Einfluss der Zugabe von Rohphosphat in den Biogasfermenter auf die Düngewirkung fermentierter Rindergülle [Influence of adding phosphate to the biogas fermenter on the fertilization effect of fermented liquid cattle manure]

Durch die Vergärung von Gülle wird eine deutlich stärkere ertragssteigernde Direktwirkung von Gülle erzielt. Die Nachwirkung war nach zwei Schnitten vergleichbar hoch. Die Verfügbarkeit von N und P steigt mit der Vergärung proportional zueinander. Ein Aufschluss von Rohphosphaten durch die Fermentation konnte nicht erzielt werden. Die Zugabe von leicht abbaubarem organischem Material führte zu keiner höheren Verfügbarkeit von N und P aus dem Grundsubstrat Gülle bzw. aus den zugeführten Rohphosphaten

Phosphordüngewirkung von Recyclingdüngemitteln

Phosphorus (P) is an essential element for all living organisms, and at the current rate of extraction, global reserves will be exhausted in the next few centuries. Often, P balances calculated for organically managed arable systems indicate that more P is removed with the products than applied as fertilizer. Within the IMPROVE-P consortium, the relative P fertilizer effectiveness of most recycling P fertilizers was assessed. Most organic P fertilizers with exception of meat and bone meal have a relatively high relative P effectiveness. Struvite obtained from chemical approaches for P recycling also showed high P effectiveness, while incineration and most other thermal approaches downgraded the final fertilizer value by the loss of organic matter, nitrogen and sulfur, and by reducing the P fertilizer efficiency. The suitability of recycling P fertilizers as P source is largely dependent on the soil reaction

Ansätze zur Reduzierung der Kupferaufwandmengen im ökologischen Kartoffelbau

Es werden einige Aspekte im Zusammenhang mit dem Einsatz von Kupfer im ökologischen Kartoffelbau dargelegt und diskutiert sowie Ansätze zur Reduzierung der jährlichen Aufwandmengen aufgezeigt. Inhalt: 1) Einleitung 2) Nährstoffflüsse von Kupfer innerhalb einer Fruchtfolge bzw. innerhalb eines Betriebes 3) Ansätze und Möglichkeiten zur Reduzierung der Kupferaufwandmengen im ökologischen Kartoffelbau 3.1) Reduzierung der Aufwandmengen 3.2) Zeitliche Beschränkung der Anwendungsdauer 4) Diskussion 4.1) Konsequenzen für die Pflanzenschutzpraxis 4.2) Ertragsniveau vorliegender Versuche zum Einsatz von Kupfer und ihre Übertra-gung auf Praxisbedingungen 4.3) Bedeutung vorbeugender Maßnahmen wie das Vorkeimen des Pflanzgute

Relative Bedeutung des Vorkeimens und der Sortenwahl als ertragssichernde Maßnahmen und zur Vorbeugung von Ertragseinbußen durch Befall mit Phytophthora infestans im ökologischen Kartoffelbau

Zusammenfassung: Aus den Ergebnissen kann ganz allgemein geschlossen werden, dass unter den genannten vorbeugenden Maßnahmen das Vorkeimen des Pflanzgutes die stärkste Wirkung auf die Wachstumsdauer der Kartoffelbestände hat. Der mit dem Vorkeimen einhergehende Ertragseffekt ist jedoch sehr stark von den spezifischen Wachstumsbedingungen abhängig. Das Vorkeimen bewirkt signifikante Ertragseffekte bei Sommertrockenheit, das frühere Wachstum und die schnellere Beschattung des Bodens führt zu einer effizienteren Nutzung der Winter- und Frühjahrsniederschläge. Bei ausreichender Wasserversorgung führt das Vorkeimen in der Regel nur auf Standorten mit einer für Öko-Bedingungen hohen N-Versorgung zu höheren Erträgen. Dies kann dadurch erklärt werden, dass je höher das Ertragspotenzial eines Standortes ist, desto stärker sind die Kartoffeln auf eine lange Wachstumsdauer angewiesen, um den über die Düngung angelegten Ertrag tatsächlich zu erreichen. Im Hinblick auf die Sortenwahl werden die Knollenerträge unter den Praxisbedingungen im ökologischen Kartoffelbau sehr viel stärker von den speziellen Wachstumsbedingungen vor Ort als durch die Sortenwahl selber bzw. durch spezielle Sortenmerkmale bestimmt. Die pauschale Aussage, dass Sorten mit bestimmten Sorteneigenschaften (z.B. früher Knollenansatz) für den Anbau im ökologischen Landbau generell geeigneter seien als andere, ist zu hinterfragen. Die höheren Erträge der mittelspät ansetzenden Sorten auf Standorten mit niedriger N-Versorgung deuten darauf hin, dass mittelspät ansetzende Sorten offenbar besser mit Nährstoffstress zurecht kommen als früh ansetzende. Vergleichbare Effekte werden von EVANS (1993) für andere Kulturpflanzen beschrieben. Früh ansetzende Sorten steigern die Ertragstoleranz insbesondere auf Standorten mit hoher N-Versorgung. Die Mehrzahl der gegenüber Krautfäulebefall als wenig anfällig geltenden Sorten besitzt keine höhere Ertragstoleranz als die sehr anfälligen Vergleichssorten. Dies zeigen eindeutig die Ergebnisse aus dem Krautfäulejahr 1997. Es hängt damit zusammen, dass diese Sorten in ihrer großen Mehrzahl hohe Widerstandsfähigkeit mit einem späten Beginn der Knollenbildung vereinen, so dass sich beide Effekte offenbar weitgehend aufheben. Im Sortiment liegen jedoch einzelne Sorten vorwiegend aus dem Ausland vor, die eine hohe Widerstandsfähigkeit mit einer früheren Knollenanlage vereinen. Die Aussage, dass die Mehrzahl der gegenüber Krautfäulebefall als wenig anfällig geltenden Sorten keine höhere Ertragstoleranz besitzt, steht im Widerspruch zu eigenen früheren Aussagen und zu Aussagen von anderen Autoren. Aus der eingehenden Analyse der Daten und der Tatsache, dass weniger anfällige Sorten nur in Jahren mit geringem Krautfäuledruck im Druchschnitt den sehr anfälligen Sorten ertraglich überlegen waren und in Jahren mit extrem starkem Krautfäulebefall kein Ertragsunterschied zu den sehr anfälligen Vergleichssorten feststellbar war, stellt sich die Frage, welche kausale Ursache die höheren Erträge der wenig anfälligen Sorten in Jahren mit geringem Krautfäuledruck haben: die höhere Krankheitsresistenz oder die bessere Fähigkeit mit den begrenzten Ressourcen auszukommen. Die Tatsache, dass die weniger anfälligen Sorten nur bei niedriger N-Versorgung den sehr anfälligen Sorten ertraglich überlegen waren, obwohl ertragsphysiologisch eigentlich die Standorte mit hoher N-Versorgung auf den vegetationsverlängernden Effekt stärker angewiesen sind und daher mit höheren Erträgen hätten reagieren müssen, deutet darauf hin, dass die beschriebenen Ertragseffekte möglicherweise auf anderen kausalen Ursachen beruhen als auf der Krankheitsresistenz

Der Trockenmassegehalt der Kartoffelknollen als Indikator für den Ausreifungsgrad der Knollen und der relativen Bedeutung des Krautfäulebefalls

Fazit: Aus den vorgestellten Ergebnissen kann abgeleitet werden, dass die Kartoffeln zunächst Knollen mit relativ geringen Trockenmassegehalten anlegen. Nach der Knollenanlage steigen die TM-Gehalte der angelegten Knollen kontinuierlich an. Ein deutlicher Anstieg ist auch noch in den ersten (ca. 5-10) Tagen nach Beendigung des Knollengrößenwachstums - während der beginnenden Abreifephase - festzustellen. Daher “reagieren” die TM-Gehalte der Knollen sehr viel „empfindlicher“ auf einen Krautfäulebefall (durch Verminderung der Gehalte) als die Knollenerträge. Zugleich wird mit steigender N-Versorgung der Beginn der Abreife eines Kartoffelbestandes (= Ende des Knollengrößenwachstums) zeitlich verschoben, dies bewirkt ebenfalls eine Verzögerung des Anstieges der TM-Gehalte in den Knollen. Aus dem sehr starken und zugleich unterschiedlich starken Anstieg der TM-Gehalte in Abhängigkeit der Düngung und des Krautfäulebefalls während der gesamten Vegetationsperiode und während der Abreifephase der Kartoffeln kann abgeleitet werden, dass aus den TMGehalten der Knollen Rückschlüsse auf die Wachstumsbedingungen der Kartoffeln und deren Limitierungen und damit auch auf die Bedeutung eines Befalls mit Krautfäule gezogen werden können. Ein rascher Anstieg der TM-Gehalte während des Kartoffelwachstums sowie hohe TM- bzw. Stärkegehalte zur Ernte weisen auf ungünstige Wachstumsbedingungen (niedrige N-Versorgung, Wassermangel) hin, sowie darauf, dass das Knollenwachstum eines Kartoffelbestandes nicht nennenswert durch Krautfäule beeinträchtigt wurde. Niedrige TM- bzw. Stärkegehalte deuten auf eine vorzeitige Wachstumsunterbrechung als Folge von Krankheitsbefall. Z.B. deuten bei der hier verwendeten Sorte Agria mit einer genetischen Veranlagung zu hohen Stärkeehalten TM-Gehalte über gut 20 % darauf, dass das Knollengrößenwachstum nicht nennenswert durch Krautfäule beeinträchtigt wurde (allenfalls die TM-Einlagerung während der Abreife), während TM-Gehalte von 20 % und darunter unter den gegebenen Standortbedingungen auf ein frühzeitiges Ende des Knollengrößenwachstums als Folge von Krankheitsbefall hindeuten. Für die Speisesorten mit einer genetischen Veranlagung zu niedrigeren Stärkegehalten dürfte diese “Grenze” entsprechend niedriger liegen (je nach Sorte und Bedingungen bei ca. 19 % TM bzw. entsprechend 13,5 % Stärke)

Systemwirkungen einer "Biogaswirtschaft" im ökologischen Landbau: Pflanzenbauliche Aspekte, Auswirkungen auf den N-Haushalt und auf die Spurengasemissionen

Schlussfolgerungen und Ausblick: Insgesamt lassen die beschriebenen Effekte erwarten, dass die geringen N-Verluste durch Emissionen an angrenzende Systeme, die z.T. erhebliche Erhöhung der Menge an verfügbaren organischen Düngern und zugleich eine schnellere Wirksamkeit des Stickstoffs in den vergorenen Substraten im Vergleich zu den Ausgangssubstraten pflanzenbaulich zu einer deutlichen Steigerung der Biomasseerträge insbesondere im ökologischen Landbau (um 10 bis 25 %) im Vergleich zur üblichen Stallmistwirtschaft führen dürfte. Höhere Erträge bedeuten zugleich eine Erhöhung der Substratmenge für die Biogasvergärung und damit auch eine Steigerung des Gärrückstandes und damit der verfügbaren Düngermenge. Dies könnte in einem System mit starker Nährstofflimitierung –wie dem ökologischen Landbau – zu einer weiteren Steigerung der Erträge und somit zu einer gewissen positiven Rückkopplung zwischen Biogaserzeugung und Erträgen führen. Zugleich ist aus den vorliegenden Ergebnissen nicht davon auszugehen, dass sich die Biogasproduktion langfristig nennenswert auf den Humusgehalt des Bodens auswirkt, zumal steigende Erträge zu einem Ausgleich bei der Menge zugeführten Kohlenstoffs in den Boden führen dürften (sowohl über die zurückgeführten Düngermengen als auch über ein stärkeres Wurzelwachstum). Aus den heute vorhandenen Kenntnissen läßt sich nicht voraussagen, wie sich die Entnahme aller oberirdischen Reststoffe (Ernterückstände), deren Vergärung und anschließende Rückführung langfristig auf den Humushaushalt auswirken wird: Auf der einen Seite werden Kohlenstoffgerüste dem Feld "vorenthalten", auf der anderen Seite ist die rückgeführte organische Substanz vergleichsweise träge (und trägt vermutlich nicht so stark zu Humusabbauprozessen - vergleichbar den "priming- Effekten" - bei). Wie sich diese beiden gegenläufigen Prozesse langfristig auswirken ist eine wissenschaftlich spannende Frage. Die Auswirkungen auf die mikrobielle Aktivität im Boden ist zur Zeit auch nicht vorhersehbar. Es ist zu vermuten, dass in einem System mit nur geringfügiger Zuführung von leicht abbaubarer organischer Substanz zumindest abschnittsweise zu einer Reduzierung der Regenwurmpopulation führen dürfte. Ob sich die verschiedenen oben skizzierten Biogassysteme auf den Mikroorganismenbesatz auswirkt, oder ob es lediglich zeitweise zu Unterschieden in der Mikroorganismenaktivität kommt, ist ebenfalls nicht bekannt. Vom ideologischen Aspekt aus betrachtet ist die Biogasproduktion im ökologischen Landbau jedoch mit einer gewissen Abkehr vom - in Teilen der "Ökobewegung" sehr stark verankerten - Prinzip der indirekten Ernährung der Pflanzen über die Bodenlebewesen hin zu einer stärker an den aktuellen Pflanzenbedarf und auf direkte Wirkung bedachte Düngung verbunden. Zugleich wird in einem System mit Biogasvergärung das Prinzip des Kreislaufgedankens gestärkt, da in solch einem System vor allem der Nährstoff Stickstoff stärker im System gehalten wird - dem im ökologischen Landbau aufgrund der selbst aufgelegten Limitierungen in der Zufuhr von außen eine besonders wichtige Rolle als wachstumslimitierender Faktor selbst bei krankheitsanfälligen Kulturen wie der Kartoffel zukommt. Unter Umweltaspekten dürfte die Fermentation der Rückstände aus einem landwirtschaftlichen Betrieb gleichzeitig mit mehreren Vorteilen verbunden sein. Die Umwelt (und gleichzeitig der Betrieb) dürfte durch den Ersatz fossiler Energieträger durch Biogas und durch eine Reduzierung der Emissionen während der Lagerung der organischen Düngern (N-Verluste als Lachgas und Ammoniak, Methanemissionen), durch eine Reduzierung der Lachgasemissionen nach der Ausbringung bzw. Einarbeitung der organischen Dünger und durch geringere N-Verluste im Zusammenhang mit dem Anbau von nicht für die Futtererzeugung angebauten, bisher als Grünbrachen genutzten Flächen profitieren. Unter betriebsorganisatorischen Aspekten könnte die Umstellung auf die Produktion von Biogasgülle mit entsprechenden Vorteilen verbunden sein, da nur noch in die Ausbringtechnik für Flüssigmist investiert werden müsste. Die Ausbringung von Flüssigmist ist zudem sehr viel flexibler handhabbar als die von Stallmist und läßt sich zeitlich eher an den Pflanzenbedarf anpassen. Lassen sich diese theoretischen Annahmen bestätigen, könnten Biobetriebe die Produktion von Energie aus Rückständen mit einer deutlichen Reduktion der Emissionen (Nitrat, Spurengase) sowie mit einer deutlichen Erhöhung der Flächenerträge kombinieren. Die Vergärung der Reststoffe eines Betriebes vor einer Rückführung auf die Acker- und Grünlandflächen dürfte zu einer deutlichen Effizienzsteigerung der ökologisch wirtschaftenden Betrieben führen

IMPROVE-P - Assessing the suitability of recycling phosphorus fertilizers for organic farming

The document is the summary of IMPROVE-P results Background Organic farming systems rely on the effi cient use and recycling of available resources. Currently, some mineral nutrients like phosphorus are used only once to produce food. Subsequently, they are lost due to poor recycling of organic wastes back to farmland. Simultaneously, P balances calculated for organic farming indicate that often more P is removed with the products than applied as fertilizer. Consequently, this leads to decreasing amounts of plant available soil P. There is an urgent need to improve the recycling of P from urban areas and the food industry, back to cropland

POSTER Einfluss der Zugabe von Rohphosphat in den Biogasfermenter auf die Düngewirkung fermentierter Rindergülle

1. N-Nachwirkung vergorener und nicht vergorener Rindergülle vergleichbar, höhere N-Direktwirkung bei vergorener Gülle. 2. Verfügbarkeit von P und N steigt durch Vergärung proportional zueinander. 3. Aufschluss von Rohphosphaten durch Zwischenprodukte der Methanisierung wurde nicht erzielt. 4. Rohphosphate bewirken sign. Ertragssteigerung durch N-Mobilisierende Wirkung. 5. Zugabe von leicht abbaubarem organischen Material (Zucker): sign. höhere Verfügbarkeit von N aus dem Grundsubstrat Gülle, die Verfügbarkeit des Phosphors stieg nicht proportional dazu

Auswirkungen von Krautfäulebefall und N-Ernährung auf das Wachstumsverhalten von Kartoffeln

Im ökologischen Kartoffelbau gilt die Kraut- und Knollenfäule als wichtigste Ursache für die starken Ertragsschwankungen in der Praxis - aufgrund der Zusammenhänge zwischen der N-Ernährug und dem Verlauf des Knollenwachstums sind die Ursachen für die Ertragsschwankungen in der Praxis jedoch häufig sehr viel komplexer

Der TM-Gehalt von Kartoffelknollen als Indikator zur Abschätzung der ertragslimitierenden Wachstumsfaktoren

1. Die TM-Gehalte der Knollen steigen im Verlauf der Vegetationsperiode stark an, Anstieg stark von den Wachstumsbedingungen abhängig. 2. Knollen-TM-Gehalte ermöglichen Rückschlüsse auf Wachstums-bedingungen und den jeweils wichtigsten limitierenden Faktor. 3. Niedrige TM-Gehalte = vorzeitige Wachstumsunterbrechung z.B. als Folge von Krankheitsbefall. 4. Hohe TM-Gehalte = Limitierung des Ertrages durch ungünstige Wachstumsfaktoren (N-Versorgung, Wasser, etc.)