Um unterschiedliche Anbauverfahren auf die Auswirkungen für das Grundwasser oder im Hinblick auf die Erosionsanfälligkeit zu bewerten, werden Demonstrationsflächen angelegt und begleitet. Mit einfachen Streifenversuchen kann z. B. das Potenzial der natürlichen Bodenfruchtbarkeit demonstriert, stickstoffextensive Kulturen bzw. Fruchtfolgen vorgestellt, aber auch Effekte der integrierten Produktion (verminderter Pestizideinsatz oder Erosionsschutz) demonstriert werden. Dadurch wird die Akzeptanz erhöht, und der Besuch solcher Demonstrationsflächen erlaubt eine aktive Diskussion und ggf. auch Weiterentwicklung von grundwasserschutzorientierten Maßnahmen.

Im Folgenden werden die im Maßnahmenraum angelegten Demonstrationsversuche kurz beschrieben, nach der Auswertung der Versuche wird diese Seite aktualisiert.

2019

In 2019 sind Demonstrationsflächen bezüglich Grasuntersaat in Silomais geplant.

2017

In 2017 wurden Demonstrationsflächen zum Thema zum Einsatz von Nitrifikationshemmern sowie Maisdüngung angelegt.

Demofläche 1: Einsatz eines Nitrifikationshemmers in der Gülledüngung zu Mais

Nitrifikationshemmer können ammoniumhaltigen Düngern zugesetzt werden, um die Nitrifikation, also die Umwandlung von Ammonium in Nitrat, zu verzögern. Ammonium-N wird in der Regel an den Bodenaustauschern gebunden und nicht – im Gegensatz zu Nitrat – mit dem Sickerwasser verlagert. Gerade Mais benötigt Stickstoff in wesentlichen Mengen erst ab ca. 6 - 8 Wochen nach der Aussaat, während die Gülleausbringung häufig vor der Saat stattfindet. Ziel der Maßnahme ist es, N-Verluste durch Niederschläge im Maisanbau in dem Zeitraum, in dem der Stickstoff noch nicht gebraucht wird, zu reduzieren. Dies ist v.a. auf flachen, sandigen Standorten von Belang, weil hier auch schon sommerliche Niederschläge zu Sickerwasser und somit zu Nitratverlagerungen führen können.

Ziel des Demonstrationsversuches war es, Tendenzen aufzuzeigen, in wie fern sich Nitrifikationshemmer auf Ertrag, Qualität und Herbst-Nmin  auswirken.

Ertragsmessungen und Qualitätsanalysen haben Unterscheide zwischen den Varianten gezeigt. Bei gleichem N-Aufwand wurde nach Anwendung des Nitrifikationshemmers der höchste Ertrag gemessen (607 dt/ha), während er ohne Nitrifikationshemmer um 27dt/ha geringer ausfiel.


Abb: Ertrag und N-Entzug mit und ohne Nitrifikationshemmereinsatz.

Deutliche Unterschiede zeigten sich auch im Rohproteingehalt: Die Variante mit Nitrifikationshemmer wies mit 7,2 % einen höheren Wert auf als die Standardvariante mit  6,6 %. Zusammen mit dem höheren Ertrag ergibt sich hieraus bei Einsatz des Nitrifikationshemmer der höchste N-Entzug (196 kg N/ha) und ein N-Saldo von 50 kg N/ha, das aus Sicht des Grundwasserschutzes tolerierbar ist. Ohne Einsatz des Nitrifikationshemmers ergibt sich ein deutlich geringerer N-Entzug von 172 kg N/ha, sodass der Saldo hier auf 74 kg N/ha ansteigt und somit zu hoch ausfällt.

Bezüglich der Futterqualität zeigten sich bei Einsatz des Nitrifikationshemmers ebenfalls die besten Werte. So lag der Stärkegehalt bei 30,2 % und die NEL bei 6,6 MJ/kg im Vergleich zu 25,2 % Stärke 6,6 MJ NEL/kg.

Bezüglich der Nmin-Werte, die am 04.10.2017 gezogen wurden, zeigten sich keine wesentlichen Unterschiede. Sie lagen bei 55 (ohne Nitrifikationshemmer) und 58,5 kg Nmin /ha (mit Nitrifikationshemmer). Der errechnete N-Saldo der Varianten spiegelt sich also nicht in den Herbst- Nmin-Werten wieder. Ein möglicher Grund ist, dass es sich bei den im Herbst gemessenen Nmin –Werten um N-Mengen handelt, die nach der Hauptwachstumsphase des Mais mineralisiert wurden.

Insgesamt liefern die Beobachtungen, die auf der Demonstrationsfläche gemacht wurden, Hinweise darauf, dass der Einsatz von Nitrifikationshemmern aus pflanzenbaulicher und grundwasserschutzorientierter Sicht Sinn macht. Die Qualität der Ernteprodukte wird verbessert und gleichzeitig wird eine Nitratverlagerung bei hohen Niederschlagsmengen im Sommer reduziert und somit die N-Effizienz erhöht.

Demofläche 1: Düngestufen in Silomais: Betriebsübliche Düngung und reduzierte N-Düngung

Auf einer Demonstrationsfläche, in der vor der Maissaat ein Nmin von 122 kg/ha gemessen wurde, wurde eine reduzierte Düngevariante angelegt.

Hier wird in der Regel rund 70 kg N/ha über Gülle ausgebracht und zusätzlich mindestens 46 kg N/ha Mineraldünger gegeben. Hier sollte aufgezeigt werden, dass auf die Mineraldüngergabe verzichtet werden kann und damit zu einer Verringerung der Grundwasserbelastung beizutragen und die Produktionskosten zu senken. Somit wurde eine betriebsübliche Variante (Gülle plus Alzon) und eine reduzierte Düngevariante (Gülle) angelegt. Die zwei Varianten wurden mit Ertragsmessung und Analyse des Aufwuchses sowie mit Nmin begleitet. 

Die Messungen zeigten, dass die reduzierte N-Düngung keine Ertragseinbußen zur Folge hatte. Der Ertrag war in der reduzierten Variante sogar höher; der Stärkeertrag war dagegen in der zusätzlich mineralisch gedüngten Variante geringfügig besser. Der Proteingehalt war in der reduzierten Variante um 0,4 % höher. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass durch die reduzierte N-Düngung keine relevanten Ertrags- und Qualitätseinbußen hingenommen werden mussten.

 Abb: Ertrag, N-Entzug und N-Angebot bei betriebsüblicher und reduzierter N-Düngung.

Die Herbst-Nmin-Beprobung zeigte eindrücklich, dass die reduzierte N-Düngung im Mais zu deutlich niedrigeren Herbst- Nmin-Werten geführt hat. So lag der Herbst- Nmin unter der betriebsüblichen Variante bei 178 kg/ha und in der reduzierten Variante bei 97 kg/ha:

Abb: Herbst-Nmin-Werte bei reduziuerter und betriebsüblicher N-Düngung
in 0 bis 90 cm Bodentiefe.

 

2016

Im 2016 waren keine Demonstrationsflächen vorgesehen.

2015

In diesem Jahr wurden folgende Demonstrationsflächen angelegt:

Düngestufe im Silomais: Auf einer Fläche wurde gezeigt, dass dass eine Güllegabe mit insgesamt 121 kg N/ha (15 m3/ha Gülle zur Zwischenfrucht und 28 m3/ha Gülle zur Maissaat = 37 m3 Gülle/ha) ausreichte, um gute Silomaiserträge und Qualitäten zu erzielen. Damit konnte veranschaulicht werden, dass  der Betrieb auf die sonst übliche zusätzliche mineralische N-Gabe von 60 bis 80 kg/ha verzichten kann, ohne Einbußen zu befürchten. Der mineralische Stickstoffüberschuss fiel bei reduzier Düngung deutlich geringer aus (41 kg Nmin/ha im Gegensatz zu 103 kg Nmin/ha).

Auf einer weiteren Fläche wurde aufgezeigt, dass die N-Düngung zu Silomais nach leguminosen Zwischenfrüchten deutlich reduziert werden kann. So waren die Erträge und Qualitäten des Silomais' nach einer leguminosenhaltige Zwischenfrucht trotz geringerer N-Düngung (-40 kg N/ha) höher als nach Gelbsenf.

Auf einer weiteren Demonstrationsfläche wurde Gülleausbringung mittels Injektionstechnik im Vergelich zur Breitverteilung dargestellt. Dabei zeigte sich, dass die Erträge und Qualitäten des Silomaises bei Inketion besser ausfielen als bei Breitverteilung (Einarbeitung nach 4 Stunden). Allerdings waren die Nmin-Werte im Herbst bei Injektionstechnik höher. So ist davon auszugehen, dass die gasförmigen N-Verluste während und nach der Ausbringung durch Gülleinjektion erheblich reduziert werden. Dies ist allerdings bei der Düngeplanung zu berücksichtigen, damit die Grundwasserbelastung durch höhere Stickstoffüberschüsse im Boden nicht steigt.

2014

Demonstrationsfläche Zwischenfruchtanbau 

Da im Maßnahmenraum der Anbau von Sommerungen - im Speziellen Silomais - eine große Rolle spielt, ist der Zwischenfruchtanbau aus Sicht des Erosions- und Grundwasserschutzes eine wichtige Maßnahme. Die Zwischenfrüchte dienen dazu, den nach der Ernte mineralisierten oder leicht mineralisierbaren Stickstoff aufzunehmen und über den Winter zu konservieren. So kann eine Nitratverlagerung in das Grundwasser während der Sickerwasserperiode vermieden werden. Speziell Zwischenfruchtmischungen bieten über den Grundwasserschutz hinaus wesentliche Vorteile. Durch eine intensive Durchwurzelung unterschiedlicher Bodenschichten werden Nährstoffe wie Phosphor mobilisiert und v.a. das Bodenleben durch Pflanzenassimilate angeregt. Zwischenfrüchte (v.a. Mischungen) wirken sich positiv auf  Regenwurmpopulationen, aber auch auf das Edaphon insgesamt aus. Durch ein intensives Bodenleben wird die Lebendverbauung gefördert. Am bekanntesten in diesem Zusammenhang ist die Aktivität des Regenwurms: Frisst er abgestorbenes Pflanzenmaterial nimmt er dabei stets auch Bodenpartikel auf. In seinem Verdauungstrakt entstehen dadurch die sogenannten Ton-Humus-Komplexe. Diese wasserbeständige Krümelstruktur aus miteinander durch Calciumbrücken verbundenen Huminstoffen und Tonteilchen tragen wesentlich zur Bodenfruchtbarkeit bei, indem sie den Boden ähnlich der Frostgare lockern, das Porenvolumen deutlich vergrößern und Nährstoffe binden und vor Verlagerung schützen. Zudem vermindert diese Krümelstruktur Erosion und Verschlemmung erheblich: Ungebremst auf den nackten Boden aufprallende Regentropfen führen zu einer Trennung der Ton- und Schlufffraktion. Tonteilchen lagern sich aufgrund ihres geringeren spezifischen Gewichts und ihrer kleinen Struktur oberhalb der Schluffraktion ab und bilden bei Trockenheit eine harte Kruste. Ton-Humus-Komplexe stabilisieren den Boden, wenn   

Zwischenfrüchte dienen also nicht nur als Stickstofflieferanten (Leguminosen) oder Stickstoffkonservierer, sondern sie erhalten und verbessern das Kapital der Landwirtschaft nachhaltig: den Boden.

Um die Wirkung von Zwischenfrüchten auf den Reststickstoffgehalt zu untersuchen und gleichzeitig die zahlreichen weiteren Vorteile von Zwischenfrüchten aufzuzeigen, wurde eine Demonstrationsfläche angelegt. Hierbei wurde ein Schlag in Friesenhausen nach der Wintergerstenernte mit Senf und zwei aufwendigen Zwischenfruchtmischungen der DSV bestellt.

Untersucht werden vor allem die Herbst-Nmin-Gehalte. Aber auch die Durchwurzelung, mögliche Effekte auf die Folgekultur und die Stickstofffreisetzung im kommenden Frühjahr sind Gegenstand der Beobachtungen.

  

Die winterlichen Fröste haben ausgereicht, dass die Zwischenfrüchte abgefrohren sind. Die verbliebende Streuschicht verhindert Erossion und darunter ist ein Boden mit guter Krümlestruktur und zahlreichen Regenwurmröhren zu erkennen.

Abgefrorene Zwischenfrüchte

 

Streuschicht

 

Der in den Mischungen enthaltene sogenannte "Tiefenrettich" ist abgefroren und zerstezt sich aufgrund seines hohen Wasseranteils sehr schnell. Er hinterlässt tiefe Grobporen, die die Erwärmung des Bodens fördern sollen.

Abgefrorener Tiefenrettich

In 2015 wird die Fläche weiter mit Nmin-Untersuchungen begleitet und die Bestandesentwicklung (Mais) beobachtet, um die N-Nachlieferung aus den verschiedenen Zwischenfrüchten zu bestimmen.

Demonstrationsfläche: Reduzierter Herbst-Nmin durch Raps-Nachernte-Management

Nach Raps sind meist hohe Herbst-Nmin-Werte im Boden zu beobachten, da ein hoher Anteil Blattmasse nach der Rapsernte auf dem Acker verbleibt. Durch Reduzierung der Bodenbearbeitung kann die Mineralisierung der Ernterückstände verlangsamt werden. Auf einer Demofläche wurde ein Teil des Schlages bis unmittelbar vor der Weizensaat nicht bearbeitet, sodass der Boden nicht belüftet und Stickstoff durch Ausfallraps in der Pflanzenmasse gebunden wurde. Der Aufwuchs wird in diesem Verfahren idealerweise mit einem Mulcher ohne Bodeneingriff bekämpft.

Auf der Demofläche wurden zu drei Zeitpunkten Nmin-Proben gezogen. Aus unten dargestellten Diagramm wird ersichtlich, dass der Verzicht auf Bodenbearbeitung den Gehalt an mineralisiertem Stickstoff erheblich reduziert. Auf der vorliegenden Demofläche wurde ein Unterschied von knapp 50 kg Nmin/ha gemessen. Durch die Weizensaat Ende September wurde die Mineralsierung auch in der bisher unbearbeiteten Variante angeregt, dennoch lag auch Ende Oktober noch ein erheblicher Unterschied von rund 35 kg Nmin/ha vor.