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Einfluss der Zugabe von Rohphosphat in den Biogasfermenter auf die DĂŒngewirkung fermentierter RindergĂŒlle [Influence of adding phosphate to the biogas fermenter on the fertilization effect of fermented liquid cattle manure]
Durch die VergĂ€rung von GĂŒlle wird eine deutlich stĂ€rkere ertragssteigernde Direktwirkung von GĂŒlle erzielt. Die Nachwirkung war nach zwei Schnitten vergleichbar hoch. Die VerfĂŒgbarkeit von N und P steigt mit der VergĂ€rung proportional zueinander. Ein Aufschluss von Rohphosphaten durch die Fermentation konnte nicht erzielt werden. Die Zugabe von leicht abbaubarem organischem Material fĂŒhrte zu keiner höheren VerfĂŒgbarkeit von N und P aus dem Grundsubstrat GĂŒlle bzw. aus den zugefĂŒhrten Rohphosphaten
PhosphordĂŒngewirkung von RecyclingdĂŒngemitteln
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
AnsÀtze 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 AnsÀtze zur Reduzierung der jÀhrlichen Aufwandmengen aufgezeigt.
Inhalt:
1) Einleitung
2) NĂ€hrstoffflĂŒsse von Kupfer innerhalb einer Fruchtfolge bzw. innerhalb eines Betriebes
3) AnsÀtze und Möglichkeiten zur Reduzierung der Kupferaufwandmengen im ökologischen Kartoffelbau
3.1) Reduzierung der Aufwandmengen
3.2) Zeitliche BeschrÀnkung der Anwendungsdauer
4) Diskussion
4.1) Konsequenzen fĂŒr die Pflanzenschutzpraxis
4.2) Ertragsniveau vorliegender Versuche zum Einsatz von Kupfer und ihre Ăbertra-gung auf Praxisbedingungen
4.3) Bedeutung vorbeugender MaĂnahmen wie das Vorkeimen des Pflanzgute
Relative Bedeutung des Vorkeimens und der Sortenwahl als ertragssichernde MaĂnahmen und zur Vorbeugung von ErtragseinbuĂen durch Befall mit Phytophthora infestans im ökologischen Kartoffelbau
Zusammenfassung:
Aus den Ergebnissen kann ganz allgemein geschlossen werden, dass unter den genannten vorbeugenden MaĂnahmen das Vorkeimen des Pflanzgutes die stĂ€rkste Wirkung auf die Wachstumsdauer der KartoffelbestĂ€nde hat. Der mit dem Vorkeimen einhergehende Ertragseffekt ist jedoch sehr stark von den spezifischen Wachstumsbedingungen abhĂ€ngig. Das Vorkeimen bewirkt signifikante Ertragseffekte bei Sommertrockenheit, das frĂŒhere Wachstum und die schnellere Beschattung des Bodens fĂŒhrt zu einer effizienteren Nutzung der Winter- und FrĂŒhjahrsniederschlĂ€ge. Bei ausreichender Wasserversorgung fĂŒhrt das Vorkeimen in der Regel nur auf Standorten mit einer fĂŒr Ăko-Bedingungen hohen N-Versorgung zu höheren ErtrĂ€gen. Dies kann dadurch erklĂ€rt werden, dass je höher das Ertragspotenzial eines Standortes ist, desto stĂ€rker sind die Kartoffeln auf eine lange Wachstumsdauer angewiesen, um den ĂŒber die DĂŒngung angelegten Ertrag tatsĂ€chlich zu erreichen. Im Hinblick auf die Sortenwahl werden die KnollenertrĂ€ge unter den Praxisbedingungen im ökologischen Kartoffelbau sehr viel stĂ€rker 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. frĂŒher Knollenansatz) fĂŒr den Anbau im ökologischen Landbau generell geeigneter seien als andere, ist zu hinterfragen. Die höheren ErtrĂ€ge der mittelspĂ€t ansetzenden Sorten auf Standorten mit niedriger N-Versorgung deuten darauf hin, dass mittelspĂ€t ansetzende Sorten offenbar besser mit NĂ€hrstoffstress zurecht kommen als frĂŒh ansetzende. Vergleichbare Effekte werden von EVANS (1993) fĂŒr andere Kulturpflanzen beschrieben. FrĂŒh ansetzende Sorten steigern die Ertragstoleranz insbesondere auf Standorten mit hoher N-Versorgung. Die Mehrzahl der gegenĂŒber KrautfĂ€ulebefall als wenig anfĂ€llig geltenden Sorten besitzt keine höhere Ertragstoleranz als die sehr anfĂ€lligen Vergleichssorten. Dies zeigen eindeutig die Ergebnisse aus dem KrautfĂ€ulejahr 1997. Es hĂ€ngt damit zusammen, dass diese Sorten in ihrer groĂen Mehrzahl hohe WiderstandsfĂ€higkeit mit einem spĂ€ten 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 WiderstandsfĂ€higkeit mit einer frĂŒheren Knollenanlage vereinen. Die Aussage, dass die Mehrzahl der gegenĂŒber KrautfĂ€ulebefall als wenig anfĂ€llig geltenden Sorten keine höhere Ertragstoleranz besitzt, steht im Widerspruch zu eigenen frĂŒheren Aussagen und zu Aussagen von anderen Autoren. Aus der eingehenden Analyse der Daten und der Tatsache, dass weniger anfĂ€llige Sorten nur in Jahren mit geringem KrautfĂ€uledruck im Druchschnitt den sehr anfĂ€lligen Sorten ertraglich ĂŒberlegen waren und in Jahren mit extrem starkem KrautfĂ€ulebefall kein Ertragsunterschied zu den sehr anfĂ€lligen Vergleichssorten feststellbar war, stellt sich die Frage, welche kausale Ursache die höheren ErtrĂ€ge der wenig anfĂ€lligen Sorten in Jahren mit geringem KrautfĂ€uledruck haben: die höhere Krankheitsresistenz oder die bessere FĂ€higkeit mit den begrenzten Ressourcen auszukommen. Die Tatsache, dass die weniger anfĂ€lligen Sorten nur bei niedriger N-Versorgung den sehr anfĂ€lligen Sorten ertraglich ĂŒberlegen waren, obwohl ertragsphysiologisch eigentlich die Standorte mit hoher N-Versorgung auf den vegetationsverlĂ€ngernden Effekt stĂ€rker angewiesen sind und daher mit höheren ErtrĂ€gen hĂ€tten reagieren mĂŒssen, deutet darauf hin, dass die beschriebenen Ertragseffekte möglicherweise auf anderen kausalen Ursachen beruhen als auf der Krankheitsresistenz
Der Trockenmassegehalt der Kartoffelknollen als Indikator fĂŒr den Ausreifungsgrad der Knollen und der relativen Bedeutung des KrautfĂ€ulebefalls
Fazit: Aus den vorgestellten Ergebnissen kann abgeleitet werden, dass die Kartoffeln zunĂ€chst 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 KnollengröĂenwachstums - wĂ€hrend der beginnenden Abreifephase - festzustellen. Daher âreagierenâ die TM-Gehalte der Knollen sehr viel âempfindlicherâ auf einen KrautfĂ€ulebefall (durch Verminderung der Gehalte) als die KnollenertrĂ€ge. Zugleich wird mit steigender N-Versorgung der Beginn der Abreife eines Kartoffelbestandes (= Ende des KnollengröĂenwachstums) 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 AbhĂ€ngigkeit der DĂŒngung und des KrautfĂ€ulebefalls wĂ€hrend der gesamten Vegetationsperiode und wĂ€hrend der Abreifephase der Kartoffeln kann abgeleitet werden, dass aus den TMGehalten der Knollen RĂŒckschlĂŒsse auf die Wachstumsbedingungen der Kartoffeln und deren Limitierungen und damit auch auf die Bedeutung eines Befalls mit KrautfĂ€ule gezogen werden können. Ein rascher Anstieg der TM-Gehalte wĂ€hrend des Kartoffelwachstums sowie hohe TM- bzw. StĂ€rkegehalte zur Ernte weisen auf ungĂŒnstige Wachstumsbedingungen (niedrige N-Versorgung, Wassermangel) hin, sowie darauf, dass das Knollenwachstum eines Kartoffelbestandes nicht nennenswert durch KrautfĂ€ule beeintrĂ€chtigt wurde. Niedrige TM- bzw. StĂ€rkegehalte deuten auf eine vorzeitige Wachstumsunterbrechung als Folge von Krankheitsbefall. Z.B. deuten bei der hier verwendeten Sorte Agria mit einer genetischen Veranlagung zu hohen StĂ€rkeehalten TM-Gehalte ĂŒber gut 20 % darauf, dass das KnollengröĂenwachstum nicht nennenswert durch KrautfĂ€ule beeintrĂ€chtigt wurde (allenfalls die TM-Einlagerung wĂ€hrend der Abreife), wĂ€hrend TM-Gehalte von 20 % und darunter unter den gegebenen Standortbedingungen auf ein frĂŒhzeitiges Ende des KnollengröĂenwachstums als Folge von Krankheitsbefall hindeuten. FĂŒr die Speisesorten mit einer genetischen Veranlagung zu niedrigeren StĂ€rkegehalten dĂŒrfte diese âGrenzeâ entsprechend niedriger liegen (je nach Sorte und Bedingungen bei ca. 19 % TM bzw. entsprechend 13,5 % StĂ€rke)
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 verfĂŒgbaren organischen DĂŒngern und zugleich eine schnellere Wirksamkeit des Stickstoffs in den vergorenen Substraten im Vergleich zu den Ausgangssubstraten pflanzenbaulich zu einer deutlichen Steigerung der BiomasseertrĂ€ge insbesondere im ökologischen Landbau (um 10 bis 25 %) im Vergleich zur ĂŒblichen Stallmistwirtschaft fĂŒhren dĂŒrfte. Höhere ErtrĂ€ge bedeuten zugleich eine Erhöhung der Substratmenge fĂŒr die BiogasvergĂ€rung und damit auch eine Steigerung des GĂ€rrĂŒckstandes und damit der verfĂŒgbaren DĂŒngermenge. Dies könnte in einem System mit starker NĂ€hrstofflimitierung âwie dem ökologischen Landbau â zu einer weiteren Steigerung der ErtrĂ€ge und somit zu einer gewissen positiven RĂŒckkopplung zwischen Biogaserzeugung und ErtrĂ€gen fĂŒhren. Zugleich ist aus den vorliegenden Ergebnissen nicht davon auszugehen, dass sich die Biogasproduktion langfristig nennenswert auf den Humusgehalt des Bodens auswirkt, zumal steigende ErtrĂ€ge zu einem Ausgleich bei der Menge zugefĂŒhrten Kohlenstoffs in den Boden fĂŒhren dĂŒrften (sowohl ĂŒber die zurĂŒckgefĂŒhrten DĂŒngermengen als auch ĂŒber ein stĂ€rkeres Wurzelwachstum). Aus den heute vorhandenen Kenntnissen lĂ€Ăt sich nicht voraussagen, wie sich die Entnahme aller oberirdischen Reststoffe (ErnterĂŒckstĂ€nde), deren VergĂ€rung und anschlieĂende RĂŒckfĂŒhrung langfristig auf den Humushaushalt auswirken wird: Auf der einen Seite werden KohlenstoffgerĂŒste dem Feld "vorenthalten", auf der anderen Seite ist die rĂŒckgefĂŒhrte organische Substanz vergleichsweise trĂ€ge (und trĂ€gt vermutlich nicht so stark zu Humusabbauprozessen - vergleichbar den "priming- Effekten" - bei). Wie sich diese beiden gegenlĂ€ufigen Prozesse langfristig auswirken ist eine wissenschaftlich
spannende Frage. Die Auswirkungen auf die mikrobielle AktivitÀt im Boden ist zur Zeit auch nicht vorhersehbar.
Es ist zu vermuten, dass in einem System mit nur geringfĂŒgiger ZufĂŒhrung von leicht abbaubarer organischer Substanz zumindest abschnittsweise zu einer Reduzierung der Regenwurmpopulation fĂŒhren dĂŒrfte. Ob sich die verschiedenen oben skizzierten Biogassysteme auf den Mikroorganismenbesatz auswirkt, oder ob es lediglich zeitweise zu Unterschieden in der MikroorganismenaktivitĂ€t 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 "Ăkobewegung" sehr stark verankerten - Prinzip der indirekten ErnĂ€hrung der Pflanzen ĂŒber die Bodenlebewesen hin zu einer stĂ€rker an den aktuellen Pflanzenbedarf und auf direkte Wirkung bedachte DĂŒngung verbunden. Zugleich wird in einem System mit BiogasvergĂ€rung das Prinzip des Kreislaufgedankens gestĂ€rkt, da in solch einem System vor allem der NĂ€hrstoff Stickstoff stĂ€rker im System gehalten wird - dem im ökologischen Landbau aufgrund der selbst aufgelegten Limitierungen in der Zufuhr von auĂen eine besonders wichtige Rolle als wachstumslimitierender Faktor selbst bei krankheitsanfĂ€lligen Kulturen wie der Kartoffel zukommt.
Unter Umweltaspekten dĂŒrfte die Fermentation der RĂŒckstĂ€nde aus einem landwirtschaftlichen Betrieb gleichzeitig mit mehreren Vorteilen verbunden sein. Die Umwelt (und gleichzeitig der Betrieb) dĂŒrfte durch den Ersatz fossiler EnergietrĂ€ger durch Biogas und durch eine Reduzierung der Emissionen wĂ€hrend der Lagerung der organischen DĂŒngern (N-Verluste als Lachgas und Ammoniak, Methanemissionen), durch eine Reduzierung der Lachgasemissionen nach der Ausbringung bzw. Einarbeitung der organischen DĂŒnger und durch geringere N-Verluste im Zusammenhang mit dem Anbau von nicht fĂŒr die Futtererzeugung angebauten, bisher als GrĂŒnbrachen genutzten FlĂ€chen profitieren.
Unter betriebsorganisatorischen Aspekten könnte die Umstellung auf die Produktion von BiogasgĂŒlle mit entsprechenden Vorteilen verbunden sein, da nur noch in die Ausbringtechnik fĂŒr FlĂŒssigmist investiert werden mĂŒsste. Die Ausbringung von FlĂŒssigmist ist zudem sehr viel flexibler handhabbar als die von Stallmist und lĂ€Ăt sich zeitlich eher an den Pflanzenbedarf anpassen. Lassen sich diese theoretischen Annahmen bestĂ€tigen, könnten Biobetriebe die Produktion von Energie aus RĂŒckstĂ€nden mit einer deutlichen Reduktion der Emissionen (Nitrat, Spurengase) sowie mit einer deutlichen Erhöhung der FlĂ€chenertrĂ€ge kombinieren. Die VergĂ€rung der Reststoffe eines Betriebes vor einer RĂŒckfĂŒhrung auf die Acker- und GrĂŒnlandflĂ€chen dĂŒrfte zu einer deutlichen Effizienzsteigerung der ökologisch wirtschaftenden Betrieben fĂŒhren
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 DĂŒngewirkung fermentierter RindergĂŒlle
1. N-Nachwirkung vergorener und nicht vergorener RindergĂŒlle vergleichbar, höhere N-Direktwirkung bei vergorener GĂŒlle.
2. VerfĂŒgbarkeit von P und N steigt durch VergĂ€rung 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 VerfĂŒgbarkeit von N aus dem Grundsubstrat GĂŒlle, die VerfĂŒgbarkeit des Phosphors stieg nicht proportional dazu
Auswirkungen von KrautfÀulebefall und N-ErnÀhrung auf das Wachstumsverhalten von Kartoffeln
Im ökologischen Kartoffelbau gilt die Kraut- und KnollenfĂ€ule als wichtigste Ursache fĂŒr die starken Ertragsschwankungen in der Praxis - aufgrund der ZusammenhĂ€nge zwischen der N-ErnĂ€hrug und dem Verlauf des Knollenwachstums sind die Ursachen fĂŒr die Ertragsschwankungen in der Praxis jedoch hĂ€ufig sehr viel komplexer
Der TM-Gehalt von Kartoffelknollen als Indikator zur AbschÀtzung der ertragslimitierenden Wachstumsfaktoren
1. Die TM-Gehalte der Knollen steigen im Verlauf der Vegetationsperiode stark an, Anstieg stark von den Wachstumsbedingungen abhÀngig.
2. Knollen-TM-Gehalte ermöglichen RĂŒckschlĂŒsse 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 ungĂŒnstige Wachstumsfaktoren (N-Versorgung, Wasser, etc.)
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