Die n-versorgung der getreidepflanzen im iosdv?-?tartu?-?pflanzenanalysen und n-bestimmung im boden

Der Internationale Organische Stickstoffdauerdüngungversuch (IOSDV) Tartu wurde 1989 mit den N-Stufen: 0-40-80-120-160 kg N/ha und den verschiedenen organischen Düngungsstufen: 400 dt/ha Rübenblatt, 40 dt/ha Stroh und 600 dt/ha Stallmist auf einer Fahlerde angelegt. Es wurden NH₄- und NO₃- N im Humushorizont des Bodens untersucht und der N-Gehalt im Aufwuchs von Sommerweizen und Sommergerste. Die mineralische und die mineralische-organische Düngung beeinflussten die Bestockung und Blüte der Getreidepflanzen. Die Getreidepflanzen waren während dieser Zeit ausreichend mit Stickstoff versorgt. Die gemessenen Werte stimmten mit den Angaben zur optimalen N-Versorgung in der Literatur überein (<citeref rid="b1">Bergmann, 1986</citeref>). Die N-Gehalte im Korn korrelierten positiv mit den Erträgen. Die N_min-Werte im Boden zeigten erwartungsgemäß im Herbst eine bessere Korrelation zum Ertrag von Sommergerste als die im Frühjahr gemessenen N_min-Werte. Sie wurden stärker durch den mineralisch gedüngten Stickstoff als durch die Nachwirkung der organischen Düngung beeinflusst. Die Ertrag von Sommerweizen war mehr durch die Witterungsbedingungen während der Vegetationszeit beeiflusst. The aim of the international organic-nitrogen long-term experiment (Internationaler organischer Stickstoffdauerdüngungsversuch (IOSDV), initiated in 1989) is to compare the effects of different forms of mineral nitrogen fertilizer (0-40-80-120-160 kg N/ha) with different organic amendments (beet leaves, 400 dt/ha; straw, 40 dt/ha; and FYM, 600 dt/ha) on loamy Podzoluvisol (FAO). The ion-exchangeable NH₄-nitrogen and NO₃-nitrogen content in humus layer and N-content in shoots of different stages of spring barley and spring wheat were studied. Mineral and organic fertilization influenced N-uptake at anthesis and tillering stage. Cereal plants had a sufficient supply of nitrogen at this time. Measured data are well in accordance with published results (Bergmann, 1986). Results of optimal N-content of shoots at different stages correlated positively and significantly with grain yields. N_min content in the humus layer in autumn was correlated better as in spring with grain yields of spring barley. In the vegetation period, N_min content correlates better with treatment with mineral nitrogen fertilizer than with use of organic amendments. In addition, yield of spring wheat is significantly correlated with weather conditions.     

Vergleich der wasser‐ und anionenbewegung in agrarisch genutzten sandlöss‐ und löss‐schwarzerde‐böden an hand von multitracer‐untersuchungen

Zur Untersuchung der Wasser‐ und Anionen‐ (Bromid, Nitrat) Bewegung in drei Lysimeter‐Bodenmono‐lithen (Braunerde/Sandlöß, Staugley/Sandlöß, Löß‐Schwarzerde) wurden Stabilisotope (D₂O, [^l5N]Nitrat) und konservative (Bromid) Tracer eingesetzt. Nur bei den leichten Sandlöß‐Böden trat bis zum Versuchsabbruch nach 9 Monaten (Zerlegung der Lysimeter) ein Tracer‐Durchbruch im Perkolat auf. Die Durchbruchsvolumina betragen für Nitrat und Bromid < 50 1 sowie für D₂O durchschnittlich 60 1. Im Braunerde/Sandlöß ist das Verweilzeit‐Volumen für Bromid 284 1 und Wasser 299 1. Eine Angabe für Nitrat ist auf Grund des geringen Austrages von ≤0,5% nicht möglich. Die gegenüber den Wasservolumina bei Feldkapazität kleineren VWZ‐Volumina weisen auf eine nur teilweise Auffüllung der Feldkapazität und/oder einen merklichen Anteil an by pass‐Strömung hin. Die Verteilung der Tracer in der Löß‐Schwarzerde nach der Zerlegung des Lysimeters (Tracer noch vollständig im Boden) zeigen einen deutlichen Unterschied zwischen Wasser und Bromid. Der? ₂?‐Peak befindet sich erst in der Schicht 75–100 cm, der Br‐Peak bereits in der Schicht 100–150cm. Die Wasserbewegung war somit langsamer als die Br‐Verlagerung, was mit einem Anionenausschluß‐Effekt infolge der negativ geladenen Ton‐Humus‐Komplexe erklärbar ist.     

Einfluss unterschiedlicher ct‐gehalte von Böden des thyrower bodenfruchtbarkeitsversuches auf Ertrag sowie boden‐ und düngerstickstoffaufnahme im gefässversuch

In einem dreijährigen Gefäßversuch wurde der Einfluß unterschiedlicher C‐Gehalte von Böden aus dem “Thyrower Bodenfruchtbarkeitsversuch”; auf den Ertrag von Roggen und Ölrettich sowie deren Boden‐ und Düngerstickstoffaufnahme geprüft. Bei Roggen führte höherer Humusgehalt nur bei Unterlassung einer mineralischen Stickstoffdüngung zu höheren Erträgen, beim nachgebauten Ölrettich auch in der gedüngten Variante. Eine bessere Ausnutzung des Düngerstickstoffs bei höherem Humusgehalt und eine Mehrmobilisation von Bodenstickstoff durch mineralische Stickstoffdüngung konnte nicht festgestellt werden. Von dem nach Versuchsabschluß im Boden verbleibenden Düngerstickstoff wurden zwischen 70 ... 90 % als Bestandteil von Humusfraktionen ermittelt.     

Erträge und n‐bilanzen im IOSDV Madrid im laufe von vier rotationen

Im IOSDV Madrid wird seit 1984 die kombinierte Wirkung von Stallmist, Stroh, Zwischenfrucht und mineralischer N‐Düngung in der Fruchtfolge Sorghum‐Weizen‐Gerste auf einem semiariden Standort in der zentralspanischen Meseta auf einem Calcic Luvisol geprüft.

Die Ergebnisse zeigen, dass die Witterungsbedingungen die Erträge wesentlich stärker beeinflussen als die Behandlungsvarianten. Durch die sehr geringen Niederschläge während der dritten Rotation waren die Gersten‐ und Weizenerträge unabhängig von der Düngung sehr niedrig, während unter optimalen Niederschlagsbedingungen in der ersten und zweiten Rotation die Weizen‐ und Gerstenerträge mit steigender N‐Düngung zunahmen und ihr Optimum bei der Stickstoffdüngungsstufe N₃ aufwiesen; allerdings zeigte nur die Gerste eine Reaktion auf die gleichzeitige Anwendung organischer Dünger. Während der vierten Rotation wurden die Trockenmasse‐Erträge bei Weizen und Gerste durch organische Düngung bis zur Stufe N₂ erhöht, während höhere Mineral‐N‐Gaben die Erträge negativ beeinflussten. Bei Sorghum traten, bedingt durch die extremen Niederschlagsbedingungen, erhebliche Schwierigkeiten auf, die sich in einem sehr niedrigen Korn‐Stroh‐Verhältnis widerspiegelten und keinerlei signifikanten Zusammenhang zu den Behandlungsvarianten erkennen liessen.     

Pflanzen‐mikroben‐interaktionen und c/n‐Stoffumsetzungsprozesse in der rhizosphäre: Aufklärung und quantifizierung

Bis in jüngste Zeit war unklar, ob den in der Rhizosphäre, der Grenzschicht zwischen dem pflanzlichen Wurzelsystem und dem Boden, ablaufenden Vorgängen tatsächlich Relevanz für die C/N‐Umsetzungsprozesse auf ökosystemarer Ebene zukommt. Zielstellung eigener Arbeiten war es daher, auf der Grundlage von Tracern (¹⁴C, ¹⁵N) und immunologischen Techniken (DAS‐ELISA) Verfahren zur entwickeln und zu testen, die zur Klärung dieser Fragestellung beitragen. Wie ^l4C‐Impulsmarkierungsexperimente ergaben, werden bereits im Verlauf der Ontogenese beträchtliche Mengen des neu assimilierten Kohlenstoffs in die organische Bodensubstanz eingebaut (bei Sommerweizen zwischen 51 und 410% und bei Schilf 21% des Wurzel‐C). Mit Hilfe von DAS‐ELISA ausgeführte Studien ließen einen sehr differenzierten Einfluß von Getreidearten und ‐Sorten auf die Besiedlung der Rhizosphäre mit dem phytoeffektiven Bakterienstamm Pantoea agglomérons D5/23 erkennen. In überstautem Niedermoortorf bewirkte die Anwesenheit von Sumpfpflanzen (Schilf, Rohrglanzgras) eine beschleunigte Umsetzung von ¹⁵N‐markiertem Nitrat zu den gasförmigen Denitrifikationsprodukten N₂O und N₂.     

Einfluss der pflanzlichen rhizodeposition auf die c-flüsse im boden: Influence of plant rhizodeposition on c fluxes in soil

By means of ¹⁴C pulse labelling and sterilization of soil, a C release into soil of 14?–?18% of net CO₂ assimilation (corresponding to 23?–?26% of ¹⁴C incorporated in plant tissue) was observed during vegetation period (excluding root respiration). Microbial colonization increased this rhizodeposition. About 60?–?80% of the primary root-borne compounds were very quickly respirated by microorganisms (secondary respiration of exudates). Fourteen to 38% (corresponding to 130?–?400?kg C?ha^?1 a^?1) of the remaining rhizodeposites were located in a zone close to root surface (up to 5?mm). Their solubility in water decreased with increasing distance to the root. The fraction of water-soluble root exudates included primarily carbohydrates (sucrose, glucose, fructose, ribose), amino acids/amides (glutamine, serine, aspartic acid) as well as organic acids (citric, succinic and tartaric acids). The water-insoluble portion of rhizodeposites were strongly absorbed by soil clay-fraction and substantially increased stability of SOM and soil aggregates.     

Einschätzung der potentiellen wassererosionsgefährdung für gemeinden und regionen der bundesländer Mecklenburg‐Vorpommern,brandenburg, Sachsen‐Anhalt und der freistaaten Thüringen und Sachsen

Eine Karte der potentiellen Wassererosionsgefährdung für die östlichen Bundesländer wurde auf der Grundlage gemeindebezogener Datensätze mit Ergebnissen der Mittelmaßstäbigen landwirtschaftlichen Standortkartierung (MMK) erarbeitet. Die Karte enthält das Resultat einer vergleichenden Beurteilung der landwirtschaftlich genutzten Böden hinsichtlich der potentiellen Gefährdung durch Wassererosion auf der Grundlage von Kartierungseinheiten der MMK. Die potentielle Wassererosionsgefährdung wird nach Substrat‐ und Hangneigungsflächentypen eingeschätzt. Auf der Grundlage der gemeindebezogen digitalisierten Kartierungseinheiten der MMK wird der Flächenanteil der auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche der einzelnen Gemeinden vorkommenden Gefährdungsklassen berechnet. Die Beurteilungskenngrößen können zum Vergleich erosionsrelevanter Grunddaten naturräumlicher und administrativer Gebietseinheiten dienen. Werden detailliertere Informationen benötigt, sind darüberhinaus konturenund schlagbezogene Bewertungen möglich. Nach entsprechender Interpretation ist es möglich, Daten zur überschlägigen Abschätzung potentieller Bodenund Schadstoffeinträge in Flußeinzugsgebiete bereitzustellen.     

Kritische Umweltbelastungen Landwirtschaft (KUL)‐ermittlung und bewertung der Energiebilanz

Im Rahmen einer Umweltverträglichkeitsanalyse sind Bewertungen für landwirtschaftliche Energiebilanzen als Abwägungsprozesse ökologischer Erfordernisse zu sehen. Aus übergeordneten Gründen der CO₂‐Vermeidung sollte nicht der Inputminimierung um jeden Preis Priorität zukommen, sondern der Maximierung des Energiegewinns, sofern dies in einem umweltverträglichen Rahmen erfolgt. Mit Blick auf das Energie‐ und CO₂‐Problem darf künftig die Landwirtschaft nicht nur als Nahrungsmittelerzeuger betrachtet werden, sondern auch als potentieller Produzent CO₂‐neutraler und erneuerbarer Energien.

Der vorliegende Beitrag zeigt eine Methode auf, mit der sich die energetische Situation von Landwirtschaftsbetrieben und Landnutzungssystemen routinemäßig erfassen läßt. Bewertungsprozesse und die Eignung von Energiekenngrößen werden diskutiert.     

Wirkung der bodenversauerung auf den N‐, P‐, K‐ und Mg‐gehalt junger Sommergerstepflanzen*

Auf 31 Ackerstandorten (Sand bis stark lehmiger Sand) mit sichtbarer Wachstumsminderung von Sommergerste infolge Bodenversauening wurden von geschädigter und gesunder Teilfläche Boden‐ und Pflanzenproben entnommen. Die Böden wurden auf den pH‐Wert (0,1 N KCl), den DL‐löslichen P‐ und K‐Gehalt sowie den Mg‐Gehalt nach Schachtschabel, die Pflanzenproben auf den N‐, P‐, K‐ und Mg‐Gehalt untersucht. Die Sommergerste war sichtbar geschädigt und im Wachstum gemindert, wenn der pH‐Wert des Bodens unter 4,6 lag. Unter den Bedingungen einer starken Bodenversauerung war der N‐, P‐, K‐ und Mg‐Gehalt der geschädigten Pflanzen im Vergleich zu den Vergleichspflanzen bis um 80% reduziert. Der pH‐Wert des Bodens korreliert mit den N‐, P‐ und K‐Gehalten der Pflanzen, jedoch nicht mit dem Mg‐Gehalt. Signifikante Beziehungen zwischen Gehalt im Boden und in der Pflanze liegen bei P, K und Mg vor. Induzierter Mangel, insbesondere an P und K, trägt nach diesen Ergebnissen zur Wachstumsminderung von Sommergerste auf stark versauerten Böden bei.     

Ein beitrag zur charakterisierung der Bodenveränderungen durch erosion im Jungmoränengebiet

Die Wassererosion, initiiert durch anthropogene Eingriffe durch Bodennutzung, führte zu veränderten Bodenprozessen und einer starken Bodenprofilverkürzung an konvexen und einer Sedimentakkumulation an konkaven Hangbereichen. Die Abtragsbilanz kann durch eine Bodenneubildung nicht annähernd ausgeglichen werden. Der Grad der Veränderung kann durch den Vergleich mit Waldböden der gleichen Genese und Morphologie im Landschaftsausschnitt bestimmt werden, da diese kaum eine Differenzierung zwischen konvexen und konkaven Hangbereichen aufweisen. Der Veränderungsgrad kann durch die Korngrößenzusammensetzung, die Entkalkungstiefe sowie den Gehalt an organischer Bodensubstanz eingeschätzt werden. Die Gehalte an C_org zeigen den Grad der erosionsbedingten Bodendegradierung sehr deutlich. Die Zusammensetzung der leicht abbaubaren OBS differiert viel weniger und wird offenbar durch die aktuelle Nutzung überprägt. An einer weiteren Aufklärung der Veränderung der organischen Bodensubstanz an erosionsbeeinflussten Hängen wird geforscht, weil dieser Parameter als ein wichtiger Indikator für den Zustand und die Degradierung der Böden angesehen werden kann.     

Die Veränderungen der Bodenmikroflora und -mesofauna im Thyrower Nährstoflmangelversuch

Die Kombination steigender mineralischer Stickstoffdüngung mit verschiedenen Formen der organischen Düngung hat im Verlauf der ausgewerteten 6 Jahre (zwei Fruchtfolgezyklen) spezifische Ergebnisse über das Zusammenwirken der Düngungskomponenten erbracht. Die Düngung von Stallmist zeigte neben der ausgeprägten Wirkung zu Zuckerrüben nur noch eine begrenzte Nachwirkung bei Winterweizen. Die deutliche Wirkung von Rübenblatt zu Winterweizen zeigte nur geringe Nachwirkung bei Wintergerste. Die Stroh‐ und Gründüngung zu Wintergerste führte im Laufe der Jahre zu einer ansteigenden Wirkung. Im übrigen hängt die Wirkung der organischen Düngungsvarianten von der jahreswitterung ab.

Die Ertragskurven mit den speziellen Parametern (M, m, i) zeigen erwartungsgemäß, daß die Wirkung der organischen Düngung vornehmlich in den niedrigen Stickstoffstufen (N₀‐N₂) gesichert nachweisbar ist. Die mit den Ertragskurven vorliegenden Daten gestatten Rückschlüsse auf die “optimale N‐Düngung” ohne organische Düngung bzw. mit der jeweiligen Form der Organischen Düngung. Die Nährstoffbilanzen ergeben in den organischen Hauptivarianten deutliche Unterschiede, welche die Auswertbarkeit jedoch nicht beeinflussen.     

Mikrobielle prozesse im asche‐klärschlamm‐kompost bei der rekultivierung von hochhalden in abhängigkeit von der dauer seiner aufbringung

Zur Abdeckung einer Hochhalde im Industriegebiet der Leuna‐Werke zum Schutz der Umwelt vor Staub‐und Schadstoffemmission wurde ein Asche‐Klärschlamm‐Kompost eingesetzt. Er wurde in Abhängigkeit von der Dauer der Aufbringung und der Lage auf den Halden hinsichtlich seiner mikrobiellen Aktivität untersucht (Mikrobielle Biomasse, Enzymaktivitäten, Mineralisierbarkeit in der Langzeitinkubation, N‐Nachlieferungsver‐mögen, Keimgehalt an Bakterien, Actinomyceten und Pilzen, Bakterien‐ Pilz‐Verhältnis, ökophysiologische Parameter wie metabolischer Quotient und C_mik/C_org‐Verhältnis).

Die Ergebnisse haben gezeigt, daß die eingesetzten Substrate über einen längeren Zeitraum mikrobiell sehr aktiv sind und einer starken Mineralisierung unterliegen. Sie ist im Jahr der Aufbringung am stärksten. Die Besiedlung der Substrate trotz eines hohen C_org‐Gehaltes ist gering (C_mik in C_org‐Verhältnis von rd. 0,3%). Das Pilz‐Bakterien‐Verhältnis hat sich während des Versuchszeitraumes von 4 Jahren nur unwesentlich verändert. Die mikrobielle Aktivität nimmt in der Bodentiefe im Vergleich zu Ackerböden langsam ab.

Bis in eine Tiefe von 100 cm lagen mehr als 50% des mineralischen Stickstoffs als Ammonium vor, ab 150 cm war nur noch Nitrat nachzuweisen. Eine Belastung des Grundwassers mit Stickstoff konnte bisher ausgeschlossen werden.

Die eingesetzten Substrate bieten günstige Voraussetzungen für das Pflanzenwachstum. Durch die Begrünung der Halden wird die Staubbelastung in Wohnsiedlungen stark vermindert.     

Untersuchungen zu biomassebildung und nährstoffentzügen durch winterraps und wintergetreide in der zeit von der aussaat bis zur vegetationsruhe

Es wurden die Biomassebildung und die Makro‐ und Mikronährstoffentzüge von Winterraps, Wintergerste, Winterroggen und Winterweizen im Herbst auf vier verschiedenen Böden in einer Kleinparzellenversuchsanlage untersucht.

Winterraps bildete in Abhängigkeit vom eingesetzten Boden eine Gesamtbiomasse (Spross‐ und Wurzelfrischmasse) bis zu 171 dt/ha, Wintergerste bis 83 dt/ha, Winterroggen bis 54 dt/ha und Winterweizen bis 16 dt/ha. Die höchsten ermittelten N‐Entzüge durch Spross und Wurzel lagen für Winterraps bei rund 70 kg N/ha, für Wintergerste bei rund 50 kg N/ha, für Winterroggen bei rund 35 kg N/ha und für Winterweizen bei rund 10 kg N/ha.

Darüber hinaus entzogen pro Hektar:

_____ Winterraps bis zu 2 kg P, 88 kg K, 5 kg Mg, 31 kg Ca, 26 kg S, 40 g B, 13 g Cu, 9 g Mo, 71g Mn, 104 g Zn

_____ Wintergerste bis zu 6 kg P, 50 kg K, 2 kg Mg, 7 kg Ca, 5 kg S, 6 g B, 8 g Cu, 3 g Mo, 45 g ?n, 58 g Zn

_____ Winterroggen bis zu 5 kg P, 30 kg K, 2 kg Mg, 4 kg Ca, 3 kg S, 4 g B, 8 g Cu, 3 g Mo, 45 g Mn, 52 g Zn sowie

_____ Winterweizen bis zu 1 kg ?, 8 kg ?, 0,5 kg Mg, 1 kg Ca, 1 kg S, 1 g B, 2 g Cu, 0,8 g Mo, 14g Mn und 17g Zn.     

Einfluss von wasser‐ und nährstoffversorgung auf die anfangsentwicklung einer nachsaat

In einem Gefäßversuch wurde der Einfluss der Wasser‐ (mangelhaft: 1 mm d^?1 durch gießen; ausreichend: kapillarer Wasseraufstieg aus 35 cm Bodentiefe) und Nährstoffversorgung (NPK‐Düngung breitwürfig oder Banddtlngung der Nachsaatreihe) auf die Jugendentwicklung einer Nachsaat der Grasart Festucapratensis Huds. untersucht. Die Anzahl nachgesäter Pflanzen erreichte am Ende der Versuchsperioden bei mangelhafter Wasserversorgung 50% bzw. 0% der Pflanzenanzahl der Prüfglieder mit ausreichender Wasserversorgung. Die Banddüngung führte offenbar nicht zu einer verbesserten Nährstoffversorgung und konnte die Etablierung nicht verbessern. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass zunehmende Anteile von Elymus repens L. die Etablierung einer Nachsaat erschweren. Da für die nachgesäten Gräser ein wesentlicher Lichtmangel ausgeschlossen werden kann, scheint die geringe Etablierung der Nachsaat durch Wirkungen im Wurzelraum bedingt zu sein.     

Gemeindebezogene standortinformationen im agraratlas sachsen‐anhalt

Im Agraratlas des Landes Sachsen‐Anhalt werden für raumstrukturelle Entscheidungen natürliche und ökonomische Faktoren und Bewertungen in ihrer regionalen Anordnung dargestellt. Der vorliegende Beitrag bezieht sich auf den Teilkomplex “Gemeindebezogene Standortinformationen”; und beinhaltet methodisches Vorgehen und Ergebnisse zu den thematischen Karten:

Geologische Substratherkünfte, Hangneigungsverhältnisse, Hydromorphieverhältnisse, Steinigkeit, Bodenbedingte Anbaueignung, Substratbedingte Bewirtschaftungseignung und Potentielle Gefährdung für Wasser‐ und Winderosion.

Zu den Karteninhalten werden tabellarisch gemeindebezogene Häufigkeiten von Legendeneinheiten und Flächenangaben zum Vorkommen von Merkmals‐ und Beurteilungsklassen mitgeteilt.     

Entwicklung einer Kleinstdurchlaufküvette und ihre Anwendung zur Phosphatbestimmung bei der systematischen Bodenuntersuchung

In dreijährigen Versuchen auf zwei Standorten des nordostdeutschen Tieflandes (Müncheberg, Kreis Märkisch‐Oderland und Berge, Kreis Havelland) konnte gezeigt werden, daß Zwischenfrüchte (Gelber Senf, Ölrettich, Phacelia), die über Winter absterben, den Gehalt an mineralischen N‐Verbindungen im Boden bis Frosteintritt wirksam verringerten. In kurzer Zeit nach dem Abfrieren bis etwa Mitte Januar setzten sie jedoch bis zu 60% der aufgenommenen N‐Menge wieder frei. Die damit dem N_min‐Pool des Bodens zugeführte N‐Menge unterlag nur zeitlich verzögert der Verlagerung in Form von NO₃. Die Freisetzungsintensität wurde durch die Höhe der N‐Gabe zur Zwischenfrucht beeinflußt. Steigende N‐Mengen führten zu einer Verringerung des C/N‐Verhältnisses in den Zwischenfrüchten und zu höherer Freisetzungsintensität.

Winterharte Zwischenfrüchte wie Winterraps und Winterrübsen speicherten im Vergleich dazu die aufgenommene N‐Menge wirksam in der Biomasse, so daß die NO₃‐ Verlagerung im Boden bis zur Aussaat der Folgefrucht auf ein Minimum reduziert wurde.