Das Ökofeld Roda als Experimentierbasis für den Ökologischen Landbau 22. Juni 2011 Dr. Hartmut Kolbe 1
Gliederung Versuche mit Zwischenfrüchten zu Mais und Kartoffeln Versuche zur Grunddüngung mit Phosphor und Kalium Auswertung der Ackerschläge des Ökofeldes 2 22. Juni 2011 Dr. Hartmut Kolbe
Gliederung Versuche mit Zwischenfrüchten zu Mais und Kartoffeln 3 22. Juni 2011 Dr. Hartmut Kolbe
Versuchsvarianten: Zwischenfruchtarten Prüfglieder Saatstärke (kg/ha) Saattiefe (cm) Leguminosen (Aussaat Mitte Juli): a 1 Platterbse 180 5 a 2 Perserklee 20 2 a 3 Weiße/Blaue Lupine 240/181 3 a 4 Zottelwicke 80 5 a 5 Inkarnatklee 30 2 a 6 Weißklee (Felderbse zu Kartoffeln) 130 5 Gras (Aussaat Mitte Juli): a 7 Welsches Weidelgras 50 2 Gemenge (Aussaat Mitte Juli): a 8 Landsberger Gemenge (Zottelwicke, Inkarnatklee, Welsches Weidelgras) a 9 Meliorationsgemenge, abfrierend (Platterbse, Perserklee, Buchweizen, Phacelia) Kräuter (abfrierend, Aussaat Mitte August): 4 22. Juni 2011 Dr. Hartmut Kolbe 20,20,20 3 20,10,15,2 3 a 10 Phacelia 15 2 a 11 Buchweizen 90 2 a 12 Weißer Senf 20 2 a 13 Sommerraps 15 3 ohne Zwischenfrucht a 14 keine Zwischenfruchteinsaat
140 130 131 N min 0-60 cm (kg/ha) 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 47 47 55 37 34 27 20 88 85 70 67 61 114 103 96 91 46 39 37 36 38 Entwicklung der N min - Gehalte (0 60 cm Tiefe): Nachfrucht Mais 10 0 180 v. Ansaat ZwiFrucht n. Ernte ZwiFr v. Aussaat Mais Mais kniehoch n. Ernte Mais Leguminosen Gras Gemenge Kräuter/Kruziferen ohne Zwischenfrüchte 160 140 Nmin (kg N/ha) 120 100 80 60 Nachfrucht Kartoffeln 40 20 0 vor Ansaat ZwiFrucht n. Ernte ZwiFrucht v. Bestellung Kartoffeln Reihenschluss Kartoffeln n. Ernte Kartoffeln Leguminosen Gemenge Gras Kräuter ohne Zwischenfrucht 5 22. Juni 2011 Dr. Hartmut Kolbe
Rel. FM- und TM-Erträge (%) 102 100 98 96 94 92 90 Leguminosen Gemenge Gras Kräuter * * * (*) Signifikanz nach Dunnett T für α=0,05*; α=0,1(*) (für die abs. Erträge) * Erträge der Nachfrüchte: Silo-Mais 88 120 FM-Ertrag TM-Ertrag FM-Ertrag TM-Ertrag Signifikanz nach Dunnett T, α=0,05 *, 0,1 (*) (für die absoluten Erträge) 115 Rel. FM- und TM-Ertrag (%) 110 105 (*) * (*) Kartoffel-Knollen 100 Leguminosen Gemenge Gras Kräuter 95 6 22. Juni 2011 Dr. Hartmut Kolbe
Weiße/Blaue Lupine Zottelwicke Welsches Weidelgras Landsberger Gemenge Meliorationsgemenge Phacelia Buchweizen Weißer Senf Sommerraps Platterbse Gesamt Polynomisch (Gesamt) Linear (Gesamt) 142 TM Ertrag Mais (dt/ha) 140 138 136 134 132 130 128 126 124 122 y = -0,7478x + 136,44 R 2 = 0,2789 y = 0,0603x 2-2,2542x + 144,73 R 2 = 0,3097 120 195 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 C/N Verhältnis der Zwischenfrucht Einfluss der C/N- Verhältnisse der Zwischenfrüchte auf die Erträge der Nachfrüchte: Mais 190 185 Knollenertrag (dt/ha FM) 180 175 170 165 y = -1,8524x + 200,45 R 2 = 0,4301 160 155 Kartoffeln 150 5,00 7,00 9,00 11,00 13,00 15,00 17,00 19,00 C/N-Verhältnis 7 22. Juni 2011 Dr. Hartmut Kolbe
Gliederung Versuche zur Grunddüngung mit Phosphor und Kalium 8 22. Juni 2011 Dr. Hartmut Kolbe
Versuchsvarianten: Grunddüngung Variante Mit organ. Düngung verabr. N-Mengen (kg/ha u. Jahr) Mit organ. bzw. min. Düngung verabr. P Mengen (kg/ha u. Jahr) Mit organ. bzw. min. Düngung verabr. K Mengen (kg/ha u. Jahr) a1 0 0 0 a2 40 9 42 a3 80 18 84 a4 160 36 170 a5-0 40 a6-15 40 a7-30 40 a8-60 40 a9-15 0 a6-15 40 a10-15 80 9a11 22. Juni 2011 Dr. Hartmut - Kolbe 15 160
6 5 Einfluss der Düngung auf den P DL -Gehalt des Bodens C mg P/100 g Boden 4 3 2 B 1 A 0 1999 Kleegras 2000 Winterweizen 2001 Kartoffel 2002 Ackerbohne 2003 Wintergerste 2004 Kleegras 2005 Kleegras 2006 Kartoffel 2007 Winterweizen 2008 Ackerbohne 2009 Wintergerste 2010 Kleegras ohne 0,5 DE 1 DE 2 DE 0P+40 K 15 P+40 K 30 P+40 K 60 P+40 K 10 22. Juni 2011 Dr. Hartmut Kolbe
16 Einfluss der Düngung auf den K DL -Gehalt im Boden 14 12 C mg K/100 g Boden 10 8 6 B 4 2 A 0 1999 Kleegras 2000 Winterweizen 2001 Kartoffel 2002 Ackerbohne 2003 Wintergerste 2004 Kleegras 2005 Kleegras 2006 Kartoffel 2007 Winterweizen 2008 Ackerbohne 2009 Wintergerste 2010 Kleegras ohne 0,5 DE 1 DE 2 DE 15 P + 40 K 15 P + 0 K 15 P + 80 K 15 P + 160 K 11 22. Juni 2011 Dr. Hartmut Kolbe
Versuch Grunddüngung: Erträge der Fruchtarten 160.0 140.0 W.-Getreide Kartoffeln Leguminosen 120.0 100.0 80.0 60.0 40.0 20.0 0.0 ohne Düngung 40N 9P 42K Gülle 80N 18P 84K Gülle 160N 36P 170K Gülle 0P 40K 15P 40K 30P 40K 60P 40K 0K 15P 40K 15P 80K 15P 160K 15P Varianten (kg/ha) 12 22. Juni 2011 Dr. Hartmut Kolbe
Einfluss der mineral. P-Düngung auf die Ertragsdifferenz bei unterschiedlichen P- Bodengehalten aus Öko-Versuchen in D Versorgungsklassen: A B C D E 150 Standort Versuchsansteller Institution, Ort Baden-Württemberg Schulz, Müller Univ. Hohenheim Ertragsdifferenz (%) 140 130 120 110 100 B Brandenburg Dittmann LVLF,Stahnsdorf Hessen Steffens, Leithold Univ., Gießen Mecklenburg-VP Gruber LFA f. Landw. u. Fisch.,Gülzow Niedersachsen Meyercordt LWK, Hannover Rheinland-Pfalz Emmerling Univ. Trier Sachsen Kolbe LfULG, Leipzig Sachsen-Anhalt Debruck, Koch LLFG, Bernburg 90 80 0 2 4 6 8 10 12 14 13 22. Juni 2011 Dr. Hartmut Kolbe P-CAL (mg/100 g Boden)
Ertragsdifferenz (%) Einfluss der mineral. K-Düngung auf die Ertragsdifferenz bei unterschiedlichen K-Bodengehalten aus Öko-Versuchen in D Versorgungsklassen: A B C D E 180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 B 0 5 10 15 20 25 30 14 22. Juni 2011 Dr. Hartmut Kolbe Standort Versuchsansteller Institution, Ort Brandenburg Dittmann LVLF,Stahnsdorf Hessen Spieß IBDF, Darmstadt Mecklenburg-VP Gruber LFA f. Landw. u. Fisch., Gülzow Niedersachsen Haase Univ. Kassel, Witzenhausen K-CAL (mg/100 g Boden) Meyercordt LWK, Hannover Nord-Rhein-W. Paffrath, Leisen LWK, Köln Sachsen Kolbe LfULG, Leipzig Laber LfULG, Dresden Sachsen-Anhalt Debruck, Koch LLFG, Bernburg
Versorgungsklassen für die P- und K-Gehalte im Boden Gehaltsklasse A Sehr niedrig B Niedrig C Mittel D Hoch E Sehr hoch Einstufung Ertrags- und Qualitätsmängel, sehr guter Umwelt- und Ressourcenschutz, geringe Effizienz bei singulärem Mangel Optimal für ökologischen Landbau: Ertrag, Qualität, Umwelt- und Ressourcenschutz Optimal für konventionellen Landbau bezüglich Ertrag aber verringerter Umwelt- und Ressourcenschutz Maximaler Ertrag, Luxuskonsum, geringer Umwelt- und Ressourcenschutz Ertrags- und Qualitätsdepressionen möglich, Luxuskonsum, kein Umweltund Ressourcenschutz Anmerkung für den ökologischen Landbau Zufuhr an Grundnährstoffen von außen in der Regel notwendig Zufuhr an Grundnährstoffen von außen ggf. langfristig notwendig Zufuhr an Grundnährstoffen von außen begründungsbedürftig Keine Zufuhr an Grundnährstoffen von außen Keine Zufuhr an Grundnährstoffen von außen (Vorsorge- und Sanierungsmaßnahmen erwägen) 15 22. Juni 2011 Dr. Hartmut Kolbe
Gliederung Auswertung der Ackerschläge des Ökofeldes: Fruchtfolgegestaltung, Leguminoseneffizienz 16 22. Juni 2011 Dr. Hartmut Kolbe
17 22. Juni 2011 Dr. Hartmut Kolbe
Nmin (kg N/ha) 0-60 cm 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Nmin-Frühjahr (0-60 cm) 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Schlag 7 Schlag 8 Schlag 9 Schlag 10 Polynomisch (MW) 2010 2011 Viehlose Fruchtfolge N min -Frühjahr 75 70 65 W.-Weizen Kornertrag (dt/ha) Brutto-Saldo: 17 (-1 31) kg N/ha Kornertrag (dt/ha) 60 55 50 45 40 35 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 18 22. Juni 2011 Dr. Hartmut Kolbe Anbaujahre W.-Weizen Kornertrag
N min -Frühjahr (0-60 cm) Nmin (kg N/ha) 0-60 cm 200 180 160 140 120 100 80 60 40 Viehreiche Fruchtfolge N min -Frühjahr 20 0 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 75.0 70.0 Schlag 1 Schlag 2 Schlag 3 Schlag 4 Schlag 5 Schlag 6 Linear (MW) W.-Weizen Kornertrag (dt/ha) Brutto-Saldo: 41 (16 80) kgn/ha Kornertrag W.-Weizen (dt/ha) 65.0 60.0 55.0 50.0 45.0 40.0 35.0 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 Anbaujahr 19 22. Juni 2011 Dr. Hartmut Kolbe W.-Weizen Kornertrag
Fruchtfolgeverlauf des N min auf dem Ökofeld in Roda Kleegras Kleegras Winterweizen Kartoffeln Triticale Sommergerste Kartoffeln Wintergerste, Hafer 250 200 Nmin (kg N/ha) 150 100 50 0 Fruchtarten: Fruchtfolge- Jahre: Frühjahr Herbst Frühjahr Herbst Frühjahr Herbst Frühjahr Herbst Frühjahr Herbst Frühjahr Herbst 1 2 3 4 5 6 20 22. Juni 2011 Dr. Hartmut Kolbe
Fruchtfolgegrundgerüst Abfolge d. Hauptfrüchte i. d. Fruchtfolge 1a Feldfutter-, Gründüngungsleguminosen oder: 1b Körnerleguminosen 2 Anspruchsvolle Nichtleguminosen 3 Anspruchslosere Nichtleguminosen Wirkung Stickstoff-Zufuhr durch symbiotische N-Bindung, Humusmehrer, Bodenstruktur aufbauende Kulturen, Unkrautregulierung Stickstoff zehrende, Bodenstruktur und Humus abbauende Kulturen (Halm- oder Hackfrüchte) Humus zehrende, Bodenstruktur abbauende, abtragende Halm- oder Hackfrüchte Anbaujahre leichte Böden (S - Sl) (1) 2 (3) Kleearten (Rotklee), Luzerne Serradella Leguminosen-Gemenge Leguminosengras-Gemenge 1 Erbsen Lupinen 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 (+) Düngung: + = organische Düngung günstig; (+) = organische Düngung im 2. Anbaujahr bzw. bei Getreide ab 1. Anbaujahr nach Leguminosen günstig; Anbaujahre: 1 (2) = Fruchtfolgeelement 21 22. Juni 2011 umfasst Dr. Hartmut in der Regel Kolbein bis höchstens zwei Anbaujahre geeignete Fruchtarten mittlere schwere Böden (ls T) 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
Schätzung des Leguminosen-Anteils in Gemenge-Beständen (Stein-Bachinger, 2004) Kleeanteil 74 % Kleeanteil 65 % Kleeanteil 50 % 22 22. Juni 2011 Dr. Hartmut Kolbe
Einfluss der N min -Werte im Boden auf die N-Bindung (1,0 = 100 % N-Bindung) bei Leguminosen-Beständen des Futterbaus 1 N-Bindung (Faktor) 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Reinkultur Gemenge Polynomisch (Reinkultur) Polynomisch (Gemenge) y = 2E-05x 2-0,0046x + 1 R 2 = -0,1175 y = 1E-05x 2-0,0055x + 1 R 2 = 0,2996 0 50 100 150 200 Nm in (kgn/ha) 23 22. Juni 2011 Dr. Hartmut Kolbe
Einfluss steigender N-Gehalte auf die NH 3 -Verluste aus dem Pflanzenmaterial (Zusammenführung vieler Versuche) NH3-N-Verlust (% v. Nt) 30 25 20 15 10 5 0 Reihe1 Linear (Reihe1) Polynomisch (Reihe1) feucht, w arm y = 3,0266x - 2,1459 R 2 = 0,3217 trocken, kühl y = -0,2599x 2 + 4,5775x - 4,168 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 N-Gehalt (% TM) 24 22. Juni 2011 Dr. Hartmut Kolbe
Symbiotische N-Bindung von Leguminosengras-Beständen: Berechnungsbeispiel zum Vergleich zwischen Schnittund Mulch-Nutzung Schnitt-Nutzung: N-Bindung (kg N/ha u. Jahr) Ertrag 500 dt/ha mit 75 % Leguminosenanteil 246 Mulch-Nutzung: ca. 5 % Abnahme der Erträge und 15 20 % Verringerung d. Leguminosenanteile -33 ca. 10 % verringerte N-Bindungsleistung -15 ca. 10 % NH 3 -N-Verluste durch Ausgasung (Mulchen) -20 Summe -68 246 68 = 178 (- 28 %) 25 22. Juni 2011 Dr. Hartmut Kolbe
Info-Materialien im Internet: http://www.landwirtschaft.sachsen.de/landwirtschaft/1454.htm Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 26 22. Juni 2011 Dr. Hartmut Kolbe Quelle: Alföldi, FIBL, Schweiz