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Agrarforschung

Begleitforschung zur Flächenstillegung:
Auswirkung von Flächenstillegung auf Stickstoffdynamik in Böden, Nährstoffkreislauf und Nährstoffbilanzen

Universität Hohenheim, Institut für Pflanzenernährung
H. Marschner und A. Junge                                                       
April 1989 - März 1992

Problemstellung

Mit der Stillegung von Ackerflächen ist kurzfristig eine Veränderung der Mineralisation und des Nitrathaushaltes sowie längerfristig bei Dauerbrache auch des Humushaushaltes und des Stickstoffvorrates im Boden verbunden. Hieraus ergibt sich die Fragestellung, wie sich bei den verschiedenen Stillegungsvarianten das Verhältnis zwischen Nährstoffanlieferung im Boden und Nährstoffaufnahme der Pflanzen entwickelt. Bei Stickstoff kann bei einem Ungleichgewicht zwischen Mineralisation und N-Bedarf einerseits das Pflanzenwachstum eingeschränkt sein, andererseits kann es zu einer grundwassergefährdenden Anreicherung und Auswaschung von Nitrat kommen. Darüber hinaus ist unklar, ob es nach Bracheumbruch zu einer Veränderung des Potentials an leicht löslichen Nährstoffen (NO 3 , N org , CAL-P und -K) kommt.

Ziel

Die durch verschiedene Stillegungsformen von Ackerflächen hervorgerufenen Veränderungen der Stickstoffdynamik in Böden mit unterschiedlichem Mineralisationspotential sollten erfaßt und die Auswirkungen dieser Veränderungen auf die Biomasseproduktion, die Nährstoffentzüge bei verschiedenen Begrünungsformen sowie nach Umbruch der Brache untersucht werden. Zielsetzung war, die Auswirkungen der Flächenstillegung hinsichtlich Nährstoffverlagerung (Nitratauswaschung) sowie Nährstoffversorgung der Pflanzen besser standortspezifisch zu beurteilen und somit Empfehlungen über geeignete Fruchtfolgen und Begrünungsvarianten zu erarbeiten.

Untersuchungsmethoden

Zur Untersuchung der durch Stillegung hervorgerufenen Veränderungen wurde auf allen Standorten neben der Brache auch eine praxisübliche Ackerbewirtschaftung durchgeführt. Bei der Rotationsbrache wurde jeweils eine einjährige Stillegung mit Phaceliaeinsaat untersucht. Die Begrünung der Dauerbrachen erfolgte durch Selbstbegrünung bzw. gezielte Ansaat. Die Brachepflege umfaßt den Mulchschnitt ohne und mit Abfahren des Schnittgutes. Zusätzlich wurden Vergleichsflächen mit unterschiedlicher Bewirtschaftungsintensität angelegt.

Ergebnis

1. Trotz später Aussaat ließ sich die Begrünung der Rotationsbrache mit Phacelia auf allen Standorten erfolgreich durchführen. Die Bestände entwickelten sich rasch und nahmen in kurzer Zeit den Nitratvorrat der Böden auf. Der lange Zeitraum ohne Bodenbedeckung (zwischen Ernte im vorhergehenden Jahr und Einsaat der Phacelia) birgt allerdings die Gefahr der Anreicherung und Auswaschung von Nitrat aus der durchwurzelten Zone. Bei der Folgefrucht Winterweizen wirkt sich die Rotationsbrache weder auf die Nitratgehalte der Böden, noch auf das Pflanzenwachstum aus.

2. Sowohl unter den Selbstbegrünungs-Dauerbrachen, als auch unter den Gras-Dauerbrachen verarmten die Böden weitgehend an Nitrat. Im Hinblick auf das Pflanzenwachstum (Bodenbedeckung) unterschieden sich beide Begrünungsvarianten nur geringfügig.

3. Bei Grasansaaten hatten das Mähen und Abfahren des Bracheaufwuchses keinen Einfluß auf die Nitratgehalte der Böden und das Pflanzenwachstum.

4. Bei einem Deckungsgrad von etwa 50% Klee wurde bereits während der Brache Nitrat im Boden angereichert und in tiefere Bodenschichten verlagert. Während die Brachepflege auf das Pflanzenwachstum keinen Einfluß hatte, konnten durch Abfuhr des Kleegrasaufwuchses die Nitratgehalte im Boden auf einigen Standorten gegenüber der Mulchvariante verringert werden.

5. Auf Böden hoher Bewirtschaftungsintensität wirkt sich ein entsprechend hoher Gehalt an Nmin sowie extrahierbarem P, K und Mg günstig auf das Wachstum der Brachepflanzen aus. Das Mineralisationspotential der Böden (Gesamt-N-Gehalt) beeinflußte den Verlauf der Nitratgehalte während der Stillegung nicht; vielmehr war die Anreicherung von Nitrat in den Böden vom Kleeanteil der Begrünung abhängig.

6. Nach der Stillegung nahmen die Gehalte an CAL-extrahierbarem P und K deutlich gegenüber der kontinuierlichen Ackerbewirtschaftung ab.

Bei K zeichnet sich im Vergleich zur Mulchbehandlung ohne Mähgutabfuhr eine stärkere Abnahme der Gehalte in den Varianten "Auswuchs mähen und Abfahren" ab.

Unter Gras-Dauerbrachen nahmen die Gehalte an extrahierbarem N im Boden (N org und z.T. NH 4 ) aufgrund der N-Immobilisation gegenüber der kontinuierlichen Ackerbewirtschaftung ab. Unter Kleegras erhöhten sich dagegen die extrahierbaren N-Gehalte (NO 3 , N org ) und somit die N-Mineralisation in den Böden.

Konsequenz für die Praxis

1. Bei der Begrünung der Rotationsbrache hat sich Phacelia bewährt.

2. Selbstbegrünungs- und Gras-Dauerbrachen sind hinsichtlich der Nitratverarmung im Boden auf den untersuchten Standorten gleichwertig.

3. Die Notwendigkeit der Entfernung des Bracheaufwuchses in Wasserschutzgebieten wird für Brachebegrünungen ohne Leguminosen in Frage gestellt.

4. Zumindest der in den Versuchen verwendete Weißklee sollte wegen der hohen Nitratfreisetzung während der Stillegung aus den Ansaatempfehlungen für Brachebegrünungen herausgenommen werden.

Literatur:
  • Junge, A. C. Stober und H. Marschner (1993):
  • Auswirkungen der Flächenstillegung auf den Stickstoffhaushalt von Böden. Agribiol. Res. 46, 2, 112-119.
  • Schlußbericht, September, 1992

 

Fördernde Institution:MLR

Förderkennzeichen:  62 - 89 . 30 




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