The crop as indicator for sidedress nitrogen demand in sugar beet production — limitations and perspectives

Abstract

In 2-years field experiments near Nienstädt (60 km west of Hannover, northern Germany), the effects of rate and timing of nitrogen (N) application on leaf N-concentration, leaf greenness (SPAD chlorophyll meter readings), canopy greenness (canopy light reflectance), leaf area development, photosynthetic activity of leaves, and yield and quality of sugar beet were studied. In 1999 (pre-planting soil mineral N: 15 kg ha—1), N fertilizer was applied at rates of 0, 105, 125, 145, 165 and 205 kg N ha—1. In 2000 (pre-planting soil mineral N: 60 kg ha—1), an N rate of 100 kg ha—1 was applied at planting (100/0/0/0) or split applied at planting and 8 (60/40/0/0), 12 (60/0/40/0), and 16 (60/0/0/40) weeks after planting (WAP), respectively. In both years, canopy greenness as indicated by ”︁sensor values” (a combination of the reflectance of visible and near infrared light) changed with crop age. However, at each time of measurement, sensor values precisely reflected the different N application treatments and were significantly correlated with leaf N-concentrations and SPAD chlorophyll meter readings. Beet yield and processed white sugar yield increased up to an N supply (fertilizer N + pre-planting soil mineral N) of 160 kg ha—1. Split N application slightly retarded leaf growth but had no effect on photosynthetic activity per unit leaf area. Beet yield and beet quality were not systematically affected by the timing of N application. Certain application schemes tended to favor either beet yield or beet quality, resulting in similar processed white sugar yields. Our data suggest that moderate N topdressing can be integrated in site-specific N management systems in sugar beet production. Canopy light reflectance might serve as a useful diagnostic tool to assess the N status and sidedress N demand of sugar beets. However, due to changing sensor values over time, on-site calibration (using established standard methods or reference plots receiving extra N at planting) will be necessary. The applicability of this approach has to be tested in further field studies.<?show $6#> <?show $38#Bo;>Die Pflanze als Indikator für den Stickstoff-Kopfdüngungsbedarf im Zuckerrübenanbau — Grenzen und Perspektiven In 2-jährigen Feldversuchen bei Nienstädt (60 km westlich von Hannover), wurde der Einfluss von Höhe und Zeitpunkt der Stickstoff (N)-Düngung auf den N-Ernährungsstatus der Pflanzen (Gesamt-N-Gehalte der Blätter, Chlorophyllmeterwerte der Blätter, Lichtreflexion des Bestandes), die Blattflächenentwicklung, die photosynthetische Aktivität der Blätter sowie Ertrag und Qualität von Zuckerrüben untersucht. Im Jahr 1999 (Nmin-Angebot des Bodens vor der Saat: 15 kg N ha—1) betrug die N-Düngung 0, 105, 125, 145, 165 und 205 kg ha—1. Im Jahr 2000 (Nmin-Angebot des Bodens vor der Saat: 60 kg N ha—1) wurde eine in der Höhe einheitliche N-Düngung (100 kg ha—1) ausschließlich zur Saat (100/0/0/0) oder in zwei Teilgaben zur Saat und 8 (60/40/0/0), 12 (60/0/40/0) bzw. 16 (60/0/0/40) Wochen nach der Saat (WAP) ausgebracht. Die mit Hilfe der berührungslosen Lichtreflexionsmessungen berechneten ”︁Sensorwerte” änderten sich mit dem Pflanzenalter. Sie spiegelten jedoch zu jedem Messzeitpunkt die unterschiedlichen N-Düngungsvarianten präzise wider und waren eng mit den gleichzeitig ermittelten Chlorophyllwerten bzw. N-Gehalten der Rübenblätter korreliert. Rüben- und Weißzuckerertrag stiegen bis zu einem N-Angebot von 160 kg ha—1 (Boden- + Dünger-N) an. Eine Zweiteilung der N-Düngung führte im Vergleich zu ausschließlicher Düngung zur Saat zu leicht verzögertem Blattwachstum, hatte aber keinen konsistenten Einfluss auf die photosynthetische Aktivität pro Einheit Blattfläche, den Rübenertrag und die Rübenqualität. Je nach Zeitpunkt der Kopfdüngung war entweder der Rübenertrag oder die Rübenqualität gefördert, was in ähnlichen bereinigten Zuckererträgen resultierte. Aus den Ergebnissen wird geschlossen, dass eine moderate N-Kopfdüngung als Element in ein standortspezifisches N-Management im Zuckerrübenanbau einbezogen werden kann. Berührungslose Lichtreflexionsmessungen könnten sich zur Ermittlung des N-Kopfdüngungsbedarfs von Zuckerrüben eignen, allerdings nur, wenn es gelingt diese mittels Standardmethoden oder erhöht gedüngter Referenzflächen zeit- bzw. standortspezifisch zu kalibrieren. Zur Etablierung entsprechender Düngungssysteme im Zuckerrübenanbau sind weitere Versuche erforderlich.