Fruchtfolgegestaltung im ökologischen und extensiven Landbau: Bewertung von Vorfruchtwirkungen

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1 Pflanzenbauwissenschaften, 10 (2). S , 2006, ISSN Eugen Ulmer KG, Stuttgart Fruchtfolgegestaltung im ökologischen und extensiven Landbau: Bewertung von Vorfruchtwirkungen Crop Rotation Design in Organic and Low-Input Agriculture: Evaluation of Pre-Crop Effects H. Kolbe Fachbereich Pflanzliche Erzeugung, Sächsische Landesanstalt für Landwirtschaft, Leipzig Zusammenfassung In diesem Beitrag werden Vorfruchtwirkungen der Fruchtarten bewertet und in Form von schematischen Übersichten für die Nutzung zur Fruchtfolgeplanung in der Praxis des ökologischen und extensiven Landbaus vorgeschlagen. Ergebnisse von vielen Fruchtfolgeversuchen sowie bisherige in der Literatur zitierte Schemata wurden verwendet, um die Vorfruchtwirkungen von über 25 Hauptfrüchten in nachfolgende 4 Stufen zu klassifizieren: sehr günstig, günstig, ungünstig, sehr ungünstig. Ergänzende Angaben über wichtige zu beachtende Anbauhinweise wurden für jede Anbausequenz angemerkt. In einer weiteren tabellarischen Aufstellung wurden die Fruchtarten entsprechend ihrer unterschiedlich lange andauernden Vorfruchtwirkungen in drei wesentliche Kategorien eingeteilt: 1. N-zuführende, Bodenfruchtbarkeit aufbauende Leguminosen und -Gemenge; 2. N-bedürftige, stark zehrende Nichtleguminosen; 3. anspruchslosere, abtragende Nichtleguminosen. Schlüsselworte: Fruchtfolge, Vorfruchtwirkung, Klassifizierung, extensiver und ökologischer Landbau Summary The pre-crop effects of different crops are classified by establishing schematic tables for use in crop rotation planning in organic or low-input agricultural systems. Review results from many crop rotation trials and elsewhere published diagrams were combined in order to classify the suitability of sequences of more than 25 main crop species into four ranks: very favourable (white), favourable (light-grey), unfavourable (dark-grey) and very unfavourable (black). Additional cultivation remarks are annotated for each crop sequence. In a second table, the crop species were arranged into three main categories according to the different duration of their pre-crop effects: 1. N fixing, soil fertility increasing legumes and legume grass mixtures; 2. N depleting, strongly soil fertility reducing non-legumes; 3. slightly soil fertility reducing non-legumes. Key words: crop rotation, pre-crop effect, classification, low-input and organic agriculture Abfolgen der Fruchtarten in der Fruchtfolge Probleme auftreten, die sich durch Abnahme der Ertrags- und Qualitätsleistung, im Auftreten von Unkrautarten, Krankheiten und Schädlingen zu erkennen geben. Dies kann besonders den ökologischen Landbau betreffen, bei dem die externe Zufuhr von Betriebsmitteln strikt reguliert ist (ANONYMUS 1991, 1994), so dass negative Auswirkungen von Monokulturen oder von zu kurzen Fruchtfolgen nicht kompensiert werden können, wie es unter intensiveren konventionellen Anbauverfahren üblich ist. Darüber hinaus gibt es auch im konventionellen Landbau Bestrebungen, durch deutliche Reduzierung des Mineraldünger- und Pflanzenschutzmitteleinsatzes umweltfreundlichere Anbauverfahren zu etablieren (ANONYMUS 2002). Aus diesen Gründen hat die Befolgung von Prinzipien der Fruchtfolgegestaltung, wie sie z.b. von KÖNNECKE (1967) und anderen Pflanzenbauern etabliert worden sind, eine höhere Bedeutung. Hauptbestandteil einer erfolgreichen Pflanzenproduktion ist hiernach eine optimal ausgestaltete Abfolge der Fruchtarten auf dem Feld. Hierdurch wird die Selbstregulierungskraft des landwirtschaftlichen Systems gestärkt (KOLBE 1997a, b), so dass sich ein hohes Maß an Pflanzengesundheit, Nährstoffeffizienz, Ertrag und Produktqualität der Fruchtarten einstellen kann. Fruchtfolgesysteme mit standardisierten Abfolgen der Fruchtarten, wie sie von BRINKMANN (1950) für unterschiedliche Bedingungen in Deutschland erstellt worden sind, waren für lange Zeit fester Bestandteil in der landwirtschaftlichen Forschung und Praxis. Aber unter den heutigen Bedingungen auch des ökologischen Landbaus werden Fruchtfolgesysteme mit festen Sequenzen der Fruchtarten immer seltener, da die Abfolge an Kulturen von Jahr zu Jahr entsprechend ökonomischer Relevanz, marktwirtschaftlicher Erfordernisse, Wetterbedingungen, Arbeitskraftbedarf und weiterer sehr unterschiedlicher Erfordernisse festgelegt werden. Unter diesen Bedingungen ist die genaue Kenntnis der Einflüsse der Vorfrüchte auf die Nachfrüchte von besonderer Bedeutung. Daher wurden in dieser Arbeit bestehende Schemata zur Einstufung dieser Fruchtfolgewirkungen für eine große Anzahl an Fruchtarten weiterentwickelt. Unter den heute verbreiteten, z. T. stark unterschiedlichen Produktionsbedingungen sollen sie in der landwirtschaftlichen Praxis unter extensiven und insbesondere unter ökologischen Anbaubedingungen des mitteleuropäischen Raumes zum Einsatz kommen. Einleitung Mit der Ausdehnung von extensiven bzw. low-input-formen der Landbewirtschaftung können durch ungünstige Material und Methoden In der Vergangenheit wurde unter hohem Einsatz an Kosten und Personal an verschiedenen Institutionen intensiv

2 Kolbe: Fruchtfolgegestaltung im ökologischen und extensiven Landbau 83 und ausdauernd über Fruchtfolgeforschung gearbeitet. Darüber hinaus wurden verschiedene Ansätze zur Zusammenfassung dieser mannigfaltigen Ergebnisse verfolgt. So sind am Institut für Acker- und Pflanzenbau der Universität in Halle-Wittenberg Ergebnisse der Vorfruchtwirkungen schon sehr früh zu einem Schema zusammen gefügt worden. ANDREAE (1959), RÜBENSAM & RAUHE (1964) und KÖN- NECKE (1967) haben Eignungen von Fruchtfolgepaaren nach folgenden Prioritäten geordnet: Folge sehr gut (1), Folge möglich (2), Folge bedingt möglich (3), Folge nicht möglich bzw. sollte unterbleiben (4). Zusatzinformationen wurden z. B. für den Anbau von Zwischenfrüchten, die Saatzeit und das Auftreten von Krankheiten und Schädlingen gegeben. Nachfolgende Schemata des mitteleuropäischen Bereiches bauen im Wesentlichen auf diesem auf oder unterscheiden sich geringfügig in den Stufen der Klassifikation, im Umfang oder im Nutzerkreis aus Wissenschaft und Praxis (SAGASSER 1957, SEIFFERT 1965, ANONYMUS 1978, STEINBRENNER & LISTE 1981, KÄMPF 1983, BAEUMER 1992, ANONYMUS 1993, 1995, VUL- LIOUD 2005). Diese bisherigen Arbeiten wurden genutzt, um ein neues Diagramm zu erstellen, in dem folgende Einstufungen gewählt worden sind: weiß = Folge sehr günstig hell-grau = Folge günstig dunkel-grau = Folge ungünstig schwarz = Folge sehr ungünstig bzw. nicht möglich. Die Klassifizierung der Vorfruchtwirkungen wurde durch nachfolgend aufgeführte Zusatzinformationen, versehen mit kleinen Buchstaben, komplettiert: a = Vorsicht bei starker Trockenheit b = Vegetationszeiten überschneiden sich (klimatische Randlagen) c = Förderung bestimmter Krankheiten und Schädlinge, geringe Selbstverträglichkeit d = Förderung bestimmter Unkrautarten e = Vorfruchtwirkung wird schlecht ausgenutzt (Luxusfolge), mit Zweit- oder Zwischenfrucht eventuell vertretbar f = Verminderung der Qualität der Nachfrucht möglich g = Lagergefahr der Nachfrucht h = Zwischenfrucht als Untersaat in Vorfrucht möglich bzw. günstig, insbesondere auf Standorten mit hoher Nährstoffauswaschung i = Zwischenfrucht als Stoppelsaat oder Winterzwischenfrucht möglich bzw.günstig, insbesondere auf Standorten mit hoher Nährstoffauswaschung k = Auf leichten Böden günstig l = Organische Düngung zur Nachfrucht günstig m = Vorfrucht als Deckfrucht gut geeignet n = Vorfrucht als Deckfrucht bedingt geeignet o = Günstige Vorfrucht zur Reinsaat von Hauptfrüchten als Gründüngungs- und Futterpflanzen p = Durchwuchsgefahr in der Nachfrucht (Saatgutvermehrung) r = Vor Saatfurche (intensive) Stoppelbearbeitung in Getreidefolgen möglich (Unkrautkur) s = Auf leichten Böden ungeeignet t = Sommerform in Höhenlagen geeignet. Als weiterer wichtiger Gesichtspunkt bei der Aufstellung von Fruchtfolgen kann die Berücksichtigung von langfristigeren, über mehrere Jahre andauernden Vorfruchtwirkungen angesehen werden. In Anlehnung an BAEUMER (1971) und anderen Arbeiten sind die Fruchtarten entsprechend der zeitlichen Reihenfolge in drei prinzipiell unterschiedliche Kategorien eingruppiert worden: Futter-, Körnerleguminosen und Gemenge mit Nichtleguminosen: N-Zufuhr durch symbiotische N-Bindung, Humus, Bodenfruchtbarkeit und Bodenstruktur aufbauende Kulturen Anspruchsvolle Nichtleguminosen: N-bedürftige, Humus zehrende, Bodenstruktur abbauende, abtragende Fruchtarten (Halm- oder Hackfrüchte, Ölfrüchte) Anspruchslosere Nichtleguminosen: Humus zehrende, Bodenstruktur abbauende, abtragende Fruchtarten. Im Vergleich zu BRINKMANN (1950) wurden nicht die Hackfrüchte, Hülsenfrüchte und Futterpflanzen zu den tragenden Blattfrüchten zusammengefasst, sondern nur die Futterpflanzen und die Hülsenfrüchte. Diese Fruchtarten tragen weitgehend zu einer Anhebung der Bodenfruchtbarkeit bei. Die Hackfrüchte demgegenüber zählen zu den stark zehrenden Fruchtarten, da sie die Bodenfruchtbarkeit und die Humusbilanz des Bodens auch im Vergleich zu den Getreidearten besonders stark belasten (siehe Humifizierungskoeffizienten der Fruchtarten bei KÖRSCHENS et al. 2004). Für die Erstellung und die Diskussion der Schemata wurden in der Regel die zusammengefassten Ergebnisse über die Ertrags- und weitere pflanzenbauliche Wirkungen aus zahllosen Fruchtfolgeversuchen verwendet (GLIEME- ROTH 1964, KLAPP 1967, KÖNNECKE 1967, BROUWER 1972, BACHTHALER 1979, BAEUMER 1990). Eine Klassifizierung erfolgte zunächst nach dem zu erwartenden Ertragseffekt der jeweiligen Vorfrucht-Nachfruchtkombination. Entsprechend den Ergebnissen von STEINBRENNER (1990) and anderen (SIMON 1963, KÖNNECKE 1967, ROSCHE 1973, POMMER 1994), können die Ertrags-Differenzen in etwa mit 20 40% zwischen sehr guten und sehr ungünstigen Folgen quantifiziert werden. Darüber hinaus wurden Fruchtfolgewirkungen auf die Produktqualität der Nachfrüchte in höherem Maße als bisher berücksichtigt (SEIFFERT 1965, KREUZ 1990, KREUZ & ZABEL 1990, DACHLER 1993). Ergebnisse aus Fruchtfolgeversuchen des ökologischen Landbaus sind sehr selten. Die von SATTLER & WISTINGHAU- SEN (1985), HESS (1989), PREISSNER (1989), HERRMANN & PLAKOLM (1991), POMMER (2002), FREYER (2003) aufgeführten Untersuchungen und Zusammenstellungen sind ebenfalls verwendet worden, um die Einstufungen zu überprüfen und abzusichern. Es zeigte sich, dass die Ergebnisse von früheren Untersuchungen (vor dem Jahr 1970) besser mit den spezifischen Bedingungen eines extensiveren Anbaus korrespondieren. Diese Arbeiten wurden daher in höherem Maße berücksichtigt als Versuchsergebnisse und Klassifizierungsschemata aus jüngeren Jahren. Erfahrungen und Anregungen aus der Anwendung einer ersten Version der Schaudiagramme (KOLBE 1998a, b) im Ausbildungs- und Praxisbereich sind ebenfalls in die vorgestellten Diagramme eingearbeitet worden. Ergebnisse und Diskussion Vorfruchteignung der Fruchtarten Die Klassifizierung der direkten Vorfruchtwirkungen der im mitteleuropäischen Bereich verbreiteten Fruchtarten wird in Tab. 1 wiedergegeben. Die Vorfrüchte sind in den Zeilen unter Berücksichtigung ihrer spezifischen Vegetationszeiten abgetragen worden. Daher wurden beispielsweise Silage- und Körnermais einzeln aufgeführt. Auch die Nachfrüchte wurden als Säulen entsprechend ihrer spezifischen Anbauerfordernisse angeordnet (z. B. in Bezug auf

3 84 Kolbe: Fruchtfolgegestaltung im ökologischen und extensiven Landbau Tab. 1: Klassifizierung der Vorfruchtwirkungen der Fruchtarten (Legende siehe Material und Methoden) Classification of pre-crop effects (legend see material and methods) Sonnenblume W.-Raps t Späte Kartoffel (Verarbeitungsqualität) Mittelfrühe Kartoffel (Speisequalität) Frühkartoffel (Speisequalität) Zuckerrübe s Futterrübe Silo- u. Körnermais Hafer S.-Gerste (Brauqualität) S.-Gerste (Futterqualität) t W.-Gerste (Futterqualität) W.-Roggen t Triticale t Dinkel Weizen (Brauqualität) S.-Weizen, Durum s (Back- u. Futterqualität) W.-Weizen s (Back- u. Futterqualität) Gräser (ein- bis mehrjährig) Lupine, Wicke, Sojabohne Erbse, Linse Ackerbohne s Luzerne, Klee, Leg.-gras Serradella (ein- b. überjähr.) Luzerne, Klee, Leguminosengras (mehrjährig) Nachfrucht Vorfrucht i k a i k f e f f i k f i k a b e a g i k c e c e c e c e e a i f a g a g k a g k a g k e g i e f g Luzerne, Klee, Leguminosengras (mehrjährig) Luzerne, Klee, Leg.-gras e g i c e c e e e e e n i f g b k b k Serradella (ein- b. überjähr.) k e f g i k i e i k f f f i k i k b e Ackerbohne s c e e c c e b m h h f h g h b h b b e g h f h e h h h f h e h h h b e Erbse, Linse c e e c c e n i h i f i g i i i i f i i i e i e f i e i e i k e i k c e i Blaue Lupine, Weiße Lupine, Wicke c e e e e c e b n i f g k k k b k g i k f i i k i k e i k f i e i k e i k i k b e i Gelbe Lupine c e e e e c e b k b k i k f i i k i k e i k i e k e i k i k b i Sojabohne c e e e e c e b b b b b b g g e b c c e Gräser e f i e f i f i k e a b l a i l b a b a b l a b l a b l i i i i l i l f i (ein- bis mehrjährig) l l l a b l W.-Weizen s d i d i d i i n c d p c i c d p c h p c d p c i c i i i l i l i h l i l i l b i r r d h l p r c d h p S.-Weizen, Durum s i i i i n c c i c c i r i l r c i r c h c d i c d i c d i i l i l i h l i l i l b i c d h c h i c d h c d h c d h c d h c d h W.-Roggen, Triticale t m m c h i h i h i m h i h i k h i l h i l h i l h i h l h i l h i l b l h i p r l p r p r p r p p r c d h c h i c d h c d h c d h c d h W.-Gerste, Dinkel m m h i h i h i m c d p c h i c h i h i l h i l h i l h i h i l h i l h i l h l h i p r l p r i p r i p r i p r S.-Gerste t m m d h i d h i d h m c h r c h i c h r c h r c h r c h l r c r c h i c h i c h i h i l h i l h i h i l h i l h i l h l h i Hafer n n c d h i h i d h n f h l r c h i l h r h l r h l h l b h l c h i c h i c h i h i l h i l h i h i l h i l h i l b l h i Silo-Mais n n h h h m c f hl c h l c h b h b h l b h b h h k h c d h l h l h h l h l h l b h h l h h l h l h l b h c d h l c h l b c h b h b h b b h h k h b c f h l Körner-Mais n n h h h n Zucker- s u. Futterrübe e o e o e e e o b f l l b b b b b l l c c e l d e l d e l b e Frühkartoffel o o e i e i e i o e i l e i e i e i e i e i i e i e i e i e i l e i e i c d c d c d i l e i Mittelfrühe Kartoffel e o e o e i e i e i e o i l e i l i i i i b e i e i e i e i l e i e i c d c d c d b e i Späte Kartoffel e o e o e e e e o l l b b l l l c d c d c d b e W.-Raps t e n o e n o e h i e h i e h i e m h i l e h i h i h i h i h i e h i e e h i e h i l c c e h i e h i e h i c h i Sonnenblume h n h n h h h h n f h l f h l p h b h l b h l b l b l h p h p h l p h l h l h h l h l h l b c

4 Kolbe: Fruchtfolgegestaltung im ökologischen und extensiven Landbau 85 Vegetationsdauer, Nährstoffbedarf, Qualität, Verarbeitung). Selbstfolgen Selbstfolgen von derselben Art oder von genetisch eng verwandten Fruchtarten werden auf Grund des Aufkommens von Krankheiten, Schädlingen und Unkräutern, negativer allelopathischer Wirkungen, Luxusfolgen oder Überschneidungen der Vegetationszeiten meistens als sehr ungünstig eingestuft (Tab. 1). Es treten z. T. deutliche Abnahmen der Durchschnittserträge auf. Nur Sommerweizen, Winterroggen und Mais gelten in gewisser Weise als Ausnahmen, bei denen die negativen Wirkungen von Selbstfolgen nicht so gravierend angesehen werden (KÖNNECKE 1967). Auch Selbstfolgen bestimmter Leguminosenarten haben manchmal keine direkten negativen Auswirkungen auf die Erträge, doch auf Grund unzureichender Ausnutzung der Vorfruchtwirkung (Luxusfolgen) und anderer bedeutender Aspekte, z. B. in der Krankheitsübertragung, wird eine direkte Aufeinanderfolge von Leguminosen generell als sehr ungünstig eingestuft (vgl. MÜLLER 1986). Besonders in Anbausystemen mit höheren Anteilen an Leguminosen, wie dem ökologischen Landbau, ist auf eine strikte Einhaltung der notwendigen Anbaupausen zu achten. Nachfrucht Futterpflanzen und Körnerleguminosen Winterroggen, Winter- und Sommergerste, Hafer, Winterraps und Hackfrüchte sind günstige Deckfrüchte für Untersaaten oder Blanksaaten von Hauptfrucht-Futterpflanzen und Gründüngungskulturen (SIMON 1956). Günstige Vorfrüchte für Körnerleguminosen sind Winter- und Sommergetreidearten (außer Weizen) sowie Mais und Hackfrüchte (KELLER et al. 1999). Nachfrucht Getreide Als günstige Vorfrüchte für alle Wintergetreidearten sowie Sommerweizen können Leguminosen, Kartoffeln, Winterraps und eingeschränkt auch Sonnenblumen und Ackergräser angesehen werden. Auch Mais, Rüben und späte Kartoffeln sind erfolgreiche Vorfrüchte, wenn die verbleibende Vegetationszeit für den Anbau der Getreide-Nachfrüchte lang genug ist. Demgegenüber sind Sommerweizen und besonders Winter- und Sommergerste insbesondere wegen der Gefahr der Übertragung von Getreidefußbzw. Halmbasiskrankheiten ungünstige Vorfrüchte für die meisten Getreidearten. Roggen, Gerste und Hafer können nach Weizen, Durum, Roggen und Triticale angebaut werden. Die Standfestigkeit der Getreidearten, wie Dinkel, Roggen, Gerste und Hafer, ist oft reduziert, wenn sie besonders nach mehrjährigen Leguminosen angebaut werden (KÖNNECKE 1967, BOGUSLAWSKI 1981, STEINBRENNER et al. 1982, BAEUMER 1990, AUFHAMMER 1998). Sommergetreidearten sind gut geeignet als Nachfrüchte nach Mais, Rüben und Kartoffeln, auch als Nachfrüchte von Raps, Sonnenblumen und einigen Leguminosenarten können sie Verwendung finden (ROSCHE 1973, STEINBREN- NER et al. 1982). Ausnahmen bestehen für Getreidearten, die für die Weiterverarbeitung in der Brauerei und Kornbrennerei gedacht sind. Diese Getreidearten sollten nicht direkt nach (mehrjährigen) Leguminosen und Gräsern kultiviert werden. Die Nährstoffansprüche insbesondere von Sommergerste sind verhältnismäßig niedrig. Daher sind Leguminosen und in gewissem Maße auch Kartoffeln und Raps als Vorfrüchte ungeeignet. Bei mehrjährigen Leguminosen und Gräsern gilt diese Einschränkung auch für die Nachfrüchte Zuckerrüben sowie frühe und mittelfrühe Kartoffeln, insbesondere auf schweren Böden. In dieser Fruchtfolgeposition werden zwar hohe Erträge erzielt, doch können ebenfalls ungünstige Auswirkungen auf die Produktqualitäten eintreten (siehe KREUZ 1990, DACHLER 1993, MÖLLER & KOLBE 2003). Günstige Vorfrüchte für Brauweizen und -gerste sind Mais, Rüben, Kartoffeln und Sonnenblumen, möglich erscheinen auch Weizen und Roggen. Hackfrüchte, Mais, Raps und Sonnenblume Insbesondere Silage- und Körnermais, aber auch Futterrüben, Raps sowie Kartoffeln stellen hohe Ansprüche an die Nährstoffversorgung. Daher eignet sich besonders ein Anbau von Mais und Futterrüben nach Leguminosen, Weizen, Roggen, Gerste sowie anderen (späten) Hackfrüchten. Auch Kartoffeln können mit Erfolg nach den genannten Getreide-Vorfrüchten angebaut werden. Das höchste Ertragsniveau erreichen Kartoffeln oft bei direktem Anbau nach einjährigen Leguminosen, während nach zweijährigen Leguminosenbeständen Qualitätsprobleme auftreten können (MÖLLER & KOLBE 2003). Auf Grund der hohen Nährstoffbedarfe konkurrieren zudem die Arten Kartoffeln, Mais und Raps mit der Fruchtfolgeposition des Backweizens. Der Anbau von Winterraps ist auf Grund der sehr frühen Saatzeit und spezifischer Probleme im Pflanzenschutz nicht einfach in die Fruchtfolge zu integrieren. Als vorteilhafte Vorfrüchte können ein- und mehrjährige Leguminosen, Erbsen, Gerste und Frühkartoffeln angesehen werden (SEIFFERT 1981). Günstige Vorfrüchte für Sonnenblumen sind Roggen, Triticale, Wintergerste und Mais, besonders wenn eine Zwischenfrucht in die Fruchtfolge eingegliedert worden ist. Integration von Zwischenfrüchten und Düngungsmaßnahmen In Klimagebieten mit häufigen Trockenperioden ist der Anbau von einigen Getreidearten, Futterrüben und Raps, insbesondere nach mehrjährigen Futterleguminosen und Ackergras und bei spätem Umbruch, nur eingeschränkt möglich (SIMON 1956, KÖNNECKE 1967). Zwischenfrüchte können als Untersaaten oder Stoppelsaaten zu fast allen Getreidevorfrüchten angebaut werden, wenn ebenfalls Getreidearten besonders als Sommerfrüchte folgen sollen (BAEUMER 1992). Nach Möglichkeit sollten Zwischenfrüchte auch in bzw. nach den Vorfrüchten Mais, Frühkartoffeln, Raps und Sonnenblumen stehen. Falls keine Zwischenfrüchte geplant werden, kann die Zeit zwischen Ernte und Aussaat der Nachfrucht für eine ausgiebige Stoppelbearbeitung zur Regulierung z. B. von Problemunkräutern genutzt werden. Auf Standorten mit hohen Niederschlägen hat der Zwischenfruchtanbau besonders in Form der Winterzwischenfrucht eine hervorgehobene Bedeutung zur Nährstoffkonservierung über den Winter. Ein Anbau sollte daher auch besonders nach Fruchtarten in die Fruchtfolge integriert werden, die große Mengen leicht zersetzbarer organischer Masse mit hohen N-Gehalten hinterlassen oder durch Bodenlockerung nach der Ernte eine erhöhte Mineralisation erwarten lassen. Daher wird ein Zwischenfruchtanbau auch nach Futter- und Körnerleguminosen, Kartoffeln und Raps vorgeschlagen (vgl. HESS 1989, KÖPKE 1989, HAAS 2001). Zudem können auf diesen Standorten durch einen späten Umbruch von Futterleguminosen vor dem Anbau von Winterfrüchten oder durch einen Umbruch im zeitigen Frühjahr vor Sommerfrüchten Nährstoffverluste durch Verlagerung und Auswaschung verhindert werden.

5 86 Kolbe: Fruchtfolgegestaltung im ökologischen und extensiven Landbau Unter ökologischen Anbauverfahren sollte eine organische Düngung immer bevorzugt an Fruchtfolgepositionen ausgebracht werden, bei denen die Vorfruchtwirkung alleine nicht ausreicht, um die Nährstoffansprüche bestimmter Nachfrüchte abzudecken. Konventionelle Betriebe können auch mineralische N-Düngemittel in angemessener Höhe verwenden. Dies trifft z. B. für Backweizen zu, der nach Ackergras, Mais, Hackfrüchten, Raps oder Sonnenblumen angebaut werden soll. Zur Erreichung bestimmter Schwellenwerte im Gehalt an Rohprotein können im ökologischen Landbau Spätgaben mit hohen Anteilen leicht verfügbarer Stickstoffformen aus organischer Düngung verabreicht werden oder es kann ein Anbau im Weitreihen-Verfahren erfolgen (BECKER & LEITHOLD 2001, KOLBE & WELLENBERG 2002). Auch Mais, Futterrüben, Kartoffeln und Raps profitieren besonders von einer Düngung, wenn sie nach Getreide und anderen Hackfrüchten in die Fruchtfolge gestellt werden sollen. Fruchtfolgegrundgerüst und Anbaurangfolge Feldfutter-, Gründüngungs- sowie Körnerleguminosen In Tab. 2 wurde ein Fruchtfolge-Grundgerüst dargestellt, aus dem die Abfolge der Fruchtarten auf verschiedenen Bodenarten insbesondere entsprechend ihrer Nährstoffund Qualitätsansprüche hergeleitet werden kann. Auf beiden Bodenklassen beginnt die Fruchtfolge mit dem Anbau von Leguminosen und Leguminosen-Gras-Gemengen zur Nutzung als Futter, Gründüngung oder Saatgutproduktion. Für den mitteleuropäischen Raum angepasste Leguminosen sind die Luzerne und die Kleearten zu nennen, die im ein- bis mehrjährigen Anbau angebaut werden können (SIMON 1956). Im Durchschnitt ist ein zweijähriger Anbau mit den höchsten Trockenmasse- und N-Erträgen sowie mit der höchsten Akkumulation an Bodenfruchtbarkeit durch Ernte- und Wurzelrückstände der gesamten Rotation verbunden (Punkt 1, Tab. 2). Eine Nutzung von drei und mehr Jahren führt gewöhnlich unter den meisten Standortbedingungen zu lückigen, grasreichen Mischbeständen und geringeren Erträgen. Je feuchter und unkrautwüchsiger die Standorte, umso eher ist auch ein dreijähriger Anbau Erfolg versprechend. Nur unter günstigen Bedingungen (z.b. auf Böden mit hoher Fruchtbarkeit, ohne Probleme mit bestimmten Unkrautarten) ist ein einjähriger bis überjähriger Leguminosenanbau auf Dauer vorteilhaft. Die gleichen Zusammenhänge gelten auch für den Anbau der einjährigen Körnerleguminosen. Auch in diesen Fällen sind die N-Ernte der Leguminosen durch die N-Fixierung Tab. 2: Gestaltung von Fruchtfolgegliedern und Anbauabfolge der Fruchtarten Design of crop sequences and suitability of individual crop species Abfolge der Hauptfrüchte in der Fruchtfolge Wirkung Anbaujahre geeignete Kulturarten leichte Böden (S - Sl) mittlere schwere Böden (ls T) 1a Feldfutter-, Gründüngungsleguminosen Stickstoff-Zufuhr durch symbiotische N-Bindung, Humusmehrer, Bodenstruktur aufbauende Kulturen, Unkrautregulierung (1) 2 (3) Kleearten (Rotklee), Luzerne Serradella Leguminosen-Gemenge Leguminosengras-Gemenge oder: 1b Körnerleguminosen 1 Erbsen Lupinen 2 Anspruchsvolle Nichtleguminosen 3 Anspruchslosere Nichtleguminosen Stickstoff zehrende, Bodenstruktur und Humus abbauende Kulturen (Halmoder Hackfrüchte) Humus zehrende, Bodenstruktur abbauende, abtragende Halm- oder Hackfrüchte 1 (2) Kartoffeln (+) Mais (+) Futterrüben (+) W.-Raps (+) Triticale (+) W.-Roggen (+) W.-Gerste (+) Hafer (+) Dinkel Ackergräser (+) 1 (2) Kartoffeln + S.-Gerste (+) Dinkel (+) W.-Roggen + Hafer + Sonnenblumen (+) Luzerne Rotklee (andere Kleearten) Leguminosen-Gemenge Leguminosengras-Gemenge Ackerbohnen Erbsen W.-Weizen (+) S.-Weizen (+) Mais (+) W.-Raps (+) Kartoffeln (+) Futterrüben (+) Triticale (+) W.-Gerste W.-Roggen Ackergräser Kartoffeln + Zuckerrüben Brauweizen Triticale + W.-Gerste + W.-Roggen + Dinkel (+) S.-Gerste (+) Hafer (+) Sonnenblumen Düngung: + = (organische) Düngung günstig; (+) = (organische) Düngung im 2. Anbaujahr bzw. bei Getreide ab 1. Anbaujahr nach Leguminosen als Qualitäts-Spätgabe möglich bzw. günstig Anbaujahre: 1 (2) = Fruchtfolgeelement umfasst in der Regel ein bis höchstens zwei Anbaujahre Bodenarten: S = Sand, Sl = anlehmiger Sand, ls = lehmiger Sand, T = Ton

6 Kolbe: Fruchtfolgegestaltung im ökologischen und extensiven Landbau 87 und der Anstieg der Bodenfruchtbarkeit durch Bodenruhe und Zufuhr an Ernte- und Wurzelresten nicht so ausgeprägt wie nach einem mehrjährigen Anbau von Futterleguminosen. Der Anteil an Bodenfruchtbarkeit mehrenden Leguminosen bzw. Leguminosen-Nichtleguminosengemengen sollte für ökologische Anbauverfahren in etwa zwischen 20% und 40% betragen. FREYER et al. (2005) nennen als untere Grenze 17% (6-feldrige Fruchtfolge mit einem Jahr Leguminosen) und als obere Grenze 43% Leguminosen (7-feldrige Folge mit drei Jahren Leguminosen). Anspruchsvolle Nichtleguminosen Die auf den Leguminosenanbau folgenden Jahre sind durch eine ausgesprochen hohe Vorfruchtwirkung charakterisiert (SIMON 1993). Durch die sehr hohe Nährstofffreisetzung entsprechend der Mineralisation der Ernte- und Wurzelreste werden in diesem Fruchtfolgeabschnitt meistens auch die höchsten pflanzenverfügbaren mineralischen Stickstoffmengen (N min ) der gesamten Rotation vorgefunden (SCHMIDT 1997, BECKMANN et al. 2002). Nach zweijährigen Leguminosenfutterpflanzen ist diese Nährstoffbereitstellung für die Nachfrüchte besonders stark ausgeprägt, nach einjährigen Futter- oder Körnerleguminosen wesentlich verhaltener. An dieser Fruchtfolgestelle kommen daher nicht-legume Fruchtarten mit hohem Nährstoffbedarf und besonderen Qualitätsanforderungen zum Anbau (Punkt 2, Tab. 2). Auf den mittleren und schwereren Böden zählen zu dieser Gruppe vornehmlich Weizenformen, insbesondere Backweizen, aber auch Mais, Raps oder Hackfrüchte (außer Zuckerrüben) können folgen. Auf leichten Böden werden vorzugsweise zunächst Hackfrüchte, Mais, Triticale, Roggen oder Wintergerste angebaut. Das nächste Fruchtfolgejahr ist ebenfalls noch für den Anbau von nicht-legumen Arten mit hohen Nährstoffansprüchen geeignet, die in Tab. 2, Punkt 2, in nachgeordneter Stelle aufgeführt worden sind: Wintergerste, Winterroggen, Ackergras auf schwereren Böden; Winterroggen, Wintergerste, Hafer oder Dinkel auf leichteren Böden. Falls die Nährstoffreserven, insbesondere an Stickstoff, des Bodens zum Teil erschöpft sind, können an dieser Stelle bereits Getreidearten zur Brauereinutzung oder Zuckerrüben mit Erfolg angebaut werden (siehe Punkt 3, Tab. 2). Ist die allgemeine Fruchtbarkeit des Bodens bereits zu niedrig, so können auf Betrieben mit Viehhaltung organische Düngemittel ausgebracht oder in viehlosen Betrieben eine Gründüngung mit vorzugsweise legumen Zwischenfrüchten genutzt werden. Falls die bisher vorgesehene Fruchtfolgeposition für den Anbau bestimmter Fruchtarten nach Erfahrungswerten ungeeignet erscheint, so sollten diese Arten dann zukünftig in günstigere Fruchtfolgepositionen eingegliedert werden. Auch ist es möglich, durch Einschieben von einem Jahr Körner- oder Futterleguminosen an dieser Stelle die Bodenfruchtbarkeit wieder entsprechend anzuheben (siehe Punkt 1, Tab. 2). Anspruchslose Nichtleguminosen Zwei bis drei Jahre nach dem letzten Leguminosenanbau wird im Allgemeinen nur noch eine relativ geringe oder gar keine Nachwirkung des Leguminosenanbaus vorgefunden (SIMON 1993). Daher werden an dieser Stelle vornehmlich Fruchtarten mit geringen Nährstoffansprüchen (z. B. Sommergerste) bzw. Arten mit speziellen Qualitätsansprüchen für die verarbeitende Industrie (Brauerei, Destillerei, Zuckerproduktion) in die Fruchtfolge eingegliedert (Punkt 3, Tab. 2). Andere Fruchtarten mit etwas höheren Ansprüchen (Hafer, Roggen, Gerste, auch Hackfrüchte) sollten in dieser abtragenden Fruchtfolgestellung eine organische Düngung mit Stalldung, Gülle oder eine Gründüngung bzw. eine mineralische N-Düngung erhalten, damit sie ihr Ertragspotential besser ausschöpfen können. Zum Abschluss der Fruchtfolge kann der nachfolgend erneut vorgesehene Anbau von (mehrjährigen) Leguminosen (siehe Punkt 1, Tab. 2) als Untersaaten in Gerste, Hafer oder Roggen bzw. als Blanksaaten im nachfolgenden Jahr etabliert werden. An dieser Stelle wird dann der Anbau von Leguminosen mit Erfolg möglich sein, da gewöhnlich die niedrigsten N min -Reserven in der Fruchtfolge vorgefunden werden. Hierdurch wird sowohl der Leguminosenanteil im Gemenge gefördert als auch eine hohe symbiotische N-Bindungsrate erzielt (SCHMIDTKE & RAUBER 2000). Danksagung Ein herzliches Dankeschön gilt den vielen Anregungen und Verbesserungsvorschlägen, die von wissenschaftlichen Fachpersonen und auch aus der landwirtschaftlichen Praxis an mich herangetragen worden sind. Insbesondere waren die Hinweise von Herrn Pommer (Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft), Herrn Hänsel und Herrn Karalus (Sächsische Landesanstalt für Landwirtschaft) und weiteren Mitgliedern der Arbeitsgruppe der Versuchsansteller im Ökologischen Landbau der Landesanstalten und Landwirtschaftskammern von großem Wert. Literatur ANDREAE, B., 1959: Wirtschaftslehre des Ackerbaues. Eugen Ulmer, Stuttgart. ANONYMUS, 1978: Faustzahlen für Landwirtschaft und Gartenbau. 8. Auflage. Landwirtschaftsverlag, Münster-Hiltrup. ANONYMUS, 1991: Councel regulation (EEC) No. 2092/91 of 24th June 1991 on organic production of agricultural products and indications referring thereto on agricultural products and foodstuffs. Official Journal No. L 198. ANONYMUS, 1993: Faustzahlen für Landwirtschaft und Gartenbau. 12. Auflage. Landwirtschaftsverlag, Münster-Hiltrup. ANONYMUS, 1994: IFOAM basic standards for organic agriculture and food processing. International Federation of Organic Agriculture Movements, Tholey-Theley, Germany. ANONYMUS, 1995: Umweltgerechte Landwirtschaft im Freistaat Sachsen. Sächsisches Staatsministerium für Landwirtschaft, Ernährung und Forsten, Dresden. ANONYMUS, 2002: Hin zu einer thematischen Strategie zur nachhaltigen Nutzung von Pestiziden. Mitteilung der Kommission an den Rat, das Europäische Parlament und den Wirtschafts- und Sozialausschuss. Kommission der Europäischen Gemeinschaften, Brüssel, 1 46, AUFHAMMER, W., 1998: Getreide- und andere Körnerfruchtarten: Bedeutung, Nutzung und Anbau. Verlag E. Ulmer, Stuttgart. BACHTHALER, G., 1979: Fruchtfolge und Produktionstechnik. BLV Verlagsgesellschaft, München. BAEUMER, K., 1971: Allgemeiner Pflanzenbau. Verlag E. Ulmer, Stuttgart. BAEUMER, K., 1990: Gestaltung der Fruchtfolge. In: R. DIERCKS & R. HEITEFUSS: Integrierter Landbau. BLV Verlagsgesellschaft, München,

7 88 Kolbe: Fruchtfolgegestaltung im ökologischen und extensiven Landbau BAEUMER, K., 1992: Allgemeiner Pflanzenbau. Verlag E. Ulmer, Stuttgart. BECKER, K. & G. LEITHOLD, 2001: Praxiseinführung des Anbaukonzeptes Weite Reihe. In: REENTS, H. J.: Beiträge zur 6. Wiss.-Tagung Ökolog. Landbau in Freising. Verlag Köster, Berlin, BECKMANN, U., H. KOLBE, A. MODEL & R. RUSSOW, 2002: Ackerbausysteme im ökologischen Landbau Untersuchungen zur N min -, N 2 O-N- und NH 3 -N-Dynamik sowie Rückschlüsse zur Anbau-Optimierung. Initiativen zum Umweltschutz 35, Erich Schmidt Verlag, Berlin. BRINKMANN, T., 1950: Das Fruchtfolgebild des deutschen Ackerbaues. Bonner Universitäts-Buchdruckerei Gebr. Scheur, Bonn. BOGUSLAWSKI, E. von, 1981: Ackerbau: Grundlagen der Pflanzenproduktion. DLG-Verlag, Frankfurt/Main. BROUWER, W., 1972: Handbuch des speziellen Pflanzenbaus. Band 1. Paul Parey Verlag, Berlin. DACHLER, M., 1993: Der Einfluß der Fruchtfolge auf die Produktqualität. Förderungsdienst/Beratungsservice 41, Nr. 8, FREYER, B., 2003: Fruchtfolgen. Verlag E. Ulmer, Stuttgart. FREYER, B., G. PIETSCH, R. HRBEK & S. WINTER, 2005: Futterund Körnerleguminosen im Biologischen Landbau. Österreichischer Agrarverlag, Leopoldsdorf. GLIEMEROTH, G., 1964: Nachhaltige Fruchtfolgewirkungen. Hohenheimer Hochschultage 64, HAAS, G., 2001: Organischer Landbau in Wasserschutzgebieten: Leistungsfähigkeit und Optimierung des pflanzenbaulichen Stickstoffmanagements. Habil., Bonn, Verlag Dr. Köster, Berlin. HERRMANN, G. & G. PLAKOLM, 1991: Ökologischer Landbau. BLV Verlagsgesellschaft, München. HESS, J. 1989: Kleegrasumbruch im organischen Landbau: Stickstoffdynamik im Fruchtfolgeglied Kleegras Kleegras Weizen Roggen. Dissertation, Bonn. KÄMPF, R., 1983: Fruchtfolge aktuell. DLG-Verlag, Frankfurt (Main). KELLER, E. R., H. HANUS & K.-U. HEYLAND, 1999: Handbuch des Pflanzenbaus, Bd. 3: Knollen- und Wurzelfrüchte, Körner- und Futterleguminosen. Verlag E. Ulmer, Stuttgart. KLAPP, E., 1967: Lehrbuch des Acker- und Pflanzenbaues. 6. Auflage. Verlag Parey, Berlin. KÖNNECKE, G., 1967: Fruchtfolgen. VEB Deutscher Landwirtschaftsverlag, Berlin. KÖPKE, U., 1989: Körnerleguminosen: N 2 -Fixierung, Vorfruchtwirkung und Fruchtfolgegestaltung Auswirkungen auf die Belastung von Agrarökosystemen. Schriftenreihe d. BMELF, Reihe A: Angewandte Wissenschaft H. 367, KÖRSCHENS, M., J. ROGASIK, E. SCHULZ, H. BÖNIG, D. EICH, R. ELLERBROCK, U. FRANKO, K.-J. HÜLSBERGEN, D. KÖPPEN, H. KOLBE, G. LEITHOLD, I. MERBACH, H. PESCHKE, W. PRYSTAV, J. REINHOLD & J. ZIMMER, 2004: Humusbilanzierung. Methode zur Beurteilung und Bemessung der Humusversorgung von Ackerland. Standpunkt. VDLUFA, Bonn. KOLBE, H., 1997a: Beitrag des Ökologischen Landbaus zum Umwelt- und Ressourcenschutz. Teil I. Infodienst der Sächsischen Agrarverwaltung Nr. 10, KOLBE, H., 1997b: Beitrag des Ökologischen Landbaus zum Umwelt- und Ressourcenschutz. Teil II. Infodienst der Sächsischen Agrarverwaltung Nr. 11, KOLBE, H., 1998a: Vorfruchteignung der Kulturarten im Ökologischen Landbau. Version A. Merkblatt. Sächsische Landesanstalt für Landwirtschaft, Dresden. KOLBE, H., 1998b: Vorfruchteignung der Kulturarten im Ökologischen Landbau. Version B. Merkblatt. Sächsische Landesanstalt für Landwirtschaft, Dresden. KOLBE, H. & K. WELLENBERG, 2002: Anbauvergleich zwischen Winter- und Sommerweizen, Dinkel und Durum im ökologischen Landbau. SÖL-Berater-Rundbrief Nr. 2, KREUZ, E., 1990: Nachwirkungen des Luzerneanbaues auf Korn- und Rohproteinertrag sowie auf die Brauqualität von Sommergerste. Bodenkultur 41, KREUZ, E. & S. ZABEL, 1990: Nachwirkungen des Luzerneanbaues auf Ertrag, Ertragsstruktur und Backqualität von Winterweizen. Arch. Acker- Pflanzenbau Bodenkde. 35, MÖLLER, K. & H. KOLBE, 2003: Fruchtfolge, Nährstoffversorgung, Düngung. In: MÖLLER, K., H. KOLBE & H. BÖHM: Handbuch Ökologischer Kartoffelbau. Österreichischer Agrarverlag, Leopoldsdorf, MÜLLER, P., 1986: Pflanzenproduktion. VEB Deutscher Landwirtschaftsverlag, Berlin. POMMER, G., 1994: Fruchtfolgewirkung unterschiedlicher Blattfrüchte in einem langjährigen Daueranbau mit Winterweizen. 1. Mitteilung: Ertragsrelationen und Wurzelwachstum von Winterweizen nach unterschiedlichen Blattfrüchten. Agribiol. Res. 47, POMMER, G., 2002: Fruchtfolgeversuche. Versuchsergebnisse aus Bayern, Ökologischer Landbau. Bayer. Landesanstalt f. Landwirtschaft, Freising, PREISSNER, M., 1989: Der Beitrag der Fruchtfolge im ökologischen Landbau zur nachhaltigen Nutzung des Naturhaushaltes. Institut für ökologische Zukunftsperspektiven, Barsinghausen. ROSCHE, I., 1973: Vorfruchtparameter zur praktischen Fruchtfolgegestaltung. Arch. Acker- Pflanzenbau Bodenkde. 17, RÜBENSAM, E. & K. RAUHE, 1964: Ackerbau. VEB Deutscher Landwirtschaftsverlag, Berlin. SAGASSER, J., 1957: Untersuchungen über Fruchtfolgen in der Bundesrepublik unter Berücksichtigung von Klima, Boden und Ertrag. Dissertation, Gießen. SATTLER, F. & E. VON WISTINGHAUSEN, 1985: Der landwirtschaftliche Betrieb, biologisch-dynamisch. Verlag E. Ulmer, Stuttgart. SCHMIDT, H., 1997: Viehlose Fruchtfolge im ökologischen Landbau. Dissertation, Witzenhausen. SCHMIDTKE, K. & R. RAUBER, 2000: Stickstoffeffizienz von Leguminosen im Ackerbau. In: MÖLLERS, C.: Stickstoffeffizienz landwirtschaftlicher Kulturpflanzen. Initiativen zum Umweltschutz 21, 48 69, Erich Schmidt Verlag, Berlin SEIFFERT, M., 1965: Landwirtschaftlicher Pflanzenbau. VEB Deutscher Landwirtschaftsverlag, Berlin. SEIFFERT, M., 1981: Drusch- und Hackfruchtproduktion. VEB Deutscher Landwirtschaftsverlag, Berlin. SIMON, W., 1956: Luzerne, Klee und Kleegras. Deutscher Bauernverlag, Berlin. SIMON, W., 1963: Bodenfruchtbarkeit durch Futterbau in der Fruchtfolge. Wiss. Z. KM-Univ. Leipzig 12, Math.-naturwiss. Reihe H. 4, SIMON, W., 1993: Grundfutter für Qualitätsmilch. Selbstverlag, M. Simon, Falkensee. STEINBRENNER, K., 1990: Vorfruchtparameter für die Getreidearten. Arch. Acker- Pflanzenbau Bodenkde. 34, STEINBRENNER, K. & H-J. LISTE, 1981: Regeln und Richtwerte für die Fruchtfolgegestaltung. Akademie der Landwirtschaftswissenschaften der DDR, Markkleeberg. STEINBRENNER, K., H.-J. LISTE & G. KÜHN, 1982: Die Stellung des Getreides in der Fruchtfolge und der Einfluss der Vorfrucht auf den Ertrag von Winterweizen, Wintergerste, Winterroggen, Sommergerste und Hafer. Arch. Acker- u.

8 Kolbe: Fruchtfolgegestaltung im ökologischen und extensiven Landbau 89 Pflanzenbau u. Bodenkde. 26, VULLIOUD, P., 2005: Optimale Fruchtfolgen im Feldbau (3. Auflage). Landwirtschaftliche Beratung, Datenblätter Ackerbau, Agroscope RAC Changins, Eidgenössische landwirtschaftliche Forschungsanstalt, Changins, Schweiz. Eingereicht am 05. Dezember 2005; angenommen am 10. Juli 2006 Anschrift des Verfassers: Dr. Hartmut Kolbe, Fachbereich Pflanzliche Erzeugung, Sächsische Landesanstalt für Landwirtschaft, Gustav-Kühn-Str. 8, D Leipzig.