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Viehlose Fruchtfolge im Ökologischen Landbau - Auswirkungen systemeigener und systemfremder Stickstoffquellen auf Prozesse im Boden und die Entwicklung der Feldfrüchte

Schmidt, Dr Harald (1997) Viehlose Fruchtfolge im Ökologischen Landbau - Auswirkungen systemeigener und systemfremder Stickstoffquellen auf Prozesse im Boden und die Entwicklung der Feldfrüchte. [Organic, arable crop rotation - effects of internal and external nitrogen sources on soil processes and the development of crops.] Thesis, Universität Gesamthochschule Kassel, Fachbereich Landwirtschaft, internationale Agrarentwicklung und ökologische Umweltsicherung. .

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3542Kb

Summary

In der vorliegenden Arbeit wurde ein viehloses Anbausystem im Rahmen des Ökologischen Landbaus hinsichtlich des Einflusses der Fruchtfolgezusammensetzung und der Düngung auf die Stickstoffdynamik und -ernährung, die Pflanzenentwicklung und die Stickstoffverluste durch Nitratverlagerung im Boden untersucht.
Untersuchungsgegenstand war der im Herbst 1991 am Fachgebiet Ökologischer Landbau der Universität Gesamthochschule Kassel angelegte Dauerversuch mit dem Thema Viehloser Ökologischer Landbau. Die Fruchtfolge dieses Versuchs bestand im Untersuchungszeitraum aus einer einjährigen Kleegras-Grünbrache und den drei nachfolgenden Marktfrüchten Kartoffeln, Winterweizen und Sommergerste. Nach Umbruch der Grünbrache im August und nach der Weizenernte erfolgte ein Zwischenfruchtanbau. In vier Düngungsvarianten wurde ? und wird weiterhin ? der Einsatz von Bioabfallkompost, einem Kompost aus getrennt erfaßten organischen Siedlungsabfällen, von Vinasse, einem sekundären Reststoff der Zucker- und Bioindustrie, und von einer Kombination beider Materialien dem ungedüngten System gegenübergestellt. Da jedes Fruchtfolgeglied in jedem Jahr angebaut wurde (d.h. vier zeitlich versetzte identische Fruchtfolgen), lag im Untersuchungszeitraum von 1992 bis 1996 jede Kultur mindestens viermal vor.
Die Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen:
* Für den durchschnittlichen Stickstoffimport in das System durch die Fixierleistung der Kleegras-Grünbrachen wurden 120 kg N/ha ermittelt. Er variierte jedoch innerhalb des Untersuchungszeitraums aufgrund der negativen Einflüsse durch Schädlings- und Krankheitsbefall sowie extremer Witterungsbedingungen von 20 bis 260 kg N/ha.
* Die Haupteinflußfaktoren der Ertragsbildung der Kartoffeln waren die Stickstoffversorgung und die Vegetationsdauer. Letztere wurde hauptsächlich durch den Pflanztermin und den Zeitpunkt des Befalls mit Phytophthora infestans beeinflußt. Die Stickstoffversorgung wurde durch eine hohe Stickstoffakkumulation der vorhergehenden Grünbrache und eine Bodenbearbeitung bis Anfang April erhöht, reichte aber auch bei schlechteren Bedingungen noch für einen Ertrag von mindestens 170 dt/ha (Handelsware). Das durchschnittliche Ertragsniveau lag bei 270 dt/ha, die Nitratgehalte der Knollen im Mittel bei ca. 30 ppm in der Frischmasse.
* Die Ertragsbildung des Winterweizens wurde vor allem durch die Witterung und die Stickstoffversorgung beeinflußt. Letztere wurde hauptsächlich durch die Nmin?Akkumulation im Herbst nach den Kartoffeln und durch die winterliche Nitrat
verlagerung bestimmt. Das Ertragsniveau lag im Durchschnitt bei 48 dt/ha (34 - 64 dt/ha), es konnten jedoch nur Proteingehalte von maximal 10,9 %
(im Mittel 10,5 %) erreicht werden.
* Die Ertragsbildung der Sommergerste wurde hauptsächlich durch den Saattermin beeinflußt. Bei einer Aussaat Anfang April reichte die Stickstoffversorgung für Erträge bis zu 43 dt/ha aus. Aufgrund ungünstiger Saatbedingungen lagen die Erträge in zwei Jahren jedoch unter 20 dt/ha und wiesen zudem eine ungenügende Braugerstenqualität auf. Eine frühe Bodenbearbeitung im Februar im Vergleich zu Terminen im April führte zu einer günstigeren Stickstoffverfügbarkeit im Frühjahr.
* Beim Einsatz von Bioabfallkompost (insgesamt 160 kg N/ha) in Winterweizen und Sommergerste lag die Stickstoffausnutzung durch das Korn um 6 % des Kompoststickstoffs. Die Ertragssteigerung betrug ca. 5,7 dt/ha. Der Proteingehalt wurde nicht beeinflußt. Schon die oben genannte Kompostmenge führte zu signifikanten, positiven Effekten auf den Humusgehalt und den pH-Wert im Boden, jedoch bisher zu keinen wesentlichen Effekten auf die nachfolgenden Früchte.
* Durch die Vinassedüngung zu Winterweizen im Frühjahr und nach der Ernte (insgesamt 100 kg N/ha) konnte eine Stickstoffausnutzung durch das Korn des Winterweizens und der nachfolgenden Sommergerste von ca. 21 % des Vinassestickstoffs erreicht werden. Neben einer Ertragssteigerung von zusammen 8,5 dt/ha wurde auch der Proteingehalt zum Teil deutlich erhöht. Ein wesentlicher Einfluß auf Bodenparameter und auf die nachfolgenden Früchte konnte bisher nicht nachgewiesen werden.
* Eine Kombination beider Düngemittel bewirkte nur additive Effekte.
* Aufgrund der Wassergehalte im Boden konnte der Zeitraum einer wesentlichen Nitratverlagerungsgefahr unterhalb von 90 cm auf den Zeitraum von Ende Oktober bis maximal Ende Mai eingeschränkt werden. Für die durchschnittliche Nitratverlagerung der untersuchten Fruchtfolge wurden 11 kg N/(ha*a) bestimmt. Einerseits variierten diese Werte jedoch aufgrund der niederschlagsbeeinflussten Sickerwassermengen der einzelnen Jahre, andererseits aber auch zwischen den verschiedenen Fruchtfolgeabschnitten. Während im Abschnitt Kartoffeln ? Winterweizen durchschnittlich ca. 32 kg N/ha verlagert wurden, war die Verlagerungsmenge im Rest der Fruchtfolge eher unbedeutend. Durch die Düngung wurde die verlagerte Stickstoffmenge nicht beeinflußt.
In der vorliegenden Arbeit wurde der Schluß gezogen, daß in viehlosen, ökologischen Fruchtfolgen mit einer einjährigen Kleegras-Grünbrache und gezieltem Einsatz geringer Mengen organischer Handelsdünger sowohl kurzfristig eine befriedigende Stickstoffversorgung erreicht werden kann als auch langfristig ausgeglichene Nährstoffbilanzen realisierbar sind.

Summary translation

From 1992 to 1996 an arable crop rotation was running as a field experiment at the Research Farm of the University of Kassel. The four main crops were an annual green fallow of clover grass, potatoes, winter wheat and spring barley. In three of the four treatments the cereals were fertilized with biological waste compost, sugar beet vinasse or a combination of both.
The N-input by fixation of clover ranged from 285 kg/ha to 19 kg/ha in the different years. The N-nutrition and the yields of potatoes were high, of wheat medium and of barley low. A clear influence of different green fallows as pre-crop can not be detected. The additional fertilization caused higher yields of the cereals in most cases.
The average of the estimated nitrate leaching from November to April under wheat was 41 kg N/ha, in the other leaching periods only 6 kg N/ha.
The N-input of a well developed green fallow meets the calculated requirements of this crop rotation.

EPrint Type:Thesis
Thesis Type:Dissertation
Keywords:Fruchtfolge; viehlos; Stickstoff; Kleegras; Kartoffeln; Winterweizen; Sommergerste; Bioabfallkompost; Vinasse; Nitratverlagerung
Subjects: Crop husbandry > Composting and manuring
Soil > Nutrient turnover
Crop husbandry > Production systems > Cereals, pulses and oilseeds
Research affiliation: Germany > University of Kassel > Department of Organic Farming and Cropping
Deposited By: Schmidt, Dr Harald
ID Code:3716
Deposited On:09 Oct 2004
Last Modified:12 Apr 2010 07:30
Document Language:German - Deutsch
Status:Published
Refereed:Not peer-reviewed

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