Fruchtfolgegestaltung

• Biomasseproduktion über den Winter bis 10 t TM/ha je nach Erntezeitpunkt
• Roggen für frühe Biomasseproduktion bis Ende Mai
• Sudangras als Sommerzwischenfrucht bringt einen hohen Biomassezuwachs bei warmen und auch trockenen Bedingungen bis zu 15 t TM/ha
• Triticale für späte Biomasseproduktion bis Ende Juni

Hier wird der Stickstoffimport und -export der einzelnen Fruchtfolgeglieder gegenübergestellt. Auffällig ist, dass speziell in den Jahren 1, 3 und 4 merkliche N-Überschüsse auftreten. Dafür gibt es zwei Gründe: Der Export beinhaltet nur das vermarktete Produkt und nicht die N-haltigen Rückstände.

Zudem steht ein Teil des im Mulchmaterial organisch gebundenen Stickstoffs der Kultur nicht im selben Jahr zur Verfügung, sondern wird über die folgenden drei Jahre frei. Das Stickstoff-Plus einzelner Jahre unterscheidet sich also von einem Überschuss aus N-Handelsdüngern.

Dieses Plus bleibt im System und leistet einen Beitrag zum Aufbau von Bodenfruchtbarkeit. Der N-Gesamtsaldo der Fruchtfolge liegt annähernd bei Null.

Das Diagramm zeigt, wie sich die im Betrieb verfügbare Menge an Mulchmaterial im Jahresverlauf entwickelt. Vor Saisonbeginn ist ein Bestand an Sudangras-Silage aus dem Herbst vorhanden, der zunächst für frühe Pflanzungen genutzt wird, solange keine oder zu wenig frische Biomasse herangewachsen ist.

Wenn dieser Vorrat aufgebraucht ist, steht ausreichend Frischmaterial von den Winterzwischenfrüchten zur Verfügung. Vor Saisonende wird wieder ein Bestand an Sudangrassilage aufgebaut.

Die Tabelle zeigt die bei einer Streumenge von 15 t TM/ha (übliche Schichtdicke) enthaltenen Nährstoffmengen in ausgewählten Mulchmaterialien. Vor allem bei Kleegras kommen hier sehr hohe Stickstofffrachten ins Spiel, weshalb wir in unserem Betrieb auf die anderen Materialien (Grünland, Wickroggen, Sudangras) setzen.

Offensichtlich sind die aus der Tabelle ersichtlichen N-Werte nicht vollständig für die Gemüsekultur anrechenbar. Hier hilft die Tabelle rechts um anhand des C/N-Verhältnisses die zu erwartende N-Mineralisation während einer Kulturzeit von 12 Wochen zu ermitteln.

Die Daten beruhen auf der Arbeit von Heuwinkel 2007; Riley et al. 2003 sowie Larsson et al. 1998, wobei auch hier ergänzende wissenschaftliche Untersuchungen hilfreich wären, um die Angaben weiter zu präzisieren.

Aus einem Rosenkohl-Versuch an unserem Betrieb im Jahr 2017 lassen sich interessante Schlussfolgerungen ziehen. Bei Variante 4 (Mulch-Direktpflanzung ohne Anschubdüngung) standen zwar 327 kg N/ha zur Verfügung, es wurden aber nur 176 kg in den Pflanzen wiedergefunden, wohingegen in Variante 3 (Mulch-Direktpflanzung mit Anschubdüngung) von den verfügbaren 384 kg N der größte Teil (347 kg) tatsächlich in den Pflanzen vorhanden war. Der deutliche Stickstoffverlust in Variante 4 konnte also durch eine Unterfußdüngung während der Pflanzung (57 kg N/ha als organischer Handelsdünger) vermieden werden.

Grund ist, dass Stickstoff aus der Mulchschicht nur langsam frei wird. Während der Jugendentwicklung der Rosenkohlpflanze, wo Weichen für die spätere Entwicklung und Ertragsbildung gestellt werden, war ohne Startgabe also im kritischen Moment zu wenig Stickstoff verfügbar, was später nicht mehr aufgeholt werden konnte. Eine gute Versorgung während dieser Phase durch eine Anschubdüngung hat dazu geführt, dass das Stickstoffpotenzial aus dem Mulch später voll ausgeschöpft werden konnte. Die im Diagramm ersichtlichen Erträge sprechen für sich und unterstreichen diesen Aspekt.

In der auf den Rosenkohlversuch folgenden Saison wurde in denselben Versuchsparzellen Rote Bete ohne Mulch angebaut, um die Nachwirkung zu untersuchen. Zunächst fällt auf, dass in beiden Varianten mit Mulch im Vorjahr (V3 und V4) die Nmin-Werte zum Kulturbeginn um etwa 40 kg höher lagen als in den zuvor ungemulchten Varianten.

Die Mulchapplikation im Vorjahr hat einen stärkeren Effekt als der Einsatz von organischem Handelsdünger im Vorjahr. Zur Ernte spiegelte sich das in einem um 10 % höher liegenden Rohertrag in den vormals gemulchten Varianten wider, wobei der vermarktbare Ertrag hier sogar um 30 % höher lag (weniger Untergrößen, weniger Krankheitsbefall).

Hier ist die Entwicklung der Nmin-Werte zwischen der Rosenkohlpflanzung (Mai 2017) und der Rote-Bete-Ernte (Okt. 2018) dargestellt. Beim Rosenkohl liegen die Werte in der Variante 4 (Mulch ohne Anschubdüngung) jeweils etwas höher, was wir auf den von der Kultur nicht genutzten Stickstoff in dieser Variante zurückführen.

Die Werte im November 2017 zeigen aber, dass es in keiner der Varianten zu Auswaschungen kam.

Dieses Diagramm veranschaulicht am Beispiel von geschlegeltem Wickroggen, wie wir den in der Mulchauflage enthaltenen Stickstoff auf eine Gemüsekultur anrechnen. Für eine gute Unkrautunterdrückung werden 1,5 kg/m2 (15 t/ha) an Trockenmasse benötigt. Mithilfe des N-Gehalts aus einer Lufa-Analyse (1,4 % N in TM) ergeben sich die 210 kg Gesamt-N pro ha. In Anlehnung an die Arbeit von Larsson et al. (1998)* setzen wir Ausgasungsverluste (NH3 und N2O) in Höhe von 18 % an.

Um die für die Kultur verfügbare Stickstoffmenge zu errechnen, ziehen wir nicht den Durchschnittswert (C/N 34:1) des Gesamtgemenges heran, sondern betrachten die einzelnen Komponenten: der Roggen (62 % Anteil am Gemenge) bringt mit einem C/N-Verhältnis von 48:1 keinen anrechenbaren Stickstoff, während die 38 % Wickenanteil mit C/N 12:1 zu 50 % auf die Kultur anrechenbar sind. Somit ergeben sich 42 kg N/ha als verfügbare Menge, was einer Anrechenbarkeit von 20 % für das Gemenge entspricht.

In Zusammenarbeit mit dem DLR Rheinhessen-Nahe-Hunsrück haben wir im Rahmen von Praxisversuchen 20 Wochen nach der Mulchausbringung Regenwurmzählungen 0-30 cm Tiefe durchgeführt und deutliche Unterschiede zwischen den einzelnen Varianten festgestellt. Da die Population bei der Bodenbearbeitung im Frühjahr nochmals reduziert wird, gibt es bei ausbleibender Bearbeitung eine weitere Steigerung.

Die Beschaffenheit der Bodenbedeckung bei gewalzten Zwischenfruchtbeständen mit langen, noch im Boden verankerten Stängeln erschwert wiederum die Aufnahme durch Regenwürmer, was erklären könnte, weshalb in dieser Variante trotz wegfallender Bodenbearbeitung eine deutlich niedrigere Population zu finden war.

*Larsson, L., M. Ferm, A. Kasimir-Klemedtsson & L. Klemedtsson, 1998: Ammonia and nitrous oxide emissions from grass and alfalfa mulches, Nutrient Cycling in Agroecosystems 51 (1), 41-46.