N-Aufnahme von Zwischenfrüchten

Zwischenfruchtbestand im Juli 2019	Fahrgassenbegrünung mit Phacelia im Gemüsebau

Zwischenfrüchte im Gemüsebau

Im Gemüsebau gestaltet es sich teilweise in Folge der intensiven Flächennutzung und einer engen Fruchtfolge als schwierig eine Zwischenfrucht zu etablieren. Eine Möglichkeit kann es daher sein eine Zwischenfrucht z.B. in den Fahrgassen auszusäen. Neben der Konservierung von Stickstoff bietet eine Gassenbegrünung zusätzlich den Vorteil einer besseren Befahrbarkeit der Fläche, z.B. für die Ernte bei feuchter Witterung. Die Zwischenfrucht sollte im Falle einer Gassenbegrünung möglichst einen nicht zu hoch wachsenden, bodendeckenden und unkrautunterdrückenden Bestand bilden. Verschiedene Saatguthersteller bieten hierfür speziell auf den Gemüsebau abgestimmte Mischungen an. Einige Mischungen sollen dabei gezielt Nützlinge fördern. In jedem Fall sollten phytosanitäre Aspekte Beachtung finden. Befinden sich beispielsweise Kohlarten oder Leguminosen in der Fruchtfolge, sollten weitestgehend keine Kreuzblütler bzw. Leguminosen in der Zwischenfrucht vorhanden sein.

Gerne unterstützen wir Sie dabei eine passende Zwischenfrucht für Ihren Betrieb zu finden.

Anhänge:

Rundbrief_Zwischenfrucht 24-07-2019.pdf

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Abbildung 1: Parzellenplan Demofläche 1	Abbildung 2: Parzellenplan Demofläche 2

Tabelle 1: Flächeninfos und Aussaattechnik

Tabelle 2: Zusammensetzung der Zwischenfruchtmischungen

Abbildung 3: Demofläche 1 - Nmin-Gehalte in den Parzellen in den einzelnen Bodenschichten am 15.08.2019	Abbildung 4: Demofläche 1- Nmin-Gehalte in den Parzellen in den einzelnen Bodenschichten am 01.10.2019

	Abbildung 5: Demofläche 1 – N-Aufnahme der Zwischenfrüchte im Beobachtungszeitraum von 06.08.2019 bis 25.09.2019

Aufgrund eines sehr unterdurchschnittlichen Weizenertrages mit folglich geringeren Nährstoffentzügen erwiesen sich die Nmin-Gehalte im Boden mit Werten über 100 kg N/ha zu Versuchsbeginn als relativ hoch. Zur Nmin-Messung am 01.10.2019 konnte eine deutliche Abnahme des Nmin-Gehalts insbesondere in der Bodenschicht 0-30 cm festgestellt werden (Abbildung 3 und 4). Bei Betrachtung der N-Aufnahme der Zwischenfrüchte (Abbildung 5) lässt sich erkennen, dass die Abnahme des Nmin-Gehalts in den einzelnen Parzellen in etwa der N-Aufnahme der Zwischenfrüchte entsprach. Es kann daher vermutet werden, dass es im Beobachtungszeitraum zu keiner Verlagerung des Stickstoffs in tiefere Schichten gekommen ist, sondern vielmehr der vorhandene Stickstoff durch die Zwischenfrucht aufgenommen werden konnte.

 Demofläche 2:

Abbildung 6: Demofläche 2 -  Nmin-Gehalte in den Parzellen in den einzelnen Bodenschichten am 15.08.2019	Abbildung 7: Demofläche 2 -  Nmin-Gehalte in den Parzellen in den einzelnen Bodenschichten am 01.10.2019

	Abbildung 8: Demofläche 2 – N-Aufnahme der Zwischenfrüchte im Beobachtungszeitraum von 05.08.2019 bis 25.09.2019

Mit den ergänzenden Maßnahmen zur Düngeverordnung in den Gebieten nach §13 („Rote Gebiete“) muss seit 30. August 2019 vor der Ausbringung von Wirtschaftsdüngern eine Wirtschafts-düngeranalyse vorliegen. Für die Anrechnung der ausgebrachten Nährstoffe kann folglich in §13-Gebieten nicht mehr auf Referenzwerte zurückgegriffen werden. Um einen Vergleich bzw. eine Bewertung der betriebseigenen Wirtschaftsdünger vorzunehmen, sind die durchschnittlichen Nährstoffgehalte jedoch weiterhin hilfreich.

Die folgenden Grafiken stellen die Ergebnisse der Wirtschaftsdüngeranalysen der WRRL-Beratung aus dem Hessischen Ried dar.

In Abbildung 1 sind die Gesamt-N-Gehalte der jeweiligen Wirtschaftsdünger in kg N/t aufgeführt. Die orangefarbenen Balken entsprechen dem Referenzwert des Landesbetriebs Hessisches Landeslabor (LHL). Die schwarzen Kreise markieren den mittleren N-Gesamt-Gehalt aller Analysen, die von der WRRL Beratung seit dem Jahr 2016 durchgeführt wurden. Die grauen Vierecke zeigen den höchsten und den niedrigsten gemessenen Wert. Die Stickstoffgehalte der Wirtschaftsdüngeranalysen der WRRL-Beratung (WBL) und die Referenzwerte des LHL sind relativ ähnlich. Lediglich bei Kompost kann ein deutlicher Unterschied zwischen den Referenzwerten festgestellt werden. Innerhalb der einzelnen Wirtschaftsdünger konnten jedoch teilweise beträchtliche Spannweiten in den Stickstoffgehalten ermittelt werden. Zum Beispiel variierten die Gesamt-N-Gehalte von Kompostproben der Betriebe im Hessischen Ried zwischen 3,8 kg N/t und 15 kg N/t und bei Pferdemist zwischen 1,9 kg N/t und 13,8 kg N/t.

Abbildung 1: Gesamt-Stickstoffgehalte [kg/t] der Wirtschaftsdüngeranalysen aus der WRRL-Beratung im Hessischen Ried der Jahre 2016 bis 2022 im Vergleich zu den Referenzwerten des Landesbetriebs Hessischen Landeslabors (LHL). Die Analysenanzahl (n) steht in den Balken.

In Abbildung 2 und 3 sind die P₂O₅ und K₂O-Gehalte der Wirtschaftsdüngerproben dargestellt. Auch hier treten innerhalb der Wirtschaftsdünger größere Schwankungen in den Nährstoffgehalten auf. Die größten Unterschiede der P- und K-Gehalte treten bei Kompost und Pferdemist auf.

Vor einer organischen Düngung ist in jedem Fall neben dem N-Gehalt des Wirtschaftsdüngers auch dessen P-Gehalt zu berücksichtigen. Je nach P-Bodengehaltsklasse kann auch der P-Gehalt die Wirtschaftsdüngermenge, die nach Düngeverordnung ausgebracht werden darf, begrenzen.

 
Abbildung 2: P₂O₅-Gehalte [kg/t] der Wirtschaftsdüngeranalysen aus der WRRL-Beratung im Hessischen Ried der Jahre 2016 bis 2022 im Vergleich zu den Referenzwerten des Hessischen Landeslabors. Die Analysenanzahl (n) steht in den Balken.

Abbildung 3: K₂O-Gehalte [kg/t] der Wirtschaftsdüngeranalysen aus der WRRL-Beratung im Hessischen Ried der Jahre 2016 bis 2022 im Vergleich zu den Referenzwerten des Hessischen Landeslabors. Die Analysenanzahl (n) steht in den Balken.

In Tabelle 1 sind die analysierten Parameter der im Hessischen Ried von der WRRL-Beratung (WBL) gemessenen Nährstoffgehalte von Wirtschaftsdüngern seit 2016 als Übersicht dargestellt.

Tabelle 1: Richtwerte Wirtschaftsdüngeranalysen WRRL Hessisches Ried - Stand: 2022

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Richtwerte Nährstoffgehalte organischer Düngemittel WRRL-Beratung_ Stand 2022.pd

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Die diesjährige Nmin-Frühjahrsbeprobung erfolgte im Zeitraum vom 19.01. bis 14.05.2021. Für die Auswertung der Frühjahrs-Nmin-Werte wurden die Bodenprobenergebnisse von 524 Flächen berücksichtigt. Die mittleren Nmin-Gehalte in 0-90 cm für die einzelnen Kulturen oder Kulturgruppen sind in Abbildung 1 unterteilt nach den Bodenschichten dargestellt.

Die Frühjahrs-Nmin-Gehalte 2021 in der Grafik beziehen sich auf die Erntefrucht 2020, also auf die Vorkultur.

Der diesjährige Frühjahrs-Median von allen 524 beprobten Flächen lag bei 41 kg N/ha und war damit ähnlich wie der durchschnittliche Frühjahrs-Nmin-Wert von 2020 (43 kg N/ha).

Im Vergleich zur Herbst-Nmin-Messung 2020 konnte bis zum Frühjahr 2021 eine Abnahme des Nmin-Gehalts von knapp 40 kg N/ha festgestellt werden. Einerseits resultiert diese Abnahme aus der Stickstoffaufnahme einer Winterung oder einer Zwischenfrucht andererseits konnte insbesondere auf sandigen Flächen oder auf über Winter brachliegenden Flächen eine Verlagerung des Stickstoffs in tiefere Bodenschichten beobachtet werden.

Abbildung 1: Mediane der Frühjahrs-Nmin-Gehalte [kg N/ha] der drei beprobten Bodenschichten im gesamten Hessischen Ried nach den Erntefrüchten 2020, Stand 14.05.2021

Wie im Vorjahr wurden die höchsten Frühjahrs-Nmin-Gehalte nach den Kulturen Buschbohnen mit 88 kg N/ha, Zwiebeln mit 82 kg N/ha und nach der Kulturgruppe sonstige Getreide mit 61 kg N/ha gemessen. Bereits zur Herbstbeprobung 2020 konnten nach diesen Kulturen bzw. Kulturgruppen vergleichsweise hohe Herbst-Nmin-Werte festgestellt werden. Auch in den vergangenen Jahren wiesen die Kulturen Buschbohnen, Zwiebeln oder auch Kartoffeln häufig erhöhte Herbst-Nmin-Werte und folglich erhöhte Frühjahrs-Nmin-Werte auf. In einer Nachernte-Nmin-Messreihe in 2020 wurden daher durch die WRRL-Beratung die Ursachen für die erhöhten Herbst-Nmin-Werte untersucht. Die Ergebnisse und Erkenntnisse der Messreihen finden Sie weiter unten auf dieser Seite.

Die niedrigsten Frühjahrs-Nmin-Gehalte wurden wie schon im Frühjahr 2020 unter Rollrasen (21 kg N/ha), nach Winterroggen (22 kg N/ha) und unter Grünland (25 kg N/ha) gemessen. Die niedrigen Frühjahrs-Nmin-Werte unter Rollrasen und Grünland sind auf die vergleichsweise hohe Stickstoffaufnahme der beiden Kulturen über die Wintermonate zurückzuführen. Der niedrige Nmin-Wert nach Winterroggen beruht vermutlich auf der Tatsache, dass die Kultur zumeist moderat gedüngt wird. Zudem erfolgt der Anbau von Roggen größtenteils auf sandigen Flächen. Bodenartbedingt kann der Stickstoff auf diesen Flächen leicht ausgewaschen werden.

In den vergangenen Jahren wurden im Hessischen Ried nach den Kulturen Zwiebel, Buschbohne und Kartoffel häufig erhöhte Herbst-Nmin-Mediane über 100 kg N/ha festgestellt. In der folgenden Abbildung sind die ermittelten Herbst-Nmin-Mediane der Jahre 2016 bis 2020 der genannten Kulturen dargestellt. Anhand von Nmin-Messreihen nach der Ernte der Kulturen sollten mögliche Gründe für die erhöhten Herbst-Nmin-Werte untersucht werden. Dabei wurde vor allem betrachtet welchen Einfluss die Ernte bzw. Rodung der Kultur, die Bodenbearbeitung während der Kultur und nach der Ernte und die Erntereste auf die Nachernte-Mineralisation und die Herbst-Nmin-Werte nach den Kulturen haben.

Abbildung: Herbst-Nmin-Mediane in 0-90 cm Bodentiefe nach Zwiebeln, Buschbohnen und Kartoffeln in den Jahren 2016 bis 2020 im Hessischen Ried. Die Zahl in der Säule entspricht der Anzahl (n) der Flächen im jeweiligen Jahr. Die Nmin-Werte wurden jeweils im November/Dezember gemessen

In den vergangenen Jahren wurden nach Zwiebeln oftmals erhöhte Herbst-Nmin-Gehalte im Beratungsgebiet festgestellt. Mit einer Nachernte-Nmin-Messreihe sollten mögliche Gründe und Ursachen für erhöhte Herbst-Nmin-Gehalte untersucht werden und Lösungsansätze zur Vermeidung erarbeitet werden.

Auf einer Demofläche wurden daher ab dem Zeitpunkt kurz vor der Zwiebelernte Ende August (KW 35) bis Anfang November (KW 45) in unregelmäßigen Abständen Bodenproben bis 60 cm Tiefe entnommen und auf Nmin analysiert (Abbildung 1).

 
Abbildung 1: Nachernte-Nmin-Messreihe nach Zwiebeln unterteilt nach den Bodenschichten

Die Zwiebeln wurden Anfang März gesät und unter Berücksichtigung des betrieblichen Durchschnittsertrags mit 140 kg N/ha gedüngt. Während der Kulturdauer wurden die Zwiebeln regelmäßig bewässert (ca. 180 mm). Am 25.08.2020 erfolgte die Zwiebelernte. Als Folgekultur wurde Winterweizen in KW 40 gesät.

Für die Bestimmung des Nmin-Gehalts im Boden zu Kulturende wurde kurz vor der Ernte eine Nmin-Bodenprobe in 0-60 cm entnommen. Zum Zeitpunkt der Ernte in KW 35 befanden sich in den beiden obersten Bodenschichten 48 kg N/ha. Die Erntemenge blieb auf Grund der anhaltenden trockenen und warmen Witterung um knapp 20 % hinter dem angestrebten mehrjährigen betrieblichen Durchschnittsertrag zurück.

Nach der Ernte in KW 35 erfolgte eine zweimalige relativ flache Bodenbearbeitung (10 cm Bodentiefe) mit der Kurzscheibenegge. Es wurde vermutet, dass durch die Bodenbewegung bei der Zwiebelernte und durch die Bodenbearbeitung nach der Ernte die N-Mineralisation angeregt wird und es zu einem Anstieg des Nmin-Gehalts im Boden kommen würde. Die Nmin-Messungen in KW 36 mit 72 kg N/ha und in KW 40 mit 101 kg N/ha konnten diese Annahme bestätigen.

In der Folge konnte in KW 42 und in KW 45 eine Abnahme des Nmin-Gehalts in 0-60 cm um ca. 30 kg N/ha auf 72 bzw. auf 68 kg N/ha ermittelt werden. Die Abnahme kann vermutlich auf die Nmin-Aufnahme der Folgefrucht Winterweizen (Aussaat Ende September in KW 40) zurückgeführt werden. Die N-Aufnahme des Winterweizens nach der Aussaat bis zur Vegetationsruhe liegt erfahrungsgemäß bei etwa 30 kg N/ha.

Zur Bestimmung des Herbst-Nmin-Gehalts in 0-90 cm Bodentiefe wurde in KW 45 zusätzlich die Bodenschicht 60-90 cm auf Nmin untersucht. Insgesamt befanden sich zum Zeitpunkt der Probenahme Anfang November 98 kg N/ha im Boden. Die Höhe des Herbst-Nmin-Gehalts der Demofläche liegt somit leicht unterhalb des für 2020 ermittelten Nmin-Durchschnittswerts nach Zwiebeln (120 kg N/ha). Trotzdem kann vermutet werden, dass der dargestellte Nmin-Verlauf der Demofläche als exemplarisch auf andere Zwiebelflächen übertragen werden kann.

Fazit:

Für das Erreichen von möglichst niedrigen Nachernte-Nmin-Gehalten und in der Folge für die Erzielung von niedrigen Herbst-Nmin-Werten ist die realistische Einschätzung der Ertragserwartung und somit der Nährstoffentzüge ein wichtiger Baustein. Jedoch können verschiedene, vorab schwer absehbare Faktoren wie zum Beispiel Witterungseinflüsse dazu führen, dass die tatsächlichen Erträge die Erwartungen nicht erreichen.

Umso mehr sollte daher ein Augenmerk auf dem Nacherntemanagement liegen. Die Zwiebelernte führt zu einer erheblichen Bodenbewegung. Dies kann eine erhöhte N-Mineralisation zur Folge haben. Weitere Bodenbearbeitungsgänge nach der Ernte können zusätzlich zu einer Erhöhung der N-Nachlieferung beitragen. Die Auswirkungen der Zwiebelernte und der Bodenbearbeitung nach der Ernte auf den Anstieg des Nmin-Gehalts im Boden konnten in der Messreihe dokumentiert werden.

Aus Grundwasserschutzsicht sollte daher nach Zwiebeln die Intensität und die Häufigkeit der Bodenbearbeitung möglichst reduziert werden. Ein Brachliegen der Fläche über Winter sollte unbedingt vermieden werden. Aufgrund der relativ geringen N-Aufnahme im Herbst ist Winterweizen als Folgefrucht nach Zwiebeln nicht zu empfehlen. Kulturen mit einer höheren N-Aufnahme wie zum Beispiel Winterraps oder Wintergerste sollten bevorzugt werden. Optimalerweise sollte nach der Kultur Zwiebel eine Zwischenfrucht folgen. Der durch die Zwischenfrucht aufgenommene Stickstoff könnte so vor einer Auswaschung geschützt und für die folgende Sommerung konserviert werden.

Im Jahr 2020 wurde eine Nachernte-Nmin-Messreihe nach Buschbohnen durchgeführt. Auch hier zeigte sich, dass die häufig festgestellten erhöhten Herbst-Nmin-Werte nach dieser Kultur in hohem Maße vom Nacherntemanagement beeinflusst wird. In der folgenden Abbildung ist der Nachernte-Nmin-Verlauf einer Buschbohnenfläche in 0‑60 cm Bodentiefe dargestellt. Zu Kulturbeginn Mitte Mai befand sich ausreichend Stickstoff im Boden. Es erfolgte daher keine N‑Düngung. Zur Ernte in KW 32 befanden sich knapp 60 kg N/ha in 0-60 cm Bodentiefe. Kurz darauf erfolgte eine flache Bodenbearbeitung mit einer Scheibenegge. In KW 34 konnte eine erhebliche Zunahme des Nmin-Gehalts beobachtet werden. Diese kann auf die erhöhte N-Mineralisation infolge der durchgeführten Bodenbearbeitung und der eingearbeiteten Erntereste zurückgeführt werden. Im weiteren Verlauf blieben die Nmin-Werte auf hohem Niveau (KW 34-38). Durch eine weitere Bodenbearbeitung mit der Scheibenegge konnte in KW 42 erneut eine Zunahme des Nmin-Gehalts im Boden auf 131 kg N/ha festgestellt werden. Jedoch fiel diese im Vergleich zur ersten Bodenbearbeitung niedriger aus. Kühlere Bodentemperaturen sorgten vermutlich für schlechtere Mineralisationsbedingungen, so dass der Anstieg vergleichsweise moderat ausfiel. Zudem dürfte sich der überwiegende Teil der Erntereste bereits umgesetzt haben. Mitte Oktober erfolgte die abschließende Bodenbearbeitung und die Aussaat des Winterweizens. Mit 105 kg N/ha lag der Nmin-Gehalt in KW 45 um 26 kg N/ha niedriger als in KW 42. Ein Teil des Rückgangs lässt sich durch die N-Aufnahme des Winterweizens erklären. Erfahrungsgemäß liegt diese nach der Aussaat bis zum Frühjahr bei etwa 30 kg N/ha. Insgesamt gesehen lag der Nmin-Gehalt im Spätherbst und zu Beginn der auswaschungsgefährdeten Zeit (KW 45) deutlich über dem angestrebten Orientierungswert Grundwasserschutz von 40 kg N/ha in 0‑90 cm Bodentiefe. Es besteht daher das Risiko, dass größere Mengen an Stickstoff über Winter in tiefere Bodenschichten verlagert werden.

Ähnliche Beobachtungen konnten auch für die Messreihen nach den Kulturen Zwiebeln und Kartoffeln gemacht werden.

Abbildung: Nachernte-Nmin-Messreihe nach Buschbohnen unterteilt nach den Bodenschichten 0-30 cm und 30-60 cm

Fazit:

Folgende Ansätze können Ihnen dabei helfen den Herbst-Nmin-Gehalt nach den genannten Kulturen möglichst niedrig zu halten und das Auswaschungsrisiko deutlich zu senken:

• Im Frühjahr sollte der N-Düngebedarf immer anhand einer Nmin-Bodenprobe ermittelt werden. Eine bedarfsgerechte Düngung ohne „Überschüsse“ ist eine gute Voraussetzung für niedrige Herbst-Nmin-Werte.
• Die Ertragserwartung sowie das N-Nachlieferungsvermögen des Bodens sollten realistisch eingeschätzt werden.
• Idealerweise Anbau einer Zwischenfrucht mit folgender Sommerung. Falls aus Gründen der Fruchtfolge schwer umsetzbar ggf. Zwischenfrucht vor einer geplanten Winterung etablieren.
• Optimierung der Fruchtfolge. Winterweizen als Folgefrucht weist eine verhältnismäßig geringe N-Aufnahme auf und sollte daher beispielsweise durch eine Wintergerste ersetzt werden.
• Die Bodenbearbeitung nach der Ernte in Häufigkeit und Intensität möglichst reduzieren. Die Bodenbearbeitung nach Möglichkeit sehr spät im Jahr durchführen (kühlere Bodentemperaturen).
• Keine Herbstdüngung zur Folgekultur (auch kein Mist oder Kompost).
• Ein Brachliegen der Flächen über den Winter muss unbedingt vermieden werden.

In den vergangenen Jahren konnten nach Kartoffeln häufig erhöhte Nmin-Werte gemessen werden. Diese Beobachtung deckt sich mit den Erfahrungen anderer in Hessen tätigen WRRL-Maßnahmenträger. Aus diesem Grund wird maßnahmenraumübergreifend ein auf mehrere Jahre angelegtes Monitoring von Kartoffelflächen durchgeführt.

Neben der Höhe der N-Düngung zu Kulturbeginn scheint es noch weitere ausschlaggebende Faktoren für erhöhte Herbst-Nmin-Gehalte zu geben. Häufig weisen die berechneten Schlagbilanzen sehr niedrige oder sogar negative N-Bilanz-Salden auf. Des Weiteren konnten auf drei Demoflächen in 2020 (0-60 cm Bodentiefe) kurz vor der Kartoffelernte lediglich leicht erhöhte Nmin-Gehalte im Boden festgestellt werden (Abbildung 1). Dies deutet darauf hin, dass die relativ hohen Herbst-Nmin-Werte nach Kartoffeln überwiegend auf Faktoren zurückzuführen sind, die zur bzw. nach der Ernte zum Tragen kommen. Als ein wichtiger Faktor wäre die Kartoffelrodung zu nennen. Bei der Rodung wird der Boden intensiv bewegt und durchlüftet. Dies führt zu guten Mineralisationsbedingungen im Boden. Auf den drei Demoflächen konnte eine Zunahme des Nmin-Gehalts von ca. 30 kg N/ha nach der Rodung nachgewiesen werden (Abbildung 1). Zudem verbleibt der oberirdische Aufwuchs auf der Fläche. Nach und nach wird dieser mineralisiert und bewirkt eine Erhöhung des Nmin-Gehalts im Boden. Weitere Bodenbearbeitungsgänge und die Vorbereitung für das Saatbett für die Folgekultur können Mineralisationsschübe mit einem Anstieg des Nmin-Gehalts im Boden verursachen. Als Folgefrucht wird oftmals Winterweizen nach Kartoffeln angebaut. Winterweizen weist eine geringe N-Aufnahme über den Winter im Vergleich zu anderen Winterungen auf. Hohe Nmin-Gehalte im Boden können deshalb häufig nicht komplett durch den Winterweizen aufgenommen werden.

Abbildung 1: Vor- und Nachernte-Nmin-Messungen bei drei Kartoffelflächen in 0-60 cm Bodentiefe

Als Folge dieser Beobachtungen kann festgehalten werden, dass das Nacherntemanagement nach Kartoffeln eine entscheidende Bedeutung für die Erzielung von möglichst niedrigen Herbst-Nmin-Werten hat.

Aus diesem Grund wurde 2020 eine Nachernte-Nmin-Messreihe auf einer Demofläche nach Kartoffeln mit Folgefrucht Winterweizen durchgeführt (Abbildung 2). Ziel der Messreihe war es den Nmin-Verlauf nach der Rodung zu erfassen und mögliche Lösungsstrategien zur Vermeidung erhöhter Nmin-Gehalte zu erarbeiten. Für die Messreihe wurden zwei Parzellen (jeweils 12 m x 20 m) angelegt. Eine Parzelle wurde betriebsüblich (BÜ) bewirtschaftet. Die zweite Parzelle wurde grundwasserschutzoptimiert d.h. mit Aussaat einer Zwischenfrucht vor dem Winterweizen angelegt.

In regelmäßigen Abständen wurden in beiden Parzellen ab KW 33 (kurz vor der Rodung) bis KW 49 Bodenproben in 0-30 cm Bodentiefe entnommen und auf Nmin analysiert. Zu Beginn der Messreihe erfolgte die Nmin-Beprobung im wöchentlichen Turnus, da davon ausgegangen wurde, dass gerade in den ersten Wochen nach der Rodung eine erhebliche N-Dynamik im Boden beobachtet werden kann. Ab KW 37 wurden die Parzellen in einem zwei- bzw. vier-wöchigen Rhythmus beprobt.

Kurz vor der Rodung in KW 33 wurden beide Parzellen erstmalig auf Nmin untersucht (Abbildung 2). Dabei wies die Parzelle „Zwischenfrucht“ mit 35 kg N/ha (0-30 cm) einen um 20 kg N/ha höheren Nmin-Gehalt im Boden auf als die betriebsübliche Parzelle. Zeitnah nach der Rodung wurde in der Parzelle „Zwischenfrucht“ mit flachlaufendem Grubber und aufgesatteltem Schneckenkornstreuer ein Gemenge aus 11 kg/ha Senf und 3 kg/ha Ramtillkraut eingesät. In der betriebsüblichen Variante hingegen erfolgte die erste Bodenbearbeitung etwas später in KW 35 mit einem tieferlaufenden Schwergrubber.

Abbildung 2: Nachernte-Nmin-Messreihe nach Kartoffeln in 0-30 cm Bodentiefe in zwei Parzellen.
Parzelle ZF: Aussaat einer Zwischenfrucht nach der Rodung;
Parzelle BÜ: betriebsüblich d.h. ohne Zwischenfrucht
 

Nach der Rodung in KW 33 stieg der Nmin-Gehalt im Oberboden bis zur Nmin-Messung in KW 34 bei beiden Varianten um ca. 30 kg N/ha an. Dies deckt sich mit den Beobachtungen in Abbildung 2, dass die Rodung eine Erhöhung des Nmin-Gehalts um ca. 30 kg N/ha bewirkt. In KW 35 konnte in der Zwischenfruchtvariante ein weiterer Anstieg des Nmin-Gehalts auf über 80 kg N/ha gemessen werden, während in der betriebsüblichen Variante eine leichte Abnahme dokumentiert werden konnte. Der unterschiedliche Verlauf der beiden Varianten lässt sich ggf. damit erklären, dass bereits durch die flache Bodenbearbeitung zur Aussaat der Zwischenfrucht die N-Mineralisation in Gang gesetzt wurde. Unter Umständen könnte der Oberboden der Zwischenfruchtvariante auch ein etwas höheres Mineralisationsvermögen besitzen, so dass es in den ersten zwei Wochen nach der Rodung zu einem höheren Nmin-Anstieg gekommen ist. Der kurz vor der Rodung ermittelte höhere Nmin-Gehalt könnte dafür einen Hinweis geben. Zum anderen hinterließ der Grubber zur Zwischenfruchtaussaat im Vergleich zum Schwergrubber in der betriebsüblichen Variante eine etwas feinere Bodenstruktur. Es kann daher möglich sein, dass in der Zwischenfruchtparzelle zum Zeitpunkt der Probenahme in KW 35 bessere Mineralisationsbedingungen vorlagen. In der Folge verblieb der Nmin-Gehalt im Oberboden in der betriebsüblichen Variante bis KW 37 auf relativ gleichem Niveau bei etwa 40 kg N/ha. In der Zwischenfruchtparzelle nahm der Nmin-Gehalt in diesem Zeitraum von gut 80 kg N/ha auf knapp über 70 kg N/ha leicht ab. Diese Abnahme kann vermutlich auf die beginnende N-Aufnahme der Zwischenfrucht zurückgeführt werden.

Ab KW 37 bis KW 39 kann in der betriebsüblichen Variante eine drastische Zunahme des Nmin-Gehalts festgestellt werden. Ein Grund für die Zunahme dürfte die zweite Bodenbearbeitung mit folglich erhöhter Nmin-Freisetzung sein. Der Nmin-Gehalt der Zwischenfruchtvariante hingegen reduzierte sich in diesem Zeitraum weiterhin konstant und lag in KW 39 erstmalig unterhalb der betriebsüblichen Variante.

Ab KW 39 bis 41 konnte in beiden Parzellen eine Abnahme des Nmin-Gehalts dokumentiert werden. Jedoch fiel die Abnahme jeweils unterschiedlich stark aus. In der betriebsüblichen Variante fiel der Rückgang mit ca. 12 kg N/ha gegenüber der Zwischenfruchtvariante mit 36 kg N/ha vergleichsweise gering aus. Während die leichte Abnahme in der betriebsüblichen Variante ggf. auf eine beginnende Verlagerung des Stickstoffs durch einsetzende Herbstniederschläge hindeuten könnte, kann die starke Abnahme in der Zwischenfruchtvariante auf den relativ großen Massezuwachs mit folglich hoher Nährstoffaufnahme zurückgeführt werden. Zur Überprüfung der N-Aufnahme der Zwischenfrucht wurden in KW 43 (21.10.2020) Ernteschnitte entnommen und die Stickstoffaufnahme der Zwischenfrucht ermittelt. Im Beobachtungszeitraum lag die durchschnittliche N-Aufnahme der Zwischenfrucht bei 64 kg N/ha. Dies entspricht im Wesentlichen auch der Abnahme des Nmin-Gehalts von 85 kg N/ha in KW 35 bis auf 23 kg N/ha in KW 41.

Unmittelbar nach den Zwischenfrucht-Ernteschnitten in KW 43 erfolgte eine Bodenbearbeitung über die ganze Fläche in deren Folge die Zwischenfrucht eingearbeitet und der Winterweizen gesät wurde. In der Parzelle „Zwischenfrucht“ konnte im Anschluss bis in KW 49 eine erhebliche Zunahme des Nmin-Gehalts im Oberboden beobachtet werden. Es kann daher vermutet werden, dass der Umbruch der Zwischenfrucht zu einer Mineralisation des im Aufwuchs gebundenen Stickstoffs führte. Es besteht daher das Risiko, dass dieser freigewordene Stickstoff über den Winter in tiefere Bodenschichten verlagert wird. Durch eine Nmin-Bodenprobe im Frühjahr 2021 soll überprüft werden, ob zumindest ein Teil des Stickstoffs aus der Zwischenfrucht für die Folgefrucht konserviert werden konnte.

In der Parzelle ohne Zwischenfrucht nahm der Nmin-Gehalt im gleichen Zeitraum hingegen konstant ab. Aufgrund der bereits etwas kühleren Bodentemperaturen und folglich schlechteren Mineralisationsbedingungen scheint daher die Bodenbearbeitung in KW 43 nicht mehr so einen großen Einfluss auf den Nmin-Gehalt ausgeübt zu haben. Die konstante Abnahme des Nmin-Gehalts lässt vermuten, dass es durch einsetzende Herbstniederschläge bereits zu einer Verlagerung des Stickstoffs in tiefere Bodenschichten kam. Die N-Aufnahme durch den Winterweizen ist in diesem Zeitraum als eher gering einzuschätzen.

Fazit:

Die N-Düngung zu Kartoffeln sollte zur Vermeidung von zu hohen Rest-Nmin-Gehalten nach der Ernte optimal auf die Ertragserwartung und somit an den Kulturbedarf abgestimmt sein. Für die Erzielung von möglichst niedrigen Herbst-Nmin-Gehalten muss zudem das Nacherntemanagement besonders beachtet werden. Die Kartoffelrodung bewirkt einen Nmin-Anstieg im Oberboden von mindestens 30 kg N/ha. Weitere Bodenbearbeitungsgänge nach der Rodung tragen in der Regel zu einer Erhöhung des Nmin-Gehalts bei und sollten daher in der Häufigkeit und Intensität möglichst reduziert werden. Bodenbearbeitungsgänge zu einem späteren Termin (Spätherbst) führen aufgrund der kühleren Bodentemperaturen und folglich schlechteren Mineralisationsbedingungen zu einem geringeren Nmin-Anstieg und sollten daher, wenn betrieblich umsetzbar, bevorzugt werden.

Der Anbau einer Zwischenfrucht nach Kartoffeln kann zu einer beträchtlichen Abnahme des Nmin-Gehalts im Boden führen. Eine relativ frühe Einarbeitung beispielsweise zur Aussaat des Winterweizens im Oktober kann jedoch bereits zu einer Mineralisation des im Aufwuchs gebundenen Stickstoffs bis zur Vegetationsruhe führen. Es besteht daher das Risiko, dass dieser freigewordene Stickstoff über den Winter in tiefere Bodenschichten verlagert wird. Aus Grundwasserschutzsicht wäre es daher wünschenswert, wenn die Zwischenfrucht über Winter auf der Fläche verbleiben und eine Sommerung folgen würde. Aufgrund der Fruchtfolge ist das betrieblich nicht immer umsetzbar. Durch den Anbau einer Zwischenfrucht vor der Winterung besteht die Chance, dass ein Teil des zunächst im Aufwuchs gebundenen Stickstoffs vor einer Verlagerung über den Winter in tiefere Bodenschichten geschützt wird.

Langjährige Nmin-Werte nach Kulturfolgen

Für eine langjährige Betrachtung der Nmin-Gehalte nach Kulturfolgen im Hessischen Ried wurden alle ermittelten Herbst-Nmin-Werte der WRRL-Dauerbeobachtungsflächen im Zeitraum von 2011 bis 2018 ausgewertet. Dabei wurden über den gesamten Zeitraum die Herbst-Nmin-Werte nach Getreide (Sommer- und Wintergetreideflächen) betrachtet und nach der jeweiligen Folgefrucht ausgewertet. In Abbildung 1 sind die Mediane der Herbst-Nmin-Gehalte in der Bodentiefe 0-90 cm für einige Folgefrüchte dargestellt.

Abbildung 1: Herbst-Nmin-Gehalte im Beobachtungszeitraum 2011-2018 der WRRL-Dauerbeobachtungs-flächen im Hessischen Ried nach der Vorfrucht Getreide mit der jeweiligen Folgekultur bzw. Folgekultur-gruppe. Die Zahl in der Säule entspricht der Anzahl der beprobten Flächen. Sommerung: Sommergerste, Sommerhafer, Sommerroggen, Sommerhartweizen, Sommerweichweizen, Bohnen, Hirse, Hafer, Sommertriticale, Mais, Kartoffel, Zuckerrübe, Erbse, Buschbohne, Sojabohne ZF-Sommerung: Herbst-Nmin unter einer Zwischenfrucht mit anschließender Sommerung

Anhänge:

Fruchtfolge-Nmin-2019.pdf

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Die diesjährige Nachernte-Nmin-Beprobung auf Wintergetreideflächen im Hessischen Ried erfolgte im Zeitraum vom 29.06. bis zum 31.07.2020. Hierzu wurden sechs Wintergersten- und neun Winterweizenfläche verteilt über das Beratungsgebiet des WBL zeitnah nach der Getreideernte beprobt und ausgewertet. In den Abbildungen 1 und 2 sind die Nachernte-Nmin-Werte als Mediane in 0-90 cm Bodentiefe dargestellt. Die Anzahl der Flächen, die in die Auswertung eingegangen sind, steht jeweils in den Säulen. Die schwarzen Balken zeigen die Spannweite der Messwerte in der Beprobungstiefe 0-90 cm.

Tabelle 1: Mediane der Nachernte-Nmin-Werte für die beprobten Bodenschichten

Insgesamt wurden 541 Herbst-Nmin-Bodenproben für die Auswertung berücksichtigt.

Abbildung 1: Mediane der Herbst-Nmin-Gehalte [kg N/ha] der drei beprobten Bodenschichten nach den Erntefrüchten 2019 (Anzahl der Bodenproben in den jeweiligen Säulen);

Kategorie sonstige Wintergetreide: Winterhartweizen, Wintertriticale, Wintergetreide; Kategorie Gemüse: Möhren, Porree, Ruccola, Salate, Sellerie, Spinat, Gemüse (Freiland); Kategorie Leguminosen: Erbsen, Klee-Luzerne-Gemisch, Lupine; Kategorie: Heil- und Gewürzpflanzen: Baldrian, Körnerfenchel, Pfefferminze, Heilpflanzen; Kategorie Sonstige: Ackergras, Blühfläche, Blumen und Zierpflanzen, Grassamenvermehrung, Hafer, Himbeeren, Landsberger Gemenge, Sommerroggen, Stilllegung, Zuckermais

Bei den unterschiedlichen Kulturen bzw. Kulturarten konnten teilweise erhebliche Unterschiede in den Herbst-Nmin-Werten beobachtet werden.

Der höchste durchschnittliche Nmin-Gehalt wurde im Herbst 2019 mit 115 kg N/ha nach Buschbohnen und der niedrigste mit 16 kg N/ha unter Grünland gemessen. Relativ niedrige Nmin-Werte nahe dem Orientierungswert Grundwasserschutz von 40 kg N/ha konnten nach Winterbraugerste, Zuckerrüben, Erdbeeren und nach Küchenkräutern erfasst werden.

Für einige Kulturen bzw. Kulturgruppen war der Beprobungsumfang (Zahlen in den Säulen) relativ gering. Die Mediane für diese Kulturen sind daher nur bedingt aussagekräftig. Dennoch kann ggf. eine Tendenz für die jeweilige Kultur erkannt werden.

Des Weiteren gilt es zu beachten, dass sich die Nmin-Werte auf die Erntefrüchte 2019 beziehen. Zum Zeitpunkt der Probenahme standen daher teilweise Folgekulturen auf den Flächen, die evtl. bereits im Herbst gedüngt wurden. Insbesondere auf den Gemüsebauflächen standen häufig zum Zeitpunkt der Probenahme gedüngte Folgekulturen.

Der Großteil des gemessenen Stickstoffs befand sich zum Zeitpunkt der Probenahme in den beiden oberen Bodenschichten und kann zumindest teilweise von der Folgekultur oder einer Zwischenfrucht aufgenommen werden. Bei Schlägen ohne Winterbegrünung (Zwischenfrucht oder Kultur) kann davon ausgegangen werden, dass der Stickstoff durch die gefallenen Winterniederschläge bis zum Frühjahr teilweise in tiefere Bodenschichten verlagert wurde.

Stand 05.04.2019

Falls es für Ihre Kulturfolge noch keine Referenzwerte gibt, können vorerst auch die Orientierungswerte aus der WRRL-Beratung verwendet werden, diese müssen jedoch korrigiert werden, sobald Referenzwerte für die Kulturfolge verfügbar sind.

Nmin-Referenzwerte nach Kulturfolge für die Düngebedarfsermittlung:

*(Nmin-Referenzwerte von organisch gedüngten Flächen)

Nmin-Orientierungswerte nach Erntefrucht 2018:

Die Orientierungswerte beziehen sich auf die jeweilige Vorkultur. 

In den Tabellen sind die Mediane für die Bodenschichten angegeben.

Für Fragen steht Ihnen das Team der WRRL-Beratung gerne zur Verfügung.

Hier erhalten Sie die pdf-Version zum Ausdrucken:

Anhänge:

Referenzwerte der WRRL-Beratung im Hessischen Ried_Stand 2019-04-05.pdf

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Die Herbst-Nmin-Beprobung 2018 im Hessischen Ried fand im Zeitraum vom 07.11. bis 20.12.2018 statt. Insgesamt wurden 522 Flächen durch die Firma BOLAP GmbH beprobt. In der Abbildung sind die Herbst-Nmin-Ergebnisse für das Hessische Ried in 0‑60 cm Bodentiefe für die einzelnen Haupterntefrüchte oder Kulturgruppen als Mediane in den Bodenschichten 0-30 cm und 30-60 cm dargestellt. Durch die ausgeprägte Sommertrockenheit war eine Beprobung der Bodenschicht 60-90 cm auf vielen Dauerbeobachtungsflächen nicht möglich. In Folge dessen reicht die Datengrundlage nur für die Darstellung der Herbst-Nmin Gehalte in den Bodenschichten 0-60 cm aus.

Der Gesamtmedian aller ausgewerteten Flächen im Hessischen Ried in 0-60 cm Bodentiefe liegt bei 73 kg N/ha. Dieser vergleichsweise erhöhte Wert kann verschiedene Ursachen haben. Als eine Ursache kann die langanhaltende Trockenheit aufgeführt werden. Viele Kulturen litten an Wassermangel der geringe Ernteerträge und somit in einen geringeren Stickstoffentzug zur Folge hatte. Darüber hinaus kam es während des trockenen Sommers zu einem N-Mineralisationsstau im Boden. Mit Einsetzen der Herbstniederschläge bei gleichzeitig warmen Böden konnte eine erhöhte N-Mineralisationsleistung im Herbst beobachtet werden. Der mineralisierte N konnte auf vielen Flächen nicht mehr vollständig durch eine folgende Winterung oder durch eine Zwischenfrucht aufgenommen werden. Generell erwies es sich wegen der Trockenheit als schwierig, nach der Ernte der Hauptfrucht eine Zwischenfrucht zur Senkung der Herbst-Nmin-Gehalte zu etablieren.

Der niedrigste Median wurde mit 23 kg N/ha unter Rollrasen ermittelt. Bei lediglich fünf beprobten Flächen ist dieser Wert aber nur bedingt aussagekräftig. Die beprobten Flächen nach Zuckerrüben weisen kulturartbedingt wie schon in den letzten Jahren mit 33 kg N/ha ebenfalls einen sehr niedrigen mittleren Herbst-Nmin-Wert auf. Die höchsten Mediane wurden mit 125 kg N/ha nach Zwiebeln, nach Winterraps mit 119 kg N/ha und mit 107 kg N/ha unter Spargel gemessen.

Die Höhe und der Zeitpunkt der Düngung zu Spargel hängen unter anderem vom Standjahr der Anlage ab. Zu Spargelneuanlagen kommt meist eine Düngung mit Kompost oder Champost zur Bodenverbesserung zum Einsatz. Durch die hohe Kompostgabe zu Beginn der Dauerkultur, kann über die folgenden Jahre Stickstoff aus der organischen Düngung mineralisiert werden.

Es lässt sich erkennen, dass bei allen Kulturen und Kulturgruppen der überwiegende Teil des Stickstoffs in der obersten Bodenschicht gemessen wurde. Über alle Kulturen gesehen befanden sich in der obersten Bodenschicht 67 % des gemessenen Stickstoffs. Folglich konnten lediglich 33 % des Stickstoffs in der Bodenschicht 30-60 cm festgestellt werden. Bei einzelnen Flächen konnte jedoch bereits eine Verlagerung des Nmin aus der obersten Bodenschicht in tiefere Schichten beobachtet werden.