Humboldt-Universität zu Berlin Lebenswissenschaftliche Fakultät, Albrecht Daniel Thaer-Institut für Agrar- und Gartenbauwissenschaften Lehr- und

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2 Bodenfruchtbarkeit (nach Ellmer 2016) ist der Wirkungsanteil des Bodens an der Ertragsbildung. Sie beruht auf den: - physiologischen, - phytosanitären, - technologischen Funktionen des Bodens. 2

3 Bodenfruchtbarkeitskennziffern: bodenphysikalisch Steinbesatz Vernässungsdauer der Ackerkrume Trockenrohdichte Durchdringungswiderstand bodenchemisch Gehalt an organischer Bodensubstanz Bodenreaktion (ph-wert) Gehalte an pflanzenverfügbaren Makro- und Mikronährstoffen bodenbiologisch Regenwurmaktivität Besatz mit Schadnematoden

4 Bodenfruchtbarkeitskennziffer: Gehalt an organischer Bodensubstanz Forderung der Düngeverordnung: Stickstoffbilanz Exemplarisch an zwei extremen Nutzungssystemen 1. Monokultur Winterroggen 2. Fruchtfolgen mit 50% Mais (Silomais Winterroggen)

5 Dauerfeldversuche Thyrow 1. Statischer Nährstoffmangelversuch (seit 1937) 2. Bodenfruchtbarkeitsversuch Thyrow (seit 1938) 3. Statischer Beregnungs- und Düngungsversuch (seit 1969) 4. Fruchtfolge- und Strohdüngungsversuch (seit 1975) 5. Nährstoffmangelversuch Winterroggen (seit 1998) 5

6 Nährstoffmangelversuch Winterroggen (seit 1998) Faktoren A Organisch-mineralische Düngung Faktorstufen a 1 ungedüngt / ohne Kalk a 2 PK / Stallmist / Kalk 1) a 3 N1PK / Stallmist / Kalk 1) a 4 N2PK / Kalk 1) a 5 N1PK / Kalk 1) a 6 N1P / Kalk 1) a 7 N1K / Kalk 1) a 8 N1PK / ohne Kalk 1) Kalkdüngung nach Bedarf (Ziel: ph-wert 5,5 5,8) Mineralische Düngung [kg ha -1 ] und organische Düngung [dt ha -1 ] N1 N2 P K Stallmist

7 Mittlere Korn-, Stroh- und Biomasseerträge [dt ha -1 bei 86 % TS] von Winterroggen im Nährstoffmangelversuch Winterroggen der Jahre Prüfglieder Kornertrag Strohertrag Biomasseertrag dt ha -1 % dt ha -1 % dt ha -1 % ungedüngt (ohne Kalk) 11, , ,1 27 PK/Stallmist/Kalk 38, , ,5 98 N1PK/Stallmist 48, , ,6 125 N2PK/Kalk 51, , ,2 125 N1PK/Kalk 40, , ,4 100 N1P/Kalk (Kaliummangel) 35, , ,9 89 N1K /Kalk (Phosphormangel) 36, , ,3 91 N1PK (Kalkmangel) 41, , ,0 102

8 C org -Gehalt (%), ph-wert und Nährstoffgehalte (P DL, K DL, Mg CaCl2 in mg 100 g -1 ) Krume (0 20 cm) im Nährstoffmangelversuch Winterroggen (Mittelwerte ) Prüfglieder C org ph P DL K DL Mg CaCl2 ungedüngt (ohne Kalk) 0,38 5,4 4,7 4,0 2,3 PK/Stallmist/Kalk 0,78 5,7 15,0 16,7 6,2 N1PK/Stallmist 0,81 5,6 13,8 14,6 6,4 N2PK/Kalk 0,49 5,3 7,5 8,7 3,6 N1PK/Kalk 0,39 5,5 8,7 10,6 3,8 N1P/Kalk (Kaliummangel) 0,41 5,7 9,2 2,6 2,2 N1K /Kalk (Phosphormangel) 0,43 5,7 4,8 10,4 4,2 N1PK (Kalkmangel) 0,40 5,2 7,0 11,1 3,8

9 Winterroggen Kornertrag 86%TS (dt ha -1 ) Humboldt-Universität zu Berlin Kornerträge Nährstoffmangelversuch Winterroggen Thyrow ohne 0NPK+STM150+Kalk 60NPK+STM150+Kalk 120NPK+Kalk 60NPK+Kalk Poly. (ohne) Poly. (0NPK+STM150+Kalk) Poly. (60NPK+STM150+Kalk) Poly. (120NPK+Kalk) Poly. (60NPK+Kalk) MW Sortenversuch 54,9 dt ha

10 C org -Gehalte (mg C 100g -1 ) Humboldt-Universität zu Berlin Entwicklung der C org -Gehalte im Boden (0 20 cm) Nährstoffmangelversuch Winterroggen Thyrow ohne PK+Stm N1PK+Stm N2PK N1PK Linear (ohne) Poly. (PK+Stm) Poly. (N1PK+Stm) Poly. (N2PK) Poly. (N1PK) Umstellung auf Monokultur Winterroggen Wiederaufnahme der differenzierten Düngung jährliche Stallmistdüngung 15 t ha

11 Stickstoffsalden Nährstoffmangelversuchs Winterroggen Rahmenbedingungen: 1. Prüfgliedertrag der Jahre Tabellenwerte aus DüV

12 Stickstoffsalden Nährstoffmangelversuchs Winterroggen PG PG PG PG PG N2PK + Kalk N1PK + Kalk 11%RP WR output Stm input Ertrag N % N-Entzug Ertrag N % N-Entzug Summe N miner. FM dt/ha Norg Summe Bilanz Summe Salo/Jahr Korn Stroh dt ha -1 % 86%TS kg N ha -1 dt ha -1 % 86%TS kg N ha -1 kg N ha -1 kg N ha -1 0,5% N kg N ha -1 kg N ha -1 kg N ha -1 kg N ha -1 kg N ha ,1 1,51 71,1 54,1 0,50 27,1 98, ,8 21,8 21, ,1 1,51 86,2 65,4 0,50 32,7 118, ,1 22,9 11, ,7 1,51 85,6 64,7 0,50 32,4 118, ,0 24,9 5, ,1 1,51 72,6 61,0 0,50 30,5 103, ,9 41,8 10,5 110,5 120,0 10, ,5 1,51 58,1 47,4 0,50 23,7 81, ,8-21,8-21, ,6 1,51 65,8 57,1 0,50 28,6 94, ,4-56,2-28, ,4 1,51 67,0 49,6 0,50 24,8 91, ,8-88,1-14, ,6 1,51 67,3 52,1 0,50 26,1 93, ,4-121,5-30,4 NPK + Kalk +Stallmist 92,6 60,0-30, ,7 1,51 73,5 70,0 0,50 35,0 108, ,5 26,5 26, ,6 1,51 71,9 65,7 0,50 32,9 104, ,3 56,7 28, ,4 1,51 83,7 66,8 0,50 33,4 117, ,9 74,7 18, ,7 1,51 78,1 67,7 0,50 33,9 111, ,1 97,8 24,4 PK + Kalk +Stallmist ohne 110,6 135,0 24, ,7 1,51 52,4 51,9 0,50 26,0 78, ,3-3,3-3, ,5 1,51 70,2 55,9 0,50 28,0 98, ,2-26,5-13, ,4 1,51 67,0 45,1 0,50 22,6 89, ,6-41,1-8, ,2 1,51 50,1 56,5 0,50 28,3 78, ,4-44,5-11,1 86,1 75,0-11, ,8 1,51 16,3 15,0 0,50 7,5 23, ,8-23,8-23, ,6 1,51 17,5 13,6 0,50 6,8 24, ,3-48,1-24, ,9 1,51 18,0 10,1 0,50 5,1 23, ,0-71,1-16, ,4 1,51 17,2 14,4 0,50 7,2 24, ,4-95,6-23,9 23,9 0,0-23,9

13 kg ha -1 N Humboldt-Universität zu Berlin N-Salden im Mittel der Jahre Nährstoffmangelversuch Winterroggen Thyrow 150,0 Biomasseertrag bei 86% TS Winterroggen MW (dt ha -1 ) 24,7 92,1 113,6 118,4 125,0 100,0 75,0 50,0 25,0 0,0-25,0-50,0 ohne N0PK +Stm150 +Kalk N120PK +Kalk N60PK +Stm150 +Kalk output kg ha-1 23,7 84,0 110,5 110,6 input kg ha-1 0,0 75,0 120,0 135,0 Saldo kg ha-1-23,7-9,0 9,5 24,4

14 Bodenfruchtbarkeitsversuch Thyrow (seit 1938) Faktoren Faktorstufen A N-Düngung a 1 ohne (N1) a 2 niedrig (N2) a 3 ortsüblich (N3) B Organisch-mineralische b 1 Stallmist 1 Düngung b 2 PK - ohne organische Düngung b 3 PK / Stallmist 1 b 4 PK / Stallmist 2 b 5 PK / Gründüngung b 6 PK / Stallmist 1 / Gründüngung b 7 PK / Stroh mit N-Ausgleich / Gründüngung b 8 PK / Stroh mit N-Ausgleich b 9 PK / Stroh ohne N-Ausgleich b 10 PK / Stallmist 1 / Oderbruchboden 1) 1) 1937 u je 3470 dt ha -1 Oderbruchboden aufgebracht

15 Bodenfruchtbarkeitsversuch Thyrow (seit 1938) Mineralische Düngung (kg ha -1 ) Abstufung seit 1995 Fruchtarten N1 N2 N3 P K Silomais Getreide Organische Düngung [dt ha -1 ] Fruchtarten Stallmist 1 Stallmist 2 Gründüngung 1) Stroh 2) Silomais nach Anfall nach Anfall Getreide ) Gründüngung : Einarbeiten der Zwischenfrucht (Gelbsenf mit 50 kg ha -1 N in den Stufen N2 und N3) 2) Strohdüngung: Einarbeiten des Getreidestrohs mit N-Ausgleich: 0,7 kg dt -1 N Stroh in den Stufen N2 und N3 Stallmist: im Herbst vor Mais

16 Silomais TM-Ertrag (dt ha -1 ) Humboldt-Universität zu Berlin TM-Erträge von Silomais Bodenfruchtbarkeitsversuch Thyrow ,0 150,0 100,0 50,0 Stm 120N 120N+STM1 120N+SD+NA 120N+SD S-Versuch Mais (mfr.) Poly. (Stm) Poly. (120N) Poly. (120N+STM1) Poly. (120N+SD+NA) Poly. (120N+SD) 0,

17 Winterroggen Kornertrag 86%TS (dt ha -1 ) Humboldt-Universität zu Berlin Kornerträge von Winterroggen Bodenfruchtbarkeitsversuch Thyrow Stm 120N 120N+STM1 120N+SD+NA 120N+SD S-Versuch WR Boresto Poly. (Stm) Poly. (120N) Poly. (120N+STM1) Poly. (120N+SD+NA) Poly. (120N+SD)

18 C org -Gehalt (mg 100 g -1 ) Humboldt-Universität zu Berlin Entwicklung der C org -Gehalte Bodenfruchtbarkeitsversuch Thyrow (Stufe 120 N) NPK NPK+Stm NPK+SD+NA NPK+SD Poly. (NPK) Poly. (NPK+Stm) Poly. (NPK+SD+NA) Poly. (NPK+SD)

19 Stickstoffbilanz Bodenfruchtbarkeitsversuch Thyrow Rahmenbedingungen: 1. Ertrag ausgewählter Prüfgliederder Jahre Tabellenwerte aus DüV

20 N120PK + Kalk 11%RP WR output Stm input Ertrag N % N-Entzug Ertrag N % N-Entzug Summe N miner. FM dt/ha Norg Summe Bilanz Summe Salo/Jahr dt ha -1 % 86%TS kg N ha -1 dt ha -1 % 86%TS kg N ha -1 kg N ha -1 kg N ha -1 0,5% N kg N ha -1 kg N ha -1 kg N ha -1 kg N ha -1 kg N ha Silomais TM 104,3 0,38 132,1 132, ,1 (FM=TM/0,3) 2014 Winterroggen 56,0 1,51 84,6 61,3 0,50 30,7 115, ,8-7,3 N60PK + Kalk 2015Silomais TM 108,4 0,38 137,3 137, ,3-24,6 (FM=TM/0,3) 2016 W-Roggen 54,8 1,51 82,7 49,6 0,50 24,8 107, ,5-12,2-3,0 123,0 120,0 11%RP 2013Silomais TM 82,7 0,38 104,8 104, ,8 (FM=TM/0,3) 2014 Winterroggen 38,7 1,51 58,4 41,8 0,50 20,9 79, ,3-64,1 2015Silomais TM 90,2 0,38 114,3 114, ,3-118,3 (FM=TM/0,3) 2016 W-Roggen 40,6 1,51 61,3 39,7 0,50 19,9 81, ,2-139,5-34,9 94,9 60,0 N120PK + Kalk +Stallmist Silomais TM 137,2 0,38 173,8 173, ,2 (FM=TM/0,3) 2014 Winterroggen 65,9 1,51 99,5 71,4 0,50 35,7 135, ,2 31,0 2015Silomais TM 154,2 0,38 195,3 195, ,7 55,7 (FM=TM/0,3) 2016 W-Roggen 69,2 1,51 104,5 69,7 0,50 34,9 139, ,3 36,3 9,1 160,9 170,0 N60PK + Kalk +Stallmist Silomais TM 114,7 0,38 145,3 145, ,7 (FM=TM/0,3) 2014 W-Roggen 51,4 1,51 77,6 51,1 0,50 25,6 103, ,2-28,5 2015Silomais TM 149,9 0,38 189,9 189, ,9-58,3 (FM=TM/0,3) 2016 W-Roggen 44,1 1,51 66,6 51,4 0,50 25,7 92, ,3-90,6-22,7 132,7 110,0 Kalk +Stallmist 200 PG 1 (MW e/f) 2013Silomais TM 81,9 0,38 103,7 103, ,7 (FM=TM/0,3) 2014 W-Roggen 21,4 1,51 32,3 24,6 0,50 12,3 44, ,6-48,4 2015Silomais TM 94,2 0,38 119,3 119, ,3-67,7 (FM=TM/0,3) 2016 W-Roggen 18,7 1,51 28,2 23,3 0,50 11,7 39, ,9-107,6-26,9 76,9 50,0

21 N-Salden im Mittel der Jahre Bodenfruchtbarkeitsversuch Thyrow TM-Erträge Silomais und Biomasseertrag bei 86% TS Winterroggen MW (dt ha -1 ) Silomais TM 86,5 88,1 132,3 106,4 145,7 WR 80,4 44,0 99,0 110,9 138,1 200,0 150,0 100,0 kg ha -1 50,0 0,0-50,0 N60PK +Kalk Stm200 +Kalk N60PK +Stm200 +Kalk N120PK +Kalk N120PK +Stm200 +Kalk output kg N ha-1 94,9 76,9 132,7 123,0 160,9 input kg N ha-1 60,0 50,0 110,0 120,0 170,0 Saldo kg N ha-1-34,9-26,9-22,7-3,0 9,1

22 Zusammenfassung Anbau von Winterroggen in fortgesetzter Monokultur ist auf leichten Sandböden erfolgreich möglich. Der Gehalt an organischer Bodensubstanz nimmt nicht ab, auch wenn Korn und Stroh abgefahren werden. Die Salden der N-Bilanz liegen unter dem Sollwert von 50 kg ha -1 bei der mineralischen N-Düngung bis 120 kg ha -1 bzw. einer jährlichen Stallmistzufuhr von 15 t ha -1 Fruchtfolgen mit 50 % Silomais und 50% Winterroggen haben keine negativen Auswirkungen auf den Gehalt an organischer Bodensubstanz. Das Ertragsniveau von Silomais und Winterroggen ist stabil auf dem jährlichen standortspezifischen Niveau. Die in der N-Bilanz berechneten Salden liegen unter dem Sollwert von 50 kg ha -1 bei der mineralischen N-Düngung bis 120 kg ha -1 bzw. mittleren Stallmistzufuhr von 10 t ha -1 Jahr -1.

23 Danke für Ihre Aufmerksamkeit 23

24 Einladung zum Praxisinformationstag Pflanzenbau nach Thyrow am Freitag, den ab 9.00 Uhr