Strategien zur Verbesserung der N-Ausnutzung im ökologisch wirtschaftenden Futterbaubetrieb
Strategies in organic forage farms to increase nitrogen utilization
by Eike Poddey
Date of Examination:2011-07-21
Date of issue:2012-12-18
Advisor:Prof. Dr. Johannes Isselstein
Referee:Prof. Dr. Johannes Isselstein
Referee:Prof. Dr. Herman van den Weghe
Referee:Prof. Dr. Hansjörg Abel
Persistent Address:
http://dx.doi.org/10.53846/goediss-1958
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Abstract
English
Organic forage and mixed farms often do not utilize their grassland to its full potential. In mixed farms this affects the arable farming as well. By intensifying grassland production (more clover, more cuts), N leaching might be reduced and N efficiency increased at the farm level. We conducted an experiment with organic crop rotations on a sandy soil in northwest Germany. The idea was to compare the N efficiency of two ways of supplying N to arable crops: nitrogen was supplied by arable legumes (red clover, field beans) or by farmyard manure (FYM). Within this concept, manure was assumed to be produced from permanent grassland of differing management intensity via feeding to housed cattle. Maize, triticale and spring barley were the N receiving plants in the rotations. Nitrogen was analyzed in manures, harvested biomass, soil (total N, soil mineral N) and as nitrate in leaching water during winter by applying the suction cup method. With higher clover contents, N produced in harvested biomass in permanent grassland increased from 80 kg N ha-1 to 130 kg N ha-1 while nitrate leaching was reduced from 12 to 8 kg N ha-1. Nitrate leaching from crop rotations that received manure or had grass-cover ley amounted to 54 kg N ha-1 year-1, but N losses increased to 61 kg N ha-1 year-1 in rotations with field beans. Generally, N leaching would have been smaller if cover crops had been cultivated as well as is common practice in organic farming. When, by calculation, the effects of extensive grassland and rotations with field beans or grass-clover ley were combined and compared with the combination of intensive grassland and rotations with farmyard manure, the advantages of intensifying grassland became apparent: related to N yields, N leaching losses of rotations with FYM were 0.12–0.19 kg N per kg N yield but 0.20–0.40 kg N per kg N yield for rotations with grass-clover leys or field beans. It seems that by in creasing productivity in permanent grassland through higher clover contents and cutting four times, N efficiency in organic farming can be improved. This will lead to higher N yields, less N leaching and open the opportunity to grow more maize when the proportion of arable legumes can be reduced.
Keywords: nitrate leaching; organic farming; crop rotation; grassland; nitrogen efficiency; legumes
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Auf einem sandigen Standort in
Norddeutschland wurde vom Frühjahr 2003 bis Frühjahr 2006 ein
ökologischer Fruchtfolgeversuch durchgeführt. Ziel des Versuches
war es herauszufinden, ob das von Futterbaubetrieben in seinem
Ertragspotential oft nicht ausgenutzte Grünland durch eine höhere
Nutzungsintensität (verstärkte Etablierung von Klee, Erhöhung der
Nutzungsfrequenz) zu einer Reduzierung der N-Auswaschung und somit
zur Steigerung der N-Ausnutzung im Ackerbau beitragen kann. Neben
unterschiedlich intensiv bewirtschafteten Grünlandvarianten waren
auf dem Versuchsfeld ackerbauliche Fruchtfolgen etabliert, die sich
hinsichtlich der N-Versorgung unterschieden (Festmist, Ackerbohne,
Kleegras). Es erfolgten Stickstoffanalysen des Erntegutes, des
Boden-Nmin (Herbst und Frühjahr) und des winterlichen Sickerwassers
(Saugkerzenanlage) mit „Macro-N“ und „EPOS 5060“.
Vom Grünland konnte durch die Intensivierung ein N-Mehrertrag von
ca. 80 kg ha-1 N bis 130 kg ha-1 N bei einer Verringerung der
N-Auswaschung von bis zu 4 kg ha-1 N erzielt werden. Dieser
N-Mehrertrag stellte die konzeptionelle Grundlage für die
Festmistdüngung dar. Die N-Auswaschungen der mit N durch Festmist
und Kleegras versorgten Fruchtfolgen lagen auf einem ähnlichen
Niveau (rund 53,5 kg ha-1 N), während die N-Versorgung durch die
Ackerbohne zu einer N-Auswaschung von 61,4 kg ha-1 N führte. Wurde
das extensive Grünland in die Fruchtfolgen mit Ackerbohne und
Kleegras und das intensive Grünland in die festmistgedüngten
Fruchtfolgen rechnerisch einbezogen, wurde der Vorteil der
Grünlandintensivierung deutlich: Auf den N-Ertrag bezogen lag die
ausgewaschene N-Menge der festmistgedüngten Fruchtfolgen bei nur
0,12 bis 0,19 kg N pro kg N-Ertrag im Gegensatz zu den Fruchtfolgen
mit Kleegras und Ackerbohne mit 0,2 bis 0,4 kg N pro kg N-Ertrag.
Eine Etablierung von angemessen hohen Kleeanteilen im Dauergrünland
und eine vierschürige Schnittnutzung können demnach die
N-Ausnutzung im ökologischen Pflanzenbau erhöhen (geringere
N-Auswaschungen, höhere N-Erträge) und durch die Reduzierung der
Ackerleguminosenfläche landwirtschaftliche Fläche für den Anbau von
Silagemais bereitstellen. Die ackerbaulichen N-Auswaschungen in
diesem Versuch hätten durch den praxisüblichen Zwischenfruchtanbau
deutlich gemindert werden können.
Schlagwörter: Nitratauswaschung; ökologischer Landbau; Fruchtfolge; Dauergrünland; Stickstoffeffizienz; Leguminosen
