STANDORT SOEST FACHBEREICH AGRARWIRTSCHAFT

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1 STANDORT SOEST FACHBEREICH AGRARWIRTSCHAFT Einfluss der Ernterestezerkleinerung auf die Einarbeitungsqualität und Rottegeschwindigkeit bei verschiedenen Arbeitswerkzeugen von Daniel Kraske Datum: Lehrveranstaltung: Semester: Betreuer/in: Unternehmensbezogene Projektarbeit 3. Semester (M.Sc.) Prof. Dr. Bernhard Carl Schäfer Dr. Schneider

2 Inhaltsverzeichnis Verzeichnis der Tabellen Verzeichnis der Abbildungen Verzeichnis der Abkürzungen III IV VII 1 Einleitung 1 2 Literaturübersicht Stoppelbearbeitungsgeräte Bearbeitungstiefe Stoppellänge Pflanzenverfügbarer Stickstoff im Boden 13 3 Material und Methoden Standort Klima Aufbau der Demonstrationsfläche Untersuchungen Statistik 31 4 Ergebnisse Strohverteilung Teilchengröße im Häckselgut Strohbedeckungsgrad 34 I

3 4.4 Einarbeitung der Erntereste Nmin-Proben C:N Verhältnis 63 5 Diskussion 68 6 Fazit 82 7 Zusammenfassung 84 Literaturverzeichnis 86 Anhang 90 II

4 Verzeichnis der Tabellen Tabelle 1: Ergebnisse Bodenuntersuchung 16 Tabelle 2: Nährstoffe Carbokalk 17 Tabelle 3: Eigenschaften Stoppelbearbeitungsgeräte 22 Tabelle 4: Einstellung Stoppelbearbeitungsgeräte 23 Tabelle 5: Erträge und Trockenmassegehalte 32 Tabelle 6: Größenverteilung der Erntereste nach Gewichtsanteilen 33 Tabelle 7: Bedeckungsgrade nach einmaliger Bearbeitung 35 Tabelle 8: Bedeckungsgrade nach der zweiten Bearbeitung mit Köckerling Vector Tabelle 9: Nmin-Beprobung vom (vor Ernte) 58 III

5 Verzeichnis der Abbildungen Abbildung 1: Auswahl an möglichen Stoppelbearbeitungsgeräten 3 Abbildung 2: Demonstrationsfläche (schwarz umrandet) in Praxisschlag (rot) 15 Abbildung 3: Niederschläge im Untersuchungszeitraum 18 Abbildung 4: Höchsttemperaturen im Untersuchungszeitraum 19 Abbildung 5: Variante Hochschnitt nach dem Mulchereinsatz 20 Abbildung 6: Aufbau der Demonstrationsfläche 21 Abbildung 7: Blick über die Demonstrationsfläche 21 Abbildung 8:Köckerling Vector Abbildung 9: Vorderer Teil des "Kerner Stratos" mit Messerwalze und Gänsefußscharen 24 Abbildung 10: Strohsieb mit Maschenweite 20 mm 25 Abbildung 11: Schnurmethode 27 Abbildung 12: Profilgrube Gitterrastermethode 28 Abbildung 13: Boniturgitter mit 5 x 5 cm Raster 28 Abbildung 14: Strohverteilung in der Variante "Normalschnitt" 33 Abbildung 15: Größenverteilung der Erntereste in Abhängigkeit der Variante 34 Abbildung 16: Durchschnittliche Strohbedeckungsgrade der Geräte über alle Varianten (GD5% = 3,4%) 36 Abbildung 17: Durchschnittliche Strohbedeckung nach Varianten (GD5% = 2,6%) 36 Abbildung 18: Strohbedeckungsgrade nach einmaliger Bearbeitung (GD5% = 5,9%) 37 IV

6 Abbildung 19: Bodenoberfläche nach der Bearbeitung der Variante "Hochschnitt + Mulchgang" mit der "Lemken Heliodor 9" 38 Abbildung 20: Variante "Mittelschnitt" bearbeitet mit "Köckerling Vector" 38 Abbildung 21: Bedeckungsgrade nach der zweiten Bearbeitung 40 Abbildung 22: Vergleich der Bedeckungsgrade nach erster und zweiter Bearbeitung 40 Abbildung 23: Einarbeitungsqualität dreibalkiger Grubber "Kuhn Cultimer 300" 42 Abbildung 24: Einarbeitungsqualität vierbalkiger Grubber Köckerling Vector Abbildung 25: Einarbeitungsqualität "Lemken Heliodor 9/600 K" 45 Abbildung 26: Einarbeitungsqualität vierbalkiger Grubber mit Gänsefußscharen "Kerner Stratos SA 500" 47 Abbildung 27: Einarbeitungsqualität Kurzscheibenegge "Horsch Joker CT" 48 Abbildung 28: Durchschnittlicher Ernterestanteil im Profil in einer Tiefe von 0-10 cm nach der ersten Bearbeitung 49 Abbildung 29: Durchschnittliche Ernterestanteile nach Geräte und Erhebungstiefe 50 Abbildung 30: Durchschnittliche Ernterestanteile nach Variante und Tiefe (n.s.) 50 Abbildung 31: Einarbeitungsqualität nach zweiter Bearbeitung der Parzellen "Köckerling Vector 460" 52 Abbildung 32: Einarbeitungsqualität nach zweiter Bearbeitung der Parzellen "Lemken Heliodor 9" 54 Abbildung 33: Einarbeitungsqualität nach zweiter Bearbeitung der Parzellen "Kerner Stratos SA 500" 55 Abbildung 34: Ernterestanteil in Abhängigkeit von Gerät und Tiefe im Vergleich erste und zweite Bearbeitung 56 V

7 Abbildung 35: Ernterestanteil in Abhängigkeit von Variante und Tiefe im Vergleich erste und zweite Bearbeitung 57 Abbildung 36: Pflanzenverfügbarer Stickstoffgehalt im Boden in Abhängigkeit des Entnahmetermins, der Variante und der Entnahmetiefe 59 Abbildung 37: Pflanzenverfügbarer Stickstoffgehalt im Boden am in Abhängigkeit der eingesetzen Maschine (GD5% = 1,9 kg N/ha) 60 Abbildung 38: Pflanzenverfügbarer Stickstoffgehalt des Bodens abhängig von der Variante (GD5% = 2,0 kg N/ha) 61 Abbildung 39: Pflanzenverfügbarer Stickstoffgehalt im Boden in Abhängigkeit von Gerät und Variante am (GD5% = 3,3 kg N/ha) 61 Abbildung 40: Pflanzenverfügbarer Stickstoffgehalt im Boden am in Abhängigkeit von Gerät und Variante 62 Abbildung 41: kg Pflanzenverfügbarer Stickstoff im Boden in Abhängigkeit von Entnahmetiefe und Variante 63 Abbildung 42: C:N-Verhältnis der Quadratmeterschnitte im Vergleich der Sorten 64 Abbildung 43: C:N-Verhältnis der Quadratmeterschnitte im Vergleich der Halmfraktionen 64 Abbildung 44: C:N-Verhältnis der Erntereste am im Vergleich der Geräte 65 Abbildung 45: C:N-Verhältnis der Erntereste am im Vergleich der Varianten (GD5% = 2,8) 66 Abbildung 46: C:N-Verhältnis im Vergleich Quadratmeterschnitte zu Erhebung vom VI

8 Verzeichnis der Abkürzungen ÄH Ährentragende Halme GD5% Grenzdifferenz N Stickstoff NN Normalnull TM Trockenmasse VII

9 1 Einleitung Bei einer Stoppelbearbeitung handelt es sich um eine flache mechanische Bearbeitung von Stoppelflächen nach der Ernte (BOSSE et al 1978 S. 248). Dabei wird eine Vielzahl von Zielen verfolgt, die teilweise einen hohen Einfluss auf die Ertragsbildung der Folgekultur aufweisen (SCHEID 2016 S ). Insbesondere ein oberflächliches Lockern, Mischen oder Wenden bis maximal 15 cm Tiefe stehen im Vordergrund, um das Auflaufen von Ausfallgetreide und die Rotte der Erntereste zu fördern. Dafür zur Verfügung steht eine Vielzahl an Geräten, welche teils sehr unterschiedliche Arbeitsweisen besitzen (KTBL 2015). Für eine optimale Einmischung und anschließende Verrottung der Ernterückstände kann jedoch bereits das Erntemanagement noch weit vor der ersten Bodenbearbeitung von hoher Bedeutung sein. So kann nach SCHNEIDER 2013 der Zerkleinerungsgrad der Erntereste einen hohen Stellenwert hinsichtlich der Geschwindigkeit der Rotte aufweisen sowie ungleichmäßig verteilte Ernterückstände negative Einflüsse auf die Folgekultur zeigen. Kulturen, die im Herbst stickstoffbedürftig sind, wie beispielsweise Raps, können aufgrund von hohen Ernterestemengen in ihrer Entwicklung gehemmt werden, da diese dem Boden durch die Rotte Stickstoff entziehen (SCHNEIDER 2013 S. 21). Insbesondere wenn eine Strohdüngung in Folge der Novellierung der Düngeverordnung rechtlich erschwert wird, könnte dies in Mulchsaat-systemen zu Schwierigkeiten führen. Das Ernte- und Nacherntemanagement stellt hohe Anforderungen an den Landwirt und sollte nicht vernachlässigt werden, da bereits dabei der Grundstein für die nächste Ernte gelegt wird. Im Rahmen dieser Projektarbeit wurden unterschiedliche Zerkleinerungsgrade der Ernterückstände sowie Geräte zur Stoppelbearbeitung auf einer Demonstrationsfläche gegenübergestellt. Dabei wurde untersucht, ob zwischen den Varianten und Geräten Unterschiede hinsichtlich der Einmischung der Erntereste in den Boden bestehen und ob sich im Folgenden daraus auch Differenzen bezüglich der Menge an gebundenem Stickstoff in den Ernteresten zeigen. 1

10 2 Literaturübersicht Eine rasche flache Bearbeitung der Getreidestoppel kann zahlreiche positive Effekte in Hinblick auf Boden, Krankheiten und Ausfallsamen aufweisen. Besonders bei trockenen Bedingungen soll die Stoppelbearbeitung die unproduktive Verdunstung von aufsteigendem Wasser aus dem Boden verhindern, indem die Bodenkapillaren durchtrennt werden. Dies sollte unmittelbar nach der Ernte mit geringer Eingrifftiefe passieren, um möglichst viel Wasser im Boden zu halten. Im Weiteren soll mit der Stoppelbearbeitung eine Verrottung der Erntereste gefördert werden. Organische Substanz, die sich in der Umsetzung befindet, bindet durch Mikrobenaktivität Stickstoff, welcher der Folgekultur bei ihrer Herbstentwicklung in Folge dessen fehlen kann. An den Ernteresten überdauern eine Vielzahl an Krankheitserregern (Septoria tritici, DTR, Fusarien, Pseudocercosperella herpotrichoides u.a.) und infizieren von dort aus die Folgekultur. Je intensiver und gleichmäßiger die Einarbeitung der Erntereste stattfindet, desto schneller läuft die Rotte dieser ab. Eine weitere Aufgabe besteht darin Unkräuter, Ungräser und Ausfallsamen gleichmäßig zum Auflaufen zu bringen, um sie im Folgenden durch einen weiteren mechanischen Bearbeitungsgang oder eine Applikation eines Totalherbizids zu bekämpfen. Für optimale Keimbedingungen ist eine flache Bearbeitung mit feiner Krümelung und Rückverfestigung förderlich (SCHEID 2016 S ). 2.1 Stoppelbearbeitungsgeräte Für eine Bearbeitung der Getreidestoppel ist eine Vielzahl unterschiedlicher Geräte verfügbar, welche in Abbildung 1 dargestellt sind und sich durch unterschiedliche Arbeitsweisen auszeichnen. Für eine flache Bodenbearbeitung bis 10 cm eignen sich insbesondere Schwerstriegel, Kurzscheibeneggen und Flachgrubber. Die Kurzscheibenegge weist einen geringen Kraftstoffbedarf bei gleichzeitig hoher Flächenleistung auf. Des Weiteren ist in der Regel eine gute Boden- 2

11 anpassung durch einzeln aufgehängte und gefederte Scheiben gegeben. Um auch unter trockenen Bedingungen in den Boden eindringen zu können, sollten die Kurzscheibeneggen jedoch ein Gewicht von ca. 750 kg/m Arbeitsbreite aufweisen. Quelle: KTBL 2015 Abbildung 1: Auswahl an möglichen Stoppelbearbeitungsgeräten Eine flache Bodenbearbeitung unter 10 cm ist nur dann sinnvoll, wenn es sich um biologisch- und strukturaktive Böden mit maximal 8 t/ha gleichmäßig verteilten Ernterückständen handelt, die keine tiefen Fahrspuren aufweisen 3

12 und bei denen gleichzeitig ein Zeitfenster von drei bis fünf Wochen für die Bodenbearbeitung gewährleistet ist. Sind hingegen höhere Ernterestmengen von über 8 t/ha einzuarbeiten, tiefe Fahrspuren zu beseitigen und/oder eine schnelle Strohrotte aufgrund einer kurzen Anbaupause zur Folgefrucht zu erreichen, ist eine tiefere Bearbeitung über 10 cm sinnvoll. Diese ist als Einzelmaßnahme oder nach einer vorherigen flachen Bearbeitung möglich. Wird nur eine tiefe Bearbeitung durchgeführt, sind kurze Stoppeln und eine gleichmäßige Strohverteilung Grundvorraussetzung. Ein flacher Arbeitsgang mit einer Kurzscheibenegge bewirkt keine Strohnachverteilung, im Gegensatz dazu kann ein diagonal zur Aussaatrichtung eingesetzter vierbalkiger Grubber die Erntereste cm mitziehen und so eine leichte Nachverteilung bewirken (BRUNOTTE 2007 S ). Kurzscheibeneggen zeichnen sich in der Regel dadurch aus, dass jede Scheibe einzeln gelagert ist. Dadurch können sie in zwei Richtungen angestellt werden und schräg zu Fahrtrichtung und Boden angewinkelt sein. Dies ist ein entscheidender Vorteil gegenüber der klassischen Scheibenegge, bei welcher die einzelnen Scheiben auf einer durchgehenden Welle angebracht sind und damit nur zur Fahrtrichtung angestellt werden können (HÖNER 2010 S. 84). Der Anstellwinkel beschreibt den Winkel der Scheibe zur Fahrtrichtung, je stumpfer der Winkel, desto stärker arbeitet die Scheibe im Boden, womit allerdings auch Zugkraftbedarf und Verstopfungsgefahr steigen. Ist die Scheibe zu spitz angestellt, zieht sich diese nur schlecht in den Boden ein und bearbeitet diesen nur auf schmalen Streifen. Der Untergriff gibt die Stellung der Scheibe zum Boden an. Diese ist entscheidend für die Arbeitsbreite der Scheibe. Ist der Winkel zu flach, rollt die Scheibe lediglich über die Bodenoberfläche. Kleine Scheiben mit ca. 450 mm Durchmesser haben insbesondere bei der Stoppelbearbeitung auf besseren Standorten Vorteile. Je intensiver der gewünschte Mischeffekt sein soll und je mehr Erntereste eingearbeitet werden sollen, desto größer sollte die Scheibe sein (über 500 mm). Gezackte Scheiben zeigen einen besseren Einzug und 4

13 Selbstantrieb auf als glatte Scheiben. Eine schwere Nachläuferwalze ist sinnvoll, wenn über Steckbolzen oder Hydraulikzylinder ihr Gewicht auf die Scheiben übertragen werden kann, damit diese auch bei trockenen Bedingungen in den Boden eindringen können (HÖNER 2010 S ). Auch Grubber weisen hinsichtlich ihres Aufbaus teilweise starke Unterschiede auf, die sich auf die Arbeitsweise des Geräts auswirken. Ein wesentliches Unterscheidungsmerkmal von Grubbern ist deren Scharform mit individueller Form und Breite. Gänsefußschare eignen sich für eine sehr flache Bearbeitung (4-8 cm) und schneiden den Boden horizontal ganzflächig ab, weisen dabei allerdings geringe Mischeffekte auf und sind verstopfungsgefährdet. Flügelschargrubber arbeiten optimal in einer Tiefe von 5 15 cm und setzen sich aus einer Scharspitze mit seitlich angebrachten Flügeln aus. Die Scharspitze gewährleistet den Einzug in den Boden und die Bildung von Feinerde, während die Flügel eine ganzflächige Bearbeitung übernehmen. Bei über 20 cm Bearbeitungstiefe kommen Schmal- oder Meißelschare zum Einsatz, die eine deutlich schmalere Bauform aufweisen. Doppelherzschare werden aufgrund ihrer nicht optimalen Arbeitsweise und geringer Mischeffekte nur noch selten verbaut (HÖNER 2010 S. 89). Um die Intensität des Grubbers zu beschreiben, ist der Strichabstand ein passendes Mittel und stellt die Anzahl Zinken dividiert durch die Arbeitsbreite dar. Für eine ausreichende Durchmischung und Verringerung der Verstopfungsgefahr sind außerdem Rahmenhöhe sowie Durchgang (Abstand vorderer Zinken zu schräg dahinterliegendem Zinken) wichtig. Zwischen Zinken und Walze sind in der Regel Einebnungswerkzeuge angebracht. Dabei handelt es sich in den meisten Fällen um Hohlscheiben oder Federnivellatoren, die von den Zinken aufgeworfene Dämme für eine ebene Bodenoberfläche glätten. Der Flügelschargrubber wird auf vielen pflügenden Betrieben als universelles Gerät zur Stoppelbearbeitung eingesetzt, da dieser meistens eine gute Einebnung und Rückverfestigung aufweist und selten verstopft. Doch insbesondere bei Mulchsaatsystemen kommt der klassische kurz gebaute Grubber durch Strohschwadenbildung, einen Glätt- 5

14 kelleneffekt der Flügel und eine schlechtere Stroheinmischung an seine Grenzen (HÖNER 2010 S ). Wie auch bei der Kurzscheibenegge übernimmt die Walze eine Vielzahl an Aufgaben. Sie sorgt für eine exakte Tiefenführung der Arbeitswerkzeuge und übernimmt die Rückverfestigung des Bodens. Dabei sollte sie nicht verkleben oder verstopfen, was sehr stark von der Bodenart abhängig ist (HÖNER 2010 S. 91). Für den ersten flachen Arbeitsgang empfiehlt sich eine geschlossene Walze (Reifenpacker-, Keilring-, Prismenwalze), um eine möglichst hohe Rückverfestigung zu gewährleisten. Eine offene Walze (STS-, Stabringwalze) kann für den zweiten Arbeitsgang vorteilhaft sein, indem sie bei trockener Witterung die Kapillaren unterbrechen und so die Verdunstung verringern und bei feuchtem Bodenzustand einen ausreichenden Grobporenanteil schaffen, der eine schnelle Abtrocknung gewährleitet (BRUNOTTE 2007 S. 381). Im Rahmen eines Feldtages der Landwirtschaftskammer Schleswig-Holstein wurden 35 Geräte zur Stoppelbearbeitung gegenübergestellt und ihr Arbeitsergebnis bei vier bis acht Zentimeter Arbeitstiefe einzeln bewertet und im Anschluss zu durchschnittlichen Ergebnissen von Gerätetypen zusammengefasst. Kombinationsgeräte aus Kurzscheibenegge und Grubber konnten dabei insbesondere bei der Stroheinmischung und Rückverfestigung überzeugen, die beste Einebnung und Krümelung erzeugten im Mittel die Kurzscheibeneggen, während die Grubber in fast allen Kategorien zwischen diesen beiden Typen abschnitten. Um auf jede Situation optimal reagieren zu können sollten daher auf großen Betrieben mehrere Gerätetypen zur Verfügung stehen, da jedes seine Vor- und Nachteile mit sich bringt. Kleineren Betrieben kann auch ein einfacher Flügelschargrubber als Kompromiss genügen, der dann aber zum optimalen Zeitpunkt eingesetzt werden sollte (RECKLEBEN 2007 S ). Im Vergleich von Kurzscheibenegge und Flügelschargrubber nach KNECHTGES et al (2010) bei einer Bearbeitungstiefe von 5 cm hinterlässt der Grubber mit einem Bedeckungsgrad von 50 % weniger Erntereste auf der 6

15 Bodenoberfläche als die Kurzscheibenegge (72 %). Das Scheibengerät arbeitet dabei allerdings ca. 6 % mehr Erntereste in die Bodenschicht 0 5 cm und 4 % mehr in eine Tiefe von 5 10 cm als der Grubber ein (KNECHTGES et al 2010 S. 53). Bei der Stoppelbearbeitung sollte auf einen vollständig gelockerten und durchschnittenen Bodenhorizont geachtet werden, um eine optimale Regulierung von Unkraut und Ausfallgetreide zu gewährleisten. Dies wird insbesondere von Gänsefußscharen und Flügelschargrubbern erreicht, bei welchen die Scharbreite den Strichabstand komplett abdeckt. Gänsefußschare hinterlassen außerdem eine ebene Schnittfläche an der Bearbeitungssohle bei gleichzeitig geringer Bodenbewegung und Zugwiderständen. Flügelschare in Kombination mit einem Mittelschar führen zu einer welligen Schnittfläche. Der Mittelschar erfordert höhere Arbeitstiefen, was einerseits den Zugleistungsbedarf erhöht, gleichzeitig aber einen sicheren Einzug und guten Durchgang von langen Stoppeln durch das intensive Aufwerfen des Bodens gewährleistet (HÄNSEL 2014 S ). Je höher die gewünschte Bearbeitungstiefe liegt, desto stärker wird der vertikale Einzug beim Grubber, wodurch Zugtraktor und Walze stärker belastet werden. Bei der Kurzscheibenegge verhält sich dies in umgekehrter Weise. Das Gewicht des Geräts wird mit steigender Tiefe zunehmend von den Werkzeugen abgestützt, womit Traktor und Walze entlastet werden. Damit verbunden ist im Gegensatz zum Grubber eine geringere Rückverfestigung des bearbeiteten Bodens (KNECHTGENS et al 2010 S. 53). 2.2 Bearbeitungstiefe Generell gilt, je flacher die erste Bodenbearbeitung der Getreidestoppel, desto mehr Mulchauflage bleibt auf der Oberfläche zurück und bietet einen Schutz vor Erosion. Je tiefer die Bearbeitung durchgeführt wird, umso stärker wird die Strohrotte gefördert und das Risiko schlechter Feldaufgänge in der Folgekultur reduziert (SCHÜLE et al 2007 S. 214). Um alle Aspekte abzudecken ist ein Kompromiss zu finden. Für eine optimale Bearbeitungstiefe 7

16 müssen zu beseitigende Fahrspuren, die Bekämpfung von Unkräutern, - gräsern und Ausfallsamen, Reduktion strohbürtigen Pilzinfektionspotenzials, Einarbeitung organischer Dünger und Einarbeitung von Ernterückständen berücksichtigt werden. Besonders die Ernteresteinarbeitung ist bei einer Mulchsaat der Folgekultur von wichtiger Bedeutung. Insbesondere bei kurzen Anbaupausen wie bei Winterraps nach Weizen ist nur wenig Zeit zur Strohrotte zur Verfügung und macht eine Einmischung des Getreidestrohs in den Boden unumgänglich. Für einen zweiten Bearbeitungsgang oder den Einsatz eines Totalherbizids bleibt in den wenigsten Fällen Zeit. Ist zwischen Ernte und Aussaat hingegen eine größere Zeitspanne zur Verfügung (Beispiel: Winterraps nach Gerste) so ist nach dem ersten Bearbeitungsgang ausreichend Zeit für die Strohrotte und zum Auflaufen des Ausfallgetreides, welches mit einer zweiten Bearbeitung oder einem Totalherbizid bekämpft werden kann (SCHNEIDER u. LÜTKE ENTRUP 2006 S. 47). Der Effekt hoher Arbeitstiefen oder Fahrgeschwindigkeiten wird dabei oft überschätzt und führt nicht zwangsläufig zu einer tieferen oder gleichmäßigeren Einmischung der Getreidestoppel. Die Stoppel kann nur selten tiefer als 10 cm in den Boden eingearbeitet werden und bildet häufig knapp unter der Bodenoberfläche eine Strohmatte (HÄNSEL 2012 S. 36). Auch der hoch erscheinende Bodenaufwurf am Mittelschar eines Flügelschargrubbers wird subjektiv überbewertet. Bereits in der Flugphase werden leichte Strohund schwere Erdpartikel separiert, sodass große Strohbestandteile überwiegend auf der Bodenoberfläche oder direkt unter dieser liegen bleiben. Dabei konnten weder größere Arbeitstiefen, noch hohe Geschwindigkeiten oder mehrmalige Bearbeitungen in Versuchen des Sächsischen Landesamtes eine gleichmäßige und tiefe Einmischung der Erntereste herbeiführen. Hohe Fahrgeschwindigkeiten und häufigere Bearbeitung führen im Weiteren zu sehr feinen Bodenaggregaten, die wiederum anfällig für Bodenerosion sind (HÄNSEL 2014 S ). Insbesondere wenn Stoppeln über Wurzeln zusammenhängen, sind sie zu voluminös, um tief in den Boden gebracht zu werden. Je länger die Stoppel, desto mehr bleibt auf der Bodenoberfläche zurück (HÄNSEL 2012 S. 36), sie schwimmt auf der Oberfläche und kann nur 8

17 unzureichend in den Boden eingemischt werden. Dadurch ist die Strohrotte verlangsamt (BRUNOTTE 2007 S. 381), gleichzeitig kann die Stoppel auf der Bodenoberfläche hinsichtlich Bodenerosion wiederum eine positive Wirkung aufweisen. Im Gegensatz dazu werden Spreu, Häckselgut und Ausfallgetreide tiefer in den Boden eingearbeitet (HÄNSEL 2012 S. 36). Um die schweren Ausfallsamen nicht zu tief zu vergraben und so am Keimen zu hindern, ist aus dessen Sicht eine flache Stoppelbearbeitung beispielsweise mit Kurzscheibenegge ratsam (HÄNSEL 2014 S. 18). Daher ist für eine tiefe Einmischung die Stoppellänge von entscheidender Bedeutung (HÄNSEL 2012 S. 36). Um auch bei einer langen Stoppel die Rottegeschwindigkeit in einen akzeptablen Bereich zu erhöhen ist ein zweiter zeitlich versetzter Arbeitsgang notwendig, um das Gemisch aus Stroh und Boden wieder neu anzuordnen und den Mikroorganismen neue Ansatzpunkte zu geben (BRUNOTTE 2007 S. 381), von einer intensiveren Einmischung kann jedoch nicht ausgegangen werden. Weiterer Effekt einer wiederholten Stoppelbearbeitung ist die Bekämpfung von Ausfallgetreide und Unkräutern, womit eventuell eine Applikation eines Totalherbizids eingespart werden kann (HÄNSEL 2014 S. 17). 2.3 Stoppellänge Für eine erfolgreiche Mulchsaat, besonders von kleinkörnigen Fruchtarten (Raps) nach Getreide, sind kurze, feine Ernterückstände für eine gleichmäßige Saatgutablage und günstige Keimverhältnisse vorteilhaft. Gegenüber eines reinen Tischs ohne Stroh verringert gemahlenes Stroh die Feldaufgänge von Raps in einem Versuch von VOßHENRICH (1998) kaum bis gar nicht. Im Gegensatz dazu senken sowohl aufliegendes wie auch eingearbeitetes Häckselstroh die Aufgänge mit steigender Strohmenge, da sie physikalische Auswirkungen auf das Saatbett aufweisen. Um Probleme diesbezüglich zu vermeiden sollte bereits bei der Erntetechnik auf einen möglichst hohen Zerkleinerungsgrad der Erntereste Wert gelegt werden (VOßHENRICH 1998 S ). Eine optimale Stoppelbearbeitung, welche 9

18 die Grundlage für die Folgekultur bildet, beginnt damit bereits mit dem Mähdrusch. Generell sind mit einem klassischen Schneidwerk drei Verfahren denkbar (FEIFFER u. FEIFFER 2014 S. 38): - Der klassische tief ansetzende Schnitt. - Der Mittelschnitt, welcher eine Kompromisslösung darstellt. Die Stoppellänge wird dabei so gewählt, dass die nachlaufende Bodenbearbeitung diese gerade noch verarbeiten kann. Die Mähdrescherleistung kann erhöht werden und es ist gleichzeitig kein zusätzlicher Arbeitsgang nötig - Der Hochschnitt mit ca cm Stoppellänge und anschließendem Nachmulchen der Stoppel. Der Drusch mit einer möglichst kurzen Stoppel ist in den meisten deutschen Betrieben die Regel. Dabei gilt oftmals die Faustregel: Stoppellänge gleich Abstand zwischen Daumen und Zeigefinger (SCHATTSCHNEIDER et al 2013 S. 71), besonders Mulchsaatbetriebe streben eine möglichst kurze Stoppel an, um optimale Bedingungen für die pfluglose Bestellung der Nachfrucht zu gewährleisten. Ausgehend von einer optimalen Mähdrescherleistung, deren Bedeutung bei kleiner werdenden Erntefenstern stetig steigt, ist jedoch eine erhöhte Stoppellänge von Vorteil. (FEIFFER 2011 S. 38). Je Zentimeter höhere Stoppel steigt die Mähdrescherleistung um 1,5 2 % und der Dieselverbrauch sinkt um 1,5 % (FEIFFER 2008 S. 229). Ein Anheben der Stoppellänge um 10 cm ist insoweit ratsam, da dieser Bereich dicker und wasserreicher ist und damit bis zu 20 % Leistungsverlust des Mähdreschers, eine Wiederbefeuchtung des Korns (ca. 1 %), steigenden Kraftstoffverbrauch, höhere Häckslerbelastung und damit schlechtere Strohverteilung bedeutet. Damit werden niedrige Stoppeln mit cm Länge teuer erkauft (PFEIFFER 2015 S ). Lange Stoppeln verrotten allerdings nur sehr langsam und können bei den folgenden Bodenbearbeitungsgeräten zu Verstopfungen führen (SCHEID 2016 S. 95). So können Nester und Haufen entstehen, die im Inneren keinen Kontakt zum Boden aufweisen und nicht ausreichend durchfeuchtet werden. Zersetzende Mikroorganismen und Stickstoff 10

19 zum Einengen des C:N-Verhältnisses erreichen die Erntereste nicht, wodurch die Umsetzung verhindert wird. Zudem benötigen lange sperrige Stoppeln und unzureichend zerkleinertes Häckselgut deutlich mehr Niederschlag für die Rotte. Um diese zu durchfeuchten werden mindestens 6 l/m² Regen benötigt, während kurze Stoppeln und fein gehäckseltes Stroh nur ca. 2 l/m² benötigen (KLINGEL u. SCHÖNBERGER 2012 S ). Auch das Häckselgut sollte so klein wie möglich gehalten werden, um eine schnelle Umsetzung zu garantieren. Als Faustzahl gilt, dass 70 % der Erntereste kleiner als 40 mm sein sollten, um eine optimale Einarbeitung und Rotte zu ermöglichen. So kann die Rottezeit bei sehr fein zerhäckseltem Stroh um 40 % verkürzt werden (SCHNEIDER 2013 S. 21). Für eine akzeptable Zerkleinerung des Strohs sollten Häckslermesser und Gegenschneiden regelmäßig und rechtzeitig gewechselt werden (KLINGEL u. SCHÖNBERGER 2012 S. 45). Außerdem gilt, je tiefer die Querschneide beim Häcksler des Mähdreschers in die Flugbahn der Häckslermesser hereinragen, desto intensiver ist die Zerschneidung des Strohs (FEIFFER 2011 S. 38). Insbesondere bei großen Schneidwerksbreiten von über 7,5 Meter kommen Strohzerkleinerung und die gleichmäßige Rückverteilung auf die Schnittbreite an ihre Grenzen. Speziell bei hohen Mengen an Ernterückständen beispielsweise auf Hochertragsstandorten, kann dies aus pflanzenbaulicher Sicht zu Problemen in der Folgekultur führen (SCHATTSCHNEIDER et al 2013 S. 71). So können Differenzen in der Verteilung von % auftreten, die durch Unter- und Überlappungen entstehen können. Darunter können die Strohrotte und der Aufgang der Folgekultur erheblich leiden. Aber auch die im Stroh enthaltenen Nährstoffe werden so nicht exakt verteilt (SCHRÖDER 2014). Eine nachträgliche Umverteilung von ungleichmäßig verteiltem Häckselgut ist mit keinem Gerät möglich. Lediglich Strohstriegel können eine leichte Nachverteilung erzeugen, jedoch ebenfalls nur in engen Grenzen (SCHEID 2016 S. 95). Um Probleme bezüglich der Ernterestezerkleinerung und rückverteilung sowie lange Stoppeln zu vermeiden, bietet sich ein Hochschnitt an. Dabei 11

20 wird das Schneidwerk aus dem feuchten unteren Stoppelbereich auf eine Schnitthöhe von cm herausgehoben und so die Leistung des Mähdreschers erhöht, da deutlich weniger Stroh verarbeitet werden muss (FEIFFER 2009 S. 125), bei gleichzeitig reduziertem Kraftstoffverbrauch und geringeren Verschleißkosten. Nach einer Untersuchung von Reckleben und Ewers mit einem JohnDeere-CTS Mähdrescher (250 kw, 7,5 m Schneidwerk) waren im Vergleich 35 cm gegenüber 12 cm Stoppellänge 32 % mehr Korndurchsatz, eine 38 % höhere Geschwindigkeit und ein 14 % geringerer Leistungsbedarf des Häckslers festzustellen (RECKLEBEN u. VOßHENRICH 2008 S. 109). Auch die Wiederbefeuchtung des Korns wird verringert, da das feuchtere Stroh im unteren Bereich des Halms am Feld verbleibt und so das Korn im Dreschwerk nicht wiederbefeuchten kann (SCHRÖDER 2014). Dabei sollte die Erhöhung allerdings nicht ins Maximum getrieben werden (über 40 cm Stoppellänge). Ein Führen des Schneidwerks direkt unter der Ähre ist für den Fahrer des Weiteren sehr anstrengend, da diesbezüglich noch keine Assistenzsysteme zur Verfügung stehen. Bleiben dabei Ähren stehen, weil das Schneidwerk zu hoch eingestellt wird, führt dies schnell zu erheblichen Verlusten (RECKLEBEN u. VOßHENRICH 2008 S ). Beim Hochschnitt bleibt ein Großteil des Strohs dort, wo es gewachsen ist. In einem anschließenden separaten Arbeitsgang, außerhalb der intensiven Erntezeit, kann die lange Stoppel gemulcht werden (SCHADSCHNEIDER et al 2013 S. 72). Leistungsfähige Rotormulcher können in der Regel nicht den Qualitätsanforderungen für eine anschließende Mulchsaat genügen, weshalb vornehmlich Schlegelmulcher verwendet werden, welche jedoch hinsichtlich ihrer Flächenleistung eingeschränkt und energieintensiv sind (FEIFFER u. FEIFFER 2014 S. 39). Durch die intensive Zerkleinerung kann die Reststoppellänge auf bis zu 2 cm verringert werden, was beim Mähdrusch nicht realisierbar ist. Auch auf der Bodenoberfläche aufliegende Erntereste werden durch den Sogeffekt des Mulchers erfasst, eventuell nochmals zerkleinert und homogen verteilt. Zurück bleibt eine gleichmäßige, kompakte Auflage aus organischem Material. Der Strohmulch verrottet des Weiteren schneller, da die Strohoberfläche vergrößert wird und sich so den Mikro- 12

21 organismen eine vergrößerte Angriffsfläche bietet (SCHADSCHNEIDER et al 2013 S. 72). Für eine optimale Arbeitsqualität des Mulchers sollte dieser auf die entsprechende Stoppelart und länge mit Eingangshöhe, Stützwalzenanordnung sowie Distanz des Rotors zu Schlagkante und Walze angepasst sein (BRUNOTTE u. VOßHENRICH 2015 S. 13). 2.4 Pflanzenverfügbarer Stickstoff im Boden Die Herbst-Nmin-Untersuchungen werden in der Praxis hauptsächlich verwendet, um landwirtschaftliche Nutzflächen bezüglich ihrer Nitrateinträge in das Grundwasser zu bewerten (NLWKN 2010 S. 14). Im Frühling wird die Nmin-Methode in der Regel verwendet, um die Menge des pflanzenverfügbaren Stickstoffs im Boden zu bewerten. Es wird dabei davon ausgegangen, dass ein Hauptteil des im Boden vorhandenen N nicht direkt von der Pflanze aufgenommen werden kann, sondern organisch gebunden vorliegt. Direkt aufgenommen werden kann nur mineralischer Stickstoff in Form von Nitrat (NO 3 ) oder Ammonium (NH 4 ), welche bei der Nmin-Methode erfasst werden (HOLZ 1999 S. 10) Die konkrete Höhe der Herbst-Nmin-Werte ist stark von der Sommer- und Herbstwitterung abhängig. Je höher die Niederschläge im Sommer sind, desto mehr Nitrat wird bereits vor dem Herbst im Boden nach unten verlagert, wodurch die Herbstwerte gering ausfallen. Bei einem sehr trockenen Sommer findet hingegen keine Verlagerung statt, die Stickstoffaufnahme durch die Pflanzen ist verringert und bodenbürtige N-Vorräte können mobilisiert werden. Dadurch treten in solchen Jahren tendenziell erhöhte Herbst-Nmin-Werte auf (NLWKN 2010 S ). Durch langjährige Züchtung hat sich das Korn-Stroh-Verhältnis von Winterweizen mittlerweile auf ca. 1 : 0,8 (Stroh und Stoppel) eingestellt. Die Erntereste werden im günstigsten Fall innerhalb von drei Monaten zu ca. 75 % abgebaut und der Rest dient der Humusreproduktion. Zum Strohabbau muss das hohe C:N-Verhältnis in den Ernterückständen von etwa : 1 zur 13

22 Ernte auf 30 : 1 verringert werden. Für diese Einengung des Verhältnisses sind ca. 60 kg N notwendig (KLINGEL u. SCHÖNBERGER 2012 S. 43) bzw. pro Dezitonne Stroh ca. 1 kg N, um die Erntereste in die Bodenhumusmasse einzubinden (SCHNEIDER 2013 S. 21). Die benötigte Stickstoffmenge kann dabei entweder aus dem Boden kommen oder über organische oder mineralische Düngemittel zugegeben werden (KLINGEL u. SCHÖNBERGER 2012 S. 43). Wird auf eine Düngung verzichtet und die Folgekultur im Mulchsaatverfahren etabliert, können die Erntereste den verfügbaren Stickstoff im Boden in solchem Maße binden, dass die Bestandesetablierung speziell von Raps im Herbst blockiert wird. Insbesondere bei sehr hohen Strohmengen und einer Aussaat von stickstoffbedürftigen Winterkulturen als Folgefrucht ist zur Aufhebung dieser Stickstoffsperre daher eine N-Düngung im Herbst ratsam (SCHNEIDER 2013 S ). Weiterhin hängt die Geschwindigkeit und Intensität des Strohabbaus von der biologischen Aktivität des Bodens (Destruenten und aktive Biomasse), Wärme-, Wasser-, Sauerstoff-, Phosphor- und Spurenelementeangebot (Mn, Mo, Cu) sowie der nutzbaren Feldkapazität ab. Unter 40 % Feldkapazität findet kein Abbau statt und über 90 % bilden sich Reduktionszonen, wodurch der Abbau eingeschränkt wird. Für eine Besiedlung der Erntereste mit Mikroorganismen, zur Zersetzung dieser, ist eine intensive Durchmischung mit Boden notwendig. Auf der Bodenoberfläche aufliegendes Stroh verrottet deutlich langsamer (KLINGEL u. SCHÖNBERGER 2012 S. 43). 14

23 3 Material und Methoden 3.1 Standort Die Demonstrationsfläche liegt in nördlichen Hessen, Schwalm-Eder-Kreis, Gemeinde Frielendorf in der Gemarkung Obergrenzebach. Die Fläche (Flur 6, Flurstück 1/1) Liederäcker (Abb. 2) ist 5,6 ha groß, weist die Bodenklasse L4Lö, Bodenart Ut3 und eine Boden-/Ackerzahl von 67/62 auf (AMT FÜR BODENMANAGEMENT HOMBERG EFZE 2016). Der Schlag liegt auf einer Höhe von ca. 324 m über NN. Bearbeitungsrichtung der Geräte Aussaat- Druschrichtung und Abbildung 2: Demonstrationsfläche (schwarz umrandet) in Praxisschlag (rot) Quelle: BORIS HESSEN 2016 Auf der Fläche wird die Fruchtfolge Zuckerrübe Winterweizen Winterweizen verfolgt. Wobei sich die folgenden Untersuchungen in der Stoppel des Stoppelweizens befinden, die Folgefrucht also die Zuckerrübe darstellt. Die Fläche wurde vor der Aussaat des Weizens gepflügt, was im Rahmen der Fruchtfolge mehrmals unregelmäßig durchgeführt wird. Auf der Fläche wurden insgesamt zwei Sorten angebaut, die am ausgesät wurden. Der äußere Bereich der Fläche mit der E-Weizen-Sorte Akteur und der innere Bereich (54 Meter breit, Hochschnittfläche) mit der A-Weizen- 15

24 Sorte Benchmark. Im Laufe der Vegetationsperiode wurden insgesamt 230 kg N gedüngt (ZIEGLER 2016). Die in den Schlag eingemessene Demonstrationsfläche wies eine Größe von 162 x 180 m auf. Diese wurde rechtwinklig in den Schlag gelegt und hatte zu allen Feldgrenzen einen Mindestabstand von 20 Meter, um Rand- und Vorgewendeeffekte zu vermeiden. Bei einer Krumenuntersuchung (0-30 cm) vom wurden die in Tabelle 1 dargestellten Werte erfasst. Tabelle 1: Ergebnisse Bodenuntersuchung Werte (0-30 cm) Einstufung (Gehaltsklasse) ph 6,8 P 2 O 5 22 mg/100 g D K 2 O 19 mg/100 g D Mg 6 mg/100g C C org 1,10 % Am wurden 5 t/ha Carbokalk mit den in Tabelle 2 dargestellten Inhaltsstoffen gleichmäßig auf der Demonstrationsfläche ausgebracht. 16

25 Tabelle 2: Nährstoffe Carbokalk Nährstoffe Prozentanteil 5 t enthalten (in kg/ha) CaO 27,0 % 1350 kg N 0,35 % 17,5 kg P2O5 1,40 % 70 kg MgO 1,70 % 85 kg S 0,23 % 11,5 kg Quelle: BISZ Klima Die mittlere Jahrestemperatur in Obergrenzebach beträgt 7,0 C bei einer durchschnittlichen Niederschlagsmenge von 620 mm (ZIEGLER 2016). In den Abbildungen 3 und 4 sind die Niederschläge und Temperaturen während des Untersuchungszeitraums dargestellt. Die Daten basieren auf den Messwerten einer privat betriebenen Wetterstation in Willingshausen-Steina, ca. 5 km von der Demonstrationsfläche entfernt. Die Station liegt auf einer Höhe von 212 m über NN. 17

26 Abbildung 3: Niederschläge im Untersuchungszeitraum Im Monat August sind insgesamt kaum Niederschläge gefallen, was einen sehr trockenen Boden zur Folge hatte. Im September folgten dann drei größere Niederschlagsereignisse sowie im Oktober eine insgesamt steigende Regenmenge. Insbesondere Ende August bis Mitte September außerdem sehr hohe Temperaturen bis über 34 C feststellbar. Erst gegen Ende September 2016 setzte am Standort ein milderes Klima ein. 18

27 Abbildung 4: Höchsttemperaturen im Untersuchungszeitraum 3.3 Aufbau der Demonstrationsfläche Die Untersuchungen wurden in der Kultur Winterweizen durchgeführt. Die Fläche wurde am vom betriebseigenen Mähdrescher Claas Lexion 530, welcher mit einem 6,00 m Schneidwerk und Häckselgutrückverteilung über Strohleitbleche ausgestattet ist, gedroschen. Dabei wurden in drei parallel verlaufenden Parzellen mit jeweils einer Breite von 54 Metern unterschiedliche Häckselqualitäten mit dem betriebseigenen Mäh- 19

28 drescher angelegt (Abbildung 6 (Zeilen) und Abbildung 7). In Variante A wurde eine betriebsübliche Stoppellänge von 14 cm angelegt. In Variante B wurde ein Hochschnitt mit einer Stoppellänge von cm angelegt, welcher im Anschluss mit dem Mulcher Müthing MU Pro Vario 280 zerkleinert wurde. Der Mulcher lässt sich hinsichtlich der Schneidschiene und Stützwalze auf unterschiedliche Bedingungen einstellen. Für eine möglichst starke Zerkleinerung der Erntereste wurde die Schneidschiene eng an die Schlegel eingestellt und die Walze so platziert, dass das Häckselgut vor dieser abgelegt wurde. Die Stoppeln wurden dabei auf eine Länge von ca. 2 cm gekürzt (Siehe Abb. 5). Abbildung 5: Variante Hochschnitt nach dem Mulchereinsatz In Variante C wurde versucht unvorteilhafte Bedingungen für die Stoppelbearbeitung zu erreichen. Dazu wurde die Stoppellänge auf cm festgelegt. Im Folgenden wird diese Variante als Mittelschnitt bezeichnet. An der Einstellung des Häckslers am Mähdrescher wurden dabei zwischen den Varianten keine Veränderungen durchgeführt. 20

29 Maschine 1: Maschine 2: Maschine 3: Maschine 4: Maschine 5: Kuhn Cultimer 300 ( 3-balkiger Grubber ) Köckerling Vector 460 ( 4-balkiger Grubber ) Lemken Heliodor 9/600K ( Kurzscheibenegge) Kerner Stratos SA 500 ( 4-balkiger Grubber mit Gänsefußscharen) Horsch Joker CT ( Kurzscheibenegge) Variante A: "Normalschnitt" - betriebsüblich (14 cm Stoppellänge) Variante B: Hochschnitt (25-30 cm Stoppellänge) mit anschließendem Mulchgang (Müthing MU Vario Pro 280) Variante C: "Mittelschnitt" - erhöhte Stoppel (26-28 cm Stoppellänge) Zweite Bearbeitung mit "Köckerling Vector 620" Abbildung 6: Aufbau der Demonstrationsfläche Rechtwinklig zu den drei Mähdruschparzellen, und somit auch zu der Drillrichtung, wurden im Anschluss die unterschiedlichen Bodenbearbeitungsgeräte eingesetzt (Abbildung 6, Spalten), um für alle Geräte gleiche Bedingungen zu schaffen. Abbildung 7: Blick über die Demonstrationsfläche Die Parzelle je Bodenbearbeitungsgerät war ca. 19 Meter breit und 162 Meter lang und beinhaltete jeweils alle drei Zerkleinerungsvarianten. In den Parzellen der Maschinen zwei bis vier wurde am ein Teil 21

30 dieser ein zweites Mal mit einem Köckerling Vector 620 bearbeitet (Siehe blaue Balken in Abb. 6). Für den Versuch zur Verfügung standen die in Tabelle 3 dargestellten Geräte. Tabelle 3: Eigenschaften Stoppelbearbeitungsgeräte Maschine Typ Anzahl Balken Schar-/ Scheibenform Strichabstand (cm) Kuhn Cultimer 300 Grubber 3 Scharspitze mit Flügelschar 30 cm Köckerling Vector 460 Grubber 4 Scharspitze mit Flügelschar 27 cm Lemken Heliodor 9/600 Kurzscheibenegge 2 Gezackte Hohlscheibe (510 mm, 16,5 Anwickelung) 12,5 cm Kerner Stratos 500 SA Grubber 4 Gänsefußschar 15 cm Horsch Joker CT Kurzscheibenegge 2 Gezackte Hohlscheibe (510 mm, 17 Anwickelung) 12,5 cm Hinsichtlich Bearbeitungstiefe und geschwindigkeit wurde von den Herstellern/Händlern für das jeweilige Gerät die optimale Einstellung gewählt, welche in Tabelle 4 beschrieben sind. 22

31 Tabelle 4: Einstellung Stoppelbearbeitungsgeräte Maschine Arbeitsbreite Bearbeitungstiefe Bearbeitungsgeschwindigkeit Kuhn Cultimer 300 3,00 m 8 cm 11 km/h Köckerling Vector 460 (Abb. 8) 4,60 m 12 cm 9 10 km/h Lemken 9/600 Heliodor 6,00 m 5 6 cm 15 km/h Kerner Stratos SA 500 (Abb. 9) 4,80 m 7 8 cm 13 km/h Horsch Joker CT 5,00 m 7 cm 12 km/h Abbildung 8:Köckerling Vector 430 Bei der Bearbeitung der Parzellen mit den unterschiedlichen Geräten wurden Überlappungen soweit wie möglich vermieden, um keine Ergebnisverfälschungen zu erhalten. Stattdessen wurde die Parzellenbreite entsprechend der Arbeitsbreiten der Geräte auf 17 bis 20 Meter angepasst. 23

32 Abbildung 9: Vorderer Teil des "Kerner Stratos" mit Messerwalze und Gänsefußscharen Die zweite Bearbeitung der Teilflächen am mit dem Köckerling Vector 620 wurde je Parzelle in einer Breite von sechs Metern vorgenommen. Dieser wurde in einem Winkel von 90 zur ersten Bearbeitung durchgeführt. Dabei wurde eine Bearbeitungstiefe von 13 cm bei 10 km/h Fahrgeschwindigkeit erreicht. Dabei unterscheidet sich die Maschine nur über die Arbeitsbreite von dem Köckerling Vector Untersuchungen Um die Einarbeitungsqualität und Rottegeschwindigkeit in Abhängigkeit der einzelnen Geräte und Varianten bewerten zu können, wurde eine Reihe an Untersuchungen angestellt. Diese umfassten die Entnahme von Quadratmeterschnitten vor der Ernte, Bestimmung der Größenverteilung im Häckselgut, Bewertung der Häckselgutrückverteilung, Bonitierung des Bedeckungsgrads der Erdoberfläche mit Ernteresten, Bewertung der Einarbeitungsqualität mit der Gitterrastermethode sowie Entnahme von Nmin-Proben und Bestimmung des C:N-Verhältnisses der Erntereste. Zwei Tage vor der Ernte wurden aus der Demonstrationsfläche Quadratmeterschnitte entnommen. Dazu wurden mit Hilfe eines 1x1 Meter großen Rahmens je Sorte sieben zufällig ausgewählte Bereiche mit einer Schere direkt über dem Boden abgeschnitten und beerntet. Die Quadratmeterschnitte wurden im Folgenden in Stoppel-, Halm- und Ährenfraktion 24

33 aufgeteilt. Für die Stoppel- und Halmfraktionen wurde anschließend eine gravimetrische Trockensubstanzbestimmung durch Trocknung durchgeführt. Durch Wiegung der Proben wurden Stroh- und Stoppel -ertrag der Fläche ermittelt. Die Ähren wurden vom Landesbetrieb Hessisches Landeslabor (Kassel) ausgedroschen und der Kornertrag je Quadratmeter ermittelt. Für eine Bewertung der Größenverteilung der Erntereste wurden während dem Drusch des Weizens auf der Demonstrationsfläche am mit Hilfe einer Pfeuffer Verlustschale mehrmals Proben des Häckselguts in den Varianten Normalschnitt und Mittelschnitt aufgefangen und zunächst in Plastiksäcken gesammelt. Bei der Variante Hochschnitt + Mulchgang wurden direkt nach dem Mulchen der Fläche die Erntereste mit einer Gartenharke zusammengerecht und ebenfalls in Säcken gesammelt. Die aufgesammelten Erntereste wurden zu zwei bis drei Wiederholungen zusammengefasst. Im Folgenden wurden insgesamt zwei Siebe für die Untersuchung des Häckselguts hinsichtlich deren Teilchengröße erstellt. Die Siebe weisen Maschenweiten von 40 mm bzw. 20 mm (Abb. 10) auf. Abbildung 10: Strohsieb mit Maschenweite 20 mm 25

34 Das aufgefangene bzw. zusammengerechte Häckselgut wurde jeweils mehrmals mit beiden gesiebt. Dadurch konnten je drei Fraktionen erfasst werden, >40 mm, mm und <20 mm. Direkt nach dem Drusch wurde zunächst die Strohverteilung des Mähdreschers untersucht. Dabei wurde sich an der Feldmethode mit Messtechnik nach VOßHENRICH et al 2003 (S. 92) orientiert. Das Häckselgut wurde dazu über zwei Arbeitsbreiten (zwölf Meter) und eine Länge von drei Meter (in Fahrtrichtung des Mähdreschers) mit einer Gartenharke in ein Schwad quer zur Fahrtrichtung zusammengerecht. Das Ergebnis wurde fotographisch festgehalten. Nach der Stoppelbearbeitung mit den unterschiedlichen Maschinen wurde der Strohbedeckungsgrad der verschiedenen Parzellen erfasst. Dieser ist als ein Teil der Einarbeitungsqualität bzw. im Zusammenhang damit zu sehen, da eine intensive Einmischung vermutlich wenig Erntereste auf der Oberfläche verbleiben lässt. Dabei wurden, anders als die Bezeichnung Stroh bedeckungsgrade vermuten lässt, die gesamten auf der Oberfläche verbliebenen Erntereste betrachtet und bonitiert. Die Messung der Bedeckungsgrade wurde am mit Hilfe der Schnurmethode durchgeführt, angelehnt an die terrestrische Zählmethode nach WINNIGE et al 1998 (S ). Die Schnur mit einer Länge von zehn Meter wurde dazu diagonal zur Bearbeitungsrichtung über die Parzelle gespannt. Auf der Schnur ist alle zehn Zentimeter eine Markierung mit einer Breite von sieben Millimeter angebracht. Im Folgenden wurde an der Leine entlanggegangen und Schnittpunkte von Pflanzenteilen mit den Markierungen gezählt (Abb. 11). 26

35 Abbildung 11: Schnurmethode Es wurden dabei nur Pflanzenteile erfasst, die eine Mindestgröße von drei Millimeter aufweisen und die Markierung vollständig schneiden. Je Parzelle wurden sieben Wiederholungen durchgeführt. Als Ergebnis ergibt sich ein Strohbedeckungsgrad in Prozent. Die Bestimmung des Bedeckungsgrades wurde auch für jene Streifen durchgeführt, die ein zweites Mal mit dem Köckerling Vector 620 bearbeitet wurden. Für die Maschinen Köckerling Vector, Lemken Heliodor und Kerner Stratos wurde der doppelt bearbeitete Streifen mit zwei Wiederholungen bonitiert. Im Folgenden wurde die Einarbeitung der Erntereste durch die unterschiedlichen Geräte hinsichtlich Qualität und Quantität (im Weiteren als Einarbeitungsqualität bezeichnet) untersucht. Dazu wurde die Gitterrastermethode nach VOßHENRICH et al 2003 (S. 93) angewendet. Voraussetzung für diese Methode ist eine gleichmäßige Strohverteilung sowie eine ebene Bodenoberfläche. Zunächst wird ein Brett quer zur Bearbeitungsrichtung ausgelegt und festgedrückt. Entlang der Brettkante wird nun mit Hilfe eines Spatens eine Profilgrube auf 15 Zentimeter Tiefe ausgehoben, wie in Abbildung 12 zu sehen. Je Parzelle wurden zwei Boniturprofile mit einer Breite von je zwei Meter gegraben. 27

36 Abbildung 12: Profilgrube Gitterrastermethode Dabei wurde auf einen sauberen Schnitt mit dem Spaten an der Profilkante geachtet, um so wenige Erntereste wie möglich zu verrücken. Nach dem Aushub des Profils wurde die Profilwand mit einem Messer nachbearbeitet und verrutschte Erntereste entfernt. Im Anschluss wurde zur Bonitierung ein Gitterraster mit 5x5 Zentimeter-Raster an die Wand angelegt (Siehe Abb. 13). Abbildung 13: Boniturgitter mit 5 x 5 cm Raster Je Quadrat wurde eine Boniturstufe 0 / 10 / 25 / 50 / 75 / 100, welche den Anteil an Stroh zu Erde in Prozent angibt, vergeben und notiert. Die Ergebnisse wurden im Folgenden in Excel eingetragen und analysiert. 28

37 Jene Streifen in den Einzelparzellen, welche mit dem Köckerling Vector 620 ein zweites Mal bearbeitet wurden, wurden jeweils hinsichtlich Strohbedeckungsgrad und Einarbeitungsqualität für alle Zerkleinerungsvarianten untersucht. Dabei wurden jeweils zwei Wiederholungen je Parzelle und Methode durchgeführt. Diese Untersuchung wurde nur für die Parzellen der Geräte Köckerling Vector, Lemken Heliodor und Kerner Stratos durchgeführt, da jene des Kuhn Cultimer und Horsch Joker bei der zweiten Bearbeitung teilweise nicht komplett von dem Gerät erfasst wurden oder Schürfgruben aus der ersten Bearbeitung eine exakte Bonitierung nicht ermöglichten. Des Weiteren wurden zur Erfassung der Stickstoffbindung durch die Erntereste Nmin-Proben aus den Parzellen gezogen. Die ersten Proben wurden am aus dem stehenden Weizenbestand genommen. Die Probenahme erfolgte mit Hilfe eines Pürckhauer-Bohrstocks an zwölf Bohrstellen diagonal über die gesamte Demonstrationsfläche verteilt. Zunächst wurde je Entnahmestelle eine Schürfgrube mit einer Tiefe von fünf Zentimeter angelegt. Die aus der Grube entnommene Erde wurde von Stroh- und Wurzelmasse befreit und als Untersuchungsprobe für den Bereich 0 5 cm verwendet. Anschließend wurde der Pürckhauer mit einem Hammer in die Schürfgrube getrieben. Der Inhalt des Bohrstocks wurde in die Fraktionen 5 15 cm, cm, cm, cm aufgeteilt. Zwischen den Fraktionen wurden jeweils zwei Zentimeter Übergangsbereich verworfen. Die zweite Nmin-Probenahme erfolgte am mit Hilfe eines Nietfeld NE 90 - Entnahmegeräts, angebaut an ein Quad. Es wurde wiederum zunächst eine Schürfgrube angelegt, in welche anschließend der Bohrstock eingelassen wurde. Dabei wurden die Fraktionen 0 5 cm, 5 15 cm und cm erfasst. Je Parzelle wurden fünf Bohrstellen erfasst und jeweils eine Mischprobe daraus gebildet. Die Bohrstellen wurden mit Stöcken markiert und am in unmittelbarer Nähe dazu ein zweites Mal Nmin-Proben im identischen Verfahren entnommen. 29

38 Die entnommenen Proben wurden jeweils gekühlt an den Landesbetrieb Hessisches Landeslabor (Kassel) versendet und dort untersucht. Zur Bestimmung des Verhältnisses von Kohlenstoff zu Stickstoff in den Ernteresten wurden insgesamt zwei Untersuchungen angestellt. Ziel dieser Untersuchung war ebenfalls festzustellen, ob bzw. in welchem Maße die eingearbeiteten Erntereste Stickstoff aus dem Boden gebunden haben und ob eine Rotte dieser eingesetzt hat. Um den Status des C:N-Verhältnisses zum Zeitpunkt der Ernte (also unverrottet und noch nicht mit Erde in Kontakt gekommen) zu ermitteln, wurden aus den Quadratmeterschnitten je Sorte und Halmfraktion (Stoppel und Halm) jeweils vier Mischproben (Wiederholungen) erstellt und zunächst eingelagert. Am wurden aus der Demonstrationsfläche eingearbeitete Erntereste wiederum entnommen, um auch diese bezüglich ihres Verhältnisses von Kohlenstoff zu Stickstoff zu untersuchen. In fünf Wiederholungen je Parzelle und jeweils zwei Spatenstichen (in Schaufelgröße) je Wiederholung wurden die Erntereste aus voller Bearbeitungstiefe gemeinsam mit der umschließenden Erde entnommen. Aus den Wiederholungen wurde jeweils eine Mischprobe pro Parzelle (Kombination aus Gerät und Variant) gebildet. Im Folgenden wurde versucht die Erntereste so vollständig wie möglich von der Erde zu trennen. Eine erste Siebung mit einer Maschenweite von 20 mm wurde bereits am Feld durchgeführt und dabei die großen Erdbestandteile abgetrennt und lange Ernterestbestandteile wie Stoppeln separiert. Das restliche Erd-Stroh-Gemisch wurde zunächst in Plastiksäcken transportiert und anschließend in einem überdachten Bereich ausgebreitet. Dort wurde es zur Vereinfachung der Siebung vier Tage luftgetrocknet und dabei regelmäßig mit einem Rechen durchmischt, um eine gleichmäßige Trocknung zu gewährleisten. In den folgenden Tagen wurden Erntereste und Erde über mehrere Siebverfahren annähernd vollständig voneinander getrennt. Dazu wurden zwei Siebe verwendet: Ein Sieb mit Rundlöchern (Maschenweite 10 mm), um grobe Strohteile abzusieben. Im zweiten Schritt ein Sieb mit 1,5 30

39 mm Maschenweite (Fliegengitter), womit zunächst die Feinerde vom restlichen Gemisch abgesiebt wurde. Aus dem Gemisch auf dem Sieb wurden im Folgenden die verbleibenden Ernterückstände mit einem Fön von der Erde getrennt (die leichten Strohteile wurden von dem Luftstrom mitgerissen und in einem hinter dem Sieb positionierten Fass aufgefangen). Die gesamten abgesiebten und gewonnen Erntereste je Parzelle wurden zusammengegeben und wurden gemeinsam mit den Strohproben der Quadratmeterschnitte am zum Landesbetrieb Hessisches Landeslabor (Kassel) zur labortechnischen Untersuchung gesendet. Dort wurden Trockensubstanzgehalt, C tot und N gesamt bestimmt und zu einem C:N-Verhältnis verrechnet. 3.5 Statistik Die statistische Auswertung der Untersuchungen wurde mit dem Programm SPSS Version 24 durchgeführt. Zu den Strohbedeckungsgraden, Teilchengrößen, durchschnittlichen Einarbeitungsqualitäten, Nmin-Werten und C:N-Verhältnissen wurden jeweils univariate Varianzanalysen durchgeführt, wobei die Effekte des Bearbeitungsgeräts, des Zerkleinerungsgrades, des Erhebungsbereichs/Tiefe sowie deren Interaktion mit Hilfe des F-Tests auf Signifikanz geprüft wurden. Um die Differenz zwischen den Mittelwerten der einzelnen Parzellen hinsichtlich ihrer statistischen Aussagekraft zu qualifizieren, wurde jeweils die Grenzdifferenz bei fünf Prozent Irrtumswahrscheinlichkeit (GD 5%) mit Hilfe der Formel GD 5% = 2 t Wert FG Fehler Standardfehler nach SCHUSTER und LOCHOW 1979 berechnet. Diese gibt für die jeweilige Varianzanalyse an, ab welchem Wert eine Mittelwertdifferenz statistisch signifikant ist. 31

40 4 Ergebnisse In Tabelle 5 sind die Gegebenheiten zu Beginn des Versuchs dargestellt. Die Daten gehen auf die Untersuchung der Quadratmeterschnitte zurück. Tabelle 5: Erträge und Trockenmassegehalte Akteur Benchmark Kornertrag 92 dt/ha 103 dt/ha Kornfeuchte 13,9 % 13,9 % Ährentragende Halme 760 ÄH/m² 820 ÄH/m² Stroh-TM-ertrag (Halm) 59 dt/ha 61 dt/ha Korn-Stroh-Verhältnis 1 : 0,64 1 : 0,59 Masse Stoppel 12,5 dt/ha 13,2 dt/ha TM-Gehalt Halm (%) 89,5 % TM-Gehalt Stoppel (%) 73,8 % Strohverteilung In Abbildung 14 ist die Strohverteilung nach dem Zusammenrechen von zwei Mähdrescherarbeitsbreiten dargestellt. Der Mähdrescher ist dabei Spur-an- Spur gefahren. 32

41 Abbildung 14: Strohverteilung in der Variante "Normalschnitt" In der Abbildung 14 ist erkennbar, dass im Übergang zwischen den beiden Fahrspuren eine erhöhte Strohmenge vorhanden ist, während jeweils mittig bzw. rechts geringere Strohmengen zugegen sind. Die Unterschiede beliefen sich, bemessen an der Höhe des Strohschwads, auf ca. 50 % höhere Mengen in Fahrtrichtung links gegenüber den Bereichen mittig und rechts. 4.2 Teilchengröße im Häckselgut In Tabelle 6 und Abbildung 15 sind die Ergebnisse der Siebungen aufgezeigt. Tabelle 6: Größenverteilung der Erntereste nach Gewichtsanteilen Variante Teilchengröße Gewichtsanteil (in % TM) Normalschnitt Hochschnitt+ Mulchgang Mittelschnitt > 40 mm 25,26% mm 14,34% < 20 mm 60,40% > 40 mm 17,19% mm 21,49% < 20 mm 61,32% > 40 mm 33,73% mm 9,92% < 20 mm 56,35% Für den Normalschnitt sowie den Mittelschnitt wurden mit der Verlustschale lediglich die gehäckselten Halme erfasst, gesiebt und verwogen. Aus diesem Grund wurden für diese Varianten die Stoppeln jeweils rechnerisch zu der Teilchengröße > 40 mm hinzugefügt, bei einem angenommenen 33

42 Normalschnitt Hochschnitt + Mulchgang Mittelschnitt Normalschnitt Hochschnitt + Mulchgang Mittelschnitt Normalschnitt Hochschnitt + Mulchgang Mittelschnitt Gewichtsanteil der Erntereste (%) Stoppel-Halm-Verhältnis von 1 : 4,75 für den Normalschnitt und 1 : 3 für den Mittelschnitt. Diese Verhältnisse beruhen auf Verwiegungen aus den Quadratmeterschnitten. Der Mittelschnitt weist den höchsten Gewichtsanteil an Ernterestteilen über 40 mm Größe auf, gefolgt von dem Normalschnitt. Bei der Fraktion unter 20 mm Größe zeigen sich kaum Unterschiede auf, wobei der Mittelschnitt den geringsten Anteil aufweist. 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% größer 40 mm mm kleiner 20 mm Abbildung 15: Größenverteilung der Erntereste in Abhängigkeit der Variante 4.3 Strohbedeckungsgrad Für die Bedeckungsgrade mit Ernterückständen wurden die in Tabelle 7 dargestellten Mittelwerte erfasst. 34

43 Tabelle 7: Bedeckungsgrade nach einmaliger Bearbeitung Normalschnitt Hochschnitt + Mulchgang Mittelschnitt Mittelwert Geräte Kuhn Cultimer 57,6% 65,7% 57,7% 60,3 % Köckerling Vector 52,0% 57,1% 48,1% 52,4 % Lemken Heliodor 53,7% 67,6% 54,4% 58,6 % Kerner Stratos 75,3% 75,9% 78,1% 76,4 % Horsch Joker 66,0% 74,0% 64,4% 68,1 % Mittelwert Varianten 60,9% 68,1% 60,6% --- Die höchsten Bedeckungsgrade weist der Kerner Stratos über alle Zerkleinerungsstufen auf, während der Köckerling Vector die geringsten aufzeigt. Dabei ist der Unterschied zwischen den Geräten im Durchschnitt über alle Varianten bei einem p-wert von 0,000 höchst signifikant (Siehe Abb. 16). Bei einer Grenzdifferenz (5%) von 3,4 % unterscheiden sich alle Geräte signifikant voneinander, ausgenommen die Kurzscheibenegge Lemken Heliodor und der Grubber Kuhn Cultimer (beide a ). 35

44 Bedeckungsgrad (%) a b a c d Abbildung 16: Durchschnittliche Strohbedeckungsgrade der Geräte über alle Varianten (GD5% = 3,4%) Im Vergleich der Varianten, welcher in Abbildung 17 dargestellt ist, ergibt sich für den Normalschnitt ein Bedeckungsgrad von 60,9 %, für den Hochschnitt + Mulchgang von 68,1 % und für den Mittelschnitt von 60,6 %. 70% Durchschnittliche Strohbedeckung (%) 68,1% 65% 60% 60,9% 60,6% 55% 50% a b a Normalschnitt Hochschnitt + Mulchgang Mittelschnitt Abbildung 17: Durchschnittliche Strohbedeckung nach Varianten (GD5% = 2,6%) 36

45 Bedeckungsgrad (%) Bei einer Grenzdifferenz (GD 5%) von 2,6 % unterscheidet sich dem zufolge die Variante Hochschnitt + Mulchgang signifikant von den beiden anderen Varianten. Die Geräte Kuhn Cultimer, Köckerling Vector und Lemken Heliodor sind über alle Varianten unterdurchschnittlich, während Kerner Stratos und Horsch Joker über alle Schnitte oberhalb des Mittelwerts liegen. In der Kombination Maschine*Variante treten ebenfalls hoch signifikante Unterschiede (p-wert = 0,027) auf (Siehe Abb. 18). Normalschnitt Hochschnitt + Mulchgang Mittelschnitt 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Kuhn Cultimer Köckerling Vector Lemken Heliodor Kerner Stratos Horsch Joker Mittelwert Abbildung 18: Strohbedeckungsgrade nach einmaliger Bearbeitung (GD5% = 5,9%) Die Grenzdiffererenz (5%) beträgt 5,9 %. Außer bei dem Kerner Stratos ist bei allen Maschinen die Zerkleinerungsvariante Hochschnitt + Mulchgang mit den höchsten Bedeckungsgraden versehen. Die Variante unterscheidet sich bei dem Kuhn Cultimer, der Lemken Heliodor und der Horsch Joker signifikant von den beiden weiteren Varianten. Bei dem Köckerling Vector unterscheidet sie sich lediglich die Variante Mittelschnitt. Bei der Kerner Stratos sind keine Unterschiede der Varianten vorhanden. Mittelschnitt und Normalschnitt weisen bei keinem Gerät signifikante Unterschiede auf. In 37

46 Abbildung 19 ist die Oberfläche der Variante Hochschnitt + Mulchgang nach der Bearbeitung mit der Lemken Heliodor dargestellt. Abbildung 19: Bodenoberfläche nach der Bearbeitung der Variante "Hochschnitt + Mulchgang" mit der "Lemken Heliodor 9" Die Zinkengeräte haben besonders in der Variante Mittelschnitt die langen verbleibenden Erntereste zwischen den letzten Zinken geschwadet, sodass sich quer zur Fahrtrichtung hohe und niedrige Bedeckungsgrade abwechselten (Siehe Abb. 20). Abbildung 20: Variante "Mittelschnitt" bearbeitet mit "Köckerling Vector" 38

47 Der Kerner Stratos verstopfte in der Variante Mittelschnitt zudem mehrmals, wodurch größere Bereiche komplett ernterestefrei sind und in anderen Bereichen wiederum große Haufen zusammengezogen wurden. Dadurch konnte in einzelnen Bereichen nicht die gewünschte Bearbeitungstiefe gehalten werden, diese wurden jedoch bei der Erhebung der Strohbedeckungsgrade ausgespart. In Tabelle 8 sind die Strohbedeckungsgrade nach der zweiten Bearbeitung der Parzellen mit dem Köckerling Vector dargestellt. Tabelle 8: Bedeckungsgrade nach der zweiten Bearbeitung mit Köckerling Vector 620 Normalschnitt Hochschnitt + Mulchgang Mittelschnitt Köckerling Vector 51% 61% 60% Lemken Heliodor 64% 57% 58% Kerner Stratos 57% 57% 68% Mittelwert 57,3% 58,2% 61,8% Im Mittel weist die Variante Mittelschnitt die höchsten Bedeckungsgrade auf. Normalschnitt und Hochschnitt + Mulchgang zeigen im Vergleich der Maschinen Unterschiede auf. Nach der zweiten Bearbeitung der Parzellen des Köckerling Vector weist die Normalschnitt -Parzelle mit 51 % die geringsten Bedeckungsgrade auf, während die Mulchvariante mit 61 % die höchsten aufzeigt (Siehe Abb. 21). Nach der Bearbeitung der Lemken Heliodor -Parzellen mit dem Köckerling Vector verfügen diese im Normalschnitt über höhere Bedeckungsgrade (64 %) im Vergleich zu der Mulchvariante (57 %). Dabei sind allerdings keine signifikanten Unterschiede vorhanden, weder zwischen den Varianten, noch zwischen den Geräten. 39

48 Bedeckungsgrad (%) Normalschnitt Hochschnitt + Mulchgang Mittelschnitt 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Köckerling Vector Lemken Heliodor Kerner Stratos Mittelwert Abbildung 21: Bedeckungsgrade nach der zweiten Bearbeitung In Abbildung 22 sind die Bedeckungsgrade nach der ersten und nach der zweiten Bearbeitung gegenübergestellt. Abbildung 22: Vergleich der Bedeckungsgrade nach erster und zweiter Bearbeitung 40

49 Für die Parzellen des Köckerling Vectors zeigt sich nach der zweiten Bearbeitung keine Verringerung der Bedeckungsgrade, diese steigen stattdessen insbesondere für die Variante Mittelschnitt, aber auch für Hochschnitt + Mulchgang. Bei der Lemken Heliodor nehmen ebenfalls die Bedeckungsgrade für die Varianten Normalschnitt und Mittelschnitt zu, für die Variante Hochschnitt + Mulchgang sinken diese jedoch um über 9 %. Bei dem Kerner Stratos sinken die Anteile der Erntereste auf der Erdoberfläche über alle Varianten um über 10 %. 4.4 Einarbeitung der Erntereste Im Folgenden sind die Ergebnisse der Gitterrastermethode dargestellt. Die Boniturskala 0 / 10 / 25 / 50 / 75 / 100 (in Prozent) wurde im Weiteren farblich unterlegt. Je dunkler (rot bis schwarz) der Farbton, desto höher ist die Strohkonzentration in dem entsprechenden Quadrat. Große Farbunterschiede/-kontraste innerhalb einer Bonitur zeigen eine ungleichmäßige Strohverteilung im Horizont an. In der Abbildung 23 ist die Einarbeitungsqualität des Grubbers Kuhn Cultimer dargestellt. Jedes Kästchen stellt einen Bereich von 5 x 5 cm im Profil dar. 41

50 Kuhn Cultimer 300 A Normalschnitt 1 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe A Normalschnitt 2 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe B Hochschnitt + Mulchgang 1 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe B Hochschnitt + Mulchgang 2 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe CMittelschnitt 1 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe C Mittelschnitt 2 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe Abbildung 23: Einarbeitungsqualität dreibalkiger Grubber "Kuhn Cultimer 300" 42

51 Im Normalschnitt bewirkt der Kuhn Cultimer eine oberflächliche Einmischung, insbesondere in die oberen fünf Zentimeter des Bodens. Bei Normalschnitt 2 zeigen sich in regelmäßigen Abständen höhere Strohkonzentrationen als in den Bereichen dazwischen. Dies ist auch in den Varianten B und C zu beobachten. Die Einmischung zwischen Normalschnitt und Hochschnitt + Mulchgang unterscheidet sich kaum, es sind jeweils in dem oberen Bereich durchschnittlich 20 bis 28 % Erntereste im Horizont zu finden. Bei der Variante C Mittelschnitt 1 hingegen zeigt sich eine höhere Einmischung in den oberen Horizont, aber auch in den Zweiten mit Mittelwerten von 41 % bzw. 14 %. Dabei sind vereinzelte hohe Strohkonzentrationen bis 100 % sichtbar. Diese sind allerdings in der Regel nicht mit Erde bedeckt, sondern lediglich in Rinnen eingedrückt. Bei dem Köckerling Vector sind im Bodenprofil höhere Strohanteile auffindbar (Abb. 24). Auch hier weisen die Varianten Normalschnitt und Hochschnitt + Mulchgang ähnliche Mittelwerte im Bereich 0 5 cm mit % auf. In regelmäßigen Abständen sind wiederum hohe Strohmengen bis 100 % auffindbar und zwischen diesen Bereichen deutlich geringere Mengen. Dies zeigt sich besonders in Normalschnitt 2 und Hochschnitt + Mulchgang 1. Diese setzen sich zu teilen auch in die 2. Schicht (5 10 cm) fort. Für Normalschnitt und Hochschnitt + Mulchgang liegen die Mittelwerte in dieser Schicht bei %. Auch in den Bereich cm wurden vereinzelt Erntereste eingemischt (durchschnittlich 3 % Anteil). Der Mittelschnitt wurde in geringerem Maße als die beiden anderen Varianten eingemischt. Die Mittelwerte für 0 5 cm liegen bei 24 bzw. 30 % und für 5 10 cm bei 8 bzw. 13 %. 43

52 Köckerling Vector 460 A Normalschnitt 1 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe A Normalschnitt 2 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe B Hochschnitt + Mulchgang 1 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe B Hochschnitt + Mulchgang 2 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe C Mittelschnitt 1 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe C Mittelschnitt 2 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe Abbildung 24: Einarbeitungsqualität vierbalkiger Grubber Köckerling Vector

53 Lemken Heliodor 9/600 K A Normalschnitt 1 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe A Normalschnitt 2 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe B Hochschnitt + Mulchgang 1 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe B Hochschnitt + Mulchgang 2 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe C Mittelschnitt 1 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe C Mittelschnitt 2 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe Abbildung 25: Einarbeitungsqualität "Lemken Heliodor 9/600 K" 45

54 Die Lemken Heliodor (Abb. 25) zeigt mit einer Bearbeitungstiefe von 5 6 cm insbesondere eine Einmischung der Erntereste in die obere Bodenschicht von 0 5 cm Tiefe. Über alle Wiederholungen in den Varianten A und B, aber insbesondere in Normalschnitt 1 und Hochschnitt + Mulchgang 2 zeigt sich in der oberen Schicht über die Profilbreite hin eine gleichmäßige Einmischung. Die Farbkontraste sind gering, was auf eine gleichmäßige Einmischung hindeutet. Die durchschnittlichen Strohanteile in der Schicht 0 5 cm belaufen sich auf %. In der zweiten Schicht (5 10 cm) werden im Mittel maximal 8 % Strohanteil erreicht. In der Variante C weist Mittelschnitt 1 mit durchschnittlich 34 % Strohanteil in der oberen Schicht den höchsten Wert auf. Der Kerner Stratos, dessen Einarbeitungsqualität in Abbildung 26 dargestellt ist, weist für die Varianten Normalschnitt und Hochschnitt + Mulchgang in dem Bereich 0 5 cm im Durchschnitt % Strohanteil auf. Die Farbkontraste sind gering. In die Schicht 5 10 cm wurde nur wenig Stroh eingemischt, die Strohanteile liegen bei 4 5 %. In der Variante C ist die Einmischung nochmals geringer, im Mittel sind die Erntereste in dem Bereich 0 5 cm mit % eingemischt. In der zweiten Schicht 3 4 %. Felder mit 50 % oder mehr Strohanteil sind nicht vorhanden. Die Erntereste, insbesondere die lange Stoppel liegen auf der Bodenoberfläche. Während der Bearbeitung durch den Kerner Stratos kam es insbesondere in der Variante Mittelschnitt zu Verstopfungen des Geräts, wodurch dieses zu Teilen die Arbeitstiefe von 7 8 cm nicht einhalten konnte. Die Stoppel wurde dann zu großen Haufen zusammengezogen und andere Bereich komplett von Ernteresten geräumt. Diese wurden jedoch bei der Erfassung ausgespart. In Abbildung 27 ist die Einarbeitungsqualität des Horsch Joker CT dargestellt. 46

55 Kerner Stratos SA 500 A Normalschnitt 1 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe A Normalschnitt 2 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe B Hochschnitt + Mulchgang 1 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe B Hochschnitt + Mulchgang 2 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe C Mittelschnitt 1 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe C Mittelschnitt 2 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe Abbildung 26: Einarbeitungsqualität vierbalkiger Grubber mit Gänsefußscharen "Kerner Stratos SA 500" 47

56 Horsch Joker CT A Normalschnitt 1 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe A Normalschnitt 2 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe B Hochschnitt + Mulchgang 1 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe B Hochschnitt + Mulchgang 2 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe C Mittelschnitt 1 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe C Mittelschnitt 2 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe Abbildung 27: Einarbeitungsqualität Kurzscheibenegge "Horsch Joker CT" 48

57 Die Horsch Joker CT weist in den Varianten A und B im oberen Bereich Mittelwerte zwischen 19 und 27 % auf. Die Mittelwerte der Hochschnitt + Mulchgang -Variante sind dabei etwas höher als jene des Normalschnitts. Auch die Einmischung in die zweite Schicht ist bei der Variante B mit 5 7 % höher als bei dem Normalschnitt. Die Einmischung der Variante Mittelschnitt liegt nochmals über der Variante B. Im Mittel liegt der Strohanteil der Schicht von 0 5 cm bei %. Über alle Varianten hin zeigt sich in den einzelnen Schichten eine sehr gleichmäßige Einmischung des Strohs ohne höhere Strohkonzentrationen. In den Bereich 5 10 cm wurde kaum Stroh eingemischt. In Abbildung 28 sind die mittleren Anteile an Ernteresten im Bodenprofil bis 10 cm Tiefe über alle Varianten dargestellt. Der Köckerling Vector zeigt die höchsten Anteile, gefolgt von dem Kuhn Cultimer. Der Kerner Stratos zeigt mit 21 % die geringsten Ernterestanteile auf. Abbildung 28: Durchschnittlicher Ernterestanteil im Profil in einer Tiefe von 0-10 cm nach der ersten Bearbeitung Aufgegliedert nach der Tiefe ergeben sich die in Abbildung 29 aufgezeigten Ergebnisse. Auch über die einzelnen Tiefen zeigt sich ein ähnliches Bild wie in Abbildung 28. Lediglich der Köckerling Vector bringt Erntereste tiefer als 10 cm in den Boden ein, da er als einziger tiefer gearbeitet hat. 49

58 Ernterestanteil (%) Ernterestanteil (%) ,9 30, ,0 24, , , ,4 3,0 5,6 3,8 5, cm 5-10 cm cm 0-5 cm 5-10 cm cm 0-5 cm 5-10 cm cm 0-5 cm 5-10 cm cm 0-5 cm 5-10 cm cm Kuhn Cultimer Köckerling Vector Lemken Heliodor Kerner Stratos Horsch Joker Abbildung 29: Durchschnittliche Ernterestanteile nach Geräte und Erhebungstiefe In Abbildung 30 sind die Ernterestanteile nach Variante und Erhebungstiefe dargestellt. Dabei zeigen sich zwischen den Varianten keine wesentlichen Unterschiede. Durchschnittlicher Ernterestanteil (%) ,7 24,9 26, ,2 7,5 7, ,5 0-5 cm 5-10 cm cm 0,6 0-5 cm 5-10 cm cm 0,7 0-5 cm 5-10 cm cm Normalschnitt Hochschnitt + Mulchgang Mittelschnitt Abbildung 30: Durchschnittliche Ernterestanteile nach Variante und Tiefe (n.s.) 50

59 Einarbeitungsqualiät nach der zweiten Bearbeitung Nach der zweiten Bearbeitung der Parzellen mit dem Köckerling Vector 620 zeigt sich zu großen Teilen ein verändertes Bild. In Abbildung 31 ist die Einarbeitungsqualität der Parzellen des Köckerling Vector 460, bewertet nach der Gitterrastermethode, dargestellt. Über alle Varianten zeigt sich eine erhöhte Einmischung der Erntereste in den Bodenhorizont. Im oberen Bereich von 0 5 cm ist wiederum die größte Menge eingemischt. Die durchschnittlichen Strohanteile liegen für den Normalschnitt bei %. Die Streubreite liegt indes bei %. Auch in den Horizont 5 10 cm wurde eine erhöhte Menge Erntereste eingearbeitet. Dabei sind 0 75 % je Quadrat festgestellt worden, im Mittel wurden über alle Varianten 9 bis maximal 21 % Ernterestanteile in diesem Horizont beobachtet. Für die Parzellen Normalschnitt 2, Hochschnitt + Mulchgang 2 und Mittelschnitt 2 zeigt sich jeweils eine relativ gleichmäßige Einmischung der Erntereste, hauptsächlich in den oberen Horizont. Die höchsten Anteile an Ernteresten zeigt die obere Schicht von Mittelschnitt 1 mit 42 %. Tiefer als 10 cm wurde nur ein geringer Teil der Erntereste eingebracht, die Anteile liegen bei 2 4 %. 51

60 Köckerling Vector 460 (nach zweiter Bearbeitung mit Köckerling Vector 620) A Normalschnitt 1 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel A Normalschnitt 2 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel B Hochschnitt + Mulchgang 1 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel B Hochschnitt + Mulchgang 2 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel C Mittelschnitt 1 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel C Mittelschnitt 2 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe Mittel Summe Mittel Summe Mittel Summe Mittel Summe Mittel Summe Abbildung 31: Einarbeitungsqualität nach zweiter Bearbeitung der Parzellen "Köckerling Vector 460" 52

61 In Abbildung 32 ist die Einarbeitung der Erntereste der Parzellen Lemken Heliodor nach der zweiten Bearbeitung mit dem Köckerling Vector 620 dargelegt. Über alle Varianten zeigt sich eine erhöhte Einmischung der Erntereste in den Bodenhorizont. In der Schicht 0 5 cm ist die geringste durchschnittliche Einmischung in der Erhebung Mittelschnitt 2 mit 29 % zu finden und die höchste in Hochschnitt + Mulchgang 1 mit 39 %. Auch in den zweiten Bereich (5 10 cm) wurden wiederum erhöhte Mengen Erntereste eingemischt. In Normalschnitt 1 und Mittelschnitt 1 sind sogar einzelne Quadrate mit 75 % Ernterestanteil vorhanden. Die höchsten durchschnittlichen Ernterestkonzentrationen in der zweiten Schicht finden sich in der Variante Normalschnitt (19 26 %), gefolgt von Hochschnitt + Mulchgang (18 21 %). Mit % weist die Variante Mittelschnitt die geringsten Ernterestanteile in dem Bereich auf. In den Varianten Normalschnitt und Hochschnitt + Mulchgang zeigen sich vereinzelt in einer Tiefe von 7 8 cm unter der Bodenoberfläche über eine Breite von cm größere Strohmatten. Diese sind allerdings in der Regel mit Erde vermischt. Im Bereich cm sind durchschnittlich zwei bis maximal fünf Prozent Ernterestanteile zu finden. Je 5 x 5 cm Quadrat ist nur in einem Fall (Normalschnitt 1) 25 % Strohanteil sichtbar, ansonsten liegt die Spannweite bei 0 10 %. Die Parzellen des Kerner Stratos SA 500 wurden ebenfalls ein zweites Mal mit dem Köckerling Vector 620 bearbeitet. Die Einarbeitungsqualität, bonitiert nach der Gitterrastermethode, ist in Abbildung 33 dargestellt. In die oberste Schicht wurden wiederum über alle Varianten am meisten Erntereste eingearbeitet. Die höchste Konzentration weist im Mittel der Normalschnitt auf. Am wenigsten Erntereste wurden in Hochschnitt + Mulchgang 2 in der oberen Schicht ermittelt. Mit Ausnahme von einem Quadrat wurden % Strohanteil festgestellt, bei einem Durchschnitt von 18 %. In dem Bereich 5 10 cm Tiefe sind in dem Mittelschnitt mit 8 9 % die geringsten Strohanteile bonitiert worden. In Normalschnitt 1 ist mit 18 % im Bereich 5 10 cm der höchste Strohanteil vorhanden. In der Schicht cm sind über alle Varianten geringe Mengen Stroh präsent. 53

62 Lemken Heliodor 9/600 K (nach zweiter Bearbeitung mit Köckerling Vector 620) A Normalschnitt 1 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel A Normalschnitt 2 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel B Hochschnitt + Mulchgang 1 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel B Hochschnitt + Mulchgang 2 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel C Mittelschnitt 1 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel C Mittelschnitt 2 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe Mittel Summe Mittel Summe Mittel Summe Mittel Summe Mittel Summe Abbildung 32: Einarbeitungsqualität nach zweiter Bearbeitung der Parzellen "Lemken Heliodor 9" 54

63 Kerner Stratos SA 500 (nach zweiter Bearbeitung mit Köckerling Vector 620) A Normalschnitt 1 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe A Normalschnitt 2 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe B Hochschnitt + Mulchgang 1 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe B Hochschnitt + Mulchgang 2 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe C Mittelschnitt 1 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe C Mittelschnitt 2 0 bis 5 cm 5 bis 10 cm 10 bis 15 cm Mittel Mittel Summe Abbildung 33: Einarbeitungsqualität nach zweiter Bearbeitung der Parzellen "Kerner Stratos SA 500" 55

64 Ernterestanteil (%) In der Abbildung 34 ist ein Vergleich der Ernterestanteile nach der ersten und nach der zweiten Bearbeitung, in Abhängigkeit des Geräts und der Entnahmetiefe, aufgeführt. Bei den Geräten Lemken Heliodor und Kerner Stratos sind die Ernterestanteile im Profil über alle Tiefen deutlich angestiegen, während bei dem Köckerling Vector kaum eine Erhöhung festzustellen ist Ernterestanteil nach 1. Bearbeitung 33,1 31,4 30,1 25,0 Ernterestanteil nach 2. Bearbeitung 27, ,9 13,9 17,6 17,3 11, ,6 3,0 3,2 3,7 3,8 2,8 0,0 0,0 0-5 cm 5-10 cm cm 0-5 cm 5-10 cm cm 0-5 cm 5-10 cm cm Köckerling Vector Lemken Heliodor Kerner Stratos Abbildung 34: Ernterestanteil in Abhängigkeit von Gerät und Tiefe im Vergleich erste und zweite Bearbeitung Bei der Gegenüberstellung der ersten und zweiten Bearbeitung in Bezug auf die Variante, wie in Abbildung 35 zu sehen, zeigt sich über alle hinweg eine Erhöhung der durchschnittlichen Ernterestanteile in dem Profil. Auch die Werte aus der ersten Bearbeitung basieren hier auf den Mittelwerten der Geräte Köckerling Vector, Lemken Heliodor und Kerner Stratos. 56

65 Ernterestanteil (%) Ernterestanteil nach 1. Bearbeitung Ernterestanteil nach 2. Bearbeitung ,0 29,5 30, ,9 24,6 22, ,3 18,7 8,3 15,8 6,7 10, ,9 3,9 0-5 cm 5-10 cm cm 3,1 1,0 0-5 cm 5-10 cm cm 2,7 1,1 0-5 cm 5-10 cm cm Normalschnitt Hochschnitt + Mulchgang Mittelschnitt Abbildung 35: Ernterestanteil in Abhängigkeit von Variante und Tiefe im Vergleich erste und zweite Bearbeitung 4.5 Nmin-Proben Die Nmin-Probenahme vom erbrachte die in Tabelle 9 dargestellten Ergebnisse. Damit ist der Status vor der Ernte ausgedrückt. Im Bereich des Oberbodens von 0 30 cm sind insgesamt ca. 33,7 kg N/ha vorhanden. Dabei nimmt die Konzentration von oben nach unten im Bodenprofil deutlich ab. Im Bereich cm sind weder Nitrat (NO 3 N) noch Ammonium (NH 4 N) in größerem Umfang vorhanden. 57

66 Tabelle 9: Nmin-Beprobung vom (vor Ernte) Entnahmebereich NO 3 N (mg/100 g Boden) NH 4 N (mg/100 g Boden) kg N/ha 0 5 cm 1,05 0,06 7, cm 0,96 0,01 13, cm 0,62 0, cm 0,19 0, cm 0,02 0,01 1 Der Ammonium-Gehalt im Boden wird im Normalfall nur im Bereich 0 30 cm erfasst, da dieser in der Regel sehr niedrig liegt. Der Ammonium- Gehalt wird nur insofern in der Berechnung des verfügbaren Stickstoff je Hektar berücksichtigt, wenn dieser 0,3 mg/100 g Boden ist (BERNHARD et al 2013 S. 6 14). Dies ist in keiner der gezogenen Proben der Fall. Für die Untersuchungen vom und wurden ebenfalls Nitrat- und Ammonium-Gehalt (je 100g Boden) der gezogenen Proben untersucht und ausgewiesen. Für die weiteren Berechnungen wurde jedoch nur der Stickstoffgehalt in kg N/ha, welcher sich aus den Gehalten ergibt, dargestellt und verwendet. Alle Nmin-Ergebnisse sind in Anhang 1 dargestellt. In Abbildung 36 sind die Bodenstickstoffgehalte in Abhängigkeit von Entnahmetiefe und Variante für beide Termine aufgeführt. 58

67 Abbildung 36: Pflanzenverfügbarer Stickstoffgehalt im Boden in Abhängigkeit des Entnahmetermins, der Variante und der Entnahmetiefe Von der Untersuchung am auf den ist jeweils eine deutliche Abnahme der Nmin-Werte festzustellen. Besonders in den bearbeiteten Bereichen 0-5 cm und 5 15 cm zeigt sich über alle Varianten eine Verringerung um über die Hälfte. Im Bereich cm nimmt die Stickstoffkonzentration im Vergleich der Termine weniger stark ab. In Abhängigkeit von Variante und Entnahmetiefe zeigen sich innerhalb der Termine keine signifikanten Unterschiede. Für die Nmin-Untersuchungen vom sowie dem sind jeweils signifikante Unterschiede zwischen den abhängigen Größen festgestellt worden. Für die Untersuchung am 14. September unterscheiden sich die Geräte sowie die Kombination Gerät*Schnitt jeweils höchst signifikant mit einem p-wert von 0,001. Bei den Ergebnissen der Probe vom unterscheiden die Varianten hoch signifikant (p-wert = 0,014), im Weiteren sind bei den Kombinationen Gerät*Variante (p-wert = 0,11) und Variante*Tiefe (p- Wert = 0,105) Tendenzen erkennbar. Die Entnahmetiefen unterscheiden sich an beiden Terminen höchst signifikant (p-wert = 0,000). 59

68 Der Stickstoffgehalt im Boden abhängig von der Maschine ist in Abbildung 37 aufgezeigt. Bei einer Grenzdifferenz (5%) von 1,9 kg N/ha unterscheiden sich die Maschinen Kuhn Cultimer und Köckerling Vector von den weiteren drei Geräten signifikant. a a b b b Abbildung 37: Pflanzenverfügbarer Stickstoffgehalt im Boden am in Abhängigkeit der eingesetzen Maschine (GD5% = 1,9 kg N/ha) In Abbildung 38 ist der Stickstoffgehalt im Boden vom in Abhängigkeit der Variante dargestellt. Dabei unterscheiden sich Normalschnitt und Mittelschnitt signifikant voneinander. 60

69 kg N/ha ( ) kg N/ha 14,0 12,0 10,0 8,9 10,3 12,1 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 Normalschnitt Hochschnitt + Mulchgang kg N/ha ( ) Mittelschnitt Abbildung 38: Pflanzenverfügbarer Stickstoffgehalt des Bodens abhängig von der Variante (GD5% = 2,0 kg N/ha) In Abbildung 39 ist der Nmin-Gehalt am abhängig von Gerät und Variante dargestellt, bei einer Betrachtung über alle Entnahmetiefen. Normalschnitt Hochschnitt + Mulchgang Mittelschnitt 25,0 22,9 20,7 20,0 15,0 18,2 18,0 16,1 14,7 14,9 16,9 16,9 18,0 14,9 13,7 15,8 14,6 13,3 10,0 5,0 0,0 Kuhn Köckerling Lemken Kerner Horsch Abbildung 39: Pflanzenverfügbarer Stickstoffgehalt im Boden in Abhängigkeit von Gerät und Variante am (GD5% = 3,3 kg N/ha) Für den Kuhn Cultimer unterscheiden sich alle drei Varianten signifikant voneinander. Bei dem Köckerling Vector unterscheiden sich die Varianten 61

70 kg N/ha ( ) Normalschnitt und Mittelschnitt, während sich bei dem Kerner Stratos Normalschnitt und Hochschnitt + Mulchgang signifikant unterscheiden. Für den zweiten Entnahmetermin vom zeigten sich keine Unterschiede abhängig von Gerät und Variante, wie in Abbildung 40 dargestellt. Mit einem p-wert von 0,11 ist lediglich von einer Tendenz auszugehen. Normalschnitt Hochschnitt + Mulchgang Mittelschnitt ,7 12,0 7,3 13,8 10,2 12,8 13,4 8,8 8,3 10,3 9,3 9,4 11,8 10,3 5, Kuhn Cultimer Köckerling Vector Lemken Heliodor Kerner Stratos Horsch Joker Abbildung 40: Pflanzenverfügbarer Stickstoffgehalt im Boden am in Abhängigkeit von Gerät und Variante Für den Nmin-Wert abhängig von Entnahmetiefe und Variante (Abb. 41) sind für keine der Entnahmetermine signifikante Unterschiede feststellbar, für den ist mit einem p-wert von 0,105 lediglich von einer Tendenz auszugehen. Mit zunehmender Entnahmetiefe steigt der Stickstoffgehalt deutlich an, aber auch die Differenz zwischen den Varianten. 62

71 Normalschnitt Hochschnitt + Mulchgang Mittelschnitt Normalschnitt Hochschnitt + Mulchgang Mittelschnitt Normalschnitt Hochschnitt + Mulchgang Mittelschnitt kg N/ha ( ) ,4 24, , ,7 7,1 9,0 5 2,4 2,4 2, cm 5-15 cm cm Entnahmetiefe und Variante Abbildung 41: kg Pflanzenverfügbarer Stickstoff im Boden in Abhängigkeit von Entnahmetiefe und Variante 4.5 C:N Verhältnis Die aus den Quadratmeterschnitten entnommenen Proben weisen für die Sorte Benchmark ein durchschnittliches C:N-Verhältnis von 40,6 : 1 und für Akteur von 47,0 : 1 auf. Damit unterscheiden sich die beiden Sorten bei einem p-wert von 0,017 signifikant (Siehe Abb. 42). Über beide Sorten und Fraktionen streut das Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis im Bereich zwischen 31,7 : 1 bis maximal 60 : 1. 63

72 Anteile Kohlenstoff zu einem Teil Stickstoff Anteile Kohlenstoff zu einem Teil Stickstoff C zu 1 N 48 47, , Benchmark Akteur Abbildung 42: C:N-Verhältnis der Quadratmeterschnitte im Vergleich der Sorten Wie in Abbildung 43 dargestellt, weichen auch die unterschiedlichen Halmfraktionen (Stoppel und Halm) hoch signifikant voneinander ab (p-wert = 0,007). Wohingegen in der Wechselwirkung Fraktion*Sorte keine signifikanten Unterschiede feststellbar sind. C zu 1 N , , Halm Stoppel Abbildung 43: C:N-Verhältnis der Quadratmeterschnitte im Vergleich der Halmfraktionen Die C:N-Verhältnisse, welche am erhoben wurden, liegen über alle Varianten und Geräte im Schwankungsbereich zwischen 27,9 : 1 bis 64

73 Anteile Kohlenstoff zu einem Teil Stickstoff 39,4 : 1. Bei der Erhebung der Proben zeigte sich bereits eine deutliche Dunkelfärbung der Erntereste. Für die Proben ist eine univariate Varianzanalyse im eigentlichen Sinne nicht möglich, da keine Wiederholungen vorliegen, sondern jeweils Mischproben erstellt wurden. Um darzustellen, ob Unterschiede zwischen den Varianten oder Geräten existent sind, wurde der jeweils andere Parameter als Wiederholung hergenommen. So wurden für die Untersuchung, ob sich die Varianten signifikant voneinander unterscheiden, alle Geräte zusammengefasst. Für den Vergleich der Geräte ergaben sich keine signifikanten Unterschiede bezüglich des C:N-Verhältnisses (Siehe Abb. 44). C zu 1 N Kuhn Cultimer Köckerling Vector Lemken Heliodor Kerner Stratos Horsch Joker Abbildung 44: C:N-Verhältnis der Erntereste am im Vergleich der Geräte Die Varianten, in Abbildung 45 dargelegt, unterscheiden sich hingegen mit einem p-wert von 0,008 voneinander, wobei aufgrund des geringen Probenumfangs lediglich von einer Tendenz ausgegangen werden kann. Bei einer Grenzdifferenz (5%) von 2,8 unterscheidet sich der Mittelschnitt von den beiden anderen Varianten. 65

74 Anteile Kohlenstoff zu einem Teil Stickstoff Anteile Kohlenstoff zu einem Teil Stickstoff C zu 1 N Normalschnitt Hochschnitt + Mulchgang Mittelschnitt Abbildung 45: C:N-Verhältnis der Erntereste am im Vergleich der Varianten (GD5% = 2,8) Im Vergleich der Erhebungstermine, welcher in Abbildung 46 veranschaulicht ist, zeigt sich ein Rückgang der C:N-Verhältnisse vom Erntetermin zur Entnahme am ,0 33,1 37,0 40,6 32,0 Akteur Normalschnitt Mittelschnitt Benchmark Hochschnitt + Mulchgang Abbildung 46: C:N-Verhältnis im Vergleich Quadratmeterschnitte zu Erhebung vom