Mission Position: Körnerleguminosen optimal in die Fruchtfolge integrieren

Ackerbohnen sind als Leguminose ein wertvolles Fruchtfolgeglied und werden i. d. R. wie Raps als Blattfrucht vor Wintergetreide integriert. In der in Norddeutschland verbreiteten Rotation Winterraps – Winterweizen – Wintergerste passen die Zeitfenster für Feldräumung und Saat der Nachfrüchte ideal zusammen. Zudem nutzt der Weizen die durch die tiefe Pfahlwurzel des Rapses gelockerte Bodenstruktur. Weniger vorteilhaft ist jedoch der Nährstofftransfer zwischen den Kulturen. Sowohl Ackerbohnen (und andere Körnerleguminosen) als auch Winterraps hinterlassen mit den Ernterückständen vergleichsweise hohe, leicht mineralisierbare Mengen Stickstoff (N) auf dem Acker. Folgt darauf wie üblich Wintergetreide, ist die N-Aufnahme im Herbst begrenzt. Auf den überwiegend sandigen Standorten Norddeutschlands können die verbleibenden N-Mengen bei hohen Winterniederschlägen leicht ausgewaschen werden (Abb. 1).

Zeitverlauf der Stickstoff-(N)-Aufnahme bei unterschiedlichen Kulturen

Eine Alternative zur klassischen Nutzung von Raps oder Körnerleguminosen als „wertvolle Vorfrucht“ für Winterweizen, ist die-se Kultur vor Nachfrüchte zu stellen, die bereits im Herbst mehr N aufnehmen. Dazu zählen nach Winterraps etwa Winterzwischenfrüchte mit anschließender Sommerung oder Winterraps nach Körnerleguminosen. Durch diese alternative Integration verlagerungsgefährdeter Kulturen lassen sich ökonomische und ökologische Anforderungen zugleich berücksichtigen.

Fruchtfolgen des Versuchs

Versuch: 10 Jahre, 4 Fruchtfolgen, 5 Düngungsstufen

In einem Langzeit-Fruchtfolgesystemversuch auf dem Versuchsgut Hohenschulen (Achterwehr, östliches Hügelland Schleswig-Holstein) der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel wurden alternative Fruchtfolgepositionen von Blattfrüchten mit der klassischen Stellung verglichen. Der Versuch umfasst vier Fruchtfolgen (s. Abb. 2), in denen jedes Fruchtfolgeglied jährlich in vierfacher Wiederholung mit fünf N-Düngestufen angebaut wird. Aus N-Responsefunktionen (quadratisch-Plateau) über die Düngestufen wurden die jährlichen Erträge bei Düngung nach Düngeverordnung (DüV) ermittelt. Alle Ergebnisse des Parzellenversuchs wurden zur besseren Vergleichbarkeit mit der Praxis auf 90 % skaliert. Mit aktuellen Marktpreisen für N-Dünger (KAS, Stand Februar 2026) und Verkaufserlösen der Ernteprodukte wurde die N-kostenfreie Leistung (NKFL = Verkaufserlöse – N-Düngerkosten) der einzelnen Fruchtfolgeglieder sowie im Mittel der gesamten Fruchtfolgen über die letzten 10 Jahre berechnet.

Zur Einschätzung der ökologischen Wirkung wurden im Winterhalbjahr 2024/2025 zusätzlich N-Verlustpfade im Rahmen von zwei Masterarbeiten im Feld erfasst: In der Periode nach der Ernte bis zur 1. N-Gabe im darauffolgenden Frühjahr wurden wöchentlich Sickerwasserproben in 80 cm Bodentiefe entnommen im Labor auf N-Konzentrationen untersucht (MSc Meghanadh Katragadda). Mithilfe eines prozess-basierten dynamischen Boden-Wasser-Haushaltsmodells wurden tägliche Sickerwasserraten simuliert und zur Berechnung der Nitratfrachten herangezogen. Darüber hinaus fanden wöchentliche Feldmessungen der klimarelevanten Lachgasemissionen in ausgewählten Varianten statt, um daraus kumulative gasförmige Verluste zu ermitteln (MSc Nele Koch).

Alternativen liefern vergleichbare ökonomische Leistung

Die höchste N-kostenfreie Leistung lieferte die klassische Fruchtfolge 1 mit Raps-Weizen-Gerste, die weizenbetonte Integration von Ackerbohnen (FF 2) führte zu signifikant geringeren mittleren ökonomischen Fruchtfolgeerträgen. Die alternativen Positionierungen der verlagerungsgefährdeten Kulturen (FF3 und 4) unterschieden sich nicht signifikant von den beiden klassischen Integrationen (Abb. 3). Auch unterschieden sich die Fruchtfolgen nicht signifikant hinsichtlich ihrer Ertragsstabilität. Rein ökonomisch betrachtet lieferten in den 10 Versuchsjahren die alternativen Positionierungen von auswaschungsgefährdeten Blattfrüchten also N-kostenfreie Leistungen auf vergleichbarem Niveau.

Auch die zweite Nachfrucht profitiert noch

Neben den direkten Wirkungen auf die erste Nachfrucht zeigten die Versuchsergebnisse auch, dass die positiven Vorfruchteffekte von Raps und Ackerbohnen bis in die zweite Nachfrucht ertragswirksam sind und signifikant den optimalen N-Düngerbedarf beeinflussen. Insbesondere der Raps profitierte auch von längeren Anbaupausen in den Fruchtfolgen 2 und 3 (s.

Abb. 4). Für eine faire Bewertung der Vorfruchteffekte sollte daher immer die Leistung der gesamten Fruchtfolge optimiert und nicht ausschließlich Einzelkulturen in verschiedenen Fruchtfolgestellungen miteinander verglichen werden.

Alternativen punkten bei den Umweltwirkungen

Betrachtet man die Umweltwirkungen, so wurde eine deutliche Reduzierung der Nitratauswaschung beobachtet (s. Abb. 5a).Die Stellung von Winterraps vor einer Sommerung, ermöglicht ein Anbaufenster für Winterzwischenfrüchte und hat daher ein großes Potenzial, die winterlichen Nitratfrachten zu reduzieren. Auch die Stellung von Ackerbohne vor Winterraps anstelle vor klassischem Winterweizen reduziert die Nitratverlagerung, allerdings weniger ausgeprägt. In der beobachteten Periode wurden höhere Nitratverluste durch Auswaschung nach Ackerbohnen als nach Raps gemessen.

Die Messung der besonders klimarelevanten direkten Lachgasemissionen im Feld zeigte dahingegen keine signifikanten Unterschiede hinsichtlich der untersuchten Blattfrüchte (s. Abb. 5b), noch hinsichtlich der Stellung vor alternativen Folgefrüchten. Im Vergleich zu den nach Getreide gemessenen Treibhausgasemissionen waren die gasförmigen Verluste nach allen Blattfrüchten höher. Zusammenfassend sind die ökologischen Effekte der alternativen Fruchtfolgepositionen förderlich für reduzierte Nitratauswaschung auf verlagerungsgefährdeten Sandstandorten, ohne die Klimawirkungen zu beeinflussen.

Schlussfolgerungen für die Praxis

Unter langjährigen Versuchsbedingungen mit einer großen Bandbreite an unterschiedlichen Witterungsverläufen (2015–2025) zeigte sich, dass alternative Fruchtfolgepositionen die Umweltwirkungen verbessern können, ohne ökonomische Nachteile zu verursachen. Für die landwirtschaftliche Praxis ist dabei insbesondere die Integration von ZF-Mais nach Raps eine vergleichsweise unkomplizierte Option – vorausgesetzt, es besteht eine Verwertungsmöglichkeit für Silomais oder die Standortbedingungen erlauben den Anbau von Körnermais. Etwas mehr Fingerspitzengefühl erfordert die auf den ersten Blick ungewöhnliche Positionierung von Ackerbohnen vor Raps (FF3): Hier muss die rechtzeitige Feldräumung sichergestellt werden – dies gelingt durch die Kombination moderner, frühreifer Ackerbohnensorten mit spätsaatverträglichen Rapssorten sowie durch ein gut organisiertes Nacherntemanagement und eine zügige Saatbettbereitung.

Werden diese Punkte berücksichtigt, lassen sich auch unter Praxisbedingungen innovative Fruchtfolgen realisieren, die sowohl ökonomisch als auch ökologisch erfolgreich sind. Insbesondere die Ackerbohne verdient eine prominentere Fruchtfolgeposition als die traditionelle Integration vor Winterweizen, um ihr volles Potenzial für die gesamte Rotation geltend zu machen.