Da der Betriebsleiter Wert auf mechanische Unkrautbekämpfung durch mehrfaches Häufeln legt, erfolgte die Kleegrasdüngung im Jahr 2021 erst am 17.06.2021 nach dem vierten Häufeln und somit relativ spät. Dazu wurde das Kleegras in zwei Mengen zu 2 Kilogramm je Quadratmeter (kg/m2) (Variante 1) und 4 kg/m2 (Variante 2) mit einem Miststreuer ausgebracht. Dies entsprach nach Pflanzenanalyse des Kleegrases einer Düngemenge von 74 (Variante 1) bzw. 148 (Variante 2) Kilogramm Stickstoff je Hektar und zudem einer Kaliumdüngemenge von 131 (Variante 1) bzw. 263 (Variante 2) Kilogramm Kalium je Hektar.

Im Jahr 2022 erfolgte die Mulchausbringung bereits am 31.5 2022 nach dreimaligem Häufeln. Neben der Applikation von Kleegras in zwei Mengen zu 2 kg/m2 (Variante 1) und 4 kg/m2 (Variante 2) mit einem Miststreuer wurde auch eine Variante mit 1 kg Miscanthus + 1 kg Kleegras (Variante 3) ausgebracht.

Durch Pflanzenanalysen der eingesetzten Mulchmaterialien wurden die ausgebrachten Nährstoffmengen in der Frischmasse (FM) bestimmt:
Kleegras    
2021: N= 0,37 kg /dt, P=0,067 kg/dt (P2O5 = 0,15 kg/dt)
2022: N= 0,67 kg /dt, P= 0,079 kg/dt (P2O5 = 0,18 kg/dt)

2021 Variante 1: 20 t Kleegras/ha = 74 kg N/ha, 13 kg P/ha
2021 Variante 2: 40 t Kleegras/ha = 148 kg N/ha, 27 kg P/ha

2022 Variante 1: 20 t Kleegras/ha = 134 kg N/ha, 16 kg P/ha
2022 Variante 2: 40 t Kleegras/ha = 268 kg N/ha, 32 kg P/ha
2022 Variante 3: 10 t Miscanthus + 10 t Kleegras /ha = 98 kg N/ha, 13 kg P/ha

Die Untersuchungen zeigen, dass der N-Gehalt im Mulchmaterial 2022 fast doppelt so hoch war wie 2021. Diese Unterschiede in der Nährstoffzusammensetzung des Mulchmaterials stellen für die Praxis ein Problem bei der Dosierung dar, da die Nährstoffwerte erst einige Wochen nach der Mulch-Ausbringung vorliegen. 

Exkurs Düngeverordnung

Kleegras ist in diesem Fall als Wirtschaftsdünger einzustufen (§ 2 Nr. 2 b Düngegesetz). Die ausgebrachten Nährstoffmengen sind (in Niedersachsen) mit den Richtwerten 0,58 kg N/dt FM und 0,14 kg P2O5/dt FM in der Dokumentation der Düngung zu berücksichtigen. Die Mindestwirksamkeit im Jahr des Aufbringens wird festgesetzt auf 25% des Gesamtstickstoffs. Die Nachlieferung für die Folgekultur (im Jahr nach der gedüngten Kultur) gemäß § 4 (1) Nr. 5 DüV ist auf 10% des Gesamtstickstoffs festgesetzt.

Bei der Berechnung der N-Obergrenze ist die Düngung mit Kleegras mit dem Gesamtstickstoffwert zu berücksichtigen.

6.1 Auswirkung unterschiedlicher Applikationsmengen von Kleegrasmulch auf den Kartoffelertrag 2021 und 2022

Wie in großen Teilen Deutschlands war die Vegetationsphase im Jahr 2021 von reichlich Niederschlägen und einem kühlen Frühjahr geprägt. Das Einsetzen der Krautfäule wurde bereits am 13.07.2021 beobachtet. Eine Behandlung gegen Krautfäule wurde jedoch nicht durchgeführt. Entsprechend kurz war der Vegetationszeitraum für die Kartoffel.

Dies zeigte sich 2021 im mittleren Rohertrag des Versuches, der bei 127 Dezitonnen pro Hektar (dt/ha) lag. Der Rohertrag unter Kleegrasdüngung konnte nur wenig von der Kleegrasgabe profitieren. Im Vergleich zur Kontrolle wurden im Mittel Zuwächse von 9,4 dt/ha (Variante 1) bzw. 4 dt/ha (Variante 2) festgestellt. Die Unterschiede waren nicht signifikant (vgl. Tabelle 1 und Abbildung 1).

Bei der Marktware zeigt sich 2021 eine deutlichere Differenzierung zugunsten der geringeren Kleegras-Düngemenge von 2 kg/m2 (Variante 1), bei der 20,5 dt/ha mehr Marktware erzielt wurde. Der Mehrertrag der vermarktungsfähigen Ware bei Variante 2 lag bei 13,4 dt/ha. Die Unterschiede waren ebenfalls nicht signifikant (vgl. Tabelle 1).

Tabelle 1: Kartoffelertrag der unterschiedlichen Varianten im Jahr 2021

Im Jahr 2022 gab es im Frühjahr zunächst reichlich Niederschläge, es folgte aber ein sehr trockener Sommer. Die Kartoffeln konnten nicht beregnet werden. Ein Großteil des Kartoffelkrauts vertrocknete, anders als 2021 jedoch wegen Trockenheit, nicht wegen Krautfäule.

2022 lag der mittlere Rohertrag des Versuches bei 106,7 dt/ha. Bei einem Ausschuss von 77 % (vor allem durch Rhizoctonia, Drahtwurm und Schneckenfraß), lag der Anteil vermarktungsfähiger Kartoffeln jedoch nur bei 24,9 dt/ha. Diese Erntemenge entspricht ungefähr der Menge der eingesetzten Pflanzkartoffeln und ist ein unwirtschaftliches Ergebnis.

Betrachtet man die mittleren Erträge der einzelnen Mulch-Varianten, so ergibt sich folgendes Bild:

Tabelle 2: Kartoffelertrag der unterschiedlichen Varianten im Jahr 2022

6.2 Auswirkungen unterschiedlicher Applikationsmengen von Kleegrasmulch auf den N_min-Gehalt im Boden

Die N_min-Untersuchungen zeigten in beiden Jahren bis zum Absterben der Kartoffeln nur geringe Effekte der Varianten. Signifikante Effekte zwischen den Faktorstufen wurden nicht festgestellt. Die Entwicklung des mineralischen Stickstoffs im Boden lässt auf eine zeitlich verzögerte Mineralisierung des Kleegrasmulchs schließen.

2021 nahm der Stickstoffgehalt im Boden zum 14.7.2021 mit wachsender Düngegabe um 1 kg (Variante 1) bzw. 12 kg (Variante 2) Stickstoff pro Hektar ab, während er 2022 zum 26.7 2022 um 1 kg (Variante 1) bzw. 28 kg Stickstoff (Variante 2) pro Hektar zunahm.

Der Großteil des mineralischen Stickstoffs war in beiden Jahren zum Zeitpunkt der Ernte im Pflughorizont (0-30 cm) zu finden.

Zum letzten Probenahmetermin am 9.12.2021 hatte sich ein Großteil des N_min in den Bodenhorizont 30-60 cm verlagert (vgl. Abbildung 3). Die insgesamt hohen N_min-Gehalte lassen Nitratverluste bis zur nächsten Vegetationsperiode erwarten.

2022 wurden nach der Ernte ebenfalls erneut sehr hohe Nmin-Werte festgestellt (vgl. Abbildung 4).

Im November 2022 zeigte sich eine deutliche Erhöhung der Nmin-Werte mit Zunahme der eingesetzten Menge an Kleegras-Mulch.

Interessanterweise wurden bei der Mulchmischung aus Kleegras und Miscanthus am 29. November 2022 mit 91 kg/ha im Vergleich die niedrigsten Nmin-Werte festgestellt. Miscanthus-Stroh hat ein weites C:N-Verhältnis von 137. Es wird vermutet, dass dadurch ein Teil des „vagabundierenden Stickstoffs“ in der Bodenorganik gebunden werden konnte. Daraus wird die Hypothese abgeleitet, dass mit der Gabe eines Betriebsmittels mit sehr weitem C:N-Verhältnis, wie z.B. Miscanthus-Stroh, Nmin-Werte im Boden im Winter gesenkt werden können.

Ende Januar 2023 lagen nach einem regenreichen Winter die Nmin-Werte in allen Varianten unter 40 kg N/ha, was hohe Auswaschungsverluste vermuten lässt. Den geringsten Nmin-Wert hatte mit 28 kg N/ha die Variante 3.

Nährstoffanalysen der obersten Bodenschicht (0-2cm) vom 10.8.2021 zeigten in den gemulchten Varianten deutlich höhere Kaliumwerte als in der Kontrollvariante. Die Werte von Magnesium und Phosphor hingegen blieben nahezu unverändert.

Bei den Temperaturmessungen in den Kartoffeldämmen 2021 wurde eine maximale Oberflächentemperatur von 57,9 °C gemessen. Während der Temperaturbereich in einer Tiefe von 25 cm im unbedeckten Kartoffeldamm zwischen 15,6 und 29,3 °C schwankte, lag der Temperaturbereich bei der Variante 1 (2 kg Kleegrasmulch/m²) zwischen 16,9 und 24,5 °C. Dieser Temperaturkorridor war bei der Variante 2 (4 kg Kleegrasmulch/m²) nahezu identisch. Die Mulchauflage war demnach in der Lage, unerwünschte Temperaturextreme abzupuffern.

2022 fiel aus technischen Gründen über die Hälfte der Bodensensoren aus, so dass eine statistische Auswertung der Temperatur in diesem Jahr nicht möglich war.

Die durchgeführte Kleegrasdüngung hatte in beiden Jahren (2021 und 2022) nur eine geringe Wirkung auf den Kartoffelertrag. Die N_min-Werte blieben bei den Mulchvarianten während der Vegetationsperiode nahezu konstant. Eine Ausnahme stellte die Mischung aus Miscanthus und Kleegras dar, die im August 2022 und auch in der Folge die geringsten Nmin-Werte aufwies. Die Ausbringung von Kleegras führte in beiden Jahren zu einem deutlichen Anstieg des Gehalts an verfügbarem Kalium in der oberen Bodenschicht (0-30cm), sodass davon auszugehen ist, dass Kalium-Ionen aus dem Kleegras mineralisiert wurden.

Die Wachstumsphase der Kartoffel war 2021 aufgrund des frühen Krautfäule-Befalls und 2022 durch Trockenheit zu kurz, um die vorhandenen Nährstoffe in größere Ertragsvorteile umzuwandeln. Ob eine deutlich frühere Mulch-Applikation anzustreben wäre, bleibt nach diesen beiden Versuchsjahren fraglich. Leichte unkrautregulierende Effekte wurden zwar festgestellt, diese fielen aber nicht sonderlich ins Gewicht.

Bei der Verwendung von Kleegrasmulch müsste ein akribisches Zwischenfrucht-Management angestrebt werden, um Nährstoffauswaschungen über den Winter zu vermeiden. Durch die Verwendung von beispielsweise Miscanthus-Stroh könnten hohe N_min-Werte im Winter nach Kartoffeln gesenkt werden.

Nach drei Jahren Versuchen mit Mulchapplikationen kam der Landwirt schließlich zum Ergebnis, dass der Kartoffelanbau mit und ohne Mulch für ihn unwirtschaftlich ist und deshalb eingestellt wird. Die Erwartungen, mit diesem Verfahren deutliche Mehrerträge zu erzielen, wurden auf seinem Betrieb nicht erfüllt.

2021 konnte festgestellt werden, dass Mulchapplikationen angesichts der Herausforderungen durch den Klimawandel eine Möglichkeit bieten, Temperaturschwankungen im Boden, und somit auch für die Pflanzen, zu verringern. Diesen Ergebnissen sollte weiter nachgegangen werden.

Zudem deuteten die Ergebnisse aus 2021 darauf hin, dass eine moderate Mulchausbringung eine Maßnahme zur Verbesserung der Kartoffelqualität sein kann.

Die Ergebnisse aus 2022 zeigen zudem, dass eine Applikation von Miscanthus-Stroh zur Verringerung von N-Verlusten beitragen könnte, während hohe Kleegras-Mulchmengen zu erhöhten N_min-Werten führen und damit Nitratauswaschungen zur Folge haben können.

Weitere Versuche zum Thema Transfermulch:

• Bio Austria: Praxisversuche in Österreich
• Uni Kassel: Projekt VORAN (Verbesserung Oekologischer Fruchtfolgen mit Transfermulch für ein Regeneratives, Angepasstes Nährstoffmanagement)
• LWK Niedersachsen: Frage-Antwort-Katalog zur neuen Düngeverordnung, Landwirtschaftskammer Niedersachsen, lfd. Nr, 146-0644. (Abruf vom 01.03.2023).

• Döring, T., Brandt, M., Heβ, J., Finckh, M. und Saucke, H. (2005): Effect of straw mulch on soil nitrate dynamics, weeds, yield and soil erosion in organically grown potatoes. Field Crops Research, ScienceDirect, Vol. 94, S. 238-249.
• Junge, S. M., Plass, M., Henzel, D., Weiler, C. und Finckh, M.R. (2021): Zwischenfrüchte und Transfermulch als Düngestrategie für viehlose Ökobetriebe. Conference Paper: 63. Jahrestagung der Gesellschaft für Pflanzenbauwissenschaften, Rostock.
• Kar, G. und Kumar, A. (2007): Effects of irrigation and straw mulch on water use and tuber yield of potato in eastern India. Journal of Agricultural Water Management 94(109), S. 116.
• Schonbeck, M.W. und Evanylo, G.K. (1998): Effects of Mulches on Soil Properties and Tomato Production I. Soil Temperature, Soil Moisture and Marketable Yield. Journal of Sustainable Agriculture 13(1), S. 55-81. doi.org/10.1300/J064v13n01_06.