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Wasserschutz mit Zwischenfrüchten

Das Angebot von Zwischenfruchtmischungen ist mittlerweile sehr groß: Abfrierend oder winterhart, mit oder ohne Kruziferen oder Leguminosen etc. Welche Zwischenfruchtmischung ist am besten in der Lage, auf leichten Standorten einer Veredlungsregion möglichst viel Stickstoff über den Winter zu binden? Judith Ballering von der Landwirtschaftskammer NRW berichtet.

Bildquelle: Ballermann
Bildquelle: Ballermann
Zwischenfrüchte bringen im Ackerbau und für die Umwelt viele Vorteile: Ackerbaulich sind Humuserhalt und -anreicherung, bessere Durchwurzelung und biogene Lockerung des Bodens, Erosionsschutz, Erweiterung der Fruchtfolge etc. wesentliche Vorteile. Der Umwelt kommt zugute, dass Zwischenfrüchte Nährstoffe binden und „konservieren“, um sie vor Auswaschung im Winter zu schützen.

Zwischenfrüchte sollen also viele Aufgaben erfüllen. Besonders aufgrund der Fördermaßnahmen (AUM Zwischenfruchtförderung) und die Anerkennung als Ökologische Vorrangfläche wurde der Zwischenfruchtanbau erheblich ausgedehnt. Es kamen viele neue Zwischenfruchtmischungen und einige Zwischenfruchtarten auf den Markt, die neue Möglichkeiten des Einsatzes eröffneten.


Abbildung zum Vergrößern bitte anklicken
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Praxisnahe Erkenntnisse aus Demoflächen der LWK

Wie wählt man jedoch die passende Zwischenfrucht/-mischung für den eigenen Betrieb aus? Welche Vorteile kann der eigene Betrieb daraus schöpfen? Wie können die Zwischenfrüchte optimal für den Wasserschutz genutzt werden? Dies sind nur einige aktuelle Fragen, die die Landwirtschaftskammer NRW* zum Anlass genommen hat, in den vergangenen Jahren verschiedene Zwischenfruchtdemonstrationsflächen anzulegen. Die Daten aus den Bodenuntersuchungen und Aufwuchsbeprobungen ergaben wichtige Erkenntnisse für die Praxis in dieser speziellen Region. Diese ist charakterisiert durch sandige Böden (siehe auch Bodenkarte), auf denen nicht nur Wasser, sondern auch wasserlösliche Nährstoffe, wie z. B. Nitrat, leicht ausgewaschen werden können. Da der größte Teil der Auswaschung über Winter stattfindet, werden Zwischenfrüchte mit einem hohen Nährstoffbedarf benötigt, damit die Nährstoffe gebunden werden können. Winterharte Zwischenfrüchte/-mischungen können darüber hinaus Nährstoffe für die Folgefrucht speichern und so deren Auswaschung zum Teil erheblich reduzieren.


Aussaatzeitpunkt und Fruchtfolge bestimmen die optimale Zusammensetzung

Der Kreis Steinfurt ist eine viehstarke Region. Zwischenfrüchte werden hier bei Bedarf, i. d. R. mit Wirtschaftsdüngern angedüngt. Hier passen Zwischenfrüchte mit einem hohen Nährstoffbedarf wie z. B. Winterrübsen, Raps, Ölrettich, Weidelgräser etc. in das Anbaukonzept.

Von besonderer Bedeutung bei der Auswahl der richtigen Zwischenfrucht ist neben der betriebsspezifischen Fruchtfolge auch der passende Aussaatzeitpunkt. Je früher eine Zwischenfrucht eingesät wird, desto höher ist u. a. die Biomasse- und Nährstoffbindung. Wenn die Fruchtfolge keinen frühen Aussaattermin ermöglicht, sollte auf spätsaatverträgliche Früchte wie Gelbsenf, Gräser, Winterrübsen, Ölrettich gesetzt werden. Je nach Fruchtfolge sind auch phytosanitäre Aspekte zu beachten. In Rapsfruchtfolgen sollte z. B. auf Kreuzblütler verzichtet werden, um die Verbreitung von Kohlhernie nicht weiter zu fördern. Sonnenblumen, Ramtillkraut, Alexandrinerklee und Sommerwicken sind Wirtspflanzen für Sklerotinia und eignen sich daher nicht für Rapsfruchtfolgen. Geeignete Zwischenfrüchte in Rapsfruchtfolgen dagegen sind Gräser, Phacelia, Rauhafer und Buchweizen. In Zuckerrüben- und Kartoffelfruchtfolgen ist die biologische Nematodenbekämpfung ein wichtiger Aspekt. Hier spielen v. a. nematodenresistente Ölrettich- und Senfsorten eine wichtige Rolle. Aber auch der Rauhafer mit einer neutralen Wirkung gegenüber Heterodera schachtii bzw. mit positiver Wirkung auf Pratylenchus penetrans hat sich in diesen Fruchtfolgen bewährt. Die im Kreis Steinfurt überwiegende Mais-Getreide-Fruchtfolge ermöglicht eine große Auswahl an verträglichen Zwischenfruchtmischungspartnern.

Ein Vorteil von Zwischenfruchtmischungen ist, dass hier verschiedene Ziele miteinander kombiniert und Fruchtfolgen vielfältiger gestaltet werden können.


Versuchsaufbau

Zielsetzung: Bei den Zwischenfruchtdemonstrationen lag der Schwerpunkt der Untersuchungen v. a. auf der Nährstoffbindung und -speicherung.

Die Mischungen sollten:

  • überwiegend winterhart,
  • frei von Leguminosen (sonst nicht förderfähig für die AUM ZF Förderung),
  • als Greening-Zwischenfrucht (Ökologische Vorrangfläche) geeignet,
  • für die Zwischenfruchtförderung (Förderung von Agrarumweltmaßnahmen NRW) geeignet sein.

Versuchsaufbau: Die Aussaat der Zwischenfrüchte erfolgte nach der Getreideernte und Andüngung in Streifen nebeneinander. Die Nullparzelle wurde nicht angedüngt und nicht eingesät. Dies wurde in 2015/2016 auf verschiedenen Flächen im Kreis Steinfurt vergleichbar angelegt und in den Folgejahren mit ähnlichem Aufbau wiederholt. Hierbei handelte es sich nicht um Exaktversuche, daher sind hier nur die Jahreswerte ermittelt worden, ohne diese statistisch zu verrechnen.

Untersucht wurde der Stickstoffgehalt im Boden mittels Nmin zu unterschiedlichen Terminen, um den Verlauf der Stickstoffbindung und -freisetzung zu beobachten. Aufwuchsproben der Mischungen gaben Auskunft über die in der oberirdischen Pflanzenmasse gespeicherten Nährstoffe.


Ergebnisse

Trotz hoher Niederschläge nach der Aussaat konnten die Mischungen neben dem Reststickstoff nach der Ernte und den Nährstoffen aus der Düngung auch den Stickstoff, der über die Mineralisation freigesetzt wurde, zu großen Teilen aufnehmen. Die Beprobung des Aufwuchses im Herbst zeigt, dass die getesteten Zwischenfruchtmischungen im Durchschnitt 50 kg/ha Stickstoff in der oberirdischen Pflanzenmasse binden konnten. Hinzu kommt die nicht ermittelte N-Menge in der Wurzelmasse, die ebenfalls erheblich ist.

Der Nmin-Gehalt der untersuchten Bodenschicht (0–90 cm) lag im Januar in allen untersuchten Parzellen unter 10 kg/ha. Auch unter der Nullparzelle war der Gehalt von über 60 kg/ha Nmin Mitte September bis auf unter 10 kg/ha Nmin gesunken. Da dort keine Zwischenfrucht stand, ist davon auszugehen, dass ein Großteil des Stickstoffs ausgewaschen wurde (s. auch Abb. 2).

Abb. 1:
Abb. 1:
Abb. 2:
Abb. 2:

Zwischenfrüchte halten den Stickstoff in den oberen Bodenschichten

Die Nullparzelle wurde nicht gedüngt und auf ihr stand keine Zwischenfrucht (Abb. 2). Weil der Standort ein ho-hes Stickstoffnachlieferungspotenzial besitzt, stiegt der Nmin-Gehalt nach nur zwei Monaten in 0–90 cm um knapp 40 kg/ha N. Da es sich hier aber um einen leichten, sandigen Standort handelt und zwischen den Probenahmeterminen im Juli und September ca. 200 mm Niederschlag gefallen ist, kann man davon ausgehen, dass der Stickstoff schon in tiefere Schichten ausgewaschen wurde. Die Grafik zeigt auch, dass der Stickstoff sukzessive weiter in die tieferen Schichten sickert. Dies unterstreicht die Bedeutung der Zwischenfrüchte, die den Stickstoff zu großen Teilen in der Pflanzenmasse binden und somit für die Folgefrucht in den oberen Bodenschichten erhalten (Abb. 1).


Winterharte Komponenten: mehr Nmin im Juni in der obersten Bodenschicht

Mit dem ersten nennenswerten Frost Ende Januar starben die abfrierenden Komponenten wie Gelbsenf oder Leindotter ab. Dadurch wurden bereits im Februar nennenswerte Stickstoffmengen freigesetzt und zum Teil in die tieferen Bodenschichten ausgewaschen (siehe Abb. 3). Die Mischungen mit einem höheren Anteil an winterharten Komponenten schaffen es, weiterhin den Stickstoff zu speichern. Die erste Mischung (Abb. 3), die einen sehr hohen Anteil an Winterrübsen beinhaltet, zeigt dies am deutlichsten. Die winterharten Komponenten jedoch speichern weiterhin Nährstoffe. Für den Mais ist der Nmin-Wert im Juni relevant, da zu diesem Zeitpunkt der Stickstoffbedarf der Pflanzen ansteigt. Im Versuch stieg die gemessene Stickstoffmenge in der oberen Bodenschicht mit dem Anteil der winterharten Komponenten an und stand somit den Pflanzenwurzeln direkt zur Verfügung.

Abb.3: Zum Vergrößern bitte anklicken
Abb.3: Zum Vergrößern bitte anklicken

Modellbetriebsversuch bestätigt die Ergebnisse

Dieses Ergebnis wird auch in der im Jahr 2017/2018 durchgeführten Demonstrationsanlage bestätigt (Abb. 4).

Hier wurden abfrierend/leguminosenhaltige, abfrierende und winterharte Mischungen miteinander verglichen. An den Ergebnissen wird deutlich, dass die winterharte Mischung mit Raps, Winterrübsen und Markstammkohl auch nach den ersten Frösten die gespeicherten Nährstoffe noch binden kann. Bei den abfrierenden Mischungen stiegen nach den ersten Frösten die Nmin -Werte deutlich. Der Stickstoff wurde hier sukzessive in die tieferen Schichten verlagert. Mit der winterharten Mischung dagegen, die Mitte Mai 80 kg N/ha mehr in den oberen 30 cm aufwies, stand dieser der nachfolgenden Kultur zur Verfügung.

Abb. 4: Zum Vergrößern bitte anklicken
Abb. 4: Zum Vergrößern bitte anklicken

Fazit

Zwischenfrüchte können uns im Ackerbau in vielen Bereichen unterstützen und einen aktiven Beitrag zum Wasserschutz leisten. Unsere Untersuchungen bestätigen, dass mit winterharten Zwischenfrüchten erhebliche Mengen an Stickstoff gespeichert und für die Folgefrucht konserviert werden können. Dies führt zu einer höheren Nährstoffausnutzung und zur Reduzierung der Auswaschungsverluste. Gerade auf Standorten, die auswaschungsgefährdet sind, ist dies von besonderer Bedeutung. Durch die Auswahl der richtigen Zwischenfrüchte (Winterhärte, hoher Nährstoffbedarf) kann eine hohe Nährstoffkonservierung erfolgen.



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