Regionetzwerk NRW, Einzelversuch

2. Hintergrund

Schwefelmangel führt bei Leguminosen zur Reduzierung der N-Fixierung (Oenema et al., 2003) und beeinträchtigt die Synthese von Chlorophyll sowie S-haltigen Aminosäuren (Blume et al., 2010). Durch Einführung der Rauchgasentschwefelung ist der S-Bedarf in vielen landwirtschaftlichen Kulturen nicht mehr gedeckt (ebd.). Die Deposition liegt heute bei ca. 3 kg S/ha (UBA, 2018). Ergebnisse über Ertragswirkungen der S-Düngung bei Leguminosen sind gemischt: Während der Ertrag bei Futterleguminosen gesteigert werden kann (Böhm, 2017), sind Effekte bei Körnerleguminosen seltener (Schmidtke und Lux, 2015). Zu Gemüseerbsen gibt es wenige Studien aus wärmeren Klimaten, die jedoch eine Ertragssteigerung durch S-Düngung nahelegen (Kumar, 2011). Im Vergleich zu Körnererbsen zeichnen sich Gemüseerbsen durch andere Qualitätsparameter und kürzere Standzeiten aus. Besonders bei Kulturen mit so hohen Intensitäten und Deckungsbeiträgen wie Gemüseerbsen haben Landwirte ein großes Interesse an der Ertragsoptimierung und der damit verbundenen Verbesserung der Nährstoffversorgung der Pflanzen. Auch im Ökolandbau ist Kalium- und Schwefeldüngung von Gemüseerbsen verbreitet. Im vorliegenden Praxisversuch sollten speziell die Ertragseffekte der Schwefeldüngung ermittelt werden.

3. Versuchsfrage

Führt die Anwendung unterschiedlicher Schwefeldünger (Boden- und Blattdüngung) zu einer Ertrags- oder Qualitätssteigerung in Gemüseerbsen?

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

Über die Feldlänge wurden drei Blöcke angelegt, die die Varianten a) Nulldüngung, b) Bodendüngung (Patentkali), c) Blattdüngung (EPSO top) sowie die Kombination aus b) & c) enthielten (siehe Abb. 3).

Versuchsdurchführung

Die Grünspeiseerbsen (Sorte Firenza) wurden auf einem Praxisbetrieb (sL, 810 mm, 10,6 °C) am 21.04.22 gesät (120 Körner/m²). Innerhalb einer Woche nach Saat wurde der S-Status im Boden untersucht (18 kg Smin/ha). Die Bodenuntersuchung (Geobüro Christophel) empfahl eine Düngung von 106 kg S/ha und 59 kg K/ha.

Schwefel wurde auf zwei Wegen appliziert: 1. Bodendüngung durch Streuen von Patentkali (58 kg K/ha, 40 kg S/ha) nach der Saat (06.05.22), 2. Blattdüngung durch Spritzen von EPSO top (MgSO4;3,25 kg S/ha) zu Beginn der Blüte (02.06.22). Eine ursprünglich geplante zweite Spritzung wurde nicht durchgeführt, da nach dem ersten Durchgang Stresssymptome am Blattapparat erkennbar waren, evtl. aufgrund der Salzgehalte des Düngers bei hoher Sonneneinstrahlung.

Die Ernte wurde am 27.06.22, eine Woche vor dem Erntedrusch mit Quadratmeterschnitten (pro Parzelle 3 x 2 m laufende Reihe) durchgeführt. In einem ersten Schritt wurden die ganzen Pflanzen geerntet, gewogen und bei 7 °C gekühlt. Anschließend wurden die Hülsen gezählt, gewogen und bei -10 °C eingelagert. Die Hülsen wurden mit einem Sieb (Spaltmaß 0,5 cm) sortiert. Der Erbsenertrag der Hülsen (> 0,5 cm) wurde durch Öffnen und Wiegen ermittelt. Im Labor der LUFA NRW wurden Trockensubstanzgehalt, Gesamt-N sowie Gesamt-S im Korn bestimmt. Die statistische Auswertung erfolgte mit einem Generalisierten Linearen Modell (GLM) in R (Version 4.2.0).

Auf dem Gesamtschlag wurden 7 Tonnen Grünspeiseerbsen pro Hektar (14,4 bis 14,7 % TS), bei der Handernte lediglich 3 Tonnen pro Hektar (ø 19,2 % TS) geerntet. Die Ertragsunterschiede lassen sich durch die frühere Ernte, das Aussieben und das Trocknen während des Untersuchungsprozesses erklären.

Signifikante Effekte der unterschiedlichen Düngevarianten auf den Ertrag waren nicht feststellbar: Bei der Kontrolle lagen die Erträge bei 32,3 Dezitonnen pro Hektar, bei der Blattdüngungsvariante bei 29,5 Dezitonnen pro Hektar, bei der Bodendüngungsvariante bei 26,5 Dezitonnen pro Hektar und bei der kombinierten Variante (Blatt- und Bodendüngung) bei 32,1 Dezitonnen pro Hektar.

Während die Blattdüngung keine Auswirkungen auf den Schwefelgehalt im Erbsenkorn hatte, führte die Bodendüngung dort zu signifikant höheren S-Gehalten (p= 0,013) (vgl. Abbildung 4).

Die über alle Varianten hinweg ermittelten S-Gehalte im Korn von 0,18 bis 0,21 % TS ähneln den Werten, die Schmidtke & Lux (2015) veröffentlicht haben. Diese beobachteten in einem S-Düngungsversuch mit Körnererbsen (3 Jahre, 7 Umwelten) mehrmals signifikante Steigerungen des S-Gehaltes im jüngsten Blatt und im Korn, konnten aber ebenfalls keine systematischen Ertragseffekte feststellen.

Die signifikant höheren Schwefelgehalte im Korn bei Bodendüngung lassen auf eine Umsetzung, Aufnahme und Einlagerung des als Kaliumsulfat gegebenen Düngers schließen. Da trotzdem keine Ertragseffekte zu beobachten waren, wird davon ausgegangen, dass sich eine verbesserte Schwefelversorgung bei Gemüseerbsen nicht auf die Ertragsparameter auswirkte. Um diese Effekte auch auf andere Betriebe übertragen zu können, wären sicherlich weitere Versuche (andere Jahre/ Umwelten) nötig.

Die Handernte war aufwändig, aber durchführbar. Als Folgeversuch würde sich eventuell ein größer angelegter, maschinell zu erntender Versuch zur gleichen Fragestellung eignen, z.B. eine Streifenanlage. Dies hätte den Vorteil, dass der Aufwand für die Probenahme geringer wäre und sich die Ertragsparameter näher an der Realität bewegen würden. Jedoch wäre die Koordination eines solchen Versuchs aufgrund des hohen Zeitdrucks des erntenden Lohnunternehmers und der schwer vorhersehbaren Erntetermine deutlich herausfordernder.

Wie sich auch in der Literatur für die Körnererbse abzeichnet, zeigen erste Ergebnisse für die Gemüseerbse keine Ertragseffekte einer zusätzlichen S-Düngung.

Dank gilt Markus Puffert und David Büchler von der LWK NRW, die in der Versuchsdurchführung und insbesondere bei der Ernte eine große Hilfe waren.

• Blume, H.-P., Brümmer, G. W., Horn, R., Kandeler, E., Kögel-Knabner, I., Kretzschmar, R., Stahr, K. und Wilke, B.-M. (2010): Scheffer/Schachtschabel: Lehrbuch der Bodenkunde, 16. Aufl., Springer Spektrum Berlin, Heidelberg.
• Böhm, H. (2017): Die Wirkung einer Schwefeldüngung auf Ertrag und Qualitätsparameter von Kleegrasbeständen im ersten und zweiten Hauptnutzungsjahr. Vortrag auf der 14. Wissenschaftstagung Ökologischer Landbau, Campus Weihenstephan, Freising-Weihenstephan, 07.-10. März 2017.
• Kumar, J. (2011): Effect of phosphorus and sulphur application on performance of vegetable pra (Pisum sativum L.) cv. Pant Matar-2. Legume Research 34(4), S. 292-295.
• Oenema, O. und Postma, R. (2003): Managing sulphur in agroecosystems. In: Abrol, Y.P. und Ahmad, A. (Hrsg.): Sulphur in plants. Springer, Dordrecht. DOI: doi.org/10.1007/978-94-017-0289-8_3.
• Schmidtke, K. und Lux, G. (2015): Wirkung verschiedener Verfahren der Schwefeldüngung auf Ertragsleistung und Vorfruchtwert von Körnerleguminosen im Ökologischen Landbau. Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden, Fachgebiet Ökologischer Landbau, Dresden und Landwirtschaftskammer Niedersachsen, Fachbereich Ökologischer Landbau, Hannover.