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Rolle des Phosphors als Steuerungsgröße des Stickstoffertrages und der Phytodiversität ökologisch bewirtschafteter Dauergrünlandbestände

Mahnke, Barbara; Korpat, Daniel; Erlinghagen, Rebekka; Wrage-Mönnig, Nicole and Müller, Jürgen (2017) Rolle des Phosphors als Steuerungsgröße des Stickstoffertrages und der Phytodiversität ökologisch bewirtschafteter Dauergrünlandbestände. [Role of phosphorus as a key component for managing grasslands N-yield and phytodiversity in organic farming.] Universität Rostock, Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät, Professur Grünland und Futterbauwissenschaften, D-Rostock .

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Summary

In einem konzeptionellen Projektansatz, der sowohl Felderhebungen, Feldversuche, Gefäßversuche und Laboranalysen umfasste, wurde der Frage der Bedeutung der Bodenphosphor-Trophie für die Präsenz, die Entwicklung und die Leistungsfähigkeit von Grünlandleguminosen im Ökologischen Landbau nachgegangen.
Ziel der Untersuchungen war es, die Bivalenz des Phosphors, der einerseits die Leguminosen und damit den N-Ertrag fördern kann und andererseits die Phytodiversität zu reduzieren vermag, näher zu ergründen. Es zeigte sich, dass die Präsenz von Grünlandleguminosen auf heterogenem Dauergrünland weder vom Gehalt an pflanzenverfügbarem P noch den einzelnen P-Fraktionen hinreichend erklärt werden konnte. Demnach spielen erratische bzw. weitere nicht kontrollierte Umweltbedingungen eine mindestens ebenso wichtige Rolle bei der kleinräumigen Verbreitung der Leguminosen auf dem Dauergrünland. Bei überhöhten P-Gehalten war tendenziell eine Verringerung der Phytodiversität zu konstatieren, wobei diese Beziehung im Bereich moderater P-Level weniger stark ausgeprägt war als in internationalen Studien, die sich nicht auf Öko-Grünland beschränkten. Offenbar vermochte der Phosphor aufgrund der N-Co-Limitierung im System des Ökologischen Landbaus keine vergleichbar verdrängende Wirkung via Förderung konkurrenzstärkerer, aber auch Nährstoff-bedürftigerer Florenvertreter zu entfalten. Beide Befunde weisen auf die realistische Möglichkeit hin, unter hiesigen Bedingungen eine moderate P-Düngung zur Förderung der Grünlandleguminosen ohne markant negative Auswirkungen auf die Phytodiversität zu rechtfertigen und damit auch zu praktizieren. Hierfür stehen verschiedene Düngemittel zur Verfügung, von denen sich in unseren Feldversuchen der zugelassene Standarddünger ‚Physalg‘ besonders für die kurzfristige Behebung von P-Defiziten sowie für die Unterstützung der Leguminosenetablierung empfahl, wohingegen das mit elementarem Schwefel versetzte Knochenkohle- Präparat seine Stärken in der Langzeitstabilisierung der Leguminosenanteile hatte und weniger zur Bodeneutrophierung neigte, was es zum Einsatz in floristisch wertvollen, artenreichen Grünlandbeständen prädestiniert. Die potenziellen P-Alternativen, die Recycling-Präparate ‚Leachphos‘ und ‚AshDec‘, erwiesen sich in ihrer Ertragswirkung der der für den Ökolandbau zugelassenen P-Dünger als ebenbürtig. Insgesamt waren die Ertragseffekte aller geprüften P-Dünger jedoch gering und daher auch selten abzusichern. Die in einigen Aufwüchsen festgestellte Interaktion Leguminosenart x Art des P-Düngers kann mit der unterschiedlichen Wurzelmorphologie und dem damit einhergehenden unterschiedlichen P-Aneignungsvermögen auch bei geringen PDL-Werten erklärt werden.

Summary translation

The influence of different soil phosphorus levels on grassland legumes’ presence and performance was investigated within a study framework consisting of field surveys, field experiments, pot experiments and laboratory analyses at different organic grassland sites. The aim was to achieve a better knowledge about the bivalent nature of phosphorus; a plant macronutrient that is able to promote legumes and thus the nitrogen yield, but may concurrently reduce phytodiversity.
Neither plant available phosphorus contents in the topsoil nor different P fractions could satisfactorily explain presence and distribution patterns of legumes in organically farmed grasslands. We concluded that other erratic factors or uncontrolled environmental conditions besides phosphorus nutrition must be responsible for the small scale spatial distribution of grassland legumes. We could confirm that an increase in plant available topsoil P-content tended to reduce phytodiversity. However, this relationship was weaker than in previous international studies that were not restricted to organically farmed grassland. We attributed this finding to the co-limitation of nitrogen as a characteristic of organic farming, which obviously prevented phosphorus from acting as a strong promotor of competitive species responsible for strong declines in phytodiversity. Thus, fostering grassland legumes on organic grasslands by moderate P fertilization and preserving phytodiversity must not necessarily be a contradiction. Some P fertilizers were found to be useful to facilitate grassland legumes development and performance. As a result of our field plot experiments, the standard fertilizer “Physalg” can be recommended for a fast resolution of P deficiencies and promotion of legume establishment. The bone char fertilizer supplemented with elemental sulphur was especially suitable for the long-term stabilisation of grassland legumes in the sward without tending to cause soil P-eutrophication. This property predestines bone char for applications in floristically valuable grasslands with a high biodiversity. The alternative recycling fertilizers “Leachphos” and “AshDec” reached levels of nutritional P efficiency comparable to approved standard fertilizers. However, P effects on dry matter yield of grass/legume mixtures were generally limited. The interaction of fertilizer x kind of legume sometimes observed can be attributed to the specific root morphology of the different legume species and the associated P uptake capabilities.

EPrint Type:Report
Keywords:BÖLN, BOELN, BÖL, BOEL, FKZ 12OE008, Phosphorversorgung, Grünland, Grünlandleguminosen, Felderhebungen, Phosphorus, Phytodiversity, Grassland legumes, Organic foraging
Subjects: Crop husbandry > Production systems > Pasture and forage crops
Soil > Nutrient turnover
Environmental aspects > Biodiversity and ecosystem services
Research affiliation: Germany > Federal Organic Farming Scheme - BOELN > Plants > Pflanzenernährung
Germany > University of Rostock
Related Links:http://www.bundesprogramm.de, http://orgprints.org/cgi/search/advanced?addtitle%2Ftitle=&keywords=12OE008&projects=BOEL&_order=bypublication&_action_search=Suchen
Deposited By: Müller, Dr. Jürgen
ID Code:32078
Deposited On:29 Aug 2017 11:48
Last Modified:05 Sep 2018 06:25
Document Language:German/Deutsch
Status:Unpublished
Refereed:Not peer-reviewed
Additional Publishing Information:Gefördert durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages im Rahmen des Bundesprogramms Ökologischer Landbau und andere Formen nachhaltiger Landwirtschaft.
Projektleitung: Dr. Jürgen Müller, Universität Rostock, Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät, Professur Grünland und Futterbauwissenschaften

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