Zwischenfrüchte + Stickstoff: Speicherung, Fixierung und Nachlieferung für die Fruchtfolge

Die Ziele sehen hier wie folgt aus:

• Viel Stickstoff vor der Auswaschung retten, indem er von der Zwischenfrucht aufgenommen wird.
• Insbesondere in Roten Gebieten steht eine zusätzliche N-Mobilisierung durch Leguminosen im Fokus.
• Gespeicherter und aus der Atmosphäre fixierter Stickstoff in unsere Folgefrucht bzw. unsere Fruchtfolge transferieren.

Geringe Verluste und hohe N-Aufnahme

Zwischenfrüchte fixieren nach jeder Vorfrucht immer mehr Stickstoff als eine Stoppelbrache. Durch die Aufnahme und Speicherung in der ober- und unterirdischen Biomasse verbleibt der Stickstoff in der oberen Bodenschicht und wird vor Verlagerung geschützt.

Nmin-Werte im Herbst unter verschiedenen Zwischenfrüchten

Quelle: Geries Ingenieure, 2021

Was fördert die hohe Speicherung von Nährstoffen?

Der größte Einflussfaktor für eine hohe Speicherung von Nährstoffen durch eine Zwischenfrucht ist die gebildete Biomasse, sowohl unterirdisch als auch oberirdisch. Diese hängt einerseits von äußeren Einflüssen ab, die man weniger beeinflussen kann. Hierzu zählen der Bodenzustand, die Bodentemperatur, die Bodenart und die Witterung. Andererseits gibt es im eigenen Management Stellschrauben, mit der man die N-Aufnahme erhöhen kann: die Komponentenwahl, die Aussaatbedingungen und die Nährstoffversorgung der Zwischenfrucht.

Komponentenwahl:

Arten haben ein unterschiedliches Potenzial zur Nährstoffspeicherung, allein durch die Pflanzenart, die Anfangsentwicklung, Wuchshöhe, Blatt- und Wurzelmasse und die Länge der Vegetationsphase. Dabei gibt es nicht nur Unterschiede innerhalb der Arten, sondern auch der Sorten. Besonders wichtig ist dieses Merkmal bei Gelbsenf und Ölrettich, die unter den Zwischenfruchtkomponenten ein sehr hohes Vermögen zur N-Aufnahme haben. Auch die Winterhärte der Komponenten spielt eine Rolle – winterharte Komponenten in der Mischung ermöglichen eine zusätzliche N-Aufnahme und Speicherung über Winter und im Frühjahr bis zur Aussaat der Folgekultur (teils winterhart: viterra® MAIS STRUKTUR oder die gänzlich winterharte Mischung viterra® WASSERSCHUTZ)

Aussaattermin:

Der Zeitpunkt der Zwischenfruchtaussaat ist ein besonders wichtiger Faktor für die Biomassebildung und damit für die Nährstoffspeicherung. Eine möglichste lange Vegetationszeit ermöglicht eine hohe Biomassebildung, intensive Durchwurzelung und Durchdringung des Bodens in tiefe Bodenschichten. Dies führt zu einer hohen N-Speicherung.

Weitere Infos finden Sie hier:

SortenGreening Ölrettich DEFENDER + Sommerwicke, viterra® MAIS N-PLUS, viterra® MAIS STRUKTUR und viterra® POTATO.

Düngung:

Die Nährstoffversorgung ist ein weiterer Einflussfaktor für die Biomassebildung und N-Speicherung. Für eine hohe Biomasseentwicklung benötigt der Zwischenfruchtbestand ausreichend Stickstoff. Einem reinen Ölrettichbestand sollte mindestens 40-60 kg/N je Hektar zur Verfügung stehen. In Roten Gebieten kann die Sommerwicke als optimaler Partner für die ausreichende Stickstoffversorgung in die Mischung hinzugenommen werden ( z.B . SortenGreening® AGRONOM + Sommerwicke).

Bei der Düngung der Zwischenfrucht im Herbst müssen einige rechtliche Vorgaben beachtet werden.

• Es dürfen maximal 30 kg Ammonium- bzw. 60 kg Gesamtstickstoff bis 30.09. gedüngt werden, mit der Vorrausetzung, dass Zwischenfrucht bis 15.09. gesät wurde und ihre Standzeit mind. sechs Wochen beträgt.
• Die Düngung von Zwischenfrüchten in Roten Gebieten ist verboten; ausgenommen sind Dünger wie beispielsweise Festmist und Kompost.
• Ein Düngebedarf besteht nur für eine Zwischenfrucht nach Getreide.
• Für leguminosenhaltige Zwischenfruchtmischungen gilt bundeslandspezifisch ab einem bestimmten Gehalt in der Mischung kein bzw. ein eingeschränkter Düngebedarf (Die bundeslandspezifischen Regeln finden Sie in unserer GAP-Broschüre )

Zusätzliche N-Mobilisierung

Mit Leguminosen ergibt sich, insbesondere in Gebieten mit Düngerestriktionen, eine bessere Aufwuchsleistung und Nährstoffaufnahme. Sie sorgen außerdem für ein sicheres Abfrieren, da ein weiterentwickelter Bestand mit besserer Nährstoffverfügbarkeit besser abfriert als ein schlecht entwickelter Bestand nach Nährstoffmangel. Leguminosen, insbesondere Sommerwicken, sorgen für sichere Unkrautunterdrückung und Feldhygiene, da weniger Unkräuter und Ausfallpflanzen auflaufen. Aber Achtung: mit Leguminosen wird die Zwischenfrucht-Mischung in der Regel teurer und Anbaupausen in Leguminosenfruchtfolgen müssen eingehalten werden.

Verfügbarkeit für die Folgefrucht ohne vorzeitige Verluste

Nach dem Abfrieren oder Umbruch von Zwischenfrüchten beginnt die Mineralisierung. Dies setzt Nährstoffe frei, die der Folgekultur im Frühjahr zur Verfügung stehen. Die Biomasse und ihr Stickstoffgehalt sind ein erster Anhaltspunkt für die Nährstoffnachlieferung der Folgekultur.

Herausforderungen bei der Stickstoffverfügbarkeit

Versuche haben jedoch gezeigt, dass der in der Biomasse enthaltene Stickstoff nicht immer vollständig für die Folgekultur verfügbar ist. Starke Schwankungen im Fruchtfolgeeffekt und Nährstofftransfer sind möglich, da viele Faktoren eine Rolle spielen. Dazu gehören:

• Witterung und Bodenart
• C/N-Verhältnis
• Entwicklungszustand der Zwischenfrucht
• Frosthärte
• Umbruchtermin
• Art des Umbruchs
• Einarbeitungsmethode

C/N-Verhältnis der Zwischenfrucht

Wichtiger Faktor für die Nachlieferung an die Folgekultur ist das C/N Verhältnis. Zum Verständnis und zur Einordnung: Das Mikrobiom im Boden hat ein C/N Verhältnis von ca. 7-10; Stroh liegt bei etwa 80-100. Je näher das C/N-Verhältnis der Zwischenfrucht an dem des Mikrobioms liegt, desto schneller wird umgesetzt und Stickstoff zur Verfügung gestellt. Das Alter der Pflanzen bestimmt das C/N-Verhältnis maßgeblich, d.h. junge Pflanzen haben ein engeres C/N-Verhältnis​ als physiologisch ältere Pflanzen.

• Hoher Leguminosenanteil: ein Großteil der Biomasse rasch umgesetzt und der Stickstoff ist schnell wieder verfügbar
• Hoher Anteil von Ölrettich, Rauhafer, Öllein und Buchweizen: die Umsetzung der Biomasse braucht länger und die Freisetzung von Stickstoff dauert länger
• Wurzeln haben ein weiteres C/N-Verhältnis als oberirdische Masse: sie verrotten langsamer und tragen mehr zum Dauerhumus bei​, also auch das Spross-Wurzelverhältnis verschiedener Komponenten spielt eine Rolle

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C/N-Verhältnis

Winterhärte der Komponenten

Diese hat Einfluss auf den Zeitpunkt der Nährstoff-Nachlieferung. Insbesondere winterharte Leguminosen zeigten hier Effekte auf den Maisertrag von (ungedüngtem) Körnermais, da sie große Mengen an Stickstoff zur Zeit des Hauptnährstoffbedarfes des Maises freisetzen.

Umbruchzeitpunkt

Die Zeit des Zwischenfruchtumbruchs kann Einfluss auf die Nachlieferung haben. Diese Effekte sind in einigen Jahren jedoch kaum spürbar, in anderen Jahren erheblich. Strohmulch und auch der Umbruch im November führten tendenziell eher zu höheren Nmin-Werten im Frühjahr. Der Stickstoff aus der Zwischenfrucht ist damit in der Frühjahrs N_min-Probe nachweisbar und die N-Dünger Menge kann direkt dementsprechend reduziert werden. Umbruch im Frühjahr oder kein Umbruch führt eher zu niedrigeren Stickstoffwerten im Boden im Frühjahr, der Stickstoff wird also im Boden Nmin noch nicht abgebildet, was in der Frühjahrsdüngung berücksichtigt werden sollte.

Die LWK Niedersachsen rät hier zur Nachfrucht Zuckerrübe zu einer späte N_min-Analyse im Mai zum 4-6-Blattstadium nach verhaltener Andüngung von 120 kg N/ha. Bei unter 160 kg/ha N_min muss nachgedüngt werden. Nicht nur der Umbruchtermin sondern auch die Art des Umbruches ist entscheidend: je kleiner die ZWF zerkleinert wird, desto schneller wird sie natürlich umgesetzt; je tiefer sie eingearbeitet wird desto langsamer geht es.

Zusammenfassung:

Biomasse ist entscheidend für hohe Stickstoffspeicherung; diese kann durch Managementmaßnahmen beeinflusst werden. Leguminosen in der Mischung führen in der Regel nicht zu stark erhöhten Herbst-N_min-Werten im Boden aber zu einer höheren Stickstoffspeicherung. Management-Faktoren für die Nachlieferung an die Folgekultur sind das C/N-Verhältnis, die Winterhärte und der Umbruchzeitpunkt und die -intensität.

Die zu erwartende N-Nachlieferung unserer Zwischenfruchtmischungen sowie Düngeempfehlungen finden Sie in unserem Gesamtsortiment Zwischenfrüchte 2025!