1146: Nitrat-Stickstoff-Gehalte im Boden in einer 6-feldrigen Fruchtfolge [Contents of nitrate-nitrogen in soils with a six-year crop rotation]

Gruber, H.; Thamm, U. and Michel, V. (2003) Nitrat-Stickstoff-Gehalte im Boden in einer 6-feldrigen Fruchtfolge [Contents of nitrate-nitrogen in soils with a six-year crop rotation]. Poster presented at 7. Wissenschaftstagung zum Ökologischen Landbau - Ökologischer Landbau der Zukunft, Wien, 24.-26.2.2003; Published in Freyer, Bernhard, Eds. Ökologischer Landbau der Zukunft, Beiträge zur 7. Wissenschaftstagung zum Ökologischen Landbau, page pp. 467-468.

Summary

In ökologisch bewirtschafteten Systemen ist Stickstoff häufig der begrenzende Wachstumsfaktor. Daher stehen Bemühungen um seine effektive Nutzung innerhalb der Fruchtfolge im Mittelpunkt vieler Untersuchungen. Diese Problematik ist besonders auf humusschwachen Sandstandorten Nordostdeutschlands von Bedeutung. Je sandiger der Boden desto geringer ist sein Wasser- und Nährstoffspeichervermögen. In der Folge steigt die Gefahr der Nährstoffauswaschung, was insbesondere den Stickstoff betrifft. Einerseits geht dem Betriebskreislauf dadurch Stickstoff verloren, andererseits erfolgt ein verstärkter Eintrag in den Wasserkreislauf.
Von 1993 bis 2002 wurden in einer 6-feldrigen Fruchtfolge am Standort Gülzow in Mecklenburg-Vorpommern auf dem ökologisch bewirtschafteten Versuchsfeld und einer konventionellen Vergleichsvariante die Nitrat-Stickstoff-Gehalte im Boden in einer Tiefe von 0 bis 90 cm zu Vegetationsende und Vegetationsbeginn bestimmt. Die Probenahme wurde mit dem Bohrstock, die Nitratbestimmung durch Hydrazinreduktion im Analyseautomaten (SKALAR) vorgenommen. Die statistische Auswertung der mehrjährigen Ergebnisse erfolgte mit der Statistiksoftware SAS (Statistical Analysis System) und der Prozedur MIXED nach PIEPHO und MICHEL (2001).
Sowohl im Herbst als auch im Frühjahr wurden bei ökologischer Bewirtschaftung geringere NO3-N-Gehalte festgestellt als im konventionellen System. Bei ökologischer und bei konventioneller Bewirtschaftung waren Mittelwert und Streuung im Herbst größer als im Frühjahr. Die Nitrat-Stickstoff-Gehalte im Herbst wurden besonders durch die Bewirtschaftung (Fruchtfolge) beeinflusst. Hohe Gehalte von 113 kg/ha bei konventioneller bzw. 95 kg/ha bei ökologischer Bewirtschaftung traten im Mittel bei der Kombination Körnerfuttererbsen-Wintergetreide auf. Hohe Werte (ca. 80 kg/ha) ergaben sich auch bei Herbstfurche mit und ohne Dung nach unterschiedlichen Kulturen. Das im ökologischen Landbau weit verbreitete Fruchfolgepaar Kleegras-Wintergetreide wies zu Vegetationsende Nitrat-Stickstoff-Gehalte von 87 kg/ha auf. Geringe Gehalte wurden in erster Linie bei Bodenbedeckung über Winter festgestellt, unabhängig ob ökologisch oder konventionell gewirtschaftet wurde. So ergaben sich auf Flächen mit Kleegrasuntersaaten oder Zwischenfrüchten Gehalte von ca. 25 kg/ha. Die Differenz aus den Frühjahrs- und Herbstwerten wurde als Gewinn bzw. Verlust bewertet (KURZER et. al., 1997; GRUBER et. al., 1998). Im Mittel der Fruchtfolge traten in beiden Systemen in fast allen Jahren Nitrat-Stickstoff-Verluste auf. Dabei waren diese im ökologischen System tendenziell geringer als im konventionellen Anbau. Der Einfluss der Bewirtschaftung/Fruchtfolgestellung war dagegen hoch signifikant. Die Betrachtung der Nitrat-Stickstoff-Differenzen Frühjahr-Herbst ergab hohe jahresbedingte Unterschiede. Die Betrachtung der Differenzen in Abhängigkeit von der Fruchtart ergab hohe Verluste beim Anbau von Wintergetreide nach Körnererbsen und Kleegras.
Deutlich geringere Differenzen ergaben sich bei der Kombination Herbstfurche – Dung bei ökologischer Bewirtschaftung sowie beim Anbau von Getreide nach Leguminosen-Getreide-Gemenge. Positive Effekte wurden beim Anbau von Zwischenfrüchten und bei Kleegrasumbruch im Frühjahr festgestellt.

Additional Summary

In ecological managed systems nitrogen often is the limiting factor for growth. That is why efforts for the effective use of nitrate-nitrogen within a crop rotation are main focus in many investigations. This problem is especially important on sandy soils with low humus in north-east Germany. The more sandy the soil the lower is the ability to accumulate water and nutrients. In consequence the danger of nutrients leaching is increasing, especially for nitrogen. On the one hand nitrogen is lost in the cycle of a farm, on the other hand it is followed by an increasing accumulation in the cycle of ground water.
In a six-year crop rotation in the location of Gülzow (Mecklenburg-Vorpommern) contents of nitrate-nitrogen in soils has been analyzed in a depth between 0 and 90 cm on a organic and conventional managed experimental field to compare the results. Samples were taken with an soil auger. Nitrate was analyzed by hydrazin reduction in an analysing automat (SKALAR). For statistical evaluation SAS (Statistical Analysis System) and for clearing of unorthogonal data procedure MIXED of PIEPHO and MICHEL (2001) were used.
Contents of nitrate-nitrogen in autumn and spring are lower for organic management than for conventional. Nitrogen losses during winter are subjected to heavy annual variations. High contents of nitrate-nitrogen in the end of vegetation resulted in high losses on sandy soils in winter. The amount of contents of nitrate-nitrogen in the end of vegetation is heavily influenced by the crop rotation and the management connected with this crop. Danger of high losses of nitrate-nitrogen during the winter is especially big in the growing of winter grain with legumes grown before. Losses through leaching can be decreased by catch crops and by high degree of soil covering for example with clover and grass.

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