Effect of N supply on apparent recovery of fertilizer N as crop N and N _min in soil during and after cultivation of winter cereals

Abstract

Field trials were conducted over two years to investigate the effect of increasing N supply on apparent fertilizer N recovery by winter cereal crops (4 × wheat and 2 × barley) and on non-recovered N. Apparent fertilizer N recovery was calculated by comparing N in fertilized and unfertilized crops. Non-recovered N is defined as N which was neither found in crops nor soil mineral N (Nmin = NH4-N + NO3-N). At N supply levels according to common farming practice (Ncfp = 190 to 220 kg N/ha), 60— 93% of the fertilizer N was recovered in crops at harvest, while at high N supply levels of 265 to 273 kg N/ha 58—76% of fertilizer N was recovered. There were small differences in soil Nmin in 0—200 cm between Ncfp and unfertilized plots, but substantial increases in Nmin occurred at the highest N supply. Amounts of non-recovered N differed substantially between sites (maximum value of 84 kg N/ha). Non-recovered N increased with increasing N rate on only 3 out of the 6 sites, indicating that N immobilization was not necessarily dependent on N rate. The fate of non-recovered N was studied for a further year by growing catch crops on the sites after cereal harvest. N re-mineralization deduced from changes in catch crop N and in Nmin indicated that non-recovered N had been immobilized in the soil. At three sites, crop N uptake was found between milk-ripe stage and harvest (19 to 60 kg N/ha) suggesting substantial uptake of N mineralized from soil. However, grain yields were lower with N rates below Ncfp, indicating that late net soil N mineralization could not compensate for reductions in N fertilizer rate in these trials. Einfluss der N-Düngung auf die apparente Wiederfindung von Dünger-N im Aufwuchs und Nmin im Boden während und nach dem Anbau von Wintergetreide In Feldversuchen mit Wintergetreide (4 × Weizen, 2 × Gerste) wurde der Einfluss eines zunehmenden N-Angebotes auf die Wiederfindung von Dünger-N im Aufwuchs und Boden-Nmin (NH4-N + NO3-N), sowie auf den Verbleib von nicht-wiedergefundenem N untersucht. Die Wiederfindung von Dünger-N wurde durch den Vergleich von N in gedüngten und ungedüngten Parzellen ermittelt. Bei praxisüblichem N-Angebot von 190 bis 220 kg N/ha (= Ncfp) wurden 60 bis 93% des applizierten N zur Ernte im Aufwuchs wiedergefunden, bei hohem N-Angebot (265 bis 273 kg N/ha) 58 bis 76%. In Ncfp war der Boden-Nmin in 0—200 cm nur unwesentlich gegenüber den ungedüngten Parzellen erhöht. Bei höherem N-Angebot nahm der Nmin zu. Bis zu 84 kg N/ha wurden weder im Pflanzenaufwuchs noch in Boden-Nmin-Fraktionen wiedergefunden. Nur auf 3 von 6 Standorten konnte eine deutliche Zunahme des nicht-wiedergefundenen N mit steigender N-Düngung festgestellt werden. Demnach ist die N-Immobilisation nicht notwendigerweise von der N-Düngung abhängig. Dieser nicht-wiedergefundene N kann vorwiegend immobilisiertem N zugeordnet werden, da eine partielle Re-Mineralisation des nicht-wiedergefundenen N über N-Entzüge durch den Nachbau von Ölrettich und Gras, sowie Veränderungen im Boden-Nmin im Folgejahr ermittelt werden konnte. Im Aufwuchs von Winterweizen wurden Zunahmen von 19 bis 60 kg N/ha in der Abreifeperiode festgestellt, die vorwiegend auf die Aufnahme von netto-minera lisiertem Boden-N zurückgeführt werden können. Die höchsten Kornerträge wurden bei praxisüblicher N-Düngung erzielt. In suboptimal gedüngten Prüfgliedern reichte die Aufnahme von netto-mineralisiertem N nicht aus, um den Kornertrag in Ncfp zu erreichen.