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III

 

THEMA

Abschlussbericht zum ITADA-Projekt A1.3
(Kurzfassung)

Wechselwirkungen zwischen Stickstoff und Beregnung bei Mais: Optimierung und Begrenzung der Risiken


Projektleiter:
D. Lasserre (ITCF Colmar) F
F. Juncker-Schwing (AGPM Colmar) F

Projektpartner: F.J. Kansy (IfUL Müllheim) D

Mitbeteiligte: Amt für Landwirtschaft, Landschafts- und Bodenkultur Freiburg
Freiburger Elektrizitäts- und Wasserversorgung AG (FEW)
Lycée Agricole de Rouffach, ARAA, INRA F

Projektlaufzeit: 1996/97 - 1998/99


Problemstellung

Mais ist eine bedeutende Kultur in der Oberrheinebene, die die Standortbedingungen dieser Region gut verwertet.
Wenn die Maisanbaufläche in den letzten 30 Jahren ständig gewachsen ist, so liegt das aber auch am Ausbau der Beregnung. In der Tat hat diese ursprünglich aus den Tropen stammende Pflanze einen hohen Wasserbedarf im Sommer und das im Oberrheingraben reichlich vorhandene und leicht erschließbare Grudwasser hat viel zu diesem Erfolg beigetragen.
Im Elsaß werden rund 50% der Maisfläche in der Ebene und 30% der gesamten Maisfläche beregnet. Besonders bedeutsam ist sie in der Hardt, auf kiesigen und durchlässigen Ablagerungen des Rheins, die früher mit wenig fruchtbaren trockenen Wiesen bedeckt waren.

Die Beregnung ist ein wichtiges Instrument zur Ertragssteuerung. Mit ihrem Ausbau ging eine Intensivierung, vor allem was die Stickstoffdüngung anlangt, einher. Deshalb wird häufig unterstellt, daß sie die Gefahr der Nitratauswaschung ins Grundwasser erhöht.

Sowohl im Elsaß als auch in Baden-Württemberg ist der Schutz der Grundwasserqualtät vor Nitratbelastung mit einer besseren Bemessung der Stickstoffdüngung und einer besseren Beregnungssteuerung verknüpft. Letztere muß sich nach dem Bedarf der Kultur, dem Witterungsverlauf und der Wasserspeicherfähigkeit des Bodens richten. Vor allem darf sie am Anfang, solange der Bedarf der Pflanzen gering ist, nicht zu hoch sein.
Die Wechselwirkung zwischen Nährstoff- und Wasserversorgung ist stark und spielt sich auf verschiedenen Ebenen ab:
- Erhöhung des Ertragspotentials,
- Beeinflussung der Stickstoffmineralsierung im Boden (Rhythmus, Stärke),
- Gefahr erhöhter Auswaschung bei übermäßiger Beregnung.
Von daher ist es notwendig, die Aufwandmenge dieser beiden Produktionsfaktoren zu optimieren und so gleichzeitig die Entwicklung der Erträge als auch die der Nmin Gehalte im Boden zu kontrollieren.

Zielsetzung

Die im Elsaß und in Baden-Württemberg von 1996 bis 1998 angestellten Versuche hatten zum Ziel, verschiedene Kombinationen von Stickstoff und Beregnungseinsatz zu vergleichen, um die Risikofaktoren für die Umwelt abzuklären und den besten Kompromiss zu ermitteln, bei dem das Einkommen des Landwirts gesichert ist.

  • Das Vorhaben erlaubt:
    Stickstoff- und Wasserbilanzen zu erstellen und diese den Produktionsdaten (Ertrag, Ertragsbildung) gegenüberzustellen,
  • Stickstoff-Ertragskurven für verschiedene Beregnungsverfahren zu erstellen,
  • die Entwicklung der Nitratgehalte im Boden zu verfolgen, auch unter nachfolgender Zwischenfrucht und über den Winter,
  • die Stickstoffnachlieferung des Bodens bei verschiedenen Beregnungsverfahren festzustellen,
  • den Umfang der Nitratauswaschung genauestens zu berechnen, um die praktischen Auswirkungen der geprüften Verfahren auf die Qualität des Sickerwassers zu erfahren.

Es geht dabei um die Kombination verschiedener Verfahren der Beregnung und Stickstoffdüngung, um die besten Lösungen auf technischer (Ertrag), wirtschaftlicher (Deckungsbeitrag, Anbausystem) und ökologischer (Begrenzung der Nitratauswaschung) Ebene zu ermitteln.


Methodik

Untersuchte Verfahren in Rouffach (F):

4 Beregnungsverfahren:
I1: Beregnung während der ganzen Beregnungsperiode mit 3,5 mm/Tag (= 25mm/Woche);
I2: Beregnung während der ganzen Beregnungsperiode mit 5 mm/Tag (= 35mm/Woche), d.h. zu viel für den Anfang und vielleicht auch später;
I3: Eingeschränkte Beregnung mit 2 mm /Tag (oder 14 mm/Woche);
I4: Ohne künstliche Beregnung (nur natürlicher Niederschlag).

6 Düngungsverfahren

F1: keine Stickstoffdüngung (Kontrolle)
F2: errechnete OGL-Düngung (X) - 100 kg N/ha (50 + X - 150 kg N/ha)
F3: errechnete OGL-Düngung (X) - 50 kg N/ha (50 + X - 100)
F4: errechnete OGL-Düngung (X) (50 + X - 50) (Ferti-Mieux Empfehlung)
F5: errechnete OGL-Düngung (X) + 50 kg N/ha ( 50 +X ) (Variante mit Überschuß)
F6: errechnete OGL-Düngung (X) + 50 + kg N/Ha (100 +X - 50 kg N/ha).

Die Anlage ermöglicht 4 Wiederholungen bei jeder Variante (Beregnung x Stickstoff). Da die verfügbare Technik nicht alle Kombinationen zuließ, wurden nur 16 Kombinationen in einer mehrfaktoriellen Blockanlage geprüft (s. nachstehende Übersicht):


    Null-N X - 100 X - 50 X X + 50 X + 50 +
Beregnung Düngung F1 F2 F3 F4 F5 F6
3,5 mm/d I 1     1 2 3  
5 mm/d I 2 4   5 6 7 8
2 mm/d I 3 9 10 11 12 13  
0 mm I 4 14 15 16      

Die nach der vereinfachten Bilanz-Methode berechnete OGL-Stickstoffdüngung (X) beträgt in Rouffach bei einem Ertragsziel von 110 dt/ha Körnermais 170 kg N/ha.
Die Feldkapazität wurde in Rouffach auf 140 mm geschätzt, davon 80 mm leicht verfügbar. Beim Boden handelt es sich um einen leicht kiesigen tonig-sandigen Lehm.


Untersuchte Verfahren in Hausen (D)

Die Versuchsanstellung von Hausen erlaubt die Kombination von zwei Beregnungsverfahren mit drei Stickstoffdüngungsstufen. Die 6 untersuchten Kombinationen zeigt die nachstehende Tabelle:

  0 T1
ohne Beregnung X-20% T2
  X T3
  0 T4
mit Beregnung X-20% T5
  X T6

Der Boden ist lehmig sandig und ohne Steine. Er hat 2,8% organische Substanz, pH 5,3 und 180 mm Feldkapazität, davon 120 mm leicht verfügbar.


Ergebnisse

Charakterisierung der drei Versuchsjahre und Repräsentativität im Vergleich zu langjährigem Mittel

Die Charakterisierung der Witterungsverhältnisse erfolgte anhand der meteorologischen Daten von Rouffach. Die Ergebnisse lassen sich jedoch auch auf Hausen übertragen, das von Rouffach nur wenige Kilometer entfernt liegt.
Betrachtet man die Witterungsverhältnisse der Monate Juni, Juli und August, indem man die Werte der mit einem kulturspezifischen Faktor k multiplizierte Evapotranspiration minus den Niederschlägen (k*ETP-N) kumuliert, so läßt sich erkennen, daß das Jahr 1996 typisch für Jahre mit einem nassen Sommer (entsprechend dem 2. Dezil der Jahre 1957-1998) ist, das Jahr 1997 nahe beim Median liegt und das Jahr 1998 zu den trockensten Jahren (8. Dezil) (mit 1962, 1976 und 1994) zählt. Die Versuchsergebnisse wurden also in sehr unterschiedlichen Jahren gewonnen. Auf die Ergebnisse des Jahres 1998 wird näher eingegangen, da dieses Jahr sowohl von der Witterung her als auch was die Konsequenzen für die Beregnungssteuerung angeht ein Extrem darstellt.


Bodenwassergehalte in Rouffach

Für die Ermittlung der Verlaufs der Wassergehalte des Bodens bei den verschiedenen Beregnungsverfahren wurden zweierlei Methoden eingesetzt:
- der Verlauf der Feldkapazität (tägliche Bilanz);
- die Messung mit Tensiometern.

Bei der zweiten Methode erlaubt die Unterscheidung von drei Entwicklungsstadien in Verbindung mit Schwellenwerten, jenseits derer die Pflanzen schlecht mit Wasser versorgt sind, die Feststellung von Zeiträumen mit Wasser-(bzw. Trockenheits-)stress.
Jedes Jahr wurde separat mit den beiden Methoden analysiert. Nach Abschluß läßt sich sagen, daß die Beregnungsverfahren 3,5 und 5 mm/Tag eine Pflanzenentwicklung ohne nennenswerten Stress ermöglichen, während das Verfahren 2 mm/Tag in durchschnittlichen (1997) und mehr noch in trockenen Jahren (1998) den Ertrag begrenzen kann. Von daher wird angenommen, daß das Verfahren mit 3,5 mm/Tag Beregnung das optimale ist.


1. Agronomische Ergebnisse

1.1 Kornertrag, Biomasseertrag und Stickstoffaufnahme in Rouffach

Die drei Jahre verleiten nicht zu denselben Schlussfolgerungen, was in Anbetracht der Witterungsverhältnisse logisch erscheint: Im Jahr 1996 lag die optimale Stickstoffdüngung bei 170 kg N/ha, unabhängig vom Beregnungsverfahren (2, 3,5 oder 5 mm/Tag) während sie 1997 bei 120 kg N/ha lag, sofern mindestens 3,5 mm/Tag beregnet wurden. Im trockensten Jahr 1998 gab es gute Ergebnisse mit den Kombinationen 170 kg N/ha x 3,5 mm/Tag sowie bei 120 kg N/ha x 5 mm/Tag.



1.2 Kornerträge in Hausen

Für die drei Jahre 1995, 1996 und 1997 wurde durch Beregnung über alle Düngungsstufen hinweg ein Mehrertrag von 11,2 dt/ha erzielt. Dies ist typisch für einen relativ tiefgründigen Boden mit guter Feldkapazität, wo die Beregnung zwar einen Gewinn bedeutet, für die Pflanzenentwicklung jedoch nicht entscheidend ist.



1.3 Nmin-Gehalte nach der Ernte in Rouffach

Die Analyse muß komplettiert werden durch diejenige der Nitratgehalte des Bodens nach der Ernte, welche Zeugnis ablegen von den Wechselwirkungen der Stickstoff x Wasser-Kombinationen mit der Umwelt. Mittels einer Bilanzmethode 'Zufuhr - Abfuhr' wird ein theoretischer Nmin-Wert geschätzt, den man dann mit dem tatsächlich, Mitte September nach der Ernte, gemessenen vergleichen kann. Zunächst stellt man fest, daß die Stickstofflieferung des Bodens unabhängig ist von dessen Wassergehalt. Hingegen spielt die die Mineralisation begünstigende Temperatur eine große Rolle. In den Jahren 1996 und 1997 liegen die in den verschiedenen Bewässerungsvarianten gemessenen Nmin-Werte bis zu einer Stickstoffgabe von 120 kg N/ha nahe beieinander. Ab 170 kg N/ha kommt es bei 2 und 3,5 mm/Tag, ab 220 kg N/ha auch bei 5 mm/Tag, zu einem deutlichen Anstieg der Nitratgehalte. In der unberegneten Variante steigen die Nitratgehalte bereits ab einer Düngung von mehr als 50 kg N/ha an. Im Jahr 1998 verhält es sich mit den Nmin-Gehalten der verschiedenen Varianten ähnlich wie in den beiden anderen Jahren.

  • Als Schlußfolgerung aus den drei Versuchsjahren läßt sich das Folgende formulieren:
    Die unberegnete Variante weist nach der Ernte höhere Bodennitratgehalte auf als die anderen, weil die Entwicklung der Pflanzen sowie deren Stickstoffaufnahme gehemmt sind.
  • Bis zu einer Stickstoffgabe von 120 kg N/ha, die, wie festgestellt wurde den Ertrag begrenzt, gibt es keine größeren Unterschiede zwischen den drei beregneten Varianten.
  • Bei einer Stickstoffdüngung in Höhe von 170 kg N/ha gibt es eine Abstufung der Werte mit den niedrigsten Werten bei einer Beregnung von 5 mm/Tag. Man kann vermuten, daß hier eine frühzeitige Auswaschung in gelegentlichen Perioden mit Wassersättigung stattgefunden hat.
  • Eine Überdüngung mit 220 kg N/ha führt in allen drei Varianten zu erhöhten Nitratwerten.


1.4 Interaktion Stickstoff - Wasser während den drei Jahren in Rouffach

  • Die Beziehung zwischen Stickstoffdüngung und Stickstoffaufnahme durch die Pflanzen erlaubt die Ermittlung des 'offensichtlichen Koeffizienten der Stickstoffausnutzung' (CAU). Auch auf die Stickstoffaufnahme durch die Pflanzen wirkt sich der Witterungsverlauf aus:
    1996 liegt der CAU zwischen 70 und 85%, unabhängig vom Beregnungsregime.
  • 1997 gibt es zwei unterschiedliche Niveaus des CAU: 90% des Düngerstickstoffs werden genutzt bei Beregnung und nur 60% ohne Beregnung.
  • 1998 werden ohne Beregnung nur 20% genutzt. Bei 2 mm/Tag sind es 75% und bei 5 mm/Tag gar 95%.

Die Untersuchung der Beziehungen 'Ertrag (Korn oder Ganzpflanze) x Stickstoffaufnahme' gibt Auskunft über die Stickstoffeffizienz.
In den Jahren 1996 und 1997 ist keine Auswirkung der Beregnung auf die Stickstoffeffizienz erkennbar. 1998 zeigt sich hingegen ein deutlicher Effekt: Bei Stickstoffaufnahmen jenseits von 150 kg N/ha steigert eine Beregnung die Stickstoffeffizienz. Der Düngerstickstoff wird besser verwertet, wenn es nicht zu Wassermangel kommt.

Ähnliche Beziehungen lassen sich beim Ganzpflanzenertrag, beim Tausendkorngewicht und der Anzahl Körner/m2 feststellen.


Schlussfolgerungen bezüglich der agronomischen Ergebnisse

Die Kombination von 3,5 mm/Tag Beregnung mit 170 kg N/ha Stickstoffdüngung hat sich bezüglich der agronomischen Ergebnisse in drei klimatisch sehr unterschiedlichen Jahren als optimal erwiesen.
Die Stickstoffdüngungsempfehlung von Ferti-Mieux (OGL-Düngung (X) = 170 kg N/ha an diesem Standort) wurde durch diese Versuche bestätigt.
Eine Beregnung mit 3,5 mm/Tag bzw. 25 mm/Woche ist bei diesem Typ von Boden ausreichend.


2. Die Auswaschung

Die mit verschiedenen Kombinationen von Stickstoffdüngung und Beregnung verbundenen Auswaschungsgefahren wurden gemessen:
- Im Sommer unter der Vegetation (nur in Rouffach).
- Im Winter, wo die Auswaschungsgefahr normalerweise ansteigt, bei unbedecktem Boden und gleichzeitig überschüssiger Wasserbilanz (Niederschläge übersteigen Evapotranspiration), so daß es zur Sickerwasserbildung kommt (Rouffach und Hausen).

In beiden Situationen wurde die Menge an ausgewaschenem Nitrat mit Hilfe eines Modells abgeschätzt.


2.1 Schätzung der Auswaschungsmenge über den Sommer

Verwendetes Modell:
Das Prinzip des Modells ist es, aufgrund von meteorologischen Daten täglich den Wasservorrat des Bodens zu berechnen und die Werte mit denjenigen aus mit Hilfe von Bohrstöcken gewonnenen Feuchteprofilen zu vergleichen. Der zeitabschnittsweise Vergleich der beiden Werte erlaubt die Menge des Dränwassers zu bestimmen.
Mit Hilfe der porösen Saugkerzen 'Tensionic', welche in 80 cm Tiefe eingebaut sind und eine Nitratkonzentration zu messen erlauben, kann dann die Menge des ausgewaschenen Stickstoffs geschätzt werden.

Ausgewaschene Stickstoffmenge (kg NO3-N/ha) in Abhängigkeit von Beregnung und Stickstoffdüngung:
  2 mm/d x 120 kg N/ha 3,5 mm/d x 170 kg N/ha 5 mm/d x 220 kg N/ha
1996 8,1 4,1 11,9
1997 0 2,2 3,7
1998 0,8 0 10,1

Die Messperioden in den drei Jahren sind nicht identisch und können deshalb nicht miteinander verglichen werden.
Die Auswaschungsmengen sind gering. Die höchsten Werte treten dabei bei den Varianten mit zu hoher Düngung bzw. zu starker Beregnung auf. Die Differenz zu den anderen Varianten ist aber sehr gering, mit Ausnahme des Jahres 1998.

Schlußfolgerung
Die Auswaschung während des Sommers ist ein Phänomen von geringer Intensität. Das Wasser und der Stickstoff werden vom Mais, der diese für sein Wachstum und seine Entwicklung braucht, aufgenommen.


2.2 Schätzung der Auswaschungsmengen während des Winters

Das Lixim-Modell
Es gestattet die Simulation der Auswaschung über Winter, ausgehend von am Standort gemessenen Daten. Für die korrekte Eichung des Modells bedarf es einer ausreichend großen Anzahl von Messwerten. In Rouffach war das nur im Winter 1997/98 der Fall. Das Problem war, daß die über Winter im Boden verbliebenen Saugkerzen meistens nicht funktioniert haben, wofür es keine Erklärung gibt.
Für Hausen konnte die Eichung und Anwendung des Modells zur vollen Zufriedenheit erfolgen.

Die Ergebnisse von Rouffach:

Die Überschreitung der berechneten OGL-Düngung geht immer mit einer Erhöhung der Nitratauswaschung einher. Außerdem erhöht eine übertriebene Bewässerung die Auswaschung über Winter.


Die Ergebnisse von Hausen:

Die große Anzahl von durchgeführten Messungen und verfügbaren Daten in Hausen gestatten die Anwendung des Lixim-Modells für alle drei Versuchsjahre. Um einen Vergleich mit der französischen Seite zu haben, zeigen wir nachstehend die Ergebnisse von 1997/98.

Außer bei T2 (SchALVO x unberegnet) im Jahr 1995/96 ist die Reihenfolge der Varianten identisch. Es ist zu unterstreichen, daß während dreier Winter die ausgewaschenen Stickstoffmengen sehr gering sind und diese immer unter 15 kg/ha liegen.
Während sich zu Winterbeginn zwischen den Varianten kaum Unterschiede zeigen, nimmt der Abstand ab Januar zu, um im April sein Maximum zu erreichen.
Es scheint, daß die ausgewaschenen Mengen in gedüngten Parzellen ohne Beregnung größer sind: der im Boden vorhandene Nitratstickstoff ist für den Mais nicht verfügbar.
Bei beregneten Varianten begünstigt das Beregnungswasser die Aufnahme des mineralisierten Stickstoffs durch den Bestand. Deshalb sind die Nitratgehalte im Boden nach der Ernte hier niedriger und die Gefahr der Nitratauswaschung ist vermindert.
Auf den ungedüngten Parzellen sind die Verluste am geringsten. Zwischen beregnet und unberegnet gibt es keine signifikanten Unterschiede.


Schlussfolgerung bezüglich der Auswaschung

Während in Rouffach die Menge an ausgewaschenem Stickstoff bei übermäßiger Düngung und übermäßiger Beregnung bis auf 100 kg/ha steigen kann, bleibt sie in Baden-Württemberg, unabhängig vom Verfahren, immer auf niedrigem Niveau unter 15 kg/ha. Es ist jedoch zu berücksichtigen, daß sowohl die Beregnung als auch die Düngung in Hausen immer wohl dosiert erfolgten und es keine Varianten mit Überdüngung bzw. Überberegnung gab. Insofern kann man Hausen diesbezüglich nicht mit Rouffach vergleichen. Unter 'vernünftigen' Bewirtschaftungsbedingungen belaufen sich die ausgewaschenen Stickstoffmengen auf französischer Seite auf 30 - 40 kg N/ha.
Die größte Gefahr besteht:

  • einerseits bei gedüngten aber nicht beregneten Parzellen, auf denen der Stickstoff, insbesondere in trockenen Jahren nicht von der Pflanze aufgenommen werden kann,
  • andererseits bei überzogener Düngung, die den Pflanzenbedarf übersteigt und bei Kombinationen von überzogener Düngung und übermäßiger Beregnung.


2.3 Abschätzung der Nitratkonzentrationen im Sickerwasser während des Winters

Die Ergebnisse von Rouffach

Die mit dem LIXIM-Modell simulierten Nitratkonzentrationen in Rouffach liegen über dem Grenzwert der Trinkwasserverordnung von 50 mg/l sobald die Stickstoffdüngung über 120 kg N/ha (was 1997 dem Optimum entsprach) hinausgeht. Bis zu einer Stickstoffdüngung von 170 kg N/ha scheint die Beregnungsintensität keinen Einfluß zu haben. Darüber steigen die Nitratkonzentrationen des Sickerwassers jedoch mit zunehmender Beregnungsstärke.
Bei der ausgewaschenen Menge ist die Tendenz gleich: Die überhöhten Varianten produzieren ein Sickerwasser mit 150, ja sogar mit 250 mg N/l Nitrat. Dabei spielt der Faktor Stickstoffdüngung die größte Rolle, zumindest wenn man die Ergebnisse 1997/98 betrachtet.
Die Variante 170 kg N/ha x 3,5 mm/d, die einer gängigen Praxis bei den Beregnungslandwirten in der Ebene entspricht, wirft aus Sicht der Ökologie dennoch Fragen auf, da sie dem Modell nach ein stark nitratbelastetes (140 mg/l) Sickerwasser produziert. Derartige Konzentrationen sind für die Wasserwirtschaft natürlich nicht akzeptabel. Es muß jedoch darauf hingewiesen werden, daß dieses Ergebnis aus einer Modellrechnung für den Zeitraum 10/97 bis 02/98 stammt, die auf unzureichendem Datenmaterial beruht, so daß eine unumstößliche Aussage nicht möglich ist. Die Frage nach der Sickerwasserqualität unter einem beregneten Maisacker bleibt also offen. Die Messungen sollten deshalb über mehrere Jahre auf eine Weise fortgesetzt werde, die eine präzise Beantwortung dieser Frage gestattet.


Die Ergebnisse von Hausen:

Die in Hausen in den 3 Wintern gemessenen Nitratkonzentrationen übersteigen nie die Nitratkonzentration von 40 mg N/l. Wie bereits beim Kapitel Auswaschung gezeigt, gab es in diesem Versuch keine überhöhten Varianten.
Der Verlauf der Konzentrationskurven folgt in etwa denen der Stickstoffauswaschung und wie die nachstehende Abbildung zeigt, treten bei den unberegneten Varianten höhere Konzentrationen auf als bei den anderen. Die Rangfolge der Varianten ist übrigens in allen 3 Messkampagnen dieselbe. Die größten Unterschiede traten im Winter 1997/98 auf. In diesem Winter besteht die Möglichkeit zum Vergleich mit den französischen Ergebnissen.

Nitratgehalte im Sickerwasser - Hausen - Winter 1997/98:

Schlußfolgerungen bezüglich der Nitratkonzentrationen über Winter

Die Höhe der Stickstoffdüngung scheint für das Risiko der Nitratauswaschung über Winter entscheidender zu sein als die Intensität der Beregnung.
Nach Verrechnung der Daten von Hausen mit dem Modell LIXIM, begünstigen die während der Vegetationszeit unberegneten Varianten Nitratauswaschungsverluste und liefern insgesamt ein nitratreicheres Sickerwasser als diejenigen Varianten, die das für die Kultur erforderliche Wasser erhalten. Während ihrer Entwicklung nehmen die Pflanzen soviel Nitrat wie möglich aus der Bodenlösung auf. Die Ergebnisse zeigen während zwei klimatisch unterschiedlichen Jahren, 1996/97 und 1997/98 in dieselbe Richtung, sind jedoch 1997/98 deutlicher.
In Rouffach lässt sich mit demselben Modell zeigen, daß, sobald das Niveau der ordnungsgemässen Düngung überschritten wird, auch die Beregnungsmenge eine Rolle spielt. Dieses Ergebnis ist jedoch mit Vorsicht zu geniessen, weil das LIXIM-Modell in Rouffach nur für ein Jahr und mit einer begrenzten Anzahl von Werten gerechnet werden konnte und die Ergebnisse folglich methodisch angreifbar sind.


Wirtschaftlichkeit der Beregnung in Rouffach und in Hausen

Für die beiden Standorte, die sich durch einen Boden mit relativ hoher nutzbarer Feldkapazität auszeichnen, kann eine schnelle und grobe Wirtschaftlichkeitsberechnung vorgenommen werden:

In den drei Versuchsjahren, die sich klimatisch deutlich unterschieden, lag der mittlere Ertragszuwachs durch Beregnung bei 27,4 dt/ha in Rouffach und bei 11,2 dt/ha in Hausen.
Unterstellt man einen durchschnittlichen Maispreis von 70 FF (21 DM)/dt und berücksichtigt man die im Durchschnitt der Jahre 1996 bis 1998 um 479 FF (143 DM)/ha höhere Anbauprämie auf Beregnungsflächen (nur in Frankreich), so erhält man einen um 2397 FF (719 DM)/ha in Rouffach bzw. 784 FF (235 DM)/ha in Hausen höheren Geldertrag.
Von diesem Mehrertrag sind die Kosten der Beregnung abzuziehen. Diese sind natürlich nicht überall gleich. Im Durchschnitt der Kleinregion Hardt beliefen sie sich nach den betriebswirtschaftlichen Auswertungen des CER 68 für das Jahr 1998 auf 1350 FF (405 DM)/ha.

Ausgehend von diesen Werten bleiben dem Beregnungslandwirt
in Rouffach: 2397 - 1350 = + 1047 FF (+ 314 DM)/ha
in Hausen: 784 - 1350 = - 566 FF (- 170 DM)/ha.

Die Kosten sind wahrscheinlich für Situationen mit hoher nutzbarer Feldkapazität überschätzt. Dies gilt insbesondere für Hausen. Doch auch wenn man die Beregnungskosten in diesen Fällen auf 1000 FF (300 DM)/ha reduziert, ist die Wirtschaftlichkeit in Hausen immer noch nicht gegeben. Hinzu kommt außerdem, daß der zusätzliche Deckungsbeitrag auch noch die Arbeitskosten der Beregnung (Aufbau/Umsetzen der Anlagen) decken muß. Deren Höhe ist schwer zu schätzen. Sie sind jedoch in Anbetracht der manchmal mühseligen Arbeit nicht zu vernachlässigen. Hinzu kommen weiterhin zusätzliche Steuer- und Sozialabgaben, die mit zunehmendem Mehrertrag ansteigen. Von daher stellt sich die Frage der Wirtschaftlichkeit auch in Rouffach.

Die nachstehend aufgeführten Durchschnittswerte sollen lediglich einen Anhaltspunkt geben. Die jahrweise Auswertung von zwei, was die Niederschläge angeht sehr unterschiedlichen Jahren wie 1996 (naß) und 1998 (trocken) gestattet eine bessere Beurteilung der Wirtschaftlichkeit:

Jahr Mehrertrag d. Beregnung (Variante 120 N x 3,5 mm) Prämienerhöhung d. Beregnung Mehrerlös Deckungsbeitrags-differenz
1996 13,4 dt/ha 391 FF/ha 1329 FF/ha 329 F (99 DM)/ha
1998 49,8 dt/ha 562 FF/ha 4048 FF/ha 2698 F (809 DM)/ha
Für das Jahr 1996 wurden die Kosten der Beregnung von 1350 auf 1000 FF/ha ermäßigt.

Diese Berechnung auf Grundlage der Daten von Rouffach zeigt sehr schön die Wirtschaftlichkeitsunterschiede einer Beregnung in Jahren mit unterschiedlichen Sommerniederschlägen. In feuchten Jahren lohnt sich die Beregnung auf diesem Standort kaum oder gar nicht, in trockenen Jahren dagegen ganz klar.
Die Landwirte, die bei diesen recht tiefgründigen Böden eine Beregnung anschaffen, legen Wert auf Ertragssicherheit und sind der Ansicht, daß sie mehr verlieren, wenn sie in einem trockenen Jahr nicht beregnen, als wenn sie in einem nassen Jahr umsonst beregnen.

Allgemeine Schlußfolgerung

Für die Ertragsbildung und um dem Landwirt ein Einkommen zu verschaffen braucht der Mais Stickstoff und Wasser. Diese beiden Produktionsfaktoren sind eng miteinander verknüpft. Ohne Stickstoff wird der Ertrag stark beeinträchtigt. Ohne Wasser nutzt der im Boden befindliche Stickstoff aus Düngung und Mineralisierung dem Mais wenig und die Gefahr der Auswaschung von Nitratresten über Winter verschärft sich.
Andererseits ist eine Düngung, die den Bedarf der Kultur weit übersteigt, teilweise auch verloren, weil der überschüssige Stickstoff das Ertragsniveau des Maises nicht über ein Optimum hinaus anzuheben vermag. Dabei kommt es zu wirtschaftlichen Verlusten, aber auch zu einer Gefahr für die Umwelt, weil der nicht verbrauchte Stickstoff ins Grundwasser ausgewaschen wird.
Wird ein Maisbestand entsprechend seinem Bedarf gedüngt, so führt Wassermangel infolge unzureichender Beregnung zu einer erhöhten Gefahr der winterlichen Auswaschung, wie es die LIXIM-Ergebnisse für Hausen zeigen. In Rouffach werfen die, methodisch angreifbaren, LIXIM-Ergebnisse nichtsdestotrotz die Frage nach der Qualität des Sickerwassers auf, welches sich im Winter unter einem Maisfeld mit Beregnung bildet. Vernünftigerweise kann man jedoch annehmen, daß bei einer dem Kulturbedarf angepassten Stickstoffdüngung und einer Beregnung, die richtig gesteuert wird, ein ökonomisches und ökologisches Optimum erreicht wird. Dieses bedarf jedoch noch einer näheren Präzisierung.
In der Rheinebene werden jedoch nicht alle Maisbestände bezüglich dieser beiden Produktionsfaktoren Stickstoff und Wasser so gezielt behandelt.
Die Minimallösung würde zweifelsohne darin bestehen, die bereits in Form von Ferti-Mieux-Aktionen und Beregnungshinweisen bestehende Beratung zu verstärken, wahrscheinlich aber auch in einer besseren Ausstattung der Landwirte mit Steuerungsinstrumenten oder in einer Anpassung des Beregnungsmaterials.

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