Yield trend of winter wheat with varying N fertilization

Abstract

Dauerversuche können helfen, langfristige Entwicklungen zu identifizieren und zu quantifizieren. In einem Stickstoff-(N)-Steigerungsversuch, der seit 1974 auf dem Versuchsgut Hohenschulen im Östlichen Hügelland Schleswig-Holsteins durchgeführt wird, wurde Winterweizen zu den 3 Terminen Vegetationsbeginn, Schossbeginn EC 30 und Ährenschieben EC 50/51 mit jeweils 0, 40, 80 und 120 kg N ha–1 in allen Kombinationen gedüngt (4*4*4 = 64 N-Varianten, 0–360 kg N ha–1), um ex post das jahresspezifische N-Optimum abschätzen zu können. Die Sorte Diplomat wurde als Standardsorte durchgehend von Versuchsbeginn bis 2002 angebaut, während als zweite, jeweils neuere Sorte Kanzler (1983–1991), Orestis (1992–1995), Ritmo (1996–2004) und Tommi (ab 2005) geprüft wurden. Aus den jahres- und sortenspezifischen Ertragsfunktionen (basierend auf einem quadratischen Ansatz mit der N-Gesamtmenge) wurden der Ertrag in der ungedüngten Variante, die optimale N-Düngung und der entsprechende optimale Ertrag abgeleitet. Daraufhin wurde durch lineare Regression geprüft, ob Ertrags­trends vorlagen. Der Ertrag in der ungedüngten Kontrolle veränderte sich im Zeitablauf nicht signifikant. Dem­gegenüber stieg der Ertrag bei optimaler N-Düngung bei allen Sorten um 0,63 dt ha–1 a–1, allerdings auf unterschiedlichem absoluten Niveau, signifikant während der Versuchsdauer an, wobei sich jedoch die Höhe der optimalen N-Düngung nicht veränderte. Mit steigenden Erträgen sank die Rohproteinkonzentration. Ein statistisch absicherbarer Zusammenhang zwischen der jahresspezifisch optimalen N-Düngermenge und dem entsprechenden Ertragsniveau konnte nicht beobachtet werden. Als mögliche Ursachen für die steigenden Erträge bei opti­maler N-Düngung werden Veränderungen der Produk­tionstechnik, der Jahrestemperatur oder der CO2-Konzentration der Atmosphäre diskutiert.    Long-term field experiments allow identifying and quantifying trends. A field trial was set up in 1974 at the Hohenschulen Experimental Farm in Schleswig-Holstein (Northern Germany) to test different nitrogen (N) treatments in wheat. N fertilization varied in timing and total amount. 0, 40, 80 or 120 kg N ha–1 were applied each at the beginning of spring growth, at stem elongation (GS 30) and at ear emergence (GS 50/51) in any possible combination resulting in 64 (4*4*4) N treatments ranging from 0 to 320 kg N ha–1. The cultivar Diplomat was grown from the trial set up until 2002, whereas Kanzler (1983–1991), Orestis (1992–1995), Ritmo (1996–2004) und Tommi (since 2005) were parallelly tested as newer genotypes. Yield in the unfertilized control, optimal N amount and the respective grain yield were estimated from the year and genotype specific N response curves (quadratic polynomial function based on the total N amount). Linear regression was used to test for trends in these coefficients. Grain yield without N fertilization showed no trend. However, yield of the optimal fertilized treatment increased by 0.063 t ha–1 a–1. Yield trend was similar in all varieties, but at different levels indicating genetic improvements. In contrast, the optimal N amount was not affected. Grain protein concentration correlated negatively with the yield level, whereas only a poor relationship between optimal N amount and the respective yield occurred. As causes for the trend in the optimal yield changes in crop management, average mean temperature or CO2 concentration in the atmosphere are discussed.   &nbsp