Projekt 23181/01

Kalkulation der symbiotischen N2-Fixierleistung und der N-Flächenbilanz beim Anbau von Leguminosen im ökologischen Landbau

Projektträger

Georg-August-Universität Göttingen Department für Nutzpflanzenwissenschaften Abteilung Pflanzenbau
Von-Siebold-Str. 8
37075 Göttingen
Telefon: 05 51/39-43 51

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Ziel des Vorhabens war es, die symbiotische N2-Fixierleistung von im ökologischen Landbau angebauten Körner- und Futterleguminosen schlagsspezifisch genauer als es bisher möglich war in der landwirtschaftlichen Praxis und Beratung kalkulieren zu können.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIn den Jahren 2005 und 2006 wurden auf 22 über Deutschland verteilten, ökologisch bewirtschafteten Ackerschlägen nichtlegume Referenzpflanzen (Hafer, Wiesenschwingel bzw. Welsches Weidelgras) parallel zu den angebauten Futter- und Körnerleguminosen etabliert. Damit wurde das standortgegebene Angebot an pflanzenverfügbarem Stickstoff im Boden in der Vegetationsperiode abgeschätzt. Die Referenzflächen sollten repräsentativ sein für Standorte und die Stellung in der Fruchtfolge beim Anbau von Futter- und Körnerleguminosen im ökologischen Landbau. Dabei wurden für Futterleguminosen die Anbausysteme einjährige Nutzung (z. B. Persischer Klee in Reinsaat oder im Gemenge, Referenzpflanze Welsches Weidelgras) und überjähriger Nutzung (z. B. Rotklee oder Luzerne in Reinsaat oder im Gemenge, Referenzpflanze Wiesenschwingel) unterschieden. Je Schlag wurden zwei Kleinparzellen mit Referenzpflanzen zu je 15 m2 angelegt. Zu den Schnittterminen der Futterleguminosen wurde aus diesen Kleinteilflächen das Schnittgut (zum Vegetationsende auch die Stoppelmasse) auf je 2 m2 beerntet. Die Erntetermine waren an die ortstypische und witterungsabhängige Nutzung (2 bis 5 Schnitte) gebunden. Als Referenzpflanze auf den Standorten mit Körnerleguminosenanbau wurde Hafer ausgesät. Für eine Mitwirkung am Projekt konnten Einrichtungen der Bundesländer gewonnen werden, die im ökologischen Landbau Sortenversuche mit Körnerleguminosen durchführen. Zum Nutzungszeitpunkt der entsprechen-den Körnerleguminose wurden jeweils 1,5 bis 2 m2 Hafersprossmasse von Hand aus zwei getrennten Kleinteilflächen geerntet und der N-Gehalt in der Biomasse mittels Dumas-Verfahren bestimmt.


Ergebnisse und Diskussion

Unter www.isip.de kann mit Hilfe des Leguminosenrechners LeNi Ba Eco die N2-Fixierleistung und der mit dem Anbau von Futter- und Körnerleguminosen einhergehende N-Flächenbilanzsaldo im ökologischen Landbau kalkuliert werden. Dazu werden nach der Eingabe der Ertragsgröße Korn- oder Schnittgut-FM (dt ha-1) innerhalb des Systems verschiedene Kalkulationsgrößen (z.B. gesamtpflanzliche N-Menge der Leguminose, Harvest-Index) berechnet. Die N-Bilanzierung kann erst nach der Aufteilung der gesamtpflanzlichen N-Mengen in die Größen Boden-N-Aufnahme und N2-Fixierleistung erfolgen. Anhand vorliegender Daten aus Feldversuchen konnte gezeigt werden, dass sich der Einfluss des Boden-N-Angebotes auf die Boden-N-Aufnahme bei Ackerbohnen über die zeitgleich am Standort gewachsene Referenzpflanze Hafer mit r2 = 0,92 abbilden lässt. Mit steigendem Boden-N-Angebot erhöht sich der Anteil an bodenbürtigem Stickstoff bei einer gleichzeitigen Reduzierung der N2-Fixierleistung. Im Kalkulationsverfahren wird diese Beziehung genutzt, um die Boden-N-Aufnahme und die N2-Fixierleistung beim Anbau von Ackerbohnen abzuleiten. Bei den weiteren in LeNi Ba Eco kalkulierbaren Körnerleguminosen (Grünspeiseerbse, Körnererbse in Reinsaat und Gemenge mit Hafer, Weiße Lupine und Gelbe Lupine) und den Futterleguminosen (Rotklee, Luzerne, Persischer Klee jeweils in Reinsaat und Gemenge mit Gräsern) wird analog verfahren. Die dazu benötigten Angaben zum jahres- und standortspezifischen Boden-N-Angebot werden anhand von Referenzflächen mit Nichtleguminosen jahresbezogen erfasst. Es wurde gezeigt, dass es unter Berücksichtigung der Ackerzahl und des Vorfruchtwertes einer Fläche möglich ist, die Boden-N-Nachlieferung verschiedener Standorte jahresspezifisch abzuleiten.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Das Projekt bzw. die Ergebnisse wurden zwischen 2005 und 2008 auf 15 Tagungen, Seminaren und Kolloquien vorgestellt. Die Ergebnisse wurden in drei Tagungsbeiträgen veröffentlicht. Über LeNi Ba Eco wurde in der Zeitschrift BIOLAND berichtet. Dem breiten Publikum wurde das Modul im November 2007 auf der Messe Agritechnica online präsentiert.


Fazit

Um die breite Anwendung der verbesserten Kalkulationsverfahren in der land- und wasserwirtschaftlichen Fachberatung sowie in der Praxis des ökologischen Landbaus zu ermöglichen und deren Umsetzung zu beschleunigen, wurde im Rahmen des bearbeiteten Projektes (i) ein Monitoringsystem zur Schätzung der bodenbürtigen N-Aufnahme von Leguminosen im ökologischen Landbau etabliert, (ii) die vorhandenen Kalkulationsverfahren aktualisiert, (iii) die Kalkulationsverfahren als internetbasiertes Informationssystem im Rahmen von ISIP (Informationssystem Integrierte Pflanzenproduktion) öffentlich verfügbar gemacht und (iv) durch Informationsveranstaltungen und Begleitmaterial die land- und wasserwirtschaftliche Fachberatung auf das neue internetbasierte Informationsangebot hingewiesen und in der Anwendung ge-schult. Aufgrund fehlender Datengrundlage konnten in diesem Vorhaben in LeNi Ba Eco noch nicht alle im ökologischen Landbau angebauten Leguminosenarten (z. B. Schmalblättrige Lupine, Weißklee) und Nutzungssysteme (z. B. legumer Zwischenfruchtbau, Nutzung als Grünbache) berücksichtigt werden. LeNi Ba Eco bietet aber eine sehr gute Internetplattform, um nach Erarbeitung entsprechender Datengrundlagen die Anwendungsbereiche entsprechend zu erweitern und auch den Anbau von Leguminosen in an-deren Landbausystemen einzubeziehen.