Bedarfsgerechte Stickstoffernährung von Hopfen (Humulus lupulus L.) durch Düngesysteme mit Fertigation

Demand-oriented nitrogen nutrition of hops (Humulus lupulus L.) through fertilization systems with fertigation

Universität Hohenheim Fakultät Agrarwissenschaften. Institut für Kulturpflanzenwissenschaften 2021

Stickstoff stellt bei Hopfen (Humulus lupulus L.) den mengenmäßig wichtigsten und am stärksten ertragslimitierenden Pflanzennährstoff dar, wobei überschüssiger nicht von der Hopfenpflanze aufgenommener Stickstoff unterschiedlichen Verlustprozessen unterliegt. Trotzdem ist für die aktuell in der Hallertau, dem weltweit bedeutendsten Hopfenanbaugebiet, kultivierten Hopfensorten und genutzten Anbausysteme nur wenig über die exakten Auswirkungen eines in Zeit und Höhe variierten N-Angebots bekannt. Die auszubringende Menge an Stickstoff wird in der Hallertau zum Großteil durch oberflächiges Streuen granulierter N-Düngemittel zugeführt, wohingegen in semiariden Anbauregionen der Welt hohe Anteile über das Bewässerungswasser (Fertigation) appliziert werden. Ziel dieser Arbeit war es N-Düngesysteme mit Fertigation unter den Bedingungen in der Hallertau im Hinblick auf eine bedarfsgerechtere Stickstoffernährung der Hopfenpflanze zu untersuchen. Hierzu wurden vier Forschungsfragen mit jeweils verschiedenen Teilaspekten formuliert, die nachfolgend erläutert werden. Die experimentelle Prüfung und Gewinnung empirischer Daten erfolgte im Zeitraum von 2017 bis 2019 in unterschiedlich konzeptionierten Feldversuchen in drei Versuchsserien auf verschiedenen Standorten mit den wichtigsten Hopfensorten. Dabei wurde sowohl der Zeitpunkt und die Höhe der N-Düngung variiert, als auch die Düngerapplikationsform (Oberflächige Applikation granulierter Dünger und ober- bzw. unterirdische Fertigation). Neben der Ermittlung von Ertrag, Qualität und N-Aufnahme zum Zeitpunkt der Ernte, wurden in einzelnen Feldversuchen weiterführende Untersuchungsmethoden wie die 15N-Tracer-Technik, Chlorophyllwertmessungen (SPAD-Meter) oder passive Reflexionsmessungen eingesetzt, um die N-Aufnahme und N-Verteilung in unterschiedliche Pflanzenorgane zu charakterisieren. a) Wie wirkt sich ein in Zeit und Höhe variiertes N-Angebot aus? Es wurde ermittelt, dass eine Hopfenpflanze mehr als zwei Drittel des gesamten
In terms of quantity, nitrogen is the most important and most yield limiting plant nutrient in hops (Humulus lupulus L.), whereby excess nitrogen not taken up by the hop plant is subject to various loss processes. Despite that, little is known about the exact effects of an N supply varying in rate and timing for the hop varieties and cultivation systems currently used in the Hallertau, the worlds most important hop-growing region. In the Hallertau, the required amount of nitrogen is largely supplied by surface spreading of granulated N fertilizers, whereas in semi-arid growing regions, high proportions are applied via irrigation water (fertigation). The aim of this thesis was to examine nitrogen fertilization systems with fertigation under the conditions in the Hallertau region with regard to a nitrogen nutrition that is based on the hop plant’s needs. Therefore, four research questions with different sub-aspects have been formulated, as explained below. From 2017 to 2019 the experimental research and the acquisition of empirical data has been conducted in various field trials consisting of three trial series examining the most important hop varieties at different locations. Apart from a variation in rate and timing of N fertilization, different fertilizer application forms (surface application of granulated fertilizer and above- or below-ground fertigation) have also been examined. In addition to the determination of yield, quality and N-uptake at the time of harvest, further analysis methods such as the 15N-Tracer-Technique, chlorophyll value measurements (SPAD-Meter) or passive reflection measurements were used in individual field trials to depict the N-uptake and N-distribution in different parts of the plant. a) Which effects have different nitrogen treatments varied in rate and timing? These studies found that the hop plant absorbs more than two thirds of the total amount of nitrogen over a period of 7 to 8 weeks between early June and end of July - during for

Stickstoff; Pflanzenernährung; Düngung; Bewässerung; Hopfen; Fertigation; Nitrogen; Plant Nutrition; Fertilization; Irrigation; Hops; Agriculture; Thesis.Doctoral

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