Nährstoffverfügbarkeit optimieren = Düngebilanz verbessern

Mit Zwischenfrüchten kann man dieses komplexe System positiv beeinflussen. Die naheliegendste Maßnahme zur Sicherung der Nährstoffversorgung ist die regelmäßige und bedarfsorientierte Versorgung der Pflanzen mit organischen und mineralischen Düngern. Da diese Möglichkeiten zukünftig durch die Novellierung der Düngeverordnung eingeschränkt werden, müssen weitere ackerbauliche Maßnahmen einbezogen werden.

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Nährstoffkonservierung minimiert Verluste

Alle Bodeneigenschaften müssen so optimiert werden, dass sich die Pflanzen gut entwickeln und Nährstoffe möglichst verlustfrei aufnehmen können. Zu einer verlustfreien Nährstoffaufnahme gehört auch die Nährstoffkonservierung in der Phase, in der keine Hauptkultur im Feld steht. Nach der Ernte der Hauptfrucht im Sommer oder Herbst verbleiben durch Wurzeln, Stoppeln, Spreu und andere Erntereste hohe Mengen organischer Substanz im Boden. Bodenmikroorganismen bauen diese Pflanzenreste ab und im Pflanzenmaterial gebundene Nährstoffe werden wieder freigesetzt. Bodenfeuchte und Bodentemperatur haben großen Einfluss auf die Umsetzungsgeschwindigkeit und -menge im Herbst. Günstige Mineralisationsbedingungen im Sommer/Herbst 2015 sorgten nicht selten für Nmin-Werte (in 0 bis 90 cm, gemessen in Schleswig-Holstein und Baden-Württemberg) von 60–80 kg N/ha nach Mais und von 30–50 kg N/ha nach Wintergetreide.

Folgt keine erneute Aussaat auf der Fläche, besteht ein hohes Risiko, dass diese Nährstoffmengen über die Wintermonate ausgewaschen werden. Eine Begrünung über Winter sorgt für geringere Sickerwasserraten und niedrigere Nitratfrachten ins Grundwasser. Die besonders positiven Effekte des Zwischenfruchtanbaus auf den Grundwasserschutz sind nicht von der Hand zu weisen. Während nach Wintergetreide in der Regel ausreichend Zeit bleibt, um eine Zwischenfrucht erfolgreich zu etablieren, gelingt dies nach Mais häufig nur in Früherntegebieten mit besonders frohwüchsigen und spätsaatverträglichen Zwischenfrüchten (z.B. Winterroggen, Gelbsenf oder als Mischung viterra® SCHNELLGRÜN). Bei normalen Ernteterminen vom Mais ist häufig nur der Einsatz einer bereits während der Vegetation angelegten Untersaat geeignet.

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Zwischenfrüchte können 70 % des Stickstoffs binden

Wie viel der in der Zwischenfrucht gespeicherten Nährstoffmenge angerechnet werden kann, hängt sowohl von den Zwischenfruchtarten als auch vom Gelingen der Zwischenfrucht ab. Besonders gut entwickelte Zwischenfruchtbestände nach früher und sorgfältiger Aussaat können 150 kg N/ha und mehr aufnehmen. Eine Startdüngung der Zwischenfrucht von etwa 30 bis 60 kg N/ha hilft in der Anfangsentwicklung. Eine Andüngung ist jedoch nur bei rechtzeitigen Aussaatterminen sinnvoll. Nur wenn genügend Zeit zur Biomassebildung gegeben ist, kann der zugeführte Stickstoff aufgenommen und verbaut werden. Kruziferen wie Ölrettich, Gelbsenf und Winterrübsen haben in der Regel einen hohen Stickstoffbedarf und ein hohes Anreicherungsvermögen. Sie binden allein im oberirdischen Aufwuchs je nach Standort und Nährstoffverfügbarkeit 60 bis über 100 kg N/ha. Durch das intensive Wurzelwerk und die Durchwurzelungstiefe können Kreuzblütler große Nährstoffmengen vor Verlagerung in tiefere Bodenschichten retten. Leguminosen als Zwischenfrüchte weisen häufig noch höhere N-Gehalte auf, haben den verbauten Stickstoff aber nicht komplett dem Boden entzogen, sondern auch mit Hilfe von Knöllchenbakterien aus der Luft gebunden. In Zielkulissen der Wasserrahmenrichtlinie werden häufig winterharte Zwischenfrüchte wie Gräser und Grünschnittroggen oder Kruziferen angebaut, welche eine Reduzierung des Nitratgehaltes im Boden von bis zu 75 % erzielen können.

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Wie viel Stickstoff kann angerechnet werden?

Auch wenn die Kalkulation der anrechenbaren Stickstoff-menge eines gewissen Maßes an Fingerspitzengefühl bedarf, so kann in der Regel als Faustzahl ein Vorfruchtwert von mindestens 10–20 kg N/ha in schwach bis normal entwickelten Beständen und bis zu 40 kg N/ha in gut entwickelten Beständen angerechnet werden.

Diese Nährstoffmengen stehen der Folgekultur aber nicht komplett zu Vegetationsbeginn zur Verfügung, sondern werden im Laufe der Vegetation freigesetzt. Die Umsetzungsgeschwindigkeit wird durch den Verholzungs- und Zerkleinerungsgrad, das C/N-Verhältnis und die Bodenbearbeitungsintensität und die damit verbundene Bodentemperatur im Frühjahr beeinflusst. Mit abnehmendem Ligningehalt, zunehmender Verengung des C/N-Verhältnisses, zunehmender Zerkleinerung und Bodentemperatur steigt die Mineralisationsgeschwindigkeit (Abb. 1). Untersuchungen auf den Nmin-Gehalt (0–90 cm und 0–60 cm) im März/April in Niedersachsen in verschiedenen Regionen und auf unterschiedlichen Böden konnten tendenziell höhere Nmin-Gehalte nach Zwischenfrüchten erkennen lassen. Die Differenzen von 3 bis mehr als 20 kg N/ha lassen auf einen zum Zeitpunkt der Beprobung bereits mineralisierten Anteil der abgefrorenen Zwischenfrüchte schließen. Es ist davon auszugehen, dass im weiteren Vegetationsverlauf  mit zunehmendem Nährstoffbedarf der folgenden Kulturen (Mais, Kartoffel, Zuckerrübe) weitere Mengen Stickstoff freigesetzt werden.

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Auch langfristige Effekte sind messbar

Durch den wiederholten Anbau von Zwischenfrüchten oder Zwischenfruchtmischungen können schwer verfügbare Nährstoffe durch die Aufnahme und anschließende Mineralisation in eine leichter verfügbare Form umgewandelt werden. Dies hat vor allem Einfluss auf die Verfügbarkeit von Phosphor. Die Hauptfrucht profitiert nicht allein von der Nährstoffspeicherung im ober- und unterirdischen Aufwuchs der Zwischenfrucht und der anschließenden Freisetzung. Auch der Nährstoffverlust durch das Abtragen von Bodenteilchen durch Wind- und Wassererosion wird durch Zwischenfrüchte oder nur deren Mulchauflage deutlich reduziert.

Regenwürmer, die durch zusätzliche organische Substanzen von Zwischenfrüchten gefördert werden, kleiden ihre Gangwandungen durch Aussonderung ihrer Losung mit pflanzenverfügbaren Nährstoffen aus. Nicht nur die Nährstoffgehalte der Regenwurmlosung sind deutlich höher als in der umgebenden Erde, sondern auch die Verfügbarkeit der enthaltenen Nährstoffe.

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Fazit

Zwischenfrüchte eignen sich gut zur Konservierung von Nährstoffen über die Winterzeit bis zur Folgefrucht. Die Nährstoffmenge, die Mineralisation und damit die Verfügbarkeit für die Folgekultur sind stark abhängig von der Entwicklung der Zwischenfrucht vor Winter und den Mineralisationsbedingungen im Frühjahr. Nach einer Zwischenfrucht sollten mindestens 10–20 kg N/ha zur Folgefrucht angerechnet werden. Neben geringeren Nährstoffverlusten durch Erosion, verbessern Zwischenfrüchte die Nährstoffverfügbarkeit auch durch den Aufschluss schwer löslicher Nährstoffe und durch die Förderung des Bodenlebens.

 

Daniel Dabbelt