Projekt-807: Einfluss von Düngung und Bewirtschaftung auf Ertrag und Qualität der Ernteprodukte innerhalb einer Fruchtfolge sowie ihre umweltökologischen Auswirkungen im Biolandbau

In diesem Projekt ging es um einen kombinierten Düngungs/Fruchtfolgeversuch, der zusätzlich zwei unterschiedliche Bewirtschaftungsformen beinhaltete. Ein schon bestehender ackerbaulicher Feldversuch der BAL Gumpenstein wurde entsprechend adaptiert; der Versuchsstandort war die Außenstelle Winklhof der damaligen BAL Gumpenstein und jetzigen HBLFA Raumberg-Gumpenstein in Oberalm bei Hallein. Der Standort ist eigentlich ein typischer Grünlandstandort und ist durch extrem hohe Niederschlagsmengen und eine relativ hohe Jahresmitteltemperatur gekennzeichnet. Dieser Feldversuch wurde im Jahr 2001 gestartet, wobei der damalige Schwerpunkt im Rahmen eines EU-Projektes auf der Erarbeitung von Minderungsstrategien von Treibhausgasen lag. Mit der Verknüpfung des nationalen Teilprojektes zum EU-Projekt MIDAIR mit dem kombinierten Düngungs/Fruchtfolgeversuch wurde im Jahr 2001 begonnen und nach Durchlaufen einer vollständigen Rotation im Jahr 2006 der Versuch beendet. Die Düngungsvarianten waren: 1,0 GVE/ha aus Wirtschaftsdüngern; 1,8 GVE/ha biologisch (ebenfalls aus Wirtschaftsdüngern) sowie 1,8 GVE/ha konventionell (davon 1,0 GVE/ha aus Wirtschaftsdüngern und 0,8 GVE/ha mineralisch ergänzt). Das Düngesystem bestand aus Stallmist und Jauche, wobei diese Dünger aus einem biologisch bewirtschafteten Landwirtschaftsbetrieb in der Nähe stammten. Den verwendeten Düngermengen liegen die Richtlinien für die sachgerechte Düngung des Fachbeirates für Bodenfruchtbarkeit und Bodenschutz zugrunde, wonach eine GVE/ha 60 kg anrechenbarem Stickstoff entspricht. Die sechsschlägige Fruchtfolge umfasst Ackerkulturen, die klimatisch für das Gebiet von Hallein und Umgebung geeignet sind. Folgende Kulturen standen in der Fruchtfolge: Sommerweizen mit Kleegraseinsaat – Kleegras im 1. Hauptnutzungsjahr – Kleegras im 2. Hauptnutzungsjahr – Winterweizen – Sommergerste – Kartoffeln. Beide unterschiedliche Bewirtschaftungsformen umfassen beide dieselbe Fruchtfolge, auch wenn der Silomais gut in die konventionelle Variante gepasst hätte. Ziel des Projektes war, die Auswirkungen der unterschiedlichen Düngungsstufen in zwei unterschiedlichen Bewirtschaftungsformen auf Ertrag und Qualität der Ernteprodukte zu erheben und zusätzlich die umweltrelevanten Einflüsse wie Auswaschungsverluste und Lachgas zu erfassen. Die Errichtung einer Lysimeteranlage ermöglichte die Messung der Auswaschungsverluste der Düngungsvarianten bei den einzelnen Kulturen. Diese Lysimeteranlage umfasste 6 verfüllte Schwerkraftlysimeter und je 6 Saugkerzenanlagen, wobei jeweils für drei Lysimeter ein begehbarer Messschacht vorgesehen wurde. Die Ausführung der Lysimeter erfolgte derart, dass die Parzellen mit Maschinen befahrbar waren. Die Größe der Düngungsvarianten war so dimensioniert, dass die Düngung praxisnahe mit Maschinen erfolgen konnte; zur Auswertung gelangte nur ein Drittel dieser Fläche. Die Bearbeitung des Feldversuches wurde zum größten Teil von den Mitarbeitern der Außenstelle Winklhof durchgeführt; für bestimmte Arbeiten kamen zusätzlich Mitarbeiter von der Zentrale in Gumpenstein, meist handelte es sich um Arbeitseinsätze mit Spezialmaschinen, wie Parzellensämaschine oder Mähdrescher. Die Proben kamen zur weiteren Aufarbeitung nach Gumpenstein, wo sie entweder im chemischen Labor analysiert wurden oder einer anderen Weiterverarbeitung unterzogen wurden. Die aus den Lysimetern gewonnenen Sickerwässer wurden im Wasserlabor der BAL Gumpenstein untersucht, die Entnahme erfolgte alle 14 Tage, bei starkem Regen öfter. Was die Erträge betrifft, muss man immer wieder darauf hinweisen, dass der Standort Winklhof kein Ackerbaustandort ist. Die hohen Niederschläge, die im Durchschnitt 1400 mm betragen, stellen für einige Ackerkulturen in der Bestandesführung schon große Probleme dar. Beim Getreide sind die Kornerträge teilweise sehr niedrig, was teilweise durch die Jahreswitterung bedingt ist. Hohe Niederschlagsmengen zur Reifezeit wirken einer guten Ausreifung des Kornes entgegen und verursachen meist auch eine Qualitätsminderung. Die Kornerträge liegen im Zeitraum von 2004 – 2006 zwischen 11 und 46 dt/ha, wobei die Sommergerste den absolut niedrigsten Ertrag, der Winterweizen hingegen den absolut höchsten Ertrag brachte, jeweils auf 14 % Wassergehalt berechnet. Im Jahr 2005 konnten die Sommergerste und der Winterweizen die jeweils höchsten Kornerträge liefern, während beim Sommerweizen das Jahr 2006 das Beste war. Die ebenfalls erfassten Stroherträge bewegen sich zwischen 20 und 86 dt/ha; die höchsten Stroherträge wurden beim Sommerweizen gewogen, wobei hier das mit eingesäte Kleegras einen Großteil des Wertes ausmacht. Bei den Kartoffeln wird nur der Knollenertrag angegeben, wobei es sich hierbei um den eigentlichen Frischmasse-Ertrag handelt. Die Werte liegen zwischen 128 und 256 dt/ha; die höchsten Erträge hat in den Jahren 2004 und 2006 jeweils die konventionelle Variante gebracht; im Jahr 2005 hingegen die biologische Variante mit 1,8 GVE/ha. Beim Kleegras liegen die Frischmasse-Erträge vor, die allerdings mittels Trockensubstanzgehalt auf Trockenmasse-Ertrag umgerechnet werden können. Bei diesem Versuch wurden die im chemischen Labor der BAL Gumpenstein liegenden Proben vor ihrer Analyse durch einen Wasserrohrbruch vernichtet, weshalb es keine variantenspezifischen Werte gibt. Damit irgendein Vergleich zu den Werten aus der ersten Hälfte der Fruchtfolge überhaupt möglich war, wurde auf Grund von Mittelwerten eine Trockensubstanz errechnet, mit welcher der Trockenmasse-Ertrag berechnet wurde. Die Erträge liegen zwischen 83 und 165 dt/ha, alle drei Schnitte summiert. Dabei ist eine Abnahme der Erträge von 2004 bis 2006 zu erkennen, sowohl beim Kleegras im 1. als auch im 2. Hauptnutzungsjahr. Die jeweils höchsten Erträge sind natürlich im 1. Hauptnutzungsjahr zu finden. Innerhalb der Düngungsstufen ist im Jahr 2004 die konventionelle Variante an erster Stelle zu finden, während in den beiden anderen Jahren die biologische Variante mit derselben Düngungsintensität voran liegt. Bei einer Auswertung des gesamten Versuches treten keine signifikanten Unterschiede zwischen den einzelnen Düngungsstufen auf; dafür waren die Unterschiede zwischen den Abstufungen zu gering. Beim Trockenmasse-Ertrag allerdings liegen durchaus signifikante Unterschiede zwischen den einzelnen Kulturarten vor, aber innerhalb einer Kulturart nicht zwischen den Düngungsvarianten. Nicht einmal zwischen den Getreidearten zeigen sich signifikante Unterschiede. Für diese Auswertung wurden auch die Knollenerträge der Kartoffeln auf 20 % Trockensubstanz umgerechnet. Was an weiteren Parametern in diesem Versuch erhoben wurde, sind Beobachtungsdaten an den Kulturarten während der Vegetationsperiode. Dazu zählen die Bonituren von Aufgang, Ährenschieben, Gelbreife beim Getreide, Aufgang und Reife bei den Kartoffeln sowie die Zusammensetzung des Pflanzenbestandes vom Kleegras, was die Anteile von Gräsern, Kräutern und Leguminosen betrifft. Zusätzlich wurde die jeweilige Wuchshöhe gemessen, sowie das Auftreten von Krankheiten; Schädlinge wurden keine beobachtet. Auf Grund der hohen Niederschlagsmengen könnte man von einem verstärkten Krankheitsbefall auf diesem Standort ausgehen, was aber nicht der Fall war. Weder das Getreide noch die Kartoffeln zeigten mehr als einen mittleren Befall, beim Weizen handelt es sich um die Spelzenbräune, bei der Gerste um Netzfleckenkrankheit und bei den Kartoffeln um die Kraut- und Knollenfäule sowie um Alternaria. Hier lässt sich auch keine Systematik bezüglich der Düngungsvarianten erkennen, außerdem sind die Unterschiede zwischen den Düngungsstufen zu gering. Die größten Unterschiede sind durch die Jahreswitterung bedingt, was speziell bei den Krautfäulebonituren deutlich wird. Beim Kleegras traten keine Krankheiten auf. Um die Inhaltsstoffe zu bestimmen, wurden jeweils bei der Ernte Proben gezogen, die zur Analyse ins chemische Labor der BAL Gumpenstein gebracht wurden. Bei den Getreidearten wurden gleich nach der Ernte im chemischen Labor die Trockensubstanz und das Rohprotein analysiert, weshalb diese Werte vorliegen. Die höchsten Rohproteingehalte liegen vom Winterweizen vor; die niedrigsten von der Sommergerste. Beim Rohprotein gibt es wiederum keine Vergleichswerte zu den drei ersten Jahren. Was den Stärkegehalt in den Kartoffeln betrifft, so wurde dieser jeweils bei der sogenannten Einlagerungsbonitur erhoben. Die Werte variieren sehr stark, im Jahr 2005 ist der Stärkegehalt am höchsten. Die Düngungsvarianten spielen hierbei aber keine allzu große Rolle, weil dieser Wert in erster Linie vom Erntezeitpunkt abhängt. Je reifer die Knollen sind, desto höher ist die Stärkeeinlagerung; natürlich spielt die Sorte auch eine wichtige Rolle. Bei der Zusammensetzung des Kleegrases, das vor jedem Schnitt beurteilt wurde, ergeben sich nur relativ geringe Unterschiede zwischen den einzelnen Düngungsvarianten und Jahren. Einzig im Jahr 2006 zeigen die Gräser des ersten Hauptnutzungsjahres wesentlich geringere Prozentanteile gegenüber den Leguminosen, welche dementsprechend höher sind. Der Anteil an krautigen Pflanzen variiert nur wenig. Die Bodenuntersuchungen wurden an der AGES in Wien vorgenommen, die Proben selbst wurden von Mitarbeitern der BAL Gumpenstein gezogen. Von besonderem Interesse sind die Hauptnährstoffe P, K und Mg, aber ebenso pH-Wert und Humusgehalt. Die Untersuchungsergebnisse zu Versuchsbeginn unterscheiden sich von jenen zu Versuchsende durch höhere Gehalte, besonders deutlich kann man diese Situation bei Magnesium sehen. Sowohl pH als auch Humus zeigen insgesamt hohe Werte, wobei es in beiden Fällen einen ganz leichten Rückgang im Versuchsverlauf gibt. Grundsätzlich einmal werden in der Lysimeteranlage in Winklhof sehr hohe Sickerwassermengen gemessen, welche im Schnitt mehr als 1000 mm betragen außer im extrem trockenen Jahr 2003. Bei den Auswaschungen, welche in der Lysimeteranlage gemessen wurden, steht der Stickstoff im Brennpunkt des Interesses. Hier zeigen die Daten, dass speziell bei Nitrat die EU-Nitrat-Richtlinie von 50 mg/l in vielen Fällen überschritten wird, was im Wesentlichen in den Anfangsjahren mit dem gestörten Boden durch den Einbau der Lysimeter zusammenhängt. Von den beiden Bewirtschaftungsformen liegen die meisten Überschreitungen der Nitrat-Richtlinie im Bereich der konventionellen Düngung; innerhalb der Fruchtfolgeglieder betrifft es in erster Linie die Kulturarten Kartoffeln, bzw. frühräumende Kulturen wie die Sommergerste. Ein ganz kritischer Punkt ist der Umbruch von Kleegras vor Winterweizen, der jedes Mal einen enormen Nitratschub auslöst. Von den anderen Pflanzennährstoffen zeigen Magnesium und Calcium hohe Auswaschungen, besonders Calcium, während die Auswaschungen bei Kalium und Phosphor keine auffallenden Werte zeigen. Insgesamt kann nach dem Durchlauf einer Rotation gesagt werden, dass sich eigentlich erst nach dieser Versuchsdauer die Veränderungen, welche durch die Bewirtschaftungsformen, Düngungsintensitäten und Fruchtfolge hervorgerufen werden, zu greifen beginnen und danach in weiteren Rotationen aussagekräftige Daten liefern können.