Zwischenfrüchte sind Feldfrüchte, die zwischen zwei Hauptfrüchten angebaut werden, in der Regel als Gründüngung oder Tierfutter. Der Anbau von Zwischenfrüchten hat viele Vorteile: Zum Beispiel dienen sie dem Erosionsschutz, haben eine beikrautregulierende Wirkung und führen zu einer allgemeinen Verbesserung der Bodenfruchtbarkeit. Zudem lässt sich über den Anbau von Zwischenfrüchten die Stickstoffversorgung eines Betriebes bzw. einer Fläche verbessern. Alle diese positiven Wirkungen können sie jedoch nur entfalten, wenn sich die Bestände gut entwickeln. Hierzu trägt die Auswahl geeigneter Arten und ein gelungenes Zwischenfruchtmangement bei.

• Auswahl geeigneter Zwischenfrüchte
• Anbau von Zwischenfrüchten
• Zwischenfrüchte und Wasserhaushalt
• Zwischenfruchtanbau und Stickstoffversorgung

In Bezug auf die Stickstoffversorgung ist zu beachten, dass unterschiedliche Zwischenfruchtarten unterschiedlich gut Stickstoff aus dem Boden aufnehmen und konservieren bzw. aus der Luft fixieren können und somit auch unterschiedlich viel Stickstoff für die Folgekultur bereitstellen.

Verschiedene Beispiele für Sommer- und Winterzwischenfrüchte finden sich im oekolandbau.de-Beitrag „Zwischenfrüchte: Anbaugrundsätze, Mischungsbeispiele“.

Einen umfassenden Überblick über verschiedene Zwischenfruchtarten und ihre Eigenschaften bietet die Veröffentlichung „Zwischenfrüchte im Ökologischen Landbau“ von Kolbe et al. (2004).

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Zwischenfrüchte können ihre positive Wirkung – auch in Bezug auf die N-Konservierung – nur optimal entfalten, wenn sich die Bestände gut entwickeln. Sie brauchen deshalb die gleiche Aufmerksamkeit wie eine Hauptfrucht. Dies gilt vor allem für die Ansaat.

 Sommer- und Winterzwischenfrüchte

Je nach Anbauzeitraum unterscheidet man Sommer- und Winterzwischenfrüchte.

• Sommerzwischenfrüchte werden möglichst früh nach der Ernte der Hauptfrucht ausgesät. Ihre Hauptwachstumszeit liegt im Spätsommer/Herbst. Sie sind nicht winterhart, d.h. sie werden entweder vor Eintritt des Winters geerntet oder sie frieren ab. Für Sommerzwischenfrüchte gilt: Je früher das Saatgut in den Boden kommt, desto besser. So kann die restliche Bodenfeuchtigkeit besser genutzt werden und die kurze Vegetationszeit etwas verlängert werden.
• Winterzwischenfrüchte werden ebenfalls nach der Ernte der Hauptfrucht ausgesät, sind aber winterhart und werden erst im Frühjahr eingearbeitet. Ihr Anbau ist mit geringerem Risiko verbunden, weil die Winterfeuchtigkeit in der Regel ausreichend hoch ist, sodass die Bestände sich gut entwickeln können. Problematisch kann es allerdings werden, wenn der Boden im Frühjahr lange nicht befahrbar ist. Dann zieht sich die Wachstumszeit weit ins Frühjahr und Bodenbearbeitung und Aussaat der Folgefrucht verzögern sich.

Beim Anbau von Zwischenfrüchten kommen verschiedene Verfahren zum Einsatz: Stoppelsaat, Blanksaat und Untersaat.

Häufig wird die Sorge geäußert, dass der Zwischenfruchtanbau gerade in Trockengebieten aufgrund der Konkurrenz um begrenzte Bodenwasservorräte für die Hauptfrüchte von Nachteil sein könnte. Eine wichtige Frage, da im Zuge des Klimawandels die Häufigkeit und Intensität von Trockenperioden mit großer Wahrscheinlichkeit zunimmt.

Langjährige Untersuchungen der Abteilung Agrarmeteorologie des Deutschen Wetterdienstes zeigen auf Böden mit unterschiedlicher Wasserhaltekapazität im Osten Deutschlands, dass die Wassergehalte des Bodens im Spätsommer/Herbst unter unterschiedlichen Zwischenfruchtarten im Mittel zwar geringer waren als unter unbewachsenen Brachflächen, dass diese Unterschiede aber bis zum Start der Vegetationsperiode im Folgejahr stets wieder ausgeglichen waren. Aus agrarmeterologischer Sicht wird der Anbau von Zwischenfrüchten daher uneingeschränkt empfohlen (Böttcher & Schmidt, 2015).

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Optimalerweise nehmen Zwischenfrüchte im Herbst frei werdenden Stickstoff und ggf. Luftstickstoff auf, konservieren den Stickstoff über den Winter und geben ihn im Frühjahr passend zum Bedarf der Folgekultur wieder ab. Doch was passiert da genau und über welche Stellschrauben lassen sich diese Prozesse beeinflussen?

Stickstoffaufnahme und -konservierung

Nach der Ernte der Hauptfrucht werden Ernte- und Wurzelrückstände durch die im Herbst besonders aktiven Mikroorganismen zersetzt. Dabei entstehen pflanzenverfügbare Stickstoffverbindungen, die leicht ausgewaschen werden können. Zwischenfrüchte können diese Stickstoffverbindungen aufnehmen und damit deren Auswaschung verhindern. Das ist gut für die Umwelt, aber auch für den Betrieb, der weniger Stickstoff aus dem Kreislauf verliert.

Wie viel Stickstoff die Zwischenfrüchte aus dem Boden aufnehmen hängt unter anderem von der Zwischenfruchtart ab: Nichtlegume Zwischenfrüchte nehmen in der Regel mehr Stickstoff aus dem Boden auf als legume Zwischenfruchtarten, die einen Teil ihres Stickstoffbedarfs decken, indem sie mithilfe der Knöllchenbakterien Stickstoff aus der Luft fixieren. Nach Kolbe et al. (2004) konnte auf Löss-Flächen in Sachsen der Ausgangsnitratgehalt im Boden durch Gräser um 65%, durch Kruziferen und Leguminosengemenge um 40% und durch reine Leguminosenbestände um 25 bis 30% reduziert werden.

Stickstofffixierung

Die Stickstofffixierung durch legume Zwischenfrüchte bietet vor allem für viehlose oder vieharme Betriebe die Möglichkeit, zusätzlich Stickstoff ins System zu bringen. In Bezug auf die N₂-Fixierung aus der Luft gilt dabei dasselbe wie bei Leguminosen, die als Hauptfrucht angebaut werden: Die Stickstofffixierleistung ist umso höher, je niedriger der N_min-Gehalt im Boden (vgl. auch Fixierleistung von Feinleguminosen). Zur Verbesserung der Stickstofffixierleistung sollten legume Zwischenfrüchte also möglichst nach Vorfrüchten angebaut werden, die wenig pflanzenverfügbaren Stickstoff im Boden zurücklassen. Gleichzeitig sollten Landwirte und Landwirtinnen sicherstellen, dass die Nachfrucht die durch die Zwischenfrucht bereitgestellten Stickstoffmengen aufnehmen kann.

Menge an gebundenem Stickstoff

Wie viel Stickstoff durch die Zwischenfrüchte gebunden wird, hängt weitgehend vom Biomasseertrag ab. Dieser ist wiederum abhängig von der Leguminosenart, dem pflanzenverfügbaren Stickstoff, der Verfügbarkeit von Wasser und der Vegetationsdauer und kann stark schwanken. Bei Kolbe et al. (2004) lag die gebundene Stickstoffmenge im Spross bei unterschiedlichen Leguminosenarten zwischen 9 und 89 kg N/ha. Grosse (2017) konnte zeigen, dass die Werte auch innerhalb einer Art an verschiedenen Standorten in Deutschland stark variieren können. So fand sie z.B. bei Sommerwicken Werte zwischen 50 und 124 kg N/ha, bei Gelbsenf schwankten die Werte zwischen 35 und 84 kg N/ha.

Die Trockenmassebildung und die N-Aufnahme (aus dem Boden und der Luft) sind im Zwischenfruchtanbau bei Leguminosen in der Regel höher als bei Nicht-Leguminosen (Grosse und Heß, 2018) und bei Körnerleguminosen höher als bei Feinleguminosen. Ausnahmen bilden Feinleguminosen, die als Untersaaten angebaut werden, da dadurch die Vegetationsdauer im Vergleich zur Stoppelsaat erhöht wird, was eine erhöhte N-Aufnahme zur Folge hat.

Auswaschungsrisiko reduzieren oder Vorfruchtwert erhöhen?

Bei der Wahl der Zwischenfruchtarten muss insbesondere für Böden mit geringer Feldkapazität je nach Niederschlagsaufkommen abgewogen werden, ob der Schwerpunkt eher auf die Reduzierung des Auswaschungsriskios gelegt werden soll oder ob möglichst hohe Vorfruchtwerte erzielt werden sollen. Im ersten Fall würde man eher nichtlegume Zwischenfruchtarten wählen, die möglichst viel Stickstoff aus dem Boden aufnehmen, im zweiten Fall würde man eher winterharte Leguminosen in Reinsaat anbauen. Für Standorte mit geringer Feldkapazität stellt der Anbau von Leguminosen-Nichtleguminosen-Gemengen einen guten Kompromiss zwischen N-Konservierung und N2-Fixierung dar.

Stickstofffreisetzung für die Folgekulturen

Die Steuerung der Stickstoffdynamik zielt darauf ab, dass Auswaschungen vermieden werden und der in den Zwischenfrüchten gebundene Stickstoff dann in mineralisierter und damit pflanzenverfügbarer Form vorliegt, wenn die Folgefrucht ihn benötigt. Wesentliche Einflussfaktoren sind nicht nur die Art der Zwischenfrucht bzw. Zwischenfruchtmischung, sondern vor allem auch der Umbruchs- bzw. Einarbeitungszeitpunkt. Welcher Umbruchzeitpunkt geeignet ist, hängt stark von der Bodenart ab. Zwischenfrüchte auf schweren Böden können bereits (möglichst spät) im Herbst umgebrochen werden, wobei insbesondere bei Leguminosen in Reinsaat die Gefahr von Nitratauswaschungen gegeben ist. Auf leichteren Böden sollten die Zwischenfrüchte dagegen erst im Frühjahr eingearbeitet werden. Dabei ist zu beachten, dass es bei abfrierenden Zwischenfrüchten, die auf dem Feld verbleiben, in milden Wintern zu Stickstoffauswaschungen von 30 bis 80 kg N/ha kommen kann (Kolbe et al. 2004).

Wie schnell die Zwischenfrucht-Pflanzenmasse im Frühjahr zersetzt wird und damit Nährstoffe für die Folgekultur freisetzt, hängt unter anderem vom C/N-Verhältnis ab: Je niedriger das C/N-Verhältnis, desto schneller verrottet das Material. Leguminosen haben ein geringeres C/N-Verhältnis als z.B. Kruziferen. Besonders hoch ist das C/N-Verhältnis bei Gräsern. Enthält der Boden nach Einarbeitung der Zwischenfrüchte viel organisches Material mit niedrigem C/N-Verhältnis, kann die biologische Aktivität der mikrobiellen Biomasse kurzfristig so stark ansteigen, dass sogar die Humusreserven im Boden angegriffen und abgebaut werden. Dies lässt sich vermeiden, indem man dem Boden Pflanzenmaterial mit einem weiterem C/N-Verhältnis zuführt, z.B. Leguminosen-Gras-Gemenge.

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Text: Julia Meier

• Einfluss verschiedener Methoden zur Einarbeitung einer leguminosenreichen Zwischenfrucht auf die Nährstoffdynamik und den Ertrag im ökologischen Gemüsebau (Regionetzwerk Baden-Württemberg)
• Auswirkungen unterschiedlicher Zwischenfruchtmischungen und organischer Dünger auf Ertrag und Qualität von Zuckerrüben (Regionetzwerk Bayern, mit Versuchsergebnissen)
• Auswirkung des Zwischenfruchtmanagements auf den Stickstoffgehalt im Boden und den Ertrag der Folgekultur (Regionetzwerk Bayern, mit Erfahrungsbericht)
• Legume N-Bindung im Winterzwischenfruchtanbau (Regionetzwerk NRW, mit Erfahrungsbericht)
• N-Fixierung unter einer winterharten legumen Zwischenfruchtmischung (Regionetzwerk NRW, mit Erfahrungsbericht)
• Unterschiedliche Zwischenfruchtmischungen im Vergleich (Regionetzwerk Bayern)

• oekolandbau.de: Anbau von Zwischenfrüchten im ökologischen Landbau
• oekolandbau.de: Stickstoffauswaschung im Öko-Landbau - Interview mit Pascal Gerbaulet
• LLH: Ganz oder gar nicht: Zwischenfrüchte im Öko-Landbau

Kolbe, H. et al. (2004): Zwischenfrüchte im Ökolandbau. Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (Hrsg.), Dresden

• Böttcher, F. und Schmidt, M. (2015): Pflanzliche Proteine aus Mitteldeutschland. Der Bodenwasserhaushalt im Zwischenfruchtanbau. Deutscher Wetterdienst, Abteilung Agrarmeteorologie, Leipzig
• Grosse, M. (2017): Der Einfluss von Zwischenfrüchten und reduzierter Bodenbearbeitung in ökologischen Anbausystemen auf Stickstoffflüsse und Beikräuter. Dissertation am Fachbereich Ökologische Agrarwissenschaften der Universität Kassel/Witzenhausen
• Grosse, M. und Heß, J. (2018): Sommerzwischenfrüchte für verbessertes Stickstoff- und Beikrautmanagement in ökologischen Anbausystemen mit reduzierter Bodenbearbeitung in den gemäßigten Breiten. Journal für Kulturpflanzen 70(6): S. 173-183