Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Auf einem Sandboden und einem L\u00f6\u00dfboden wurden in Sachsen ab dem Jahr 1992 komplexe Dauerversuche durchgef\u00fchrt. Es wurden Verfahren von viehlosen sowie von viehhaltenden Betrieben simuliert. In den Versuchen wurden au\u00dferdem eine stark unterschiedliche D\u00fcngungsh\u00f6he mit verschiedenen organischen D\u00fcngemitteln sowie differenzierte anbautechnische und vegetationsbegleitende Ma\u00dfnahmen ber\u00fccksichtigt. Die Anbauverfahren wurden sowohl in ihren kurzzeitigen Auswirkungen auf N\u00e4hrstoffdynamik, Ertrag und Produktqualit\u00e4t der Kulturarten als auch in ihren langfristigen Auswirkungen auf die N\u00e4hrstoffbilanzen der Fruchtfolgen sowie auf die Bodenfruchtbarkeit gepr\u00fcft.
\nKomponenten des N-Kreislaufs, wie die N2O-N- und NH3-N-Emissionen, die Nmin-Dynamik im Boden im Verlauf der Vegetation und der vegetationsfreien Zeit sowie die N-Bilanzierung vielj\u00e4hriger Fruchtfolgen standen im Mittelpunkt dieser konkreten feldwirtschaftlichen Versuchsanstellungen des \u00f6kologischen Landbaus. Es war Ziel dieser Untersuchungen, unter Ber\u00fccksichtigung der Umweltleistungen pflanzenbauliche Optimalvarianten zu ermitteln, die eine dauerhafte Anwendung erm\u00f6glichen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIn den Untersuchungen wurden die Bedeutung und der Umfang an Umweltwirkungen im Vergleich zu den gepr\u00fcften Formen und der Intensit\u00e4t der Landbewirtschaftung aufgezeigt und R\u00fcckschl\u00fcsse f\u00fcr eine optimale Ausgestaltung \u00f6kologischer Anbauverfahren in ihren kurzfristigen und langfristigen Auswirkungen auf Boden, Pflanze und Atmosph\u00e4re f\u00fcr nachfolgend genannte Einflussfaktoren zu gewonnen:
\nStandort
\nDie Versuche wurden auf einem zu Trockenheit neigenden Sandboden (Regenschatten des Harzes, Jahresniederschlag 547 mm) sowie auf einem L\u00f6\u00df-Braunstaugley im Einflussbereich des mitteldeutschen H\u00fcgelklimas (Jahresniederschlag 690 mm) im Freistaat Sachsen durchgef\u00fchrt. Ergebnisse des Standortvergleiches sollten Hinweise f\u00fcr eine optimale Betriebsgestaltung der Regionen bieten k\u00f6nnen.
\nAnbausystem
\nEs wurden Unterschiede zwischen viehlosen (Marktfruchtbau: Leguminosenaufw\u00fcchse werden gemulcht, Koppelprodukte verbleiben auf dem Acker) und viehreichen Bewirtschaftungsformen (Futterbau: Leguminosenaufw\u00fcchse und Koppelprodukte werden vom Feld abgefahren) untersucht. Es sollten Hinweise zur Fruchtfolgegestaltung, zu Art und Umfang des Leguminosenanbaus, zur Mulchwirtschaft, zum spezifischen N\u00e4hrstoffmanagement und zur Bodenfruchtbarkeit gewonnen werden.
\nD\u00fcngemittelart und D\u00fcngungsintensit\u00e4t
\nEs wurde die Anwendung der organischen D\u00fcngemittel Stallmist, Jauche, G\u00fclle und Kleegras-Mulch von 0 – 2 Dungeinheiten je Hektar und Jahr (sowie in einem kleinen Umfang der N-Minerald\u00fcngung) vergleichend gegen\u00fcbergestellt, um Bestimmungsgr\u00fcnde f\u00fcr die Wahl und die angemessene H\u00f6he der Dungstoffe aus kurzfristigen (Ertrag, Produkt-Qualit\u00e4t, Einfluss auf legume N-Bindung) und langfristigen Erw\u00e4gungen (N\u00e4hrstoffmanagement, N\u00e4hrstoffbilanzen, Bodenfruchtbarkeit) treffen zu k\u00f6nnen.
\nVegetationsbegleitende Ma\u00dfnahmen
\nDurch differenzierte Gestaltung der anbautechnischen Verfahren zu Sommerweizen und Mais durch die Wahl unterschiedlicher Reihenweiten und Sp\u00e4td\u00fcngung (Jauche, G\u00fclle, Mulch) sowie der Applikationstechnik (oberfl\u00e4chliche Ausbringung durch Schleppschlauch, Einarbeitung durch Injektion) sollten Hinweise zur optimalen Gestaltung dieser vegetationsbegleitenden Ma\u00dfnahmen gewonnen werden.
\nMethodenGasf\u00f6rmige Emissionen und Untersuchungen des Bodens und Erhebung von Wetterdaten wurden in Messzyklen entsprechend den Erfordernissen erhoben. NH3 wurde mit einem geschlossen – dynamischen System erfasst, in S\u00e4urefallen aufgefangen und photometrisch bestimmt. F\u00fcr die N2O-Messungen wurden Messhauben variabler H\u00f6he nach dem closed chamber-Verfahren verwendet. Das N2O wurde in Vacutainern (20 ml) aufgefangen (2 h Anreicherung) und gaschromatographisch (ECD-Technik) be-stimmt.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die umweltrelevanten Spurengasemissionen stiegen in Form von N2O- Emissionen nach organischer D\u00fcngung an. Etwa 1 – 2 % der zugef\u00fchrten N-Menge entwichen als N2O, relativ unabh\u00e4ngig vom Ausgangsmaterial. Zeitperioden nach Ausbringung organischer D\u00fcngemittel, nach Umbruch von Leguminosengrasbest\u00e4nden sowie allgemein nach Niederschlagsereignissen waren gekennzeichnet durch hohe N2O-Emissionen.
\nVon oberfl\u00e4chlich ausgebrachten organischen Fl\u00fcssigd\u00fcngern sowie von Mulchmaterialien aus Leguminosengras sind als NH3-Verluste wesentlich h\u00f6here Werte der verabreichten N-Mengen zu veranschlagen. Wurden die D\u00fcngemittel bzw. die Pflanzenbest\u00e4nde sofort in den Boden eingebracht, entfielen die NH3-Emissionen weitgehend, w\u00e4hrend die N2O-Emissionen in etwa gleich hoch geblieben sind.
\nZwischen den Anbausystemen Futterbau und Marktfrucht traten bemerkenswerte Unterschiede auf. Die Ergebnisse f\u00fcr das Futterbausystem wiesen am Standort Spr\u00f6da nach acht Versuchsjahren bei verh\u00e4ltnism\u00e4\u00dfig geringen N-\u00dcbersch\u00fcssen und TM-Zufuhren \u00fcber die D\u00fcngung und den Ernteresten einen leichten Anstieg der Kohlenstoff- und Stickstoffgehalte des Bodens auf. Im Marktfruchtsystem wurde dagegen trotz der rel. hohen N-\u00dcbersch\u00fcsse und TM-Zufuhren durch den Verbleib der Koppelprodukte auf den Fl\u00e4chen ein Abbau an organischer Substanz festgestellt. Die Ertr\u00e4ge im Marktfruchtsystem lagen bei allen Kulturarten zudem unter denen des Futterbausystems.
\nIm Rahmen der Bewirtschaftung der Leguminosengras-Best\u00e4nde wurde auf den Marktfruchtfl\u00e4chen jeweils der letzte Aufwuchs durch den Umbruch eingearbeitet. Dies f\u00fchrte in manchen F\u00e4llen zu etwas h\u00f6heren Nmin-Werten im Boden sowie im Versuchsdurchschnitt zu deutlich h\u00f6heren Gehalten an Rohprotein im Erntematerial des in der Regel nachfolgenden Sommerweizens. Das relativ weite C\/N-Verh\u00e4ltnis des Weizenstrohs kann zu einer vor\u00fcbergehenden Festlegung von Stickstoff f\u00fchren, wodurch die dann geringeren Nmin-Werte der Marktfruchtfl\u00e4chen sowie der Abfall der Ertr\u00e4ge der nachfolgenden Maiskultur erkl\u00e4rt werden konnten. Die Ergebnisse zeigten, dass Futterbausysteme verschiedener Auspr\u00e4gung als optimale Anbauverfahren anzusehen sind, besonders die viehlosen Marktfruchtsysteme dagegen nicht. Zur Optimierung viehloser Marktfruchtsysteme besteht daher dringender Forschungsbedarf.
\nEine steigende organische D\u00fcngung f\u00fchrte innerhalb der Anbausysteme dazu, dass nach Stallmist- bzw. Mulchd\u00fcngung ein Anstieg der Ct-Werte des Bodens eingetreten ist, was in erster Linie auf die hohe TM-Zufuhr zur\u00fcckzuf\u00fchren war. Nach fortlaufender N-Minerald\u00fcngung in abgeschw\u00e4chter Form auch nach G\u00fclled\u00fcngung, sind demgegen\u00fcber die Ct-Werte des Bodens z.T. deutlich abgefallen. Die Nt-Werte sind bei allen D\u00fcngemittelarten aber am geringsten nach Stallmistd\u00fcngung abgesunken.
\nAuch nach steigender organischer D\u00fcngung wurden abnehmende Nt-Gehalte im Boden und demzufolge steigende C\/N-Verh\u00e4ltnisse ermittelt. Diese Entwicklung wird im Zuge der Umstellung von vorher intensiv gef\u00fchrten konventionellen Fl\u00e4chen auf \u00f6kologische Landbauverfahren oft angetroffen. Nach Anwendung einer steigenden D\u00fcngung (0 – 2 DE\/ha u. Jahr) waren weder deutliche Ver\u00e4nderungen in den Ertrags- und Qualit\u00e4tsleistungen von S.-Weizen und Mais noch eine deutliche Verschlechterung der Umweltleistungen eingetreten. Die Ursache hierf\u00fcr ist wahrscheinlich auf eine ausgleichende Wirkung der Leguminosenbest\u00e4nde innerhalb der Fruchtfolge zur\u00fcckzuf\u00fchren. Daher k\u00f6nnen \u00f6kologische Anbauverfahren mit stark unterschiedlich ausgepr\u00e4gter organischer D\u00fcngung als relativ gleichwertig und optimal bezeichnet werden.
\nVegetationsbegleitende Ma\u00dfnahmen wurden in Weizen- und Maiskulturen mit unterschiedlichen Reihenabst\u00e4nden und mit Durchf\u00fchrung einer organischen Sp\u00e4td\u00fcngung angelegt. Diese Ma\u00dfnahmen k\u00f6nnen gezielt eingesetzt werden, um neben den applizierten D\u00fcngermengen zus\u00e4tzlich Bodenreserven an Stickstoff zu mobilisieren und den Pflanzen verf\u00fcgbar zu machen, damit Ertr\u00e4ge und Qualit\u00e4ten der Produkte ansteigen. Im Vergleich zu einer oberfl\u00e4chlichen Ausbringung f\u00fchrte die Einarbeitung von Fl\u00fcssigd\u00fcngern neben einer Verringerung von volatilen N-Verlusten, bei h\u00e4ufiger Anwendung allerdings zu einem Abbau der organischen Substanz und zu N-Verlusten im Boden.
\nHinsichtlich der Optimierung der Fruchtfolge zeigte sich im Rahmen der Versuche, dass der direkte Nachbau von Mais nach Kleegras g\u00fcnstiger zu beurteilen w\u00e4re als der Anbau von S.-Weizen. Dem Leguminosengras wurde im Versuchsdurchschnitt ein sehr niedriger Herbst-Nmin-Wert zugeschrieben. Sommerweizen zog eine deutlich h\u00f6here Nmin-Menge nach der Ernte nach sich als der nachfolgende Mais, da der Sommerweizen in der Fruchtfolge direkt nach Leguminosengras stand und der Mais in der l\u00e4ngeren Vegetationszeit den verf\u00fcgbaren Stickstoff absch\u00f6pfte.
\nGenerell richteten sich die Herbst-Nmin-Werte sowie die Basis-Emissionen an N2O nach der N-Verf\u00fcgbarkeit im Verlauf der Vegetation aus. Die dem Leguminosengras folgende Kultur war durch die h\u00f6chsten Nmin- und N2O- Werte, die nachfolgende Kultur durch mittel hohe und das Leguminosengras selber durch jeweils niedrige Werte gekennzeichnet.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Model, A., Jahnel, A. & Kolbe, H. (1997): Reduzierung gasf\u00f6rmiger Emissionen durch optimale Ausgestaltung von \u00f6kologischen landwirtschaftlichen Anbausystemen – Projektvorstellung. Infodienst der s\u00e4chsischen Agrarverwaltung Nr. 12, 57-61
\nBeckmann, U., Kolbe, H. & Model, A. (1999): Bewirtschaftungsintensit\u00e4t, Stickstoffbilanz und Umweltvertr\u00e4glichkeit im \u00f6kologischen Landbau – Ergebnisse eines Dauerversuches auf sandigem Boden. Infodienst der S\u00e4chsischen Agrarverwaltung Nr. 10, 42-49
\nModel, A., Beckmann, U., Kolbe, H. & Russow, R. (1999): Optimierung \u00f6kologischer Anbausysteme unter Ber\u00fccksichtigung gasf\u00f6rmiger N-Emissionen. Poster-Pr\u00e4sentation, VDLUFA-Kongre\u00df 111, Halle (Saale)
\nModel, A., Beckmann, U., Kolbe, H. & Russow, R. (1999): Optimierung \u00f6kologischer Anbausysteme unter Ber\u00fccksichtigung gasf\u00f6rmiger N-Emissionen. VDLUFA-Schriftenreihe 52, Kongressband 1999, 545-548
\nBeckmann, U. & Model, A. (1999): Ausgew\u00e4hlte Ergebnisse \u00fcber die Reduzierung gasf\u00f6rmiger Emissionen durch optimale Ausgestaltung von \u00f6kologischen Anbausystemen. Vortrag, Dienstagsthemen, FB Bodenkultur u. Pflanzenbau d. S\u00e4chsischen Landesanstalt f\u00fcr Landwirtschaft, Leipzig-M\u00f6ckern
\nKolbe, H. (1999): Optimierung anbautechnischer Ma\u00dfnahmen zur Verbesserung der Qualit\u00e4t von Weizen. Vortrag, AG Feldversuchswesen, FB Sortenpr\u00fcfung und Feldversuchswesen d. S\u00e4chsischen Landesanstalt f\u00fcr Landwirtschaft, Nossen
\nBeckmann, U. & Kolbe, H. (2000): Maisanbau im \u00f6kologischen Landbau. Teil 2: Versuche zu Aussaattermin, Reihenweite und D\u00fcngung. Infodienst der S\u00e4chsischen Agrarverwaltung Nr. 4, 81-88; sowie: G\u00e4a-Journal Nr. 2, 25-29
\nBeckmann, U. & Kolbe, H. (2000): Maisanbau im \u00f6kologischen Landbau – Versuche zu Aussaattermin, Reihenweite und D\u00fcngung. S\u00d6L-Beraterrundbrief Nr. 2, 3-12
\nModel, A. (2000): Einfluss ausgew\u00e4hlter bodenchemischer und bodenbiologischer Parameter auf die Lach(N2O-N) Gasemissionen eines Sandstandortes unter \u00f6kologischer Bewirtschaftung. Vortrag, Kolloquium des FB Bodenkultur u. Pflanzenbau d. S\u00e4chsischen Landesanstalt f\u00fcr Landwirtschaft, Leipzig-M\u00f6ckern
\nModel, A. (2000): Ergebnisse \u00fcber die Reduzierung gasf\u00f6rmiger Emissionen durch optimale Ausgestaltung von \u00f6kologischen Anbausystemen. Vortrag, AG Feldversuchswesen, FB Sortenpr\u00fcfung und Feldversuchswesen d. S\u00e4chsischen Landesanstalt f. Landwirtschaft, Nossen
\nPr\u00e4sentationen zum Thema im Rahmen der j\u00e4hrlichen Feldtage auf dem Versuchsfeld Spr\u00f6da der S\u00e4chsischen Landesanstalt f. Landwirtschaft: 1997, 1998, 1999, 2000
\nMitarbeit in der AG Klimarelevante Spurengase (AKS), Univ. Hohenheim, 1996-2000<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Ackerbausysteme des \u00f6kologischen Landbaus, in denen Viehhaltung mit Futter- und verschiedenen Arten der Dung-Wirtschaft integriert sind (Futterbau) sind durch hohe Effizienzkennzahlen und Umweltvertr\u00e4glichkeit gekennzeichnet. Diese Systeme k\u00f6nnen daher unter Beachtung ihrer Fl\u00e4chen- und Bodenbilanz in einem weiten Intensit\u00e4tsbereich als optimal bezeichnet werden und finden in einem gro\u00dfen Umfang auch Anwendung in der landwirtschaftlichen Praxis.
\nDie in diesen Versuchen getesteten Verfahren der viehlosen Wirtschaftsweisen (Marktfruchtsysteme) waren dagegen durch erhebliche Nachteile charakterisiert:
\n1.\tBewirtschaftung von mehrj\u00e4hrigen Leguminosengrasbest\u00e4nden in Form der Fl\u00e4chenstilllegung, die durch mehrmaliges Schneiden und Belassen des Aufwuchses auf der Fl\u00e4che (Mulchen) gekennzeichnet sind, f\u00fchrte zu volatilen N-Verlusten in Form von Ammoniak in erheblichem Ausma\u00df und reduzierte zudem wahrscheinlich die N-Assimilationsleistung der Leguminosenbest\u00e4nde.
\n2.\tPeriodisches Einpfl\u00fcgen des letzten Aufwuchses an Leguminosengras (Umbruch) hatte im Verlauf der Fruchtfolge nur eine rel. geringe Anhebung der Nmin-Werte im Boden im Vergleich zur Pflugfurche nach Abernten des Aufwuchses (Futterbau) zur Folge.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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