Pflanzenbauliche Strategien zur Steigerung der Wertschöpfung im Körnerleguminosenanbau

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1 2. Körnerleguminosentag der LWK NRW und ABL 29. November 2012 im Landwirtschaftszentrum Haus Düsse Pflanzenbauliche Strategien zur Steigerung der Wertschöpfung im Körnerleguminosenanbau von Knut Schmidtke Fachgebiet Ökologischer Landbau Fakultät Landbau/Landespflege HTW Dresden SMUL/ LfULG Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden

2 Pflanzenbauliche Strategien der Wertschöpfungssteigerung 1. Bodenbearbeitung, Saat 2. Fruchtfolge und Schaderreger 3. Nährstoffversorgung Abb. 1: Kornertragsleistung der Erbse in der Betrieben des ökologischen Landbaus in der Bundesrepublik Deutschland (Schmidt 2010)

3 Voraussetzungen zur Keimung von Körnerleguminosensaatgut Sauerstoff Same Wärme

4 Tab. 1: Wärmesumme zur Keimung und Bildung der ersten grünen Blätter bei verschiedenen Pflanzenarten (Bedziecha, 2005) Pflanzenart Wärmesumme* [ C h] Ackerbohne Weiße Lupine Winter-Wicke Erbse Sommer-Wicke Saat-Platterbse Blaue Lupine Senf = 11,8 Tage = 8,6 Tage = 7,0 Tage = 6,8 Tage = 6,6 Tage = 6,5 Tage = 5,6 Tage = 2,6 Tage Tukey-Test a b c c c c d e *Prüftemperatur: 20 C Keimung

5 Voraussetzungen zur Keimung von Körnerleguminosensaatgut Sauerstoff Same Wasser Wärme

6 Tab. 2: Tausendkornmasse des Saatgutes von Körnerfrüchten und kalkulierter Wasserbedarf zur Keimung TKG (g) Einzelkornmasse (g) Ackerbohne 500 0,5

7 Tab. 2: Tausendkornmasse des Saatgutes von Körnerfrüchten und kalkulierter Wasserbedarf zur Keimung TKG (g) Einzelkornmasse (g) Wasseraufnahme zur Keimung (g) Ackerbohne 500 0,5 3,82

8 Tab. 2: Tausendkornmasse des Saatgutes von Körnerfrüchten und kalkulierter Wasserbedarf zur Keimung TKG (g) Einzelkornmasse (g) Wasseraufnahme zur Keimung (g) Ackerbohne 500 0,5 3,82 Erbse 200 0,2 1,53

9 Tab. 2: Tausendkornmasse des Saatgutes von Körnerfrüchten und kalkulierter Wasserbedarf zur Keimung TKG (g) Einzelkornmasse (g) Wasseraufnahme zur Keimung (g) Ackerbohne 500 0,5 3,82 Erbse 200 0,2 1,53 Wicke 100 0,1 0,76

10 Tab. 2: Tausendkornmasse des Saatgutes von Körnerfrüchten und kalkulierter Wasserbedarf zur Keimung TKG (g) Einzelkornmasse (g) Wasseraufnahme zur Keimung (g) Ackerbohne 500 0,5 3,82 Erbse 200 0,2 1,53 Wicke 100 0,1 0,76 Hafer 40 0,04 0,31

11 Tab. 2: Tausendkornmasse des Saatgutes von Körnerfrüchten und kalkulierter Wasserbedarf zur Keimung TKG (g) Einzelkornmasse (g) Wasseraufnahme zur Keimung (g) Ackerbohne 500 0,5 3,82 Erbse 200 0,2 1,53 Wicke 100 0,1 0,76 Hafer 40 0,04 0,31 Senf 7,5 0,0075 0,0573

12 Tab. 3: Kalkulierter Wasserbedarf zur Keimung von Körnerfruchtsaatgut und benötigtes Bodenvolumen 1) zur Deckung des Keimwasserbedarfes Wasseraufnahme zur Keimung (g) Lehm (cm³) lehmiger Sand (cm³) Ackerbohne 3, ) bei Feldkapazität und einer Entleerung um 10% der Feldkapazität

13 Tab. 3: Kalkulierter Wasserbedarf zur Keimung von Körnerfruchtsaatgut und benötigtes Bodenvolumen 1) zur Deckung des Keimwasserbedarfes Wasseraufnahme zur Keimung (g) Lehm (cm³) lehmiger Sand (cm³) Ackerbohne 3, Erbse 1, Wicke 0, ) bei Feldkapazität und einer Entleerung um 10% der Feldkapazität

14 Tab. 3: Kalkulierter Wasserbedarf zur Keimung von Zwischenfruchtsaatgut und benötigtes Bodenvolumen 1) zur Deckung des Keimwasserbedarfes Wasseraufnahme zur Keimung (g) Lehm (cm³) lehmiger Sand (cm³) Ackerbohne 3, Erbse 1, Wicke 0, Hafer 0, Senf 0,06 1,5 3 1) bei Feldkapazität und einer Entleerung um 10% der Feldkapazität

15 Schlussfolgerungen für den Anbau von Körnerleguminosen 1. Körnerleguminosen haben einen deutlich höheren Bedarf an Keimwasser und Wärme zur Keimung als viele andere Körnerfruchtarten Folge: a) Verzögertes und ungleichmäßiges Auflaufen b) Gefahr des Pilzbefalls mit samen- oder bodenbürtigen Erregern ist erhöht c) Gefahr der Verunkrautung mit Samenunkräutern im ökologischen Landbau Was ist zu tun?

16 Wie kommt das Keimwasser in den Samen? Wasser Same Kontakt zwischen Boden und Samen durch Einebnen und leichte Rückverfestigung des Bodens erhöhen (Vorsicht bei Einsatz von Walzen nach der Saat!)

17 Für ausreichende Saattiefe sorgen! Same Saattiefe hypogäisch keimende Arten Wasser Wicken: 4 bis 5 cm Erbse: 5 bis 7 cm Ackerbohne: 8 bis 12 cm Saattiefe epigäisch keimende Arten Lupine: 4 bis 5 cm Sojabohne: 4 bis 5 cm (Fotos: Hänsel 2007, LfULG)

18 Saatgut nicht auf Mulchmasse ablegen! Abb. 2: Saatgutablage mit Doppelscheibenschar auf der eingedrückten Mulchauflage Abb. 3: Erbse nach Direktsaat mit Cross slot Schartechnik (Foto: Schmidtke 2009) (Foto: Mick 2010, HTW Dresden)

19 Abb. 4: Fußkrankheiten der Erbse (Finckh 2010) Fuß- und Brennfleckenkrankheit

20 Abb. 5: Befall der Körnererbsen im ökologischen Landbau in 2009 (Finckh et al. 2010) Fuß- und Brennfleckenkrankheit

21 Abb. 6: Befall mit Phoma medicaginis (Bildquelle: Pflughöft et. al 2008) Schaderreger

22 Ascochyta-Komplex an Erbse Fuß- und Brennfleckenkrankheiten Ertragsverluste bis zu 75 % (Bretag et al. 2001) Mischinfektion aus - Mycosphaerella pinodes (verursacht insb. Fußkrankheit) - Ascochyta pisi (verursacht insb. Blattflecken) - Phoma medicaginis (verursacht insb. Fußkrankheit) daneben bedeutsam - Fusarium spp. (verursachen insb. Fußkrankheit) - Aphanomyces euteiches (verursacht insb. Fußkrankheit) - Rhizoctonia solani (verursacht insb. Fußkrankheit) - Pytium-Arten (verursacht insb. Fußkrankheit) Schaderreger

23 Überdauerung im Boden - Mycosphaerella pinodes * + : bis zu 10 Jahre (Amon 2000) - Ascochyta pisi (samenbürtig) - Phoma medicaginis * + : bis zu 10 Jahre (Amon 2000) - Fusarium spp.* überdauern saprophytisch an Pflanzenresten im Boden *und über Chlamydosporen im Boden und + derzeit bedeutsamste Erreger an Erbse in Deutschland (auch im ökologischen Landbau, Köhler 2007, Bruns et al. 2009) Schaderreger

24 Weitere Wirtspflanzen neben der Erbse - Mycosphaerella pinodes: Wicken- u. Lupinenarten, Ackerbohne, Saat-Platterbse Linse, Phaseolusbohne - Phoma medicaginis: Wicken- u. Lupinenarten var. pinodella Gelbklee, Rotklee, Erdklee (Luzerne) - Fusarium oxisporum f. sp. pisi und Fusarium solani f. sp. pisi : unklar, wahrscheinlich spezialisiert Schaderreger

25 Fazit für die Fruchtfolgeplanung 1. Vorsorglich Anbaupausen bei Erbsen: 6 Jahre 2. Bei nachgewiesenem stärkeren Befall mit Mycosphaerella pinodes oder Phoma medicaginis Anbaupause auf 10 Jahre erweitern 3. Möglichst kein Anbau von Lupine und Wicke in einer Fruchtfolge mit Erbse 4. Rotklee und Erbse im Hauptfruchtanbau in einer Fruchtfolge ist kritisch (Phoma medicaginis) Fazit für Fruchtfolgeplanung

26 Fruchtfolgeplanung zur Vermeidung von Leguminosenmüdigkeit Futterleguminose 1. Winterroggen Winterweizen 5. Körnerleguminose 3. Mais 4. Wintertriticale Fruchtfolgeplanung

27 Fruchtfolgeplanung zur Vermeidung von Leguminosenmüdigkeit Luzerne(-gras) 1. Winterroggen Winterweizen Körnererbse Mais 4. Wintertriticale Fruchtfolgeplanung

28 Weitere Wirtspflanzen neben der Erbse - Mycosphaerella pinodes: Wicken- u. Lupinenarten, Ackerbohne, Saat-Platterbse Linse, Phaseolusbohne - Phoma medicaginis: Wicken- u. Lupinenarten var. pinodella Gelbklee, Rotklee, Erdklee (Luzerne) Schaderreger

29 Fruchtfolgeplanung zur Vermeidung von Leguminosenmüdigkeit Luzerne(-gras) 1. Winterroggen Winterweizen Körnererbse Mais 4. Wintertriticale Fruchtfolgeplanung

30 Fruchtfolgeplanung zur Vermeidung von Leguminosenmüdigkeit Luzerne(-gras) 1. Winterroggen Winterweizen Wechsel von 5. Körnererbse (5) mit Ackerbohne (10) oder Sojabohne (10) 4. Wintertriticale 3. Mais Fruchtfolgeplanung

31 Fruchtfolgeplanung zur Vermeidung von Leguminosenmüdigkeit Luzerne(-gras) 1. Winterroggen Winterweizen Sojabohne Mais 4. Wintertriticale Fruchtfolgeplanung

32 Fruchtfolgeplanung zur Vermeidung von Leguminosenmüdigkeit Luzerne(-gras) 1. Winterroggen Winterweizen Schmalblättrige Lupine Mais 4. Wintertriticale Fruchtfolgeplanung

33 Fruchtfolgeplanung zur Vermeidung von Leguminosenmüdigkeit Rotklee(-gras) 1. Winterroggen Winterweizen (Winter-) Ackerbohne Mais 4. Wintertriticale Fruchtfolgeplanung

34 Fazit für die Fruchtfolgeplanung 5. Möglichst Luzerne statt Rotklee in einer Fruchtfolge mit Erbse anbauen 6. Kombination Luzerne und Sojabohne/Lupine im Hauptfruchtanbau erscheint ebenfalls gut möglich 7. Auf nicht luzernefähigen Standorten ist Kombination Rotklee und Ackerbohne eine machbare pflanzenbauliche Option 8. Leguminosen/Nichtleguminosen-Gemenge sind hinsichtlich bodenbürtiger Krankheiten nicht wesentlich anders als die Reinsaaten zu beurteilen Fazit für Fruchtfolgeplanung

35 Ist eine Schaderregerprognose schlagspezifisch möglich? Schaderregerprognose (Finckh 2010)

36 Konzept Differentialdiagnose Ermüdeter Boden Stufe 1 Ernährung? Toxizität? Schaderreger? + Nährstoffe + Aktivkohle + Sterilisation Stufe 2 N min P K S Nematizide Höhere Pilze Spurenelemente eventuell Stufe 3 Schadsstoffanalyse Oomycide Bearbeitung: Dr. J. Fuchs

37 Ergebnisse Differentialdiagnose in 90 % der bisher untersuchten Fälle: biologische Ursache der Leguminosenmüdigkeit Kontrolle + Nährlösung + Aktivkohle + Gammastrahlung Leguminosenmüdigkeit hat hier eine biologische Ursache! Bearbeitung: Dr. J. Fuchs

38 Fruchtfolgeplanung zur Vermeidung von Leguminosenmüdigkeit Luzerne(-gras) 1. Winterroggen Winterweizen Erbse 5. Schaderregerprognose 3. Mais durch Erbsen-Zwischenfrucht 4. Wintertriticale Fruchtfolgeplanung

39 Fazit für die Fruchtfolgeplanung 9. Test zur Befallsprognose mit bodenbürtigen Erregern zur Fruchtfolgeplanung nutzen 10. Gezielt mindestens 50% Fruchtfolgefelder/ Jahre in der Fruchtfolge ohne Leguminosen vorsehen Fazit für Fruchtfolgeplanung

40 Nährstoffbilanz und Nährstoffversorgung im Boden

41 P-Bilanzsaldo [kg P ha u. a -1 ] Abb. 7: Gewogenes Mittel des P-Flächenbilanzsaldos der Ackerschläge in Betrieben des ökologischen Landbaus in Sachsen (Mittel 2006 bis 2011, Schmidtke et al. 2012) P-Bilanz P-Bilanz Betrieb 810 Ackerschläge, 6740 ha SMUL/ LfULG

42 40 K-Bilanz K-Bilanzsaldo [kg N ha u. a -1 ] Abb. 8: Gewogenes Mittel des K-Flächenbilanzsaldos der Ackerschläge in Betrieben des ökologischen Landbaus in Sachsen (Mittel 2006 bis 2011, Schmidtke et al. 2012) K-Bilanz Betrieb SMUL/ LfULG

43 P-Flächenbilanzsaldo: -14,8 kg je ha und Jahr (Mittel: 2006 bis 2011) P-Gehalt im Boden (CAL-Methode) mg P je 100g Boden Schlag 1 Schlag 2 Schlag 3 Schlag 4 Schlag 5 P-Versorgungsklasse B 2 Abb. 9: Entwicklung des pflanzenverfügbaren P-Gehaltes im Boden in fünf Ackerschlägen eines Betriebes des ökologischen Landbaus in Sachsen (Schmidtke et al. 2012) Nährstoffstatus der Böden Jahr SMUL/ LfULG

44 Makronährstoffe [in %] Versorgungsstufe E D C B A 0 ph-wert P K Mg Abb. 10: Nährstoffversorgung langjährig ökologisch bewirtschafteter Ackerschläge in Sachsen (Daten aus 2006 bis 2012, n = 575 bis 639 Ackerschläge, Schmidtke et al. 2012) Nährstoffversorgung im Boden SMUL/ LfULG

45 Mikronährstoffe [in %] Versorgungsstufe E D C B A 20 0 Bor Molybdän Kupfer Mangan Zink Abb. 11: Nährstoffversorgung langjährig ökologisch bewirtschafteter Ackerschläge in Sachsen (Daten aus 2011/2012, n = 114 Ackerschläge, Schmidtke et al. 2012) Nährstoffversorgung im Boden SMUL/ LfULG

46 Schlussfolgerungen für den Anbau von Körnerleguminosen 1. Körnerleguminosen haben ein vergleichsweise geringes Vermögen der Nährstoffaneignung 2. Nährstoffversorgung im Boden muss beim Anbau von Körnerleguminosen hinreichend gut sein 3. Ausreichende Molybänversorgung im Boden ist sicherzustellen, da Molybdän Bestandteil der Nitrogenase ist (Enzym der symbiotischen N 2 -Fixierung) Welche besonderen Möglichkeiten der Düngung bieten Körnerleguminosen?

47 Düngung kohlenstoffreicher organischer Düngemittel zu Leguminosen Düngevarianten: Stroh, Pferdemist, Kalkung, Grüngutkompost, Grünguthäcksel, mineralische Grunddüngung Abb. 12: Feldversuchsanlage zur Wirkung kohlenstoffreicher organischer Düngemittel auf Ertrag und symbiotische N 2 -Fixierleistung von Leguminosen in Dresden-Pillnitz (Bild: Guido Lux )

48 Abb. 13: Verunkrautung am in Ackerbohne ohne Düngung (Kontrolle, Bild: Standort Pillnitz, Guido Lux 2009)

49 Abb. 14: Verunkrautung am in Ackerbohne mit Grünguthäcksel- Düngung vor Saat (Bild: Standort Pillnitz, Guido Lux 2009)

50 50 Kornertrag 2009 Kornertrag Ertrag TM [dt ha -1 ] ab ab ab a 30 b ab* Kontrolle Mineralisch Kalk Grüngutkompost Pferdemist Grünguthäcksel Abb. 15: Einfluss kohlenstoffreicher organischer Düngemittel auf den Kornertrag der Ackerbohne (Lux & Schmidtke 2010)

51 120 Schnittgutertrag [dt TM ha -1 ] Kontrolle ohne Düngung Mineralisch P, K, Ca kohlensaurer Kalk Grünschnittgut Grüngutkompost Pferdemist Abb. 16: Einfluss der Düngung auf den Schnittgutertrag von Rotklee (aus: Lux & Schmidtke 2009) Düngung von Leguminosen

52 50 45 Vorfrucht Rotklee Vorfrucht Ackerbohne + 33 % a** Kornertrag Weizen [dt ha -1 ] b Mehrertrag: + 17 ab % b b + 19 % ab Kontrolle Kalk Pferdemist Mineralisch Grünguthäcksel Grüngutkompost Tukey-Test, * P < 0.05 Abb. 17: Einfluss kohlenstoffreicher organischer Düngemittel zu Rotklee und Ackerbohne auf den Ertrag der Folgefrucht Winterweizen (Lux & Schmidtke 2010)

53 Fruchtfolgeplanung zur Vermeidung von Leguminosenmüdigkeit Luzerne(-gras) 1. Winterroggen Untersaat Erdklee in Körnerleguminose Erbse Winterweizen Untersaat Weißklee Mais Fruchtfolgeplanung 4. Wintertriticale Gezielt Leguminosenanbau kohlenstoffreich organisch düngen!

54 2. Körnerleguminosentag der LWK NRW und ABL 29. November 2012 im Landwirtschaftszentrum Haus Düsse Pflanzenbauliche Strategien zur Steigerung der Wertschöpfung im Körnerleguminosenanbau von Knut Schmidtke Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Fachgebiet Ökologischer Landbau Fakultät Landbau/Landespflege HTW Dresden SMUL/ LfULG Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden

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