Die Möhre ist das flächenbezogen bedeutendste Bio-Gemüse in Deutschland: Auf etwa einem Sechstel der Bio-Gemüsefläche wurden 2021 Frischmarkt- und Lagermöhren kultiviert (rund 3100 ha), mit einem Flächenwachstum von 10 % (AMI 2022). (Feld-)Gemüseanbau ist im Vergleich zum Ackerbau mit einem intensiveren Wirtschaften verbunden, was Beikrautmanagement sowie Wasser- und Nährstoffbedarf angeht. Aufgrund der hohen Produkterlöse können sich zusätzliche Maßnahmen, die das Anbausystem optimieren, bereits durch verhältnismäßig geringe Ertragssteigerungen lohnen.

Da Bio-Möhrenerträge im Optimalfall auch 100 Tonnen je Hektar (t/ha) übersteigen können, ist der Nährstoffbedarf trotz der generellen Genügsamkeit der Möhre nicht zu unterschätzen. In den letzten Jahren nahm daher in der Praxis insbesondere das Interesse an ergänzender Mikronährstoffdüngung zu: In Niedersachsen berichtete ein Betrieb nach vierjährigen Versuchen mit Pflanzenschutz- und Mikronährstoffdüngergaben von Ertragssteigerungen von 6 – 32 % (Buck 2022). Da die Blattdüngung meist problemlos mit den Pflanzenschutzanwendungen kombiniert werden kann, wird die Mikronährstoffdüngung in der Praxis vermehrt ausprobiert. Meist wird der Ertragseffekt durch die Düngung nicht überprüft bzw. nicht vom Effekt des Pflanzenschutzes getrennt.

Besonders durch Magnesium-Blattdüngung wurden Ertragseffekte in Möhren unterstellt (Buck 2022, Poberezny et al. 2012). Durch die üblicherweise hohe Kaliumversorgung im Feldgemüse ist die Aufnahme von Magnesium eingeschränkt. Eine verbesserte Magnesiumversorgung soll die Photosynthese-Leistung und Blattgesundheit verbessern und so höhere Erträge generieren.

Nach Vorversuchen im Jahr 2021 wurden im NutriNet im Jahr 2022 auf vier Betrieben Versuche angelegt, die die Wirkung von Magnesiumdüngung, Mikronährstoffdüngung und ökologischen Pflanzenschutzbehandlungen separieren und getrennt bewerten sollten.

Können eine Optimierung der Mikronährstoffversorgung und/oder ein intensivierter Pflanzenschutz die Erträge und Qualitäten von Bio-Möhren steigern?

3. Versuchsdurchführung

Die Versuche wurden im Regionetzwerk NRW auf vier Betrieben mit etabliertem Möhrenanbau durchgeführt. Da sich der Möhrenanbau auf den Betrieben unterschied (hinsichtlich beispielsweise Bodenart, Produktionsziel, Intensität, …), war zwar die prinzipielle Vorgehensweise (Düngung nach Blattanalyse)  bei allen Betrieben gleich, jedoch waren die Wahl der Dünger und der verwendete Pflanzenschutz verschieden.

Vorversuch 2021

Auf drei Betrieben (503, 505, 508) wurde im Jahr 2021 ein Vorversuch angelegt, der bereits einen ähnlichen Versuchsaufbau hatte. Zum Versuch

Versuche 2022

Im Jahr 2022 wurden dann auf vier Betrieben (501, 502, 503, 505) Folgeversuche durchgeführt. Im Folgenden werden diese kurz charakterisiert. Eine ausführliche Beschreibung erfolgt jeweils in den individuellen Beiträgen, die verlinkt sind.

Der Möhrenanbau auf Betrieb 501 erfolgt auf lehmigen, kalkhaltigen Böden mit hohem Ertragspotential. Der viehlose Betrieb zog Sommerdämme, auf die wegen der verhältnismäßig kühlen Bedingungen erst relativ spät gesät wurde (Ende Mai). Es werden späte Lagermöhren produziert, mit einer Ernte bis in den November. In einer Demoanlage wurde der Effekt eines Multi-Mikronährstoffdüngers getestet. Es fanden weder Pflanzenschutz noch Beregnung statt. Zum Versuch auf Betrieb 501

Betrieb 502 (viehhaltend, sandiger Lehm) produziert ebenfalls späte Lagermöhren, allerdings in einem wärmeren Klimaraum. Auf einem Feld mit betriebsüblichem Pflanzenschutz (Schwefel) wurde der zusätzliche Effekt von einer Magnesium- und Multi-Mikronährstoffdüngung in der Praxisforschungsanlage getestet. Zum Versuch auf Betrieb 502

Auf Betrieb 503 (viehlos, sandiger Lehm, mittelspäte Lagermöhren) wurden die gleichen Faktoren wie bei Betrieb 502 getestet, zusätzlich wurde der Effekt des Pflanzenschutzes (Kupfer und Schwefel) getrennt beurteilt. Dieser Versuch fand als Kleinparzellenanlage statt. Zum Versuch auf Betrieb 503

Der Betrieb 505 (viehhaltend) wirtschaftet auf sandigen Böden und baut frühe Frischmarkt-Möhren an – Pflanzenschutz spielt hier eine untergeordnete Rolle. In einer Praxisforschungsanlage wurde der Einsatz einer Magnesium-Blattdüngung getestet. Zum Versuch auf Betrieb 505

Effekte durch Blattdüngung

Im Versuchsjahr wurde auf keinem der Betriebe ein Mikronährstoffmangel im Blatt der jungen Möhren gefunden, obwohl im Boden – zum Zeitpunkt des Ziehens der Dämme – durchaus ein Mangel an verfügbaren Mikronährstoffen festgestellt wurde. Mögliche Gründe dafür wären:

1. Nachmineralisierung aus organischer Substanz: Alle beteiligten Betriebe düngen langjährig organisch (eigene Tierhaltung, Futter-Mist-Kooperationen, Zukauf). Mit den Wirtschaftsdüngern werden auch Mikronährstoffe, die zum Teil in der Fütterung zugesetzt werden, ausgebracht. Leider existieren noch keine Daten zum Einfluss dieser Größe auf den betrieblichen Mikronährstoff-Haushalt – ein wichtiges, aber noch kaum untersuchtes Forschungsfeld.
2. Hohes Mikronährstoff-Aneignungsvermögen der Möhre: Möhren haben ein weit über den eigentlichen Möhrenkörper hinausgehendes Wurzelsystem, können sich also auch Bodennährstoffe erschließen. Inwieweit dies speziell für Mikronährstoffe gilt, ist ungeklärt.
3. Falsch eingestufte Optimalwerte in den Blattanalysen, also ein Verkennen eines vorhandenen Mikronährstoffmangels: Dem widersprechen einerseits die Abwesenheit von Mangelsymptomen, andererseits die nachfolgend ausgeführten Ergebnisse, die trotz einer Aufdüngung keine systematischen Ertragssteigerungen ausweisen. Davon losgelöst ist die Diskussion über die Aktualität der Richtwerte zu sehen, der später ein eigener Abschnitt gewidmet wird.

Magnesium-Blattdüngung führte auf keinem der drei Betriebe zu messbaren Ertragseffekten, obwohl eine eingeschränkte Aufnahme durch hohe Boden-Kaliumgehalte zumindest auf einigen Betrieben möglich gewesen wäre. Auch in den Blattgehalten waren keine Unterschiede zu erkennen. In den zwei Beständen von Lagermöhren mit Pflanzenschutz wurde eine Verringerung der Ausschussware bei gleichbleibenden Gesamterträgen bei Magnesiumdüngung beobachtet – eine Einzelbeobachtung, die ohne weitere Versuche nicht verifiziert werden kann.

Auch die Blattdüngung von Mikronährstoffen führte zu keinen nachweislichen Ertragssteigerungen. In zwei der drei Betriebe (501, 503) mit Mikronährstoffdüngung ließ sich die Aufnahme/Nutzung der Nährstoffe bestätigen: Schwefel- und Borgehalte im Blatt stiegen durch Düngung an, bei Bor ließ sich teilweise auch eine Verlagerung in den Möhrenkörper feststellen. Mangan- und Zinkgehalte wiesen keine absicherbaren, systematischen Effekte auf. Es wird also von einer Aufnahme der Blattdünger ausgegangen, die sich aber selbst unter hohen Ertragsniveaus und guter Blattgesundheit nicht auf den Möhrenertrag auswirkten. Dies bekräftigt die Aussage der Blattanalyse vor Düngung, die keinen Mangel der gedüngten Elemente feststellen konnte.

Abseits der Versuchsfragestellung konnte aus den erhobenen Daten die N-Menge im Möhren-Laub errechnet werden, die zwischen 60 und 190 kg N/ha lag. Auch wenn die oberen Werte sicher nicht der Normalfall sind, ist die Bedeutung dieser N-Fracht festzuhalten – gerade bei dem üblicherweise späten Erntezeitpunkt der Lagermöhren, der oft keine Winterbegrünung zulässt. Hier muss nach Lösungen gesucht werden, um die im Laub enthaltenen Nährstoffe über den Winter zu erhalten.

In frühen Möhren ist bedingt durch die vorzeitige Ernte keine Notwendigkeit von Pflanzenschutz gegeben. Die beiden Lagermöhren anbauenden Betriebe im Versuch wenden jedoch betriebsüblich bereits Pflanzenschutz an, um die Ausbreitung von Blattkrankheiten wie Echtem Mehltau zu beschränken. Durch die länger aktive Blattmasse hat die Möhre Gelegenheit, mehr Wurzelertrag zu generieren. Da – wie auch in Zukunft häufiger anzunehmen - in dieser Anbausaison heiße und trockene Bedingungen vorlagen, die die Möhre auch trotz Beregnung unter Stress setzen, fand Echter Mehltau gute Voraussetzungen. Buck (2022) spricht vor dem Hintergrund zunehmender Stresssituationen im ökologischen Möhrenanbau sogar von einem Paradigmenwechsel im Pflanzenschutz: Die Möhre wird aufgrund der abiotischen Bedingungen schutzbedürftig und aufgrund der hohen Bedeutung für spezialisierte Betriebe auch schützenswert, sodass Pflanzenschutz in Zukunft eher der Normalfall als die Ausnahme sein könnte.

Die Pflanzenschutzwirkung konnte nur in Betrieb 503 von der Wirkung der Mikronährstoffe getrennt werden und führte dort zu Mehrerträgen von 30 % (Rohware) bis 40 % (A-Ware), bedingt durch die deutlich sichtbare, längere Blattaktivität (Bilder 3 und 4). Mit dieser bedeutenden Ertragssteigerung amortisiert sich auch der Aufwand von immerhin vier Spritzungen. Wie am Betrieb durchgeführt, kann die Kupfermenge durch die Nutzung von Kombinationswirkungen gesenkt werden – mit weniger als einem Kilogramm Rein-Kupfer je Hektar wurden sehr gute Möhrenerträge erreicht. Bei Naturland wären die dreifachen, unter EU-Bio-Bedingungen die sechsfachen Mengen erlaubt (Naturland 2021). Auch in anderen Kulturen wie Sellerie, konnte die verbesserte Wirkung gegen Echten Mehltau durch Kombination von Schwefel und Kupfer gezeigt werden (Schwitter und Hauenstein 2020). Zur Beimischung anderer Präparate (Extrakte, Mikronährstoffe) im Pflanzenschutz kann zum jetzigen Stand keine fundierte Aussage getroffen werden.

Die aktuell in den Laboren verwendeten Grenzwerte basieren meist auf Bergmann (1983), der ein hervorragendes, zumeist auf Literaturrecherche basierendes Tabellenwerk zu ausreichenden Nährstoffgehalten von Nutzpflanzen für ein optimales Wachstum verfasste. Diese Werte sind jedoch mindestens 40 Jahre alt – seitdem haben sich Erträge und auch sortenspezifische Eigenschaften verändert, auch Immissionen über die Luft sind anders als vor 40 Jahren (z.B. Rauchgasentschwefelung). Daher ist auch von einer Veränderung der optimalen Nährstoffgehalte auszugehen, was für verschiedene Ackerbau-Kulturen gerade neu bewertet wird, u.a. im Projekt ANAPLANT.

Im Folgenden sollen die ausreichenden Nährstoffgehalte nach Bergmann neueren Quellen gegenübergestellt werden:

^{Tabelle 1: Tabelle ausreichender Blattnährstoffgehalte für Möhren (Auszug aus Wissemeier et al., 2019)}

Bei den Analyseinstituten wird die Zuordnung der Richtwerte zu den Wachstumsstadien teilweise recht frei verfolgt. So wurde im vorliegenden Versuch beispielsweise für BBCH 15 (5. Blatt, Juni) und für BBCH 47 (erntereife frühe Möhre, Ende Juli) der gleiche Richtwert angesetzt – auch aus Mangel an besseren Referenzdatensätzen. Eine gute Zusammenstellung der aktuell verfügbaren Datensätze mit Spannen zu ausreichenden Blattnährstoffgehalten findet sich bei Wissemeier et al. (2019).

Wichtig ist die Angabe des Wachstumsstadiums und die Beprobung des richtigen Pflanzenteils (ganzer Spross, jüngstes vollentwickeltes Blatt). Wie sich an Tabelle 1 zeigt, unterscheiden sich die ausreichenden Nährstoffgehalte (Versorgungsstufe C) stark, je nach beprobtem Pflanzenteil und Stadium der Pflanze. Eine ungenaue Beprobung kann daher schnell zu einer falschen Einschätzung des Versorgungszustandes und damit zu falschen Schlussfolgerungen/Maßnahmen führen. Dem ist hinzuzufügen, dass die neuesten Daten auf diesem Gebiet über 15 Jahre alt sind; viele Labors orientieren sich mit Bergmann (1983) an deutlich älterer Literatur. Eine Validierung der ausreichenden Nährstoffgehalte bei modernen Sorten und Erträgen und die Etablierung neuerer Literatur als Richtwerte in den Laboren sind daher überfällig.

Aufgrund unterschiedlicher betrieblicher Gegebenheiten und Produktionssysteme wurden die Versuche auf den Betrieben individuell durchgeführt und folgerichtig getrennt interpretiert. Ein Kontext kann dadurch nur logisch, nicht statistisch hergestellt werden. Um die Betriebe tatsächlich auch statistisch zusammen auswerten zu können, wäre eine Vereinheitlichung des Produktionssystems und eine erweiterte Clusterung der Betriebe nötig, ähnlich des im NutriNet durchgeführten Netzwerkversuches. 

Die Applikationsmengen orientierten sich – da kein Mangel angezeigt war – in diesem Jahr ausschließlich an dem fixen Wert von 3 bzw. 6 kg Mg/ha, auf dem die Varianten «Mg» (Magnesiumdüngung), «MNS» (Mikronährstoffdüngung) und «Mg+MNS» (Kombination aus Mg und MNS) basierten. Das entsprach am Beispiel von Betrieb 3 für Magnesium 23 – 64 % des Entzugs, die in «MNS» gedüngten Nährstoffe deckten 58 – 177 % (Schwefel), 111 – 148 % (Bor) und 133 – 333 % (Mangan) des Entzugs. Trotz der im Vorhinein festgelegten Menge kann also von für die Pflanzenversorgung relevanten Düngermengen ausgegangen werden. Bei einer frühen Applikation wäre allerdings das Verrechnen des Pflanzendeckungsgrades vor Applikation sinnvoll gewesen.

Mitte bis Ende August gab es in den betroffenen Anbauregionen eine Hitzewelle mit Temperaturen bis zu 40 °C. Die Magnesiumdüngung, der eine Regulation von Stress und Photosyntheseleistung unterstellt wurde, war aufgrund verzögerter Pflanzenentwicklung auf den meisten Betrieben bis dahin noch nicht ausgebracht worden – eine sehr frühe Ausbringung hätte möglicherweise die Effekte der Magnesiumdüngung vergrößern können.

In drei Versuchen wurden herkömmliche Blattanalysen (Eurofins Komplexe Pflanzenanalyse) durchgeführt, in einem Versuch Blattsaftanalysen (NovaCropControl). In diesem Versuch konnten die gedüngten Nährstoffe auch im größten Umfang in der Pflanze wiedergefunden werden. Da die Blattsaftanalyse für sich beansprucht, ein «aktuelleres» Bild der Pflanzenernährung und damit auch den aktuellen Status eines möglichen Mangels zu zeigen, soll im kommenden Versuchsjahr auf diese noch junge Methode zurückgegriffen werden.

Die ursprüngliche Versuchsidee, mit Blattspritzungen auf Mikronährstoffmangel im jungen Möhrenblatt zu reagieren, konnte nicht durchgeführt werden, da kein Mangel vorlag. Dies mag durch ein gutes Aneignungsvermögen der Möhre und langjährige organische Düngung begründet sein. Speziell die Mikronährstoffversorgung und -bilanzierung durch Wirtschaftsdünger bedarf noch erheblicher Forschung, die besonders für den Ökolandbau zukünftig relevant ist. In Folgeversuchen soll nach einem breiteren Screening speziell dort gedüngt werden, wo tatsächlich ein Mangel zu beobachten ist.

Unsicherheit herrscht noch bei der Bestimmung des Mangels: Die bisher von den Laboren verwendeten Referenzwerte für Möhren-Blattnährstoffgehalte sind entweder alt und berücksichtigen daher weder Sorten- noch Ertragsentwicklungen der letzten 15 – 40 Jahre, oder sie beschreiben nicht die Wachstumsstadien, in denen für eine rechtzeitige Reaktion durch Düngung beprobt werden müsste. In einem Folgeversuch sollten entweder verschiedene Analysemethoden oder nach Erhalt der Analyse verschiedene Referenzwert-Systeme konsultiert werden, bevor eine Maßnahme empfohlen wird. Am Ende dieser NutriNet-Versuchsreihe sollte eine klare Empfehlung zur Vorgehensweise für den Praktiker stehen.
Eine Mikronährstoffdüngung – in diesem Versuch ohne zuvor festgestellten Mangel – führte zu keiner nachweisbaren Verbesserung von Ertrag oder Qualität. Das stellt grundsätzlich die zunehmend verbreitete Praxis infrage, bei der ohne vorherige Blattuntersuchung vorbeugend eine Blattdüngung durchgeführt wird. Vereinzelt konnte durch veränderte Nährstoffgehalte jedoch eine Aufnahme und Verlagerung nachgewiesen werden. Untersuchungen zur Lagereignung der geernteten Möhren wären eine mögliche, aber arbeitsintensive Erweiterung der Fragestellung.

Die gewichtigste Ertragssteigerung konnte durch intensiven Pflanzenschutz, u.a. mit S und Cu, erreicht werden: Ertragssteigerungen über 200 dt/ha finanzieren die notwendigen Maßnahmen mit Leichtigkeit, sodass der «Paradigmenwechsel» hin zu mehr Inputs und Pflanzenschutz im Öko-Möhrenanbau (Buck 2022) auch vor dem Hintergrund dieses Versuchs wirtschaftlich sinnvoll erscheint.

Dank gebührt zunächst den Betriebsleitern, die den Mehraufwand und die teils kurzfristigen Änderungen gekonnt auffingen. Außerdem geht ein besonderer Dank an Lukas Vorwig, der auf Betrieb 503 den praktischen Teil seiner Masterarbeit im Versuch durchführte und ohne dessen Engagement eine derart differenzierte Anlage nicht möglich gewesen wäre.

Literatur zu Referenzwerten:

• Bergmann, W. (1983). Ernährungsstörungen bei Kulturpflanzen; Entstehung und Diagnose.
• Wissemeyer et al. (2019): Diagnose des Ernährungszustandes von Kulturpflanzen.

Möhrenanbau und Produktionsverfahren:

• Agrarmarkt-Informationsgesellschaft (2022): MARKT Woche Öko-Gartenbau, Ausgabe 11/2022a vom 16.03.2022.
• Buck (2022): Paradigmenwechsel im Bio-Lagermöhrenanbau. ÖKOmenischer Gärtnerrundbrief 01 (2022): 30-34.
• Sauerwein, G. (2022): Informationsdienst Gartenbau – Gemüsebau, Nr. 30, 32.KW vom 10.08.2022

Mikronährstoffdüngung:

• Alexander, P.D., Alloway, B.J., Dourado, A.M. (2006). Genotypic variations in the accumulation of Cd, Cu, Pb and Zn exhibited by six commonly grown vegetables. Environmental Pollution 144(3). https://doi.org/10.1016/j.envpol.2006.03.001.
• Majkowska-Gadomska, J., & Wierzbicka, B. (2010). The yield and nutritive value of selected carrot cultivars with orange-and purple-colored storage roots. Acta Scientiarum Polonorum-Hortorum Cultus, 9(4), 75-84.
• Poberezny, J., Wszelaczynska, E., & Keutgen, A. J. (2012). Yield and chemical content of carrot storage roots depending on foliar fertilization with magnesium and duration of storage. Journal of Elementology, 17(3).
• Wszelaczynska, E., Poberezny, J., Keutgen, A. J., Szczepanek, M., Idaszewska, N., & Brewka, J. (2015). Qualitative changes in carrot preserves depending on foliar fertilization of plants with magnesium and on selected technological processes. Żywność Nauka Technologia Jakość, 22(5). https://bibliotekanauki.pl/articles/826175