Menge und N-Strategie

Meist variieren Erträge und Qualitäten von Weizen auf der Fläche aufgrund von Bodenunterschieden. Bei heterogenen Beständen wird mit einer teilflächenspezifischen Düngung die Stickstoffeffizienz erhöht. Die Andüngung variabel auszubringen hat das Ziel, Bestände zu homogenisieren indem in schlechter entwickelten Zonen  stärker angedüngt wird. Ist eine schwächer entwickelte Zone auf Gründe zurückzuführen, die keine hohen Erträge erlauben (Sandboden, Schotter,…) dann ist eine solche Zone auszunehmen und mit einer mittleren N-Menge zu versorgen.

Der pro Zone im Feld erwartete Ertrag kann aus dem von Satellitendaten errechneten Vegetationsindex (NDVI) im Fahnenblattstadium (EC 39) gut abgeschätzt werden. Somit ist es möglich, aus der Ertragserwartung die erwartete N-Aufnahme zu berechnen. Unter Berücksichtigung bisher gedüngter N-Mengen aus 1. und 2. Gabe  lässt sich die notwendige N-Menge für die Spätdüngung ableiten.

TerraZo (www.terrazo.at)  ist eine Webanwendung zur Erstellung von Applikationskarten für die standortangepasste N-Düngung im Getreide über die man mit wenigen Klicks die erforderliche N-Menge zur Spätdüngung aufgeteilt auf die Düngekarte erhält. Die Karte kann über das Traktor- oder Streuerterminal bzw. mit Hilfe des Smartphones (mobile App NutriZones^®) auch ohne Terminal abgestreut werden. Der digitale Düngeplaner NutriGuide^® von LAT Nitrogen bietet neben der Düngeempfehlung für die Kulturen auch die dazugehörige Applikationskarte über TerraZo an. Weiters kann über die Farmmanagement Software FARMDOK, die eine vollautomatisierte Datendokumentation des Betriebes ermöglicht, ebenso die Düngekarte aus TerraZo erstellt und gleich im richtigen Format für die jeweiligen Terminals heruntergeladen bzw. direkt an MyJohnDeere geschickt werden.

Fotoquelle: IPNI, Fotograf: Stephen Maloney