Der Einfluß von Stickstoff und Magnesium auf Ertrag und Qualität der Zuckerrübe

Die deutsche Wissenschaft trägt internationale Verantwortung für die Weiterentwicklung der Wissenschaft als gemeinsames Gut aller Völker, für die Stärkung des Friedens in Europa und der Welt und für die Erhaltung der Umwelt—regional und global.

Diese dreifache Verantwortung erwächst ihr aus der reichen Tradition der deutschen Wissenschaft, aus unserer immer noch guten ökonomischen Situation und aus der Tatsache, daß wir Verursacher und Leidtragende von regionalen und globalen Umweltschäden sind. Der Nutzen für die deutsche Wissenschaft ist evident: Wissenschaft gedeiht im internationalen Dialog und leidet in der Isolation, sie profitiert von Frieden und Wohlstand in der Welt, von Exportindustrie und Technologietransfer und sie braucht den Zugang zu fremden Lebensräumen für die Umweltforschung im weitesten Sinne.

An Beispielen aus der Ökologie tropischer Küstenzonen werden Formen kombinierter Forschungs‐ und Ausbildungsprojekte als Schritte zur Entwicklung partnerschaftlicher Zusammenarbeit und zum Aufbau von eigenständiger Forschungskapazität in Entwicklungsländern geschildert.     

Wirkung von Böden und Fruchtarten auf die Grundwasserneubildung pleistozäner Ackerstandorte Ostbrandenburgs

Für grundwasserferne Böden Ostbrandenburgs wurde für unterschiedliche Fruchtarten und Fruchtfolgen die Sickerwasserbildung für die Jahre 1992–1995 berechnet. Grundlage bildete der validierte und verifizierte Bodenwasser‐Modellverbund MOBOWASI (Wegehenkel, 1995). Ergebnisse zum Einfluß von Niederschlag, Boden, Fruchtart und Fruchtartenzusammenstellung auf die Sickerwasserbildung werden vorgestellt und diskutiert.

Grasland und Fruchtfolgen mit Zwischenfrucht liefern die geringsten Sickerwassermengen. Entscheidend für die Sickerwassermenge ist nicht allein die Jahresniederschlagssumme, sondern ihre zeitliche und mengenmäßige Verteilung.

Bodenwasserdefizite, verursacht durch geringe Niederschläge, können bei mittleren bis schweren Böden überjährig mindernd auf die Sickerwasserbildung wirken.

In für die niederschlagsarme Region Ostbrandenburgs feuchten Jahren ist der Bodeneinfluß stark, in trockenen Jahren nur unwesentlich.

Die Wirkung der Fruchtart und Fruchtfolge auf die Sickerwassermenge ist groß, wenn die Pflanzenwasserversorgung aus dem Bodenspeicher ausreichend ist. Sie ist klein, wenn das Bodenwasserdargebot die Biomasseproduktion limitiert.     

Über pedogene merkmale der niedermoorböden und deren ausbildungszeiten

Die für die landwirtschaftliche Moornutzung unerläßliche Entwässerung führt zu einer Bodenentwicklung, die meist einen ungünstigen Verlauf nimmt und oft bis zum völligen Verzehr des Torfkörpers führt. Zu den Einflußfaktoren dieser Prozesse und deren zeitlichen Verlauf werden Untersuchungsergebnisse mitgeteilt. Die Ausbildungszeiten für die Boden‐ und Substrattypen der Niedermoore sind im Vergleich zu denen der Mineralböden sehr kurz. Auf die Entstehung mineralischer und organischer Folgeböden wird hingewiesen.     

Ertragsvermögen Von Rotklee Unterschiedlicher Entwicklungstypen

Gefäß‐ und Freilandversuche zum Ertragsverhalten von Rotklee unterschiedlicher Entwicklungstypen ergaben, daß die Höhe des Trockensubstanzertrages entscheidend von der Entwicklungsgeschwindigkeit, der photoperiodischen Reaktion, dem Nachtriebsvermögen und der Plastizität bei abiotischem Streß beeinflußt wird.

In den vorliegenden Untersuchungen konnte auch für mittelspäten Rotklee die Anbauwürdigkeit nachgewiesen werden. Für den Anbau von mittelspätem Rotklee sprechen das Ertragsvermögen, die hohe Aneignungseffizienz für Nährstoffe und Wasser und die günstige Konservatfutterproduktion bei reduzierter Schnittfolge. Besonders hervorzuheben ist jedoch die positive Wirkung auf die Bodenfruchtbarkeit infolge der stärkeren N‐Assimilation sowie der größeren Wurzel‐ und Stoppelrückstände. Dadurch sind mittelspäte Rotkleetypen sehr sichere und ökonomische N‐Quellen für den ökologischen Landbau. Bei kombiniertem Anbau von mittelfrühen und mittelspäten Sorten besteht die Möglichkeit die Rotklee‐Frischfutternutzung vor allem im knappen 2. Aufwuchs sinnvoll zu verlängern.     

Die organische bodensubstanz —bedeutung,definition, bestimmung

Die organische Substanz des Bodens (OBS) ist Voraussetzung für Bodenbildung und Bodenfunktionen. Es werden die Vielfalt der gebräuchlichen Definitionen dargestellt und die Probleme einer ausreichend genauen Bestimmung diskutiert. Eine direkte Bestimmung ist praktisch nicht möglich. Für den Kohlenstoffgehalt der OBS werden in der Literatur Faktoren zwischen 1,6 und 3,3 angegeben. Der C_org‐Gehalt im Boden hat eine große zeitliche und räumliche Variabilität, die Einhaltung der zu fordernden Präzision und Treffgenauigkeit wird zusätzlich durch die verschiedenen Bestimmungsmethoden und ihren zahllosen apparativen und methodischen Variationen erschwert. Für eine Bewertung der OBS ist eine Differenzierung nach dem Grad ihrer Umsetzbarkeit erforderlich. Es wird eine entsprechende Gliederung der OBS als Voraussetzung für die Modellierung von Umsetzungsprozessen vorgeschlagen.     

Erarbeitung einer methode zur verwendung von altdaten der moore für die kennzeichnung von flächenbodenformen

Die Bewertung von Bodenfunktionen in Mooren ist derzeitig aufgrund fehlender Bewertungsmethoden als auch Bewertungsparameter nur unbefriedigend möglich. Das Ziel der Forschungsarbeit war die Erarbeitung einer Methode, vorhandene Altdaten für die Kennzeichnung von Flächenbodenformen in Bodenkarten so aufzubereiten, dass Idealprofile mit entsprechenden Datensätzen für die Bewertung von Bodenfunktionen bereitgestellt werden können. Zur Auswertung kamen folgende Materialien: Datensätze von verschiedenen hydrologisch‐genetischen Moortypen mit Informationen zur Stratigraphie, Art der Torfe und Mudden, Zersetzungsgrad, Tiefe der Substratwechsel, wesentliche physikalische und hydrologische Bodenkennwerte sowie digitalisierte Bodenkarten 1:25000. Die entwickelte Methode stellt eine Abfolgevorschrift mit Zuordnungsregeln dar. Informationen über den hydrologisch‐genetischen Moortyp und die Art der liegenden Schicht ermöglichen eine Vorhersage des Bodensubtyps. Zwei Stufen der Bodenentwicklung wurden beschrieben: vererdetes und vermulmtes Niedermoor. Unter Verwendung von Verknüpfungsregeln und Expertwissen ist es möglich, Idealprofile für Flächenbodenformen inhaltlich zu beschreiben. Durch Zuordnung von GIS‐Karten können dann Bodenfunktionen für definierte Flächen bewertet werden.     

Dauerbeobachtung auf niedermooren—aufbau der ökosystemaren umweltbeobachtung in den biosphärenreservaten schorfheide‐chorin und spreewald

In den Biosphärenreservaten Schorfheide‐Chorin und Spreewald (Brandenburg) wird momentan eine den MAB Kriterien entsprechende Ökosystemare Umweltbeobachtung installiert. Unsere Arbeitsgruppe richtet die Dauerbeobachtung für die Ökosystemgruppen Acker, Grünland und Moor ein. Der vorliegende Artikel beschreibt die Auswahl der zu beobachtenden Ökosystem—Nutzungstypen für alle Niedermoorflächen (Naturnahe und entwässerte Moore).     

Bedeutung der rhizosphären‐ und endophytischen bakterien für die pflanzenernährung

Die Nährstofftransformation in der Rhizosphäre von Kulturpflanzen ist maßgeblich mikrobiell bedingt und bildet die Grundlage für die Bereitstellung der Makro‐ und Mikronährstoffe für das Pflanzenwachstum. Am Beispiel der Mineralisierung organischer Bodensubstanz und der assoziativen biologischen Luftstickstoffbindung durch Bakterien wird der Einfluß der C‐ und N‐Verfügbarkeit in der Rhizosphäre auf die bakterielle Aktivität und die Expression des Nitrogenase Enzyms analysiert und diskutiert. Sowohl Düngung als auch die Bakterienpopulationsstruktur in der Rhizosphäre beeinflussen die Menge und Zusammensetzung der Wurzelexsudate und somit die Keimzahl und die Aktivität der Rhizosphärenmikroflora. Eigene und Literaturergebnisse weisen auf die Bedeutung der Ernährungs‐ und Wachstumsbedingungen der Pflanzen hin, wenn Bruttonährstoffumsetzungen in der Rhizosphäre gemessen werden sollen.     

Bedeutung der phyllosphären‐mikroorganismen in Agrarlandschaften

In einer kurzen Übersicht werden die Besiedlung der Oberfläche grüner Blätter (Phyllosphäre) durch Bakterien, Hefen und filamentöse Pilze, die sie beeinflussenden ökologischen Faktoren, die Bedeutung dieser Mikoorganismen für den natürlichen Stoffhaushalt und für die Gesunderhaltung der Kulturpflanzenbestände sowie mikrobiologisch bedingte ökonomische Aspekte bei der Verwertung der Pflanzen angesprochen. Daraus ableitend werden Forschungsdefizite hinsichtlich der Erfassung der mikrobiellen Diversität in der Phyllosphäre, der Beziehungen zwischen Phyllosphären‐Mikroorganis‐men und Stoffkreisläufen in Ackerland, Grünland und Wald sowie der Auswirkungen von Landnutzungsänderungen auf die mikrobiellen Organismen‐Gemeinschaften aufgezeigt.     

Regionale systemanalysen zu minderungsstrategien gegen diffuse nährstoffeinträge in gewässer im elbetiefland

Für das pleistozäne Elbetiefland und untersetzt für die Beispielsregion “Rhin”; werden hydrologische Systemanalysen zu den dominierenden Abflußkomponenten für diffuse Stoffausträge über den Pfad Versickerung‐Grundwassertransit vorgestellt. Gewässernahe Bereiche mit relativ kurzen Austragsfristen von Wochen und Monaten bis zu 10 Jahren haben einen besonders hohen Anteil an den diffusen Nährstoffeinträgen in Gewässer. Austräge aus gewässerfernen Bereichen mit Austragsfristen von Jahrzehnten bis zu mehreren Jahrhunderten werden während des langen Transits reduziert und haben einen sehr geringen Anteil am Eintragsmix in die Gewässer. Entwässerte Niedermoorgebiete können durch Wiedervernässung in ihrer Senkenfunktion reaktiviert werden. Bei Wasserrückhalt in der Größenordnung der erhöhten Verdunstung der Feuchtflächen gegenüber den entwässerten Flächen lassen sich anteilig auch die gelösten Nährstoffe in der Biomasse, im Torfsubstrat und im Grundwasser zurückhalten. Für das Fallbeispiel Rhin‐Gebiet werden Rückhaltpotenziale ausgewiesen und es werden Schlussfolgerungen für Minderungsstrategien im gesamten Elbetiefland gezogen.     

Wirkung einer langjährig differenzierten mineralischorganischen düngung auf ertragsleistung,humusgehalt, netto‐n‐mineralisierung und N‐bilanz

Zur Untersuchung der Wechselwirkung zwischen mineralischer und organischer Düngung auf Pflanze und Boden werden seit 1966 Dauerversuche auf zwei Standorten (Spröda: anlehmiger Sand; Methau: Lehm) mit der Fruchtfolge Zuckerrüben –Sommergerste—Kartoffeln und Winterweizen durchgeführt.

Bei unterlassener und geringer mineralischer N‐Düngung bewirkte Stallmist erhebliche und Stroh keine bzw. geringe Mehrerträge. Bei optimaler N‐Düngung hingegen erreichten die Mehrerträge durch Stallmist 5% und die durch Stroh 3%. Die auf verbesserte Bodeneigenschaften beruhende Sonderwirkung von Stallmist und Stroh kann durch mineralische N‐Düngung nicht substituiert werden. Auf beiden Standorten wurden die Humusgehalte bei unterlassener organischer Düngung nahezu halbiert. Der Einfluß der Strohdüngung auf die Humusgehalte war gering, der von Stallmist deutlicher ausgeprägt.

Die Netto‐N‐Mineralisierung korrelierte negativ zur mineralischen N‐Düngung, wobei Stallmist zu 25 bis 50 kg/ha höheren Werten führte.

Optimale Erträge wurden mit leicht negativen bis leicht positiven N‐Bilanzsalden realisiert. Dabei gelten die niedrigen Werte stets für die alleinige mineralische N‐Düngung und die höheren für die Stallmist‐ bzw. Strohdüngung.

Da mit dem Anstieg der Humus‐ und Gesamt‐N‐Vorräte vor allem das Risiko der Nitratauswaschung wächst, ist eine maßvolle organische Düngung, die jedoch langfristig den Erhalt der Bodenfruchtbarkeit sichert, anzustreben. In der Regel reichen hierzu jährlich 10 t/ha Stallmist aus.     

Tensionsgesteuerte saugkerzenanlage zur untersuchung der wasser‐und stoffdynamik im boden

Eine neuentwickelte tensionsgesteuerte Saugkerzenanlage wird vorgestellt, die für Untersuchungen der Wasser‐ und Stoffdynamik in der Land‐ und Forstwirtschaft sowie Wasser‐ und Abfallwirtschaft eingesetzt werden kann. Es wird auf methodische Probleme hingewiesen, die bei Verwendung unterschiedlicher Saugkerzen‐ und Anlagetypen auftreten können. Unter Schwarz‐ und Grünbrache auf einem Sandstand‐ort wurden Erprobungsuntersuchungen mit dieser Anlage und einer nicht tensionsges‐teuerten Vergleichsanlage (konstantes Vakuum) durchgeführt. Mit der tensionsgesteuerten Saugkerzenanlage wurde Bodenlosung mit hoher Reprasentanz gewonnen und für die chemische Analyse zur Ermittlung der Stoffkonzentration bereitgestellt. Die Bodenlösungsprobe war kleiner und wies auch häufig geringere Ionenkonzentration als bei der nicht tensionsgesteuerten Anlage auf. Unter Schwarz‐brache wurden größere Bodenlösungsmengen und Ionenkonzentrationen gemessen.     

Über die Veränderungen der Sorptionseigenschaften von Wurzeln zweier Pflanzenarten während der Verrottung

Die Steigerung der naturalen Erträge unserer Kulturpflanzen ist gegenwärtig kein wissenschaftlicher Arbeitsgegenstand der produktionsorientierten landwirtschaftlichen Forschung. Es bestehen häufig Bedenken, daß mit einer zunehmenden Ertragshöhe unerwünschte Wirkungen auf die Umwelt verbunden sind.

An ausgewählten Beispielen wird dargelegt, daß es zum einen nicht möglich ist, aus der Ertragshöhe oder den Ertragssteigerungen pauschal auf negative Umweltwirkungen der ackerbaulichen Produktion zu schließen. Zudem wird diskutiert, welche Bedeutung die Steigerung der Erträge von Kulturpflanzen für die Sicherung der technologischen, aber auch der ökologischen Ansprüche hat.

Ein Rückgang der Forschungs‐ und Publikationsleistungen zu Anbauverfahren bzw. dem Ertragsmanagement wird für die letzten Jahre dargelegt und dessen Bedeutung für die wissenschaftlichen Arbeiten der landwirtschaftlichen Produktion erörtert.     

Wasser‐ und nahrstoffbilanzen einiger niederungsböden ‐lysimeterergebnisse

Nährstoff‐ und Wasserbilanzen unterschiedlicher hydromorpher Böden wurden bei Gras‐ und Maisnutzung mittels Grundwasserlysimetern geprüft. Die Kalium‐, Stickstoff‐ und Phosphorbilanzen waren besonders von den Ernteentzügen geprägt. Gras entzog dem Boden wesentlich mehr Nährstoffe als Mais, obwohl der Mais höhere Erträge lieferte. Die Böden mit den größten Nährstoffvorräten lieferten der Vegetation auch über die Düngermengen hinaus die meisten Nährstoffe nach. In der Kaliumbilanz trifft das besonders für den Boden (Eutric Fluvisol) aus der Elbaue zu und in den Stickstoffteilbilanzen für die Niedermoore (Eutric Histosols).

In den Wasserbilanzen konnten keine bodentypischen Unterschiede festgestellt werden.     

Ein ökologisch bedeutsamer nährstoffkomplex zur erhöhung der mikrobiellen bodenaktivität

Zum 25jährigen Geschäftsjubiläum des B. V. Produkten—Handel Mannheim “PROHAMA”;. Epandage ‐Vinasse—Ausbringungs GmbH “E. V. A.”; Die Vinasse ist ein ökologisch wichtiger Nährstoffkomplex nicht nur für Pflanzen sondern auch für Bodenmikroorganismen. Sie erhöht die Pflanzennährstoffe, verbessert die Bodenstruktur und sanitären Eigenschaften des Bodens. Mit Pestiziden überversorgte Böden werden dekontaminiert. Vinasse fördert die biologische Oxidation von organischen Schadstoffen, z.B. Lindan und anderen hochchlorierten Verbindungen, in weniger toxische Produkte, durch Mikroorganismen.     

Einfluss unterschiedlicher n-versorgung des winterweizens auf die populationsdynamik von getreide-thysanopteren

In der vorliegenden Arbeit wurde anhand von Felduntersuchungen im Rahmen des IOSDV sowie ergänzenden Laborversuchen der Einfluss einer Stickstoff-Dügung auf ökologische und physiologische Charakteristika von Winterweizen untersucht. Die Stufen der N-Versorgung korrespondierten mit der Thysanopteren-Abundanz. Als richtungsbestimmende Einflussgrösse für das Populationsgeschehen der Thysanopteren konnten die mikroklimatischen Bedingungen im Bestand nachgewiesen werden. Eine erhöhte N-Düngung modifizierte die Bestandesdichte und führte zu einer höheren Luftfeuchte im Bestand als außerhalb des Bestandes. Aus den Daten der Feldbeobachtungen zum Mikroklima und zur Thysanopteren-Abundanz konnte die große Bedeutung der Luftfeuchtigkeit und Temperatur für die Populationsdichte der Thysanopteren nachgewiesen werden. Die Ursache für dieses Populationsgeschehen wurde in Laborversuchen analysiert. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen belegten, daß in einem eng begrenzten Bereich zwischen 70 und 80% Luftfeuchtigkeit die Populationsentwicklung begünstigt wird. Außerhalb dieses Bereiches kam es zu populationsbegrenzenden Effekten. Die mikroklimatischen Bedingungen im Winterweizenbestand zur Zeit des Schossens sind entscheidend für die Thysanopteren-Abundanz des Jahres. In the present work the influence of N-supply on ecological and physiological characteristics of winter wheat was examined in cooperation with IOSDV by field and laboratory experiments. The steps of N-supply were corresponding with the density of Thysanoptera. The investigation has shown, that the influence of microclimatic conditions was the trend determining variable of the population characteristics. An increased N-supply changed the density of plant formation and led to an increase of humidity in the population. It was demonstrated in the field experiments that the humidity had a regulating effect on population density. In laboratory experiments the development of the population was favoured in the small range between 70 and 80% humidity. Outside of this range a decrease of population density was observed. The microclimatic conditions in winter wheat during the time of shooting are determining the density of Thysanoptera for a year.     

Prof. Dr. Habil. Dr. H. C. Martin Körschens Zum 65. Geburtstag

Minimierung von Stoffbelastungen und Sicherung der Nachhaltigkeit sind die beiden Seiten, die Kriterienauswahl und Bewertungsprozeß der Kategorie Düngung prägen.

Das Gefährdungspotential der Kategorie wird durch 13 quantifizierbare und kontrollfähige Kriterien beschrieben. Für diese werden ökologische Optima und kritische Belastungen definiert, die die Grundlage für Bewertungsprozesse von Landwirtschaftsbetrieben bilden. Gleichzeitig wird damit ein Rahmen vorgegeben, der standortbezogen den tolerierbaren und damit umweltverträglichen Bereich der Düngung absteckt. Mittels dieses Rahmens können Betriebe umfassend bewertet, Problemfelder identifiziert und Korrekturerfordernisse formuliert werden.     

Bodenvergesellschaftungen nach der mittelmassstäbigen landwirtschaftlichen standortkartierung (MMK)

Nach den Leitbodenformen, ggf. auch nach charakteristischen Begleitbodenformen der Standortregionaltypen der Mittelmaßstäbigen Landwirtschaftlichen Standortkartierung (MMK) werden Bodenvergesellschaftungen definiert und systematisiert. Diese Systematik spiegelt die pedogenetischen Bedingungen für die Ausbildung des Bodenmosaiks wider, und zwar zum einen durch den Hydromorphieeinfluß und zum anderen durch subtrat‐ und/oder klimabedingte Modifikationen der Bodenbildung. Stark durch Wassererosion geprägte Bodenvergesellschaftungen werden gesondert hervorgehoben.

Im Regelfall kennzeichnen zwei bis drei bodensystematische Einheiten (Bodentypen, Bodensubtypen) die Bodenvergesellschaftungen. Deren Darstellung erfolgt jeweils gesondert für das Pleistozängebiet und den Sandlößgürtel (D‐Standorte), die Auen (Al‐Standorte), das Lößgebiet (Lö‐Standorte) und das Berg‐ und Hügelland (V‐Standorte). Eine weitere Zusammenfassung der Bodenvergesellschaftungen liegt tabellarisch vor.     

Untersuchungen zur ökologischen situation ostdeutscher landwirtschaftsbetriebe

Repräsentative ostdeutsche Landwirtschaftsbetriebe sind hinsichtlich ihrer Umweltverträglichkeit bewertet worden. Dazu diente eine Methode, die für ca. 30 relevante Umwelt‐Gefährdungspotentiale aus den Bereichen Düngung, Bodenschutz, Pflanzenschutzmitteleinsatz, Agrarraumgestaltung, Artendiversität, Energiebilanz und Tierbesatz kritische Umweltbelastungen formuliert und damit aktuelle Betriebsdaten wertend vergleicht.

Die Ergebnisse zeigen eine sehr differenzierte Situation. Während Stoffbelastungen mit Konsequenzen für die Nahrungsqualität weitgehend unkritisch sind, bestehen Defizite vor allem als “Altlasten”; in den Bereichen Bodenschutz und Agrarraumgestaltung.

Beziehungen zwischen Intensität und Umweltverträglichkeitsbewertung werden diskutiert.     

Ökologische konsequenzen aus dem ruheverhalten von rind und schaf

Im Ruheplatzwahlverhalten werden Tierart‐und Rassenunterschiede erkannt. Demnach bevorzugen Rinder im Gegensatz zum Schaf höher gelegene Koppelabschnitte für Pausen. Für Hauptruhephasen wählen Galloways überwiegend beschattete Plätze. In Ermangelung an Ausweichmöglichkeiten werden einzelne Ruheplätze übermäßig frequentiert. Die Folgen sind Narbenschädigung und Anreicherung von Exkrementen an wenigen Stellen der Koppel. Für die Nutzung von Tieren aus dem internationalen Genreservoir ist offensichtlich deren Adaptation an ein für ihre Zuchtheimat abweichendes Klima zu beachten. Die Gewähr von ausreichendem Schattenschutz verhindert die Ausprägung der oben beschriebenen Folgen.