1. Versuchsdurchführung

Regionetzwerk Bayern

2. Hintergrund

Kleegras ist für jeden Ökobetrieb ein essenzieller Bestandteil der Fruchtfolge und wichtig für das Nährstoffmanagement. Daher wird es oft als «Motor der Ökofruchtfolge» bezeichnet. Es erfüllt vielfältige Funktionen, beispielsweise dient es der Futtergewinnung, der Unterdrückung von Unkräutern, der Anreicherung von Humus, der Förderung der Bodenfruchtbarkeit und der Bindung von Luftstickstoff, der für die nachfolgenden Kulturen gespeichert wird.

Der Umbruch eines mehrjährigen Kleegrases ist eine Herausforderung: Zum einen soll ein Durchwachsen von Gras oder Kleearten in der Folgekultur verhindert werden, um die Ernte der Folgekultur nicht zu erschweren. Zum anderen wird durch den Umbruch Stickstoff mineralisiert. Je nach Zeitpunkt und Art des Umbruchs besteht die Gefahr der Nitrat-Auswaschung über den Winter hinweg, welche möglichst vermieden werden sollte.

3. Versuchsfragen

Wie wirken sich die Art und Weise des Luzerne-Kleegrasumbruchs (1) auf den Durchwuchs von Luzerne oder Kleearten in der Folgekultur bzw. auf den Ertrag der Folgekultur sowie (2) auf die Stickstoffmineralisierung aus?

4. Versuchsaufbau

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

6.1    Luzernedurchwuchs und Ertrag der Folgekultur

Die unterschiedliche Bearbeitung der Parzellen hatte einen deutlichen Einfluss auf den Anteil der wieder angewachsenen Luzernepflanzen. Die Bonitur der durchgewachsenen Luzernepflanzen im Winterweizenbestand konnte aufgrund zeitlicher Terminüberschneidungen nicht durchgeführt werden. Eine visuelle Einschätzung wurde am Termin der Versuchsbegehung am 18. Juni 2021 und kurz vor der Ernte vorgenommen. Das Ergebnis korrelierte mit den Erntemengen: Die Variante Grubber + Schälpflug (GR+SP) wies den geringsten Bewuchs mit Luzernepflanzen auf und hatte den höchsten Ertrag (23 dt/ha). Die Parzellen, die zwei Mal mit der Moreni Kreiselegge (MKE) bearbeitet wurden, zeigten die höchste Dichte an durchgewachsenen Luzernepflanzen und den geringsten Ertrag (14,7 dt/ha). Dazwischen ordnete sich die Variante Schälpflug (SP) mit einer mittleren Anzahl an durchgewachsenen Luzernepflanzen und einem mittleren Ertrag (21 dt/ha) ein.

6.2    Stickstoffmineralisierung

Zum Probenahmetermin am 26.11.20 lagen die Nmin-Werte bei der Umbruchvariante MKE mit etwa 60 kg/ha signifikant niedriger als bei den Varianten GR+SP bzw. SP, bei denen der N_min-Wert jeweils ca. 80kg/ha betrug (Abbildung 1). Bei dem dritten Probenahmetermin vor Vegetationsbeginn (25.02.2021) wurden in allen Varianten im Vergleich zur Probenahme vor Winter (26.11.2020) signifikant geringere N_min-Werte gemessen. Der größte Abfall war bei der Variante GR+SP zu verzeichnen (52 kg/ha), während der Abfall bei den Varianten MKE (27 kg/ha) und SP (33 kg/ha) deutlich geringer war. Ende Februar verzeichnete die Variante SP mit 44 kg/ha einen signifikant höheren N_min-Wert als die Varianten MKE (33 kg/ha) und GR+SP (34 kg/ha).

7.1 Luzernedurchwuchs und Ertrag der Folgekultur

Der im Vergleich geringere Durchwuchs von Luzerne in der Variante GR+SP lässt sich schlüssig mit der einschlägigen Fachliteratur erklären. Durch den flachen "Grubberstrich" konnten die Luzernepflanzen überwiegend in 3 bis 5 cm Tiefe abgeschnitten werden. Dies ist für einen erfolgreichen Umbruch zwingend erforderlich, da so die Pflanze, die aus dem Vegetationskegel wieder austreibt, möglichst wenig Wurzelrest als Energiespeicher zur Verfügung hat (siehe Videobericht zum Feldtag – Kommentar Prof. Dr. Knut Schmidtke). Der größere Luzernedurchwuchs in der Variante SP lässt sich damit erklären, dass das Abschneiden der Luzernepflanzen weniger gut gelang (siehe 5. Der Versuch auf einen Blick, Bild: Schälpflugfurche).
Aktuell nicht zu erklären ist in diesem Zusammenhang jedoch der starke Durchwuchs von Luzernepflanzen in den mit der Moreni Kreiselegge bearbeiteten Parzellen (MKE). Das Arbeitsergebnis der Moreni Kreiselegge kann aufgrund der intensiven Bodenbearbeitung und -durchmischung hinsichtlich der Luzernebekämpfung als erfolgreich bezeichnet werden. Demgegenüber steht zum späteren Zeitpunkt bzw. zum Zeitpunkt der Ernte die hohe Anzahl an durchgewachsenen Luzernepflanzen in diesen Parzellen.

7.2 Stickstoffmineralisierungen

Die N_min-Verläufe der einzelnen Varianten entsprachen nicht den Erwartungen. Überraschend war, dass die intensive Bodenbearbeitung mit der Moreni Kreiselegge im Vergleich zu den anderen zwei Varianten zu einer signifikant geringeren Stickstoffmobilisierung führte. Dies ist erstaunlich, da durch die Anordnung der Zinken eine starke Zerkleinerung und intensive Durchmischung der bearbeiteten 5 cm Boden erfolgte. Im Gegensatz dazu hatte beispielsweise der Schälpflug die Krume in einer Tiefe von etwa 12 cm ausschließlich gedreht. Hier wurde eine geringe N-Mineralisierung erwartet, das Gegenteil wurde gemessen.

Die Messergebnisse lassen darauf schließen, dass nicht nur die Intensität des Umbruches, sondern auch das bewegte Bodenvolumen eine Rolle für die Stickstoffmineralisierung spielt. So wurde der Boden in der Variante mit der Moreni Kreiselegge (MKE) zweimal auf etwa 5 cm Tiefe bearbeitet, was in der Summe eine bewegte Bodenmasse von etwa 1.500 t/ha ergibt. Im Vergleich dazu wurden bei der Variante Schälpflug (SP) etwa 1.800 t/ha bewegt und bei der Variante Grubber +Schälpflug (GR+SP) etwa 2.550 t/ha.

Der stärkste Abfall der N_min-Werte war bei der Variante Gruber und Schälpflug (GR+SP) zu verzeichnen. Der Abfall von N_min über den Winter ist wahrscheinlich mit einer N-Verlagerung bzw. einem N-Verlust verbunden. Bei den beiden anderen Varianten war der Abfall geringer, sodass hier geringere N-Verluste wahrscheinlich sind. Auffallend war, dass die Schälpflug-Variante (SP) nach dem Umbruch eine starke Mineralisierung zeigte (Zunahme des N_min-Wertes um 62kg/ha), bei der Erhebung nach dem Winter aber auch die höchsten N_min-Werte aufwies. Entsprechend ist die Variante Schälpflug hinsichtlich der N-Verfügbarkeit und der Auswaschungsgefahr über den Winter den beiden anderen Varianten vorzuziehen.

Im Versuch wurde untersucht, wie sich drei unterschiedliche Luzerne-Kleegras-Umbruchverfahren auf den Luzernedurchwuchs, den Ertrag der Folgekultur und die Stickstoffmineralisierung auswirken.

Der höchste Ertrag der Folgekultur wurde bei der tiefgreifendsten Bodenbearbeitung (Grubber und Schälpflug) ermittelt. Insgesamt lagen die Erträge unter den durchschnittlichen Erträgen des Betriebes.

Auch die Stickstoffmobilisierung war in der Variante Grubber und Schälpflug am höchsten, jedoch konnte der mineralisierte Stickstoff nicht bis zum Beginn der Vegetationsperiode im Boden gehalten werden. Auch der Blick auf die Erträge spricht dafür, dass größere Mengen Stickstoff verloren gegangen sind.

Aufgrund der insgesamt niedrigen und für den Betrieb untypischen Erträge, die ggf. mit den recht trockenen Bedingungen des Versuchsjahres zusammenhängen, müssen die Versuchsergebnisse mit Vorsicht interpretiert werden. In einem Folgeversuch wird die Fragestellung näher untersucht.

• Bloch, R., Heß, J. und Bachinger, J. (2016): Management Options for Organic Winter Wheat Production under Climate Change. In: Organic Farming 2 (1), S.1-16, DOI: 10.12924/of2016.02010001 
• Friedel, J.K., Fritsche, D. und Peszt, W. (2014): Umbruchmanagement von Luzerne im biologischen Landbau. Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft (Hrsg.),Wien.
• Hofbauer, M., Bloch, R., Gerke, H. H. und Bachinger, J. (2013): Effekte des Ringschneidereinsatzes zur pfluglosen Bodenbearbeitung auf physikalische Eigenschaften sandiger Böden. In: Neuhoff, D., Stumm, C., Ziegler, S., Rahmann, G., Hamm, U. und Köpke, U. (Hrsg.): Beiträge zur 12. Wissenschaftstagung Ökologischer Landbau. Ideal und Wirklichkeit: Perspektiven ökologischer Landbewirtschaftung. 1. Aufl. Berlin: Köster Berlin, S. 34-37.