Jung, Ruediger (2003) Stickstoff-Fixierleistung von Luzerne (Medicago sativa L.), Rotklee (Trifolium pratense L.) und Persischem Klee (Trifolium resupinatum L.) in Reinsaat und Gemenge mit Poaceen -Experimentelle Grundlagen und Kalkulationsverfahren zur Ermittlung der Stickstoff-Flächenbilanz. [Symbiotic nitrogen fixation by lucerne (Medicago sativa L.), red clover (Trifolium pratense L.) and Persian clover (Trifolium resupinatum L.) in pure stands and in mixtures with poacea - Basic principles and procedures for calculating nitrogen balance.] Thesis, Georg-August-Universität Göttingen , Fakultät für Agrarwissenschaften. Elektronische Dissertationen der Georg-August-Universität. .
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Summary
Stickstoff ist ein essentielles Element für den pflanzlichen Metabolismus. Im ökologischen Landbau ist die symbiotische N2-Fixierung der Leguminosen die tragende Säule für die Stickstoffversorgung der Feldfrüchte. Neben Körnerleguminosen werden vor allem verschiedene Futterleguminosen (verschiedene Kleearten, Luzerne), oft im Gemenge mit Poaceen, angebaut. Auch für konventionell wirtschaftende Betriebe kann der Anbau von Leguminosen von Interesse sein.
Die Quantifizierung der symbiotischen Stickstoff-Fixierleistung beim Anbau von Leguminosen ist von besonderer Relevanz, da durch die Kenntnis der N-Einträge in eine Ackerbaufläche N-Flüsse nachvollzogen werden können. In dreijährigen Feldversuchen (1998 bis 2001) in Niedersachsen (Bundesrepublik Deutschland) wurde bei Luzerne, Rotklee und Persischem Klee der Trockenmasse-Ertrag, die Ernterest-Menge sowie die Stickstoff-Akkumulation in Spross und Wurzel ermittelt. Ferner wurde die symbiotisch fixierte Stickstoff-Menge sowie der vereinfachte Stickstoff-Flächenbilanzsaldo bestimmt. Die im Rahmen der Untersuchungen genutzten Standorte Reinshof (Landkreis Göttingen), Oederquart (Landkreis Stade) und Dasselsbruch (Landkreis Celle) wiesen deutliche Unterschiede hinsichtlich des Bodentyps und des Klimas auf. Die Versuchsserien umfassten ein oder zwei Hauptnutzungsjahre mit zwei Anbauformen, Reinsaat und Gemenge mit Poaceen. Im Untersuchungszeitraum wurden bei Luzerne und Rotklee in Reinsaat je drei Sorten über- und zweijährig angebaut. Des Weiteren wurden bei Persischem Klee im einjährigen Anbau zwei Sorten in Reinsaat geprüft. Gemenge mit Gräsern wurden mit jeweils einer Leguminosen-Sorte angebaut. Das Schnittgut (drei oder vier Schnitte je Hauptnutzungsjahr) wurde nach der Ernte von den Parzellen entfernt. Die symbiotische Stickstoff-Fixierleistung und die bodenbürtige Stickstoff-Aufnahme der Leguminosen wurde mit der δ15N-Methode sowie mit der erweiterten Differenzmethode untersucht. Darüber hinaus wurde zu jedem Schnitttermin die CaCl2-extrahierbare Nmin-Menge im Boden erfasst.
Die Ergebnisse der Feldversuche wurden verwendet, um aufbauend auf einem vorhandenen Modell Stickstoff-Flächenbilanzsalden abzuleiten. Es wurde gezeigt, dass enge Zusammenhänge zwischen den jährlichen Schnittguterträgen und den von den Leguminosen akkumulierten Stickstoff-Mengen in Spross und Wurzel bestehen. Für jedes Nutzungssystem wurden Kalkulationstabellen entwickelt, die die zu erwartenden vereinfachten oder erweiterten Stickstoff-Flächenbilanzsalden beim Anbau von Futterleguminosen widerspiegeln sollen. Soweit Literaturdaten zur Stickstoff-Rhizodeposition sowie zur Remineralisation des über Stickstoff-Rhizodeposition in den Boden abgegebenen Stickstoffs verfügbar waren, wurden erweiterte Stickstoff-Flächenbilanzsalden abgeleitet.
Für Gemenge wurden - soweit erkennbar - erstmals Kalkulationsdaten zur Stickstoff-Flächenbilanz abgeleitet, die der land- und wasserwirtschaftlichen Fachberatung zur Verfügung gestellt werden können. Anhand der erzielten Schnittguterträge der Pflanzenbestände und unter Kenntnis des Angebotes an pflanzenverfügbarem Stickstoff im Boden können Stickstoff-Flächenbilanzsalden für die geprüften Nutzungssysteme berechnet werden.
Summary translation
The dry matter yield, crop residue and the total nitrogen accumulated by shoots and roots in lucerne (Medicago sativa), red clover (Trifolium pratense) and Persian clover (Trifolium resupinatum) were determined in a three-year field study carried out from 1998 to 2001 in Lower Saxony, Germany. The level of symbiotic nitrogen fixation and simplified nitrogen balances were also calculated. The field sites were at Reinshof (District of Göttingen), Oederquart (District of Stade) and at Dasselsbruch (District of Celle). The soil types and climate of the field sites varied distinctly. Two kinds of crop stands, monocropped and intercropped with grasses, were both established for one and two growing seasons. Additionally, three varieties each of lucerne and red clover, as well as two varieties of Persian clover, were cultivated in pure stands. Only one variety of each legume species was intercropped with grasses. The forage yield was removed from field plots after each cutting (three or four cuttings per year). The levels of symbiotically fixed nitrogen and nitrogen derived from the soil accumulation in shoot and root were estimated using the natural 15N abundance method and the extended difference method. At each cutting, mineral nitrogen (Nmin) was extracted from the soil using CaCl2
The results from the field studies and a model were used to calculate the nitrogen balances. A close correlation was found between the annual forage yield and the accumulated nitrogen in the shoots and roots of legumes. For each cropping system of forage legumes, calculation tables were developed which show the expected simplified or extended nitrogen net balances. If available, data for nitrogen rhizodeposition and remineralisation from literature was taken into account. Thus, extended nitrogen balances were also calculated.
As far as is apparent, the present study was the first to calculate data which can be used to determine the net balances of nitrogen for mixtures. This data can now be used by water management and extension services. The nitrogen balance for cropping systems can now be calculated from the legume forage yield and the plant available nitrogen derived from the soil.
| EPrint Type: | Thesis |
|---|---|
| Thesis Type: | Ph.D. thesis |
| Keywords: | symbiotische Stickstoff-Fixierung, Stickstoff-Flächenbilanz, Futterleguminosen, Medicago sativa, Trifolium pratense, Trifolium resupinatum |
| Subjects: | Crop husbandry > Production systems > Cereals, pulses and oilseeds |
| Research affiliation: | Germany > University of Göttingen > Plant Production |
| Deposited By: | Jung, Dr. Ruediger |
| ID Code: | 2241 |
| Deposited On: | 06 May 2004 |
| Last Modified: | 12 Apr 2010 07:28 |
| Document Language: | German/Deutsch |
| Status: | Published |
| Refereed: | Not peer-reviewed |
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