Luzernekleegras-Düngung mit festem Gärrest

1. Versuchsdurchführung

Regionetzwerk Brandenburg, 1 Betrieb

2. Hintergrund

Mehrjähriger Luzernekleegrasanbau hat eine große Bedeutung in der ökologischen Fruchtfolge: Die Bodenstruktur wird verbessert, der Unterboden gelockert, Humus angereichert, Nährstoffe werden mobilisiert und Stickstoff aus der Luft fixiert. Dabei stellt die Etablierung eine große Herausforderung dar – gerade die Luzerne als wichtigste Komponente kann ihre positiven Eigenschaften meist erst im zweiten Hauptnutzungsjahr entfalten (Samac et al. 2006). Wassermangel, Unkrautdruck und Überwinterungsschäden können zum Ausfall des gesamten Bestandes führen (Bloch 2016). Aufgrund häufig auftretender Frühjahrestrockenheit in Brandenburg wird die Herbstansaat des Luzernekleegras vorgezogen. Als Ergebnis vorheriger Versuche wurde das Luzernekleegras gemeinsam mit Pannonischer Wicke etabliert.

Da das Luzernekleegras auf dem sehr sandigen Boden des am Versuch beteiligten Betriebes bisher wenig Ertrag gebracht hat, wurde eine Düngung in Betracht gezogen. Fester Gärrest reduziert durch sein hohes C/N-Verhältnis nicht die Stickstoffbindung der Leguminosen (Luzerne und Klee) und bringt Kalium und Phosphor ins System. Im Versuch soll herausgefunden werden, ob eine Startdüngung mit festem Gärrest die Etablierung und den Ertrag der Luzerne und der Gemengepartner verbessert.

3. Versuchsfrage(n)

Wie wirkt sich die Düngung von festem Gärrest auf die Etablierung und den Ertrag von Luzerne(-kleegras) aus?

Werden die Pflanzeninhaltsstoffe zum ersten Schnitt durch die Düngung mit festem Gärrest beeinflusst?

4. Versuchsaufbau

Standortbeschreibung
Boden-Klima-Raumtrocken-warme diluviale Böden des ostdeutschen Tieflandes
Höhenlage (m ü NN)55
BodenartLehmiger Sand
Jahresniederschlag in mm565 (1991-2020), 654 (2023)
Durchschnittstemperatur in °C10,0 (1991-2020), 11,3 (2023)
Ausgangslage auf der Versuchsfläche vor Versuchsanstellung
FruchtfolgeKleegras - Kleegras - Winterroggen - Silomais - Winterroggen
Düngungkeine
Pflegemaßnahmenkeine
BodenuntersuchungenBodenart Ss, Bodengruppe 1 (Feinanteil 10,5 %), Humusgehalt 1,6 %, pH 6,2 (Versorgungsstufe D)
Nährstoffe in mg/100g Boden und Versorgungsstufe: P 8,4 (C), K 5,6 (B), Mg 6,1 (D)
Versuchsparameter
Versuchstyp*Einzelversuch, Praxisforschungsanlage
AnlageytpStreifenversuch
Prüffaktor/enDüngung mit festem Gärrest
FaktorstufenKeine Düngung (V0),
Düngung mit 15 t/ ha festem Gärrest (C/N = 19) (V1)
Wiederholungen4
PrüfmerkmaleDeckungsgrad gesamt, Pflanzenlänge Luzerne, Biomasseertag Luzerne, Kleegras und Deckfrüchte, Beikraut,
Pflanzeninhaltsstoffe zum ersten Schnitt (C, N, C/N, P, K, Mg, S, B, Cu, Mn, Zn, Ca, Na, Fe, Mo)
Versuchszeitraum09/2023 - 05/2025

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

Versuchsskizze

Legende

BezeichnungVarianteDüngermenge
V0Kontrolle0 t fester Gärrest/ha
V1Düngung15 t fester Gärrest/ha

 

5. Der Versuch in Bildern

Zum ersten Schnitt nach Aussaat im Herbst war die Beisaat Pannonische Wicken dominant und ermöglichte einen guten Futterertrag. Foto: Charlotte Kling

Luzernekleegras mit Pannonischen Wicken zum ersten Schnitt. Foto: August Bruckner

Der Bestand auf der gesamten Fläche ist zum zweiten Schnitt deutlich grasdominiert. Foto: Charlotte Kling

6. Ergebnisse

6.1 Fragestellung 1- Ergebnisse Biomasse

Wie wirkt sich die Düngung von festem Gärrest auf die Etablierung und den Ertrag von Luzerne(-kleegras) aus?

Die Düngung mit festem Gärrest erfolgte vor der Aussaat und der Dünger wurde mit dem Grubber in den Boden eingearbeitet. Der feste Gärrest hatte ein C/N-Verhältnis von 19. In Tabelle 1 sind die Nährstoffgehalte angegeben.

Tabelle 1: Nährstoffgehalte [kg/ha] von festem Gärrest
 N-GesamtNH4-NPKMgCaS
1 t FM/ha5,61,60,82,50,73,10,9
15 t FM/ha84,625,012,738,211,247,013,2

Zum ersten Schnitt am 29.04.2024 nach der Aussaat am 11.09.2023 bestand der Gemengepartner vorwiegend aus Pannonischen Wicken. Diese profitierten von der Düngung mit festem Gärrest, was sich in der höheren Biomasse und dem höheren Deckungsgrad abzeichnete. Die Luzernebiomasse war zum ersten Schnitt auf geringem Niveau und unterschied sich nicht zwischen den beiden Düngevarianten. Da die Luzernepflanzenlänge zum Teil unter der Schnitthöhe von 12 cm lag, wurden einige Luzernepflanzen durch die Biomasseproben nicht erfasst. Die Pflanzenlänge in der gedüngten Variante war mit 11 cm im Mittel etwas geringer als mit 15 cm ohne Düngung, der Unterschied war jedoch nicht statistisch nachweisbar (nicht dargestellt).

Über das Jahr folgten zwei Pflegeschnitte (25.06. und 27.08.2024) und eine erneute Beprobung am 17.10.2024. Wieder war die Luzernebiomasse auf geringem Niveau und unterschied sich nicht zwischen den Düngevarianten. Die Pflanzenlänge der Luzerne war weiterhin etwas geringer in der gedüngten Variante, jedoch streuten die Werte stark. Der Bestand war insgesamt sehr grasbetont, wobei der Biomasseertrag auf geringem Niveau lag – leicht höher in der gedüngten Variante, jedoch nicht signifikant.

Beikraut war sowohl zum ersten als auch zum zweiten Schnitt kaum vorhanden.

Tabelle 2: Biomasse [dt TM/ha] von Luzerne, Gemengepartnern (Gem.p.) und Beikraut (Beikr.) sowohl einzeln als auch in Summe zum ersten und zweiten Schnitt (29.04.2024 und 17.10.2024). Kruskal-Wallis Test, p < 0,05.
 Ansaatjahr 2023
 0 t/ha Gärrest15 t/ha Gärrest
1. Schnitt 1. HNJ29.4.2024
Luzerne0,2 a0,3 a
Gem.p. + Beikr.112,3 a143,4 b
Gemengepartner112,3 a143,4 b
Beikraut0,0 a0,0 a
2. Schnitt 1. HNJ17.10.2024
Luzerne1,0 a1,0 a
Gem.p. + Beikr.4,6 a6,5 b
Gemengepartner4,4 a6,5 b
Beikraut0,2 a0,0 a

 

6.2 Ergebnisse Pflanzeninhaltsstoffe

Werden die Pflanzeninhaltsstoffe zum ersten Schnitt durch die Düngung mit festem Gärrest beeinflusst?

Zum ersten Schnitt am 29.04.2024 wurden Pflanzeninhaltsstoffe aus einer Mischprobe pro Streifen bestimmt. Die Proben wurden auf Gesamt-Kohlenstoff, Gesamt-Stickstoff, C/N, Phosphor, Kalium, Magnesium, Calcium, Schwefel, Bor, Kupfer, Mangan, Zink, Natrium, Eisen und Molybdän analysiert, um eventuelle Nährstoffmängel zu identifizieren. Im Ergebnis gab es keine Unterschiede in den Pflanzeninhaltsstoffen zwischen den gedüngten und ungedüngten Pflanzenproben (Abbildung 1 und 2).

 

7. Diskussion

7.1 Diskussion Biomasse

Wie wirkt sich die Düngung von festem Gärrest auf die Etablierung und den Ertrag von Luzerne(-kleegras) aus?

Mit der Düngung von 15 t FM/ha festem Gärrest wurden neben 13 kg P/ha und 38 kg K/ha auch 24 kg NH4/ha gedüngt. Ist der Düngeeffekt zum ersten Schnitt auf den schnell verfügbaren Stickstoff rückzuführen, kann es zu einer geringeren Fixierungsleistung der pannonischen Wicke gekommen sein.

Obwohl die Versorgungsstufe für Kalium in B war, konnte der Luzernekleegrasbestand die Kaliumdüngung zum zweiten Schnitt nicht in Mehrertrag umsetzen. Kalium kann als einwertiges Kation leicht ausgewaschen werden. Der Versuchsschlag hat mit nur 10,5 % Feinanteil (sandiger Sand) eine sehr geringe Kationenaustauschkapazität und kann Nährstoffe schlecht im Boden halten. Die organische Düngung sollte daher um eine mineralische Düngung von auswaschungsgefährdeten Nährstoffen wie Kalium (z.B. Patentkali) und Schwefel (z.B. Gips) im Frühjahr nach der Aussaat ergänzt werden.

Weiterhin wurde aufgrund der pH-Versorgungsstufe D kein Kalk zur Etablierung gedüngt. Der Calcium- und pH-Wert Bedarf von Leguminosen (insbesondere Luzerne) ist jedoch besonders hoch zur Keimung und zur Knöllchenbildung (Munns 1970). Daher sollte eine Saatbettkalkung in Betracht gezogen werden. Da die Versorgungsstufe von Magnesium in D ist, sollte ein kohlensaurer Kalk ohne Magnesium gewählt werden.

In den folgenden Schnitten im 2. Hauptnutzungsjahr wird sich zeigen, ob die Umsetzung der im Gärrest gebundenen Nährstoffe in Biomasse umgesetzt werden kann.

7.2 Diskussion Pflanzeninhaltsstoffe

Werden die Pflanzeninhaltsstoffe zum ersten Schnitt durch die Düngung mit festem Gärrest beeinflusst?

Die Pflanzeninhaltsstoffe wurden durch die Düngung nicht beeinflusst. Ein Nährstoffmangel kann daher ausgeschlossen werden, da dieser durch die Düngung hätte ausgeglichen werden können. Dies bezieht sich vor allem auf die pannonische Wicke als ertragsbildende Kultur zum ersten Schnitt.

8. Fazit und Ausblick

Die Luzernebiomasse war im ersten Hauptnutzungsjahr gering und wurde nicht von der Düngung beeinflusst.

Auf Grundlage dieses Zwischenergebnisses kann eine organische Düngung mit festem Gärrest nur empfohlen werden, wenn die Düngemittel- und Ausbringungskosten durch den Mehrertrag an pannonischen Wicken von im Mittel 31 dt TM/ha im Versuchsjahr gedeckt werden.

Die Ergebnisse werden durch Biomasseschnitte im 2. Hauptnutzungsjahr (2025) ergänzt.

9. Literatur

  • Bloch R. (2016) The Vulnerability of Organic Farming to Climate Change Effects in the Federal State of Brandenburg, Germany. Dissertation. Universität Kassel.
  • Munns, D.N. (1970) Nodulation of Medicago sativa in solution culture. Plant Soil 32, 90–102. doi.org/10.1007/BF01372849
  • Samac DA, Jung H-J G & Lamb JFS (2006) Development of Alfalfa (Medicago sativa L.) as a Feedstock for Production of Ethanol and Other Bioproducts. Alcoholic Fuels 112: 79-98.

Kontakt Regioberaterin

Charlotte Kling
Tel.+49 3334 657-239
ckling(at)hnee.de

Letztes Update dieser Seite: 30.01.2025