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Bodenfruchtbarkeit in nicht wendenden ... - Naturland

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<strong>Naturland</strong> Feldtag<br />

01.09.2013 <strong>in</strong> Königsfeld<br />

<strong>Bodenfruchtbarkeit</strong> <strong>in</strong> <strong>nicht</strong> <strong>wendenden</strong><br />

Bodenbearbeitungssystemen:<br />

Möglichkeiten und Grenzen<br />

Prof. Dr. agr. Knut Schmidtke<br />

Fachgebiet Ökologischer Landbau<br />

Hochschule für Technik<br />

und Wirtschaft Dresden


Warum Bodenbearbeitung ?<br />

Warum ist e<strong>in</strong> Wirtschaftsgrünland auch<br />

ohne Bodenbearbeitung ertragreich?<br />

- Boden ist leicht verdichtet, aber mit<br />

kont<strong>in</strong>uierlichem Porensystem durchzogen<br />

- tiefreichend durchwurzelbar: chemisch und<br />

physikalisch<br />

- <strong>in</strong>tensiver Umsatz organischer Substanz durch<br />

Bodenorganismen e<strong>in</strong>schließlich vertikaler<br />

Nährstoffumverteilung<br />

Bodennutzungssystem<br />

mit<br />

selbstregulierender<br />

Bodenstruktur<br />

Regenwurm = Landarbeiter


Warum Bodenbearbeitung ?<br />

Ziel der Bodenbearbeitung:<br />

Ertragsniveau e<strong>in</strong>es ohne Bodenbearbeitung<br />

bewirtschafteten<br />

Standortes soll deutlich angehoben<br />

werden<br />

Gründe für Bodenbearbeitung<br />

- Beseitigung von Unkräutern: Samen- und Wurzelunkräuter<br />

- Schaffung e<strong>in</strong>es optimalen Saatbettes<br />

- N-M<strong>in</strong>eralisation im Boden steigern<br />

- E<strong>in</strong>ebnen der Bodenoberfläche<br />

- rasches E<strong>in</strong>arbeiten von Ernterückständen<br />

und Wirtschaftsdüngemitteln


Optionen der reduzierten Bodenbearbeitung<br />

und Direktsaat im ökologischen Landbau<br />

Luzernegras<br />

1.<br />

W<strong>in</strong>terroggen<br />

6.<br />

2.<br />

W<strong>in</strong>terweizen<br />

Körnererbse/<br />

Ackerbohne<br />

5.<br />

4.<br />

3.<br />

Mais<br />

W<strong>in</strong>tertriticale


Optionen der reduzierten Bodenbearbeitung<br />

und Direktsaat im ökologischen Landbau<br />

Untersaat<br />

Luzernegras<br />

Luzernegras<br />

1.<br />

W<strong>in</strong>terroggen<br />

6.<br />

2.<br />

W<strong>in</strong>terweizen<br />

Körnererbse/<br />

Ackerbohne<br />

5.<br />

4.<br />

3.<br />

Mais<br />

W<strong>in</strong>tertriticale


33,5 % Anteil<br />

Futterlegum<strong>in</strong>osen <strong>in</strong> der<br />

Fruchtfolge <strong>in</strong><br />

Öko-Betrieben <strong>in</strong><br />

Sachsen e<strong>in</strong> (2005)<br />

31,0 % der befragten<br />

Öko-Betriebe<br />

<strong>in</strong> Sachsen etablierten<br />

Futterlegum<strong>in</strong>osen <strong>in</strong><br />

Untersaat (2005)<br />

„Ist-Analyse und Potentiale biologisch-regenerativer<br />

Stickstoffversorgung im Ackerbau Sachsens“<br />

gefördert vom SMUL<br />

Schubert, Gocht & Schmidtke (2007)


Optionen der reduzierten Bodenbearbeitung<br />

und Direktsaat im ökologischen Landbau<br />

Mulchsaat ohne Bodenbearbeitung<br />

Luzernegras<br />

1.<br />

Untersaat<br />

Luzernegras<br />

W<strong>in</strong>terroggen<br />

6.<br />

2.<br />

W<strong>in</strong>terweizen<br />

Körnererbse/<br />

Ackerbohne<br />

5.<br />

4.<br />

3.<br />

Mais<br />

W<strong>in</strong>tertriticale


Optionen der Mulchsaat ohne Bodenbearbeitung<br />

im ökologischen Landbau<br />

Untersaat<br />

Luzernegras<br />

Luzernegras<br />

1.<br />

W<strong>in</strong>terroggen<br />

6.<br />

2.<br />

W<strong>in</strong>terweizen<br />

Körnererbse/<br />

Ackerohne<br />

5.<br />

<strong>in</strong> 2005 <strong>in</strong> Sachsen im ÖL:<br />

Erbse und Ackerbohne<br />

stets nach Pflugfurche gesät<br />

(Schubert & Schmidtke 2007)<br />

4.<br />

W<strong>in</strong>tertriticale<br />

3.<br />

Mais


Optionen der Mulchsaat ohne Bodenbearbeitung<br />

im ökologischen Landbau<br />

Untersaat<br />

Luzernegras<br />

Luzernegras<br />

1.<br />

W<strong>in</strong>terroggen<br />

6.<br />

2.<br />

W<strong>in</strong>terweizen<br />

Körnererbse<br />

Ackerbohne<br />

5.<br />

<strong>nicht</strong>legumer<br />

Zwischenfruchtbau<br />

4.<br />

W<strong>in</strong>tertriticale<br />

3.<br />

Mais


Forschungsprojekt<br />

Eignung <strong>nicht</strong>legumer Zwischenfrüchte<br />

im ökologischen Landbau<br />

für den Anbau von Körnerlegum<strong>in</strong>osen<br />

<strong>in</strong> Mulch- und Direktsaat<br />

(Juli bis Dezember 2008)<br />

Bearbeitung: Knut Schmidtke<br />

Beate Wunderlich<br />

Guido Lux<br />

Gefördert durch das Sächsische Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG) im<br />

Auftrag des Sächsischen Staatsm<strong>in</strong>isteriums für Umwelt und Landwirtschaft (SMUL)<br />

Nichtlegumer Zwischenfruchtbau


Ziel des Vorhabens Eignung <strong>nicht</strong>legumer<br />

Zwischenfrüchte vor Körnerlegum<strong>in</strong>osen<br />

Nichtlegumer Zwischenfruchtbau


Ziel des Vorhabens war es, die Eignung <strong>nicht</strong>legumer<br />

Zwischenfrüchte zu prüfen h<strong>in</strong>sichtlich<br />

1. Schneller Bodenbedeckung und Unkrautunterdrückung<br />

2. Tiefreichende Reduktion des Nm<strong>in</strong>-Vorrates im Boden<br />

3. Bildung hoher Mengen an Mulchauflage über Biomasse<br />

der Sprossachse<br />

4. Bildung hoher Anteile schwerer abbaubarer Zwischenfrucht-<br />

Biomasse mit weitem C/N-Verhältnis<br />

Nichtlegumer Zwischenfruchtbau


Hanf<br />

Nichtlegume Pflanzenarten<br />

Buchweizen<br />

Nichtlegumer Zwischenfruchtbau


Sonnenblume<br />

Senf<br />

Nichtlegumer Zwischenfruchtbau


Schwarzhafer<br />

Sommerroggen<br />

Nichtlegumer Zwischenfruchtbau


1. Schnelle Bodenbedeckung und Unkrautunterdrückung<br />

Lichttransmission PAR [%]<br />

100<br />

90<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

ohne N-Düngung 50 kg N ha -1 zur Saat<br />

Ro Ha So Se Bw Hf Ro Ha So Se Bw Hf<br />

Nichtlegumer Zwischenfruchtbau<br />

Boniturterm<strong>in</strong>e<br />

07.09.2008<br />

14.09.2008<br />

28.09.2008<br />

04.10.2008<br />

31.10.2008<br />

Abb. 1: E<strong>in</strong>fluss der N-Düngung mit Horngrieß zur Saat und der Zwischenfruchtart<br />

auf die Lichttransmission fotosynthetisch aktiver Strahlung<br />

(PAR) 2 cm über dem Boden am Standort Köllitsch


1. Schnelle Bodenbedeckung und Unkrautunterdrückung<br />

Sprossertrag [dt TM ha -1 ]<br />

40<br />

35<br />

30<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

0<br />

ohne N-Düngung 50 kg N ha -1 zur Saat<br />

Ro Ha So Se Bw Hf Ko Ro Ha So Se Bw Hf Ko<br />

Abb. 2: E<strong>in</strong>fluss der N-Düngung mit Horngrieß zur Saat und der Zwischenfruchtart<br />

auf den Spross-Trockenmasseertrag von Unkräutern am<br />

Standort Groß Radisch<br />

Nichtlegumer Zwischenfruchtbau<br />

Ernteterm<strong>in</strong>e<br />

06.09.2008<br />

02.10.2008<br />

30.10.2008


Hanf am Standort Groß Radisch<br />

25.10.2008<br />

Nichtlegumer Zwischenfruchtbau


Standort Groß Radisch<br />

Sommerroggen Schwarzhafer<br />

Nichtlegumer Zwischenfruchtbau<br />

25.10.2008


1. Schnelle Bodenbedeckung und Unkrautunterdrückung<br />

Fazit I<br />

1. Zwischenfrüchte reduzierten Unkrautwachstum deutlich;<br />

höchstes Unkrautunterdrückungsvermögen lag bei Hafer<br />

und Sommerroggen vor<br />

2. N-Düngung zur Saat führte <strong>nicht</strong> zu e<strong>in</strong>em verstärkten<br />

Unkrautunterdrückungsvermögen der Zwischenfrüchte<br />

Nichtlegumer Zwischenfruchtbau


2. Tiefreichende Reduktion des Nm<strong>in</strong>-Vorrates im Boden<br />

im Boden im Spross<br />

kg NO 3<br />

-N ha -1 kg N ha -1<br />

175<br />

150<br />

125<br />

100<br />

75<br />

50<br />

25<br />

0<br />

-25<br />

-50<br />

-75<br />

-100<br />

-125<br />

-150<br />

-175<br />

-200<br />

-225<br />

29.07.<br />

ohne N-Düngung<br />

Ro Ha So Se Bw Hf Ko Uf<br />

N <strong>in</strong> der Sprossmasse<br />

Blatt & Fruchtstand<br />

Sprossachse<br />

Unkräuter<br />

Nitrat-N im Boden<br />

0-30 cm<br />

30-60 cm<br />

60-90 cm<br />

90-120 cm<br />

Abb. 3: N-Akkumulation im Spross verschiedener Zwischenfruchtarten und<br />

Unkräuter am 25.10.2008 sowie den Nitrat-N-Vorrat im Boden zur<br />

Saat (29.07.2008) und letzen Ernte (25.10.2008) am Standort Pillnitz<br />

Nichtlegumer Zwischenfruchtbau


2. Tiefreichende Reduktion des Nm<strong>in</strong>-Vorrates im Boden<br />

Fazit II<br />

1. Zwischenfrüchte senkten den Nm<strong>in</strong>-Vorrat im Boden<br />

deutlich bis zum Spätherbst ab<br />

2. Sonnenblume und Senf wiesen höhere Spross-N-Mengen<br />

und ger<strong>in</strong>gere Nm<strong>in</strong>-Vorräte im Boden im Vergleich zu<br />

Buchweizen auf<br />

Nichtlegumer Zwischenfruchtbau


3. Bildung hoher Mengen an Mulchauflage über Biomasse<br />

der Sprossachse<br />

80<br />

ohne N-Düngung 50 kg N ha -1 zur Saat<br />

70<br />

TM-Ertrag [dt ha -1 ]<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

Blatt- und Fruchtstandsmasse<br />

Sprossachse<br />

0<br />

Ro Ha So Se Bw Hf Ro Ha So Se Bw Hf<br />

Abb. 4: Spross-Trockenmasseerträge der Zwischenfrüchte Ende Oktober<br />

am Standort Pillnitz<br />

Nichtlegumer Zwischenfruchtbau


3. Bildung hoher Mengen an Mulchauflage über Biomasse<br />

der Sprossachse<br />

80<br />

ohne N-Düngung 50 kg N ha -1 zur Saat<br />

70<br />

TM-Ertrag [dt ha -1 ]<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

Blatt- und Fruchtstandsmasse<br />

10<br />

0<br />

Ro Ha So Se Bw Hf Ro Ha So Se Bw Hf<br />

Abb. 5: Spross-Trockenmasseerträge der Zwischenfrüchte Ende Oktober<br />

am Standort Köllitsch<br />

Nichtlegumer Zwischenfruchtbau<br />

Sprossachse


3. Bildung hoher Mengen an Mulchauflage über Biomasse<br />

der Sprossachse<br />

Fazit III<br />

1. Sommerroggen, Sonnenblume und Senf führten zu<br />

höheren Erträgen an Sprossachsen als Schwarzhafer,<br />

Buchweizen und Hanf<br />

2. Ertrag an Sprossachsen für Mulchauflagen lag zwischen<br />

20 und 40 dt TM je ha<br />

Nichtlegumer Zwischenfruchtbau


4. Bildung hoher Anteile schwerer abbaubarer Zwischenfrucht-<br />

Biomasse mit weitem C/N-Verhältnis<br />

C/N-Verhältnis<br />

100<br />

90<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

ohne N-Düngung 50 kg N ha -1 zur Saat<br />

Ro Ha So Se Bw Hf Ro Ha So Se Bw Hf<br />

Abb. 6: C/N-Verhältnis <strong>in</strong> der Blatt- und Fruchtstandsmasse der<br />

Zwischenfrüchte vom Standort Pillnitz (25.10.2008)<br />

Nichtlegumer Zwischenfruchtbau<br />

Sprossachse<br />

Blatt- und Fruchtstandsmasse<br />

Mittel Sprossmasse


4. Bildung hoher Anteile schwerer abbaubarer Zwischenfrucht-<br />

Biomasse mit weitem C/N-Verhältnis<br />

C/N-Verhältnis<br />

100<br />

90<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

ohne N-Düngung 50 kg N ha -1 zur Saat<br />

Ro Ha So Se Bw Hf Ro Ha So Se Bw Hf<br />

Nichtlegumer Zwischenfruchtbau<br />

Sprossachse<br />

Blatt- und Fruchtstandsmasse<br />

Mittel Sprossmasse<br />

Abb. 7: C/N-Verhältnis <strong>in</strong> der Blatt- und Fruchtstandsmasse sowie <strong>in</strong> der<br />

Sprossachse der Zwischenfrüchte vom Standort Pillnitz (25.10.2008


4. Bildung hoher Anteile schwerer abbaubarer Zwischenfrucht-<br />

Biomasse mit weitem C/N-Verhältnis<br />

Fazit IV<br />

1. Sehr enges C/N-Verhältnis (12 bis 20) <strong>in</strong> der Blatt- und<br />

Fruchtstandsmasse vor allem bei Sonnenblume, Senf<br />

und Hanf<br />

2. C/N-Verhältnis <strong>in</strong> der Sprossachse bei allen Zwischenfrüchten<br />

deutlich weiter: i.d.R > 40, vor allem bei<br />

bei Sonnenblume, Schwarzhafer und Senf<br />

3. Mehr als 60 % des Spross-N liegen bei Sonnenblume und<br />

Hanf <strong>in</strong> leicht m<strong>in</strong>eralisierbarer Blatt- und Fruchtstandsmasse<br />

vor<br />

Nichtlegumer Zwischenfruchtbau


Direktsaat von Körnerlegum<strong>in</strong>osen<br />

nach <strong>nicht</strong>legumen Zwischenfrüchten<br />

Nichtlegumer Zwischenfruchtbau


Direktsaat Körnererbse<br />

Direktsaatparzellendrillmasch<strong>in</strong>e<br />

der HTW Dresden


Direktsaat Körnererbse<br />

Cross slot<br />

Direktsaataggregat


Direktsaat<br />

Abb. 8: Schema zur Saatgutund<br />

Düngemittelablage<br />

des Cross-Slot-<br />

Säaggregates


Anforderungen<br />

an e<strong>in</strong> Direktsaataggregat<br />

- M<strong>in</strong>imal<strong>in</strong>vasiven E<strong>in</strong>griff <strong>in</strong> den Boden<br />

bei der Saatgutablage erzielen<br />

- Exaktes Durchschneiden der Mulchauflage<br />

ohne e<strong>in</strong> „E<strong>in</strong>drücken“ von Ernterückständen<br />

<strong>in</strong> den Saatschlitz<br />

- Präzise Tiefenablage des Saatgutes auch<br />

<strong>in</strong> dichtlagernde Böden<br />

- Vollständiger Verschluss des Saatschlitzes<br />

nach Ablage des Saatgutes <strong>in</strong> den Boden


19.04.2009<br />

Direktsaat nach <strong>nicht</strong>legumer Zwischenfrucht


Vorteile des Cross-slot-Schares <strong>in</strong> der Direktsaat<br />

nachweisbar?<br />

Direktsaat-Parzellendrillmasch<strong>in</strong>e<br />

mit Cross-slot-Scharsystem<br />

Semeato Doppelscheibenschar-<br />

Direktsaatsämasch<strong>in</strong>e<br />

(Foto: Mick 2010, HTW Dresden)


Abb. 9: Direktsaat der Sojabohne nach Zwischenfrucht Schwarzhafer mit<br />

und ohne Mulchauflage mit Roggenstroh (Foto: Mick 2010)


mit ohne mit ohne<br />

Semeato<br />

Cross slot<br />

Abb. 10:Direktsaat der Sojabohne nach Zwischenfrucht Schwarzhafer als<br />

Funktion der Direktsaatmasch<strong>in</strong>e und der Mulchauflage mit<br />

Roggenstroh (Mick 2010, HTW Dresden)


Abb. 11: Unzureichend verschlossener Saatschlitz bei Direktsaat mit<br />

Doppelscheibenschar (Foto: Mick 2010, HTW Dresden)


Abb. 12: „Hairp<strong>in</strong>n<strong>in</strong>g-Effekt“<br />

bei Direktsaat<br />

(Foto: Mick 2010, HTW Dresden)<br />

Abb. 13: Saatgutablage mit Doppelscheibenschar<br />

auf der e<strong>in</strong>gedrückten<br />

Mulchauflage<br />

(Foto: Mick 2010, HTW Dresden)


Eignung <strong>nicht</strong>legumer Zwischenfrüchte für den Anbau von<br />

Körnererbse <strong>in</strong> Direktsaat<br />

15,0<br />

ohne N-Düngung 50 kg N ha -1 zur Saat<br />

Unkraut Spross-TM [dt ha-1]<br />

12,5<br />

10,0<br />

7,5<br />

5,0<br />

2,5<br />

0,0<br />

Direktsaat Körnererbse<br />

Ro Ha So Se Bw Hf Ko Uf Ro Ha So Se Bw Hf Ko Uf<br />

Abb. 14: Sprossertrag der Unkräuter <strong>in</strong> Körnererbse nach <strong>nicht</strong>legumen<br />

Zwischenfrüchten und Direktsaat der Erbse am Standort Köllitsch<br />

am 15.06.2009 (Diplomarbeit M. Förster, FG Ökologischer Landbau, HTW Dresden)


Eignung <strong>nicht</strong>legumer Zwischenfrüchte für den Anbau von<br />

Körnererbse <strong>in</strong> Direktsaat<br />

30<br />

ohne N-Düngung 50 kg N ha -1 zur Saat<br />

Eebse Spross-TM [dt ha-1]<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

0<br />

Ro Ha So Se Bw Hf Ko Uf Ro Ha So Se Bw Hf Ko Uf<br />

Abb. 15: Sprossertrag der der Körnererbse nach <strong>nicht</strong>legumen Zwischenfrüchten<br />

und Direktsaat der Erbse am Standort Köllitsch<br />

am 15.06.2009 (Diplomarbeit M. Förster, FG Ökologischer Landbau, HTW Dresden)<br />

Direktsaat Körnererbse


Eignung <strong>nicht</strong>legumer Zwischenfrüchte für den Anbau von<br />

Körnererbse <strong>in</strong> Direktsaat<br />

Sprossertrag Erbse [dt TM ha -1 ]<br />

30<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

0<br />

y = 31,06 - 1,77x<br />

r² = 0,69***<br />

2 4 6 8 10 12 14<br />

Sprossertrag Unkräuter [dt TM ha -1 ]<br />

Abb. 16: E<strong>in</strong>fluss des Sprosstrockenmasseertrages der Unkräuter<br />

auf den Spross-Ertrag der Körnererbse nach <strong>nicht</strong>legumen<br />

Zwischenfrüchten und Direktsaat der Erbse am Standort Köllitsch<br />

Direktsaat Körnererbse


Eignung <strong>nicht</strong>legumer Zwischenfrüchte für den Anbau von<br />

Körnererbse <strong>in</strong> Direktsaat<br />

Fazit: Schwarzhafer und Sommerroggen erwiesen<br />

sich unter den geprüften <strong>nicht</strong>legumen<br />

Zwischenfrüchten als am besten geeignet für<br />

die Direktsaat der Körnererbse<br />

Schlussfolgerung für die Praxis


E<strong>in</strong>fluss e<strong>in</strong>er differenzierten<br />

Grundbodenbearbeitung auf die Ertragsbildung im<br />

Fruchtfolgeglied Erbse - W<strong>in</strong>terweizen<br />

Jette Stieber & Knut Schmidtke<br />

HTW Dresden<br />

Fachgebiet Ökologischer Landbau


2008 2009 2010 2011<br />

ZF Hauptfrucht Hauptfrucht<br />

SB/Ha<br />

Körnererbse W<strong>in</strong>terweizen<br />

cv. Santana<br />

90 keimf. Körner m ‐2<br />

Pflug : 25 cm tief<br />

Grubber: 15 cm tief<br />

Direksaat<br />

cv. Achat<br />

300 keimfähige Körner m ‐2<br />

Pflug : 25 cm tief<br />

Grubber: 15 cm tief<br />

Direktsaat<br />

quer zur Bodenbearbeitung zur Erbse<br />

1. Versuchsreihe<br />

2. Versuchsreihe


Bodenbearbeitung zur Erbse<br />

Pflug Grubber Direktsaat<br />

ohne Untersaat<br />

mit Untersaat


Untersaat Erdklee <strong>in</strong> Erbse<br />

15.06.2009


Tab. 1: Feldaufgang der Erbse [Pflanzen m -2 ] <strong>in</strong> Abhängigkeit der<br />

Bodenbearbeitung und e<strong>in</strong>er Untersaat (US) <strong>in</strong> den Jahren<br />

2009 und 2010<br />

Pflug Grubber Direktsaat ohne US mit US<br />

2009 93.2 A 85.2 B 56.3 C 77.8 A 78.7 A<br />

2010 66.5 A 62.5 AB 52.9 B 62.3 A 59.0 A<br />

<strong>nicht</strong> gleiche Buchstaben kennzeichnen signifikante Mittelwertdifferenzen <strong>in</strong>nerhalb e<strong>in</strong>es Jahres und Faktors, Tukey‐Test α=0,05,<br />

Wechselwirkung US x Bodenbearbeitung n.s.


15.06.2009<br />

Pflug Grubber Direktsaat


07.08.2009<br />

Pflug Grubber Direktsaat


Unkrauttrockenmasse <strong>in</strong> Erbse<br />

20<br />

Sprossmasse Unkraut [dt TM ha ‐1 ]<br />

18<br />

16<br />

14<br />

12<br />

10<br />

8<br />

6<br />

4<br />

b b a<br />

a a a a a a b<br />

Pflug<br />

Grubber<br />

Direktsaat<br />

ohne US<br />

mit US<br />

2<br />

0<br />

27.07.2009 30.07.2010<br />

Abb. 17: Unkrauttrockenmasse [dt TM ha -1 ] zur Ernte der Erbse <strong>in</strong><br />

Abhängigkeit von der Bodenbearbeitung und der Untersaat<br />

Erdklee (US)<br />

<strong>nicht</strong> gleiche Buchstaben kennzeichnen signifikante Mittelwertdifferenzen <strong>in</strong>nerhalb e<strong>in</strong>es Boniturterm<strong>in</strong>es,<br />

Tukey‐Test α=0,05, Wechselwirkung US x Bodenbearbeitung n.s.


N 2 -Fixierleistung<br />

120<br />

n.s. n.s.<br />

100<br />

N 2 ‐Fixierleistung [kg ha ‐1 ]<br />

80<br />

60<br />

40<br />

20<br />

0<br />

Pflug Grubber Direktsaat ohne US mit US<br />

Tukey‐Test α=0,05, Wechselwirkung Bodenbearbeitung x US <strong>nicht</strong> signifikant<br />

Abb. 18: N 2 -Fixierleistung [kg ha -1 ] Erbse zur Ernte (27.07.09) <strong>in</strong> Abhängigkeit<br />

von der Bodenbearbeitung und der Untersaat (US) Erdklee


Tab. 2: Kornertrag der Erbse [dt TM ha -1 ] <strong>in</strong> Abhängigkeit der<br />

Bodenbearbeitung und e<strong>in</strong>er Untersaat (US) <strong>in</strong> den Jahren<br />

2009 und 2010<br />

Pflug Grubber Direktsaat ohne US mit US<br />

2009 33.5 A 28.5 AB 24.8 B 30.9 A 27.7 A<br />

2010 35.4 A 33.2 A 26.1 B 33.9 A 29.3 B<br />

<strong>nicht</strong> gleiche Buchstaben kennzeichnen signifikante Mittelwertdifferenzen <strong>in</strong>nerhalb e<strong>in</strong>es Jahres, Tukey‐Test α=0,05,<br />

Wechselwirkung US x Bodenbearbeitung n.s.


Deckungsbeiträge der Bodennutzungssysteme<br />

Zwischenfrucht<br />

Körnererbse<br />

Pflug: 503.49 €<br />

Pflug: ‐230.95 €<br />

Grubber: 432.85 €<br />

Direktsaat: 304.04 €


Optionen der Mulch- und Direktsaat von Körnererbse<br />

Fazit V<br />

1. Mulchsaat der Körnererbse ist auch im ökologischen<br />

Lanbau bei leichten Ertragse<strong>in</strong>bußen möglich<br />

2. Untersaat Erdklee <strong>in</strong> Erbse hilft Unkräuter zu unterdrücken,<br />

darf aber erst 3 bis 4 Wochen nach Saat der Erbse<br />

untergesät werden, um Ertragsverluste bei Erbse zu<br />

vermeiden<br />

3. Direktsaat der Körnererbse ist noch <strong>nicht</strong> „praxisreif“,<br />

weitere Verfahrensverbesserung s<strong>in</strong>d erforderlich


2008 2009 2010 2011<br />

ZF Hauptfrucht Hauptfrucht<br />

SB/Ha<br />

Körnererbse W<strong>in</strong>terweizen<br />

cv. Santana<br />

90 keimf. Körner m ‐2<br />

Pflug : 25 cm tief<br />

Grubber: 15 cm tief<br />

Direksaat<br />

cv. Achat<br />

300 keimfähige Körner m ‐2<br />

Pflug : 25 cm tief<br />

Grubber: 15 cm tief<br />

Direktsaat<br />

quer zur Bodenbearbeitung zur Erbse<br />

1. Versuchsreihe<br />

2. Versuchsserie


Bodenbearbeitung zur Erbse<br />

Pflug Grubber Direktsaat<br />

ohne Untersaat<br />

mit Untersaat


Bodenbearbeitung zur Folgefrucht W<strong>in</strong>terweizen<br />

Pflug<br />

Grubber<br />

Direktsaat<br />

Pflug Grubber Direktsaat<br />

Bodenbearbeitung zur Erbse<br />

ohne Untersaat<br />

mit Untersaat


Unkrauttrockenmasse <strong>in</strong> Erbse und zur Saat des Weizens<br />

Unkrauttrockenmasse [dt TM ha ‐1 ]<br />

20<br />

18<br />

16<br />

14<br />

12<br />

10<br />

8<br />

6<br />

4<br />

2<br />

b b a a a a a a a b<br />

Pflug<br />

Grubber<br />

Direktsaat<br />

ohne US<br />

mit US<br />

0<br />

Pflug Grubber DS ohne USmit US Pflug Grubber DS ohne USmit US<br />

27.07.09 19.10.09<br />

<strong>nicht</strong> gleiche Buchstaben kennzeichnen signifikante Mittelwertdifferenzen <strong>in</strong>nerhalb e<strong>in</strong>es Boniturterm<strong>in</strong>es,<br />

Tukey‐Test α=0,05, Wechselwirkung US x Bodenbearbeitung n.s.<br />

Abb. 19:Unkrauttrockenmasse [dt TM ha -1 ] zur Ernte der Erbse und zur<br />

Aussaat des W<strong>in</strong>terweizens <strong>in</strong> Abhängigkeit der Bodenbearbeitung und der<br />

Untersaat Erdklee (US)


Pflanzen m ‐2<br />

250<br />

200<br />

150<br />

100<br />

Feldaufgang W<strong>in</strong>terweizen<br />

A A A B A A A B<br />

Pflug<br />

Grubber<br />

Direktsaat<br />

ohne Untersaat<br />

mit Untersaat<br />

50<br />

0<br />

Bodenbearbeitung Untersaat Bodenbearbeitung<br />

zur Erbse zum Weizen<br />

Abb. 20: Anzahl Weizenpflanzen 30.03.2010 [Pflanzen m -2 ] nach<br />

unterschiedlicher Bodenbearbeitung zur Erbse und zum Weizen<br />

sowie mit und ohne Erdkleeuntersaat <strong>in</strong> der Erbse<br />

Nicht gleiche Buchstaben kennzeichnen signifikante Mittelwertdifferenzen Tukey Test α=0.05, ke<strong>in</strong>e Wechselwirkungen


Kornertrag [dt TM ha ‐1 ]<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

Kornertrag W<strong>in</strong>terweizen<br />

A AB B A A A A B<br />

Pflug<br />

Grubber<br />

Direktsaat<br />

ohne Untersaat<br />

mit Untersaat<br />

5<br />

0<br />

Bodenbearbeitung Untersaat Bodenbearbeitung<br />

zur Erbse <strong>in</strong> Erbse zum Weizen<br />

Abb. 21: Ertrag des W<strong>in</strong>terweizen [dt TM ha -1 ] aus dem Kernparzellendrusch<br />

20.08.2010 unterschiedlicher Bodenbearbeitung zur Erbse und zum<br />

Weizen sowie mit und ohne Erdkleeuntersaat <strong>in</strong> der Erbse


Sprossertrag Unkräuter zur Ernte des W<strong>in</strong>terweizen<br />

70<br />

60<br />

Versuchsserie I Versuchsserie II<br />

Pflug<br />

Sprosstrockenmasse [dt TM ha ‐1 ]<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

c b a a a<br />

b b a a a a a a b b a<br />

Grubber<br />

Direktsaat<br />

ohne US<br />

mit US<br />

10<br />

0<br />

BB 2009 Untersaat BB 2010 BB 2010 Untersaat BB 2011<br />

zur Erbse <strong>in</strong> Erbse zu Weizen zur Erbse <strong>in</strong> Erbse zu Weizen<br />

Nicht gleiche Buchstaben kennzeichnen signifikante Mittelwertdifferenzen Tukey Test α=0.05, ke<strong>in</strong>e Wechselwirkungen<br />

Abb. 22: Sprosstrockenmasse Unkraut [dt TM ha -1 ] am 12.08.2010<br />

/28.07.2011 nach unterschiedlicher Bodenbearbeitung (BB) zur Erbse und<br />

zum Weizen sowie ohne und mit Erdkleeuntersaat (US) <strong>in</strong> Erbse


Deckungsbeiträge der Bodennutzungssysteme<br />

Zwischenfrucht Körnererbse W<strong>in</strong>terweizen Summe über<br />

2 Früchte<br />

Pflug: 143.19 € P/P: 415.73 €<br />

Pflug: 503.49 €<br />

Grubber: 106.45 €<br />

P/G: 378.99 €<br />

Direktsaat:‐258.76 €<br />

P/DS: 13.78 €<br />

Pflug: ‐230.95 €<br />

Grubber: 432.85 €<br />

Pflug: 78.09 €<br />

Grubber: 16.15 €<br />

G/P: 279.99 €<br />

G/G: 218.05 €<br />

Direktsaat: ‐290.26 €<br />

G/DS: ‐88.36 €<br />

Direktsaat: 304.04 €<br />

Pflug: ‐45.81 €<br />

Grubber: ‐30.05 €<br />

DS/P: 27.28 €<br />

DS/G: 43.04 €<br />

Direktsaat: ‐298.66 €<br />

DS/DS: ‐225.57€


Optionen der Mulch- und Direktsaat im Ökologischen Landbau<br />

Fazit VI<br />

1. Es bestehen kurzfristig gute Optionen der Mulchsaat<br />

von Körnerlegum<strong>in</strong>osen<br />

2. Bodennutzungssysteme mit Direktsaat von Körnerlegum<strong>in</strong>osen<br />

s<strong>in</strong>d noch <strong>nicht</strong> „praxisreif“<br />

3. Zur Nachfrucht W<strong>in</strong>terweizen nach Körnerlegum<strong>in</strong>osen<br />

muss der Boden <strong>in</strong>tensiv bearbeitet werden:<br />

Unkrautregulierung, N-M<strong>in</strong>eralisierung


Probleme der reduzierten Bodenbearbeitung<br />

und Direktsaat im ökologischen Landbau<br />

1. Perennierende Unkräuter<br />

2. Verm<strong>in</strong>derte N-M<strong>in</strong>eralisation im Boden beim Anbau<br />

von Nichtlegum<strong>in</strong>osen


Ziel der Bodenbearbeitung: Regulation von Wurzelunkräutern<br />

Keimpflanze Ausbreitung <strong>in</strong> Tiefe und Breite<br />

Abb. 23: Entwicklung und Ausbreitung der Ackerkratzdistel im Acker


Abb. 24: Entwicklung der Ackerkratzdistel<br />

(aus: Wehsarg, 1954, Ackerunkräuter, Akademie-Verlag Berl<strong>in</strong>)


25<br />

Gehalt an Kohlehydraten [%]<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

0<br />

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7<br />

Monat<br />

Abb. 25: Gehalt der unterirdischen Organe der Ackerkratzdistel an Inul<strong>in</strong> und<br />

Zucker im Jahresverlauf (Özer, 1969)


25<br />

120<br />

Gehalt an Kohlehydraten [%]<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

100<br />

80<br />

60<br />

40<br />

20<br />

Wuchshöhe [cm]<br />

0<br />

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7<br />

Monat<br />

Abb. 26: Gehalt der unterirdischen Organe der Ackerkratzdistel an Inul<strong>in</strong> und<br />

Zucker und Sprosslänge im Jahresverlauf (Özer, 1969)<br />

0


Gehalt an Kohlehydraten [%]<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

E<strong>in</strong>satz e<strong>in</strong>es Flügelschargrubbers<br />

oder<br />

Grubbers mit Gänsefußscharen<br />

120<br />

100<br />

80<br />

60<br />

40<br />

20<br />

Wuchshöhe [cm]<br />

0<br />

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7<br />

Monat<br />

Abb. 27: Gehalt der unterirdischen Organe der Ackerkratzdistel an Inul<strong>in</strong> und<br />

Zucker und Sprosslänge im Jahresverlauf (Özer, 1969)<br />

0


Abb. 28: Flügelschargrubber


Abb. 29: Grubber mit Gänsefußscharen


Bild: Baumert 2011<br />

Abb. 30: Nicht flächig arbeitende Bodenbearbeitung mit dem Grubber


Abb. 31: Kiewer Methode zur mechanischen Regulation der<br />

Ackerkratzdistel bei der Stoppelbearbeitung<br />

aus: Redelberger 1998, Bioland, KÖN, Fibl, 2004


Probleme der reduzierten Bodenbearbeitung<br />

und Direktsaat im ökologischen Landbau<br />

1. Perennierende Unkräuter<br />

2. Verm<strong>in</strong>derte N-M<strong>in</strong>eralisation im Boden beim Anbau<br />

von Nichtlegum<strong>in</strong>osen


"Wurzelunkraut"<br />

Ackerquecke (Elymus repens L.)<br />

Bildquelle: Pflanzenschutzdienst Baden-Würtemberg<br />

sprossbürtige unterirdisch wachsende Ausläufer


Strategien der Regulierung der Ackerquecke<br />

<strong>in</strong> Anbausystemen <strong>nicht</strong> wendender Bodenbearbeitung<br />

- Mehrmaliges Grubbern, Eggen mit Federz<strong>in</strong>kenegge bei<br />

trockenem Boden/Wetter<br />

- riskant, aber bei trockenem Boden sehr erfolgreich:<br />

wiederholtes <strong>in</strong>tensives Fräsen <strong>in</strong> Trockenperioden mit den<br />

Zielen des sehr starken Zerkle<strong>in</strong>erns der Ausläufer und dem<br />

provozierten Austreiben der Nodien<br />

- Anbau von gut beschattenden Sommerzwischenfrüchten nach<br />

erfolgreicher Stoppelbearbeitung


Wurzelunkraut<br />

Stumpfblättriger Ampfer<br />

(Rumex obtusifolius L.)<br />

Bildquelle: Weed manual, Scher<strong>in</strong>g


Schnitt <strong>in</strong><br />

4 bis 6 cm


Strategien der Regulierung des Ampfers<br />

<strong>in</strong> Anbausystemen <strong>nicht</strong> wendender Bodenbearbeitung<br />

- flächig <strong>in</strong> ca. 6 cm tiefe den Boden „unterschneiden“<br />

„der erste Schnitt muss sitzen“<br />

- bei trockenem Wetter 2 bis 3 mal Boden flach bearbeiten und<br />

wieder ausgetriebener Ampfer an die Bodenoberfläche befördern,<br />

so dass er vertrocknet<br />

- im Anschluss: Anbau von gut beschattenden Sommerzwischenfrüchten/Hauptfrüchten<br />

nach erfolgreicher<br />

Stoppelbearbeitung


Ist e<strong>in</strong> erfolgreicher Ackerbau ohne wendende<br />

Bodenbearbeitung im ökologischen Landbau möglich ?<br />

Reduzierte Bearbeitung versus E<strong>in</strong>satz des Pfluges<br />

Dauerfeldversuch Frick<br />

(Berner et al. 2011)


Abb. 32: Relative Ertragsleistung bei reduzierter Bodenbearbeitung im<br />

Vergleich zur Bearbeitung mit dem Pflug (Dauerfeldversuch Frick,<br />

Berner et al. 2011)


Optionen der Mulchsaat ohne Bodenbearbeitung<br />

im ökologischen Landbau<br />

Untersaat<br />

Luzernegras<br />

Luzernegras<br />

1.<br />

W<strong>in</strong>terroggen<br />

6.<br />

2.<br />

W<strong>in</strong>terweizen<br />

Körnererbse<br />

Ackerbohne<br />

5.<br />

<strong>nicht</strong>legumer<br />

Zwischenfruchtbau<br />

4.<br />

W<strong>in</strong>tertriticale<br />

3.<br />

Mais


<strong>Naturland</strong> Feldtag<br />

01.09.2013 <strong>in</strong> Königsfeld<br />

<strong>Bodenfruchtbarkeit</strong> <strong>in</strong> <strong>nicht</strong> <strong>wendenden</strong><br />

Bodenbearbeitungssystemen:<br />

Möglichkeiten und Grenzen<br />

Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!<br />

Prof. Dr. agr. Knut Schmidtke<br />

Fachgebiet Ökologischer Landbau<br />

Hochschule für Technik<br />

und Wirtschaft Dresden

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