1. Versuchsdurchführung

Regionetzwerk Bayern

2. Hintergrund

Insbesondere nach Hackfrüchten wie Kartoffeln oder Zuckerrüben kommt es – ausgelöst durch die Bodenbearbeitung während der Ernte – nach der Ernte zu einer verstärkten Stickstoffmineralisierung. Um den frei werdenden Stickstoff zu binden, wird nach der Ernte Kompost mit einem weiten C/N-Verhältnis ausgebracht. Dadurch soll das N-Auswaschungsrisiko gesenkt werden; zugleich soll durch den reduzierten N_min-Gehalt im Boden die N-Fixierleistung der Folgefrucht Soja erhöht werden. Die Bindung von Luftstickstoff soll durch eine Düngung von Schwefel zu Soja gefördert werden, da Schwefel für die Stickstoffaufnahme und Proteinbildung der Pflanzen von elementarer Bedeutung ist.

3. Versuchsfragen

Wie wirkt sich die Düngung mit Kompost und Schwefel auf den N_min-Gehalt des Bodens sowie auf den Ertrag und den Proteingehalt von Soja aus?

4. Versuchsaufbau

Kurze Beschreibung der Ausgangssituation:

* Eine Beschreibung verschiedener Versuchstypen und einiger Grundbegriffe der Versuchsanstellung finden Sie hier (pdf-Datei, 0,4 MB).

6.1    Stickstoffdynamik im Boden

Zur Bestimmung des N_min-Gehalts im Boden wurden auf dem Versuchsschlag an drei Terminen Bodenproben gezogen: zu Beginn der Vegetationsruhe Anfang Dezember, zum Start der Vegetation im März und kurz vor der Sojaaussaat im April. Abbildung 1 zeigt, dass sich die N_min-Gehalte in den Parzellen mit und ohne Kompost sehr ähnlich entwickeln. Die Mineralisierung von Stickstoff erreicht vor dem Winter in beiden Varianten ca. 100 kg N_min pro Hektar. Nach dem Winter wurde ein N_min-Wert von 70 kg N_min pro Hektar gemessen, was auf einen Verlust von 30% des Stickstoffs schließen lässt. Durch ansteigende Bodentemperaturen und dadurch zunehmende Mineralisierung im Frühjahr war zum Zeitpunkt der Soja-Aussaat wiederum ca. 100 kg N_min pro Hektar über alle Parzellen hinweg für die Pflanzen verfügbar. 

Der Durchschnittsertrag der geernteten Soja lag bei der komplett ungedüngten Parzelle (Kontrolle) ebenso wie bei der nur mit Schwefel gedüngten Parzelle bei 4,0 Tonnen pro Hektar. In der nur mit Kompost gedüngten Parzelle lag der Durchschnittsertrag bei 3,7  Tonnen pro Hektar, während die mit Schwefel und Kompost gedüngte Parzelle mit 4,3 Tonnen pro Hektar den höchsten Ertrag aufwies. Aufgrund der großen Streubreite der ermittelten Erträge lassen sich die Ertragsunterschiede nicht statistisch absichern.

Die Analyse der Proteingehalte der Sojabohnen ergab keinerlei Unterschiede zwischen den Parzellen. Der Stickstoffgehalt in der Sprossmasse der Sojapflanzen konnte durch eine Schwefelgabe nicht erhöht werden. Der Schwefelgehalt war in den mit Schwefel gedüngten Parzellen etwas höher, jedoch war auch hier kein signifikanter Unterschied feststellbar.

7.1    Stickstoffdynamik im Boden

Die N_min-Werte vor Winter zeigen deutlich das Mineralisierungspotenzial des Bodens bei und nach der Ernte von Zuckerrüben. Laut Gerbaulet (2021) wäre, wie ursprünglich geplant, eine Etablierung von Grünroggen als Zwischenfrucht nach der Ernte der Zuckerrüben in der Lage, 60 bis 80 Kilogramm Stickstoff vor dem Winter zu speichern und somit vor einer direkten Auswaschung zu schützen. Eine genaue Auswaschungsmenge kann aufgrund der nicht kontinuierlich gezogenen N_min-Proben nicht exakt festgestellt werden. Jedoch gibt der N_min-Wert im März Hinweise für eine geringe Auswaschungsgefährdung des Standorts an. Die Ausbringung von Grüngut-Kompost mit einem weiten C/N-Verhältnis von 20:1 hatte keinen Einfluss auf die Mineralisierung bzw. die Auswaschung von Stickstoff. Vermutlich liegt dies daran, dass C-reiches Material, das zur Bindung von verfügbarem Stickstoff im Boden ausgebracht wird, weitaus früher in den Bestand eingebracht und in den Boden eingearbeitet werden muss. Dies ist beim Anbau von Zuckerrüben jedoch sehr schwierig, da die Flächen vor der Saat aufgrund ungünstiger Bodenbedingungen oft nicht mit schweren Maschinen wie Kompoststreuern befahren werden können. Für eine spätere Ausbringung in den Bestand müssten im Vorfeld separat dafür vorgesehen Fahrgassen angelegt werden. Die Saat einer Zwischenfrucht nach der Ernte erscheint hier realistischer. Die Aussaat einer Zwischenfrucht war auch bei diesem Versuch ursprünglich geplant, im Jahr 2021 aufgrund der feuchten Witterung jedoch leider nicht möglich.

7.2    Ertrag und Proteingehalt der Soja

In der dem Versuch vorangegangenen Bodenanalyse wurde ein starker Mangel an Schwefel für diesen Standort festgestellt. Die fehlende Wirkung der Schwefeldüngung kann somit nicht erklärt werden. Durch die grundsätzlich feuchte Witterung während der Vegetationszeit konnte auch das Auflösen des pelletierten Düngers sichergestellt werden. Einzig der Ausbringungszeitpunkt am 05. Juni 2021 könnte hierfür zu spät gewesen sein.

Wie bereits diskutiert, wäre eine Zwischenfrucht wie Grünroggen nach der Ernte von Zuckerrüben gut geeignet, um den infolge der Bodenbearbeitung mineralisierten Stickstoff im Boden vor der Auswaschung zu bewahren. Ob die Aussaat einer Zwischenfrucht im September möglich ist, ist stark von der Witterung und der allgemeinen Arbeitsbelastung der Betriebsleiter abhängig. Einen vergleichbaren Zweck könnte die Gabe von Kompost mit einem weiten CN-Verhältnis erfüllen. Um einen Stickstoff-Bindungseffekt zu erreichen, müsste der Kompost jedoch bereits frühzeitig ausgebracht bzw. eingearbeitet werden. Dies funktioniert bei Zuckerrüben oder Kartoffeln nur unter größerem Aufwand, der möglicherweise nicht im Verhältnis zur Wirkung steht.

• Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE) (Hrsg.) (2014): Körnerleguminosen und Bodenfruchtbarkeit. Strategien für einen erfolgreichen Anbau. Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung, Bonn. S. 35 ff.