Nahes Bild von Feinwurzeln bei Rosenkohl in Kleegras-MulchBild von Feinwurzeln bei Rosenkohl in Kleegras-MulchBeim Anheben des Mulchs findet man häufig ein ausgeprägtes Netz an Feinwurzeln der Kulturpflanze, die in die Mulchschicht hineinwachsen. Dieses Phänomen ist ein natürlicher Vorgang, der auch auf Waldböden beobachtet werden kann.

In der Betriebspraxis konnten wir bereits sehr gut versorgte Gemüsepflanzen in Mulch beobachten bei gleichzeitig recht niedrigem Nmin-Wert im Boden, obwohl die Mulchauflage große Mengen an organischem Stickstoff beinhaltet. Die Vermutung liegt nahe, dass die Pflanze nicht auf Nitrat in der Bodenlösung warten muss, sondern Stickstoff bereits in der Ammoniumphase abgreift. Hier sehen wir den Bedarf an tiefergehenden wissenschaftlichen Untersuchungen.

Diagramm über die Nährstoffgehalte und die N-Dynamik

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.

Diagram über den Effekt einer Anschubdüngung

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.

Diagramm stellt den Effekt auf eine Folgekultur dar

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).

Diagramm über die Nmin-Werte nach Varianten und Zeitverlauf

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.

Tabelle mit einem Kalkulationsbeispiel zur Anrechnung von Stickstoff

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 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.

Im Folgejahr kommen nochmals 40 kg N/ha an, woraus sich ein Überschuss von 130 kg/ha ergibt. Diese Menge steht für den Aufbau von Humus zur Verfügung. Dafür spricht zum einen, dass wie aus der obenstehenden Tabelle ersichtlich ist, in diesem System keine nennenswerten Mengen an Nitrat ausgewaschen werden und andererseits die Aktivität von Regenwürmern und anderen Bodenorganismen deutlich zunimmt.

Dunkle Schicht aus teilweise zersetztem Mulch mit hoher Regenwurmaktivität aus einem Selleriebestand

So können wir besonders unter feuchten Bedingungen im Übergangsbereich zwischen Mulch und Bodenoberfläche mehrere Zentimeter dicke dunkle Schichten aus teilweise zersetztem organischem Material mit einer beeindruckenden Aktivität von Regenwürmern und anderen Bodenorganismen beobachten. In diesem Bereich wird aktiv Humus aufgebaut, der über das System der Regenwurmgänge auch in tiefere Bodenschichten eingetragen wird.

Diagram zur Anzahl von Regenwürmer nach Mulch-AusbringungIn 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.