Leistung legumer Untersaaten in Körnererbse: Unkrautunterdrückung, symbiotische N2-Fixierung und N-Vorfruchtwirkung in Systemen differenzierter Grundbodenbearbeitung

Das Pflügen birgt die Gefahr einer erhöhten Bodenerosion durch Wind und Wasser sowie einer Verdichtung im Wurzelbereich der Pflanze. Um diesen negativen Effekten der wendenden Bodenbearbeitung entgegenzuwirken wurde ein Feldversuch angelegt, um die Wirkung einer reduzierten Bodenbearbeitung und einer Untersaat mit Erdklee auf den Ertrag, N2-Fixierleistung und die Unkrautentwicklung im Fruchtfolgeglied Erbse-Winterweizen zu untersuchen. In Pinkowitz (bei Dresden) wurde die Körnererbse nach einer Bodenbearbeitung mit dem Pflug oder Grubber, oder ohne Bodenbearbeitung in Direktsaat eingebracht. Eine Woche nach Einsaat der Körnererbse wurde eine Untersaat mit Erdklee eingebracht. Nach Ernte der Erbse wurde im Oktober Winterweizen nach Pflug oder Grubber, oder in Direktsaat, jedoch quer zur Bodenbearbeitung zur Körnererbse eingesät. Das Wachstum der Kulturpflanzen und des Unkrautes, sowie die Nmin-Mengen im Boden wurden zu 2 Zeiternten und zur Reife der Erbse und des Weizens erfasst. Direktsaat hatte einen negativen Einfluss auf den Feldaufgang der Körnererbse. Die geringere Bestandesdichte nach Direktsaat im Vergleich zu Pflug und Grubber konnte nicht vollständig durch Erhöhung der Körner je Hülse oder das Tausendkorngewicht kompensiert werden. Ein signifikant negativer Effekt auf der reduzierten Bodenbearbeitung und der Direktsaat auf die N2-Fixierleistung konnte nicht gefunden wurden. Die Untersaat Erdklee in Erbse unterdrückte in allen Systemen der Bodenbearbeitung gleichermaßen das Wachstum von Unkräutern, ohne sich deutlich negativ auf das Wachstum der Körnererbse auszuwirken. Winterweizen in Direktsaat entwickelt sich sehr schlecht und wies nur einen sehr geringen Kornertrag auf. Zusätzlich zeigte sich ein stark erhöhtes Wachstum von Unkräutern nach Direktsaat zu Winterweizen unabhängig von einer Untersaat in der Vorfrucht Körnererbse, welches den Weizen fast vollständig zurückdrängte

Ist eine temporäre Reduzierung der Bodenbearbeitungsintensität zu Körnerleguminosen im ökologischen Landbau ohne Ertragseinbußen erreichbar?

In organic agriculture intensive soil tillage is often used to suppress weeds, pests and pathogens and encourage the mineralization of nitrogen. Nevertheless intensive soil tillage promotes erosion by wind and water, soil compaction and nutrient losses. The present field trial determined the effects of reduced tillage and no-till on yield development of pea to counteract these negative impacts of conventional tillage. At Pinkowitz (near Dresden) pea was seeded after a cover crop of oat and sunflower in three different tillage systems: after plow, cultivator or without any soil tillage (direct seeding). In half of the plots subterranean clover was undersown into emerging pea crop stands. The plant growth of pea and weeds as well the Nmin stock in soil was ascertained at two appointments, and on ripeness of pea. No-till caused a significant lower plant density which could not fully compensated by higher seed numbers per plant or seed weight. So grain yield was significant higher after plowing and reduced tillage in comparison to no-till. The low capability for compensation was caused by high weed yield, low Nitrogen Nutrition Index and soil physical parameters. To achieve higher grain yield with no-till it is important to identify the causes of low emergence

Einfluss der Bodenbearbeitung und einer Untersaat mit Erdklee auf Ertragsbildung und N2-Fixierleistung der K

In einem mehrfaktoriellen Feldversuch wurde der Einfluss 3er verschiedener Saatsysteme: Pflug, Grubber und Direktsaat und einer Untersaat mit Erdklee auf die Ertragsleistung, die Fixierleistung und das Unkrautwachstum untersucht. Die Erbse regierte mit zunehmender

Ausgewählte Parameter zur Bodenfruchtbarkeit: Ökologische und konventionelle Bewirtschaftung im Vergleich

Viele internationale Studien belegen, dass der ökologische Landbau im Vergleich zur konventionellen Bewirtschaftung u.a. hinsichtlich der Bodenstruktur und beim Bodenleben Vorteile aufweisen kann. Im Rahmen der vom BÖLN geförderten Studie „Leistungen der ökologischen Landwirtschaft für Umwelt und Gesellschaft“ wurden zum Thema „Bodenfruchtbarkeit“ Literaturanalysen durchgeführt. Ziel war die Sichtung und Erfassung der vorhandenen Studien. Bei der systematischen Literaturrecherche wurden Studien hinsichtlich fünf ausgewählter Bodenfruchtbarkeitsparameter ermittelt. Die Ergebnisse zeigten bei vier von fünf Parameter, dass der ökologische Landbau günstiger abschnitt als die konventionellen Vergleichsflächen. Am deutlichsten war dies bei den Parametern Regenwurm-Abundanz und Regenwurm-Biomasse. Darüber hinaus waren die pH-Werte des Oberbodens sowie der Eindringwiderstand des Bodens in ökologischen Landbausystemen geringer als in konventionellen Anbausystemen

Quantifizierung der N-Rhizodeposition von Leguminosen in einem Gefäßversuch unter Gewächshaus- und Freilandbedingungen

The N rhizodeposition of legumes is defined as the N release into the soil via roots during the growth of the plant. The aim of the experiment presented here was to estimate the N rhizodeposition of red clover and pea using 15N labelling split-root technique in pot experiments under greenhouse and field conditions. The proportion of total N rhizodeposition of the total plant-N was not significantly affected by the tested factors. It amounted between 7 % to 19 % and 9 % to 10 % for plants grown under greenhouse and between 4 % to 11 % and 10 % to 15 % under field conditions for red clover and pea, respectively. In the experiment the absolute amount of N derived from rhizodeposition [mg pot-1] was in the first year tendential and in the following year significant higher by red clover than by the pea. Furthermore, the amount of N derived from rhizodeposition was in the second year significant higher by the legumes are grown under greenhouse compared to legumes are grown under field conditions

Wirkung verschiedener Verfahren der Schwefeldüngung auf Ertragsleistung und Vorfruchtwert von Körnerleguminosen im Ökologischen Landbau

In einem mehrjährigen Forschungs- und Entwicklungsvorhaben wurden verschiedene, im ökologischen Landbau zugelassene Verfahren der Schwefeldüngung zu Ackerbohne, Schmalblättrige Lupine, Erbse sowie Erbse/Gerste-Gemenge auf die Ertragsbildung, die N- und S-Aufnahme der Körnerleguminosenbestände und der Folgefrucht Winterweizen geprüft. Feldversuche wurden auf mehreren, langjährig ökologisch bewirtschafteten Ackerstandorten in Deutschland in den Jahren 2012 bis 2014 durchgeführt. Neben dem Smin-Vorrat im Boden zur Saat und dem S-Gehalt in den jüngsten entfalteten Blättern der Körnerleguminosen zur Blüte wurde zusätzlich auch der Einfluss der Schwefeldüngung auf die Aminosäurenzusammensetzung im Korn der Körnerleguminosen und die Nmin-Menge im Boden nach Ernte der Körnerleguminosen erfasst. Die Körnerleguminosen nahmen nur zwischen 2,5 und 19 kg S/ha im Spross auf. Ertragsleistung, die Qualität des Erntegutes und die Stickstoffakkumulation im Spross der Körnerleguminosen und des nachfolgenden Weizens wurden nur im Ausnahmefall signifikant durch die Schwefeldüngung beeinflusst. Aufgrund der geringen Wirkung einer Schwefeldüngung auf die geprüften Sommerkörnerleguminosen und den Weizen ist in den meisten Fällen derzeit in Deutschland eine S-Düngung zu Körnerleguminosen und Weizen im ökologischen Landbau nicht erforderlich. Die Ermittlung des S-Gehaltes im Blatt der Körnerleguminosen zur Blüte scheint aber geeigneter zur Diagnose eines Schwefelmangels zu sein als die Erfassung des Smin-Vorrates im Boden zur Saat. Zur kurzfristigen Steigerung der S-Versorgung der Körnerleguminosen haben sich die Düngung von Kieserit oder Gips in den Boden und Bittersalz über eine Blattapplikation als gut geeignet erwiesen, während die geprüften Verfahren der S-Düngung über elementaren Schwefel (Düngung in den Boden oder Blattapplikation) sich nicht wirksam zeigten

Erzeugung von Weizen hoher Backqualität durch Gemengeanbau mit Winterackerbohne und Wintererbse im ökologischen Landbau

Der Einfluss der Anbauform (Reinsaat/Gemenge), der Reihenweite (15, 30 und 75 cm) sowie des Gemengepartners (Winterackerbohne „Hiverna“, Vicia faba L.; Wintererbse „Cheyenne“, Pisum sativum L.) auf den Ertrag und die Qualität des Winterweizens „Bussard“ (Triticum aestivum L.) wurde in zwei Versuchsjahren (2003/04, 2004/05) an drei verschiedenen Standorten geprüft. In Reinsaat wurde der Weizen mit 300 K m-² (100 %) sowie 60 K m-² (20 %), die Ackerbohne mit 30 K m-² und die Erbse mit 80 K m-² angebaut. Die Anlage der substitutiven Gemenge (20 % Weizen, 80 % Körnerleguminosen) erfolgte mit differenzierter Standraumzuteilung (Mischsaat, alternierende Reihen, Reihen-Streifen-Gemenge). Mit nur 20 % Aussaatstärke konnte der Weizen in Reinsaat aufgrund hoher Kompensationsleistung (Bestockung, Körner/Ähre) zum Teil gleich hohe Kornerträge wie bei normaler Saatstärke erzielen. Die Erträge der einzelnen Arten im Gemenge waren in der Regel geringer als in Reinsaat. In der Summe ergab sich zumeist ein relativer Mehrertrag (RYT > 1). In den Gemengen konnte der Weizen sehr hohe Kornqualitäten erzielen. Mit der Ackerbohne wurden bis zu 15,4 % Rohproteingehalt ermittelt (Reihen-Streifen-Gemenge). Die weiteren Qualitätsparameter Feuchtglutengehalt, SDS-Sedimentationswert und Mikro-Rapid-Mix-Test waren positiv mit dem Proteingehalt korreliert. Für Böden mit > 50 BP ist die Ackerbohne als Gemengepartner zur Erzielung hoher Qualitäten des Weizens zu empfehlen; auf sehr schweren Böden kann die Konkurrenz der Ackerbohne allerdings zu hoch sein. Auf leichteren Standorten ist offenbar die Erbse ein geeigneter Gemengepartner des Weizens. Als mögliche Ursache für eine bessere Qualität des Weizens im Gemenge konnte eine zeitliche und räumliche Verschiebung der Nutzung des mineralischen Bodenstickstoffes (Nmin) festgestellt werden. Darüber hinaus wurden bis zu 10,2 bzw. 13,1 kg N2fix ha-1 N Transfer bestimmt (Ackerbohne/Erbse). Die höchsten Deckungsbeiträge erreichten im Mittel mit 552,30 € ha-1 die Gemenge mit Ackerbohne

Einfluss der Bodenbearbeitung zur Saat auf Ertragsbildung, N-Aufnahme und Nmin-Vorrat im Boden bei Rispenhirse (Panicum miliaceum L.) nach Winterzwischenfrucht Erbse (Pisum sativum L.)

After mulching of winter pea on 1st of May 2007 for green manuring four different varieties of millet were sown without any tillage directly into the mulch cover or after tillage by a rotary harrow on a brown earth (Cambisol) near Dresden, Germany. Due to deterioration of soil structure through the impact of rain after tillage seed emergence, plant height and grain yield of millet were reduced in tilled compared to no tilled plots. Although the content of mineral N in the soil was much higher after rotary harrowing nitrogen use efficiency of millet was significantly higher when growing without any tillage. This effect could be caused by a higher ratio of NH4-N to total mineral N in the soil which can be an advantage for plant growth with respect to the energy demand for nitrogen assimilation

Entwicklung und Erprobung eines neuartigen, aus dem ökologischen Landbau stammenden stickstoffreichen Düngemittels für den ökologischen Gemüsebau

Im ökologischen Gemüsebau werden hohe Nährstoffmengen benötigt, um qualitativ hochwertiges Gemüse zu produzieren. Der Nährstoffbedarf kann bisher nicht ausreichend durch ökologisch erzeugte Düngemittel gedeckt werden. Zum Einsatz kommen überwiegend organische Reststoffe aus der konventionellen Landwirtschaft. An dieser Stelle setzte das Forschungsvorhaben mit dem Ziel an, ein stickstoffreiches Düngemittel aus Futterleguminosenschnittgut für den ökologischen Gemüsebau zu entwickeln und in Spinat und Rote Rübe zu erproben. Es sollte junges Schnittgut mit einem C/N-Verhältnis von ≤ 10 geerntet werden, welches nach Einarbeitung in den Boden schnell mineralisiert. Die Untersuchungen gliederten sich in vier Teile. Im ersten Teil der Arbeit wurden in Feldversuchen im Jahr 2013 auf dem Versuchsfeld der Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden am Standort Pillnitz zehn Futterleguminosen Arten hinsichtlich der TM-Erträge, N-Erträge sowie das C/N-Verhältnis im Schnittgut bei hoher Schnitthäufigkeit mit bis zu sieben Schnitten evaluiert. Die vier geeignetsten Arten Rotklee, Schwedenklee, Weißklee und Luzerne wurden für weitere Untersuchung des Folgejahres (2014) ausgewählt. Erneut wurde die Schnittgutertragsleistung sowie die innere Qualität (N-Gehalt, C/N-Verhältnis) der Futterleguminosen bei einem Schnittregime mit bis zu 11 Schnitten untersucht. Mit Rotklee und Weißklee konnten die signifikant höchsten TM-Erträge mit 77 bzw. 96 dt TM ha-1 und die niedrigsten gewichteten C/N-Verhältnisse im Schnittgut von 10,4 bzw. 9,8 erzielt werden. Im zweiten Teil der Arbeit wurde die Pflanzenverträglichkeit des Futterleguminosen-Schnittguts der im Jahr 2013 evaluierten Futterleguminosenarten geprüft. Die Untersuchungen erfolgten in Form von Keimtests mit Kresse auf Filterpapier, Sand und Boden unter der Zugabe von vermahlenem Schnittgut. Die Tests zeigten eine zum Teil erhebliche keimhemmende Wirkung des vermahlenen Schnittgutes der zehn Arten, wobei die Wirkung nahezu unabhängig vom Schnitttermin zu verzeichnen war. Das im Jahr 2013 und 2014 gewonnene Futterleguminosenschnittgut wurde zusätzlich auf seine N-Mineralisation in drei verschiedenen Inkubationsversuchen bei 20°C über eine Dauer von 112 Tage untersucht. Es wurde jeweils die Geschwindigkeit sowie die Höhe der N-Freisetzung in Abhängigkeit von der Futterleguminosenart, dem Schnitttermin, dem C/N-Verhältnis im Schnittgut, dem Vermahlungsgrad bzw. einer Pelletierung des Schnittgutes geprüft. Es konnte ein enger negativer Zusammenhang zwischen dem C/N-Verhältnis im Schnittgut und der Geschwindigkeit und Höhe der Netto-N-Mineralisation ermittelt werden. Bei einem C/N-Verhältnis von ca. 10 im Schnittgut wurden innerhalb von 4 bis 8 Wochen ca. 35 bis 50 % des im Schnittgut enthaltenen organisch gebundenen Stickstoffs mineralisiert. Das Pressen des vermahlenen Schnittguts führte im Inkubationsversuch zu einer langsameren, jedoch nach 28 Tagen zu einer in Teilen höheren N-Mineralisation der gepressten 6 mm Pellets im Vergleich zum nicht verpressten Material. Die höhere N-Mineralisation aus zu Pellets gepresstem Schnittgut bestätigte sich auch in einem Düngeversuch mit Spinat durch höhere Erträge und eine höhere N-Aufnahme des Spinats im Freilandexperiment. Die Unterschiede waren jedoch weder im Bebrütungsversuch noch im Feldversuch signifikant. Im dritten Teil der Arbeit wurde die Düngewirkung des Futterleguminosenschnittguts auf den Ertrag, die N-Aufnahme, die scheinbare N-Verwertung, die N-Verwertung mittels 15N markiertem Schnittgut sowie die Nährstoffversorgung und Aufnahme durch Spinat und Rote Rübe untersucht. Getestet wurde vermahlenes Schnittgut von Rotklee, Schwedenklee, Weißklee, Weißklee-Pellets sowie Hornmehl und Maltaflor in zwei Düngestufen jeweils in Feldversuchen mit einer ungedüngten Kontrolle zum Vergleich. Die Versuche wurden an drei verschiedenen Standorten (Dresden-Gohlis, Stollsdorf Gemeinde Königsfeld, Taucha bei Leipzig) auf langjährig ökologisch bewirtschafteten Böden in den Jahren 2014 bzw. 2015 durchgeführt. Die Frisch- und Trockenmasseerträge des Spinats wurden durch den Einsatz des Futterleguminosenschnittguts als Düngemittel an allen Standorten signifikant gesteigert. Die Steigerungen der FM-Erträge bei Spinat lagen zwischen ca. 20 % im Jahr 2014 und bis zu 120 % im Jahr 2015. Die FM-Erträge der Roten Rübe stiegen durch eine Düngung mit Futterleguminosenschnittgut im Jahr 2014 um ca. 20 bis 30 % und im Jahr 2015 um ca. 43 %. Auch die Folgekultur Rukola reagierte auf die Düngung mit Futterleguminosenschnittgut zur Vorkultur Spinat durch einen Anstieg der FM-Erträge um im Mittel 49 %. Die scheinbare N-Verwertung der zur Saat gedüngten N-Menge durch Spinat war bei Aussaat im April mit im Mittel 33 % höher als bei Aussaat im August mit 13 bis 25 %. Rote Rübe konnte im Mittel im Jahr 2014 54 % und im Jahr 2015 50 % der mit Futterleguminosenschnittgut zur Saat gedüngten N-Menge verwerten. Die Bestimmung der N-Verwertung mit 15N markiertem Futterleuminosenschnittgut im Jahr 2015 zeigte bei Spinat mit ca. 26 % und Rote Rübe mit ca. 33 % stets geringere Werte als die scheinbare N-Verwertung. Dieses Ergebnis deutet auf einen Priming-Effekt der N-Mineralisation im Boden durch eine Einarbeitung von Futterleguminosenschnittgut hin. Der vierte Teil des Forschungsvorhabens widmete sich der Untersuchung der Nährstoffaufnahme und Verwertung der zur Saat gedüngten weiteren Nährstoffe aus den Düngemitteln durch Spinat. Die im Jahr 2015 in den Düngeversuchen an den Standorten Dresden-Gohlis, Stollsdorf und Taucha gewonnenen Spinatproben wurden auf alle Makro- und Mikronährstoffgehalte hin untersucht. Die Ergebnisse der drei Standorte fielen sehr verschieden aus. Die Nährstoffgehalte im Spinatspross konnten insbesondere bei Kalium durch die Düngung mit Futterleguminosenschnittgut gesteigert werden. Die Düngung von Spinat mit Hornmehl führte trotz der geringsten Nährstoffgabe zur Saat zu den höchsten Ca- und Mg-Gehalten im Spinatspross. Eine P-Düngung mit Futterleguminosenschnittgut von bis zu 53 kg ha-1 führte zu keinem Anstieg der P-Gehalte im Spinatspross, obwohl der Boden die Versorgungsstufe A aufwies. Die Düngung mit Hornmehl führte dagegen stets zu niedrigeren P-Gehalten im Spinatspross im Vergleich zu mit Futterleguminosenschnittgut gedüngtem Spinat. Mit der Düngung von Futterleguminosenschnittgut konnte ein Kaliumentzug in Höhe von 338 kg K ha-1 durch Spinat vollständig ausgeglichen werden. Die Makronährstoffaufnahme im Spinatspross wurde allerdings durch die Düngung mit Futterleguminosenschnittgut stets gesteigert. Die Mikronährstoffaufnahme wurde dagegen durch eine Düngung, bis auf wenige Ausnahmen, reduziert. Der Makro- und Mikronährstoffentzug des Spinats konnte durch die Düngung mit Futterleguminosenschnittgut vollständig ausgeglichen werden. Die höchsten Nährstoffverwertungsraten wurden mit maximal 82 % für P, 80 % für K (Dresden-Gohlis z.T. über 100 %), 66 % S, 40 % Ca und 98 % für Mg durch Spinat ermittelt. Das Ziel der Entwicklung eines ökologisch erzeugten Düngemittels konnte erreicht werden. Es steht somit ein Verfahren zur Verfügung: ein regional erzeugbares stickstoffreiches organisches Düngemittel auf Basis von Futterleguminosen zu erzeugen und erfolgreich einzusetze

Kurzfristige Wirkungen organischer Düngemittel mit unter-schiedlichem C/N-Verhältnis auf den Ertrag der Ackerbohne (Vicia faba L.) und Folgefrucht Winterweizen (Triticum aestivum L.) sowie Unkrautwachstum

The cultivation of grain legumes is important for sustaining nitrogen availability in organic farming systems, but poses problems with weed suppression and plant diseases. To improve soil conditions and nutrient availability for growing grain legumes in organic farming, green chop, horse manure and vegetable compost were applied to faba beans in a field test in 2009 and 2010. Equivalent yield performance after application of these organic fertilizers to faba beans was found compared to the control (without fertilization) and higher yields of the follower crop, winter wheat, resulted. After applying green chop, a strong suppressive effect on the growth of annual weeds was observed