Versorgungslage ökologisch bewirtschafteter Böden mit Grundnährstoffen, Stickstoff und Humus

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1 Versorgungslage ökologisch bewirtschafteter Böden mit Grundnährstoffen, Stickstoff und Humus Futtermittel Pflanze Tier Nährstoffe für das Pflanzenwachstum organische Dünger Boden Oktober 2014 Dr. Hartmut Kolbe

2 Beispiel Sachsen Oktober 2014 Dr. Hartmut Kolbe

3 Intensivierung des Nährstoffmanagements in Ökobetrieben Sachsens F/E-Projekt durch HTW Dresden-Pillnitz (ZAFT e.v.) ( ): Prof. Dr. K. Schmidtke J. Lauter Y. Wendrock B. Wunderlich Untersuchung des Ist-Zustandes unter Nutzung von Methoden der Bodenuntersuchung, Bilanzierung, Düngungsbemessung und weiterer Untersuchungen (u.a. Fruchtfolge, Viehhaltung, etc.) durch Schlagkarteiaufzeichnungen, Befragungen, Laboranalysen, etc. auf den landwirtschaftlichen n Herausarbeitung von Entwicklungstrends, Schwachstellen und Stärken Formulierung von Empfehlungen zur Beratung und Weiterentwicklung von Instrumenten des Nährstoffmanagements (u.a. ÖKO-BEFU) Oktober 2014 Dr. Hartmut Kolbe

4 Untersuchungsparameter auf den n (repräsentativer Querschnitt von Sachsen wird angestrebt) Untersuchungsumfang: 32, alle Regionen (= ca. 10 %), 6740 ha (= ca. 23 %) mit 810 Ackerschlägen 6 Jahre = 4860 Ackerschlagsjahre Standortdaten: Agrarstrukturgebiet, Bodenart, Höhenlage, Jahresniederschlag, Durchschnittstemperatur Ackerschlagkarteiaufzeichnungen: Schlag-Name, Fruchtarten (d. Fruchtfolge), Hauptprodukt-Ertrag, Nebenprodukt, Zwischenfrüchte, Düngung, etc., Tierarten u. Anzahl, - Leistung, Zukauf, Verkauf Bodenuntersuchung (Acker- u. Grünland): N min, S min (unvollständig), ph, pflanzenverfügbare Grundnährstoffe (P, K, Mg), Mikronährstoffe (B, Mo, Cu, Mn, Zn), Bewertung nach VDLUFA A-E-System Bilanzierung (Schlag-, Flächen-, Hoftor-, Netto-, Brutto-): legume N-Bindung, N, P, K, Mg, (S), Humus, Methoden und Bewertung nach VDLUFA- u. anderen Richtlinien (z.b. PARCOM) Düngungsbemessung: N auf Grund Fruchtfolge, Humusbilanz, N-Bilanz u. a. Systemen, Kalk u. ph-wert, P, K, Mg durch BEFU-Berechnungen Oktober 2014 Dr. Hartmut Kolbe

5 Aggregierte Acker-Schlagbilanzen von 32 Ökobetrieben aus Sachsen (SCHMIDTKE et al., 2014) (kg Reinnährstoffe bzw. Humusäquivalente (HÄQ-C) je ha u. Jahr) Zufuhr Organische und mineralische Düngung N P K Mg HÄQ-C Symbiot. N-Bindung 54 Sonstige N-Zufuhr: 40 Deposition, asymbiot. N- Bindung, Saat- u. Pflanzgut Summe Humusmehrer und -zehrer 137 Abfuhr Ernteprodukte Saldo Mittelwert Minimum Maximum Oktober 2014 Dr. Hartmut Kolbe

6 Beziehungen zwischen Humusbilanz, N-Saldo und legume N-Bindung von 32 Ökobetrieben Oktober 2014 Dr. Hartmut Kolbe

7 Entwicklung der löslichen P- und K-Gehalte des Bodens von Ackerschlägen aus 32 n (Jahr 2004 und 2014): Abnahme der Klassen E C Zunahme der Klassen B - A Oktober 2014 Dr. Hartmut Kolbe

8 Versorgungslage in Deutschland 1. Humus und Stickstoff Oktober 2014 Dr. Hartmut Kolbe

9 Leguminosen, organische Dünger und N-Ackerschlagbilanz Land Quelle Anzahl Leguminosen i. d. F.-Folge (%) Legume N- Bindung (kg N/ha u.jahr) Organ. Dünger (kg N/ha u.jahr) N-Saldo (kg N/ha u.jahr) MW MIN MAX MW MIN MAX MW MIN MAX MW MIN MAX SN SCHMIDTKE et al. (2014) 32 SA N min -Diff. zu Frühj. konvent. Landw. Nach (kg N/ha) Ernte Herbst Oktober 2014 Dr. Hartmut Kolbe HARZER (2006) NRW, BW HAAS et al. (2007) 26 (Hoftor) D SCHMID et al. (2013) 28 HE BROCK et al. (2013) 15 TH TLL (2010) 25 Dauertestflächen Mittelwert (18) ca. 13 (-27+40) Optimaler N-Saldo: 5 45 kg N/ha u. Jahr, Handlungsbedarf

10 Humus-Schlagbilanz und Versorgungsstufen Land Quelle Anzahl Mittelwert Humus- Saldo (kg HÄQ-C/ha u. Jahr) Versorgungsstufen Humusbilanz MW MIN MAX A B C D E SN SCHMIDTKE et al. (2014) SA HARZER (2006) 15 NRW, BW HAAS et al. (2007) 26 (Hoftor) D SCHMID et al. (2013) 28 ca HE BROCK et al. (2013) 15 ca TH TLL (2010) VDLUFA-Versorgungsklassen: A = sehr niedrig, B = niedrig, C = mittel, D = hoch, E = sehr hoch Optimal im Ökolandbau, Handlungsbedarf Dauertestflächen Oktober 2014 Dr. Hartmut Kolbe

11 Ertragsdifferenz (%) (%) Einfluss zusätzl. Versorgung mit organischer Substanz auf die Ertragsdifferenzen bei unterschiedlichen Humussalden (39 Dauerversuche) Versorgungsgruppen: A B C D E 350,0 300,0 250,0 ohne N-Düngung (KON) (N = 266) ohne N-Düngung (ÖKO) 1-50 kg/ha N-Düngung ohne Düngung (KON+ÖKO) Polynomisch (ohne Düngung (KON+ÖKO)) 200,0 150,0 C R² = 0,115*** 100,0 50,0 11 0,0-800,0-600,0-400,0-200,0 0,0 200,0 400,0 600,0 800,0 1000,0 22. Oktober 2014 Dr. Hartmut Kolbe STAND-Methode (kg C/ha)

12 Versorgungslage in Deutschland 2. Phosphor Oktober 2014 Dr. Hartmut Kolbe

13 P-Schlagbilanz und Boden- Versorgungsklassen Land Quelle Anzahl P-Bilanz (kg P/ha u.jahr) Ackerschläge Mittelwert Versorgungsklassen P-Gehalt Ackerschläge Versorgungsklassen P-Gehalt Grünlandschläge MW MIN MAX A B C D E A B C D E SN SCHMIDTKE et al. (2014) SA HARZER (2006) NRW, BW HAAS et al. (2007) 26 (Hoftor) NRW LEISEN (2013) BW MOKRY & RECKNA- GEL ( Testflächen TH ZORN (2007) VDLUFA-Versorgungsklassen: A = sehr niedrig, B = niedrig, C = mittel, D = hoch, E = sehr hoch Optimal im Ökolandbau, Ziel P-Saldo 0 kg P/ha, Handlungsbedarf Dauertestflächen Oktober 2014 Dr. Hartmut Kolbe

14 Ertragsdifferenz (%) Einfluss der mineral. P-Düngung auf die Ertragsdifferenz bei unterschiedlichen P-Bodengehalten 150 (Öko-Versuche) Versorgungsklassen: A B C D E Standort Versuchsansteller Institution, Ort Baden-Württemberg Schulz, Müller Univ. Hohenheim B Brandenburg Dittmann LVLF,Stahnsdorf Hessen Steffens, Leithold Univ., Gießen Mecklenburg-VP Gruber LFA f. Landw. u. Fisch.,Gülzow Niedersachsen Meyercordt LWK, Hannover Rheinland-Pfalz Emmerling Univ. Trier Sachsen Kolbe LfULG, Leipzig Sachsen-Anhalt Debruck, Koch LLFG, Bernburg Oktober 2014 Dr. Hartmut Kolbe P-CAL (mg/100 g Boden)

15 P-Bodenänderung (mg/100 g) Beziehung zwischen P-Saldo und P-Bodenänderung (konvent. Dauerversuche, 601 Var.) 2,000 1,500 y = 0,0092x + 0,0461 R 2 = 0,407 1,000 0,500 0,000-60,00-10,00 40,00 90,00 140,00-0,500-1,000-1, Oktober 2014 Dr. Hartmut Kolbe P-Saldo (kg/ha)

16 Versorgungslage in Deutschland 3. Kalium und Magnesium Oktober 2014 Dr. Hartmut Kolbe

17 K-Schlagbilanz und Boden- Versorgungsklassen Land Quelle Anzahl K-Bilanz (kg K/ha u.jahr) Ackerschläge Mittelwert Versorgungsklassen K-Gehalt Ackerschläge Versorgungsklassen K-Gehalt Grünlandschläge MW MIN MAX A B C D E A B C D E SN SCHMIDTKE et al. (2014) SA HARZER (2006) NRW, BW HAAS et al. (2007) 26 (Hoftor) NRW LEISEN (2013) BW MOKRY & RECKNA- GEL ( Testflächen TH ZORN (2007) VDLUFA-Versorgungsklassen: A = sehr niedrig, B = niedrig, C = mittel, D = hoch, E = sehr hoch Optimal im Ökolandbau, Ziel K-Saldo leichte Böden: ca. +15 kg K/ha, schwere Böden: bis -40 kg/ha akzeptabel, Handlungsbedarf Dauertestflächen Oktober 2014 Dr. Hartmut Kolbe

18 Mg-Schlagbilanz und Boden- Versorgungsklassen Land Quelle Anzahl Mg-Bilanz (kg Mg/ha u. Jahr) Ackerschläge Mittelwert Versorgungsklassen Mg-Gehalt Ackerschläge Versorgungsklassen Mg-Gehalt Grünlandschläge MW MIN MAX A B C D E A B C D E SN SCHMIDTKE et al. (2014) SA HARZER (2006) 15 NRW, BW HAAS et al. (2007) 26 (Hoftor) NRW LEISEN (2013) BW MOKRY & RECKNA- GEL ( Testflächen TH ZORN (2007) VDLUFA-Versorgungsklassen: A = sehr niedrig, B = niedrig, C = mittel, D = hoch, E = sehr hoch Optimal im Ökolandbau Dauertestflächen Oktober 2014 Dr. Hartmut Kolbe

19 Ertragsdifferenz (%) Einfluss der mineral. K-Düngung auf die Ertragsdifferenz bei unterschiedlichen K-Bodengehalten (Öko-Versuche) Versorgungsklassen: A B C D E B Oktober 2014 Dr. Hartmut Kolbe Standort Versuchsansteller Institution, Ort Brandenburg Dittmann LVLF,Stahnsdorf Hessen Spieß IBDF, Darmstadt Mecklenburg-VP Gruber LFA f. Landw. u. Fisch., Gülzow Niedersachsen Haase Univ. Kassel, Witzenhausen K-CAL (mg/100 g Boden) Meyercordt LWK, Hannover Nord-Rhein-W. Paffrath, Leisen LWK, Köln Sachsen Kolbe LfULG, Leipzig Laber LfULG, Dresden Sachsen-Anhalt Debruck, Koch LLFG, Bernburg

20 Beziehungen zwischen K-Saldo und K-Bodenänderung verschiedener Bodenarten (konvent. Dauerversuche, 1033 Var.) Leichte Böden: Auswaschung größer als Nachlieferung Mittlere schwere Böden: Nachlieferung größer als Auswaschung Oktober 2014 Dr. Hartmut Kolbe

21 Versorgungslage in Deutschland 4. ph-wert und Kalk Oktober 2014 Dr. Hartmut Kolbe

22 ph-wert und Boden- Versorgungsklassen Land Quelle Anzahl Mittelwert Versorgungsklassen ph-wert Ackerschläge Versorgungsklassen ph-wert Grünlandschläge A B C D E A B C D E SN SCHMIDTKE et al. (2014) SA HARZER (2006) 15 NRW, BW HAAS et al. (2007) 26 (Hoftor) NRW LEISEN (2013) BW MOKRY & RECKNA- GEL ( Testflächen TH ZORN (2007) VDLUFA-Versorgungsklassen: A = sehr niedrig, B = niedrig, C = mittel, D = hoch, E = sehr hoch Optimal im Ökolandbau, Handlungsbedarf Dauertestflächen Oktober 2014 Dr. Hartmut Kolbe

23 Fazit Oktober 2014 Dr. Hartmut Kolbe

24 Nährstoffkreislauf ist nicht geschlossen! Abfuhr: Pflanzliche Produkte Tierische Produkte Pflanze Futtermittel Tier Durch die Abfuhr von landwirtschaftlichen Produkten entstehen Nährstoffverluste, die auf Dauer wieder ersetzt werden müssen Nährstoffe für das Pflanzenwachstum organische Dünger Boden Oktober 2014 Dr. Hartmut Kolbe

25 Nährstoffkreislauf auf lange Sicht schließen! Abfuhr: Pflanzliche Produkte Tierische Produkte Futtermittel Aufbereitung Rezyklierung Pflanze Nährstoffe für das Pflanzenwachstum Tier organische Dünger Zufuhr: Organische Dünger Mineralische Dünger Boden Oktober 2014 Dr. Hartmut Kolbe

26 Nährstoffaufschluss durch Stärkung des inneren Kreislaufs Maßnahmen: Futtermittel Abwechslungsreiche Fruchtfolgen Tiefwurzelnde Pflanzen Zwischenfrüchte Pflanze Tier Gründüngung Nährstoffe für das Pflanzenwachstum organische Dünger Grüne Welle stetiger Bodenbewuchs Reichhaltige Landschaft Boden Oktober 2014 Dr. Hartmut Kolbe

27 Schlussfolgerungen Nährstoffbilanzen und Bodengehalte der Acker- und Grünlandschläge von Ökobetrieben weisen oft einen negativen Trend auf. Nicht nur in Marktfruchtbetrieben und auf leichten Böden sind daher die Nährstoffkreisläufe z.t. weit geöffnet. Bei guter Nährstoffversorgung kann zunächst ein Überhang abgeschöpft werden. Bei knappen Boden-Reserven besteht Handlungsbedarf zur Sicherung der Bodenfruchtbarkeit und Nachhaltigkeit der. Auf den n sollten auf Schlagebene mindestens die Merkmale Humus, Stickstoff, Grundnährstoffe, Spurenelemente und Kalk durch regelmäßige Bodenuntersuchung, Bilanzierung und Düngebedarfsermittlung im Auge behalten werden! Das Angebot an mineralischen (Recycling)-Düngern und organischen Düngemitteln sollte weiter verbessert werden! Oktober 2014 Dr. Hartmut Kolbe

28 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Oktober 2014 Dr. Hartmut Kolbe Quelle: Alföldi, FIBL, Schweiz