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Untersuchungen und Kalkulationstabellen zur Schätzung der N2-Fixierleistung und der N-Flächenbilanz beim Anbau von Lupinus albus und Lupinus luteus in Reinsaat und von Vicia faba und Pisum sativum in Reinsaat und im Gemenge mit Avena sativa

Jost, Dr. Britta (2003) Untersuchungen und Kalkulationstabellen zur Schätzung der N2-Fixierleistung und der N-Flächenbilanz beim Anbau von Lupinus albus und Lupinus luteus in Reinsaat und von Vicia faba und Pisum sativum in Reinsaat und im Gemenge mit Avena sativa. [Estimation of the nitrogen fixation and the N balance in cultivations of Lupinus albus and Lupinus luteus as sole crops and of Vicia faba and Pisum sativum as sole crops and in mixed stands with Avena sativa - resarches and calculation charts -.] Thesis, University Goettingen, Agronomy. Niedersächsische Staats- und Universitätsbibliothek Göttingen.

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98Kb

Online at: http://webdoc.sub.gwdg.de/diss/2003/jost/jost.pdf

Summary

In den Untersuchungsjahren 1999, 2000 und 2001 wurde in einem Kooperationsprojekt zwischen der Landwirtschaftskammer Hannover und dem Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung der Universität Göttingen ein Projekt zur N2-Fixierleistung und N-Flächenbilanz von Körnerleguminosen durchgeführt. Ziel des Vorhabens war die Entwicklung von Kalkulationstabellen zur Ableitung der N2-Fixierleistung und N-Flächenbilanz, u.a. für die Fachberatung im Ökologischen Landbau und in Wasserschutzgebieten. Es wurden auf vier Standorten Niedersachsens verschiedene Körnerleguminosenarten und -sorten in Reinsaat (Vicia faba, Pisum sativum zur Nutzung als Grünspeiseerbse und zur Körnernutzung, Lupinus albus sowie Lupinus luteus nur an zwei Standorten) geprüft. Im Gemenge wurden Vicia faba mit Avena sativa bzw. Pisum sativum mit Avena sativa (jeweils eine Sorte) zur Nutzung als Ganzpflanzensilage (BBCH 79) und zur Körnernutzung (BBCH 89) untersucht. Zu den Ernteterminen wurde die gesamtpflanzliche N-Menge (Spross und Wurzel) ermittelt. Die Schätzung der luft- und bodenbürtigen N-Mengen in den Pflanzen erfolgte mit Hilfe der d15N-Methode. Auch wurden die CaCl2-extrahierbaren Nmin-Mengen im Boden zum Zeitpunkt der Aussaat und der Ernte erfasst. In der Versuchreihe konnte gezeigt werden, dass die dikotyle Referenzpflanze Brassica napus auf Grund einer höheren 15N-Anreicherung für die Schätzung der symbiotischen N2-Fixierleistung besser geeignet war als die monokotylen Referenzpflanze Avena sativa.
Trotz der vielfältigen Einflussfaktoren auf die N-Aneignung und auf die Ertragsbildung (Bodenwasserhaushalt, Nährstoffangebot des Bodens, insbesondere mineralisches N-Angebot, unterschiedliche Witterungseinflüsse etc.) konnten durch Regressionen enge Zusammenhänge zwischen dem Kornertrag und der von den Pflanzen in Spross und Wurzel akkumulierten N-Menge der untersuchten Arten aufgezeigt werden. Diese Beziehungen bilden die Grundlage in dem Modell zur Schätzung der symbiotischen N2-Fixierleistung und der N-Flächenbilanz der verschiedenen Körnerleguminosenarten. Die pflanzenverfügbare N-Menge des Bodens wirkt sich auf das Verhältnis der N-Quellen (Boden und Luft) an der gesamtpflanzlichen N-Menge der Leguminosen aus. Aus diesem Grund ist das pflanzenverfügbare bodenbürtige N-Angebot als weitere Größe in dem Modell integriert. In einem letzten Schritt (erweiterte Kalkulation) werden die geschätzten luftbürtigen N-Mengen einberechnet, die über Rhizodeposition während der Vegetationsperiode von den Körnerleguminosen in den Boden abgegeben werden.
Das Kalkulationsmodell von SCHMIDTKE 2001 konnte genutzt werden, der land- und wasserwirtschaftlichen Fachberatung ein Instrumentarium für die Beratung zur Verfügung zu stellen, das auf umfangreichen, mehrjährigen Felddaten basiert. Anhand des Kornertrags und dem Angebot an pflanzenverfügbarem Stickstoff im Boden ist es möglich, die symbiotische N2-Fixierleistung und das N-Flächenbilanzsaldo der geprüften Körnerleguminosenarten und Nutzungssysteme (Leguminosenreinsaat und Leguminosen im Gemenge mit einer nicht nodulierenden Pflanze) in Form einfacher Tabellen abzuleiten.

Summary translation

In 1999 a three year lasting field experiment with different crop legumes from one to four species on four varying field sides in Lower Saxony was started. In detail Vicia faba, Pisum sativum as legume and as crop, Lupinus albus and Lupinus leuteus (only on two of the four sides) were integrated as sole crops (open sowing). Vicia faba and Pisum sativum participated as maslin with Avena sativa, harvested as total plant silage (BBCH 79) and as crop fruit (BBCH 89). The four locations (Borwede near Diepholz, Föhrste near Hildesheim, Göttingen and Groß Malchau near Uelzen) differed essentially in their natural state regarding the soil as well as the climatological conditions. One main aspect of this discourse was it to contribute to the protection of natural resources. The chief purpose was to develop an improved calculation model to estimate the symbiotic nitrogen fixation rate in legume cultivations.
In order to reach this aim the nitrogen contents in root and shoot were detected and the extractable mineral N contents in soils were determined using a CaCl2 method. The amount of the nitrogen derived from soil and atmosphere in the different plant organs was detected by using 15N isotope technique. The obtained data showed that different results in the N2 fixation rate are achieved when calculating with different reference plants. The studies integrated Brassica napus as well as Avena sativa and the 15N enrichment of the plant organs of the dicotyledon Brassica napus showed constantly higher 15N values than the monocotyledon plant Avena sativa so that Brassica napus was more suitable as a reference plant. The N2 fixation is inter alia affected by numerous environmental factors like particle size distribution, nutrients (especially nitrate), and further climatologically influences. With help of the great amount of data obtained of this field trial close correlations between corn yield and the total plant N (shoot and root) accumulated and the N derived from atmosphere were found and these data were used to deduce the N balance of the tested corn legumes.
Compromising the determined data and assessed amounts of N released by rhizodeposition of the leguminous plants to the soil an already existing method for calculating the N balance (SCHMIDTKE 2001) was used to handout a model for the agricultural and water engineering advisory service. The calculation model is relatively easy because the corn yield is the factor needed to deduce the N2 fixation rate and the N balance of the corn legumes integrated in the field trial.

EPrint Type:Thesis
Thesis Type:Ph.D. thesis
Keywords:Stickstoff-Flächenbilanz, symbiotische Stickstoff-Fixierung, Vicia faba, Pisum sativum, Lupinus albus, Lupinus luteus, Körnerleguminosen, Reinsaat, Gemengeanbau, Ganzpflanzensilage, Körnernutzung, Grundwasserschutz, Kalkulationstabellen, land- und wasserwirtschaftliche Fachberatung grain legumes, sole crops, mixed stands, total plant silage, grain crops, nitrogen fixation, n balance, conservation of ground water, calculation charts, agricultural and water engineering advisory service
Subjects: Crop husbandry > Production systems > Cereals, pulses and oilseeds
Research affiliation: Germany > University of Göttingen > Plant Production
Deposited By: Jost, Dr. Britta
ID Code:2968
Deposited On:07 Jul 2004
Last Modified:12 Apr 2010 07:29
Document Language:German - Deutsch
Status:Published
Refereed:Not peer-reviewed

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