GALLER _ Stickstoff Kreislauf Düngung Umwelt Praxisratgeber von Josef Galler Broschuere

Stickstoff
Kreislauf – Düngung – Umwelt
Praxisratgeber von Josef Galler

Herausgeber: Landwirtschaftskammer Salzburg,
Betriebsentwicklung und Umwelt
Autor: Dipl.-HLFL-Ing. Josef Galler, LK Salzburg
Grafik: AWMA – Werbe- und Mediaagentur, Salzburg
Druck: Salzburger Druckerei
1. Auflage, 2007©

Stickstoff
Kreislauf – Düngung – Umwelt
Stickstoff – Bedeutung und Aufgaben.................................................................... 4
Stickstoffkreislauf ....................................................................................................... 5
Geschichte der Düngung ............................................................................................ 6
Justus von Liebig – Wende in der Düngung ............................................................... 7
Entwicklung der Stickstoffproduktion ......................................................................... 8
Stickstoffversorgung der Pflanze ............................................................................ 9
Luftstickstoffbindung durch Leguminosen .................................................................. 9
Organischer Stickstoff im Boden .............................................................................. 10
Organische Stickstoffünger .......................................................................................11
Mineralisierungsvorgänge .........................................................................................11
Ammonifikation und Nitrifikation .............................................................................. 12
Immobilisierung von Düngestickstoff ....................................................................... 13
Mineraldüngeräquivalent (MDÄ) organischer Dünger ............................................... 13
Ammoniumanteil bestimmt Jahreswirkung ............................................................. 15
Mineralische Stickstoffdüngung ........................................................................... 16
N-Aufnahme der Pflanze ........................................................................................... 16
N-Formen in Stickstoffdüngern ................................................................................. 17
Blattdünger, Langzeitdünger, Nitrifikationshemmer .................................................. 17
Zusammensetzung der wichtigsten Stickstoffdünger .............................................. 18
Stickstoffdünger brauchen Kalk ................................................................................ 18
Mineralische N-Formen im Vergleich ........................................................................ 19
Ausbringung von Harnstoff und AHL ........................................................................ 20
Lagerung von Stickstoffdüngern ............................................................................... 21
Düngemittelgesetz (DMG) ........................................................................................ 22
Bemessung der Stickstoffdüngung .......................................................................... 22
Hilfsmittel zur Optimierung der N-Düngung ............................................................. 24
Stickstoffdüngung für Getreide ................................................................................ 25
Stickstoffdüngung bei Kartoffel und Mais ................................................................. 26
Stickstoffdüngung im Grünland ................................................................................ 27
Düngung und Umweltaspekte .............................................................................. 29
Düngung und Qualität .............................................................................................. 29
Düngung und N-Verluste .......................................................................................... 31
Unvermeidbare Stickstoffverluste ............................................................................ 32
Mineraldünger und Ammoniakverluste .................................................................... 38
Wirtschaftsdünger und Ammoniakverluste .............................................................. 38
N-Ausbringungsverluste bei Wirtschaftsdüngern ..................................................... 39
Ammoniak und Umwelt ............................................................................................ 40
Lachgas und Umwelt ................................................................................................ 42
Nitrat – ein Umweltparameter .............................................................................. 43
Düngung und Nitratauswaschung ............................................................................ 44
Nitrat und Gesundheit .............................................................................................. 46
Stickstoff und Eutrophierung ................................................................................ 48
EU-Nitratrichtlinie ...................................................................................................... 49
Stickstoffbilanzierung ............................................................................................ 50
Energiebilanz der Düngung ................................................................................... 51
Stickstoff und Bioenergie ...................................................................................... 56

Stickstoff
Stickstoff ist die Voraussetzung für die Bildung von pflanzlichem und tierischem Eiweiß.
Der durchschnittliche Gehalt in den Pflanzen beträgt 3 bis 4 %. Er ist als der „Motor des
Wachstums“ bekannt und hat von allen Nährstoffen die höchste Energieeffizienz. Ohne
Stickstoff gäbe es keine grünen Pflanzen und kein Leben auf unserem Planeten.
Stickstoff – Bedeutung und Aufgaben
Stickstoff ist ein lebensnotwendiger Bestandteil der Aminosäuren (Eiweißbausteine),
aus denen pflanzliches und tierisches Eiweiß aufgebaut wird.
Zudem ist er Bestandteil des Chlorophylls (Blattgrün) und für die Assimilation (Stoffauf-
bau) unentbehrlich. Mit Hilfe des Chlorophylls können Pflanzen unter Ausnutzung der
Sonnenenergie die Photosynthese (Bildung von verdaulichen Nährstoffen) aus Kohlen-
dioxid und Wasser durchführen. Dies ist der einzige Weg,Tiere und Menschen mit Ener-
gie in essbarer Form zu versorgen.
Stickstoff ist unverzichtbar für die Energieübertragung sowie Bildung von Enzymen,
Hormonen und Vitaminen. Er ist ferner Baustein der Nukleinsäuren, aus denen das ge-
netische Material aller lebenden Organismen besteht. Für eine optimale N-Verwertung
der Pflanze ist auch eine ausreichende Versorgung mit Magnesium, Schwefel und Kup-
fer wichtig.
Was die Pflanze zum Leben braucht
n. Gruber, 1980
Stickstoff hat von allen Nährstoffen die höchste Produktionskraft. Der Pflanzenbau ist
dank der Assimilation der grünen Blätter der einzige Wirtschaftszweig, der mehr Ener-
gie produziert als er verbraucht.
Assimilation (Stoffaufbau)
Bei der Assimilation werden aus Kohlendioxid und Wasser unter Mithilfe von Nähr-
stoffen Kohlenhydrate gebildet, wobei auch Sauerstoff frei wird.
6 CO2 + 6 H2O (Chlorophyll + Sonnenenergie) � C6H12O6 (Zucker) + 6 O2

Dissimilation (Stoffabbau)
Dissimilation ist der rückläufige Prozess der Assimilation. Dabei werden die gebil-
deten Kohlenhydrate wieder unter Einwirkung von Sauerstoff zu Kohlendioxid und
Wasser zerlegt, wobei Energie frei wird.
C6H12O6 (Zucker) + 6 O2 � 6 CO2 + 6 H2O + Energie (2822 KJ)
Stickstoffkreislauf
Die Schlüsselstelle des zirkulierenden Stickstoffkreislaufes zwischen den Lebewesen,
Boden, Wasser und der Atmosphäre liegt im Boden, wo hohe N-Mengen in Humus,
Pflanzenresten und Mikroben organisch gebunden sind. Dabei kommt den mikrobiolo-
gischen Abläufen zwischen Boden und Pflanze (N2-Bindung, Mineralisierung und Nähr-
stoffaufnahme, Rückführung durch Denitrifizierung, Immobilisierung) große Bedeutung
zu.
Der Stickstoffeintrag in den Boden erfolgt neben der Luftstickstoffbindung durch Le-
guminosen, über organische Düngung sowie mineralische Ergänzungsdüngung. Auch
über die Nahrung von Mensch undTier wird Stickstoff aufgenommen und gelangt über
deren Ausscheidungen wieder in den Boden zurück.
Ferner haben die Aktivitäten des Menschen durch fossile Verbrennung (Ausstoß von
Stickoxiden) die zirkulierende Stickstoffmenge („Saurer Regen“) erhöht.
Aus der Sicht der Umwelt ist eine möglichst ausgeglichene Bilanz zwischen Stickstoff-
eintrag und Stickstoffaustrag anzustreben, um eine unerwünschte Eutrophierung bzw.
Versauerung unserer Ökosysteme zu vermeiden.
Globaler Stickstoffkreislauf
BAD,2006
Stickstoffbilanzierung
Bei der Stickstoffbilanzierung ist zu berücksichtigen, dass im Boden auch Immobilisie-
rungsvorgänge stattfinden und gewisse gasförmige N-Verluste (Ammoniakverluste bei
der Minerralisierung bzw. Düngerausbringung, Denitrifikationsverluste im Boden etc.)
sowie Auswaschungsverluste in Form von Nitrat unvermeidbar sind.

Geschichte der Düngung
Einst lebte der Mensch als Jäger und Sammler. Mit der Sesshaftwerdung und dem
Übergang zu Ackerbau und Viehzucht vor ca. 10.000 Jahren begann die erste Epoche
der Landbewirtschaftung. Dabei erkannten die Menschen sehr bald, dass selbst auf
fruchtbaren Böden die Erträge allmählich sanken. In der Folge dieser Bodenverarmung
an Nährstoffen entwickelten sich zwei Formen des Ackerbaus.
Urformen des Ackerbaus
Beim sogenannten „Wanderfeldbau“ werden die Felder nach einigen Jahren wegen
Unfruchtbarkeit wieder aufgegeben und dann neues jungfräuliches Land in Kultur ge-
nommen. Eine Form des Wanderfeldbaues ist die Brandrodung, wo die verbleibende
Asche einige Jahre als Nährstoffquelle dient.
Die zweite Form ist der Ackerbau in Flusstälern, wo mit der jährlichen Überflutung und
der Ablagerung nährstoffreichen Schlamms die mit den Ernten abgeführten Nährstoffe
wieder ersetzt werden. Diese Form der Düngung war vor allem bei den alten Kulturen
in den Stromländern am Nil, Euphrat, Indus usw. bekannt.
Ankurbelung des Nährstoffkreislaufes
Im alten Rom gaben die landwirtschaftlichen Schriftsteller (Cato, Columella etc.) um-
fangreiche Darstellungen über die Düngung mit Asche, Tang, Flussschlamm, Fäkalien
und Kompost. Bestimmte Dünger galten im Altertum als so wertvoll, dass deren Dieb-
stahl unter Strafe stand. Im alten Rom wurde „Stercutius“ als Symbolfigur für die Fort-
schritte in der Düngung von den Göttern sogar die Unsterblichkeit verliehen.
Auch in unseren Breiten haben die Bauern seit jeher „gemergelt“ oder „gegipst“, d. h.
kalk- und tonreichen Boden (aus Sedimentgesteinen entstanden) auf ihre nährstoffar-
men Felder geholt, wenn der Boden ausgemergelt („verarmt“) war.
Bereits Plinius D. J. (61–114) bezeichnete den Mergel als „Schmalz der Erde“, da der
Mergel einige Mineralstoffe wie z. B. Kalium und Magnesium enthält.
Einführung von Fruchtfolge und Leguminosenanbau
Die Römer führten die zweigliedrige Fruchtfolge (1 Jahr Acker + 1 Jahr Brache) ein. Die
heute ökologisch unerwünschte Bracheperiode war infolge von Nährstoffmangel not-
wendig. Im 8. Jahrhundert begann unter Karl dem Großen die Einführung der Dreifel-
derwirtschaft (Winterung – Sommerung – Brache), da man nicht ständig die Hälfte des
Ackerlandes brach liegen lassen wollte. Diese Form hat über 1.000 Jahre angehalten.
Zusätzlich mussten auf Grund der geringen Erträge und der zunehmenden Bevölkerung
ständig Wälder gerodet und Sümpfe trockengelegt werden.
Erst Mitte des 18. Jahrhunderts begann sich allmählich durch den Anbau von Kleegras
anstelle von Brache die verbesserte Dreifelderwirtschaft durchzusetzen.
Die Futterleguminosen brachten nicht nur Stickstoff in den Kreislauf, sondern erhöhten
in weiterer Folge auch den Anfall an Stallmist. Phosphormangel schränkte jedoch da-
mals das Wachstum der Leguminosen stark ein. Es gelang nicht den Nährstoffkreislauf
zu schließen.
Nährstoffmangel und sinkende Erträge bei stark zunehmender Bevölkerung (besonders
in England) haben dazu geführt, dass die Engländer menschliche Skelette wegen ihres
Kalk- und Phosphatgehaltes kauften. Die Skelette stammten aus großstädtischen Fried-
höfen und auch vom Gelände der Völkerschlacht bei Leipzig (1813). Die Knochenmüller
hatten damals „Hochkonjunktur“, indem sie die Gebeine zu Dünger vermahlten.
Im Niltal konnte
sich frühzeitig eine
Form des Ackerbaus
entwickeln.
Bad, 2006
Brandrodung

Erst später nach dem Erscheinen von Liebigs Buch „Agrikulturchemie“ im Jahre 1840
wurde in England (Verfahren nach „Flemming“) erstmals Superphosphat hergestellt.
Dabei wurde Knochenmehl mit Schwefelsäure versetzt, um dadurch die Pflanzenver-
fügbarkeit zu verbessern. Superphosphat wurde anfangs bezeichnenderweise als „Ger-
man Kompost“ vertrieben. Die erste deutsche Superphosphatfabrik entstand 1856 am
Heufeld bei Rosenheim.
Justus von Liebig – Wende in der Düngung
Justus von Liebig (1803–1873) wird zu Recht als Vater der Agrikulturchemie bezeichnet
und seine vor 150 Jahren publizierten Schriften haben nach wie vor Gültigkeit. Liebig
entdeckte auch, dass sich die Pflanze bei organischer Düngung nicht vom Humus, son-
dern aus den darin nach Mineralisierung freigesetzten Mineralstoffen ernährt. Er löste
damit die Humustheorie von Albrecht Thaer (1752–1828) ab.
Mit dieser Erkenntnis begann der bergmännische Abbau der wichtigsten Mineralstoffe
für die Pflanzenernährung (Phosphatlager, Kalilager, Chilesalpeter), wodurch der Nähr-
stoffkreislauf entscheidend verbessert werden konnte.
Seit Einführung der Mineraldüngung und insbesondere der synthetischen Luftstick-
stoffbindung haben sich bei uns nicht nur die Erträge, sondern auch der Anfall an Wirt-
schaftsdüngern über die Wirkungskette „Mineraldüngereinsatz – mehr Futter – mehr
Vieh – mehr Wirtschaftsdüngeranfall“ vervielfacht.
Von Christi Geburt bis ins Spätmittelalter konnten die Erträge kaum gesteigert werden
und lagen bei 6 bis 8 dt/ha. Erst die Fortschritte in der Züchtung, Düngung und dem
Pflanzenschutz sowie in der Bodenbearbeitung brachten eine Wende.
Neben dem Zuchtfortschritt und ackerbaulichen Maßnahmen sind ca. 50 % der Ertrags-
steigerungen auf die Erfolge der Düngung und des Pflanzenschutzes zurückzuführen.
Biotechnischer Fortschritt am Beispiel Körnermais
n. Gruber, 1980 (ergänzt)
1950 21,6 = 100 %
1970 55,5 = 256 %
2000 88,0 = 407 %
Justus von Liebig
(1803–1873)

Entwicklung der Erträge wichtiger Kulturpflanzen in dt /ha
Jahr 1850 1900 2005
Weizen 9,7 12,8 53,6
Roggen 9,3 11,4 41,0
Gerste 12,3 13,2 55,8
Hafer 7,7 9,9 43,8
Kartoffel 75,1 102,5 344,0
Körnermais 10,2 12,3 102,3
Zuckerrübe 192,2 239,5 710,5
ÖDB, 1980, ergänzt
Entwicklung der Stickstoffproduktion
Anfang des 19. Jahrhunderts wurden die ersten Stickstoffquellen außerhalb der Land-
wirtschaft verfügbar. In den Großstädten hatte die Leuchtgasproduktion Einzug gehal-
ten, für die Leuchtgas aus Kohle hergestellt wurde. Kokereigas enthält etwa 1,5 % Am-
moniak, dass als Ammonsulfat (21 %) ausgefällt wurde. Die Produktion war jedoch
durch die Gasproduktion limitiert.
In der Atacamawüste begann 1930 der Abbau von Natriumnitrat (Chilesalpeter). Dieses
Salz wurde aufwendig mit Hilfe von heißem Wasser aus einer stickstoffreichen Boden-
schicht (bis zu 5 % N) ausgewaschen, getrocknet und diente ursprünglich der Produk-
tion von Schießpulver.
Ab 1840 wurde dann verstärkt „Guano“ (angesammelter Kot von Seevögeln vor der
Küste Perus mit ca. 14 % N und 14 % Phosphor) abgebaut und verschifft, bis die Lager-
stätten 1875 trotz ihrer Mächtigkeit von über 60 m weitgehend erschöpft waren.
Segelschiffe transportierten Millionen Tonnen Guano und Chilesalpeter nach Europa.
Nach wie vor fehlte eine nachhaltige N-Quelle.
Angesichts der zunehmenden Weltbevölkerung und drohender Hungersnöte rief der
englische Chemiker „William Crookes“ alle Kollegen auf, nach einer Möglichkeit zu su-
chen, den unbegrenzt vorhandenen Luftstickstoff zu binden. Denselben Luftstickstoff,
den auch die Knöllchenbakterien der Leguminosen synthetisieren können.
Der natürliche Vorgang, bei dem durch die Hitze eines Blitzschlags elementarer Luft-
stickstoff (N2) zu Stickoxid (NO) oxidiert wird, war ja bereits seit dem 18. Jahrhundert
bekannt.
1895 gelang es Adolf Frank nachzuweisen, dass Calciumcarbid bei 1.000 °C mit dem
Stickstoff der Luft zu Calciumcyanamid (Kalkstickstoff) reagiert.
1905 gingen bereits die ersten Kalkstickstoffwerke in Betrieb. Die notwendige Energie
lieferten Wasserkraft- bzw. Braunkohlekraftwerke.
Den großen Durchbruch für die Luftstickstoffbindung erreichte 1904 der Chemiepro-
fessor Fritz Haber aus Karlsruhe. Es gelang ihm aus Wasserstoff und Luftstickstoff bei
einem Druck von 200 Atmosphären und einer Temperatur von 550 °C Ammoniak zu
synthetisieren und zu verflüssigen. Zur Weiterentwicklung nahm Haber Kontakt mit der
Badischen Anilin und Sodafabrik (BASF) auf, wo er gemeinsam mit Carl Bosch das Ver-
fahren verbesserte.
1913 ging die erste Versuchsanlage in Betrieb. Der Energiebedarf für 1 kg Ammoniak
betrug ursprünglich 100 MJ und konnte inzwischen auf 27 MJ gesenkt werden.
DieWeltstickstoffproduktion liegt heute bei mehr als 100 Mill.Tonnen, das ist etwa fünf-
mal so viel wie noch vor 40 Jahren. Den größten Verbrauchsanstieg hat Asien, gefolgt
von Südamerika und Afrika. Europa verbraucht etwa ein Viertel der Weltproduktion.
Die Laborapparatur,
mit der Haber 1908
erstmals Ammoniak
erzeugte.
Bad, 2006
Fritz Haber
(1868–1934)

Neben dem Einsatz von Wirtschaftsdüngern dient heute auch die Mineraldüngung
zunehmend der Ernährung der Pflanze. Überall dort auf der Welt, wo die Pflan-
zen hungern, dort hungern auch die Menschen. In einem UNESCO-Schreiben von
1972 kommt dies sehr treffend in einem Satz zum Ausdruck:
„Von nun an wird die Hälfte der Menschheit von der Mehrproduktion ernährt,
die durch die Mineraldüngeranwendung erzielt wird.“
Der Begriff „Kunstdünger“ (Mineraldünger) ist heute ein strapaziertes Wort. Das
Wort entstand um 1860 und hatte damals eine andere Bedeutung als heute.
Kunst hatte früher die Grundbedeutung von „Können“ und bedeutete im weiteren
Sinne eine auf Wissen und Übung begründeteTätigkeit (z. B. Baukunst, Kochkunst,
Reitkunst etc.). Im Wandel der Zeit hat das Wort im Sinne von „künstlich“ eine an-
dere Bedeutung erlangt.
Stickstoffversorgung der Pflanze
Aus der Sicht der Düngung kommt Stickstoff in der Natur in verschiedenenVerbindungen
vor. Dabei sind für die Stickstoffversorgung der Pflanze drei Gruppen von Bedeutung.
n  Luftstickstoffbindung der Leguminosen
n  Organisch gebundener Stickstoff
n  Mineralischer Stickstoff
N-Bindung durch Leguminosen
Die erdnahe Atmosphäre besteht zu 78 % aus elementarem Stickstoff in Form von N2.
Das sind etwa 86.000 t Stickstoff in der Luft über jedem Hektar Land.
Pflanzen können jedoch diesen Stickstoff aufgrund der starken Bindungskräfte zwi-
schen den beiden Atomen eines N2-Moleküls nicht direkt nutzen.
Nur durch die Knöllchenbakterien der Leguminosen oder die synthetische Stickstoff-
synthese (Haber-Bosch-Verfahren) kann Luftstickstoff in bedeutsamen Mengen in eine
pflanzenverwertbare Form übergeführt werden.
Im Laufe ihrer Entwicklung sind einige Pflanzenarten (Leguminosen) eine Symbiose
mit N-bindenden Mikroorganismen eingegangen, die in Knöllchen an ihren Wurzeln le-
ben. Diese Mikroorganismen besitzen Enzymsysteme, die atmosphärischen Luftstick-
stoff durch Aufbrechen des stabilen N2-Moleküls nutzen können, den sie dann ihrer
Wirtspflanze zur Verfügung stellen. Wenn die Leguminosen absterben und verwesen,
wird dieser Stickstoff auch für andere Pflanzen verfügbar. Im Gegenzug muss die Pflan-
ze die Mikroorganismen mit Energie (Kohlenhydraten) aus ihrer Photosyntheseleistung
versorgen.
Unter optimalen Bedingungen kann ein reiner Kleebestand mehr als 200 kg N/ha und
Jahr aus der Luft binden. Andere frei im Boden lebende stickstoffbindende Organismen
können nur etwa 2 bis 10 kg N/ha und Jahr binden und sind daher für die Praxis kaum
von Bedeutung.
Globale Entwicklung
des Mineraldünger-
Stickstoff-
Verbrauchs
Jahr Mill. t
1905 0,4
1950 3,5
1975 30,0
1980 55,0
1990 74,0
2007 104,0
FAO, 2007 (ergänzt)

10
Auch Knöllchenbakterien brauchen Energie
Die Energiebereitstellung bzw. Umleitung eines Teils der von den Leguminosen gebil-
deten Assimilate zu den Knöllchenbakterien ist auch der Grund, warum Leguminosen
(z. B. Erbsen, Bohnen) deutlich geringere Hektarerträge erbringen, als aufgrund ihrer
Photosyntheseleistung zu erwarten wäre.
Die Umwandlung vom sehr stabil gebundenem, elementarem Luftstickstoff (N2) in
pflanzenverfügbare N-Formen benötigt viel Energie. Dieser Energieaufwand von knapp
30 GJ pro Tonne Stickstoff ist im Chemismus begründet, weshalb die Knöllchenbakte-
rien etwa gleich viel Energie verbrauchen wie moderne technische Anlagen zur synthe-
tischen Luftstickstoffbindung mittels Haber-Bosch-Verfahren.
Eine gezielte N-Düngung hat jedoch über die Assimilation eine hohe Energieeffizienz,
d. h. der Energieertrag beträgt ein Vielfaches der eingesetzten Energie (siehe Kapitel
„Energiebilanz der Düngung“).
Organisch gebundener Stickstoff im Boden
Der Boden stellt mit Stickstoffgehalten in Kulturböden von 0,02 bis 0,4 % den größten
und stabilsten N-Pool dar. Daneben sind Wirtschaftsdünger eine wichtige, vorrangig or-
ganische N-Quelle. Sie enthalten den Stickstoff sowohl in organisch gebundener Form
als auch in Form von Ammonium.
Im Boden ist der Stickstoff zu mehr als 98 % des Gesamtgehaltes organisch im Humus
bzw. in lebender Biomasse (Pflanzen, Bodenlebewesen, Bodentiere) gebunden. Bei
mittleren Humusgehalten von 1,5 bis 2,5 % sind in Ackerböden etwa 3.000 bis 6.000
kg N enthalten, die alle 30 bis 70 Jahre einmal umgesetzt werden.
Geringe N-Mengen sind auch als Ammonium an Tonminerale gebunden.
Bodenpool – Mineralisierung und Immobilisierung
Die jährliche N-Nachlieferung aus dem Bodenpool hängt von der Humusqualität bzw.
dem C/N-Verhältnis im Boden ab und beträgt etwa 1 bis 2 % vom N-Vorrat des Bo-
dens. Am Dauergrünland liegt hingegen die Mineralisierungsrate aufgrund der fehlen-
den Ackerung (Humusoxidation) unter 1 %.
Dadurch können jährlich ca. 30 bis über 100 kg organisch gebundener Stickstoff mit Hil-
fe von Bodenmikroben zu mineralischem Stickstoff, d. h. zu Ammonium und letztlich
Nitrat übergeführt werden.
Andererseits fixieren Mikroben auch mineralischen Stickstoff, indem sie einenTeil in die
organische Substanz einbauen.
Dabei gilt: Wenn das Verhältnis Kohlenstoff zu Stickstoff (C:N) größer ist als 20:1, wird
die Immobilisierung (Fixierung) begünstigt und mineralischer Stickstoff in stabile or-
ganische Verbindungen umgewandelt. Dabei wird praktisch kein Stickstoff mehr frei-
gesetzt. Erst bei einem Verhältnis unter 15:1 beginnt die Mineralisierung und somit
Nutzbarwerdung für die Pflanze. Fruchtbare Ackerböden haben meist ein C/N-Verhält-
nis zwischen 8 und 12:1.
Stark humose oder anmoorige Böden haben Humusgehalte bis zu 15 % und ein C/N-
Verhältnis von etwa 10 bis 15:1. Organische Böden bzw.Torf mit Humusgehalten bis zu
30 % und darüber haben ein C/N-Verhältnis über 15 bis 20:1 und damit kaum noch eine
N-Dynamik.
An den Wurzeln von
Leguminosen leben
Knöllchen mit der
Fähigkeit zur Luftstick-
stoffbindung.
BAD, 2006

11
Geschätzte Stickstoffmengen (kg N/ha) in den verschiedenen Pools und Reaktions-
pfade des Stickstoffkreislaufs in landwirtschaftlich genutzten Böden
BAD, 2006
Organische Stickstoffdünger
Neben dem Leguminosenstickstoff und der Nachlieferung aus dem Bodenpool wird der
Hauptstickstoffbedarf der Pflanzen über Wirtschafts- und Mineraldünger gedeckt.
Organische Abfallstoffe, Ernterückstände und Kompost etc. waren seit jeher die wich-
tigste Nährstoffquelle für die Pflanze. Ferner haben Wirtschaftsdünger sowohl für den
Nährstoff- als auch den Humushaushalt im Boden eine große Bedeutung.
Stallmist bzw. Kompost enthält den Stickstoff großteils organisich gebunden und teil-
weise in Form von Ammonium. Während der Ammoniumanteil relativ rasch im Jahr der
Düngung wirksam wird, geht der organische Stickstoffanteil vorerst in den N-Pool des
Bodens und wird nur langsam in den Folgejahren nachgeliefert.
Mineralisierungsvorgänge
Die Mineralisierung von Düngemitteln läuft im Boden bei Wirtschaftsdüngen wie auch
Mineraldüngern gleich ab.Wirtschaftsdünger enthalten jedoch keinen Stickstoff in Form
von Nitrat.
Stickstoffdynamik im Boden (nach Fink, 1991)
NH3
NH3

12
Ammonifikation und Nitrifikation
Der organisch gebundene Stickstoffanteil in den Wirtschaftsdüngern liegt zu 2/3 in
Form von Aminosäuren und Amidstickstoff (Harnstoff) vor. Organische Amid-N-Verbin-
dungen werden zuerst durch das im Boden vorhandene mikrobielle Enzym „Urease“ in
Abhängigkeit von Temperatur, Sauerstoff und Wasser über die Zwischenstufe „Ammo-
niak“ zu Ammoniumcarbonat abgebaut. Das unstabile Ammoniumcarbonat wird dann
weiter zu Ammonium mineralisiert (Ammonifikation).
Stufe 1 – Ammonifikation
CO (NH2)2 + H2O � Urease � (NH4)2 CO3 � NH4
Carbamid Ammoniumcarbonat Ammonium
Durch das Enzym Urease wird Harnstoff beginnend bei Bodentemperaturen ab 2 bis
4 °C langsam, bei höheren Temperaturen über 15 °C innerhalb weniger Tage relativ
rasch zu Ammonium ammonifiziert. Dabei steigt im Zuge der Umsetzung durch die vor-
übergehende Ammoniakbildung der pH-Wert an, wodurch in Verbindung mit höheren
Temperaturen auch gasförmige Ammoniakverluste auftreten können.
Die weitere Mineralisierung von Ammonium erfolgt dann durch die Bodenbakterien
Nitrosomas zu Nitrit bzw. weiter über Nitrobacter zu Nitrat.
Dabei spielt die Bodentemperatur bzw. Bodenfeuchtigkeit eine wichtige Rolle.
Bei einer Bodentemperatur von 8 °C dauert es etwa 4 bis 6 Wochen, bei 12 °C etwa 2
bis 3 Wochen und bei 16 °C etwa 1 Woche bis die Mineralisation bzw. Nitrifikation an-
läuft (siehe Abb.).
Stufe 2 – Nitrifikation
NH4
+ � NO2
- � NO3
-
Ammonium Nitrit Nitrat
Nitrifikation von Rindergülle im Boden in Abhängigkeit von der
Bodentemperatur
nach Amberger,1994
Wirtschaftsdünger
enthalten keinen
Stickstoff in Form von
Nitrat.
Ammonium wird bei
niedrigen Temperaturen
im Winter nicht zu
Nitrat mineralisiert,
weshalb auf bepflanz-
ten Böden (z. B.
Grünland) ganzjährig
keine nennenswerte
Auswaschungsgefahr
über die natürliche, un-
vermeidbare Grundlast
besteht. Eine Düngung
im Winter ist jedoch
wegen der Gefahr der
Abschwemmung (vor
allem auf gefrorenen
bzw. schneebedeck-

13
Bodentemperatur im Jahresverlauf
nach Amberger, 1994
Immobilisierung von Düngestickstoff
Grundsätzlich erfolgt bei jeder Düngung eine gewisse N-Immobilisierung infolge N-Bin-
dung durch Humusanreicherung im Boden, da sich Bodenmikroben von organischer
Substanz ernähren und einen Teil des mineralisierten Stickstoffes in ihre Körpersubs-
tanz als Mikrobeneiweiß einbauen. Dies geschieht umso stärker, je mehr stickstoffar-
me und leicht zersetzbare organische Substanz (z. B. Stroh) zur Verfügung steht. Da-
durch können bis zu 100 kg Stickstoff zeitweilig festgelegt werden.
Die vielfach praktizierte N-Ausgleichsdüngung bei der Einackerung von Stroh ist eine
Maßnahme, um diesen Immobilisierungsvorgängen im Boden entgegenzuwirken.
Diese düngungsbedingte N-Immobilisierung (Fixierung) beträgt etwa 15 bis 20 % der
gedüngten N-Menge und ist bei organischen Düngern mit geringen Ammoniumantei-
len bzw. weitem C/N-Verhältnis (Stallmist, Kompost) größer als z. B. bei Gülle mit hö-
herem Ammoniumanteil bzw. engem C/N-Verhältnis.
Auch bei Mineraldüngeranwendung wird ein Teil des Ammoniumanteiles (10 bis 20 %)
mikrobiell im Boden gebunden.
Mineraldüngeräquivalent (MDÄ) organischer Dünger
Um eine objektive Bewertung unterschiedlicher Düngemittel zu ermöglichen, wird die
Wirkung organischer Dünger mit der Wirkung von Mineraldüngerstickstoff (genauer mit
dem Mehrertrag gegenüber der ungedüngten Kontrolle) verglichen.
Der Maßstab „Mineraldüngeräquivalent (MDÄ) in %“ ermöglicht einen Vergleich
verschiedener organischer Dünger sowohl mit der kurzfristigen Jahreswirkung als
auch mit der langfristigen Gesamtwirkung (Jahreswirkung + Nachwirkungen in den
Folgejahren).
Ein MDÄ von 75 % bedeutet, dass die Düngewirkung gegenüber einer Mineraldün-
gung 75 % beträgt. Anders ausgedrückt können bei einer organischen Düngung von
100 kg Gesamtstickstoff 75 kg eines mineralischen N-Düngers eingespart werden.
Im Winter erfolgt
aufgrund der niedrigen
Temperaturen im
Boden kaum eine
Mineralisierung von
organisch gebundenem
Stickstoff bzw. Am-
monium zum auswa-
schungsgefährdeten
Nitrat. Ammonium wird
nicht ausgewaschen,
da es im Gegensatz zu
Nitrat sehr unbeweg-
lich ist und auch an
Tonminerale gebunden
wird.
*Der nach der Dün-
gung für die Pflanze
verfügbare N-Anteil
hängt wesentlich von
den Ammoniakverlus-
ten (ca. 15 bis 30 %)
nach der Ausbringung
ab. Die N-Immobilisie-
rung (Fixierung) und
sonstige gasförmige
N-Verluste verändern
sich nur wenig.

14
Mineraldüngeräquivalente organischer Dünger
(n. Gutser, 2005)
Die N-Gesamtwirkung (Jahreswirkung + Nachwirkungen) ist bei Düngern mit einem
hohen Anteil an organischem Stickstoff nieder.
Parameter zur Beurteilung der N-Verfügbarkeit organischer Düngemittel
Düngerstoff Mineralischer N
(NH4-N) C/N Abbaubarkeit der
org. Substanz
Kurzfristige N-Wirkung Mi-
neraldünger-Äquivalent %
Horn-/Feder-/Ledermehle 0-5 3-4 gut 50-70
Fleisch/Blutmehle/
Knochenmehle 5-10 3-5 sehr gut 60-80
Gründüngung 0-10 10-30 gering-mittel 10-40
Biokomposte 5-15 13-20 gering 5-15
Stallmist 10-20 12-15 gering 10-20
Klärschlamm dick 5-20 6-8 mittel 15-30
Klärschlamm dünn 30-40 3-5 mittel 45-55
Gülle (Rind) 40-60 8 gering 40-50
Biogasgülle 45-70 3-5 gering 50-70
Gülle (Huhn) 60-70 4 mittel 70-85
Jauche 80-90 1-2 - 85-90
(n. Gutser, 2005)
50 40 10 4 % NH4-N-vom Ges. N
8 5 14 16 C:N-Verhältnis
Je höher der Ammo-
nium-Anteil eines
Düngers am Gesamt-
stickstoffgehalt und
je enger das C/N-Ver-
hältnis, desto höher
ist die Sofort- bzw. die
Jahreswirkung. Gülle
hat z. B. aufgrund ihres
hohen NH4-Anteiles
und engen C/N-Verhält-
nisses eine bessere
Jahres- und letztlich
auch Gesamtwirkung
als Stallmist oder
Kompost.
Die N-Jahreswirkung
(MDÄ) hängt vorrangig
vom Ammoniumanteil
und vom C/N-Verhältnis
des eingesetzten
Düngers sowie von
der Abbaubarkeit der
organischen Substanz
(C org.) ab.
Je N-ärmer die orga-
nische Substanz und
weiter der C/N-Quoti-
ent, desto schlechter
verläuft die Mineralisie-
rung und desto größer
ist die Immobilisierung
im Boden.

15
Ammoniumanteil bestimmt die Jahreswirkung
Der Ammoniumanteil aus organischen Düngern kann ähnlich wie bei Mineraldüngern
relativ rasch ohne nennenswerte Verluste von der Pflanze aufgenommen werden.
Je höher der Ammoniumanteil, desto höher die Jahreswirkung als auch die langjährige
Gesamtwirkung. Daher haben Jauche und Gülle eine höhere Jahres- und letztlich auch
Gesamtwirkung als Stallmist oder Kompost.
Jede Ammoniumdüngung regt ferner die N-Nachlieferung aus dem Humuspool an (so-
genannter „Priming-Effekt“).
Stallmist bzw. Kompost sollte bevorzugt auf Ackerland zur Verbesserung des Humus-
saldos bzw. der Ton-Humus-Komplexbildung ausgebracht werden.
Ammoniumanteile organischer Dünger im Vergleich (Angaben in Prozent)
Ammonium (NH4) organisch geb. N
Mineraldüngerstickstoff 100 -
Jauche 90 10
Rindergülle 50 50
Schweinegülle 65 35
Legehennengülle
Legehühnerkot (frisch)
Legehühnertrockenkot
60
30
15
40
70
85
Stallmist 15 85
Stallmistkompost 5 95
BMLFUW 2006
Jahreswirkung bzw. langjährige Gesamtwirkung von Wirtschaftsdüngern im
Vergleich zu Mineraldünger
N-Wirkung
Wirtschaftsdünger Jahreswirkung Gesamtwirkung
Jauche
Gülle
Stallmist
Kompost
85 90 (70 - 90)
50 70 (60 - 70)
20 60 (50 - 60)
10 40 (30 - 40)
(n. Rieder, 1995 ergänzt)
Im Vergleich zu Mineraldünger (MDÄ) ist bei Jauche die Ausnutzung des Ammonium-N
etwas schlechter, da das Ammoniumbicarbonat stärker zur Abgasung neigt als das Am-
monium im Mineraldünger.
Die Gesamtwirkung
ist die Jahreswirkung
einschließlich der
Nachwirkungen aus
den Folgejahren.

16
Mineralische Stickstoffdüngung
Der Einsatz von mineralischem Stickstoff hat weltweit zunehmende Bedeutung. Insge-
samt wird die biologische Stickstoffbindung durch Leguminosen und Bodenmikroben
pro Jahr auf etwa 175 Mill. t Stickstoff geschätzt, während die technische Stickstoffbin-
dung derzeit mehr als 100 Mill. t beträgt.
Während alle organischen N-Dünger (Wirtschaftsdünger) bzw. Harnstoff (zählt che-
misch zu den organischen N-Düngern) zuerst im Boden mikrobiell umgesetzt werden
müssen, kann vor allem Nitrat und auch Ammonium aus Mineraldüngern relativ rasch
ohne wesentliche Verluste im Boden von der Pflanze aufgenommen werden.
Gasförmige N-Verluste entstehen im Boden beim mikrobiellen Abbau organischer N-
Dünger zu Ammonium (NH4) bzw. beim weiteren Abbau zu Nitrat (NO3).
Mineralische Stickstoffformen
Dazu gehören vorrangig Nitrat (NO3- ) und Ammonium (NH4+). Auch Harnstoff (Carba-
mid) wird in der Praxis zu den Mineraldüngern gezählt.
Nitratdünger haben eine raschere Wirkung als Ammoniumdünger oder Harnstoff bzw.
organische N-Dünger.
Verfügbarkeit der Pflanzennährstoffe
N-Aufnahme der Pflanze
Alle organischen N-Formen müssen vorerst zu Ammonium bzw. Nitrat mineralisiert
werden, damit sie von den Pflanzenwurzeln aufgenommen werden können.
Ammonium ist im Boden im Vergleich zu Nitrat relativ unbeweglich, da es auch an Ton-
minerale gebunden wird. Dadurch ist auch die Gefahr der Auswaschung sehr gering.
Andererseits führt diese Sorption dazu, dass die Wurzeln zum wenig beweglichen Am-
monium wachsen müssen und während der Zeit des intensiven Wachstums nicht im-
mer eine optimale Versorgung sichergestellt ist.
Damit auch in Zeiten intensiven Wachstums der N-Bedarf der Pflanzen gewährleistet
werden kann, enthalten die meisten Mineraldünger auch einen Anteil an rasch verfüg-
barem Nitrat. Nitrat ist schnell wirksam und auch mobiler, wodurch es bei fehlendem
Bewuchs (Brache) auch ausgewaschen werden kann.

17
Ammonium und Nitrat an der Wurzel
Die Aufnahme von Nitrat (NO3
-) erhöht den pH-Wert an der Wurzeloberfläche und er-
schwert somit die Aufnahme von Spurenelementen, während Ammonium (NH4+) sauer
wirkt und den pH-Wert durch Abgabe an Protonen (H*) senkt, was wiederum die Mo-
bilisierung von Spurenelementen verbessert.
Eine Ammoniumdüngung kann dadurch speziell auf alkalischen Böden die Spurenele-
mentversorgung verbessern.
In die Pflanze wird Stickstoff letztlich als Ammonium in den Stoffwechsel eingebaut,
d. h. Ammonium ist jene N-Form, die direkt in den Stoffwechsel der Pflanze eingreift.
Dadurch entfällt im Vergleich zu einer Nitratdüngung innerhalb der Pflanze der Energie-
aufwand für die Nitratreduktion.
Ammonium fördert ferner das Wurzelwachstum und die Wurzelverzweigung.
Zu hohe Konzentrationen an Ammonium in der Pflanze können jedoch zu Wachstums-
depressionen führen, wodurch der Vorteil im Energieverbrauch wieder schnell kompen-
siert wird. Phasen hohen N-Bedarfs können mit Nitrat besser überbrückt werden. Nitrat
kann zudem als Anion die Aufnahme an Kationen (Ca, K, Mg) fördern. Eine Kombinati-
on beider Formen hat sich daher bewehrt.
N-Formen in Stickstoff-Düngern
N Dünger
(Beispiele)
Harnstoff-N
(%)
Ammonium-N
(%)
Nitrat-N
(%)
Harnstoff (Amid) 100 - -
Ammonium
Nitrat-Harnstoff
Lösung (AHL)
50 25 25
Ammonsulfat - 100 -
Kalkammonsalpeter
(KAS, z. B. NAC)
- 50 50
Kalksalpeter - 7 93
Ammonsulfatsalpeter
(AAS, z. B. Entec)
- 70 30
Ammonsulfatharnstoff
(z. B. Piammon)
50 bis 70 30 bis 50 -
+ Der Anteil der jeweils enthaltenen N-Formen bestimmt die Wirkungsgeschwindigkeit, (BAD, 2006, ergänzt)
Blattdünger
Von der wachsenden Pflanze kann Stickstoff auch über das Blatt aufgenommen wer-
den. Die Aufnahme über das Blatt ist jedoch begrenzt und daher nur eine Ergänzung
zur Bodendüngung. Sie wird als Feuerwehrmaßnahme bzw. in speziellen Fällen zur Ver-
meidung von Festlegung oder Auswaschung oder speziell in Kombination mit Spritzmit-
tel (Harnstoff) angewandt.
Langzeitdünger und Nitrifikationshemmer
Langzeitdünger enthalten verschiedene Harnstoffaldehyde und geben ähnlich wie die
mit einer Polymerschicht umhüllten Dünger die Nährstoffe über einen längeren Zeit-
raum langsam in die Bodenlösung ab.
Stickstoffdünger mit Nitrifikationshemmer enthalten Inhibitoren, welche die Mineralisa-
tion (Nitrifikation) verzögern, wodurch der Stickstoff länger in der Ammoniumform er-
halten bleibt.

18
Dünger wie Alzon oder Entec bilden keine eigene Stickstoffform. In Alzon liegt der ge-
samte Stickstoff als Harnstoff, nach dessen Hydrolyse als Ammonium (ohne Nitrat-
anteil) vor. In Entec liegt der Großteil als Ammonium und ein Teil als Nitrat vor. Diese
Spezialdünger werden vor allem im Gartenbau, in Gewächshäusern sowie Golfrasen
eingesetzt.
Zusammensetzung der wichtigsten Stickstoffdünger
N-Dünger Nährstoffgehalt
physiol.
Wirkung
Löslichkeit
Eigenschaften
Harnstoff
(Amiddünger)
CO (NH2)2
46 % N sauer
wasserlöslich, N in Amidform, für
Kulturen mit längerer Vegetations-
zeit, als Blattdünger rasch wirksam
und mit den meisten Spritzmitteln
kombinierbar
AHL
(Ammonnitrat – Harnstofflösung)
NH4NO3 + CO (NH2)2
27 % N
(14 % Amid,
6,5 % NH4 +
6,5 % NO3)
sauer
wasserlöslich, wirkt schnell und
nachhaltig, als Boden und Blatt-
dünger geeignet, bei Blattdüngung
pralle Sonne meiden, Einsatz im
Getreide ab Schossen bis Beginn
Ährenschieben.
Ammonnitrat
NH4NO3 (kein Kalk)
Kalkammonsalpeter (NAC)
NH4NO3 + CaCO3
27 % N
sauer
schwach
sauer
wasserlöslich, enthält je zur
Hälfte Ammonium (NH4) und Nitrat
(NO3) und wirkt somit schnell und
nachhaltig, universell einsetzbarer
N-Dünger
Ammoniumdünger
Ammonsulfat (ASU) oder
Schwefelsaures Ammoniak
(SSA) (NH4)2 SO4
Ammonsulfatsalpeter
NH4NO3 + (NH4)2 SO4
21 % N
24 % S
26 % N
sehr sauer
wasserlöslich, N in Ammoniumform,
wirkt daher nachhaltig,
geeignet für Böden mit hohem pH-
Wert sowie für schwefelbedürftige
Kulturen
Kalkstickstoff
Ca CN2
20 % N
60 % CaO
alkalisch
wasserlöslich, N in Cyanamidform,
wirkt langsam, speziell zur Boden-
entseuchung und Unkrautbekämp-
fung geeignet
Nitratdünger
(Kalksalpeter)
Ca (NO3)2
15,5 % N
28 % CaO
alkalisch
wasserlöslich, N in Nitratform, spe-
ziell im Gartenbau und zur Behand-
lung der Stippigkeit im Obst- und
Gemüsebau
BAD, 2006, ergänzt
Stickstoffdünger brauchen Kalk
1 kg Düngerstickstoff bedeutet etwa auch einen Bedarf von 1 kg CaO.
Je nach Düngerform, CaO-Begleitstoffanteil im Dünger und den Umsetzungsvorgän-
gen im Boden ist der Einfluss auf die Kalkbilanz unterschiedlich.
Während z. B. Kalkstickstoff so viel Kalk enthält, dass die Kalkbilanz positiv ist, ist bei
Harnstoff die negative Kalkbilanz genauso hoch wie der N-Gehalt des Düngers.

19
Schwefelhaltige N-Dünger haben einen höheren Kalkbedarf von 2 kg CaO/kg
Schwefel.
Es sind in der nachfolgenden Tabelle nur jene Dünger angeführt, welche die Kalkbilanz
nennenswert, d. h. mit mehr als 20 kg CaO pro 100 kg Dünger (sauer bzw. alkalisch) be-
einflussen. So ist zum Beispiel Kalkammonsalpeter (NAC) nicht aufgeführt, da die kalk-
zehrende Wirkung mit rund 13 kg CaO pro 100 kg Dünger vernachlässigbar ist. Die Kalk-
zehrung der N-Dünger ist bei der Erhaltungskalkung zu berücksichtigen.
nach Kerschberger, 2001
Mineralische N-Formen im Vergleich
Neben dem Reinnährstoffpreis sind die Wirkungsgeschwindigkeit, die technischen Ei-
genschaften und die Wirkungssicherheit eines Düngers von Bedeutung.
Im Interesse einer gleichmäßigen Verteilung ist bei Granulaten auch auf eine einheit-
liche Korngröße bzw. Form des Düngers zu achten.
Bei hochkonzentrierten N-Düngern wie Harnstoff ist besonders auf eine exakte Verteil-
genauigkeit (Gefahr der Technischen Streifenkrankheit) zu achten.
Kalkammonsalpeter (KAS, NAC) wirkt durch seinen Nitratanteil schnell und durch sei-
nen Ammoniumanteil etwas verzögert. Er ist die meistverwendete Düngeform.
Kalksalpeter (Calciumnitrat) wirkt als Nitratdünger am schnellsten und wird bei N-
Mangelerscheinungen in Phasen des intensivsten Wachstums zur Kopfdüngung einge-
setzt. Nitrathältige Dünger können auf sehr tonreichen Böden gegenüber Ammonium-
düngern Ertragsvorteile (geringe NH4-Fixierung an Tonminerale) haben.
Nitratdünger haben bei gezielter Düngung auch eine raschere Sofort- und Gesamtwir-
kung als organische N-Dünger.
Ammonsulfat (Schwefelsaures Ammoniak-SSA) wirkt etwas langsamer bzw. nach-
haltiger und enthält zusätzlich 24 % Schwefel, wodurch es besonders für schwefelbe-
düftige Kulturen geeignet ist. Allerdings ist es stärker kalkzehrend.
Harnstoff (Carbamid = CO (NH2)2) ist ein Amidstickstoff und entsteht durch Verbin-
dung von Kohlendioxid und Ammoniak. Harnstoff (lat. Urea) ist die historisch eingeführ-
te Bezeichnung für das Carbamid (Diamid der Kohlensäure).

20
Harnstoff hat die höchste N-Konzentration und ist gut wasserlöslich (1kg/l bei 20 °C)
und wirkt bei Anwendung als Blattdünger unmittelbar (Konzentration muss unter 0,5 %
liegen). Ansonst wirkt es im Boden langsam, da er wie jeder organische Dünger im Bo-
den erst umgesetzt werden muss.
Ammon-Nitrat-Harnstoff-Lösung (AHL) ist ein Flüssigdünger und wird mit Spritzge-
räten ausgebracht. AHL hat eine Sofortwirkung durch den Nitratanteil sowie eine Nach-
wirkung durch den Harnstoffanteil.
Reinnährstoff – Preisvergleich
Dünger (N-Gehalt in %) Reinnährstoffpreis
NAC/KAS (27 %) € 0,85
Harnstoff (46 %) € 0,72
AHL (27 %) € 0,84
Ammonsulfat (21 %) € 1,00
Quelle: Fertilizer Week, Juli 2007
Ausbringung von Harnstoff und AHL
Erfolgt nach einer Harnstoffdüngung keine Einarbeitung, so sind kühle Witterung bzw.
nachfolgender Niederschlag günstig.
Organische N-Dünger und somit auch Harnstoff haben ein höheres Risikopotenzial be-
züglich NH3-Verlusten nach der Ausbringung.
Dies gilt insbesondere beiTrockenheit, pH-Werten im Boden über 6,5 und Düngung auf
die unbewachsene Bodenoberfläche.
Harnstoff hat mit 670 kg/m³ ein geringeres spezifisches Gewicht als Kalkammonsalpe-
ter (KAS) mit 950 kg/m³.
Daraus resultiert im Vergleich eine geringere Arbeitsbreite bei der Ausbringung und
eine höhere Seitenwindempfindlichkeit. Nicht zuletzt ist auch aufgrund der höheren N-
Konzentration von 46 % verstärkt auf die Verteilgenauigkeit zu achten.
Bei der Düngung mit Harnstoff steigt kurzfristig um das Düngekorn der pH-Wert an. Die
Umsetzung zu Ammonium bzw. Nitrat dauert unter günstigen Bedingungen (Feuchtig-
keit, Bodentemperatur) 10 bis 14 Tage.
Bei der Düngung von AHL gilt wie bei Harnstoff, dass bei höherenTemperaturen sowie
Böden mit höherem pH-Werten verstärkt Abgasungsverluste auftreten können.
Bei Einsatz als Blattdünger ist zusätzlich darauf zu achten, dass zur Vermeidung von Ätz-
schäden die Blätter trocken sind und eine ausgebildete Wachsschicht aufweisen.
AHL und Harnstoff können mit den meisten Spritzmitteln kombiniert werden.
Kurzfristige
Veränderung des
pH-Wertes im
Bereich des
Harnstoff-Düngekorns
n. Yara, 2005

21
Lagerung von Stickstoffdüngern
Im Allgemeinen genügt es Düngermittel sauber, trocken und nach Sorten getrennt
zu lagern. Zu beachten ist jedoch, dass eine Vermischung nitrathältiger Dünger mit
brennbaren organischen Stoffen wie Kohlenstaub, Holzwolle, Stroh etc. vermieden
wird (Nitrat – NO3 – kann durch Abgabe von Sauerstoff die Verbrennung fördern).
Unter normalen Transport- und Lagerbedingungen sind Mineraldünger weder explo-
siv noch selbstentzündend.
Ammonnitrathältige Düngemittel können sich jedoch durch äußere Einwirkung von Feu-
er oder Hitze bei Temperaturen über 130 °C langsam unter Bildung gesundheitsschäd-
licher Gase zersetzen. Die Zersetzung kommt meist zum Stillstand, wenn die Hitzeein-
wirkung von außen unterbunden wird.
Bei einigen ammonnitrathältigen Mehrnährstoffdüngern (NK-, NPK-Düngern) kann sich
die Zersetzung unter Wärmeentwicklung durch die gesamte Masse des Düngers fort-
pflanzen. Dazu ist kein Luftsauerstoff notwendig. Bei dieser Verschwelung (= selbstän-
dig fortschreitende thermische Zersetzung) entsteht ein gelblich-brauner und stechend
riechender giftiger Qualm (nitrose Gase). In diesem Fall sind Fenster und Türen zu öff-
nen, damit der Qualm entweichen kannn bzw. ist die Feuerwehr zu verständigen. Da
die Verschwelung unabhängig vom Einfluss durch Luftsauerstoff vor sich geht, kann sie
nicht durch Abdecken oder Einsatz eines Schaumlöschers, sondern nur mit Wasser (Ab-
kühlung) bekämpft werden.
Kalkammonsalpeter (KAS oder NAC) ist im Gegensatz zum reinen Ammoniumnitrat
(weißes, unlösliches, hygroskopisches Salz) infolge des Kalkzusatzes (NH4 NO3 + Ca
CO3) nicht gefährdet.
Folgende Punkte sind bei der Lagerung zu beachten:
❚ Lagerräume vor der Beschickung mit Düngemitteln (insbesondere mit loser Ware)
sorgfältig reinigen
❚ Jede Vermischung mit anderen (brennbaren) Stoffen und Düngersorten vermeiden
(manche Sorten reagieren miteinander)
❚ In Lagerräumen nicht rauchen, kein offenes Licht
❚ Alle Möglichkeiten einer Feuer- und Hitzeeinwirkung von außen ausschalten
Lagerung gesackter Düngemittel, Freilagerung
Die Lagerfähigkeit ist auch bei sorgfältiger Lagerung zeitlich begrenzt. Verhärtungen
können entstehen durch
❚ Feuchtigkeitsaufnahme
❚ chemische Veränderungen (Alterung) und
❚ Lagerdruck (Eigengewicht)
Die Lagerfähigkeit hängt vom Produkt und von der Lagerart ab. Eine Lagerung über die
Anwendungssaison hinaus (1/2 Jahr bis 1 Jahr) sollte möglichst vermieden werden.
Die Freilageroberfläche sollte möglichst eben sein und einen festen Untergrund aufwei-
sen. Sie sollte vor Sonnenbestrahlung geschützt sein (sonnenabgewandte Seite einer
Mauer, Böschung, Bäume usw.) und Regenwasser muss abfließen können. Eine Ab-
deckung mit Planen als Schutz vor Witterungseinflüssen und UV-Bestrahlung ist immer
zu empfehlen. Die Plane sollte gegen starken Wind durch Beschwerung oder mit Net-
zen gesichert werden.

22
Freilagerung – nur in Ausnahmefällen
Die Säcke stickstoffhältiger Düngemittel können an den Nähten platzen, das Granulat
zerfällt. (Betrifft vorwiegend die äußeren Säcke eines Stapels.)
Ursache: Ammonnitrathältige Dünger ändern ihre Kristallform beim Durchlaufen einer
bestimmten Temperaturschwelle, die bei 32 °C liegt. Diese Änderung der Kristallform
ist mit einer Volumsänderung verbunden. Durch oftmaliges Durchlaufen dieser Tempe-
raturschwelle (manchmal mehrmals an einen Tag) wird das Düngerkorn mürbe und zer-
fällt, durch Volumsvergrößerung zerplatzen die Säcke. Der Nährstoffgehalt wird dadurch
nicht verändert, aber die Streugenauigkeit leidet.
Abhilfe: Vermeidung von Hitzestau. Abdecken allein genügt in diesem Falle nicht. Es
ist für eine Luftzirkulation zwischen Abdeckung und Stapel zu sorgen. Am besten ge-
schieht dies durch Einlegen von Leerpaletten, alten Reifen und dergleichen zwischen
Plane und Sackstapel. Der Planenabstand vom Stapel soll auf allen Seiten gegeben
sein. Plane nicht unter den Stapel ziehen, damit Luftaustritt in Bodenhöhe möglich
ist. Am besten Freilagerung ammonnitrathältiger Düngemittel in den Sommermonaten
vermeiden.
Lagerung von losen Düngemitteln
Wichtig ist, dass keine Feuchtigkeit Zutritt hat. Boden und Wände des Lagerraumes müs-
sen entsprechend isoliert sein (Bitumenanstrich usw.). Die Befüllung der Boxen soll rasch
und ohne längere Unterbrechung erfolgen. Wenn eine längere Lagerung vorgesehen ist,
wird eine Abdeckung mit Kunststoffplanen zum Schutz vor Luftfeuchtigkeit empfohlen.
Düngemittelgesetz (DMG)
Düngemittel sind im Sinne des DMG Stoffe, die Pflanzennährstoffe enthalten und dazu
bestimmt sind, den Pflanzen zugeführt zu werden, um deren Wachstum zu fördern und
deren Qualität bzw. Ertrag zu erhöhen.
Durch das Düngemittelgesetz (einschließlich Kennzeichnungsverordnung) ist geregelt,
dass nur solche Düngemittel, Bodenhilfsstoffe und Kultursubstrate in Verkehr gebracht
werden dürfen, welche die Fruchtbarkeit des Bodens, die Gesundheit von Menschen
und Haustieren sowie den Naturhaushalt nicht gefährden.
Düngemittel sind natürliche Bodenbestandteile. Düngemittel enthalten Stoffe, die
selbst Bestandteile der Pflanze sind, in jedem natürlichen Boden vorkommen und ohne
die es keine pflanzliche Stoffbildung gibt.
Bemessung der Stickstoffdüngung
Die Stickstoffdüngung ist so zu bemessen, dass ein standortangepasster Ertrag mit
entsprechender Qualität erzielt werden kann, d. h. es soll so viel wie notwendig, aber
nicht mehr als erforderlich gedüngt werden. Dabei sind die unterschiedlichen Ansprü-
che der einzelnen Kulturen (N-Bedarf und Verteilung) zu berücksichtigen.
Das Mitscherlich-Gesetz vom abnehmenden Ertragszuwachs besagt, das jedes zusätz-
lich gedüngte Kilo Nährstoff weniger Mehrertrag bringt, als das Vorherige. Das ökono-
mische Optimum ist gegeben, wenn die Kosten für die letzte Stickstoffeinheit noch den
Wert des damit erzeugten Mehrertrages abdecken. Eine Düngung bis zum Ertragsop-
timum bedeutet in der Regel auch eine Verbesserung der Qualität. Bei einer Düngung
darüber hinaus nehmen einige Qualitätsmerkmale noch zu und andere meist infolge
des Verdünnungseffektes ab.

23
Mitscherlich-Gesetz
n. Finck, 1991
Stickstoffempfehlung in kg/ha bei mittlerer Ertragserwartung
kg N/ha Ertrag t/ha
Weizen 110 -130 4 - 6
Roggen 80 - 100 3,5 - 5,5
Dinkel 60 - 80 1,5 - 2,5
Getreide Wintergerste 100 - 120 3,5 - 6,0
Triticale 90 - 110 3,5 - 6,0
Sommerfuttergerste 80 - 100 3,5 - 5,5
Sommerbraugerste 50 - 70 3,5 - 5,0
Hafer 70 - 90 3,5 - 5,0
Mais (CCM, Körnermais) 120 - 140 7,0 - 10
Silomais (FM) 140 - 160 40 - 50
Hackfrüchte Zuckerrübe 90 - 110 45 - 60
Futterrübe 120 - 140 60 -100
Speisekartoffel, 110 - 130 25 - 35
Früh- und Pflanzkartoffel 90 - 110 15 - 20
Körnererbse, Ackerbohne 0 - 60 2,5 - 4,5
Öl- und Eiweißpflanzen Sojabohne 0 - 60 1,5 - 2,5
Könerraps 120 - 140 2,0 - 3,0
Sonnenblume 40 - 60 2,0 - 3,0
Zwischenfruchtfutterbau mit Leguminosen (FM) 0 - 40 15 - 25
Feldfutterbau Feldfutter (gräserbetont) 150 - 200 8 - 12
BMLFUW, 2006
Bei hoher Ertragslage
sind Zuschläge von 30
bis 40 % erforderlich.
Düngung
ErtragundQualität
Stress
I
Optimum
II
Überschuss
III
Ertrag Absinkende
Qualitätsfaktoren
Wachsende
Qualitätsfaktoren

24
Empfehlung für die mineralische Stickstoffergänzungsdüngung (kg N/ha)
nach dem Nmin-Gehalt des Bodens für Winterweizen (mittlere bis hohe Ertragslage)
Nmin zu
Vegetationsbeginn
(kg/ha N)
Andüngung
zu Vegetations-
beginn
Bestockungsende,
Beginn des
Schossens
Ende des Schossens,
Beginn des
Ährenschiebens
Gesamtdüngung
25 40-60 40-60 40-70 120-190
25-50 35-55 35-50 40-70 110-175
50-75 30-45 30-45 40-70 100-160
75-100 20-35 30-40 40-70 90-145
100-125 0 40-60 40-70 80-130
125-150 0 25-40 40-70 65-110
150-175 0 20-30 30-60 50-90
175-200 0 10-20 25-50 35-70
200 0 0 25-50 25-50
BMLFUW, 2006
Hilfsmittel zur Optimierung der Düngung
Die Bemessung der Düngergabe richtet sich nach dem zu erwartenden Ertrag, wobei
der im Boden vorhandene Stickstoff zu berücksichtigen ist.
Der im zeitigen Frühjahr im Boden verfügbare Stickstoff kann entweder mittels Bo-
denuntersuchung (Nmin-Wert) gemessen oder gestützt auf Testflächen der Offizial-
beratung abgeschätzt werden. Im Laufe der Vegetationsperiode ist die weitere Nach-
lieferung aus dem Boden stark witterungsabhängig (Temperatur, Niederschläge) und
dadurch Schwankungen unterworfen. Um solche Veränderungen der Nährstoffversor-
gung im Interesse einer sparsamen Düngung berücksichtigen zu können, wurden un-
terschiedliche Methoden entwickelt, um bei Kulturen, wo die N-Düngung in mehreren
Teilgaben erfolgt, eine Korrektur zu ermöglichen.
Eine einfache Methode für die Praxis besteht darin, bei der Düngung eine ungedüngte
Fläche (Düngefenster) auszusparen, wodurch die nachlassende N-Nachlieferung aus
dem Boden ersichtlich wird.
Exaktere Methoden zur Bestimmung der notwendigen Stickstoffgabe basieren heute
auf chemischen bzw. optischen Messverfahren.
Nitrattest
Der „Nitrattest“ aus dem Pflanzensaft ist eine chemische Methode, wo der Nitratgehalt
im Presssaft der Blattstiele mittels Farb-Teststreifen bestimmt wird. Die Nitratkonzent-
ration im Zellsaft ist eine brauchbare Anzeige für die Stickstoffversorgung der Pflanze.
„N-Tester“
Eine weitere Methode ist die optische Messung der Stickstoffversorgung direkt auf
dem Feld durch Bestimmung des Chlorophyllgehaltes mit Hilfe kleiner, tragbarer Geräte
wie dem „N-Tester“ oder „GPN“ ohne Beschädigung der Pflanzen. Da die Chlorophyll-
konzentration in direkter Beziehung zur Stickstoffkonzentration steht, erhält man eine
einfache und schnelle Aussage über die aktuelle N-Versorgung der Kultur. Die Chloro-
phyllmeter werden über Feldversuche für die jeweilige Kultur und das jeweilige Wachs-
tumsstadium geeicht.
Chlorophyllmessgerät
Bad, 2006

25
Spektrale Analyse
In Zukunft werden spektrale Indizes, die aus dem Reflexionsspektrum abgeleitet wer-
den, indirekt die N-Versorgung der Kultur wiedergeben. Dadurch wird eine variab-
le Stickstoffdüngung auch unter Berücksichtigung der Bodenunterschiede möglich.
Sensoren zur berührungslosen Messung können vom Satelliten oder Flugzeug bzw.
Traktor aus betrieben werden. Das Ergebnis ist auf einer Dünge-Applikationskarte
ersichtlich.
Stickstoffdüngungskarte, ausgehend von den eingescannten Daten eines am
Traktor montierten N-Sensors
Bad, 2006
Streubild beachten
Das Streubild beeinflusst Ertrag und Qualität, d. h. eine fehlerhafte Nährstoffverteilung
am Feld führt zu Ertragsverlusten.
Die Überprüfung der Streubilder zeigt eindeutig, dass schwere, glatte und harte Körner
die Basis für eine hohe Genauigkeit bei der Mineraldüngerausbringung sind.
Ein gutes Streubild hat einen Streufehler (Abweichung vom Mittelwert) von 10 bis 15 %.
Die Überprüfung des Streubildes ist heute ein wichtiger Bestandteil des sachgerechten
Pflanzenbaus.
Dasselbe gilt für Wirtschaftsdünger, wo eine Verteilgenauigkeit, d. h. Variations-koeffizi-
enten (VK) unter 20 % angestrebt werden (siehe Ausbringtechniken).
Cultan-Ausbringungstechnik
Bereits in den 1970er-Jahren wurde von Professor Dr. Karl Sommer das CULTAN-Ver-
fahren – „Controlled Uptake Long Term Ammonium Nutrition“ – entwickelt. Der Flüs-
sigdünger (z. B. AHL) wird mit Sternradinjektionsrädern über Injektionsnadeln direkt in
den Wurzelbereich eingedrückt, wobei Arbeitsbreiten bis zu 12 m möglich sind.
„Der Begriff ,CULTAN‘ soll beschreiben, dass der als Ammonium platziert gedüngte
Stickstoff von den Pflanzen auch überwiegend als Ammonium aufgenommen und un-
mittelbar in den Eiweiß-Stoffwechsel übernommen werden kann“: Speziell fürTrocken-
gebiete erhofft man sich mit dieser Technik positive Effekte auf den N-Ausnutzungs-
grad. Der Nachteil ist die mangelnde Anpassung an den Witterungsverlauf gegenüber
der N-Gabenteilung z. B. bei Getreide.
Stickstoffdüngung bei Getreide
Sobald im Frühjahr das Wachstum einsetzt und die Getreidepflanzen Nebentriebe bil-
den (Bestockungsphase), beginnen die Pflanzen täglich bis hin zur „Milchreife“ große
N-Mengen von 4 bis 5 kg N/ha aufzunehmen. Eine Getreidepflanze nimmt etwa 40 %
N-Mangel bei
Getreide
Kastenhuber, 2007

26
ihres gesamten N-Bedarfes bis zum Ende der Bestockung auf, weitere 20 % bis zum
Ährenschieben und die restlichen 40 % bis zum Einsetzen der physiologischen Rei-
fe. Der Kornertrag wird von drei Faktoren (Anzahl ährentragender Halme, Kornzahl pro
Ähre, Einzelkorngewicht) bestimmt.
Ist die Stickstoffmenge unzureichend aufgrund einer zu niedrigen Düngergabe oder in-
folge einer zu dichten Saat, so bildet jede Pflanze nur wenige ährentragende Halme.
Umgekehrt führt eine zu hohe N-Düngung zu einer zu starken Bestockung. Dadurch
kommt es zu einer Konkurrenz zwischen den einzelnen Halmen, die dann weniger oder
kleinere Körner pro Ähre ausbilden. Zudem steigt die Gefahr der Lagerung und Pilzan-
fälligkeit. Eine gezielte und bedarfsgerechte Düngung ist auch in Hinblick auf den Ei-
weißgehalt (ca. 14 %) und die Backqualität wichtig. Das Korngewicht wird durch eine
N-Spätdüngung unterstützt.
Stickstoffgabenteilung bei Getreide
BAD, 2006
Stickstoffdüngung der Kartoffel
Der Knollenertrag ergibt sich aus der Anzahl der Triebe, der Anzahl der Knollen je Trieb
und dem Knollengewicht. Die Stickstoffdüngung wirkt sich auf das Knollengewicht und
die Dauer bzw. Intensität der Stärkespeicherung aus.
Eine zu hohe Stickstoffversorgung mindert die Knollenanlage im Frühjahr, während eine
Unterversorgung zum frühzeitigen Absterben des assimilierenden Knollenkrauts führt.
Günstig wirkt aufgrund der langsamen Mineralisation eine Düngung mit Stallmist. An-
sonst hat sich eine Teilung (erste Gabe zum Legen und zweite Gabe unmittelbar nach
Anlage der Knollen) bewährt.
Werden Kartoffeln für die Industrie zur Produktion von Stärke oder Alkohol angebaut, ist
das Hinauszögern der Ernte durch eine hohe N-Düngung (längere Assimilateinlagerung
in die Knollen) vorteilhaft. Speisekartoffeln, die zu viel Stickstoff aufnehmen, haben hin-
gegen eine begrenzte Lagerfähigkeit (insbesonders bei Kalimangel).
Bei Pflanzkartoffeln sollte nur eine mäßige N-Düngung erfolgen, um die unerwünschte
Bildung großer Knollen und ein verzögertes Abreifen (verursacht durch fortgesetzte N-
Nachlieferung) zu verhindern.
Bei Winterweizen
ist zur Erzielung
ausreichender
Rohproteingehalte
(14 % i. d. TM) eine
Teilung auf drei Termine
(Vegetationsbeginn,
vor dem Schossen, vor
dem Ährenschieben)
sinnvoll.
Bei Wintergerste
genügen 2 bis 3 Ange-
botstermine, während
Sommerbraugerste nur
eine einmalige N-Gabe
zur Saat erhalten
sollte. Bei Sommer-
futtergerste und Hafer
hat sich eine Teilung
(zur Saat und Ende
Bestockung) bewährt.
Teilgaben ermöglichen
bei Getreide eine
bessere Anpassung an
den Wachstums- und
Witterungsverlauf.

27
Stickstoffdüngung zu Mais
Von der Aussaat bis zum 8-Blatt-Stadium nimmt der Mais nur wenig Nährstoffe auf.
Die Hauptnährstoffaufnahme erfolgt ab dem 8-Blattstadium bis zum Eintrocknen der
Narbenfäden, wo über 80 % des N-Gesamtbedarfes aufgenommen werden.
Auf leichten Böden (unter 15 %Ton) bzw. über bei 10 % Hangneigung soll maximal die
Hälfte des N-Bedarfs vor dem Anbau und die zweite Gabe als Bestandesdüngung je
nach Witterung und Befahrbarkeit zwischen dem 4- und 6-Blatt-Stadium gegeben wer-
den. Ebenso soll auf leichten Böden die Gülledüngung geteilt werden.
Auf ebenen Böden mit über 15 %Tonanteil hat sich die einmalige N-Gabe vor bzw. zum
Anbau (geringere Arbeitskosten, keine Blattverbrennung, keine Erntereifeverzögerung)
gut bewährt. Der Stickstoff steht über die ganze Vegetationsperiode zur Verfügung, da
er im Frühjahr bei höheren Bodentemperaturen gut mineralisiert wird, aber anderer-
seits zum Teil auch vorübergehend zum Abbau von Ernteresten über Mikroorganismen
bis zu deren Absterben festgelegt wird.
Mit Beginn der Abreife soll der N-Vorrat in Form von Nitrat aufgebraucht sein, um die
Reife nicht zu verzögern.
Auf schweren tonhältigen Böden mit verzögerter Bodenerwärmung hat sich aufgrund
der schlechten P-Mobilisierung eine Unterfußdüngung (5 cm neben der Reihe, 5 cm
unter dem Saatkorn) oder eine Reihendüngung mit einem stickstoff- und phosphathäl-
tigen Dünger gut bewährt. Phosphat fördert die Wurzelbildung. Die Nachdüngung er-
folgt dann meist mit Kalkammonsalpeter (KAS).
Nährstoffaufnahme von Mais in % des Gesamtbedarfes
Wachstumsphase N P K
Aufgang bis 8-Blatt-Stadium 2 1 4
Aufgang bis Eintrocknen der Narbenfäden 85 73 96
bis Kolbenreife 13 26 -
INRA,1986
Stickstoffdüngung im Grünland
Bei zwei bis drei Nutzungen und mittleren Erträgen ist der N-Kreislauf bei einem Vieh-
besatz von etwa 1,5 bis 2 Großvieheinheiten und einem Leguminosenanteil im Be-
stand von 15 bis 20 % weitgehend geschlossen. Unvermeidbare gasförmige Stick-
stoffverluste bei der Lagerung und Ausbringung von Wirtschaftsdüngern von ca. 30 %
(vorrangig Ammoniakverluste) können durch N-Nachlieferung der Leguminosen bzw. N-
Bodennachlieferung weitgehend ausgeglichen werden. Eine mineralische Ergänzung
ist meist nicht erforderlich (Klee-Kompromissgaben-Effekt).
Der Düngebedarf einer Drei-Schnitt-Wiese liegt im Bereich von 120 bis 150 kg N/ha
und kann durch gleichmäßige Verteilung der Wirtschaftsdünger in der Regel gedeckt
werden.
Anders ist die Situation in Gunstlagen mit vier- oder fünfmaliger Nutzung, da hier der
Entzug bzw. Stickstoffbedarf doppelt so hoch ist. Deshalb ist entweder ein höherer
Viehbesatz oder eine mineralische Ergänzungsdüngung erforderlich.
Eine gewisse Abhilfe kann eine „Abgestufte Bewirtschaftungsintensität“ am selben
Betrieb schaffen, wo einTeil der Flächen intensiver und einTeil extensiver genutzt wird.

28
N-Entzug
Der N-Brutto-Entzug, messbar am Ertrag bzw. Rohproteingehalt im Futter, steigt mit zu-
nehmender Nutzungshäufigkeit. Rohprotein enthält 16 % N. Dividiert man den Rohpro-
teingehalt im Futter (lt. Futteranalyse) durch 6,25 (100/16 % N), so erhält man den N-
Entzug durch die Pflanze.
Bei einem seitens der Fütterung angestrebten Rohproteingehalt im Futter von etwa 16
bis 18 % werden je 100 kg geernteter Trockenmasse bei 17 % RP ca. 2,7 kg N entzo-
gen, d. h. mit dem Futter vom Feld weggefahren (100 kg TM x 17 % : 6,25). Das sind
in Gunstlagen über 300 kg N/ha, die dem Boden entzogen und durch Düngung (ein-
schließlich Bodenmineralisierung und Nachlieferung durch Leguminosen) wieder zuge-
führt werden müssen. Eine Wiese kann pro Hektar unter 1.000 kg bis über 2.000 kg
Rohprotein produzieren. Ackerbohnen liefern im Vergleich nur etwa 1.000 kg RP/ha.
TM-Ertrag: 12 t x 18 % Rohprotein = 2.160 kg RP : 6,25 = 345 kg N ( Bruttoentzug)
*Bei Grassilage zur Biogasproduktion werden 20 % Rohprotein und darüber angestrebt,
um die Methanausbeute zu erhöhen.
Stickstoff-Düngebedarf im Grünland
Nutzungsart Gesamt-N/ha/Aufwuchs Anmerkung
Kleereiche Ein- und
Zweischnittwiesen
Dreischnittwiesen
(kleebetont)
bis 20
30 - 40
bevorzugt Stallmist bzw. Kompost
im Frühjahr oder Herbst
zum 2. bzw. 3. Aufwuchs bevorzugt Jauche oder
Gülle düngen
Gräserbetonte
Drei- u. Mehrschnitt-
wiesen
40 - 50
*) bevorzugt verdünnte Jauche bzw. Gülle oder
Mineraldünger zum jeweiligen Aufwuchs
Umtriebsweide 30 - 40
bevorzugt Mineral-N oder stark verdünnte Jauche
bzw. Gülle
Feldfutterbestände
(gräserbetont)
50 - 60 verdünnte Jauche oder Gülle bzw. Mineraldünger
*) 1 m³ verdünnte Rindergülle (1:1) mit 5 % TS enthält ca. 1,7 kg feldfallenden N, davon die Hälfte in Form von Ammonium.
Stallmist (einstreuarm) enthält je Tonne mit 25 % TS ca. 3,0 kg Stickstoff (langsam wirksamen). Galler, 2006
Der Stickstoffbedarf hängt in erster Linie von der Nutzungshäufigkeit ab.
Je höher die Nutzungsintensität, desto wichtiger wird ein höherer Anteil an rasch
verfügbarem Ammoniumstickstoff in Form von Jauche, Gülle oder Mineraldünger
(Priming-Effekt).
Bei mehr als drei Nutzungen hat es sich bewährt, Gülle oder Jauche abwechselnd mit
Mineraldünger auszubringen.
Aufgrund der Wasserrechtsgesetznovelle 1990 ist zu beachten, dass in Österreich
auf Dauergrünland je Hektar und Jahr ohne Ausnahmebewilligung max. 210 kg N (ge-
meinsam aus Wirtschafts- und Mineraldünger-Basis feldfallend) ausgebracht werden
dürfen.
Davon dürfen aufgrund der Nitratrichtlinie max. 170 kg N/ha/Jahr aus Wirtschaftsdün-
gern (Basis lagerfallend) ausgebracht werden. Dies entspricht bei Gülle 148 kg N (Ba-
sis feldfallend).

29
N-Mangel
Bei einem N-Mangel sinken zuerst die Rohproteinwerte im Futter und der wertvolle
Gräseranteil im Bestand nimmt zugunsten der Kräuter ab. Letztlich geht auch der Men-
genertrag zurück und die Futterqualität (MJ NEL, Protein) nimmt ab, wodurch auch die
Futteraufnahme verschlechtert wird. Als Folge steigt der Kraftfutteraufwand, was wie-
derum zu einer Grundfutterverdrängung und bei höheren Mengen zur Pansenversaue-
rung (Acidose) führen kann.
Bei N-Mangel sinkt auch der Zuckergehalt und damit die Silierfähigkeit des Grünfut-
ters. Höhere Kräuteranteile im Bestand erschweren aufgrund der höheren Pufferkapa-
zität ebenfalls die Silierbarkeit. N-Mangel im Gras (unter 1 g NO3 je kg TM) begünstigt
auch die unerwünschte Buttersäurebildung und verzögert die pH-Absenkung und ver-
schlechtert damit die anaerobe Stabilität der Silage.
1 kg N produziert im Mittel 15 bis 20 kg Heu.
N-Mangel – Erkennungsmerkmale
Rohproteinwerte nehmen ab
Gräseranteil geht zurück – Kräuteranteil nimmt zu
Mengenertrag geht zurück
N-Mangel = unter 14 % Rohprotein in der TM bei zeitgerechter Nutzung
Dauergrünland 15 – 18 % RP
Rohprotein-Werte Kleegras bis 20 % RP
Klee, Luzerne bis 25 % RP
Galler, 2006
Düngung und Umweltaspekte
Die Umweltaspekte betreffen beim Stickstoff vor allem die N-Auswaschungsverlus-
te in Form von Nitrat, gasförmige N-Verluste in Form von Ammoniak und Lachgas und
die Energieeffizienz der N-Düngung. Ferner beeinflusst die Stickstoffdüngung auch die
Qualitätsmerkmale pflanzlicher Produkte.
Düngung und Qualität
Ziel der Düngung ist es neben der Ertragssicherung auch eine hohe Qualität der pflanz-
lichen Produkte sicherzustellen. Die Qualität pflanzlicher Produkte wird neben der Dün-
gung von verschieden Faktoren wie Standort, Witterungsverlauf, Sortenwahl, Reife-
grad, Erntezeitpunkt, Nacherntebehandlung, Zubereitung etc. beeinflusst.
Die Düngung kann Nährstoffmängel und damit verbundene Mangelkrankheiten
beseitigen.
Eine Düngung vom Mangelbereich bis zum Ertragsoptimum bedeutet in aller Regel ne-
ben einer Ertragssteigerung auch eine Verbesserung der Qualität, d. h. der Ertrag kor-
reliert mit der Qualität.
Bei einer Steigerung der Düngung über das Ertragsoptimum hinaus nehmen einige
Qualitätsfaktoren noch zu und andere meist infolge des Verdünnungseffektes ab.
Stickstoff beeinflusst die Qualität vor allem durch die Wertigkeit der Eiweißstoffe. So
steigt der Rohproteingehalt in den Getreidekörnern und linear auch der Gehalt an Albu-
min, essentiellen Aminosäuren und Vitamin B.
Bei einer Düngung über das Ertragsoptimum hinaus steigt der Gehalt an Prolanin in den
Körnern noch weiter an, was bei Getreide den Klebergehalt und damit die Backqualität
erhöht. Gleichzeitig sinkt aber mit zunehmendem N-Luxuskonsum die Wertigkeit des
Proteins.

30
Bei Gemüse steigt bei einem Luxuskonsum speziell bei verminderter Belichtung oder
Temperatur (z. B. Glashausware im Winter) der Nitratgehalt an, da das Nitrat bei Licht-
mangel nicht mehr ausreichend für die Eiweißsynthese verstoffwechselt werden kann.
Wirkung der N-Düngung auf Carotin und Vitamin B von Spinat
Düngung kg/ha
Ertrag
dt TS/ha
N
% i. TS
Carotin Vit. B 1 Vit. B 2
mg/100 g TS
ohne N 8 2,3 32 0,08 0,60
30 N 13 3,0 43 0,09 1,00
60 N 15 4,2 51 0,15 1,50
90 N 18 4,8 53 0,38 1,95
150 N 22 5,2 58 0,39 1,83
nach Pfützer, Pfaff u. Roth; zit. Amberger, 1972
Qualität von Nahrungsmittel n
Bereich Merkmale
Ernährungsphysiologischer Wert
(Gesundheitswert)
- Nährstoffgehalt
- Kaloriengehalt
- Verdaulichkeit
- Sättigungswirkung
- Bekömmlichkeit
- Abwesenheit von
• schädlichen Keimen
• toxischen Stoffen
Genusswert
(sensorischer Wert)
- Farbe (Glanz, Trübung, Opaleszenz)
- Form (Oberfläche, Gefüge, Lockerung
und Porung)
- Geruch
- Geschmack
- Konsistenz (Zartheit, Saftigkeit,
Mehligkeit, Festigkeit, Elastizität)
Eignungswert
(Gebrauchswert)
Formale Merkmale
- Menge
- Sortierung nach Art und Größe
- Verpackung
Funktionale Merkmale
- Küchentechnische Eignung (Schneidfestigkeit,
Streichfähigkeit, Koch-, Brat- und Backeignung)
- Lagereignung
Ökonomische Merkmale
- Ertrag (Abfall, Ausbeute, Sauberkeit)
- Arbeitszeitaufwand
- Preis
(n. Pfannhauser, 1994)
Frische und Qualität
Ganz entscheidend für die Qualität eines Produktes ist die Frische, da sofort nach der
Ernte die Dissimilation (Stoffabbau oder Fäulnis) beginnt. Dabei werden die bei der As-
similation gebildeten Kohlenhydrate wieder abgebaut (aufoxidiert). Wärme, Wasser und
Kohlendioxid werden wieder frei. Aber auch die Lagerbedingungen, Zusatzstoffe wie
Konservierungsstoffe, Farbstoffe, Stabilisatoren etc. und die Art der Zubereitung beein-
flussen die Qualität und den Geschmack.
Einfluss der N-Dün-
gung auf Brotqualität
1. mässige Düngung
10,5 % Rohprotein
2. gezielte N-Düngung
13,5 % Rohprotein
Dissimilation
(Stoffabbau)
Fachverband Stickstoff, 1978

31
Düngung und N-Verluste
N-Verluste haben verschiedene Ursachen und müssen so gering wie möglich gehalten
werden. Die Vermeidung von N-Verlusten liegt im Interesse der Landwirte, da 1 kg N
etwa den Wert eines Euro bedeutet. Die Produktionskraft von 1 kg N liegt mit einem Er-
zeugungswert von 15 bis 25 kg Weizen oder Heutrockenmasse wesentlich höher.
Ursachen und Einflussfaktoren
In der Natur strebt N immer zur stabilen elementaren Bindungsform N2 in die Atmosphäre
zurück (N2 ist zu 78 % Bestandteil der Luft). Die pflanzenaufnehmbaren N-Formen (Amid,
NH4, NO3) unterliegen ständigen Umwandlungsprozessen,die aus pflanzenbaulicher Sicht
immer mit N-Verlusten verbunden sind. Wesentliche Einflussfaktoren auf die Höhe der Ver-
luste haben die N-Form, Wassersättigung des Bodens, die Ausbringung (Temperatur, Tech-
nik) und der Pflanzenbewuchs.
Grundsätzlich ist die Stickstoffdüngung mengenmäßig und zeitlich dem Bedarf der Pflanzen
anzupassen, d. h. es soll der Pflanze möglichst gezielt ins Maul gedüngt werden.
Dies gilt vor allem für das Ackerland, wo wegen der Gefahr der N-Auswaschung in Form von
Nitrat jede Düngung auf unbepflanzten Boden (Brachland) zu vermeiden ist. Am Acker ist
ferner eine zu späte Düngung im Herbst zu meiden, da ansonst bei warmen Bodentempe-
raturen die Mineralisierung noch stärker sein kann als die Aufnahme durch den Boden bzw.
die noch schwach bestockten Bestände.
Anders ist die Situation am Dauergrünland. Hier ist aufgrund des ständigen Bewuchses kei-
ne Nitratauswaschung über die natürliche Grundlast gegeben.
Die N-Ausnutzung der Gülle ist am Dauergrünland ganzjährig ähnlich, weshalb am Grünland
der Zeitpunkt keinen nennenswerten Einfluss auf den Ertrag bzw. die Nitratauswaschung
hat. Wirtschaftsdünger enthalten keinen Stickstoff in Form von Nitrat, d. h. jener Form, die
auswaschungsgefährtet ist. Ammonium wird bei niedrigen Temperaturen im Winter nicht
mineralisiert. Bei einer Düngung im Spätherbst nehmen die Pflanzen den Güllestickstoff
noch in ihr Reservedepot auf. Deshalb werden die im Herbst noch begülltenWiesen im Früh-
jahr rascher grün.
Eine Düngung imWinter ist jedoch wegen der Gefahr einer oberflächigen Abschwemmung
entsprechend der Umsetzung der EU-Nitratrichtlinie auch am Grünland generell verboten.
Gülleausbringung – Vergleich Frühjahr und Herbst
Ertrag in dt TM beim 1. Schnitt (9-jähriger Durchschnitt)
(LBP,1999)
Merke:
„Im Herbst zu spät
und im Lassing zu
früah, ist am unbe-
pflanzten Acker soviel
wie nia.“
Handelsdünger
Gülle
Frühjahr
10.Oktober
20.Oktober
2.Novem
ber
10.Novem
ber
20.Novem
ber
Feldrand

32
Auf Dauergrünland brachte am „Spitalhof“ eine aufgrund ungünstiger Witterungsver-
hältnisse weit in den Spätherbst verlagerte Gülleausbringung keinen Nachteil hinsicht-
lich Futterertrag, Futterqualität und Grundwassergefährdung durch Nitrat (siehe Abb).
Bei der Ausbringung von Wirtschaftsdünger ist vor allem auf die Vermeidung gasför-
miger Ammoniakverluste unmittelbar nach der Ausbringung (vor allem bei höheren
Temperaturen) zu achten.
Generelles Düngeverbot:
1. Auf durchgefrorenen Böden
2. Auf wassergesättigten Böden
3. Auf allen Böden mit geschlossener Schneedecke
Eine Düngung auf Schnee (leicht angezuckerte Böden mit einer Höhe von max. 5 cm) ist
noch erlaubt und kann ähnlich wie Wasserzusatz die N-Ausnutzung verbessern. Ebenso
ist die Düngung auf oberflächig angefrorenen und damit tragfähigen Böden erlaubt, so-
fern sie tagsüber wieder auftauen und aufnahmefähig sind. Entscheidend ist, dass am
Tag der Düngung noch ein Bodenkontakt erfolgen kann.
Dünge-Verbotszeiträume in Österreich
Zeitraum Düngearten betroffene Flächen

gesamte landwirtwirtschaftlich
genutzte Fläche
ohne Gründeckung
15. Oktober bis
15. Februar* stickstoffhaltige
Mineraldünger sowie
Gülle, Jauche, Klär-
gesamte landwirtschaftlich
genutzte Fläche
mit Gründeckung
15. November bis schlamm
15. Februar*

gesamte landwirtschaftlich
genutzte Fläche
30. November bis Stallmist, Kompost,
15. Februar* Klärschlammkompost

Unvermeidbare Stickstoffverluste
Neben gewissen gasförmigen Ammoniakverlusten im Zuge von Mineralisationsprozes-
sen im Boden treten vor allem während der Lagerung und unmittelbar nach der Aus-
bringung von Wirtschaftsdüngern unvermeidbare gasförmige Ammoniakverluste auf.
Diese gasförmigen N-Verluste liegen bei organischen N-Düngern wie z. B. Gülle oder
Stallmist je nach Lagerung, Aufbereitung und Ausbringungstechnik bei 30 bis 40 % und
darüber.
Bei Mineraldüngern liegen die Abgasungsverluste üblicherweise unter 5 %, bei Harn-
stoff können sie bis 15 % betragen.
Besonders bei verdichteten bzw. partiell wassergesättigten Böden kann es auch zu gas-
förmigen N-Verlusten durch „Denitrifikation“ in Form von elementarem Stickstoff bzw.
Lachgas kommen.
* für früh anzubauende
Kulturen (Durum,
Sommergerste,
Feldgemüse) und für
Gründeckungen mit
frühem Stickstoffbedarf
(Raps, Wintergerste,
Feldgemüseanbau un-
ter Vlies oder Folie) ist
eine Düngung bereits
ab 1. Februar zulässig.

33
Neben gasförmigen N-Verlusten können vor allem auf seichtgründigem Ackerland spe-
ziell bei fehlender Gründecke auch stärkere Auswaschungsverluste in Form von Nitrat
auftreten. Höhere Wirtschaftsdüngergaben im Herbst auf Brachland und Leguminosen-
vorfrüchte ohne N-zehrende Folgefrucht sind daher zu vermeiden.
Mineraldünger und Ammoniakverluste
HoheTemperaturen, Wind, niedrigerTongehalt des Bodens und hoher pH-Wert verstär-
ken die Ammoniak-Abgasungsverluste speziell nach der Ausbringung auf die noch un-
bewachsene Bodenoberfläche. Höhere NH3-Abgasungsverluste können vor allem nach
der Düngung von Harnstoff bzw. AHL auf Böden mit pH-Werten über 6,5 auftreten.
Hier wäre eine unmittelbare Einarbeitung günstig bzw. darauf zu achten, dass nach der
Ausbringung von AHL oder Harnstoff ähnlich wie nach einer Gülledüngung Niederschlä-
ge zu erwarten sind.
Mittlere Ammoniakverluste nach Düngung von KAS, AHL und Harnstoff
BMVEL/UBA, 2002
Wirtschaftsdünger und Ammoniakverluste
Überall, wo tierische Exkremente mit der Luft in Kontakt kommen, entstehen gasför-
mige N-Verluste (Ammoniak), die gleichzeitig auch mit Geruchsemissionen verbunden
sind.
Diese Ammoniakverluste haben eine große Streubreite. Bei Stallmist und Kompost tre-
ten gasförmige Verluste vorrangig während des Lagerungsprozesses auf.
Bei Gülle sind die Verluste hingegen während der Lagerung gering, können aber nach
der Ausbringung bzw. am Feld hoch sein, sofern keine Einarbeitung möglich ist. Ins-
gesamt liegen beim Stallmist/Jauche-System die N-Verluste um etwa 10 % höher als
beim Güllesystem mit breitflächiger Ausbringung mittels Prallteller (Menzi, Keller et.al.,
Agrarforschung 8/97).
KAS AHL Harnstoff

34
Abschätzung der Stall-, Lager- und Ausbringungsverluste
Tiefstallmist
Kot + Harn + Stroh
Gülle, Spaltenboden
Kot + Harn(+Stroh)
Verluste in %

im Stall 10 - 15 5
Lagerung 15 - 25 5 - 10
Ausbringung 2 - 5 5
am Feld 10 - 15 10 - 30

ØVerlust (in % vom Anfall) 27 - 60 25 - 50
n. Gutser, 1990 (ergänzt)
Anrechenbare Stall- und Lagerverluste aufgrund der EU-Nitratrichtlinie
Im Zuge der EU-Nitratrichtlinie wurden für Österreich die unvermeidbaren Lagerverluste
bei Stallmist mit 30 % und bei Gülle mit 15 % festgelegt. Die tolerierbaren Ausbringungs-
verluste wurden für Gülle und Jauche mit 13 % und für Stallmist mit 9 % begrenzt.
Stall- und Lagerverluste
Der über den Urin ausgeschiedene Harnstoff CO(NH2)2 wird sofort nach der Ausschei-
dung im Stall durch das vorhandene Enzym „Urease“ zu Ammoniak und Kohlendioxid
gespalten.
Dadurch treten gewisse unvermeidbare gasförmige Verluste bereits im Stall auf.
Vermeidung hoher Stalltemperaturen durch Lüftung, häufiges Abmisten sowie Sauber-
keit sind die wichtigsten Maßnahmen, um die Ammoniakemissionen im Stall gering
zu halten. Eine bedarfsgerechte Eiweißversorgung senkt ebenfalls das Verlustpoten-
zial, da dadurch weniger überschüssiger Stickstoff über den Harn ausgeschieden wer-
den muss.
Lagerung von Stallmist
Bei der Lagerung von Stallmist beeinflussen Einstreumenge, Feuchtigkeit, Temperatur
sowie die Intensität der Rotte die Abgasungsverluste. Die unvermeidbaren N-Lagerver-
luste sind bei Stallmist bzw. Kompost höher als beim Güllesystem.
N-Verluste meiden – jedes Kilo zählt!

35
Lagerverluste bei Gülle
Der über den Urin ausgeschiedene Harnstoff zerfällt leicht zu Ammoniak und Kohlendio-
xid (N-Lagerverluste). Erst in der Güllegrube erfolgt durch dieVermischung mitWasser eine
Bindung von Ammoniak und Kohendioxid zu Ammoniumcarbonat (NH4)2 CO3 und in wei-
terer Folge zu Ammoniumhydrogencarbonat (NH4
+ HCO3
-
).
Diese wenig stabile Verbindung zerfällt in Abhängigkeit vom pH-Wert der Gülle und der
Temperatur bei der Ausbringung leicht zu Ammoniak, Kohlendioxid und Wasser, wobei
dann Ammoniak und Kohlendioxid zur Verflüchtigung an die Luft neigen.
Eine Schwimmdecke (z. B. bei Rindergülle) hält die Lagerverluste in Grenzen. Ebenso eine
Verdünnung mit Wasser vor der Ausbringung.
Die gasförmigen Stickstoffverluste hängen neben dem pH-Wert und der Temperatur auch
von derTM bzw. von der Ammoniumkonzentration in der Grube (je höher die Konzentration,
desto höher das Risikopotenzial) ab. Daher ist bei einer Einmischung von Mineraldünger in
die Güllegrube auch das höhere Abgasungspotenzial zu beachten.
Rindergülle hat normalerweise einen pH-Wert von etwa 7,5. Bei pH-Werten bis 7,5 liegt der
anorganische Stickstoffanteil in der Gülle hauptsächlich gebunden als Ammonium (Ammo-
niumcarbonat) und nicht als Ammoniak (NH3) vor. Dadurch sind die Lagerverluste gering.
Bei pH-Werten über 8 steigt jedoch mit zunehmenderTemperatur der Partialdruck und die
Umwandlung von Ammonium (NH4) zu Ammoniak (NH3) überproportional an.
Belüftete Gülle sowie Biogasgülle haben einen pH-Wert über 8 und somit ein höheres Ab-
gasungsrisiko als normale Gülle.
Eine Verdünnung der Gülle mit Wasser ist die wichtigste Maßnahme Ammonik zu binden
als auch die Umwandlung von Ammonium zu Ammoniak zu verringern, da dadurch derTro-
ckenmassegehalt und auch die Ammoniumkonzentration abnimmt.
Ferner fließt Dünngülle schneller an den Pflanzen ab und dringt dadurch rascher in den Bo-
den ein.
Stickstoff in die Güllegrube
Stickstoffdünger sind zwar grundsätzlich wasserlöslich, aber mit zunehmender Ammo-
niumkonzentration steigt in Abhängigkeit vom pH-Wert und der Temperatur auch das
Abgasungsrisiko, d. h. eine Verdünnung ist besonders wichtig. Zu beachten ist ferner,
dass mit zunehmender N-Konzentration die Verteilgenauigkeit immer wichtiger wird.
Dissoziationsgleichgewicht für Ammoniak
in Abhängigkeit von pH-Wert und Temperatur in wässriger Lösung
n. Demberg, 1987
Säurezusatz zur Gülle
könnte theoretisch den
pH-Wert und somit das
NH3-Verlustpotenzial
senken, hat sich jedoch
in der Praxis bislang
nicht bewährt.
Der Zusatz physiolo-
gisch saurer Dünger
wie Ammonsulfat,
NAC+S etc. kann den
pH-Wert nur geringfü-
gig senken.
Harnstoffabbau im Stall
CO(NH2)2 � Urease
� � 2NH3 + CO2 + H2O
Harnstoffbindung in der Gülle
CO(NH2)2 + H2O � (NH4)2 CO3
(NH4)2 CO3 + H2O + CO2 � 2NH4 HCO3
Verluste bei der Ausbringung
NH4 HCO3 (Gülle) � NH3 + CO2 + H2O
⇡ ⇡
⇡ ⇡

36
N-Ausbringungsverluste
Während bzw. in den ersten Stunden nach der Ausbringung von Wirtschaftsdüngern
treten die höchsten Ammoniakverluste auf. Dies vor allem bei hohen Temperaturen,
weshalb am Acker eine Einarbeitung wichtig ist. Am Grünland ist speziell bei Gülle eine
Verdünnung oder Ausbringung bei kühler Witterung (z. B. am Abend) wichtig. Günstig
wäre ein anschließender leichter Regen, da dann der gefährdete Ammonium-N im Re-
genwasser gelöst wird und rascher in den Boden eindringt.
Kumulierte Ammoniakverluste nach Ausbringung von Rindvieh-Vollgülle
(30 m3 pro ha, auf Wiese, FAT Nr. 496, 1997)
Wasser – der Güllezusatz Nr. 1
Je höher die Lufttemperatur und die Windintensität nach der Ausbringung, desto mehr
Ammoniak wird freigesetzt. Wasserzusatz kann wiederum Ammoniak binden, da
dieses sehr gut mit Wasser mischbar ist. Eine Verdünnung mit Wasser (je nach Hof-
Entfernung) verringert die Umwandlung von Ammonium zu Ammoniak, da derTrocken-
massegehalt und damit die Ammoniumkonzentration abnimmt. Anzustreben ist eine
Verdünnung auf ca. 1:1 (entspricht 5 % TM), wodurch die N-Verluste um etwa 20 bis
30 %, bezogen auf den Ammoniumanteil, verringert werden können.
Ausbringtechniken
Am Acker hat sich der Schleppschlauch durchgesetzt. Ferner ist auf größeren Betrie-
ben neben dem Schleppschlauch der für das Grünland konzipierte Schleppschuh im Vor-
marsch. Für das Grünland gibt es mittlerweile auch Pralltellersysteme, die großtropfig
arbeiten und Abweichungen deutlich unter 20 % haben. Im Berggebiet nimmt am Hang
auch die Gülleverschlauchung zu.
Variationskoeffizienten verschiedener Gülleverteiler
FAT, n. Frick, 1999
Erfolgt die Ausbringung
am Abend, frühestens
zwei Stunden vor
Sonnenuntergang,
ist gegenüber einer
Ausbringung am Vor-
mittag um 10 Uhr eine
Verlustreduktion von
30 bis 40 % möglich.
Am höchsten sind die
Verluste innerhalb der
ersten 3 bis 7 Stunden
nach der Ausbringung.
HadornG87
Schweizer
Althausbreit
BauerUniversal
Bauerbreit
M
archner
Agrar
SuperexaktOehler
K-L-E
AlthausSchmal
FlieglExakt
FlieglDreiseiten
FlieglSchirmprall
VakuumatBazzoliKirchner
VakuumatArmatecBazzoli
ZunhammerBauerEiseleM
öschaM
archnerArmatec
HadornG92
M
aiK94-A6
Vogelsang
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Variationskoeffizientin%
Pralltellerverteiler
Vertikalverteiler
Seitenverteiler
Pendelverteiler
Schwenkdüsen
Schleppschlauchverteiler

37
Temperatur beachten
Bei kühler Witterung (z. B. am Abend) und einer Verdünnung auf 5 bis 6 % TM ist die
Düngewirkung unabhängig von der Ausbringungstechnik nahezu gleich. Bei höheren
Temperaturen (über 25 °C) ist die bodennahe Ausbringung bei gleichzeitig geringerer
Gruchsemission überlegen.
Relativerträge beim 1. Schnitt auf Sandboden
(25 m3/ha Rindergülle), KTBL, Nr. 242, 1997
Relativerträge beim 1. Schnitt auf Sandboden (25 m3/ha)
(25 m3/ha Rindergülle), KTBL, Nr. 242, 1997
Wuchshöhe und Ausbringungstechnik
Rindergülle haftet aufgrund ihrer schlechteren Fließfähigkeit stärker an den Pflanzen als
Schweine- oder Hühnergülle, weshalb eine Düngung mit „Pralltellerverteilern“ generell
bald nach der Nutzung erfolgen sollte.
Eine spätere Ausbringung bedeutet nicht nur mehr Futterverschmutzung, sondern auch
eine erhöhte Abgasung, da die auf der Blattoberfläche meist vorhandene Feuchtigkeit
eine hohe Urease-Enzymaktivität (erhöht Ammoniakabgasung) bewirkt.

38
Wie stark sich eine zu späte Ausbringung mit „Breitverteilung“ z. B. bei 20 cm Wuchs-
höhe im Vergleich zum Schleppschuh auswirkt, zeigt folgende Abbildung.
Bei einer Wuchshöhe von 5 cm besteht hingegen kein Unterschied.
N-Wirkung bei unterschiedlicher Graslänge und Ausbringetechnik
(KTBL 242,1997)
Stufenplan der Gülleausbringung
Bei Verwendung eines Breitverteilers sollte die Düngung möglichst bald nach der Nut-
zung erfolgen. Ansonst besteht bei höherem Graswuchs aufgrund der größeren Blatto-
berfläche die Gefahr einer stärkeren Abgasung sowie Futterverschmutzung.
Bei Einsatz des Schleppschlauches bzw. Schleppschuhes sollte die Düngung hinge-
gen ca. 1 Woche später erfolgen, da hier die Gülle direkt auf den Boden abgelegt und
durch das bereits wieder angewachsene Gras die Ammoniakabgasung verringert wird.
Die Verringerung der Geruchsbelästigung ist heute ein wichtiger Umweltaspekt bei der
Gülledüngung.
Stufenplan der Gülleausbringung
Gülle-Prallteller sofort nach der Nutzung
Schleppschlauch, Schleppschuh ca. 5 bis 7 Tage nach der Nutzung
Mineraldünger ca. 10 Tage nach der Nutzung
Stickstoffverluste am Beispiel „Gülledüngung“
Gülle enthält den Stickstoff je zur Hälfte als relativ rasch wirksamen Ammonium- und
als organisch gebundenen Stickstoff. Der organisch gebundene Stickstoff geht vorerst
in den N-Pool (Humus) des Bodens, während der Ammoniumanteil (abgesehen von Ver-
lusten bei der Ausbringung) weitgehend im Jahr der Düngung wirksam wird.
Auf verdichteten bzw. wassergesättigten Böden kann es auch zu gasförmigen Verlus-
ten durch Denitrifikation kommen.
Neben den vorrangig gasförmigen N-Verlusten im Zuge der Ausbringung kann Stick-
stoff nach seiner Mineralisation insbesondere auf unbepflanztem Acker auch als Nitrat
ausgewaschen werden.
Schleppschuh-
ausbringung
Wichtig ist eine
Verdünnung auf ca.1:1
zur Vermeidung von
Ätzschäden durch die
ansonst zu konzent-
rierter Ablage.
Prallteller

39
Wege des Güllestickstoffes
n. Rieder, (ergänzt) 1995
Ammoniak-Freisetzung wird verstärkt durch:
n hohe Temperaturen
n hohe Windgeschwindigkeit
n pH-Werte im Boden über 6,5
n geringe Bodenfeuchte (Trockenheit)
n sorptionsschwache Böden (Sandböden mit geringem Tonanteil haben eine
geringere Ammoniumbindung und ein höheres NH3-Abgasungsrisiko)
n stärkeren Verbleib von Ernteresten auf dem Boden (Mulchsaat erhöht z. B.
die NH3-Verluste aufgrund einer erhöhten Ureaseaktivität)
Ammoniakfreisetzung wird vermindert durch:
n ausreichende Bodenfeuchte
n Niederschlag/Beregnung nach der Düngung
n Einarbeitung in den Boden
n Humusgehalt im Boden
n hohen Tongehalt des Bodens
Maßnahmen zur Vermeidung von N-Verlusten
NH3 (Ammoniak)
Verdünnen mit Wasser
Einarbeiten (Acker)
am Abend ausbringen (Grünland)
Verteilergenauigkeit beachten
N2 (atomarer N)
keine Düngung auf wassergesättigten Böden
Bodenverdichtung meiden
NO3 (Nitrat)
Brache meiden (System immergrüner Acker)
Zwischenfruchtanbau
Bedarfsgerechte Düngung

40
Ammoniak-Abgasung im Boden
Ammoniakverluste treten unmittelbar nach der Düngerausbringung infolge von Luft-
kontakt aber auch über den Boden auf.
Nach der Ausbringung von Gülle steht das Carbonatsystem der Gülle nicht im Gleichge-
wicht mit dem CO2-Gehalt der bodennahen Atmosphäre. Neben einer gewissen Aus-
gasung an CO2 kommt es infolge der Ammonifikation (Abbau von organisch gebunde-
nem Stickstoff über Ammoniak zu Ammonium) zu einem vorübergehenden pH-Anstieg
im Boden. Dadurch kann es beiTrockenheit und bei fehlender Einarbeitung (speziell auf
leichten Böden mit pH-Werten über 6,5) auch zu einer NH3-Abgasung kommen. Bei der
weiteren Umwandlung von Ammonium zu Nitrat wird der pH-Wert wieder gesenkt.
Ferner kann es unter ungünstigen Witterungsverhältnissen nach der Ausbringung (Käl-
teeinbruch, Trockenperiode, Bodenverdichtung) zu einem „Stau an Ammoniumbicarbo-
nat“ und damit erhöhten gasförmigen N-Verlusten kommen, da dann das noch in der
Bodenlösung vorliegende Ammoniumbicarbonat leichter als Ammoniak an die Luft ent-
weichen kann.
N-Verluste durch Denitrifikation
Auf überfluteten, staunassen bzw. verdichteten oder wassergesättigten Böden (nach
anhaltendem Regen) wird der Mangel an Sauerstoff im Boden zum limitierenden Fak-
tor. Unter diesen anaeroben Bedingungen besitzen einige Mikroben die Fähigkeit, den
im Nitrat enthaltenen Sauerstoff für ihren Stoffwechsel zu nutzen, indem sie Nitrat zu
N2, NO bzw. N2O (Lachgas) abbauen. Dadurch entstehen gasförmige Verluste an die
Atmosphäre. Diese Verluste liegen normalerweise zwischen 10 und 20 kg/ha, können
aber bei staunassen Böden bis auf über 50 kg/ha/Jahr ansteigen.
Bei dieser Denitrifiktation wird Nitrat je nach Umweltbedingungen neben elementarem
Stickstoffgas (N2) auch als Zwischenprodukt zu Lachgas (N20) abgebaut, welches eben-
falls in die Atmosphäre entweichen kann (siehe Lachgas).
Ammoniak und Umwelt
Weltweit werden die NH3-Emissionen auf über 20 Mill. t/Jahr geschätzt (Europa 6,5
Mill. t), wobei ein Großteil aus der Tierhaltung stammt. Global beträgt jedoch der NH3-
Anteil aus derTierhaltung etwa 15 bis 20 % des gesamten N-Eintrages in Form von NH4
bzw. NOX über den „Sauren Regen“. Ursprung der NH3-Emissionen in derTierhaltung ist
in erster Linie der Harnstoff im Harn; Rinderharn enthält z. B. ca. 92 % Harnstoff, der
Kot 25 % lösliche N-Formen (White-head et.al.1986).
NH3-Emissionen entstehen im Stall sowie bei der Lagerung und Ausbringung von Wirt-
schaftsdüngern und sind auch wesentlich an der sogenannten „Landluft“ beteiligt.
Neben der Landwirtschaft wird NH3 auch bei der stationären Verbrennung, bei der Ab-
fall- und Abwasserentsorgung sowie bei industriellen Prozessen freigesetzt.
So entstehen bei der Verbrennung von 1 t Heizöl etwa 110 g Ammoniak.
Die NH3-Emissionen je Einwohner werden auf ca. 550 g/NH3/Jahr geschätzt (Atemluft
5 g, Schweiß 250 g sowie Urin und Faeces 300 g).
Ammoniak hat alsTreibhausgas keine Bedeutung, da die Verweilzeit in der Atmosphäre
sehr kurz ist. Ammoniak wird in der Atmosphäre sehr rasch zu über
90 % zu Ammonium (NH4) umgewandelt und dann letztlich als Ammonium ausgereg-
net, was einer N-Düngung gleichkommt.
Denitrifikation
NO3
(Nitrat)
N2O
(Lachgas)
N2
(Elementarer Stickstoff)

41
Globaler N-Eintrag
Der globale Gesamtstickstoffeintrag mit dem Regen beträgt etwa 200 Mill. t, wobei ca.
2/3 in Form von Ammonium (einschließlich des umgewandelten Ammoniakanteils) und
ca. 1/3 in Form von Stickoxiden (NOx) aus Verbrennungsprozessen eingeregnet wer-
den. Die Eintragung in Form von Ammoniak (NH3) ist aufgrund der raschen Umwand-
lung zu Ammonium (NH4) äußerst gering.
Daneben erfolgt eine biologische N-Fixierung aus der Luft mit Hilfe von Knöllchen- und
Bodenbakterien (Blaualgen) im Ausmaß von ca. 175 Mill. t sowie eine technische N-Fi-
xierung (Düngestickstoffproduktion) von ca. 100 Mill. t.
Diesem Eintrag stehen Austräge im gleichen Ausmaß gegenüber, die infolge der Mine-
ralisation von organischer Substanz und vielfach unvermeidbarer Ammoniakabgasung
aus Boden und Dünger sowie Denitrifikation entstehen.
Die natürliche NH3-Abgasung aus dem Boden liegt im Bereich von 2 bis 5 kg/ha und
Jahr. Mit zunehmender Weltbevölkerung werden auch die N-Kreisläufe intensiviert, da
alle Lebewesen Stickstoff benötigen.
Globaler N-Eintrag (in Mill. t)
Einwaschung als NH4 140 *)
Einwaschung als NOx 60
Biologische Luftstickstoffbindung 175
Industrielle Luftstickstoffbindung 100
gesamt ca. 475 Mill. t/Jahr
(Haunold 1993, zitiert nach Burn und Hardy)
*) Davon aus der Tierhaltung in Form von NH3 ca. 20 bis 30 Mill. t/Jahr
Umweltrelevanz von Ammoniak (NH3)
Ammoniak bewirkt bei der Verflüchtigung eine unerwünschte Geruchsemission.
Direkte NH3-Schäden treten durch die rasche Umwandlung zu NH4 (Ammonium) kaum
auf und sind praktisch nur bei sehr hohen Konzentrationen in unmittelbarer Umgebung
von Massentierhaltungen möglich. Der Mensch vermag mit der Nase bereits Konzent-
rationen zwischen 5 und 20 ppm zu erkennen, eine Reizung der Schleimhäute ist ab 50
ppm und eine Atembeeinträchtigung ab 100 ppm möglich.
NH3-Emissionen je GVE und Jahr
Rinder 18 kg
Pferde 9 kg
Schweine 17 kg
Hühner 13 kg
Schafe 34 kg
Aus: Sonderstudie Emissionen von Ammoniak, BA für Ernährung, Land- u. Forstwirtschaft, Deutschland, 1990
Maßnahmen
Sachgemäße Lüftungstechnik (Ställe kühl halten, keine hohe Luftfeuchtigkeit über
70 %, trockene Liegeflächen, Luftwäsche), aber auch die Vermeidung von Eiweißüber-
schuss in der Ration kann die NH3-Emissionen verringern.
Mengenmäßig ist seitens der Landwirtschaft vorderhand eine fachgerechte Lage-
rung und Ausbringung der Wirtschaftsdünger zu einer Verringerung der NH3-Emission
wichtig.

42
Wege des Ammoniaks und seine Reaktionen mit anderen Luftbestandteilen
n. Zeisig, 1989
Wirkung von Ammoniak
Auf Boden und Pflanze wirkt NH3 letztlich nach Umwandlung zu NH4 als Dünger. In Ver-
bindung mit dem in der Luft enthaltenen Schwefel bzw. Salpetersäure entstehen letzt-
lich Ammonsulfat bzw. Ammonnitrat (= Stickstoffdünger).
In Gewässern kann NH3 nach Oxidation zu NH4 je nach Pufferkraft versauernd wirken
und in wenigen Einzelfällen auch eutrophierend. Da jedoch fast alle Seen P-limitiert
sind, das heißt Phosphat der wachstumsbegrenzende Faktor für das Algenwachstum
ist, bewirkt der N-Eintrag in aller Regel keine zusätzliche Eutrophierung.
Wesentlich umweltrelevanter und auch doppelt so hoch wie die N-Emissionen in Form
von Ammoniak sind die globalen Emissionen von N0x, die vorrangig von Verbrennungs-
prozessen stammen und auch an der bodennahen Ozonbildung beteiligt sind.
Die durchschnittliche jährliche NOx-Emission, die ein Europäer verursacht, ist etwa dop-
pelt so hoch wie die NH3-Emission eines Rindes.
Lachgas und Umwelt
Das Lachgas (N2O, Distickstoffoxid) ist das zweite Gas, welches neben Methan als Mitver-
ursacher eines zusätzlichen Treibhauseffektes diskutiert wird. Dabei soll Methan zu 19 %
und Lachgas zu 6 % am zusätzlichenTreibhauseffekt beteiligt sein. Alle Ökosysteme emit-
tieren Lachgas, wobei etwa 2/3 als „natürlich“, d. h. aus Böden unter natürlicher Vegetation
und aus dem Meer anfallen. Daneben entsteht Lachgas auch durch Verbrennung von Bio-
masse und fossiler Energie sowie Stickstoffumsetzungsprozesse im Boden.
Im Boden entsteht das süßlich riechende Lachgas geringfügig bei der Mineralisation
und vor allem bei der „Denitrifikation“ von stickstoffhaltigen Verbindungen durch Mikro-
organismen unter insbesondere anaeroben Bedingungen. Praktisch laufen in jedem Bo-
den über die Mineralisation Nitrifikations- und Denitrifikationsvorgänge gleichzeitig ab.
Auch bei der Beweidung wird Lachgas frei.

43
Wälder setzen Lachgas frei
Es entsteht Lachgas also auch dort, wo organische Substanz nicht genutzt wird, bei-
spielsweise beim Verfaulen von Holz und organischer Masse ohne land- und forstwirt-
schaftliche Nutzung. Auch der gewünschte N-Entzug (Denitrifikation) in Kläranlagen
führt zu Lachgasemissionen.
Einflussfaktoren auf die Lachgasbildung
Ob bei der Denitrifikation mehr atomarer Stickstoff (N2) oder Lachgas entsteht hängt
von verschiedenen Faktoren ab. Zeitweilige Durchlüftung, Bodenverdichtung, abwech-
selnde Bodenfeuchte (trocken/feucht), erhöhter Gehalt an organischer Substanz, Wur-
zelrückstände nach der Ernte etc. erhöhen die Lachgasemission.
Einflussfaktoren auf die N20-Emission
Parameter Wirkung auf die N2O-Emission
Bodendurchlüftung
• zeitweilige Durchlüftung → höchste N2O-Produktion
• schlechte Durchlüftung → Denitrifikation meist als N2
Wassergehalt des Bodens
• ansteigender Wassergehalt → steigende Denitrifikation, aber unter sehr
feuchten Bedingungen meist N2
• abwechselnd trocken/feucht → höchste N2O-Produktion
N-Verfügbarkeit • zunehmendes NO3/NH4-Verhältnis → zunehmende N2O-Emission
Bodentextur
Bodenbearbeitung
• von Sand zu Ton → zunehmende N2O-Emission
• pflügen → niedrigere N2O-Emission als bei Minimalbodenbearbeitung
Bodenverdichtung • zunehmende Verdichtung → zunehmende N2O-Produktion
Boden-pH
• wo Denitrifikation die Hauptquelle für N2O ist, senkt
steigender pH-Wert die N2O-Produktion
• wo Nitrifikation die Hauptquelle für N2O ist, erhöht
steigender pH-Wert die N2O-Produktion
Organische Masse • erhöhter Gehalt an organ. C → erhöhte N2O-Emission
Pflanzenbestand
• Pflanzen, spez. deren Rückstände u. Wurzeln nach der Ernte,
erhöhen N2O-Emission
Temperatur • erhöhte Temperatur → erhöhte N2O-Emission
Jahreszeit
• nasser Sommer → höhere N2O-Produktion
• Frühjahrstauwetter → hohe N2O-Produktion
• Winter → niedrigste N2O-Produktion
BAD, 2006
Nitrat – ein Umweltparameter
Nitrat kommt in allen grünen Pflanzen als natürlicher Bestandteil vor.
Aus der Sicht der Umwelt ist Nitrat heute ein Umweltparameter, welcher auch als Hilfs-
mittel zur Kontrolle der guten landwirtschaftlichen Praxis genutzt werden kann. Schwer-
punkt ist dabei die Kontrolle des EU-Trinkwassergrenzwertes von 50 mg Nitrat/l.
Ursachen erhöhter Nitratwerte
Punktuell erhöhte Nitratwerte können neben der Düngung einschließlich Bodenbear-
beitung auch andere Ursachen haben wie größere Kahlschläge im Wald, verstärkter
Leguminosenanbau in der Fruchtfolge, undichte Kanalstränge oder Senkgruben, wil-
de Mülldeponien, unkontrollierte Versickerung stickstoffhältiger Niederschläge („Saurer
Regen“) von versiegelten Flächen wie Straßen, Dächern etc.

44
Da Stickstoff in Gewässern auch zur Eutrophierung (Algenblüte) von Oberflächenge-
wässern beitragen kann, gilt heute ein Schwerpunkt der Nitratmessungen dem Ge-
wässerschutz. Dabei ist jedoch anzumerken, dass bei uns bei fast allen Oberflächenge-
wässern der Phosphor und nicht der Stickstoff der begrenzende Minimumfaktor für die
Eutrophierung ist.
Gesundheitliche Aspekte in Zusammenhang mit Nitrat stehen nach neueren Erkennt-
nissen nicht mehr im Mittelpunkt der Nitratdiskussion.
Düngung und Nitratauswaschung
Stickstoff wird von der Pflanze bevorzugt als Nitrat aufgenommen. Nitrat ist im Gegen-
satz zum Ammonium im Boden beweglicher und kann dadurch auch ausgewaschen
werden. Eine gewisse Nitratauswaschung ist daher in jedem Boden natürlich. Speziell
im Ackerbau sind gewisse Auswaschungsverluste unvermeidbar, da durch den Acke-
rungsprozess kurze „Schwarzbracheperioden“ entstehen und letztlich durch Oxidati-
onsprozesse auch ein Teil des Humuspotenzials zu Nitrat mineralisiert wird.
Die Nitratauswaschungsverluste hängen von der Bodenart, der Niederschlagsvertei-
lung und ganz entscheidend vom Pflanzenbewuchs ab.
Auf leichten Sandböden kann es nach stärkeren Niederschlägen leichter zu Auswa-
schungsverlusten kommen (geringe NH4-Adsorption anTonminerale) als auf schwereren
Tonböden.
Während der Vegetation ist bei bedarfsgerechter Düngung die Nitratauswaschung ge-
ring. Die Gefahr der Nitratauswaschung besteht vorrangig auf Ackerland während der
bewuchslosen Zeit, weshalb „Bracheperioden“ durch Anbau von Zwischenfrüchten
und Winterbegrünungen (Motto „Immergrüne Acker“) vermieden werden sollten.
Am Grünland gibt es hingegen kaum eine Auswaschung über die natürliche, d. h. un-
vermeidbare Grundlast hinaus.
Nitratauswaschung in Österreich
Durchschnittliche Nitratauswaschung in Österreich
je ha und Jahr in kg
Nitrat-N
Fläche in ha
N-Fracht
je Jahr
Wald
Acker (+Obst, Gemüse, Wein)
Grünland
Weiden und Almen
10
25
5
2
3.280.000
1.630.000
1.010.000
1.030.000
32.800 t = 40 %
40.750 t
5.050 t
2.060 t
(KLAGHOFER, Bundesanstalt für Kulturtechnik und Bodenwirtschaft, geschätzte Zahlen 1986)
*40 % der gesamten Nitratauswaschung stammen in Österreich aus dem ungedüngten Wald
Bewirtschaftung und Nitrataustrag
Die flächendeckende Einhaltung des politischen Grenzwertes von 50 mg NO3/l ist be-
sonders in Ackerbaugebieten mit geringer Sickerwasserbildung schwierig. Bei einer
mittleren Sickerwasserbildung von 200 mm jährlich genügt bereits ein mittlerer Austrag
von nur 22 kg N/ha, um den Grenzwert zu überschreiten.
Wenn man bedenkt, dass allein in der organischen Substanz des Bodens je Hektar
etwa 2.000 bis über 6.000 kg N enthalten sind, wobei witterungsbedingt durch Minera-
lisierung jährlich 40 bis 120 kg N freigesetzt werden, so zeigt sich auch bei gutem Dün-
gemanagement die Schwierigkeit einer verlässlichen Nitratbindung durch pflanzenbau-
liche Maßnahmen.

GALLER _ Stickstoff Kreislauf Düngung Umwelt Praxisratgeber von Josef Galler Broschuere

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