Abteilung Ökotoxikologie

Die Abteilung Ökotoxikologie wurde mit Schaffung des Departments für Nutzpflanzenwissenschaften am 1.1.2006 aufgelöst und in die Abt. Pflanzenernährung und Ertragsphysiologie eingegliedert.
 

Stand: Juni 2008

 

	Dr. Björn Berg: Auswirkungen einer N-Düngerbegrenzung auf Kenngrößen der Pflanzenproduktion und der Bodenökologie in zwei Regionen Niedersachsens
	Dr. Gudula Kreykenbohm: Auswirkungen der Rotationsbrache-Begrünung vor Zuckerrüben auf die mikrobielle Biomasse und weitere Elemente des N-Haushaltes im Boden
	Drs. Frank Schmädeke/Knut Meyer/Inken Wolf: Verfahren zur Reduktion umweltbelastender Stickstoffausträge im Rapsanbau
	Dr. Karsten Möller: Wirkungen einer Reduktion des Stickstoffaufwandes in landwirtschaftlichen Betrieben auf Pflanzenproduktion und Umwelt – Empirische Untersuchungen in West- und Ostniedersachsen
	Dr. Heidrun Platte: Über den Einfluß der mikrobiellen Biomasse eines Auenbodens während und nach mehrjähriger Grünbrache auf die N-Versorgung der Feldfrüchte

Auswirkungen einer N-Düngerbegrenzung auf Kenngrößen der Pflanzenproduktion und der Bodenökologie in zwei Regionen Niedersachsens.
Björn Berg, Diss., Universität Göttingen, 1998. Cuvillier-Verlag Göttingen, ISBN 3-89712-124-7

Die Nmin-Gehalte reagierten sehr unterschiedlich auf die N-Düngereinschränkung. Auf dem Versuchsfeld in WB wirkten sich die verringerten Düngermengen standortbedingt nicht aus, während in LD eine Absenkung der Werte gegenüber den ordnungsgemäß gedüngten Parzellen eindeutig vorlag. Besonders in WB bewirkte der Anbau von sommerannuellen Fruchtarten erhöhte Werte während der Brachezeit im Herbst vor der Aussaat. Ebenso waren die Nmin-Mengen nach Leguminosen wie auch nach Raps erhöht. Trotz dieser gegenläufigen Wirkungen der Düngerreduzierung und der Fruchtfolgeanpassung sanken in den Betrieben die Nmin-Gehalte im Herbst und im Frühjahr leicht ab.

Als Folge einer verminderten Düngung lagen die N-Salden niedriger als nach ordnungsgemäßer Düngung. Dabei lagen auf dem Versuchsfeld in WB die Werte der ordnungsgemäßen wie auch der reduzierten Düngung im tolerierbaren Bereich (-50 bis +50 kg N/ha), während in LD (Versuchsfeld) nur die N-Bilanzen der reduzierten Düngung innerhalb definierter Toleranzgrenzen lagen. Auch die Flächen der Quotenbetriebe wiesen seit Beginn des Projektes gesunkene N-Salden auf. Die Abnahmen der N-Überschüsse betrugen im Durchschnitt der untersuchten Fläche in WB rund 40 kg N/ha und in LD etwa 30 kg N/ha. Dabei hatten die Futterbaubetriebe die größten Schwierigkeiten, tolerierbare N-Bilanzen zu erzielen. Bei den Kulturarten schnitt Raps mit durchgängig hohen N-Überschüssen am ungünstigsten ab. Die höchsten N-Überhänge waren in der Regel allerdings Folgen von Überdüngung, insbesondere mit hohen N-Gaben aus Wirtschaftsdüngern (> 80 kg/ha).

Der N-Austrag aus dem Bodenprofil mit dem Perkolationswasser, der nur auf dem Versuchsfeld in LD berechnet werden konnte, war ähnlich wie bei den Nmin-Werten bei ordnungsgemäßer Düngung im Vergleich mit der reduzierten Düngung stark erhöht, während ohne Düngung und bei reduzierter Düngung in etwa gleiche Auswaschungsverluste auftraten.

Auswirkungen der Rotationsbrache-Begrünung vor Zuckerrüben auf die mikrobielle Biomasse und weitere Elemente des N-Haushaltes im Boden
Gudula Kreykenbohm, T. Lickfett & E. Przemeck; Förderung durch das Graduiertenkolleg "Landwirtschaft und Umwelt" der Fakultät für Agrarwissenschaften und das Institut für Zuckerrübenforschung, Göttingen

Verfahren zur Reduktion umweltbelastender Stickstoffausträge im Rapsanbau
T. Lickfett, Frank Schmädeke/Knut Meyer/Inken Wolf in Zusammenarbeit mit  H. Flessa (Institut für Bodenkunde und Waldernährung, Göttingen); Förderung durch die "Deutsche Bundesstiftung Umwelt"

Der moderne Körnerrapsanbau ist nach der Rapsersnte und im darauffolgenden Herbst/Winter vielfach von hohen Stickstoffemissionen (Nitratverlagerung mit dem Sickerwasser, Freisetzung des klimarelevanten Spurengases N₂O) begleitet. Dieses ist - besonders im Hinblick auf die Erzeugung von Raps als nachwachsendem Rohstoff - unerwünscht. Nach heutigem Kenntnisstand ist sowohl für die Nitratauswaschung als auch für die N₂O-Emission nach dem Rapsanbau die Mineralisation organischer Stickstoffverbindungen aus Vegetations- und Ernterückständen von besonderer Bedeutung.

Zielsetzung:
Ziel dieses Projektes ist die Prüfung eines alternativen Anbaukonzeptes für Raps hinsichtlich seines Potentials zur Verringerung umweltbelastender Stickstoffausträge.

Versuchsdauer: Juli 1998 bis Februar 2000

Untersuchungen:

	Berechnung der N2O-Emissionen aus dem N2O-Gehalt ereignisbezogen, aber mindestens einmal wöchentlich mittels Bodenhauben gewonnener Gasproben ( „Closed - Chamber - Method")
	Nmin-Gehalte feldfeuchter Bodenproben (0-15 und 15-30 cm Bodentiefe), zeitlich parallel zu den Spurengasmessungen
	N-Nettomineralisation des Bodens in-situ mittel der "Röhrenmethode" unter Verwendung des Differenzansatzes nach RAISON et al.(1987) sowie STENGER et al.(1996)
	Kornertragserhebungen mittels Parzellenmähdrescher

Zusammenfassung der Ergebnisse:
Ein zentrales Problem der derzeitigen Rapsproduktion - auch im Hinblick auf die nachhaltige Erzeugung als nachwachsender Rohstoff - sind umweltbelastende Stickstoffausträge, die sich u.a. in Form erhöhter Nitratgehalte des Sickerwassers sowie einer verstärkten Emission des klimarelevanten Spurengases N₂O zeigen. Die bisherigen Ergebnisse lassen den Schluß zu, daß sowohl für die Nitratauswaschung als auch für die N₂O-Emission im Rapsanbau die Stickstoffmineralisationsprozesse beim Abbau der Ernte- und Wurzelrückstände entscheidend sind. Mit dem Ziel der Verringerung umweltbelastender Stickstoffausträge beim Rapsanbau wurde ein alternatives Anbaukonzept im Feldversuch untersucht, dessen Grundlagen der Verzicht auf Bodenbearbeitung nach der Rapsernte sowie eine verstärkte pflanzliche N-Aufnahme vor Winter durch die Nutzung des Ausfallrapses als Zwischenfrucht sind.

In Ergänzung der Felduntersuchungen erfolgte mit Kooperationspartnern aus der öffentlichen Verwaltung sowie der öffentlichen und der privaten Landwirtschaftsberatung eine intensive Diskussion der Bewirtschaftungs-strategien hinsichtlich ihres Zielerreichungsgrades und ihrer Umsetzbarkeit in der landwirtschaftlichen Praxis. Im Zentrum des Interesses stand dabei aber die Vermeidung der Nitratausträge, während die N₂O-Emissionen aus agronomischer Sicht bislang kaum eine Bedeutung haben. In den Gesprächen wurde deutlich, daß insbesondere die Bodenruhe nach der Rapsernte auf einer Vielzahl von Praxisflächen, noch stärker als im Feldversuch, die wirkungsvollste Maßnahme zur Vermeidung hoher Nitratgehalte des Bodens im Herbst darstellte. Allerdings waren mit der Einführung einer Sommerung als Winterraps-Nachfrucht ökonomische Probleme verknüpft, die jedoch in Niedersachsen auf hoch bis sehr hoch austragsgefährdeten Böden von Wasserschutzgebieten durch Ausgleichszahlungen abgemildert werden.

Niedersächsisches Pilotprojekt zur Einführung einer reduzierten Stickstoffdüngung in landwirtschaftlichen Betrieben
Karsten Möller; Förderung durch das Niedersächsiche Ministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten

Das N-Pilotprojekt wird seit 1991 in Zusammenarbeit der Landwirtschaftskammern Niedersachsens, den Beratungsringen der Untersuchungsregionen und der Universität Göttingen (Forschungs- und Studienzentrum Landwirtschaft und Umwelt, Institut für Agrarökonomie, Institut für Agrikulturchemie) durchgeführt und vom Niedersächsischen Ministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten unter Beteiligung der EU im Rahmen der Ziel 5b-Förderung finanziert. Die erste Projektphase ging mit der Ernte des Jahres 1996 zu Ende, eine Verlängerung bis zur Ernte des Jahres 1999 wurde beschlossen.

Im Rahmen dieses Pilotprojektes wird in 18 landwirtschaftlichen Betrieben, verteilt in den Regionen Ostfriesland (Landkreis Leer und Aurich) und Lüchow (Landkreis Lüchow-Dannenberg), der Stickstoffeinsatz mittels einer betriebsbezogenen N-Quote um durchschnittlich 40% reduziert. Weitere 8 Betriebe stellen Daten für Vergleichszwecke zur Verfügung.

Untersucht werden das Anpassungsverhalten der Landwirte, die kurz- und langfristigen Ertrags- und Qualitätsentwicklungen der landwirtschaftlichen Produkte (Acker und Grünland), die einzelbetrieblichen Einkommenswirkungen und die Auswirkungen auf das N-Auswaschungspotential der Nutzflächen.

Ein vierstufiger statischer N-Düngungsversuch im Raum Lüchow ermöglicht detaillierte Daten zur N_min-Dynamik und Nitratverlagerung eines Sandbodens. Im Teilbereich Pflanzenernährung stehen die Ermittlung der Stickstoffeffizienz, der N-Bilanzsalden sowie von einigen Kenngrößen des Bodens ( N_min-Wert, Kohlenstoff- und Stickstoffgehalt) im Vordergrund.

Die Ergebnisse dieser Forschungsarbeit wurden in einer Dissertation veröffentlicht:

Karsten Möller: Wirkungen einer Reduktion des Stickstoffaufwandes in landwirtschaftlichen Betrieben auf Pflanzenproduktion und Umwelt – Empirische Untersuchungen in West- und Ostniedersachsen. Diss. Universität Göttingen, 1999. Hainholz Verlag, Göttingen. ISBN 3-932622-53-7

Zusammenfassung
Ein verstärkter Einsatz von stickstoffhaltigen Düngemitteln hat in den letzten Jahrzehnten zu einer Verschärfung der negativen Umweltwirkungen in der Landwirtschaft geführt, deren Wahrnehmung sich in den letzten Jahren in Medien und GeseIlschaft verstärkt hat. Zur Umweltentlastung könnte ein umweltpolitisch motivierter Eingriff in den landwirtschaftlichen Betrieb am Hauptnährstoff Stickstoff, wie er seit Mitte der 80er Jahre diskutiert wird, beitragen. Vor diesem Hintergrund wählte das niedersächsische Ministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten im Jahr 1991 das Modell einer N-Kontingentierung als Möglichkeit des administrativen Eingriffs in landwirtschaftlichen Betrieben zur Minderung von UmweItbeIastungen und Produktionsüberschüssen für eine Untersuchung in einem Pilotprojekt aus.

Im „Niedersächsischen Pilotprojekt zur Einführung einer reduzierten Stickstoffdüngung in landwirtschaftlichen Betrieben" wurden für die Anwendung eines betriebsspezifischen N-Kontingentes (N-Quote) jeweils 9 unterschiedlich strukturierte Betriebe (Quotenbetriebe) in den standörtlich extrem gegensätzlichen niedersächsischen Regionen Lüchow-Dannenberg (überwiegend leichte Sandböden) und Aurich-Leer (schwere Seemarschböden) ausgewählt. Basierend auf den Anbauverhältnissen der Einzelbetriebe in den Jahren 1989/90 und 1990/91 wurde die N-Quote auf 60% des ordnungsgemäßen N-Aufwandes (Sollwerte der Landwirtschaftskammern) unter Einschluß der Wirtschaftsdünger betriebsspezifisch festgeschrieben. Die zweite, von wenigen Landwirten gewählte, aber mit einer höheren Ausgleichszahlung bedachte Variante beschränkte die jährliche Düngung im Mittel des Betriebes auf 90 kg N ha^-1, im Gegensatz zu 106 bis 131 kg N ha^-1 in der betriebsindividuellen Variante. Die jeweils jährlich zugeteilten N-Düngermengen konnten die Betriebsleiter frei auf ihre Kulturen verteilen. Einzige weitere Einschränkung im frei wählbaren Anbauprogramm war, bezogen auf die gesamte Ackerfläche, ein Anbaulimit von 10% für Körnerleguminosen.

In jeder Region standen 5 Betriebe zu Vergleichszwecken zur Verfügung. Als Datengrundlage dienten betriebliche Aufzeichnungen (Schlagkarteien) und Untersuchungen der Landwirtschaftskammern (N-Analysen von Ernteprodukten inkl. Grundfutter, Wirtschaftsdünger und Boden) in den Projektbetrieben. Die Kosten für den Ausgleich auftretender Ertragseinbußen und die komplette wissenschaftliche Bearbeitung wurden vom Land Niedersachsen und der EU in Brüssel getragen.

In das praxisorientierte Projekt war ein Stickstoff-Reduktionsversuch auf einem leichten Sandboden nahe Lüchow im Osten Niedersachsens integriert. Die Bemessung der Stickstoffdüngungsstufen basierte dabei auf dem Sollwertkonzept. Im Vordergrund der Untersuchung standen die bei einer 40%igen N-Düngerreduktion erzielbaren Erträge und Qualitäten, aber auch die damit einhergehende Nitratauswaschung und Nmin-Dynamik im Vergleich zur 'ordnungsgemäßen' N-Düngung. Eine 'ortsübliche' Fruchtfolge, die sich aus Kartoffel - Winterroggen - W-Gerste zusammensetzte, und eine 'angepaßte' Fruchtfolge, in der die N-intensive W-Gerste durch Hafer ersetzt war, wurden parallel untersucht. In regelmäßig mit Hilfe von Saugkerzen gewonnenem Perkolationswasser wurden die Nitrat-N-Konzentrationen gemessen und daraus mit Hilfe der Sickerwassermengen Nitratfrachten berechnet.

Die wichtigsten Ergebnisse der Untersuchung von Wirkungen einer Reduktion des Stickstoffaufwandes lauten :

	N-intensive Früchte, vor allem W-Raps und W-Weizen wurden auf rund einem Sechstel der Fläche durch N-extensive Früchte, wie Körnerleguminosen, W-Roggen, Grassamenvermehrung und Sommergetreide, regionsspezifisch ersetzt. Als indirekte Folge sank der Einsatz von Pflanzenschutzmitteln, da die N-extensiven davon i.d.R. weniger bedürfen. Die Flächenanteile der wirtschaftlich starken Früchte Zuckerrübe und Kartoffel in der Region Lüchow-Dannenberg sowie Mariendistel in der Region Aurich-Leer änderten sich aufgrund der N-Quotierung nicht.
	Die Verringerung der N-Düngung fiel fruchtartspezifisch aus. Eine starke Reduktion von 25 bis 35% unter die Empfehlung der Offizialberatung erfuhr das W-Getreide und die Zuckerrübe, während bei Kartoffel und Silomais in Lüchow-Dannenberg keine Senkung der N-Düngung stattfand.
	Als Folge der N-Quotierung lassen sich Ertragsverluste von im Mittel 10 bis 20% im Getreide- und Silomaisanbau sowie auf dem Grünland feststellen, nicht aber bei Zuckerrübe und Kartoffel. Die Ertragsdepressionen führten zu Erlöseinbußen in den beobachteten Betrieben.
	Aufgrund der reduzierten N-Düngung sanken die Rohproteingehalte je nach Getreideart um 0,7 bis 1,9%-Punkte gegenüber den Referenzbetrieben ab, was auch von den Feldversuchsergebnissen gestützt wird. Eine Qualitätsweizenerzeugung ist den Quotenbetrieben in Lüchow-Dannenberg aufgrund der N-Quote faktisch nicht möglich.
	Andere erlösbeeinflussende Qualitätsparameter der Ernteprodukte des Ackerlands (Zuckergehalte, Stärkegehalte, Tausendkorngewicht, Hektolitergewicht, Proteinqualität) wurden, gestützt von den Feldversuchsergebnissen, durch eine Senkung der N-Düngung unter eine ordnungsgemäße Menge nicht verändert.
	Die N-Bilanzüberschüsse innerhalb der einzelnen Betriebe wurden durch die N-Quotierung drastisch gesenkt. Der durchschnittliche N-Flächenbilanzüberschuß von Acker- und Grünland ergab in den Quotenbetrieben Lüchow-Dannenberg Mittelwerte von 30 bis 45 kg N ha-1, in der Region Aurich-Leer von 10 bis 20 kg N ha-1, während diese in der Referenzgruppe in den Untersuchungsjahren zwischen 50 und 90 kg N ha-1 pendelten.
	Trotz der durchschnittlichen Senkung der Bilanzüberschüsse ergaben sich auch nach der N-Quotierung noch Einzelschläge mit jährlichen N-Überschüssen von über 100 kg N ha-1 im Mittel der Projektjahre 1992 bis 1997 mit N-Quote. Nur auf Schlägen mit einer hohen Ertragsfähigkeit (vor allem Region Aurich-Leer) traten dauerhaft negative N-Bilanzsalden auf, die vermutlich eine leichte Zehrung aus dem N-Pool des Bodens bedingen.
	Im Feldversuch waren die N-Bilanzen bei Reduktion der N-Düngung um 40% durchgängig negativ, während hier die 'ordnungsgemäße' N-Düngung nach dem Sollwertkonzept zu ausgeglichenen N-Bilanzen führte
	Die scheinbare N-Effizienz, basierend auf N-Abfuhr und N-Zufuhr, konnte regions- und fruchtartspezifisch durch die N-Quotierung verbessert werden.
	Die Mineralstickstoffgehalte des Bodens im Herbst konnten im Mittel durch die Reduzierung der N-Düngung innerhalb von 6 Jahren nicht gesenkt werden, vielmehr ergab sich eine starke Abhängigkeit von der angebauten Frucht.
	Die reduzierte N-Düngung führte in einem Zeitraum von 6 Jahren in den Projektbetrieben zu keinen meßbaren Änderungen im Stickstoff- und Humusgehalt der Ackerkrume. Im Feldversuch ergab sich in der Tendenz eine leichte Senkung der Stickstoff- und Humusgehalte durch die statische N-Reduktion um 40%.
	Auf dem leichten Sandboden des Feldversuchs reduzierte sich die Nitratfracht um durchschnittlich 20% bei Verringerung des N-Aufwandes um 40% gegenüber der ordnungsgemäßen Variante.
	Die Kulturartendiversität wurde durch Änderungen im Anbauprogramm, hervorgerufen durch die Verknappung des Stickstoffs, vor allem auf leichteren Böden erhöht.
	Für einige Betriebsleiter war die N-Quotierung der positive Anlaß, insgesamt über ihre Bewirtschaftungsintensität nachzudenken und diese zu vermindern. Die Senkung der N-Düngungsintensität über eine betriebsspezifische N-Quote mit einer ansonsten größtmöglichen Belassung der unternehmerischen Freiheit führt somit zu leichten Ertragseinbußen, einem insgesamt gesehen geringeren Pflanzenschutzmitteleinsatz und niedrigeren Stickstoffemissionen, aber auch zu Erlößminderungen, die bei EHLERDING (2000) und STOYKE (1995) beschrieben werden.

Ob sich eine umweltpolitische Maßnahme wie die N-Kontingentierung deutschland- oder europaweit umsetzen läßt, ist in Frage zu stellen, da der administrative Aufwand für die Einführung und die Kontrolle im Vergleich zur N-Steuer sehr hoch wäre. Auch das niederländische Nährstoffbilanzkonzept erfordert einen hohen Verwaltungs- und Kontrollaufwand, bietet aber ein zielgenaueres Vorgehen zur Senkung von Nährstoffemissionen in der Landwirtschaft.

Über den Einfluß der mikrobiellen Biomasse eines Auenbodens während und nach mehrjähriger Grünbrache auf die N-Versorgung der Feldfrüchte.
Heidrun Platte:  Diss. Universität Göttingen, 1996. Cuvillier Verlag, Göttingen. ISBN 3-89588-512-6.

Zusammenfassung
Die EG-Flächensstillegungsverordnung schreibt 1- bis 5jährige Grünbrache (GB) vor, deren Auswirkungen auf die N-Nachlieferung und N-Düngebedarfsermittlung für die Folgefrüchte weitgehend unbekannt sind. Es ist zu erwarten, daß durch die Grünbrache selbst wie auch durch ihren Umbruch Veränderungen im N-Haushalt des Bodens eintreten, die u. a. mikrobiologisch gesteuert werden. Diese stehen in Abhängigkeit zum Wachstum des GB-Bestandes sowie nach dem Umbruch zur Masse und Qualität des GB-Aufwuchses. Zur Frage der Auswirkungen mehrjähriger GB auf N-Mineralisations-/-Immobilisationsprozesse und auf die N-Ernährung nachfolgender Feldfrüchte wurde daher auf einem Auenlehm bei Göttingen ein 6jähriger Exaktversuch durchgeführt. Im Vergleich zu einer betriebsüblichen Fruchtfolge (FF) und zu einer mehrjährigen Schwarzbrache (SB) wurde der Einfluß einer Dauergrünbrache (GB; Kleegras) auf die Nmin-Bildung, auf die N-Versorgung der Folgefrüchte sowie auf die Menge und Aktivität der mikrobiellen Biomasse untersucht. Wichtige Funktionen der mikrobiellen Biomasse als sink und source für N während der Brache und beim Umsatz des im GB-Aufwuchs gebundenen N nach dem GB-Umbruch wurden in einem Gefäßversuch mit 15N-markiertem Gras- und Kleegras (Grünmasse) herausgearbeitet.

Unter mehrjähriger Brache wurde der N-Haushalt wesentlich durch die Bracheform und den damit verbundenen ununterbrochenen (GB) oder fehlenden (SB) Eintrag organischer Substanz (Bewuchs) bestimmt. Ein Ausdruck dafür sind die Nmin-Mengen des Bodens, die unter SB bis zu 250 kg N ha^-1 90 cm^-1 erreichten und damit ein erhebliches Potential an auswaschungsgefährdetem Nitrat darstellten. Dagegen machten die Nmin-Mengen unter GB stets nur 20 -50 kg N ha^-1 90 cm^-1 aus.

Entsprechend dem Angebot an organischer Substanz nahmen unter mehrjähriger GB im Vergleich zur betriebsüblichen Fruchtfolge sowohl die mikrobielle Biomasse als auch deren Aktivität zu und zeigten einen ausgeprägten Tiefengradienten in der Ackerkrume. Der SB-Boden hingegen wies für alle bodenbiologischen Parameter die niedrigsten Werte bei einem weiten Cmik/Nmik- Verhältnis auf.

Die GB als Vorfrucht förderte die N-Entzüge und Ernteerträge längerfristig. Rund 10% der Mehrentzüge und -erträge gegenüber FF wurden noch in der 4. Nachfrucht festgestellt. Dies wurde durch die Änderung des N-Umsatzes im Boden infolge Flächenstillegung hervorgerufen und spiegelte sich in den Frühjahrs-Nmin-Mengen des Bodens und insbesondere in der N-Nettomineralisation wider. Die N-Nachlieferung war dabei abhängig von der stofflichen Zusammensetzung des Bracheaufwuchses zum Umbruchzeitpunkt.

Der Bracheumbruch bewirkte eine Umschichtung der Biomasse-Parameter in tiefere Bodenschichten, die sich erst im Frühjahr des Folgejahres ausglichen. Insgesamt waren die Menge und die Aktivität der mikrobiellen Biomasse nach dem GB-Umbruch erhöht. Demgegenüber lag in der Fruchtfolgevariante keine signifikante Umverteilung der Biomasse und deren Aktivität infolge gleichmäßiger Durchmischung des Bodens vor.

Positive Auswirkungen der GB auf die Menge und Aktivität der mikrobiellen Biomasse des Bodens waren auch 3 Jahre nach dem Umbruch noch meßbar. Für die auf eine Einheit Biomasse bezogene mikrobielle Aktivität (spezifische Aktivität) traten indes keine Variantenunterschiede auf. Sie folgte einem ausgeprägten Jahresgang mit Zunahmen in Phasen gesteigerter N-Mineralisation.

Mit Einsatz von ¹⁵N konnten die Ergebnisse des Gefäßversuchs Ursachen der mehrjährig gesteigerten N-Lieferung nach dem GB-Umbruch im einzelnen aufzeigen. Aus der Grünmasse wurden im Boden sehr schnell erhebliche N-Mengen freigesetzt und pflanzenverfügbar, aber nur ca. 40-50% durch den Weizenaufwuchs (vergleichbar 1. GB-Nachfrucht) entzogen. Etwa die Hälfte des grünmassebürtigen N verblieb nach der Weizenernte im Boden, unterlag längerfristigen Umsetzungsprozessen und war damit für die Mikroorganismen des Bodens nachhaltig verfügbar. Die mikrobielle Biomasse akkumulierte insgesamt nur einen geringen, über die Zeit gleichbleibenden Anteil des markierten N von bis zu 10% der Gesamt-N-Menge (sink), der aber aufgrund erheblich gesteigerter mikrobieller Umsatzraten und eines hohen N-Flux rasch transformiert und damit als mineralischer N pflanzenverfügbar wurde (source).

Mit der Einarbeitung der Grünmasse in den Boden wurde die N-Lieferung auch des Bodens angeregt. Die N-Mengen im Weizenaufwuchs und die Nmin-Mengen des Bodens stammten zu ca. 65% aus der Grünmasse, der Rest aus der Bodensubstanz. Ohne Grünmasse-Zusatz und ohne mineralische N-Düngung machte die N-Lieferung des Bodens aber nur ca. 40% dieses Betrages aus. Dies wird einem durch die eingearbeitete Grünmasse hervorgerufenen Priming-Effekt zugeordnet. Der mikrobiell gebundene N wurde im Versuchszeitraum nur zu 13- 27 % aus dem Grünmasse-N gebildet. Der größte N-Anteil enstammte anderen Quellen. Dies ist ein Beweis für die Bedeutung der mikrobiellen Biomasse bei der N-Nachlieferung auch aus der Bodensubstanz.

Die durch mehrjährige GB hervorgerufenen Änderungen des N-Umsatzes im Boden sind entscheidend auf die Förderung der mikrobiellen Biomasse und deren Aktivität zurückzufuhren. Durch den mikrobiellen Umsatz des GB-Aufwuchses, aber auch der Bodensubstanz, wird die N-Versorgung der Pflanzenbestände längerfristig verbessert. Im Hinblick auf die N-Düngung zu den Folgefrüchten nach GB können gegenwärtig jedoch noch keine quantitativen Aussagen über die tatsächliche mikrobielle N-Nachlieferung getroffen werden.

Nitratmanagement nach Winterraps
(T. Lickfett/ Reinhard Hilmer)

Nach dem Anbau von Winterraps kommt es im folgenden Herbst/Winter sehr häufig zu erhöhten Nitratgehalten des Bodens, die den N-Bedarf des üblicherweise folgenden Winterweizen vor dem Ende der Vegetationsperiode übersteigen. Aus Sicht des Gewässerschutzes wären zu diesem Zeitpunkt aber niedrige Nitratgehalte des Bodens wünschenswert. Strategien, die zu einer Problemlösung durch die Beeinflussung der Stickstoff-Nettomineralisation führen (Bodenbearbeitungsintensität, Zwischenfruchtanbau, Fruchtfolgegestaltung), werden in mehrjährigen Feldversuchen auf ihre Effektivität und ihre Wirkmechanismen untersucht.

Stickstoff-Transfer aus Vorfrucht Winterraps in eine Sommerung
(T. Lickfett/ Reinhard Hilmer) - abgeschlossen -

Die im Herbst nach der Ernte von Winterraps gefundenen erhöhten N_min-Werte im Boden können von der Nachfrucht Winterweizen vor dem Ende der Vegetationsperiode nur unzureichend genutzt werden und sind verlustgefährdet. Der Verzicht auf jegliche Bodenbearbeitung im Herbst nach Raps kann unter Nutzung des Ausfallraps als "catch crop" zu einer Lösung des Problems beitragen. Zur Maximierung dieses Effektes ist die Erweiterung der Fruchtfolge um eine Sommerung erforderlich, bevor als zweite Raps-Nachfrucht der Winterweizen folgt. Ziel des Konzeptes ist, den Transfer von "rapsbürtigem" Stickstoff in die Sommerung zu optimieren und dadurch Mineraldünger-N einzusparen.

Fragestellung: Welchen Einfluß hat eine unterschiedlich intensive Bodenbearbeitung im Frühjahr

	auf die Stickstoff-Nettomineralisation?
	die Nmin-Mengen im Boden?
	die N-Aufnahme des Hafers?
	den Kornertrag von Hafer?

Methodische Vorgehensweise
Die Untersuchungen werden innerhalb des INTEX-Projektes Reinshof auf den Flächen "Tönjeswinkel" und "Flöhburg" als Spaltanlage mit 3 Bodenbearbeitungsintensitäten (Pflug/Grubber/Direktsaat oder Rototiller) und 3 N-Düngungsstufen (ohne/N40/N80; als AHL) in 2 Wiederholungen durchgeführt. Die Unkrautbekämpfung und der Einsatz eines Wachstumsreglers erfolgt in allen Varianten gleich. Vegetationsbegleitend werden in engen Intervallen N_min und N-Aufnahme des Hafers bestimmt. Die Stickstoff-Nettomineralisation wird über Bilanzrechnungen ermittelt. Die Ermittlung des Kornertrages und von Qualitätsparametern schließen die Untersuchungen ab.

Parallel dazu werden ähnliche Untersuchungen auf zwei Betrieben des Niedersächsischen Demonstrationsprojektes zur umweltgerechten Landbewirtschaftung durchgeführt.