Schwefeldüngung von Winterraps und Wintergetreide mit Polysulfat

Schwefel (S) gehört zu den sechs Hauptnährstoffen und fand in Europa erst in den 1990er Jahren stärkere Beachtung, als durch abnehmende Schwefeleinträge aus der Luft S-Mangel besonders in Kulturen mit hohem Bedarf (Raps!) häufiger sichtbar wurde. Seither wird verstärkt darauf geachtet, die Schwefelversorgung über Düngung sicherzustellen.

Pflanzen decken ihren Schwefelbedarf größtenteils über die Wurzel durch Aufnahme von Sulfationen aus der Bodenlösung. Im Boden wird Sulfat aus der organischen Substanz vergleichbar mit Stickstoff abhängig von Bodenart und dem Gehalt an organischer Substanz mineralisiert. Regelmäßige organische Düngung erhöht das Potenzial des Bodens zur S-Mineralisierung. In Wirtschaftsdüngern liegt Schwefel zu etwa 80% organisch gebunden vor, so dass die S-Freisetzung unter Einfluss der unterschiedlichen Bodenverhältnisse schwer einzuschätzen ist. Das kommt besonders bei Vegetationsbeginn zum Tragen, wenn Gülle oder Gärreste ausgebracht werden, die Bodentemperaturen zu niedrig bzw. die Bodenfeuchten zu hoch für eine bedarfsgerechte S-Nachlieferung sind und damit für die Ernährung von Winterraps und -getreide kaum zu kalkulieren sind.

Daher müssen Mineraldünger organische S-Quellen ergänzen. Mineralische S-Dünger enthalten verschiedene Sulfate, die sich im Lösungsverhalten Dabei handelt es sich z.B. um Calcium-, Kalium- oder Magnesiumsulfat. Das negativ geladene Sulfation (SO4 2-) wird kaum von Bodenteilchen absorbiert und liegt damit ausschließlich in der Bodenlösung vor. So kann das Sulfat ähnlich wie Nitrat leicht mit Sickerwasser verlagert werden. Sulfatauswaschung über Winter bzw. das Risiko des S-Mangels steigt mit der Niederschlagsmenge (November bis Februar) und
dem Sandanteil des Bodens.

Unter feuchteren Bedingungen bietet sich Polysulfat an

Polysulfat mit hohem Calciumsulfat-Anteil (40%) an, durch dessen Kristallstruktur die S-Freisetzung im Boden nachhaltiger als bei 100% schnell löslichen Sulfatdüngern (Kalium- oder Magnesiumsulfat), aber auch langsamer, verläuft. Damit wird die Düngerausbringung zeitlich flexibler.

Polysulfat kombiniert nachhaltig lösliches Calciumsulfat mit schnell löslichem Kalium- und Magnesiumsulfat (18% S, 13% K2O, 5% MgO und 17% CaO). Auch mit POTASHPLUS kann die Schwefel- und die Kaliumversorgung in einer Überfahrt erledigt werden. POTASHPLUS besteht aus Polysulfat und 60er Kali (KCl) mit 37% K2O, 9% S, 2% MgO und 8% CaO besteht.

Grundsätzlich kommt elementarer Schwefel zur S-Düngung in Frage, der aber nicht sofort pflanzenverfügbar ist, sondern erst durch Bodenbakterien zu Sulfat umgewandelt werden muss. Dieser Prozess kann sich abhängig von den Bodenverhältnissen über Monate erstrecken. Versuche in Wintergerste zeigten, dass mit Sulfat gedüngte Bestände spürbare Mehrerträge brachten. Hingegen wurde elementarer Schwefel, selbst zum Wachstumsbeginn ausgebracht, von den Pflanzen nicht verwertet (LfL Bayern 2011). Gegenüber organisch gebundenem Schwefel oder Elementarschwefel ist der entscheidende Vorteil von Sulfatdüngern, dass die S-Versorgung planbar ist.

Winterraps und Wintergetreide benötigen für hohe bis sehr hohe Erträge und Qualitäten vergleichsweise hohe Schwefelmengen (Winterraps: 40-60 kg S/ha, Wintergetreide: 20-40 kg S/ha). Schwefel ist beim Winterraps ein wichtiger Baustein von Proteinen, Vitaminen und Enzymen sowie von Senfölen. Schwefel fördert ebenso die Qualität der Ernteprodukte, wovon auch die Preisbildung beim Handel abhängt. Beim Raps werden Ölgehalte durch gute S-Versorgung erhöht, und beim Backweizen werden Eiweißgehalte, Sedimentationswerte und nicht zuletzt das Backvolumen verbessert.

SO3-Aufnahme von Weizen, Kartoffeln und Kohl während der Vegetationsperiode

Zu Vegetationsbeginn besteht meist ein großer Unterschied zwischen dem aktuellen S- und N-Bedarf der Winterungen und zu geringen verfügbaren S- und N-Mengen im Boden, verursacht durch Auswaschung und geringe Mineralisation. Mit einer Smin-Bodenuntersuchung im zeitigen Frühjahr kann der pflanzenverfügbare Schwefel eingeschätzt werden. Nach Untersuchungen der Landwirtschaftskammer NRW (2015) wird bei Smin-Werten über 60 kg S/ha (0-90 cm Tiefe) ein Schwefelmangel beim Raps als unwahrscheinlich bewertet. Mit sinkenden Werten werden S-Düngungseffekte wahrscheinlicher. Für Wintergetreide wird als Smin-Wert über 40 kg S/ha (0-90 cm Tiefe) angegeben. Diese Werte bieten eine grobe Orientierung.

Pflanzenuntersuchungen lassen erst eine Bewertung des Nährstoffstatus zu, wenn die Vegetation in Bezug auf die S-Aufnahme der Winterungen schon weit vorangeschritten ist. Beim Winterraps werden 0,5% ab Beginn der Knospenbildung und beim Wintergetreide 0,3% ab Erscheinen des Fahnenblattes als Minimalwerte betrachtet. Bei geringeren Werten kann man mit Ertragseinbußen rechnen. Auch kann Schwefel per Blattdüngung zugeführt werden, was aber mengenmäßig in späteren Stadien nicht ausreicht, um größeren S-Mangel zu vermeiden.

Daher muss den Winterungen vor Beginn der Vegetation Schwefel in Sulfatform zugeführt werden. Eine gute S-Verfügbarkeit fördert die N-Aufnahme der Winterungen deutlich, weil N- und S-Aufnahme annähernd zeitgleich ablaufen. Bei Roggen und Triticale auf sehr leichten Böden kann eine S-Düngung zur Ertragssicherung beitragen. Gerade Wintergerste, die meist in abtragender Stellung steht, ist für ein geringes Aneignungsvermögen von Nährstoffen bekannt und ist bei der S-Düngung bevorzugt zu behandeln.

Die Düngeverordnung gestattet den Landwirten eine N-Düngung (unabhängig von der N-Form) und auch P-Düngung erst ab 1. Februar bzw. 15. Januar, wenn die Böden „aufnahmefähig“ sind. Daher muss sich eine Ausbringung von N-haltigen Düngern sowie P- oder PK- Düngern, die auch Sulfate enthalten, an den genannten Terminen orientieren. Eine Düngung mit Polysulphate, das nur Calcium, Kalium oder Magnesium enthält, ist von den erwähnten Terminen unabhängig und auch „auf Frost“ einsetzbar. Eine S-Düngung mit nachhaltiger Freisetzung, aus Calcium wie bei Polysulphate kann sogar etwas früher erfolgen. Das kann zur Entzerrung der Arbeitsspitze im zeitigen Frühjahr beitragen. Zeitfenster mit guter
Befahrbarkeit nach dem 15. Januar/1. Februar bleiben dann der N- bzw. P-Düngung vorbehalten. Polysulphate oder ICLPotashpluS können universell mit schnell (z.B. KAS) oder verzögert wirkenden N-Einzeldüngern (verzögert z.B. Harnstoff mit Inhibitoren bzw. umhüllter Harnstoff wie Agrocote) so kombiniert werden, wie es Witterung und Pflanzenbestände im Frühjahr erfordern. In gleicher Weise sind von ICL eine Vielfalt von PK-Düngern der Marke PKpluS auf Basis von Polysulphate ein-setzbar. Die Vielfalt von PKpluS beruht auf P : K-Verhältnissen von meist 1 : 1 oder 1 : 2.

Eine zeitige und nachhaltige S-Freisetzung fördert entscheidend die N-Effizienz in Winterraps und Wintergetreide, gerade weil die N-Düngung durch N-Bedarfswerte nach oben begrenzt bzw. in „roten Gebieten“ noch um 20% zu reduzieren ist.

Schlussfolgerungen

Schwefel ist ein Hauptnährstoff und wird von Winterraps und Wintergetreide in etwa zeitgleich mit dem Stickstoff aufgenommen. Durch Sickerwasserverluste und geringe Mineralisation besteht zu Vegetationsbeginn ein großer Bedarf der Kulturen, der vor allem durch mineralische Düngung gedeckt werden kann. Verschiedene Sulfatdünger bieten eine hohe Flexibilität, die Arbeitswirtschaft zu organisieren und können mit Stickstoff- oder Grunddüngern kombiniert werden.