Aus einer langjährigen Untersuchung lassen sich praxisrelevante Schlussfolgerungen zur effektiven Nutzung des Leguminosenstickstoffs ableiten. Fruchtfolgestellung und Bewirtschaftungsmaßnahmen haben einen erheblichen Einfluss.



- Beste Nutzung des Stickstoffs durch Zwischenfrüchte

- Winterwitterung beeinflusst besonders N-Gehalte im Frühjahr

- Was ist für eine effektive N-Verwertung zu beachten

Gruber, Harriet

Michel, Volker

Thamm, Uwe

German

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www.soel.de ÖKOLOGIE & LANDBAU 127, 3/2003 29PflanzenbauEffektive Nutzung des Leguminosenstickstoffsin der FruchtfolgeHarriet Gruber, Uwe Thamm und Volker MichelAus einer langjährigen Untersuchung lassen sich praxisrelevante Schlussfolgerungen zur effektivenNutzung des Leguminosenstickstoffs ableiten. Fruchtfolgestellung und Bewirtschaftungsmaßnahmenhaben einen erheblichen Einfluss.InökologischbewirtschaftetenBetriebenist Stickstoff häufig der begrenzendeWachstumsfaktor. Daher stehen Bemü-hungen um seine effektive Nutzung inner-halb der Fruchtfolge im Mittelpunkt vielerUntersuchungen. Diese Problematik istbesonders auf humusschwachen Sand-standortenauf GrunddesbegrenztenWas-ser- und Nährstoffspeichervermögens vonBedeutung.Die wichtigste Quelle der Stickstoffzu-fuhr in den Betrieb ist die symbiontischeN-Fixierung der Leguminosen. Nur siesind in der Lage, in nennenswertem Um-fang zusätzlich pflanzenverwertbarenStickstoff in das System einzuführen. DieNutzung dieser Leistung bereitet demLandwirt oft Probleme, da das Nährstoff-angebot häufig nicht mit dem Bedarf derNachfrucht übereinstimmt. Besondersnach der Ernte von Körnerleguminosenoder nach dem Umbruch von Kleegraswerden in relativ kurzer Zeit größere Men-gen Stickstoff freigesetzt. Die Aufnahmedurch Nachfrüchte wie Wintergetreide istin der Regel jedoch gering. In der Folgesteigt bei hohen Restmengen an Stickstoffzu Vegetationsende die Gefahr der Auswa-schung, was insbesondere den Nitrat-stickstoff betrifft. Dadurch geht dem Be-triebskreislauf Stickstoff verloren, und eserfolgt ein verstärkter Eintrag in den Was-serkreislauf.Nach zehnjährigen Untersuchungeninnerhalb einer sechsfeldrigen ökologischbewirtschafteten Fruchtfolge und einerkonventionellen Vergleichsvariante amStandort Gülzow in Mecklenburg-Vor-pommern (lehmiger Sand, 542 mm Nie-derschlag im langjährigen Mittel) lassensich Schlussfolgerungen zur effektivenNutzung des Leguminosenstickstoffs ab-leiten.*Beste Nutzung des Stickstoffsdurch ZwischenfrüchteGrundsätzlich ergaben sich bei Bodenpro-benahmenbis90cmTiefebeiökologischerBewirtschaftung sowohl im Herbst alsauch im Frühjahr geringere Nitratstick-stoff-Gehalte als im konventionellen Sys-tem. Sowohl bei ökologischer als auch beikonventioneller Bewirtschaftung warenMittelwertundStreuung imHerbstgrößerals im Frühjahr (Abb. 1).Die Nitratstickstoff-Gehalte im Herbstwurden besonders durch die Fruchtfolgeund die damit in Verbindung stehende Be-wirtschaftung beeinflusst, weniger durchdie Jahreszeit. Hohe Gehalte von 95 kg/haim Mittel traten im ökologischen An-bausystem bei der Kombination Körner-futtererbsen-Wintergetreide auf. HoheWerte ergaben sich auch bei Herbstfurchemit Dung nach unterschiedlichen Kultu-ren. Das im ökologischen Landbau weitverbreitete Fruchfolgepaar Kleegras-Win-tergetreide wies zu Vegetationsende im020406080100120Herbst HerbstFrühjahr Frühjahrkg/haNO-N 3Bewirtschaftung ökologisch konventionellAbb. 1: Mittelwert und Standardabweichung (± s) der Nitratstickstoff-Gehalte im System-vergleich zu Vegetationsende und -beginn (Bodenschicht 0-90 cm, mehrjährig)* Untersuchungsmethode und statistische Verrech-nung sind unter Gruber et al., 2003 beschrieben.30 ÖKOLOGIE & LANDBAU 127, 3/2003 www.soel.delangjährigen Mittel Nitratstickstoff-Ge-halte von 87 kg/ha auf. Geringe Gehaltewurden in erster Linie bei Bodenbedec-kung mit Untersaaten (Kleegras) undZwischenfrüchten (Gelbsenf) festgestellt.So ergaben sich auf diesen Flächen Gehaltevon ca. 20 kg/ha (Abb. 2).NachderErnteoderdemUmbruchvonLeguminosen werden Wurzel- und Ern-terückstände besonders schnell umgesetztund verursachen bereits zu Vegetationsen-de hohe Nitratstickstoff-Gehalte. Von al-len Getreidearten können Wintergersteund Roggen mit einer Aussaat ab 10. Sep-tember diesen Stickstoff am besten nutzen.Noch besser wird der anfallende Stickstoffaber durch Zwischenfrüchte gespeichert,insbesondere durch Winterzwischen-früchte.Winterwitterung beeinflusstbesonders N-Gehalte im FrühjahrDie Auswertung der Bodenuntersu-chungsergebnisse ergab eine stärkere jah-resbedingte Schwankung der Nitrat-stickstoff-Gehalte im Frühjahr als imHerbst. Auffällig ist der besonders hoheGehalt im Jahr 1996. Starke Fröste bis inden April hinein verbunden mit wenigSchnee waren ein wirksamer Schutz vorAuswaschung. Nach der Frostperiodewurden vielerorts weit über 100 kg/ha Ni-tratstickstoff im Boden festgestellt.Auch 2003 ergaben die Messungen hö-here Werte als in den Jahren zuvor. Länge-re Phasen mit mäßigem Frost und Nieder-schlag, der in der Regel als Schnee fiel, ver-hinderten eine Nährstoffverlagerung intiefere Bodenschichten (Abb. 3).Trotz des stärkeren Jahreseinflusses beiden Frühjahrsgehalten verlieren Frucht-folgestellung und die damit in Verbindungstehenden Bewirtschaftungsmaßnahmenihre Bedeutung nicht (Abb. 4). So habenbei den Leguminosenvorfrüchten die Ge-halte im Frühjahr im Vergleich zumHerbst deutlich abgenommen, was aufeinestarkeVerlagerunginBodenschichtenhinweist, die in der Regel für die Pflanzen-wurzeln nicht mehr erreichbar sind. Ver-gleichsweise hohe Werte ergaben sich imFrühjahr bei Kombinationen mit Dungoder abgefrorenen Zwischenfrüchten. Diein den Boden eingebrachte organischeMasse befindet sich bereits in Umsetzungund steht den Pflanzen für die kommendeVegetationsperiode als Stickstofflieferantzur Verfügung. Ähnliche Umsetzungsbe-dingungen liegen auch bei spätem Herbst-umbruch von Kleegras vor, das als Vor-frucht für Sommerungen genutzt werdenkann.Pflanzenbau958771482218Wi.-GetreideWi.-Getreide Wi.-Getreide Kleegras Zwischenfrucht020406080100120kg/ha NO -N3Vorfrucht: KFE1) Kleegras KFE+Hafer Hafer+US2) Kleegras1) 2)Körnerfuttererbsen UntersaatHerbstfurche+ DungAbb. 2: Mittlere Nitratstickstoff-Gehalte zuVegetationsende bei unterschiedlicherFruchtfolge und Bewirtschaftung(ökologisch, Bodenschicht 0-90 cm,mehrjährige Mittelwerte)1993/94 94/95 02/0301/0200/0199/0098/9997/9896/9795/96020406080100kg/ha NO -N3Herbst FrühjahrAbb. 3: Nitratstickstoff-Gehalte im Boden(0-90 cm) zu Vegetationsende und -beginnim Mittel der Fruchtfolgewww.soel.de ÖKOLOGIE & LANDBAU 127, 3/2003 31Verluste beim Anbau von Winter-getreide nach LeguminosenDie Differenz aus den Frühjahrs- undHerbstwerten wurde als Gewinn bzw. Ver-lust bewertet. Im Mittel traten in fast allenJahren Nitratstickstoff-Verluste auf. Dabeiwaren diese im ökologischen System ten-denziell geringer als im konventionellen.Besonders hohe Verluste (negative Diffe-renz)traten1998,2000und2002auf.DieseJahre wiesen hohe Winterniederschlägeauf, die in der Regel als Regen fielen. 1996wurden auf Grund der langen Frostperi-ode positive Nitratstickstoff-Differenzengemessen. In allen Jahren wurde die Höheder Verluste wesentlich durch die Frucht-folgestellungunddiedamiteinhergehendeBewirtschaftung beeinflusst.Im ökologischen System ergaben sichdie höchsten Verluste beim Anbau vonWintergetreide nach Körnererbsen undhäufig auch nach Kleegras. Hinsichtlichder Stickstoffnutzung ist es daher besser,das Kleegras erst im Frühjahr umzubre-chen bzw. nach Herbstumbruch oder Le-guminosenernte eine Zwischenfrucht an-zubauen. Beide Varianten zeigten in denUntersuchungen positive Effekte: DemBetriebskreislauf bleibt mehr Stickstoff er-halten, der in der folgenden Vegetations-periode zur Verfügung steht. Deutlich ge-ringere Differenzen aus den Frühjahrs-und Herbstwerten ergaben sich auch beider Kombination Herbstfurche – Dungsowie beim Anbau von Getreide nach Le-guminosen-Getreide-Gemenge (Abb. 5).Was ist für eine effektiveN-Verwertung zu beachten?❍ Der im Öko-Landbau traditionelle An-bau von Wintergetreide nach Körnerle-guminosen oder Kleegras kann auf san-digen auswaschungsgefährdeten Stand-orten zu erheblichen Stickstoffverlustenführen.❍ Durch den Anbau von Zwischenfrüch-ten nach Leguminosen oder durchFrühjahrsumbruch von Kleegras kanndem vorgebeugt werden. Dabei müssensich die Art der Zwischenfrüchte (ab-frierende oder überwinternde) und derUmbruchtermin (Winter oder Früh-jahr) nach den betriebsspezifischen Ge-gebenheiten richten.❍ Als Nachfrucht von legumen Vorfrüch-ten sind dann besonders Sommerge-treide, Kartoffeln oder Mais geeignet.Nach Gelbsenf ist bei leichteren Bödenauch ein pflugloser Kartoffelanbaumöglich.❍ Der Anbau von Körnerleguminosenkann auch mit einer Grasuntersaatkombiniert werden. Am Standort Gül-zow war sowohl unter Erbsen als auchunter Lupinen der Anbau von Wel-schem Weidelgras erfolgreich. ❑Dr. Harriet Gruber, Dipl.-Ing. (FH) Uwe Thammund Dipl.-Ing. agr. Volker Michel, Landesfor-schungsanstalt für Landwirtschaft und FischereiMecklenburg-Vorpommern, Dorfplatz 1,D-18276 Gülzow,E-Mail h.gruber@lfa.mvnet.deLiteratur:Gruber, H., U. Thamm u. V. Michel: Nitratstickstoff-gehalte im Boden in einer 6-feldrigen Fruchtfol-ge. 7. Wissenschaftstagung Öko-Landbau Wien,2003, S. 467-59-52-12-17634KleegrasWi.-Getreide Wi.-Getreide Wi.-Getreide Zwischenfrucht02040-20-40-60-80kg/ha NO -N3Vorfrucht: KFE Kleegras KFE+Hafer Hafer+US KleegrasHerbstfurche+ DungAbb. 5: Nitratstickstoff-Differenzen Frühjahr - Herbst bei unterschiedlicher Fruchtfolge undBewirtschaftung (ökologisch, Bodenschicht 0-90 cm, mehrjährige Mittelwerte)37 355931 2951020406080100120kg/ha NO -N3KleegrasWi.-Getreide Wi.-Getreide Wi.-Getreide ZwischenfruchtVorfrucht: KFE Kleegras KFE+Hafer Hafer+US KleegrasHerbstfurche+ DungAbb. 4: Mittlere Nitratstickstoff-Gehalte zuVegetationsbeginn bei unterschiedlicherFruchtfolge und Bewirtschaftung(ökologisch, Bodenschicht 0-90 cm,mehrjährige Mittelwerte)Bibliographische Angaben zu diesem Dokument: Gruber, Harriet und Thamm, Uwe und Michel, Volker (2003) Effektive Nutzung des Leguminosenstickstoffs inder Fruchtfolge [Effective use of legume Nitrogen in the crop rotation]. Ökologie & Landbau 127(3/2003):29-31..Das Dokument ist in der Datenbank „Organic Eprints“ archiviert und kann im Internet unterhttp://orgprints.org/00001863/ abgerufen werden.

Effektive Nutzung des Leguminosenstickstoffs in der Fruchtfolge

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