Sportrasendüngung: bedarfsgerecht und nachhaltig

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Auch wenn aufgrund der bislang recht milden Witterung nur geringe Auswinterungsschäden auf den Sportrasenflächen zu beobachten sind, werden auf den meisten Flächen zu Vegetationsbeginn Narbenschäden festzustellen sein. Die notwendige Regeneration der Gräser muss zu Vegetationsbeginn durch eine zeitige und bedarfsgerechte Düngung unterstützt werden.

Nährstoffmangel würde das Wachstum und damit auch die Regeneration der Gräser beeinträchtigen, so dass sich die Lücken in der Rasennarbe nicht schließen könnten. Eine zu intensive und nicht an den Bedarf der Gräser angepasste Düngung dagegen verbraucht wertvolle Rohstoffe, beeinträchtigt durch Nährstoffauswaschung die Wasserqualität und kann die Krankheitsanfälligkeit der Gräser erhöhen. Es ist daher wichtig, den Rasen zur richtigen Zeit und mit der richtigen Menge an Nährstoffen zu versorgen (Abb. 1), Mangel und Überschuss sind zu vermeiden.

Stickstoff wird von den Hauptnährstoffen in der größten Menge benötigt und hat auch die stärkste Wirkung auf das Pflanzenwachstum. Ohne eine ausreichende Stickstoffdüngung lässt sich keine belastbare und funktionsfähige Sportrasennarbe erhalten. Auch wenn der für die Produktion von mineralischen Stickstoffdüngern erforderliche Luftstickstoff in nahezu unbegrenzter Menge vorhanden ist, werden für die Produktion, den Transport und die Ausbringung von Stickstoffdüngern erhebliche Energiemengen und damit begrenzte fossile Rohstoffe benötigt. Zusätzlich ist eine Belastung der Umwelt durch Stickstoff, der aus dem Sportrasen in die Luft oder in das Grundwasser ausgetragen wird, zu vermeiden. Neben den ökologischen zwingen auch ökonomische Gründe den Sportplatzbetreiber zu einem möglichst effizienten Umgang mit Stickstoffdüngern. Nachfolgend werden die wesentlichen Stickstoffverluste bei der Rasendüngung (Abb. 2) dargestellt und aufgezeigt, wie durch die Auswahl geeigneter Dünger diese Stickstoffverluste reduziert werden können.

Auswaschungsverluste

Stickstoff wird hauptsächlich als Nitrat ausgewaschen, da Nitrat nur in geringem Maße an den Bodenaustauschern sorbiert wird (Andre 1986). Besonders auf sandigen Rasentragschichten mit hoher Wasserdurchlässigkeit wird der im Bodenwasser gelöste Nitratstickstoff mit dem Sickerwasser in Schichten unterhalb des Wurzelhorizontes bzw. in die Drainschicht verlagert. Aus diesen Bereichen kann er nicht mittels kapillarem Aufstieg zurück in den Wurzelraum gelangen und von den Gräsern aufgenommen werden. Abgesehen von dem Stickstoffverlust ist auch die Belastung des Grundwassers mit Nitrat ein weiterer negativer Aspekt.

Auf wassergesättigten Böden wurden nach Regenfällen von 15 bis 20 mm (= l/m²) bis zu 90Prozent eines schnelllöslichen Düngers in Form von Nitrat aus dem durchwurzelten Bodenhorizont in tiefere Bodenschichten verlagert (Mehnert 1986), in seinem Überblick über den Verbleib von Stickstoffdüngern auf Rasenflächen berichtet Petrovic (1990) von Auswaschungsverlusten von bis zu 84 Prozent der gedüngten Stickstoffmenge. Diese extrem hohen Verluste treten jedoch nur bei der Verwendung von schnelllöslichen Stickstoffformen und nach starken Niederschlägen zum Beispiel in der Etablierungsphase bei Neuansaaten, bei lückiger Rasennarbe, außerhalb der Vegetationsperiode und bei überhöhter N-Düngung auf.

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In einem Langzeitversuch von 1998 bis 2009 wurden bei Stickstoffmengen von 24,4 g N/m²min und Jahr Nitratgehalte von bis zu 50 mg im Sickerwasser gefunden (Nus 2012). Unter Praxisbedingungen werden beim Einsatz von schnelllöslichen Stickstoffdüngern Auswaschungsverluste zwischen 10 bis 23 Prozent der gedüngten N-Menge als realistisch angesehen (Brown et al. 1982, Johnston et al. 2003). Im Gegensatz zu Nitrat werden Ammonium und Harnstoff nur in geringem Maße mit dem Sickerwasser verlagert (Czeratzki 1973, Johnston et al. 2003), allerdings werden diese Stickstoffformen im Boden zu Nitrat umgewandelt, so dass zu hohe Gaben dieser Formen vermieden werden sollten. Zahlreiche Untersuchungen haben gezeigt, dass durch den Einsatz von Düngern mit Langzeitstickstoff die Nitratauswaschung wirksam reduziert werden kann (Hochmuth et al. 2009). Dies konnte auch in mehrjährigen Auswaschungsversuchen in Betzdorf (Orth 1991) und in parallel durchgeführten Versuchen an der Lehr- und Versuchsanstalt für Grünlandwirtschaft und Futterbau in Paulinenaue gezeigt werden. Die Bodenproben wurden getrennt nach Rasentragschicht (0 bis 15cm) und Unterbau (15 bis 40 cm) auf N-Stickstoff untersucht. Bei Rasenlangzeitdüngern, die keinen auswaschungsgefährdeten Nitratstickstoff enthielten und bei denen der Langzeitstickstoff als umhüllter Harnstoff vorlag, wiesen die Untersuchungsergebnisse an allen Terminen sehr geringe und für die Praxis nicht relevante Nmin-Gehaltswerte aus. Dies unterstreicht, dass der Stickstoff über einen längeren Zeitraum gleichmäßig und bedarfsgerecht an die Gräser abgegeben wurde.

Gasförmige Stickstoffverluste

Bei der Düngung von Rasenflächen mit Harnstoff kann es zu erheblichen Stickstoffverlusten in Form von Ammoniakverflüchtigung kommen, auf Rasen wurden in Versuchen gasförmige Stickstoffverluste von bis zu 60 Prozent gemessen (Titko et al. 1987), Wissemeier et al. (2009) haben in Gefäßversuchen ohne Pflanzenbestand sogar Stickstoffverluste von bis zu 80 Prozent gemessen. Unter Freilandbedingungen werden Verluste zwischen 10 bis 35 Prozent als realistisch angesehen (Torello et al. 1983, Knight et al. 2007).

Der Harnstoff wird im Boden durch das Enzym Urease in Ammoniak und Kohlendioxid aufgespalten. Dabei kommt es zu einem Anstieg des pH-Wertes in dem Bereich um das Harnstoffkorn, so dass sich verstärkt Ammoniak bildet. Dieses entweicht in die Luft und steht der Pflanze nicht mehr für die Ernährung zur Verfügung. Hohe Temperaturen, Luftfeuchte und fehlende natürliche Niederschläge beziehungsweise Beregnung nach der Düngung fördern diese Ammoniakverluste.

Durch den Einsatz von Harnstoff mit Ureasehemmern können diese Stickstoffverluste wirksam verhindert werden (Wang et al. 1991, Gioacchini et al. 2002). Durch Hemmung des Enzyms Urease wird die Umwandlung des Harnstoffs zu Ammonium verlangsamt und erstreckt sich dann über einen Zeitraum von ein bis zwei Wochen. Es werden dann nur geringe Mengen Ammoniak gebildet, die von den Pflanzen aufgenommen oder im Boden sorbiert werden. So werden ein starker Anstieg des pH-Wertes um das Harnstoffkorn und die Ammoniakbildung und -verflüchtigung verhindert.

Torello et al. (1983) und Knight et al. (2007) zeigen, dass durch die Verwendung von umhüllten Harnstoff und von Harnstoffkondensaten die Ammoniakverluste um bis zu 35 Prozent im Vergleich zur Düngung mit Harnstoff reduziert werden können. Rasenlangzeitdünger enthalten jedoch nicht nur diese Stickstoffformen. Eine gleichmäßige Düngewirkung über acht bis zwölf Wochen wird durch die Kombination verschiedener Stickstoffformen erreicht: sofort, mittel- und langfristig pflanzenverfügbarer Stickstoff. Als mittelfristig verfügbarer Stickstoff wird häufig Harnstoff eingesetzt, bei dem die Gefahr von Ammoniakverlusten besteht. Wissemeier et al. (2009) haben in Gefäßversuchen mit Langzeitrasendüngern mit freiem und umhülltem Harnstoff beim Auftreten von Ammoniakverlusten Ertragsminderungen von elf bis 23 Prozent gefunden.

Wir konnten in Freilandversuchen nachweisen, dass bei dem Einsatz von Rasenlangzeitdüngern, bei denen der freie Harnstoff durch den Ureasehemmer NBPT vor Ammoniakverlusten geschützt war, den Gräsern mehr Stickstoff zur Verfügung stand und so die Narbenqualität verbessert werden konnte. In dem Versuch auf Sportrasen wurden Langzeitrasendünger verglichen, die freien Harnstoff oder mit Ureasehemmer behandelten Harnstoff enthielten. Durch den Einsatz von Düngern mit Ureasehemmer konnten im Vergleich zu den Varianten mit freiem Harnstoff die Ammoniakverluste verringert und so die Effizienz der Stickstoffdüngung verbessert werden, was sich in einer verbesserten Rasennarbe zeigt (Abb. 3).

Regelmäßige Bodenuntersuchung

Im Gegensatz zum Stickstoff ist bei den anderen Hauptnährstoffen die regelmäßige Bodenuntersuchung ein wichtiges Hilfsmittel bei der Düngeplanung. Bei der Grunduntersuchung werden die Bodenreaktion (pH-Wert), pflanzenverfügbares Phosphat (P2O5), Kaliumoxid (K2O) und Magnesium (Mg) sowie die Bodenart bestimmt. Je nach Bodenart sollten im Abstand von 2 bis 4 Jahren Bodenuntersuchungen durchgeführt werden. Bei einem Boden mit guter Speicherfähigkeit ist eine Bodenuntersuchung alle drei bis vier Jahre sinnvoll, bei sandigen Tragschichten mit geringer Sorptionsfähigkeit sollte diese alle zwei bis drei Jahre erfolgen. Dabei ist auf die Entnahme einer repräsentativen Probe aus dem durchwurzelten Bereich zu achten. Bei einem Fußballplatz zum Beispiel sollten etwa 30-40 Einstiche mit einem Probennehmer bis zu einer Tiefe von rund 8 cm erfolgen und daraus eine Mischprobe von etwa 250 g zur Untersuchung gegeben werden. Die Probe sollte keine Pflanzenteile und keinen Rasenfilz enthalten, ebenso sollten keine Einstiche im Bereich der Linien erfolgen, da hier durch meistens kalkhaltige Markiermaterialien der pH-Wert beeinflusst wird. Die ermittelten Nährstoffgehalte lassen sich in folgende Gehaltsklassen einstufen:

Nährstoffgehalte in der mittleren Versorgungsstufe sichern eine ausreichende Versorgung der Gräser. Wenn die Nährstoffgehalte lt. Bodenuntersuchung in diesem Bereich liegen, sollten durch die Düngung die Nährstoffmengen wieder zugeführt werden, die die Pflanzen dem Boden entziehen (siehe Abb. 1). Damit ist gewährleistet, dass die optimale Versorgung der Gräser erhalten bleibt. Bei Abweichungen sollte durch Zu- oder Abschläge zum Bedarf das Erreichen der mittleren Versorgungsstufe angestrebt werden. Niedrige Gehaltsklassen beschreiben eine Mangelsituation, die durch über den Bedarf hinausgehende Nährstoffgaben (Bedarf plus 50 Prozent) ausgeglichen werden sollten. Bei hohen Nährstoffgehalten kann die zugeführte Nährstoffmenge reduziert werden (Bedarf minus 50 Prozent).

Fazit

  • Stickstoffverluste durch Auswaschung und Ammoniakbildung beeinträchtigen die Effizienz der Stickstoffdüngung und belasten die Umwelt.
  • Die Verwendung von umhülltem Stickstoff reduziert sowohl die Auswaschungs- als auch gasförmige Verluste und sichert eine bedarfsgerechte Ernährung der Gräser über einen längeren Zeitraum.
  • Durch die Verwendung von Harnstoff mit Ureasehemmern in Rasenlangzeitdüngern werden die gasförmigen Verluste zusätzlich reduziert.
  • Die regelmäßige Bodenuntersuchung ist die geeignete Basis für die bedarfsgerechte Bemessung der Phosphor-, Kalium- und Magnesiumgaben.

Literatur

Andre, W. (1986): Nitratausträge aus einer Rasentragschicht gemäß DIN 18035 T 4 nach Einsatz verschiedener Düngemittel. Rasen-Turf-Gazon 17, 38-43.

Brown, K. W., J. C. Thomas and R. L. Duble (1982): Nitrogen source effect on nitrate and ammonium leaching and runoff losses from greens. Agron. J. 74, 947-950.

Czeratzki, W. (1973): Die Stickstoffauswaschung in der landwirtschaftlichen Pflanzenproduktion. Landbauforschung Völkenrode 23, 1-18.

Gioacchini, P., A. Nastri, C. Marzzadori, C. Giovannini, L. V. Antisari and C. Gessa (2002): Influence of urease and nitrification inhibitors on N losses from soils fertilized with urea. Biol. Fert. Soils 36, 129-135.

Hochmuth, G., T. Nell, J. Sartain, J. B. Unruh, C. Martinez, L. Trenholm and J. Cisar (2009): Urban Water Quality and Fertilizer Ordinances: Avoiding Unintended Consequences: A Review of the Scientific Literature. SL 283, University of Florida. edis.ifas.ufl.edu/ss496

Mehnert, C. (1986): Düngung von Golfrasen - so ökologisch wie möglich. Rasen-Turf-Gazon 17, 84-88.

Nus, J. (2012): Long-term diet for turf. Golf Course Management. May. 80 (6): p. 84-92.

Johnston, W. J., C. T. Golob and E. D. Miltner (2003): Nitrogen leaching from a sand-based green. Golf Course Management 71 (7), 100-103.

Knight, E. C., E. A. Guertel and C. W. Wood (2007): Mowing and nitrogen source effects on ammonia volatilization from turfgrass. Crop Science 47, 1628-1634.

Orth, S. (1991): Zum Einfluss der Narbenqualität auf die Nährstoffmengen verschiedener Bodenschichten eines Lolio-Plantaginetums. Diplomarbeit, Uni Gießen.

Petrovic, A. M. (1990): The fate of nitrogenous fertilizers applied to turfgrass. J. Environ. Qual. 19, 1-14.

Titko, S. III, J. R. Street and T. J. Logan (1987): Volatilization of ammonia from granular and dissolved urea applied to turfgrass. Agron. J. 79, 535-540.

Torello, W. A., D. J. Wehner and A. J. Turgeon (1983): Ammonia volatilization from fertilized turfgrass stands. Agron. J. 75, 454-456.

Wang, Z., O. Van Cleemput, P. Demeyer and L. Baert (1991): Effect of urease inhibitors on urea hydrolysis and ammonia volatilization. Biol. Fert. Soils 11, 43-47.

Wissemeier A. H., W. Weigelt and R. Haendel (2009): Ammonia volatilization and N-efficiency of different turfgrass fertilizers in laboratory studies and pot trials in the open. European Journal of Turfgrass Science 40, 111-115. n

Dr. Rainer Albracht
Autor

Rasenforschung Eurogreen, Fachbereich Dünger

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