N-Haushalt unterschiedlich bewirtschafteter Rotklee-Bestände und deren Bedeutung für die Folgefrucht Weizen im Ökologischen Landbau

Im Rahmen des Forschungsschwerpunktes „Ökologischer Landbau und extensive Landnutzungssysteme“ wurde auf dem Versuchsgut Lindhof der Universität Kiel in zwei mehrjährigen Feldversuchen der Fruchtfolgeabschnitt „Kleegras-Weizen“ untersucht. Das Ziel dieser Studie war es, im marktfruchtorientierten, ökologischen Ackerbau den N-Haushalt rotkleehaltiger Vorfruchtbestände zu optimieren und die Ertragsleistung der Folgefrucht Weizen (Triticum aestivum L.) zu erhöhen. Hierzu wurde in den Jahren 1998-2000 der Einfluss der Bewirtschaftung (3-Schnitte + 1x Mulchen; 2-Schnitte + 2x Mulchen; 4x Mulchen) von Rotklee- bzw. Rotkleegras-Beständen (Trifolium pratense L., Lolium perenne L.) auf die N2-Fixierungsleistung, auf die Pflanzenresiduen und auf den Boden-Nmin-Gehalt sowie auf die Ertragsleistung des folgenden Winterweizens unter Berücksichtigung einer unterschiedlich terminierten Gülledüngung (50 kg Gesamt-N ha-1 zu EC 25, EC 30 oder EC 45) untersucht (Versuch I). In den Jahren 2001-2003 wurde die Wirkung von vier Rotkleegras-Bewirtschaftungssystemen (3-Schnitte; 2-Schnitte + 1x Mulchen; 3x Mulchen; 1x Mulchen) in Abhängigkeit vom Umbruchtermin (Herbst/Frühjahr) hinsichtlich der Pflanzenresiduen, des Boden-Nmin-Gehalts, des Vorkommens von Nitrat im Sickerwasser sowie der Ertragsleistung der Folgefrüchte Winter- und Sommerweizen geprüft (Versuch II). Die Ergebnisse beider Untersuchungen zeigen, dass die Rotklee/Rotkleegras-Bewirtschaftungsform einen erheblichen Effekt auf den N-Haushalt ausübt, während die Ertragsleistung der direkten Folgefrucht Weizen nur geringfügig beeinflusst wird. Im Vergleich zur Schnittgutabfuhr bewirkt das Mulchen eine deutliche Verringerung der N2-Fixierungsleistung: ausschließlich gemulchte Rotklee- bzw. Rotkleegras-Bestände fixieren maximal 1/4 der N-Menge, die in schnittgenutzten Beständen gebunden wird. Obwohl in den Residuen der Rotklee- bzw. Rotkleegras-Bestände hohe N-Mengen (136-218 kg N ha-1) ermittelt werden, beträgt das mittlere Ertragsniveau des folgenden Weizens nur 35 dt TM ha-1. Die Vorfruchtbewirtschaftung übt in der Hauptfaktorwirkung in beiden Feldversuchen keinen Effekt und in der Interaktion mit der Ansaatmischung (Versuch I) nur einen geringen Effekt auf den Kornertrag des Weizens aus. Durch den gezielten Gülleeinsatz kann der Kornertrag bzw. der Korn-Rp-Gehalt von Winterweizen erhöht werden (Versuch I). Winterweizen erzielt einen höheren Kornertrag (38 dt TM ha-1) und niedrigeren Korn 189 Rp-Gehalt (10,6-11,2%) als Sommerweizen (34 dt TM ha-1 bzw. 12,8-14,2%) (Versuch II). Für den Korn-Rp-Gehalt von Sommerweizen ist die Vorfruchtnutzung von hoher Bedeutung (Versuch II). Im Hinblick auf die N-Auswaschung erhöht der Herbstumbruch im Vergleich zur Rotkleegras-Überwinterung die N-Auswaschung mit dem Sickerwasser erheblich (Versuch II). Unter den geprüften Standortbedingungen liegt nach Herbstumbruch nur die Nitrat-Konzentration nach vollständiger Schnittgutabfuhr unterhalb des EUTrinkwassergrenzwertes von 50 mg NO3 - l-1. Rotkleegras-Bestände, die gemulcht werden und überwintern, führen nur dann zu N-Auswaschungen unterhalb des Grenzwertes, wenn der Gemengepartner Gras ausreichend etabliert ist und den aus Pflanzenresiduen freigesetzten N speichern kann. Aus den Ergebnissen lässt sich eine Optimierung des N-Haushaltes im Fruchtfolgeausschnitt ‚Kleegras-Weizen’ dahingehend ableiten, dass die N-Verfügbarkeit wesentlich verbessert wird, wenn das Mulchen der rotkleehaltigen Bestände durch eine Schnittgutabfuhr ersetzt wird. Das weit verbreitete ausschließliche Mulchen der Bestände ist sowohl aus agronomischer als auch aus ökologischer Sicht in Frage zu stellen, da im Vergleich zur Schnittgutabfuhr erheblich weniger N2 fixiert wird und die N-Verluste über den Pfad Sickerwasser im Winterhalbjahr bedenkliche Ausmaße erreichen. Demgegenüber wird auf der Basis der vorliegenden Ergebnisse dokumentiert, dass eine Mischnutzung (2xSchnittgutabfuhr + Mulchen) bzw. eine ausschließliche Schnittgutabfuhr sowohl die N-Verfügbarkeit für die Folgefrucht erhöht (+ Gülle-N), als auch die N-Verluste über das Sickerwasser reduziert.Two field experiments were conducted within the frame of the integrated research project „Organic farming and extensive land use systems” on the experimental farm ‘Lindhof’ of the University of Kiel. The studies were dealing with grass/red clover (Lolium perenne L./Trifolium pratense L.) and subsequent wheat (Triticum aestivum L.) in order to improve the N-availability from red clover swards and the yield performance of following wheat grown in an organic arable crop rotation. Field experiment I was carried out during 1998-2000 to investigate the impact of different defoliation systems (3-cuts + 1x mulched; 2-cuts + 2x mulched; 4x mulched) of red clover in pure stands or in companion with perennial ryegrass on N2-fixation, crop residues, mineral soil N and yield performance of subsequent winter wheat considering a slurry application (50 kg N ha-1) at EC 25, EC 30 or EC 45. During 2001-2003 experiment II was conducted to evaluate the influence of four different defoliation systems of grass/red clover (3-cuts; 2-cuts + 1x mulched; 3x mulched; 1x mulched) and date of ploughing (autumn/spring) on crop residues, mineral soil N, nitrate in the leachate and yield performance of subsequent winter wheat and summer wheat. It is concluded from the results, that the N-availability from red clover swards for wheat grown in organic arable crop rotations can be improved by replacing the common mulching of green manures with cutting. Mulching is assessed critically for economic and ecological reason, because it decreases the N2-fixation and substantially increases N-losses during the leaching period. The present study recommends the application of the mixed system (2-cuts + mulching) as well as the cutting-system, which both increase the N-availability for the subsequent crop via organic manure and decreases nitrate-leaching losses

Einfluss der Kleegrasnutzung auf die N-Versorgung und Ertragsleistung marktfähiger Folgefrüchte unter Berücksichtigung einer variierten organischen Düngung

Trotz nur geringer Auswirkung der untersuchten Kleegras-Nutzungsformen auf die Folgefrucht-Ertragsleistung zeigt sich die Kleegras-„Mischnutzung“ (kombiniert aus Schnitt- und Mulchvorgängen)insgesamt als interessanteste Kleegras-Nutzungsvariante. Die Getreideertragsleistung nach Kleegras-Mischnutzung ist gleich dem Niveau nach Grünbrache, und fällt damit höher aus, als nach ausschließlich schnittgenutztem Kleegras. Unter `Mischnutzung` wird in der Sickerwasserperiode eine signifikant geringere N-Auswaschung ermittelt als unter Grünbrache, und die Bereitstellung von Wirtschaftsdünger zur Ertrags- und Qualitätssteigerung innerhalb der Fruchtfolge ermöglicht. Unabhängig von der Kleegras-Nutzungsform führt ein Frühjahrsumbruch im Vergleich zum Herbstumbruch zu einem geringeren N-Verlust durch Auswaschung

Schnittgutabfuhr oder Gründüngung? Auswirkung der Kleegras-Nutzung auf Nitrat im Sickerwasser und Folgefrüchte

A field experiment was conducted to evaluate the impact of different management systems of grass-clover (various cutting and/or mulching combinations) and date of ploughing (autumn or spring) on the fate of nitrogen (N) and the yield of succeeding wheat. The 3-cut system resulted in nitrate losses below the limit of the EC Nitrate Directive (91/676/EEC), even with ploughing in autumn. When ploughed in spring, treatments with frequent cutting and/or mulching induced nitrate leaching below the critical value. In contrast, losses from swards mulched only once were considerably above the threshold value, independently of ploughing time. With swards mulched and ploughed in autumn, nitrate concentrations exceed the EC-limit. The management of grass-clover swards did not affect the yield of wheat, whereas ploughing in autumn increased the yield. It is concluded, that appropriate grass-clover management and date of ploughing can reduce N-leaching, even in stockless farms

Leguminosenanbau richtig machen

Durch die Fähigkeit Luftstickstoff (N2) biologisch binden zu können, stellen Leguminosen die wichtigste Stickstoffquelle im Ökologischen Landbau dar. Desweiteren liefern Leguminosen je nach Art und Nutzung große Mengen an Ernterückständen, die zur Humusbildung im Boden beitragen können. Die Planung von Fruchtfolgen erfordert eine Möglichst genaue Abschätzung des Stickstoffeintrages durch Leguminosenanbau sowie der Verfügbarkeit dieses Stickstoffs für die Folgefrüchte. Der Beitrag enthält eine Übersicht der Ergebnisse der in den letzten zehn Jahren an der Universität Kiel durchgeführten Feldversuche, die sich mit den pflanzenbaulichen Steuermöglichkeiten der N2-Fixierung, der Ertragsleistung sowie der Lieferung von N bzw. organischer Masse in Form der Leguminosenernterückstände befassten. Betrachtet werden folgende wichtige pflanzenbauliche Steuergrößen: - Nutzungsverfahren (Gründüngungs-, Weide-, Schnitt- bzw. Körnernutzung), - Leguminosenart (Leguminosenarten des Futterbaus bzw. Körnerleguminosenarten) - Zusammensetzung der Saatmischung (Leguminosenreinsaaten bzw. Gemenge) - Art des Gemengepartners (Gras- bzw. Getreidearten) - Ansaatverfahren (Blanksaat bzw. Untersaat), - Nutzungsdauer (einjährig, überjährig, mehrjährig) - Nutzungshäufigkeit (Anzahl Mulch- bzw. Silageschnitte)