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.     

Vorwort/Preface

Diesem Thema war ein internationales Symposium gewidmet, das in der Zeit vom 5.-7. Juni 2002 in Bad Lauchstädt und Halle/Saale durchgeführt worden ist. Anlaß dazu war das 100jährige Bestehen des “Statischen Düngungsversuches Bad Lauchstädt”, der 125. Jahrestag des “Ewigen Roggens” und das 140jährige Bestehen der Agrarwissenschaften in Halle. Diese Veranstaltung war eingebunden in die Feierlichkeiten zum 500. Jahrestag der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg. Sie wurde vom UFZ-Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle GmbH, der Landwirtschaftlichen Fakultät der Martin Luther-Universität Halle-Wittenberg und dem Universitätszentrum für Umweltforschung (UZU) organisiert. An dem Symposium nahmen rd. 150 Wissenschaftler aus 15 Ländern teil. Ziel der Veranstaltung war die Auswertung der Ergebnisse nationaler und internationaler Dauerfeldversuche hinsichtlich der Wirkung unterschiedlicher D ngung und Bewirtschaftung auf eine nachhaltige Bodennutzung und die Erhaltung der ökologischen Bodenfunktionen. Der Boden ist die Existenzgrundlage des Menschen. Er sichert nicht nur die Nahrungsmittelproduktion, sondern auch die Qualität des Trinkwassers, weitgehend auch die Reinhaltung der Atmosphäre und schlieblich unseren unmittelbaren Lebensraum und damit die Lebensqualität. Bodenforschung ist deshalb von existenzieller Bedeutung, wobei Dauerfeldversuche dafür die wichtigste experimentelle Grundlage darstellen. Sie sind gleichzeitig Kristallisationspunkte intensiver nationaler und internationaler Forschungskooperationen. In den letzten Jahren haben sich weltweit Wissenschaftler und Versuchsansteller von Dauerfeldversuchen zusammengefunden und organisiert. So wurde im Rahmen eines Forschungsprojektes der Europäischen Union das SOIL ORGANIC MATTER NETWORK (SOMNET) im Rahmen des Global Change & Terrestrial Ecosystems (GCTE) als Kernprojekt des ,International Geosphere-Biosphere Programme (IGBP)" gegründet. In Zusammenarbeit zwischen dem ,Institute of Arable Crop Research" in Rothamsted (UK), dem UFZ und dem VIUA Moskau wurde eine Dokumentation erarbeitet, die gegenwärtig die Daten von rd. 135 Versuchen beinhaltet und über das Internet abrufbar ist. Mit der Auswertung der Ergebnisse des ,Statischen Düngungsversuches Bad Lauchstädt", des ,Ewigen Roggen" in Halle sowie zahlreicher weiterer internationaler Dauerfeldversuche wird ein wesentlicher Beitrag zur Quantifizierung des Einflusses unterschiedlicher Bewirtschaftungs-, insbesondere Düngungssysteme, auf Höhe und Qualität der Ernteprodukte, auf umweltrelevante Bodeneigenschaften sowie auf die Stofflüsse Boden-Wasser-Pflanze-Atmosphäre geleistet. Von besonderer Bedeutung ist dabei die Tatsache, dass auf Grund der engen internationalen Kooperation Ergebnisse sehr unterschiedlicher Standorte einbezogen und verglichen werden können. Die in insgesamt 30 wissenschaftlichen Vorträgen und 60 Postern dargestellten Arbeiten umfassen Standortbedingungen, die von Schweden bis Spanien und von Deutschland bis Indien reichen. Dabei wurden auch Fragen der Tierfütterung und der menschlichen Ernährung einbezogen mit dem Ziel, langfristig möglichst geschlossene Stoffkreisläufe zu erreichen. Ausgewählte Beiträge dieses Symposiums sind im vorliegenden Heft zusammengestellt. Martin Körschens Elke Schulz Wolfgang Merbach     

Wirkung mechanischer pflegemassnahmen auf Niedermoorgrünland

Der Einfluss der mechanischen Pflegeverfahren “Mahd mit anschließendem Entfernen des gemähten Gutes”; und “Mulchen”;, ist bei jährlich ein‐ und zweimaliger Nutzung auf die botanische Zusammensetzung eines bis Versuchsbeginn intensiv genutzten, artenarmen Pflanzenbestandes, die Trockenmasseerträge, die Kaliummenge in der aufgewachsenen Pflanzenmasse und auf den Kaliumgehalt des Bodens in den Jahren von 1992 bis 1999 untersucht worden. Ergänzend dazu wurde die natürliche Sukzession beobachtet. Insbesondere hier breiteten sich Agropyron repens, Cirsium arvense und Urtica dioica aus. Auch einmalige mechanische Pflege begünstigte die Ausbreitung, zweimalige schränkte sie ein. Trendberechnungen zufolge stellt sich nach Mahd noch keine ertragsbedingte Aushagerung ein, Mulchen führt zum Ertragsanstieg, Mähen bewirkt eine Aushagerung des Kaliums im Boden, nach Mulchen erhöht sich der Kaliumgehalt im Boden.     

Der Dünger Stallmist

Es wird eine technische Lösung zur manuellen Entnahme ungestörter Bodenproben größerer Volumina (300....5000 cm³) vorgestellt, die unabhängig vom aktuellen, natürlichen Wassergehalt erfolgen kann. Die Methode beruht darauf, daß eine Bodensäule freigeschnitten wird, die sich von der zu entnehmenden Bodenprobe durch einen um 100 mm größeren Durchmesser und eine bis zu 140 mm größere Höhe unterscheidet. Über diese Bodensäule wird dann ein Rahmen mit Stempel gesetzt und eingerichtet. Der Probenahmezylinder mit aufgesteckter Schneide wird in den Stempel eingepaßt, auf die Oberkante der Bodensäule aufgesetzt und durch die Führung im Rahmen vertikal in die Bodensäule gedrückt. Dabei fällt der überstehende Boden der Bodensäule zur Seite und behindert die Probenahme nicht weiter. Die ungestörte Bodenprobe kann nach Abheben des Führungsrahmens entnommen werden.     

Stellungnahme der "Internationalen Abbeitsgemeinschaft Bodenfruchtbarkeit" in Der Iuss Zu Einigen Speziellen Fragen Nachhaltiger Landwirtschaftlicher Bodennutzung

Die Entstehung der Internationalen Arbeitsgemeinschaft für Bodenfruchtbarkeit innerhalb der Kommission IV "Bodenfruchtbarkeit" der Internationalen Bodenkundlichen Union (IUSS) geht auf die Initiative von Mitgliedern aus den Niederlanden, aus Deutschland und aus Dä;nemark zurück. Der Gründungsvorschlag wurde wä;hrend der Sitzungen der Kommissionen II und IV der damaligen ISSS in Dublin (1952) unterbreitet und wä;hrend mehrerer Arbeitssitzungen in Kinshasa (1954, Leopoldville) und in Deutschland (1955) ausgearbeitet. Die Gründung erfolgte wä;hrend des ISSS-Kongresses in Paris im Jahre 1956. Die Arbeitsgruppe befasst sich mit den Interaktionen zwischen Stickstoffdüngung, Standort gegebenheiten und Ertrag in definierten Fruchtfolge- und Bewirtschaftungs- systemen. Mit der Geschichte der Arbeitsgemeinschaft eng verbunden ist der Name Eduard von Boguslawski. Prof. Dr. Dr.h.c. Eduard von Boguslawski war Mitinitiator und Mitbegründer der Arbeitsgruppe und prä;gte von Beginn an die konzeptionellen, technischen und wissenschaftlichen Ansä;tze zusammen mit dem ersten Prä;sidenten der Arbeitsgemeinschaft, Dr. Pieter Bruin, dem langjä;hrigen Direktor des Instituts für Bodenfruchtbarkeit in Haren (Groningen, Niederlande). Bruin leitete die Gruppe zusammen mit seinem Sekretür, Dr. Th. J. Ferrari. Ab dem Jahre 1973 übernahm Dr. B. Bretschneider-Herrmann (Rauischholzhausen) bis zu seinem Ableben im Jahre 1981 die Aufgaben des Sekretä;rs. Im Jahre 1980 übergab Dr. Bruin das Amt des Prä;sidenten an Prof. von Boguslawski, der die Arbeitsgemeinschaft bis zu seinem Tode am 1. Februar 1999 leitete. Danach übernahm Prof. Dr. Dr.h.c. Martin Körschens, Bad Lauchstä;dt, die Leitung. Das Amt des Sekretä;rs wird seit 1982 von Prof. Dr. Hans-Richard Wegener ausgeübt. Der Arbeitsgemeinschaft gehören zurzeit mehr als 50 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus 12 europä;ischen Lä;ndern an. Die Mitglieder verfügen mit den Dauerfeldversuchen der Serie der "Internationalen Organischen Stickstoffdauerdüngungsversuche - IOSDV" sowie mit einer Vielzahl weiterer langjä;hriger Dauerfeldversuche über eine exzellente experimentelle Basis für Forschungen auf dem Gebiet der Bodenfruchtbarkeit. Alljä;hrlich werden eine Wintertagung im Schloss Rauischholzhausen (Deutschland) sowie eine Sommerexkursion in einem der beteiligten Lä;nder durchgeführt. In den letzten Beratungen haben sich die Mitglieder der AG ausführlich mit Fragen der nachhaltigen Bodennutzung beschä;ftigt und nach Auswertung der vorhandenen Ergebnisse und Erfahrungen mit sehr großer Mehrheit folgende Erklä;rung verabschiedet. 1. Ziele einer nachhaltigen landwirtschaftlichen Bodennutzung sind hohe Erträ;ge zur ausreichenden Versorgung der stä;ndig zunehmenden Weltbevölkerung mit gesunden Nahrungsmitteln sowie zur Produktion von Energie und Rohstoffen. Gleichbedeutend ist die Erhaltung der ökologischen Bodenfunktionen, der Artenvielfalt, der Landschaft und damit der Umwelt im weitesten Sinne. 2. Die Ergebnisse der umfangreichen Dauerfeldversuche belegen, dass die Erhaltung und Verbesserung der Bodenfruchtbarkeit am ehesten mit der optimalen Kombination organischer und mineralischer Düngung zu erreichen ist. 3. Der Einsatz von organischem Dünger, Mineraldünger und Pflanzenschutzmitteln hat bei konsequenter Beachtung des gegenwä;rtigen Kenntnisstandes, als Ergebnis einer international sehr intensiven und erfolgreichen Forschung der letzten Jahrzehnte, einen positiven Einfluss auf die Umwelt und zugleich einen erheblichen Energiegewinn zur Folge. 4. Ein Verzicht auf Mineraldüngerstickstoff und chemischen Pflanzenschutz reduziert die Erträ;ge auf 60 bis 70%. Damit werden zur Produktion gleicher Mengen an Biomasse rd. 50 % mehr Land benötigt, das CO 2 -Minderungspotential unzureichend genutzt, das Risiko von Stickstoffverlusten erhöht und ökologisch sensible Flä;chen werden zunehmend in landwirtschaftliche Nutzflä;chen umgewandelt. 5. Über den standort- und nutzungsabhä;ngigen Optimalwert erhöhte Humusgehalte können zu Umweltbelastungen führen, insbesondere durch eine negative Beeinflussung des C- und N- Haushaltes der Atmosphä;re und durch die Beeinträ;chtigung der Qualitä;t des Grundwassers. 6. Die Einhaltung der Fruchtfolgegrundsä;tze führt zu effektiver Verwertung der eingesetzten Produktionsmittel und positiven Umweltwirkungen. 7. Es gibt keine abgesicherten wissenschaftlichen Ergebnisse die belegen, dass durch den Verzicht auf Agrochemikalien die Nahrungsmittelqualitä;t verbessert und der Einfluss auf die Umwelt vermindert wird. Sowohl durch unsachgemäßben Einsatz als auch durch Verzicht auf Agrochemikalien können nachteilige Wirkungen nicht ausgeschlossen werden. 8. Die Zukunft kann nur im Konzept des Integrierten Landbaus liegen: Orientierung der Mineraldüngung auf das ökologisch und ökonomisch vertretbare Optimum und Einsatz von Pflanzenschutzmitteln nach dem Schadschwellenprinzip. Der gegenwä;rtige Wissensstand gewä;hrleistet eine leistungsfä;hige und nachhaltige Landwirtschaft und verfügt auch mit entsprechenden Instrumentarien über die Möglichkeit einer ausreichend sicheren Kontrolle.     

50 Jahre organische und mineralische Düngung: Humusgehalte,N‐Ausnutzung und N‐Bilanzen

Nach Umbruch einer Naturwiese wurden während 48 Jahren zehn organische und mineralische Düngungsverfahren geprüft. Der Wechsel von der futterbaulichen zur ackerbaulichen Nutzung hatte bei allen Verfahren ein Absinken des Humusgehaltes von 2,3% auf 1,4–2,1% zur Folge. Bei regelmässiger Stallmistdüngung und bei mineralischer Düngung stabilisierte sich der Humusgehalt nach ca. 35 Jahren auf einem neuen Niveau bei etwa 1,4 bis 1,6%. Bei der Düngung mit Klärschlamm oder Torf stellte sich nach 48 Jahren noch kein neues Gleichgewicht ein. Sowohl die ausreichende mineralische wie auch die organische Düngung förderte die Menge und Aktivität der Bodenmikroorganismen. Die pflanzenbauliche Ausnutzung des Stickstoffs (N) von organischen Düngern betrug während der gesamten Versuchsdauer meist nur 10–30%. Die N‐Ausnutzung mineralischer Dünger dagegen stieg von 20–70% auf 50–80%. Dies gibt einen Hinweis auf ein erhöhtes Umweltgefährdungspotential organischer Dünger. Unter Berücksichtigung der abnehmenden Humusgehalte deuten auch die N‐Bilanzen auf eine erhöhte Umweltgefahrdung organischer Düngung.     

Die wirksamkeit des nitrifikationshemmers dimethylpyrazolphosphat zu winterroggen auf sandboden

Auf einem schluffigen Sandboden mit einem C_org‐Gehalt von 600 mg 100 g^?1 Boden wurde ein einjähriger Freilandmodellversuch mit Winterroggen durchgeführt. Die Kleinparzellen (50×50 cm) wurden mit umgerechnet 120 kg ha^?1 N als Ammonsulfatsalpeter einmalig bzw. in geteilter Gabe von 80+40 kg ha^?1 N gedüngt. Die Gesamt‐ und Teilgaben des Mineraldüngers waren wechselseitig mit dem Stabilisotop ¹⁵N markiert und mit dem Nitrifikationsinhibitor 3,4‐Dimethylpyrazolphosphat (DMPP, Handelsname ENTEC^®) formuliert.

Mit Beginn des Schossens setzte die Differenzierung des Biomassezuwachses gegenüber ungedüngt ein. Im Vergleich zum Standard 60 + 40 + 20 kg ha^?1 N (=100%) war der Kornund Strohertrag der 0‐Variante nur 33 bzw. 37%. Ein signifikanter Mehrertrag erzielte das Prüfglied einmalige Gabe von 120 kg ha^?1 N. Alle anderen Varianten haben sich biostatistisch nicht unterschieden.

Die Nitrifikationsverzögerung ist nach 6 Wochen beendet. Bei der 2. N‐Gabe wurde keine Wirkung durch DMPP erreicht. Der Inhibitor hat die apparente ¹⁵N‐Immobilisation erhöht, der DMPP‐Effekt betrug bis zu 24% der Dünger‐N‐Anwendung. In der Folge war zwischenzeitlich auch die Dünger‐N‐Ausnutzung bis 25% geringer. Schließlich war im N‐Entzug der DMPP‐Varianten der Anteil von Boden‐N relativ größer und in den DMPP‐freien Prüfgliedern der Anteil von Dünger‐N relativ höher.     

30 Jahre paulinenauer Grundwasserlysimeter‐eine zusammenfassung ausgewählter Ergebnisse

In langjährigen Versuchen mit Grundwasserlysimetern wurde der Einfluß des Grundwasserstandes auf den Nährstoffhaushalt und die Evapotranspiration nordostdeutscher Niedermoore geprüft.

Höhere Grundwasserstände steigern deutlich die Evapotranspiration. Die Ursachen liegen einerseits in einer verstärkten Evaporation, da der kapillare Aufstieg durch die Nähe des Wassers zur Oberfläche begünstigt wird. Andererseits nimmt in der Regel der Ertrag mit steigendem Grundwasserstand zu, was zusätzlich eine Erhöhung der Transpiration mit sich bringt.

In den Stickstoffteilbilanzen wird deutlich, dass tiefe Entwässerung in den Niedermooren die Auswaschungsverluste erhöht, was auf verstärkte oxydative Torfmineralisation hinweist.

Die mikrobielle Torfmineralisation wurde über CO₂‐Messungen ermittelt. In Abhängigkeit vom Grundwasserstand wurden jährlich 286 bis 669 gC/m² (2, 9...6, 7 tC/ha) vom Kohlenstoff der Niedermoore mineralisiert. Grundwasserstände von 80 bis 90 cm unter Flur verursachten die höchsten Mineralisationsraten.

Der Ertrag ist der Haupteinflussfaktor in den Kaliumbilanzen. Der sehr hohe Entzug durch die Ernte bei geringer Entwässerung des Niedermoorbodens führte trotz beachtlicher Zufuhr über das simulierte Grundwasser zu hohen Fehlbeträgen in der Endbilanz. Die Grundwassernähe begünstigte folglich die Kaliumauswaschung.     

Beiträge zur Kenntnis des Nährstoffhaushaltes wichtiger Böden der humiden Tropen: 2. Mitteilung: P-Formenverteilung und ihre Beziehungen zu den Bodeneigenschaften

Es wird ein kombiniertes Verfahren zur Messung der hydraulischen Leitfähigkeit vorgestellt. Durch die Verbindung des Verdunstungsverfahrens mit einem stationären Durchflußverfahren ist es möglich, die hydraulische Leitfähigkeit bis nahe Sättigung zu messen. Die Meßwerte beider Verfahren gehen ineinander über. Durch den Wechsel von Entwässerung und Wiederbefeuchtung bei der Durchflußmessung ist es möglich, hysterese Eigenschaften des Bodens im Saugspannungsbereich < 60 hPa zu quantifizieren.     

Bestimmung des notwendigen Nmin‐Angebots für brokkoli (brassica oleracea var: Italica) durch zerstörungsfreie messung des wachstumsverlaufs

Für Brokkoli wird zum Kulturbeginn ein N_min‐Angebot von mehr als 100 kg N/ha empfohlen, obwohl die N‐Aufnahme bis zum 20. Kulturtag nur etwa 20 kg N/ha beträgt. Mit Hilfe der Gamma‐Scanning‐Technik wurde die Wirkung eines variierten N_min‐Ange‐bots auf das Wachstum zerstörungsfrei gemessen.

Zur Pflanzung wurde eine N‐Düngung von 50, 100 bzw. 150 kg N/ha und zum Zeitpunkt beginnender Wachstumsminderung Kopfdüngungen von 250, 200 bzw. 150 kg N/ha (bei einheitlichem Gesamt‐N_min‐Angebot von 300 kg N/ha) gegeben. Zur Ernte führte nur das niedrigste N_min‐Angebot zur Pflanzung zu einer signifikant geringeren Gesamtmasse—nicht jedoch beim Marktertrag.

Wurden zur Pflanzung unterschiedliche N_min‐Angebote durch Düngung von 5, 55 bzw. 105 kg N/ha eingestellt und während des Wachstums die Pflanzen einheitlich mit 5 Kopfdüngungen in Höhe von 15, 50, 60, 90 und 80 kg N/ha in 10 Tage‐Intervallen versorgt, so bildeten nur die Pflanzen zur Ernte, die mit 5 kg N/ha zur Pflanzung gedüngt wurden, eine signifikant niedrigere Gesamtmasse aus. Die Behandlungen hatten wiederum keinen signifikanten Einfluß auf die Höhe der Markterträge.

Danach könnte mit einem N_min‐Angebot von unter 100 kg N/ha zur Pflanzung und mehreren Kopfdüngungen entsprechend der N‐Aufnahme durch die Pflanzen hohe Erträge erzielt und gleichzeitig das Risiko für die N‐Auswaschung auf Sandboden reduziert werden.     

Modelluntersuchungen zur mineralisierung der biomasse von Miscanthus x giganteus (Mineralisierung von Miscanthusbiomasse)

Im Rahmen eines fach übergreifenden Forschungsprogramms wurde die Mineralisierung verschiedener Bestandteile der Biomasse von Miscanthus x giganteus modellhaft untersucht. Daten zur Nährstofffreisetzung und zur Reproduktionswirksamkeit der organischen Rückstände dieser Dauerkultur waren das Ziel der Experimente.

Bei spezifischen Abbauraten verlief die Umsetzung der Miscanthusbestandteile wie die Umsetzung von Stroh. Nur die Wurzeln wurden in deutlich geringerem Umfang mineralisiert. Im Verhältnis zu Stalldung schwankte die Humusreproduktionswirkung der organischen Rückstände von Miscanthus x giganteus zwischen 0,6 (Rhizome), 0,6–0,9 (oberirdische Rückstände) und 1,0 (Wurzeln). Dies führt dazu, daß in etablierten Beständen von Miscanthus x giganteus jährlich zwischen 5 und 9 t/ha organische Substanz anfallen, die der Humusreproduktion des Bodens dienen. Der Prozeß der Mineralisierung führte zu einer teilspezifischen Netto‐N‐Immobilisierung. Ein engeres C/N‐Verhältnis in der Miscanthusbiomasse, keine Einmischung in den Boden und ein nur grobes Zerkleinern bewirkten in der Regel eine stärke N‐Freisetzung.

Die Ergebnisse berechtigen zu der Aussage, daß Miscanthus x giganteus als humusmehrende Pflanzenart zu bezeichnen ist. Die Mineralisierungsbedingungen auf dem Feld (keine Zerkleinerung, keine Einarbeitung der organischen Substanz) müssen bei der Bewertung der Ergebnisse berücksichtigt werden.     

Änderungen der agrarpolitischen Rahmenbedingungen und Auswirkungen auf die Grünlandnutzung in Nordostdeutschland

Die Änderung der agrarpolitischen Rahmenbedingungen über den Zeitraum 1989 bis 1992/93 wurde anhand der Auswirkungen auf die Grünlandnutzung in 13 Kreisen Nordostdeutschlands untersucht. Durch Stillegung von Grenzertragsböden und entsprechende Förderprogramme besteht eine Tendenz zur Erhöhung der Grünlandanteile, insbesondere der grundwasserfernen Magerrasen. Drastische Reduzierungen im Tierbestand haben zu einer deutlichen Extensivierung in der Grünlandnutzung geführt. Optionen der Umnutzung zu Forstflächen werden diskutiert, wobei hier keine akzeptable Alternative zur flächendeckenden extensiven Grünlandnutzung abzuleiten ist. Unter den gegebenen Bedingungen sinkender Aufwendungen für die Bewirtschaftung und reduzierter Milchquoten werden großräumige Extensivweidesysteme an Bedeutung gewinnen. Damit ergeben sich beträchtliche Chancen einer ökologiegerechten und nachhaltigen Landnutzung.     

Nachhaltige Bodennutzung,gemessen am Ertrag sowie an C‐ und N‐Bilanzen

Der Boden gehört zu den wichtigsten Lebensgrundlagen des Menschen, die Erhaltung seiner Fruchtbarkeit ist deshalb unerläßlich. Am Beispiel ausgewählter Prüfglieder des Statischen Düngungsversuches Bad Lauchstädt wird nach 90 Versuchsjahren der Einfluß unterschiedlicher Düngung (ohne, mineralisch, organisch und organisch/mineralisch) auf die Nachhaltigkeit der Bodennutzung, gemessen am Winterweizenertrag, Zuckerertrag sowie an C‐ und N‐Bilanzen dargestellt und im Zusammenhang mit den Begriffen Bodenfruchtbarkeit und Bodengesundheit diskutiert. Die ausschließliche Mineraldüngung bringt auf diesem Standort (Lößschwarzerde) bei beiden Fruchtarten keine geringeren Erträge als die kombinierte Düngung, verursacht die geringsten N‐Verluste und schneidet auch beim Vergleich der C‐Bilanzen am günstigsten ab. Es wird geschlußfolgert, daß mit der Erzeugung von Biomasse zur Energie‐ und Rohstoffgewinnung ein Beitrag zur Verringerung der energiebedingten CO₂‐Emmission geleistet werden kann und eine umsichtige, den gegenwärtigen Kenntnisstand berück‐sichtigende Mineraldüngung diesen Prozeß positiv beeinflußt. Ziel sollte sein, nicht nur einen geringen Anteil der Nutzfläche alternativ zu bewirtschaften, sondern die gesamte Landwirtschaft leistungsfähig, ökologisch vertretbar und ökonomisch zu gestalten.     

Der einfluss von grundwasser und witterung auf den trockenmasseertrag eines grasmischbestandes (lysimeterergebnis)

In einem Langzeitversuch von 18 Jahren wurde in einer Lysimeterserie mit unterschiedlichen Grundwasserständen die Ertragsleistung von Grasmischbeständen untersucht. In einer multiplen linearen Regressionsanalyse konnte ermittelt werden, daß Grundwassertiefe, Niederschlag, Zusatzwasserangebot, Globalstrahlung, Lufttemperatur und das Sättigungsdefizit Einfluß auf den Ertrag haben. Die Zunahme der Globalstrahlung, des Niederschlages und des Zusatzwassers führen zur Ertragserhöhung. Negativ auf den Ertrag wirken sich zunehmende Grundwassertiefe und Lufttemperatur sowie zunehmendes Sättigungsdefizit aus. Es wurde ein Vergleich zwischen gemessenen und errechneten Erträgen vorgenommen, wobei teils sehr gute Übereinstimmungen vorliegen, in einzelnen Jahren auch größere Abweichungen festzustellen sind.     

Untersuchungen über eine leistungsfähige,nachhaltige sowie ökonomisch und ökologisch orientierte landwirtschaft

Ziele einer nachhaltigen, landwirtschaftlichen Bodennutzung sind, global gesehen, hohe und steigende Erträge je Flächeneinheit zur Sicherung der Ernährung der ständig wachsenden Weltbevölkerung und zur Produktion von Energie und Rohstoffen, bei gleichzeitiger Vermeidung von Umweltbelastungen durch Eintrag von Nähr- und Schadstoffen in das Grundwasser oder in die Atmosphäre. Auf der Grundlage der Ergebnisse zahlreicher Dauerfeldversuche wird der Einfluss des Ökologischen Landbaus (ÖL) und des Integrierten Landbaus (IL) auf Ertrag und Umwelt mit folgenden Ergebnissen verglichen: Bei Verzicht auf Mineraldüngung und chemischen Pflanzenschutz werden nur bis zu 70% des ökologisch und ökonomisch vertretbaren Höchstertrages, der mit der kombinierten organisch-mineralischen Düngung erzielt wird, erreicht. Damit werden für die Produktion gleicher Mengen an Nahrung über 40% mehr Fläche benötigt. Das Stickstoffregime ist mit dem Risiko größerer Verluste verbunden, die Kohlenstoffbilanzen fallen ungünstiger aus. Der IL bindet im Vergleich zum ÖL etwa eine t C/ha mehr aus der Atmosphäre. Backqualität und N-Gehalt des Getreides sind im ÖL vielfach unzureichend. Qualitätsvorteile sind nicht nachgewiesen. Die Bewertung unterschiedlicher Bewirtschaftungssysteme nach den "Kriterien Umweltgerechte Landwirtschaft (KUL)" oder dem Modell "Repro" gewährleistet eine ausreichend sichere Kontrolle und wird empfohlen.     

Das mineralinventar der versuchsfla¨che "statischer dauerdu¨ngungsversuch v120, bad lauchsta¨dt"

Der Statische Dauerdüngungsversuch Bad Lauchstädt ist einer der wenigen Schlüsselstandorte von internationalem Ruf innerhalb der Erforschung des Umsatzverhaltens organischer Bodensubstanz. Im Rahmen des Schwerpunktprogramms 1090 der DFG "Böden als Quelle und Senke für CO 2 --Mechanismen und Regulation der Stabilisierung organischer Substanz in Böden" wurde die Versuchsfläche als ein Referenzstandort ausgewählt. Die Interaktion von Bodenmineralen mit organischer Bodensubstanz könnte einer dieser Stabilisierungsprozesse sein, aber die bisher vorliegenden Informationen über den Mineralbestand der Versuchsfläche sind unvollständig und widersprüchlich. Um diese Mängel auszuräumen, haben wir den Mineralbestand einer 98 Jahre ungedüngten Variante ("18") und einer kontinuierlich gedüngten Variante ("1") bestimmt. Je Variante wurden 4 Unterproben aus Teilparzellen entnommen, um die flächige Heterogenität des Mineralkörpers zu prüfen. Neben Grunduntersuchungen (Texturanalyse, Bestimmung des pH-Wertes und der potentiellen Kationenaustauschkapazität [KAK pot ]) haben wir zur Kennzeichnung des Mineralbestandes die Röntgendiffraktometrieanalyse (XRD), die Röntgenfluoreszenzanalyse (XRF) und Gehaltsbestimmungen an pedogenen Oxiden durchgeführt. Für die Textur wurden signifikante (p<0.05) Differenzen festgestellt. Der Boden von Variante "18" enthielt 4% mehr Sand als jener von Variante "1", während der Schluffgehalt von Variante "18" um 3% kleiner war als in Variante "1". Weder der Mineralbestand, noch pH-Wert und KAK pot liefern für beide Varianten signifikant verschiedene Ergebnisse. Die Feinerde (<2 mm) beider Varianten enthält ca. 80% Quarz, 14% Feldspäte und 6% Glimmer/Illit. Der Mineralkörper der Tonfraktion (<2 µm) besteht zu ca. 77% aus Illit. Daneben sind Quarz (11%), Kaolinit (6%) und primärer Chlorit (6%) vorhanden. Aufweitbare Dreischichtsilikate wurden nicht nachgewiesen. Die Ergebnisse der Elementgehalte zeigen sehr geringe, aber zum Teil signifikante Unterschiede zwischen Variante "18" und Variante "1". Verschiedenen Publikationen zufolge führt langjährige K-Verarmung zur Transformation von Illiten zu aufweitbaren Dreischichtsilikaten. Keine von uns untersuchte Variante zeigte Anzeichen einer solchen Veränderung. Das Ausbleiben dieser Veränderungen wird von uns auf die K-Düngungspraxis der letzten 30 Jahre oder atmogene K-Einträge aus einem benachbarten Zementwerk zurückgeführt.     

Bergwiesen zwischen ertragsmaximierung und naturschutz

Der Beitrag behandelt die Entwicklung der Bergwiesenversuche im Harz von 1950 bis zum Jahr 2000. Während anfangs die Verbesserung der Erträge und des Futterwertes im Mittelpunkt stand, verlagerte sich in den siebziger Jahren der Schwerpunkt zu poly funktionalen Versuchen unter Einschluss des Erosionsschutzes, der Trinkwasserreinhaltung und der Sicherung der Artenvielfalt von Bergwiesen.

Es konnte gezeigt werden, dass auf frischen Bergwiesen mit einer Düngergabe von 40–60 kg N/ha . a, 50 kg K/ha und 32 kg P/ha ein Ertrag von 50–70 dt/ha Heu bei gleichzeitiger Erhaltung der Artenvielfalt erreicht werden kann. Es gelingt auch die Aushagerung ehemals intensiv gedüngter Wiesenflächen.

Diskutiert wird die heutige Situation des Berggrilnlandes. Nutzung und Schutz lassen sich derzeit nur mit Fördermitteln aufrecht erhalten.

Aufwandarme Varianten der Wiesenpflege zur Erhaltung der Artenvielfalt werden dargestellt. Zur zukünftigen Sicherung des Kultur‐ und Schutzgutes “Bergwiese”; sind vielfältige Anstrengungen notwendig. Auf die zu erwartenden landschaftlichen Veränderungen, die Verminderung der Bergwiesenfläche zugunsten des Waldes, wird eingegangen.     

Vergleichende untersuchungen zum umweltverträglichen und energieeffizienten anbau von energiepflanzen

Auf sandigem Boden wurden 10 für die Verbrennung geeignete Energiepflanzenarten über einen Zeitraum von 6 Jahren unter praxisnahen Bedingungen angebaut und dabei Ertrag, Energiegewinn und umweltrelevante Stoffe in Pflanze und Boden bestimmt. Die Düngung erfolgte in 4 Varianten von 0 bis 150 kg N/ha und mit Holz‐ und Strohasche. Auf Pflanzenschutzmittel wurde gänzlich verzichtet. Die Ergebnisse zeigen, daß mit Ausnahme von Topinamburkraut und Gehölzen mit Untersaat die Erträge im Bereích von 8,5 bis 11,8 t_TM/ha liegen und eine Verringung der Stickstoffgabe von 150 auf 75 kg N/ha nur geringfügige Ertragseinbußen zur Folge hat. Ohne Düngung fallen die Erträge nach 6 Jahren um 20 bis 40% ab, ausgenommen Pappel (ohne Untersaat), die mit 8,9 t_TM/ha ähnlich hohe Erträge wie mit Düngung erreicht. Die Gehalte der emissions‐ und feuerungstechnisch relevanten Pflanzennährstoffe, wie Stickstoff, Kalium, Schwefel und Chlor, sind bei Pappel und Weide deutlich geringer als bei Knaulgras, Roggen, Triticale und Hanf. Eine Stickstoffgabe von 150 kg N/ha bewirkt eine absolute Zunahme des Stickstoffgehaltes der Pflanzen um 0,1 bis 0,3%. Durch Düngemittel und energiebedingte Immissionen eingetragene Schwermetalle, wie Kadmium, Blei, Kupfer und Zink, werden in unterschiedlichem Maße absorbiert. Die Gehölze nehmen verstärkt Kadmium und Getreide verstärkt Kupfer auf. Hohe Energieerträge werden mit Hanf, Pappel und Winterroggen erzielt. Auch bei reduzierter Stickstoffdüngung und mit Pappel selbst bei Nulldüngung werden Nettoenergiegewinne von über 3.200 Liter Öläquivalent pro Hektar und Jahr erreicht.     

Erträge und N‐verbleib im internationalen organischen stickstoffdauerdüngungsversuch (IOSDV) puch

Im Internationalen Organischen Stickstoffdauerdüngungsversuch (IOSDV) Puch wurde 1998, nach 15 Versuchsjahren, die 5. Rotation abgeschlossen. Der Versuch umfaßt 10 Düngungsvarianten mit organischen Stoffen, die den Bewirtschaftungsformen mit und ohne Vieh entsprechen. Zusätzlich wurden im Mittel über die Fruchtfolge 0, 40, 80, 120 und 160 kg/ha mineralischer Stickstoff verabreicht. Angebaut wurde eine 3‐jährige Fruchtfolge mit Silomais oder Zuckerrüben, gefolgt von Winterweizen und Wintergerste. Bei der Auswertung des Versuches wurde die erste Rotation, die Anlaufphase, nicht berücksichtigt.

Von den organischen Düngern brachte Gülle, allein oder zusammen mit Stroh bzw. mit Stroh und Zwischenfrucht (Senf) die höchsten Mehrerträge (im Mittel 14%), es folgen Stallmist (6%), Rübenblatt (5%) und Leguminosen‐Zwischenfrucht (4–5%). Stroh allein führte zu Mindererträgen.

Die organischen Dünger führen auch zu Humusneubildung, in dem ein Teil des ausgebrachten Stickstoffes gespeichert wird. Dies muß in den N‐Salden berücksichtigt werden.

Bei alleiniger Strohdüngung wird mehr Stickstoff im neugebildeten Humus gespeichert als mit dem Stroh zugeführt wird, daher auch die niedrigeren Erträge dieser Variante. Bei den Düngungsvarianten Gülle + Stroh, Rübenblatt + Stroh und Leguminosen ‐Zwischenfrucht + Stroh führt Stroh zur Reduzierung von N‐Verlusten.

Die höchsten Humusmengen wurden nach Düngung mit Gülle + Stroh + Zwischenfrucht und Stroh + Zwischenfrucht + Rübenblatt gebildet.     

Prazisionsstufen der Stickstoffdüngungsbemessung zu Winterweizen und Winterroggen auf Sandigen Böden*

In einer Versuchsserie von 1996 bis 1998 wurden auf vier sandigen Standorten Feldversuche mit Winterweizen bzw. Winterroggen durchgeführt. In die Parzellen sind Mikroparzellen für die Düngung mit ¹⁵N‐Tracern installiert worden. Varianten: ungedüngt, halbierte Düngung, 120kgha^?1 ? in 2 bzw. 3 Teilgaben sowie Düngerberechnung über ein EDV‐Programm unter Einbeziehung des N_min‐Gehaltes des Bodens und schließlich zuzüglich der indirekten Messung des Chlorophyllgehaltes der Blätter des Getreides.

Die über Computer. N_min‐Ermittlung und Chlorophyll‐Tester modifizierten N‐Aufwendungen haben zu keiner eindeutigen Ertragsverbesserung geführt. Insgesamt wurden zwischen Ertrag und N_min‐Werte + N‐Düngung enge Beziehungen errechnet. Die Spanne der N‐Entzüge ist von 41 bis 160 kgha^?1 bei Weizen und 48 bis 83 kg ha^?1bei Roggen weit. Der N_min‐Gehalt zum Erntezeitpunkt ist unterschiedlich. Je niedriger die Rest‐N‐Mengen sind, um so mehr verringert sich der prozentuale Anteil des düngerbürtigen ? bzw. die Wiederfindungsrate des eingesetzten Mineraldüngers.