Auswirkungen
unterschiedlich genutzter Luzerne-bestände auf labile
Bodenstickstoff-Fraktionen
im pannonischen Klimaraum Ostösterreichs
J.K. Friedel,
R. Farthofer1, G. Pietsch1, B. Freyer1
Einleitung
Im Ökologischen
Landbau ist die biologische Stickstoff (N)-Fixierung durch die Leguminosen –
Rhizobium – Symbiose, v.a. als Futterleguminosenbestände, die wichtigste
Stickstoffquelle. Diese zeichnen sich durch eine hohe Menge an
Wurzelausscheidungen sowie Ernte- und Wurzelrückständen aus. Beides erhöht den
Pool an labilen organischen Substanzen im Boden und trägt durch eine
Stimulierung der N-Verfügbarkeit und Förderung der bodenbiologischen Aktivität
zu der positiven Vorfruchtwirkung dieser Kulturen auf Nichtleguminosen als
Nachfrüchte bei.
In den niederschlagsarmen
Ackerbaugebieten Ostösterreichs dominiert auch im Ökologischen Landbau die
viehlose Bewirtschaftung. Bei dieser Bewirtschaftungsform werden
Futterleguminosen, vor allem überjährige Luzerne, als Reinbestand oder als
Luzerne-Gräser-Gemenge angebaut. Die Bestände werden überwiegend als
Gründungung genutzt (Mulchnutzung). Da die Sommer trocken und die Winter kalt
sind, erfolgt die Umsetzung der Futterleguminosenresiduen im Boden nur
langsam. Es ist unklar, in wieweit es gegenüber Nichtleguminosenbeständen zu
einer Erhöhung labiler Bodenstickstoff-Pools kommt.
Weil der N-Gehalt von
Gräsern geringer als der von Leguminosen ist, ist eine stärkere Förderung
labiler Boden-N-Fraktionen durch Luzerne-Reinbestände als durch
Luzerne-Gräser-Gemenge anzunehmen. Ebenso wird bei Mulchnutzung ein stärkerer
Effekt auf die labilen N-Verbindungen im Boden erwartet als bei Schnittnutzung,
da mehr N-reiche Rückstände auf dem Feld verbleiben. Ziel dieser Untersuchung
war es, diese Annahmen zu überprüfen und die Unterschiede zu quantifizieren.
Material und
Methoden
Die Untersuchungsflächen auf der
Versuchswirtschaft Gross-Enzersdorf der Universität für Bodenkultur, Wien, (545
mm mittlerer Jahresniederschlag, 9.8°C Jahresdurchschittstemperatur,
Tschernoseme aus Löss) wurden 1997/98 auf Ökologischen Landbau umgestellt. In
zwei aufeinander folgenden Jahren wurden in zwei getrennten Versuchsanlagen (VA1
und VA2) (randomisierter Blockversuch in vier Wiederholungen) jeweils
folgende 6 Untersuchungsvarianten (4 Luzernevarianten und 2 Nichtleguminosen-varianten
zum Vergleich) angelegt:
1. Luzerne-Reinbestand, Mulch;
2. Luzerne-Gräser-Gemenge, Mulch;
3. Luzerne-Reinbestand, Schnitt;
4. Luzerne-Gräser-Gemenge,
Schnitt;
5. Gräser-Gemenge, Schnitt;
6. Roggen.
Die Hauptnutzungsjahre der
Luzernebestände waren 2000 (VA1) und 2001 (VA2), die Ansaat erfolgt im Sept. (VA1) bzw. August (VA2)
des Vorjahres. Die
beiden nachfolgenden Früchte waren jeweils Winterweizen und Winterroggen.
Bodenproben wurden jeweils im
April unter der ersten Folgefrucht Winterweizen und unter der zweiten
Folgefrucht Winterroggen entnommen. Die labilen Boden-N-Fraktionen in 0-90 cm
Bodentiefe wurden anhand des Mineralstickstoffs (Nmin, an insgesamt fünf Terminen im
Jahr), des in 0.5M K2SO4 extrahierbaren N, des
mikrobiellen N (Chloroform Fumigations-Extraktionsmethode) und des im
anaeroben Brutversuch mineralisierbaren N bestimmt.
Die Mittelwerte wurden nach
2-faktorieller Varianzanalyse mittels Tukey-Test (P<0,05)
verglichen.
Ergebnisse und Diskussion
Aufgrund von Trockenperioden im
Frühjahr 2000, Winter 2000/01, im Frühjahr 2001 und im Winter 2001/02 waren die
Böden von Sommer 2000 bis Winter 2001/02 außer unter Roggen relativ trocken
(pF-Werte über 2,5). Die Erträge der Luzernebestände (durchschnittl. TM-Ertrag
VA1, 2000: 6,5 t ha-1; VA2, 2001: 11,7 t ha-1) sowie der
Folgefrüchte in den Jahren 2000 bis 2002 waren wasserlimitiert. Der Umsatz der
Residuen war durch die Trockenheit in VA1 verlangsamt. Der Ertragsanteil der
Gräser im Gemenge war gering (Mittel von 3 Aufwüchsen, VA1, 2000: 23%; VA2,
2001: 8%).
In VA1 gab es keine Unterschiede
in den Nmin-Gehalten zwischen den Versuchsvarianten, wohl aufgrund
der geringen Erträge der Luzernebestände und des langsamen Umsatzes der
Residuen (Erg. nicht dargestellt). In VA2 waren nach Umbruch der Bestände unter
Winterweizen die Nmin-Gehalte nach Luzerne höher als nach
Gräser-Gemenge (Okt. 2001, März 2002). Unterschiede innerhalb der Luzernevarianten
gab es nicht. Keinen Effekt des Nutzungsregimes (Mulch / Schnitt) von
Kleegras auf den Nmin-Gehalt stellten ebenfalls Dreymann et al.
(2003) fest.
Die Gehalte des K2SO4-extrahierbaren
N unterschieden sich in 0-30 cm Bodentiefe zwischen den Varianten nicht. In
30-60 cm Tiefe waren die Gehalte nach Luzerne und Luzerne-Gräser-Gemenge
(Mulch) höher als nach Gräser-Gemenge (Abb. 1). Absicherbare Unterschiede
zwischen den verschiedenen Luzernevarianten ergaben sich nicht.
Die Gehalte an
mikrobiellem N der Versuchsvarianten unterschieden sich mit einer Ausnahme nicht.
In VA2 waren im April 2003 unter Roggen die Gehalte
in Var.
Luzerne-Gräser-Gemenge / Mulch höher als unter der entsprechenden
Schnittvariante (Ergebnisse nicht dargestellt).
Der im Brutversuch
mineralisierbare N war unter Winterweizen (VA1) und Winterroggen (VA2) in der
Var. Luzerne-Gräser-Gemenge / Mulch höher als in den Nichtleguminosenvarianten
(VA1) bzw. höher als in der Gräser-Variante (VA2). Unter Winterroggen (VA1) und
Winterweizen (VA2) traten keine Unterschiede auf (Abb. 2).
Schlussfolgerungen
Nach Anbau von Luzerne bzw.
Luzerne-Gräser-Gemengen waren im Boden unter den Nachfrüchten Winterweizen und
Winterroggen die Gehalte an Nmin (nur VA2, weniger trockene
Bedingungen), K2SO4-extrahierbarem und mineralisierbarem
N gegenüber Gräser-Gemenge als Vorfrucht teilweise erhöht. Die Gehalte an
mikrobiellem N waren dagegen durch Luzerneanbau nicht beeinflußt.
Entgegen den Annahmen
hatten die Nutzung (Mulch vs. Schnitt) sowie die Bestandeszusammensetzung (Luzerne-Reinbestand
vs. Gemenge) keinen Einfluss auf die labilen N-Fraktionen (Ausnahme: mikrobieller
N zu einem Termin). Dies kann auf die durch Wasserknappheit limitierte
Ertragsbildung der Luzernebestände, den geringen Gräseranteil im Gemenge und
den durch geringe Bodenfeuchte verlangsamten Umsatz der Residuen zurückgeführt
werden. Da die Trockenheit einer möglichen Differenzierung der Varianten
entgegenwirkt, bleibt offen, ob sich längerfristig Auswirkungen von
Nutzungsregime und Bestandeszusammensetzung zeigen werden.
Literatur
Dreymann,
S., Loges, R., Taube, F. (2002): Einfluss der Kleegrasnutzung auf
die N-Versorgung und Ertragsleistung marktfähiger Folgefrüchte unter
Berücksichtigung einer variierten organischen Düngung. In: Freyer, B.
(Hrsg.). Beiträge
zur 7. Wissenschaftstagung zum Ökologischen Landbau. S.
89-92. Universität
für Bodenkultur, Wien.
