Wie ist es um die Bodenfruchtbarkeit im Ökolandbau bestellt Nährstoffversorgung und Humusstatus?

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1 Wie ist es um die Bodenfruchtbarkeit im Ökolandbau bestellt Nährstoffversorgung und Humusstatus? Pflanze Tier April 2015 Dr. Hartmut Kolbe Boden Quelle: STEPHAN, BLE,

2 Einleitung April 2015 Dr. Hartmut Kolbe

3 Bodenfruchtbarkeit basiert auf: Biologischen (Bodenleben) Physikalischen (Bodengefüge) und Chemischen Eigenschaften und Kennwerten (Nährstoffversorgung) des Bodens Nur bei optimaler Ausgestaltung dieser drei Säulen der Bodenfruchtbarkeit kann das Ertragspotenzial eines Standortes voll ausgeschöpft werden. Dies hat im Ökolandbau eine besondere Bedeutung, da ein Großteil der Ertragsbildung über den Umsatz der organischen Substanz getätigt wird! April 2015 Dr. Hartmut Kolbe

4 Laut EU-Öko-VO muss das nachhaltige Ertragsvermögen des Bodens gesichert werden, indem die Fruchtbarkeit des Bodens erhalten bleibt und in geeigneten Fällen gesteigert wird durch: Förderung des Bodenlebens und der biologischen Vielfalt Verhinderung von Bodenverdichtungen und Erosion Versorgung der Pflanzen mit Nährstoffen, hauptsächlich über den Boden Minimierung der Verwendung von nicht erneuerbaren Ressourcen und außerbetrieblichen Produktionsmitteln Wiederverwertung von Abfallstoffen und Nebenerzeugnissen der pflanzlichen und tierischen Produktion Bevorzugung vorbeugender, regional und standortangepasster Maßnahmen April 2015 Dr. Hartmut Kolbe

5 Material und Methoden Ermittlung der Nährstoff- und Humusversorgung der Betriebe im Ökologischen Landbau in Deutschland durch Zusammenfassung vorhandener Studien April 2015 Dr. Hartmut Kolbe

6 Untersuchungsparameter Untersuchungsumfang (Schwerpunkt ) - Erfassung ganzer landwirtschaftlicher Betriebe (Gemüsebau, Marktfrucht, Futterbau) - Dauertestflächen und/oder Acker- u. Grünlandschläge auf landwirtschaftlichen Betrieben - Datenrücklauf über die Nutzung des Programms BEFU für Acker- und Grünlandschläge in Sachsen Standortdaten: Bodenart, Ackerzahl, Höhenlage, Jahresniederschlag, Durchschnittstemperatur Schlagkarteiaufzeichnungen (i.d.r. 3 6 Jahre) - Acker- und Grünland: Schlag-Name, Fruchtarten (d. Fruchtfolge), Hauptprodukt-Ertrag, Nebenprodukt, Zwischenfrüchte, Düngung, etc., - Stallbuch: Tierarten u. Anzahl, -Leistung, Zukauf, Verkauf Bodenuntersuchung: - ph-wert - pflanzenverfügbare Grundnährstoffe (P, K, Mg) - Mikronährstoffe (B, Mo, Cu, Mn, Zn), Bilanzierung (Schlag-, Flächen-, Hoftorbilanz, i.d.r. als Bruttobilanz, z.b. entsprechend PARCOM-Richtlinie; teilweise Nutzung des Programms BEFU, Teil Ökolandbau): - Hauptnährstoffe N, P, K, Mg, S - Humusbilanz (VDLUFA-Methode, STAND-Methode) - legume N-Bindung April 2015 Dr. Hartmut Kolbe

7 Bewertungskriterien mindestens drei Stufen: zu niedrig, zu hoch = Handlungsbedarf (rot); Ziel: optimal (grün) Symbol ~ kennzeichnet methodenbedingte Ungenauigkeiten Ergebnisse der Bodenuntersuchung - Grundnährstoffe P, K, Mg: VDLUFA-Klasse B = optimal - ph-wert: VDLUFA-Klasse C = optimal - Skala: A = 1, B = 2, C = 3, D = 4, E = 5 Ergebnisse der Bilanzierung - Humusbilanz: VDLUFA-Versorgungsstufe C (0 bis 300 HÄQ) = optimal - N-Bruttosaldo: 0 bis 50 kg N/ha = optimal - P-Saldo: ca. -2 bis +5 kg P/ha = optimal (alle Böden) - K-Saldo: leichte Böden 0 bis +30 kg K/ha = optimal, mittlere u. schwere Böden 0 bis -40 kg K/ha = optimal -Mg-Saldo: bisher keine Festlegung -S-Bruttosaldo: bisher keine Festlegung April 2015 Dr. Hartmut Kolbe

8 Vertiefte Analyse F/E-Projekt: 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 32 Betriebe, 6740 ha (= ca. 36 %), 810 Ackerschläge, 393 Grünlandschläge, 6 Jahre ( ) 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 Betrieben Herausarbeitung von Entwicklungstrends, Schwachstellen und Stärken Formulierung von Empfehlungen zur Beratung und Weiterentwicklung von Instrumenten des Nährstoffmanagements (Programm BEFU, Teil Ökolandbau) 8 Zusätzlich: Auswertung von Rücklaufdaten zur Nutzung des Programms BEFU: ca Acker- und Grünlandschläge von Ökobetrieben in Sachsen 23. April 2015 Dr. Hartmut Kolbe

9 Übereinstimmung zw. Humusbilanz und C org -Differenz aus Versuchen (39 Dauerversuche) April 2015 Dr. Hartmut Kolbe

10 Ertragsdifferenz (%) 350,0 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 Anwendungsziel der Humusbilanzierung in VG C Versorgungsgruppen (VG): A B C D E ohne N-Düngung ohne N-Düngung (öko) 1-50 kg/ha N-Düngung ohne N-Düngung (kon+öko) Polynomisch (ohne N-Düngung (kon+öko)) Maximales Ertragsniveau: Methoden VDLUFA mittlere obere Werte, REPRO-stat, REPRO-dyn (geringe Genauigkeit) 50,0-1400,0-1200,0-1000,0-800,0-600,0-400,0-200,0 0,0 200,0 400,0 600,0 800,0 1000,0 1200,0 Ertragsdifferenz (%) REPRO-stat(öko) (kg C/ha) 350,0 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 Optimales Ertragsniveau: Methoden VDLUFA untere mittlere Werte, STAND- Methode (mittlere bis hohe Genauigkeit) 50,0-800,0-600,0-400,0-200,0 0,0 200,0 400,0 600,0 800,0 1000,0 Standortangepasste Methode (kg C/ha) April 2015 Dr. Hartmut Kolbe

11 Beziehungen zwischen Ertragsdifferenz und N-Saldo (39 Dauerversuche) 0 50 kg N-Saldo Ertrags-Optimum April 2015 Dr. Hartmut Kolbe

12 Übereinstimmung zw. experimentell und mit Programm BEFU berechneten N-Salden April 2015 Dr. Hartmut Kolbe

13 Ergebnisse Überblick Deutschland April 2015 Dr. Hartmut Kolbe

14 Leguminosen, organische Dünger und N-Ackerschlagbilanzen Land N Betriebe (B), Dauertestflächen (DTF), Schläge (SL) 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) N min -Differenz zu konvent. Landbau (kg N/ha) MW MIN MAX MW MIN MAX MW MIN MAX MW MIN MAX Frühjahr Nach Ernte Herbst BY 8 B (Hoftor) 411 SL HE 15 B NRW, BW 26 B (Hoftor) Quellen: BY: GUTSER et al. (2002), FISCHER (2013); HE: BROCK et al. (2013); NRW,BW: HAAS et al. (2007); SA: HARZER (2006); SN: April SCHMIDTKE 2015 Dr. et Hartmut al. (2014); Kolbe REINICKE & WURBS (2012); TH: TLL (2010); D: HÜLSBERGEN & SCHMID (2010), SCHMID et al. (2013) SA 15 B SN 32 B 38 DTF TH 25 DTF D 39 B D 28 B Mittelwert (~18) ~13 (-27+40)

15 Humus-Schlagbilanzen und Versorgungsstufen Land N Betriebe (B), Dauertestflächen (DTF) Mittelwert Humus- Saldo (kg HÄQ/ha u. Jahr) Versorgungs stufen Humusbilanz MW MIN MAX A B C D E C org -Differenz zu konvent. Landbau (%) BY 79 DTF HE 15 B ~ SN 28 DTF ,06 +0,03 +0,05 SN 32 B D 49 B D 28 B ~ Quellen: BY: CAPRIEL (2006); HE: BROCK et al. (2013); SN: KOLBE (2012); SCHMIDTKE et al. (2014); D: BREITSCHUH & GERNAND (2010), SCHMID et al. (2013) , April 2015 Dr. Hartmut Kolbe

16 Land 16 P-Schlagbilanz und Boden- Versorgungsklassen N Betriebe (B), Dauertestflächen (DTF), Schläge (SL) Ackerland P-Saldo (kg P/ha u.jahr) Ackerland Klassen P-Gehalt Grünland Klassen P-Gehalt MW MIN MAX A B C D E A B C D E BW 131 SL BY 8 B (Hoftor) 411 SL 23. April 2015 Dr. Hartmut Kolbe BY 33 B NRW, BW 26 B (Hoftor) NRW B SA 15 B SN 32 B TH 15 DTF TH 15 DTF Quellen: BW: MOKRY & RECKNAGEL (2013); BY: GUTSER et al. (2002), HEGE et al. (2003), FISCHER (2013); NRW: HAAS et al. (2007), LEISEN (2013); SA: HARZER (2006); SN: SCHMIDTKE et al. (2014); TH: ZORN (2007), TLL (2013) Mittelwert

17 Land 17 K-Schlagbilanz und Boden- Versorgungsklassen N Betriebe (B), Dauertestflächen (DTF), Schläge (SL) Ackerland K-Saldo (kg K/ha u.jahr) Ackerland Klassen K-Gehalt Grünland Klassen K-Gehalt MW MIN MAX A B C D E A B C D E BW 131 SL BY 8 B (Hoftor) 411 SL 23. April 2015 Dr. Hartmut Kolbe BY 33 B NRW, BW 26 B (Hoftor) NRW B SA 15 B Quellen: BW: MOKRY & RECKNAGEL (2013); BY: GUTSER et al. (2002), HEGE et al. (2003), FISCHER (2013); NRW: HAAS et al. (2007), LEISEN (2013); SA: HARZER (2006); SN: SCHMIDTKE et al. (2014); TH: ZORN (2007), TLL (2013) SN 32 B TH 15 DTF TH 15 DTF Mittelwert

18 Mg-Schlagbilanz und Boden- Versorgungsklassen Land BW NRW SN TH TH Mittelwert N Betriebe (B), Dauertestflächen (DTF), Schläge (SL) Ackerland Mg-Saldo (kg Mg/ha u. Jahr) Ackerland Klassen Mg-Gehalt Grünland Klassen Mg-Gehalt MW MIN MAX A B C D E A B C D E 131 SL B B DTF DTF Quellen: BW: MOKRY & RECKNAGEL (2013); NRW: LEISEN (2013); SN: SCHMIDTKE et al. (2014); TH: ZORN (2007), TLL (2013) April 2015 Dr. Hartmut Kolbe

19 ph-wert und Boden- Versorgungsklassen Land N Betriebe (B), Dauertestflächen (DTF), Flächen (FL) Ackerland Klassen ph-wert Grünland Klassen ph-wert A B C D E A B C D E BW 131 SL BY 411 SL (viehlos) } } 43 NRW B SN 32 B TH 15 DTF TH 15 DTF Quellen: BW: MOKRY & RECKNAGEL (2013); BY: FISCHER (2013); NRW: LEISEN (2013); SN: SCHMIDTKE et al. (2014); TH: ZORN (2007), TLL (2013) Mittelwert April 2015 Dr. Hartmut Kolbe

20 Ergebnisse Vertiefte Analyse Sachsen April 2015 Dr. Hartmut Kolbe

21 Aggregierte Acker-Schlagbilanzen von 32 Ökobetrieben aus Sachsen (SCHMIDTKE et al., 2014) (kg Reinnährstoffe bzw. Humusäquivalente (HÄQ) je ha u. Jahr) N P K Mg S HÄQ Zufuhr Organische und mineralische Düngung Symbiot. N-Bindung 54 Sonstige Zufuhr 40 8 Deposition, asymbiot. N- Bindung, Saat- u. Pflanzgut Summe 137 Humusmehrer und -zehrer Abfuhr Ernteprodukte Saldo Mittelwert Minimum ± April 2015 Dr. Hartmut Kolbe Maximum

22 Beziehungen zwischen Humusbilanz, N-Saldo und legume N-Bindung von 32 Ökobetrieben April 2015 Dr. Hartmut Kolbe

23 Ergebnisse nach Betriebstypen (n) (ha) (DE/ 100 ha AL+GL) (% Ges.- Betrieb) (% Ackerfläche) Betriebstyp Anzahl Betriebe Gesamtfläche Viehbesatz Grünlandanteil Körner- legum.- Anteil (% Ackerfläche) Futter- legum.- Anteil Legum.- Anteil (gesamt) Legume N-Bindung (% Ackerfläche) (kg N/ha) Zufuhr organische Düngemittel N (kg/ha) P (kg/ha) K (kg/ha) Feldgemüse Marktfrucht Futterbau Betriebstyp Schlagbilanz Bewertung (A=1, E=5) N (kg/ha) P (kg/ha) K (kg/ha) Humus (kg HÄQ/ha) Humusbilanz P-Gehalt Boden K-Gehalt Boden ph-wert Boden Feldgemüse ,3 3,0 3,3 2,9 Marktfrucht ,9 2,6 2,6 2,5 Futterbau ,6 2,5 3,0 2, April 2015 Dr. Hartmut Kolbe

24 Entwicklung der P-Gehalte auf Ackerland in Sachsen April 2015 Dr. Hartmut Kolbe

25 Entwicklung der K-Gehalte auf Ackerland in Sachsen April 2015 Dr. Hartmut Kolbe

26 Entwicklung der ph-werte auf Ackerland in Sachsen April 2015 Dr. Hartmut Kolbe

27 Schlussfolgerungen April 2015 Dr. Hartmut Kolbe

28 Nährstoffkreislauf ist nicht geschlossen! Abfuhr: Pflanzliche Produkte Tierische Produkte Pflanze Nährstoffe für das Pflanzenwachstum Futtermittel Tier organische Dünger Durch die Abfuhr von landwirtschaftlichen Produkten entstehen Nährstoffverluste, die zu ungünstigen Nährstoffsalden und auf Dauer zu einer Veränderung der Nährstoffgehalte im Boden führen (Abnahme Klassen C E, Zunahme Klassen A B) Boden April 2015 Dr. Hartmut Kolbe

29 Nährstoffkreislauf auf lange Sicht schließen! Abfuhr: Pflanzliche Produkte Tierische Produkte Futtermittel Aufbereitung von Abfall- u. Reststoffen Rezyklierung Pflanze Nährstoffe für das Pflanzenwachstum Tier organische Dünger Zufuhr: Organische Dünger Mineralische Dünger Boden April 2015 Dr. Hartmut Kolbe

30 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 April 2015 Dr. Hartmut Kolbe

31 Vernetzung des Agrarraumes begünstigt die Bodenfruchtbarkeit Quelle: April 2015 Dr. Hartmut Kolbe

32 Zusammenfassung April 2015 Dr. Hartmut Kolbe

33 33 Ergebnisse im Einzelnen Humus und Stickstoff: - ausreichende bis gute Versorgungslage, Mangel und Überfluss nur auf wenigen Betrieben - insgesamt günstige Wirkungen auf Bodenfruchtbarkeit und Umweltschutz - aggregierte Schlagbilanz mit ca. 75 % N-Effizienz (SN) - hoher Leguminosenanteil der Fruchtfolgen könnte auf Dauer Probleme bereiten (Verletzung der Anbaupausen) Phosphor: - weit verbreitete negative P-Salden ( -5 kg/ha) führen zur Abnahme der P-Gehalte im Boden (ca. 0,5 1,0 mg P/ha in 10 Jahren) - bei Zunahme der Klasse A auf alten Ökobetrieben sind Ertragsausfälle zu erwarten: Handlungsbedarf! Kalium und Magnesium: - auf mittleren bis schweren Böden können negative Salden (bis -40 kg K/ha) akzeptiert werden (hohe Nachlieferung!) - auf leichten Böden nehmen bei negativen Salden die K- und Mg-Gehalte im Boden ab (Zunahme der Klasse A und Ertragsausfälle): Handlungsbedarf! ph-wert und Kalkversorgung: - 34 % der Acker- und 37 % der Grünlandschläge weisen zu niedrige ph-werte auf: dringender Handlungsbedarf zur Kalkung! - Kalkbemessungsverfahren müssen noch an Bedingungen des Ökolandbaus angepasst werden! 23. April 2015 Dr. Hartmut Kolbe

34 Fazit Auswertung von insgesamt 20 Studien mit Daten aus 344 Öko-Betrieben und/oder 3953 Acker- und Grünlandschlägen Nährstoffbilanzen und Bodengehalte der Acker- und Grünlandschläge 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 (z.b. Klassen D, E) Bei knappen Boden-Reserven (Klassen A, z.t. B) besteht Handlungsbedarf zur Sicherung der Bodenfruchtbarkeit und Nachhaltigkeit der Betriebe Die weitgehende Schließung von Nährstoffkreisläufen ist eine gesamtgesellschaftlich wichtige Aufgabe. Das Angebot an mineralischen (Recycling)- Düngern und organischen Düngemitteln muss daher weiter verbessert werden! Hierzu ist eine Trendwende eingetreten: In Forschung und auf Verbandsebene sind in den letzten Jahren verstärkte Aktivitäten zur Erstellung, Prüfung und Zulassung von besonders sauberen Düngemitteln zu verzeichnen Auf den Betrieben muss in Zukunft noch deutlicher auf ein umfassendes Nährstoffmanagement durch regelmäßige Bodenuntersuchung, Bilanzierung und Düngebedarfsermittlung geachtet werden! April 2015 Dr. Hartmut Kolbe

35 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! April 2015 Dr. Hartmut Kolbe Quelle: Alföldi, FIBL, Schweiz