Aspekte der ackerbaulichen Nutzung von Sandböden auf Trockenstandorten

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1 Landwirtschaftlich-Gärtnerische Fakultät Lehr- und Forschungsstation - Bereich Freiland Michael Baumecker Aspekte der ackerbaulichen Nutzung von Sandböden auf Trockenstandorten

2 1 Einleitung 2 Produktionsintensität 3 Bodenbearbeitung 4 Humusreproduktion 5 Schlussfolgerungen

3 Klima

4 495 mm - 8,9 C

5 326,9 mm - 9,4 C

6 5 4 Temperatursumme (Tausd. C) _ _ ,6 08/07 07/ , /06 10/06 X 09/06 IX XI 09/07 02/07 XII I 11/07 04/07 03/07 01/08 II IV III 03/08 V 05/07 06/08 VI 05/08 04/08 08/08 VIII 06/07 VII 3263, Niederschlagssumme (mm) Pluviogramm Thyrow Winterungen 2006/2007, 2007/2008 und Mittel 1971/2000

7 5 Temperatursumme (Tausd. C) _ ,9 08/ ,9 3 07/09 VIII 06/09 VII 2 05/09 VI 04/09 V 1 0 IX09/08 X XI 11/08 10/08 12/08 I II 03/09III XII01/09 02/09 IV Niederschlagssumme (mm) Pluviogramm Thyrow 2008/2009 und Mittel 1971/2000

8 Thyrow

9 Boden

10 Horizonte Ap Bv Ael-Bv Ael Bt Cv

11 Abbildung: Bodenartendiagramm "Korngrößendreieck (Quelle: Bodenkundliche Kartieranleitung 1994)

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13 Scheffer /Schachtschabel Lehrbuch der Bodenkunde (1992) S.24 Sandböden sind bei jedem Feuchtezustand leicht bearbeitbar. Ein hoher Anteil grober Poren bewirkt gute Durchlüftung aber auch geringes Speichervermögen für nutzbares Wasser. Eine hohe Wasserdurchlässigkeit verhindert im humiden Klima zwar einen Wasserstau, fördert aber die Nährstoffauswaschung. Eine geringe Wärmekapazität fördert die Frühjahrserwärmung, die auch eine intensive Mikroorganismentätigkeit zur Folge hat, solange der Boden feucht ist. Dies intensiviert den Abbau organischer Substanz, so dass die Humusgehalte relativ gering sind und die Praxis von Stallmistfressern spricht. Auch die Nährstoffreserven und das Nährstoffbindevermögen sind gering. Vor allem dieses und das geringe Wasserhaltevermögen sind die wesentliche Ursache für die geringe Ertragsfähigkeit der Sandböden. Meist hohe Erträge bei hohem Grundwasserstand bzw. künstlicher Bewässerung erhellen den Einfluss der Bodenfeuchte als Minimumfaktor.

14 Versuchsstandort Thyrow im Kreis Teltow-Fläming, Brandenburg Luftbild Thyrow

15 Boden Profil Klima Schwach schluffiger Sand ca. 6 % Ton + Feinschluff 25 Bodenpunkte Standortbedingungen Jahresmitteltemperatur 8,9 C Nutzbare Feldkapazität 11,3 mm dm -1 Bodenfruchtbarkeitsstatus C org (mg 100 g 1 ) P DL (mg 100 g 1 ) 5,6 8,0 K DL (mg 100 g 1 ) 6,0 9,0 Mg (mg 100 g 1 ) 3,6 5,0 ph-wert 5,4 5,8 Niederschlagshöhe 1971/2000: 495 mm 2004: 491 mm 2005: 527 mm 2006: 364 mm 2007: 717 mm 2008: 482 mm 2009: 535 mm

16 Sandböden wie nutzen? 1. Produktionsintensität

17 Alte Dreifelderwirtschaft ADW Verbesserte Dreifelderwirtschaft VDW Integrierter Landbau ILB Ökologischer Landbau ÖLB Ackerbausysteme Thyrow seit 2006 ADW Brache - WR - Hirse VDW Kart* - Hafer - WR - Hirse* - Hafer - WR ILB W-Raps - WW - WR ZF - S-Mais - WW - WR ÖLB Luz. Luz. - Kart WT ZF * F-Erbse WR ZF Hirse* *Stallmist 150 dt ha -1 ZF Zwischenfrucht

18 Erträge Winterroggen Ackerbausysteme 60,0 Kornertrag dt/ha (86%TS) Mittel ,0 50,2 40,0 30,0 25,0 20,0 15,3 18,9 10,0 0,0 Alte Dreifelderwirtschaft Ö kol. Landbau Verbesserte Dreifelderwirtschaft Integrierter Landbau Kornerträge Winterroggen "Bores to" in D emons trations anlage A c kerbaus ys teme T HU Berlin - Landwirtschaftlich-Gärtnerische Fakultät

19 Zusammenfassung Produktionsintensität Extensive Produktionsverfahren haben beim Winterroggenanbau in kürzester Zeit gravierende Ertragsdepressionen zur Folge. Selbst beim intensiven ökologischen Landbau sinkt das Ertragsniveau stark ab. Die Winterroggenerträge liegen bei nur etwa 50% des Integrierten Landbaus. Eine ökonomische Bewertung der geprüften Ackerbausysteme ist im Moment noch nicht möglich, soll aber vorgenommen werden, wenn die ersten drei vollständigen Ertragsjahre vorliegen.

20 Sandböden wie nutzen? 2. Bodenbearbeitungsintensität

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22 Bodennutzungsystemversuch Thyrow seit 2006 Anlage Fruchtfolgen: I Marktfrucht II Energiefruchtfolge 5 Fruchtarten: Winterraps, Winterweizen, Futtererbsen, Winterroggen, Silomais, Wintertriticale 3 Bodenbearbeitungssysteme: wendend (Pflug) nicht wendend (Grubber) ohne (Direktsaat) 4 Wiederholungen N-Düngung 120 kg ha -1 N (Winterraps 170 kg ha -1 N) (KAS) P/K-Düngung 120 kg ha -1 K, 11 kg ha -1 P (Thomaskali 7/21) zu Winterraps 120 kg ha -1 K als Patentkali (68 kg ha -1 S) Kalkung zu Winterraps und Futtererbse 500 kg ha -1 in Fruchtfolge II nach Bedarf (ph >5,5) Organische Düngung Stroh verbleibt auf dem Feld

23 Erträge Winterraps, Winterweizen, Futtererbsen und Winterroggen im Bodennutzungssystemversuch Thyrow (FF I) Mittel ,0 Kornertrag dt/ha + + (+) ,0 58,5 51,3 51,3 46,5 40,0 40,6 33,8 23,5 21,9 21,0 20,0 19,6 14,3 4,3 0,0 WRa-P WRa-G WRa-D WW-P WW-G WW-D FE-P FE-G FE-D WR-P WR-G WR-D Fruchtarten - Bodenbearbeitungsysteme

24 Erträge Silomais, Wintertriticale und Winterroggen im Bodennutzungssystemversuch Thyrow (FF II) Mittel ,0 TM-Ertrag dt/ha Kornertrag dt/ha 80,0 + (+) (-) ,0 117,7 112,0 60,0 48,7 48,8 80,0 74,1 40,4 40,3 37,9 43,4 40,0 40,0 20,0 0,0 S-Mais-P S-Mais-G S-Mais-D WT-P WT-G WT-D WR-P WR-G WR-D 0,0 Fruchtarten - Bodenbearbeitungsysteme

25 Zusammenfassung Bodenbearbeitungsintensität Die angebauten Kulturen stellen unterschiedliche Ansprüche an die Intensität der Bodenbearbeitung Die stärksten Ertragsdepressionen bei der Reduzierung der Bodenbearbeitungsintensität zeigen sich in den ersten drei Jahren bei Weizen nach Raps und Futtererbsen nach Weizen sowie beim Anbau von Silomais in Direktsaat Winterraps nach Winterroggen und Wintertriticale nach Silomais tolerieren in den betrachteten Jahren die konservierende Bodenbearbeitung und bis zur Direktsaat Die Langzeitwirkung des Einflusses auf die Boden und Ertragsparameter bleibt abzuwarten.

26 Sandböden wie nutzen? 3. Humusreproduktion

27 Dauerversuche zur Wirkung organischer Düngung am Standort Thyrow Beregnungs- und Düngungsversuch 1937/1969 Statischer Nährstoffmangelversuch 1937 Nährstoffmangelversuch Winterroggen 1998 Fruchtfolge- und Strohdüngungsversuch 1976 Bodenfruchtbarkeitsversuch 1938 LFS 2009

28 Dauerversuche zur Wirkung organischer Düngung am Standort Thyrow Fruchtfolge- und Strohdüngungsversuch 1976 Faktor A Fruchtfolge 50% Getreide Mais S-Gerste Kartoffel - W-Roggen 75% Getreide Mais S-Gerste W-Roggen - W-Roggen 100% Getreide W-Gerste S-Gerste Hafer - W-Roggen Faktor B Strohdüngung mit Strohdüngung ohne Strohdüngung Faktor C N-Düngung (KAS) Getreide Mais / Kartoffeln 0 kg ha -1 N 0 kg ha -1 N 40 kg ha -1 N 60 kg ha -1 N 80 kg ha -1 N 120 kg ha -1 N 120 kg ha -1 N 180 kg ha -1 N LFS 2009

29 Getreideerträge im Fruchtfolge- und Strohdüngungsversuch Thyrow 60,0 dt/ha Korn Sommergerste MW 2000/04 Winterroggen MW2002/06 50,0 45,1 52,0 49,7 51,0 53,4 40,0 30,0 31,8 29,4 30,4 33,6 32,8 38,8 34,9 27,8 31,1 40,8 34,4 34,1 23,7 23,9 20,0 13,7 15,9 21,0 10,0 8,3 50 % Getreide 10,2 75 % Getreide 100 % Getreide 0, N-Düngung kg/ha Einfluss v on Fruchtfolge und N-Düngung auf den Kornertrag v on Sommergerste und Winterroggen (Fruchtfolgev ersuch Thyrow, ohne Strohdüngung)

30 Kohlenstoffgehalte im Fruchtfolge- und Strohdüngungsversuch Thyrow 800 Corg [mg/100 g] mg C org 100 g Boden -1 = 1 % Humus 523 1,12 % 461 0,90 % 400 0,79 % % 75 % 100 % Anteil Getreide in der Fruchtfolge

31 Dauerversuche zur Wirkung organischer Düngung am Standort Thyrow Statischer Nährstoffmangelversuch 1937 Fruchtfolge Mais - S-Gerste Kartoffel S-Gerste Organisch-Mineralische Düngung (kg ha -1 / dt ha -1 ) Prüfglied N P K Kalk Stm ungedüngt Stallmist NPK + Kalk + Stallmist 60/ n. Bedarf 3000 NPK + Kalk 60/ n. Bedarf 0 NPK 60/ NP + Kalk 60/ n. Bedarf 0 N K + Kalk 60/ n. Bedarf 0 PK + Kalk n. Bedarf 0 LFS 2009

32 Relariverträge im Nährstoffmangelversuch Thyrow (Basis NPK + Kalk = 100 %) 200 % Sommergerste (08) Kartoffeln (09) Silomais (07) 150 NPK+Kalk Sommergerste = 10,8 dt/ha Korn Silomais = 98,1 dt/ha TM Kartoffeln = 304,1 dt/ha Knollen ungedüngt N-Mangel K-Mangel Kalk-Mangel Stallmist NPK+Kalk P-Mangel Stallmist+NPK+Kalk

33 Kohlenstoffgehalte im Nährstoffmangelversuch Thyrow 800 Corg (mg/100 g) mg C org 100 g Boden -1 = 1 % Humus ungedüngt NPK+Kalk Stallmist Stm+NPK+Kalk Prüfglieder

34 Dauerversuche zur Wirkung organischer Düngung am Standort Thyrow Statischer Bodenfruchtbarkeitsversuch 1938 Organisch-Mineralische Düngung Prüfglied Stallmist (200 dt ha -1 ) PK (N)PK (N)PK Stallmist (200 dt ha -1 ) (N)PK Stallmist (400 ha ha -1 ) (N)PK Gründüngung (N)PK Stallmist (200 dt ha -1 ) + Gründüngung (N)PK Strohdüngung mit N-Ausgleich + Gründüngung (N)PK Strohdüngung mit N-Ausgleich (N)PK Strohdüngung ohne N-Ausgleich (N)PK Stallmist (200 dt ha -1 ) + Ton ( ) Fruchtfolge Silomais Winterroggen N-Düngung 0 kg ha -1 N 60 kg ha -1 N 120 kg ha -1 N

35 Erträge im Bodenfruchtbarkeitsversuch Thyrow Trockenmasseerträge Silomais dt TM ha (N)PK (N)PK + (N)PK + (N)PK + (N)PK + T on + Stallmist (20 t) Stallmist (20 t) Stallmist (40 t) Stroh (NA) Stallmist (20 t) 0 N N N Stallmistgabe alle 2 Jahre (Angabe in t ha -1 ) Ton = Oderbruchboden (2x 5 cm in den Jahren 1938 und 1940)

36 Erträge im Bodenfruchtbarkeitsversuch Thyrow Kornerträge Winterroggen dt ha (N)PK (N)PK + (N)PK + (N)PK + (N)PK + T on + Stallmist (20 t) Stallmist (20 t) Stallmist (40 t) Stroh Stallmist (20 t) 0 N N N Stallmistgabe alle 2 Jahre (Angabe in t ha -1 ) Ton = Oderbruchboden (2x 5 cm in den Jahren 1937 und 1940)

37 Kohlenstoffgehalte im Bodenfruchtbarkeitsversuch Thyrow 800 Corg (mg/100 g) PK 120 N+PK Stm+PK Stm+120 N+PK Prüfglieder

38 Kohlenstoffgehalte und mittlerer Winterroggenertrag Bodenfruchtbarkeitsversuch Thyrow ( ) 60 Mittlerer Ertrag W R (dt/ha) C-Gehalt mg/100g Boden

39 Kohlenstoffgehalte und relative Ertragsdifferenz bei Winterroggen Bodenfruchtbarkeitsversuch Thyrow 100 rel. Ertragsdifferenz % Relative Ertragsdifferenz: Differenz Max-Min in % zum mittleren Ertrag der Jahre Corg mg/100g Boden

40 Zusammenfassung Humusreproduktion Der Humusgehalt nimmt mit steigendem Getreideanteil in der Fruchtfolge zu. Mit alleiniger Stallmistdüngung von 150 dt ha -1 und Jahr kann ein Humusgehalt von etwa 1% aufgebaut werden Humusgehalte > 1% oder 580 mg C org 100 g Boden -1 können nur mit der Kombination von organischer und mineralischer Stickstoffdüngung erreicht werden Bei Humusgehalten < 0,8% (464 mg C 100g Boden -1 ) wird die Ertragsstabilität geringer. Die relativen Ertragsabweichungen steigen auf Werte > 50% an. Die Winterroggenerträge haben bei Humusgehalten > 1% die höchste Ertragsstabilität

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