Etablierung einer Untersaat zur Beikrautunterdrückung im ökologischen Sojaanbau

Beim Anbau von Sojabohnen (Glycine max (L.) Merr.) besteht während der langsamen Jugendentwicklung und der Abreife die Gefahr von Verbeikrautung, was in Ertragsreduktionen resultieren kann. Im ökologischen Anbau, in dem der Einsatz von Herbiziden nicht erlaubt ist, hat die mechanische Beikrautregulierung einen hohen Stellenwert. Zusätzlich werden häufig vorbeugende Maßnahmen, wie eine weite Fruchtfolge, eine enge Reihenweite und eine hohe Aussaatstärke angewandt. Dennoch besteht die Möglichkeit, dass diese Maßnahmen unter Umständen nicht ausreichenden Erfolg erzielen. Die Etablierung von Untersaaten kann durch Konkurrenz um Wachstumsressourcen zur Unterdrückung von Beikräutern beitragen, vor allem zum Zeitpunkt, wenn keine mechanische Beikrautregulierung mehr möglich ist. Allerdings können ebenfalls Ertragsreduktionen bei der Sojabohne aufgrund von Konkurrenz durch die Untersaaten auftreten. Im Jahr 2017 wurde in einem Feldversuch an der Hochschule Osnabrück überprüft, ob Untersaaten einen zusätzlichen Beitrag zu den praxisüblichen Maßnahmen, wie Striegeln und Hacken, enge Reihenweite und hohe Aussaatstärke, zur Beikrautregulierung im ökologischen Sojaanbau leisten und welchen Effekt die Untersaaten und auftretenden Beikräuter auf die Ertragsparameter der Sojabohne haben. Hierzu wurden drei frühreifende Sojasorten (Lissabon, Amandine, Sultana) mit zwei verschiedenen Untersaatmischungen (Dt. Weidelgras (Lolium perenne (L.)) in Reinsaat oder in Kombination mit Weißklee (Trifolium repens (L.)) und ohne Untersaat (Kontrolle) in einer randomisierten Blockanlage mit fünffacher Wiederholung ökologisch angebaut. Es wurden der Kornertrag, die Tausendkornmasse, SPAD-Werte zur Abschätzung des Chlorophyllgehalts, der Rohproteingehalt die Bestandesdichte, die Pflanzenlänge und der unterste Hülsenansatz der Sojabohne, sowie die Deckungsgrade der Untersaaten und der Beikräuter zu zwei Messterminen und die Beikrautdichte erfasst. Weder die Sojasorte noch die Untersaatvariante (inkl. Kontrolle) hatten einen signifikanten Einfluss auf den Kornertrag der Sojabohne. Jedoch war der Kornertrag tendenziell bei einem hohen Beikraut- und Untersaatdeckungsgrad geringer. In Beständen mit Sultana wurde ein signifikant höherer Untersaatdeckungsgrad (27,5 %) bei einer geringeren Pflanzenlänge (63,5 cm) gegenüber Beständen mit Amandine (15 %; 93,1 cm) festgestellt. Lissabon unterschied sich zwar hinsichtlich der Pflanzenlänge (73,6 cm) von Sultana und Amandine, allerdings nicht hinsichtlich des Untersaatdeckungsgrades (20,2 %). Des Weiteren war der Beikrautdeckungsgrad zum zweiten Messtermin in Beständen mit Amandine geringer (1,4 %) gegenüber Beständen mit Sultana (6 %) und Lissabon (4,4 %), wobei der Deckungsgrad der Beikräuter insgesamt gering ausfiel. Der Beikrautdeckungsgrad der Kontrollvariante war mit durchschnittlich 4,5 % signifikant höher gegenüber der Untersaatvariante Kleegras (2,1 %). Die Untersaatvariante Dt. Weidelgras (2,9 %) unterschied sich weder von der Variante mit Kleegras noch von der Kontrolle. Die Etablierung einer Kleegrasuntersaat konnte zusätzlich zu den praxisüblichen beikrautregulierenden Maßnahmen den Beikrautdruck zwischen den Reihen verringern ohne den Kornertrag der Sojabohne signifikant zu reduzieren. Die hohe Pflanzenlänge der Sojasorte Amandine führte vermutlich zu einer höheren Beschattung und hemmte sowohl die Entwicklung der Untersaaten als auch der Beikräuter. Hieraus wird die Schlussfolgerung gezogen, dass Untersaaten kompatibler mit kurzstrohigen Sojasorten sind

Einfluss verschiedener Walzverfahren auf den untersten Hülsenansatz bei ökologisch produzierten Sojabohnen

Walzen in Sojabohnen kann helfen die Ernte zu erleichtern. Um verzögerten Feldaufgang und Erosion zu verhindern wird in den USA/Kanada Walzen im 1-3 Blattstadium praktiziert als alternatives System zum Walzen im Vorauflauf. Dies hat den positiven Begleiteffekt, die generative Entwicklung (Hülsenansatz) durch den mechanischen Störreiz zu fördern. In einem Feldversuch wurde untersucht, wie sich die einzelnen Effekte auf Pflanzenentwicklung, Hülsenansatz, Beerntbarkeit und Ernteverluste in der Bilanz darstellen

Effects of Adapted N-Fertilisation Strategies on Nitrate Leaching and Yield Performance of Arable Crops in North-Western Germany

Groundwater pollution with nitrate is a big challenge for drinking water abstraction in regions with intensive agricultural land-use, specifically with high livestock densities on sandy soils in humid climates. Karst aquifers with high water flow velocities are extremely vulnerable to this problem. To cope with this situation, a field trial with an installation of ceramic suction cups under a randomised block design with a typical north-German cropping sequence of silage maize–winter wheat–winter barley was established in a karst water protection zone. Over three years, reduced nitrogen (N) application rates and N type (mineral or combined organic + mineral fertilisation) were tested for their effects on crop yields and leachate water quality below the root zone. Results showed no significant reductions in crop yields with 10/20% reduced N rates for cereals/maize and only slight reductions in cereal protein content. Nitrate concentration from adapted N rates was significantly lower in treatments with an application of organic fertilisers (−7.74 mg NO3-N l−1) with greatest potential after cultivation of maize; in only mineral fertilised plots the effect was smaller (−3.80 mg NO3-N l−1). Cumulative leaching losses were positively correlated with post-harvest soil mineral nitrogen content but even in unfertilised control plots losses >50 kg N ha−1 were observed in some crop-years. Reduced N rates led to decreased leaching losses of 14% (6.3 kg N ha−1 a−1) with mineral and 29% (20.1 kg N ha−1 a−1) with organic + mineral fertilisation on average overall cops and years. The presented study revealed the general potential of adapted fertilisation strategies with moderately reduced N applications (−10/−20%) to increase leachate water quality without affecting significantly crop yields. However, regionally typical after-effects from yearlong high N surpluses in livestock intensive farming systems are a limiting factor

Comparative Harvest Efficiency of Soybeans between Cropping Systems Affected by First Pod Height and Plant Length

Today, the demand for soybean for feed industry and food production in Germany is met by imports from South and North America. Soybean cultivation in Germany, although challenging, will be of interest in the future due to an increasing demand for non-genetically modified (NGM) soybeans. To meet this rising demand for NGM soybeans and to increase resource use efficiency there is a need to reduce soybean harvest losses arising from harvesting with combine harvester. The height of the first pod can be a major factor affecting harvest losses, especially when it is not possible to maintain a sufficiently low cutting height. From 2011 to 2013, six soybean varieties were cultivated using two cropping systems (conventional ‘CON’ and organic ‘ORG’) at the Osnabru ̈ck University of Applied Sciences in a randomized block design with four replications to investigate the effect of first pod height and plant length on harvest losses and the effect of the cropping system on these parameters. Before harvesting with an experimental harvester, 1.5 m2 per plot were harvested manually as a reference. First pod height, number of pods per plant and plant length were determined on 10 plants per plot. Over the three years of the study, the first pod height (10.4 cm) and plant length (81.4 cm) were on average higher under conventional conditions compared to organic cultivation (7.3 cm; 60.9 cm). On average, lower harvest losses (25.6% vs. 39.2%) and higher grain yields (20.8 dt ha−1 vs. 16.9 dt ha−1) were also observed under conventional cultivation. Varieties differed significantly in grain yield, first pod height and plant length. A high first pod height was related to a longer plant length and lower harvest losses at both sites. However, a high first pod height and a high plant length did not lead to higher grain yields on any of the plots. These results indicate that harvest efficiency can be improved by choosing varieties with long plant lengths if it is not possible to maintain a low cutting height when harvesting with a combine harvester

Arable weed flora in the Western Siberian grain belt

Between Ekaterinburg and Nowosibirsk, in the Western Siberian grain belt, spring wheat is grown on fertile Chernozem soils. Field and farm sizes are large but the land-use intensity per area is low compared to Central Europe. Fertilizers and pesticides are applied only in low to moderate quantities and yields range between 10 and 20 dt ha-1. We studied the arable weed flora in the northern forest steppe zone of Tyumen region using a randomized sampling design. Surprisingly, the species richness was only moderate, on average 9.8 ± 3.8 species per 100 m². Compared to weed communities of Bashkiria (Southern Ural) and less intensively used arable land of Central Europe these numbers are rather low. Moreover, most of the recorded species were cosmopolitans or widely distributed throughout the temperate zone. We suggest that the land use intensity was high enough to reduce the density of a number of weed species in a way that they were not registered by our random sampling design. The limited conservational value of the weed vegetation of large grain fields in Tyumen leads to the conclusion that if intensification of land use is unavoidable, it should be directed to arable land and not to ex-arable land or ancient grassland, which is of higher conservation value.Segetalvegetation des Westsibirischen GetreidegürtelsDie fruchtbaren Schwarzerden im Westsibirischen Getreidegürtel zwischen Jekaterinburg und Nowosibirsk werden großflächig mit Sommergetreide bestellt. Trotz des großen Anbaumaßstabes ist die Landnutzungsintensität pro Flächeneinheit gering, wenn man sie mit Mitteleuropa vergleicht. Der Einsatz von Düngemitteln und Pestiziden ist niedrig, und die Erträge liegen zwischen 10 und 20 dt ha-1. Die Verteilung der Probenflächen erfolgte mittels eines randomisierten Samplingdesigns mit 99 Probenflächen à 100 m² im Tjumener Gebiet des Getreidegürtels. Überraschenderweise war der Artenreichtum mit einem Mittelwert von 9,8 ± 3,8 Arten niedriger, als bei der geringen Landnutzungsintensität zu erwarten wäre. Verglichen mit Ackergemeinschaften Baschkiriens (Südural) und extensiv bewirtschafteten Flächen in Mitteleuropa sind diese Artenzahlen gering. Außerdem waren die meisten erfassten Arten Kosmopoliten oder in großen Teilen der gemäßigten Zone verbreitete Arten. Aus unseren Ergebnissen schlussfolgern wir, dass die Landnutzungsintensität in Tjumen hoch genug ist, um die Dichten einer Reihe von Segetalarten so zu reduzieren, dass sie mit einem randomisierten Samplingdesign nicht mehr oder nur in geringen Stetigkeiten nachzuweisen sind. Die Unterschiede zum Artenreichtum Mitteleuropäischer Äcker ergeben sich auch aufgrund des geringen Anteils von Archäophyten in der Flora von Tjumen. Hieraus folgt, dass, wenn eine Steigerung der Landnutzungsintensität im Getreidegürtel Westsibiriens unvermeidbar ist, sie auf Ackerflächen stattfinden sollte und nicht auf Ackerbrachen oder Grünlandflächen, die einen höheren naturschutzfachlichen Wert besitzen

Öko-Gerste in Mischkultur zur Stabilisierung der Brauqualität?

In einem Feldversuch wurden verschiedene Gemengepartner (Erbse, Öllein, Leindotter) geprüft, inwiefern sie geeignet sind um die Brauqualität von ökologisch produzierter Sommergerste zu beeinflussen

Estimation of Biomass and N Uptake in Different Winter Cover Crops from UAV-Based Multispectral Canopy Reflectance Data

Cover crops are known to provide beneficial effects to agricultural systems such as a reduction in nitrate leaching, erosion control, and an increase in soil organic matter. The monitoring of cover crops’ growth (e.g., green area index (GAI), nitrogen (N) uptake, or dry matter (DM)) using remote sensing techniques allows us to identify the physiological processes involved and to optimise management decisions. Based on the data of a two-year trial (2018, 2019) in Kiel, Northern Germany, the multispectral sensor Sequoia (Parrot) was calibrated to the selected parameters of the winter cover crops oilseed radish, saia oat, spring vetch, and winter rye as sole cover crops and combined in mixtures. Two simple ratios (SRred, SRred edge) and two normalised difference indices (NDred, NDred edge) were calculated and tested for their predicting power. Furthermore, the advantage of the species/mixture–individual compared to the universal models was analysed. SRred best predicted GAI, DM, and N uptake (R2: 0.60, 0.53, 0.45, respectively) in a universal model approach. The canopy parameters of saia oat and spring vetch were estimated by species–individual models, achieving a higher R2 than with the universal model. Comparing mixture–individual models to the universal model revealed low relative error differences below 3%. The findings of the current study serve as a tool for the rapid and inexpensive estimation of cover crops’ canopy parameters that determine environmental services

Comparative Harvest Efficiency of Soybeans between Cropping Systems Affected by First Pod Height and Plant Length

Today, the demand for soybean for feed industry and food production in Germany is met by imports from South and North America. Soybean cultivation in Germany, although challenging, will be of interest in the future due to an increasing demand for non-genetically modified (NGM) soybeans. To meet this rising demand for NGM soybeans and to increase resource use efficiency there is a need to reduce soybean harvest losses arising from harvesting with combine harvester. The height of the first pod can be a major factor affecting harvest losses, especially when it is not possible to maintain a sufficiently low cutting height. From 2011 to 2013, six soybean varieties were cultivated using two cropping systems (conventional ‘CON’ and organic ‘ORG’) at the Osnabru ̈ck University of Applied Sciences in a randomized block design with four replications to investigate the effect of first pod height and plant length on harvest losses and the effect of the cropping system on these parameters. Before harvesting with an experimental harvester, 1.5 m2 per plot were harvested manually as a reference. First pod height, number of pods per plant and plant length were determined on 10 plants per plot. Over the three years of the study, the first pod height (10.4 cm) and plant length (81.4 cm) were on average higher under conventional conditions compared to organic cultivation (7.3 cm; 60.9 cm). On average, lower harvest losses (25.6% vs. 39.2%) and higher grain yields (20.8 dt ha−1 vs. 16.9 dt ha−1) were also observed under conventional cultivation. Varieties differed significantly in grain yield, first pod height and plant length. A high first pod height was related to a longer plant length and lower harvest losses at both sites. However, a high first pod height and a high plant length did not lead to higher grain yields on any of the plots. These results indicate that harvest efficiency can be improved by choosing varieties with long plant lengths if it is not possible to maintain a low cutting height when harvesting with a combine harvester. </div

Intensitäts- und standortdifferenziertes Klimaschutzpotential von Leguminosen in Anbausystemen mit N-effizienter Düngung (Projekt ISLAND)

Der aktuelle Kenntnisstand zu N2O-Emissionen der Leguminosenbestände in der Literatur ist nicht einheitlich. Im Projekt ISLAND wird das Potential von Fruchtfolgen und der Beitrag von Leguminosen zu klimaschonendem N-Management in Produktionssystemen unterschiedlicher Intensität utersucht