Der internationale organische stickstoffdauerdüngungsversuch (IOSDV) Berlin‐Dahlem nach drei rotationen

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Der internationale organischestickstoffdauerdüngungsversuch(IOSDV) Berlin‐Dahlem nach dreirotationenWolfgang Köhn a b & Paul Limberg aa Versuchsstation Pflanzenbauwissenschaften bzw. Institutfür Landwirtschaftlichen , Pflanzenbau der Humboldt‐Universität zu Berlin , Deutschlandb Versuchsstation Pflanzenbauwissenschaften ,Humboldt‐Universität zu Berlin , Albrecht‐Thaer‐Weg 5,Berlin, D‐14195Published online: 15 Dec 2008.

To cite this article: Wolfgang Köhn & Paul Limberg (1996) Der internationale organischestickstoffdauerdüngungsversuch (IOSDV) Berlin‐Dahlem nach drei rotationen, Archives ofAgronomy and Soil Science, 40:2, 75-95, DOI: 10.1080/03650349609365935

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Arch. Acker- Pfl. Boden., 1996, Vol. 40, pp. 75-95 © 1996 OPA (Overseas Publishers Association)Reprints available directly from the publisher Amsterdam B.V. Published in The NetherlandsPhotocopying permitted by license only by Harwood Academic Publishers GmbH

Printed in Malaysia

DER INTERNATIONALE ORGANISCHESTICKSTOFFDAUERDÜNGUNGSVERSUCH (IOSDV)

BERLIN-DAHLEM NACH DREI ROTATIONEN

WOLFGANG KÖHN und PAUL LIMBERG

Versuchsstation Pflanzenbauwissenschaften bzw. Institut für LandwirtschaftlichenPflanzenbau der Humboldt -Universität zu Berlin, Deutschland

Nach Abschluß von drei Rotationen (=neun Versuchsjahren) wird ein Überblick über Erträge,Ertragsstruktur und N-Bilanzen für die in der Fruchtfolge vertretenen Kulturarten Kartoffel, Winter-weizen und Sommergerste sowie die Rotation insgesamt gegeben.

Die mineralische N-Düngung bewirkt von Stufe N0 (ohne N-Düngung) nach Stufe N1 (40-60 kg N/ha)den größten Ertragszuwachs, darüber hinausgehender N-Düngereinsatz führt insbesondere beim Getreidenur zu relativ geringen Mehrerträgen. In der höchsten N-Stufe (120-160 kg N/ha) treten bei zusätzlicherAnwendung von Stroh-/Grün-/Rübenblattdüngung Kornertragsdepressionen bei beiden im Versuchgeprüften Getreidearten auf. Von den beiden organischen Düngungssystemen wirkt sich die jährlicheZufuhr organischer Düngung (Stroh mit N-Ausgleich, Gründüngung bzw. Rübenblatt) bei allen Frucht-arten stärker positiv auf den Ertrag aus als die im dreijährigen Abstand verabreichte Stallmistdüngung.Der Rohproteingehalt beim Getreide wird bei jeder Form einer besseren N-Versorgung erhöht, derStärkegehalt der Kartoffel reagiert hingegen kaum auf die N-Düngung. Von den Ertragskomponentendes Getreides wird vor allem die Bestandesdichte durch die differenzierte Düngung beeinflußt.

Anhand der vereinfachten N-Bilanz ergeben sich Defizite nur in den Prüfgliedern ohneStickstoffdüngung, während besonders in allen Düngungsvarianten mit kombinierter organischer undmineralischer Düngung mehr oder weniger große Überschüsse entstehen bei gleichzeitig verringerterAusnutzung des gedüngten Stickstoffs.

STICHWÖRTER: Dauerversuch, Sandboden, Stickstoffdüngung, organische Düngung, Erträge, Stick-stoffbilanz

THE INTERNATIONAL ORGANIC NITROGEN LONG-TERMFERTILIZATION EXPERIMENT (IOSDV) IN BERLIN-DAHLEM

AFTER THREE ROTATIONS

After a period of three rotations (i.e., nine experimental years) a survey is given on yield, structure ofyield, and N-balance for those crops being represented in the crop rotation (potatoes, winter wheat, andspring barley) and for the rotation as a whole.

The mineral nitrogen fertilization causes the most significant increase in yield from level N0 (withoutnitrogen fertilization) to level N1 (40-60 kg N/ha). Higher nitrogen application leads to relatively smalladditional yield, especially in cereals. Depression of grain yield for both cereals examined in the trialoccurs at the highest level of nitrogen fertilization (120-160 kg N/ha), if it is combined with additionalmanuring of straw, catch crop, or beet leaves. Comparing both systems of manuring, the annual supply oforganic manure (straw with nitrogen compensation, green manure, and beet leaves) affects the yield of all

Dr. Wolfgang Köhn, Humboldt-Universität zu Berlin, Versuchsstation Pflanzenbauwissenschaften,Albrecht-Thaer-Weg 5, D-14195 Berlin

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crops more favourably than the application of farmyard manure in a 3-year interval. The raw proteincontent of the cereals is increased by any form of a higher nitrogen supply. By contrast, the starch contentof potatoes hardly reacts to the different amount of nitrogen fertilization. Regarding the structure of grainyield it must be stated that especially the number of ears/m2 is influenced by a better nitrogen supply.

Based on a simplified nitrogen balance, deficits can be ascertained only for the treatments withoutnitrogen fertilization. However, especially in treatments with a combined organic and mineral fertilizationsystem, a more or less high nitrogen surplus occurs, accompanied by a reduced utilization of nitrogenapplied by fertilization.

KEY WORDS: Long term experiment, sandy soil, nitrogen fertilization, organic fertilization, yields,nitrogen balance

1. EINLEITUNG

Der vorliegende Beitrag ist Teil einer Reihe von Veroffentlichungen im Archiv furAcker- und Pflanzenbau und Bodenkunde zum Internationalen OrganischenStickstoffdauerdungungsversuch (IOSDV). Er soil einen systematischen Uberblickiiber die am Standort Berlin - Dahlem gewonnenen Ertragsergebnisse und ermittel-ten N-Bilanzen nach drei Rotationen geben und Vergleichbarkeit mit den anderenam Ringversuch beteiligten Standorten ermoglichen. Diesem Ziel dient auch die re-lativ ausfiihrliche Standort- und Versuchsbeschreibung als Grundlage fur einekorrekte Einordnung der mitgeteilten Ergebnisse.

Die allgemeine Zielsetzung des IOSDV besteht darin, Veranderungen derBodenfruchtbarkeit an zahlreichen, okologisch stark differenzierten Standorten vorallem im europaischen Raum durch verschiedenartige, haufig praxisnahe, z.T. auchextreme MaBnahmen organischer und mineralischer N-Diingung in einer dreifeldri-gen Fruchtfolge zu ermitteln und integriert auszuwerten. Der Begriff Bodenfrucht-barkeit wird in diesem Zusammenhang gleichgesetzt mit der Produktivitat desBodens im Zusammenwirken mit dem jeweiligen Standortklima, den angebautenKulturpflanzen und alien KulturmaBnahmen (v. Boguslawski 1965) und gemessenan seiner durchschnittlichen Ertragsfahigkeit.

Fur den Standort Berlin-Dahlem, an dem bereits seit vielen Jahrzehnten ahnlicheFragestellungen zur Bewirtschaftung des Sandbodens, insbesondere zu seiner orga-nisch-mineralischen Diingung in Langzeitexperimenten bearbeitet werden (Kohn u.Caesar 1988, Krzysch et al. 1992), bildet dieser Versuch eine wertvolle und aktuelleErganzung. So werden z.B. Antworten auf die Fragen erwartet, ob und ggf. unterwelchen Voraussetzungen die Stallmistdungung durch andere Formen organischerDiingung (Stroh, Griindiingung, Riibenblatt) an diesem Standort und in den vor-liegenden Diingungsssystemen vollwertig und dauerhaft ersetzt werden kann, welchemineralischen N-Gaben ihrer Hohe nach ertragswirksam und auf dem sorptions-schwachen Boden okologisch vertretbar sind (Herzog u. Konrad 1992), welcheInteraktionen zwischen Diingungssystem und Kulturart einerseits und der teilweisevon Extremen gepragten Witterung andrerseits zu verzeichnen sind. Hierzu lieferndie mitgeteilten Ergebnisse erste orientierende Erkenntnisse, die durch die nachfol-gende spezifische Behandlung von Teilproblemen in weiteren Publikationen vertieftwerden sollen.

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INTERNAT. VERSUCH BERLIN-DAHLEM 77

2. MATERIAL UND METHODEN

2.1. Der Standort

Geographische Lage: 52° 28" nordliche Breite13° 18"6stlicheLange

Hohenlage: 51m iiber NN

Klima und Witterung:

Der Versuchsstandort Berlin-Dahlem liegt im Grenzbereich zwischen ozeanisch undkontinental gepragtem Klima mit mittleren Temperaturamplituden zwischenSommer und Winter bzw. Tag und Nacht. Aus klimatischer Sicht ist der Anbausamtlicher im mitteleuropaischen Raum vorkommenden Nutzpflanzenarten mog-lich, wobei sich temporarer Wassermangel wahrend der Vegetationszeit unterschied-lich stark ertragslimitierend auswirkt. Fur die klimatische Wasserbilanz ergibt sichein Wert von jahrlich rund -100 mm. Der Standort ist gekennzeichnet durch eineerhebliche Schwankungsbreite beim Jahresniederschlag (363-731 mm) mit einemmittleren Wert von 550 mm. Die langjahrige mittlere Jahrestemperatur (1953-94)belauft sich auf 9,3 °C, wobei in den letzten Jahrzehnten ein deutlicherTemperaturanstieg bei gleichzeitigem Riickgang der Niederschlagsmenge zu ver-zeichnen ist (langjahriges Mittel 1881-1930: Niederschlag 588 mm, mittlereJahrestemperatur 8,4 °C).

Die Versuchsperiode 1986-94 ist mit Ausnahme der Monate Juni und Septemberbis November durch im Mittel uberdurchschnittliche Temperaturen (Jahresmittel:9,8 °C) und beim Niederschlag durch erhebliche monatliche Abweichungen vomlangjahrigen Mittel gekennzeichnet:

Periode Jan. Feb. Mdrz April Mai Juni Juli Aug. Sept. Okt. Nov. Dez. Mittel

Temperatur (°C):

53-94 0,1 0,4 4,4 8,7 13,9 17,1 18,7 18,0 14,2 9,8 4,9 1,7 9,3

86-94 1,8 0,8 5,2 9,5 14,6 16,9 19,3 18,4 14,1 9,7 4,9 2,7 9,8

Niederschlag (mm):

53-94 38,0 27,5 32,0 38,3 50,1 69,5 59,4 64,5 44,9 35,2 43,3 47,3 55086-94 45,4 33,4 45,3 34,6 41,8 76,1 59,3 50,8 47,0 23,8 49,9 58,8 566

Auch wenn mit einem mittleren Jahresniederschlag von 566 mm fur dieVersuchsperiode insgesamt auf eine in der Norm liegende Wasserversorgunggeschlossen werden kann, so muB doch-ahnlich wie bei der Temperatur - auf relativhaufig auftretende Witterungsextreme im Untersuchungszeitraum hingewiesen wer-den. Auf derartige ertragswirksame Extreme wie Trockenheit, zumeist in Verbin-dung mit iiberdurchschnittlich langen Perioden sehr hoher Temperaturen ineinzelnen Versuchsjahren bzw. Wachstums- und Entwicklungsphasen der Versuchs-kulturen wird noch kurz im Ergebnisteil eingegangen.

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Bodenverhaltnisse:

Der Boden hat sich auf einer Grundmoranenhochflache aus Geschiebemergelweichseleiszeitlicher Ablagerungen gebildet, die mit Geschiebedeck- und Flugsandeniiberlagert wurden. Es handelt sich um relativ ton-, humus- und-bis auf P -nahrstoffarme Parabraunerden-Sandkeilbraunerden mit teilweisen Ubergangen zurFahlerde. Die Entkalkungsgrenze liegt bei ca. 1 m, verlauft jedoch je nachMachtigkeit des anstehenden Geschiebemergels sehr heterogen mit teilweise steilen(fast vertikalen) Grenzen. Dementsprechend sind die physikalischen und chemischenBodeneigenschaften unterhalb des bearbeiteten Ap-Horizontes von groBer Hetero-genitat gekennzeichnet. Die typische Horizontfolge ist Ap - Al - Al/IIBt - IICv.

Bodenform (FAO Klassifikation): Albic LuvisolBodenart: schluffiger Sand (unterhalb Al lehmiger Sand)Grundwasserstand: >20m

Durchwurzelungstiefe/Griindigkeit: > 100 cm, keine physikalisch bedingten Einschr-ankungen.

Chemische Bodeneigenschaften (Schicht 0-25 cm, Ap-Horizont):

Ct-Gehalt:Nt-Gehalt:C/N-Verhaltnis:

0,656%0,062%

10,6

pH-Wert:Phosphor (P):Kalium (K)

5,411,8 mg/lOOg Boden11,6 mg/lOOg Boden

Physikalische Bodeneigenschaften (Schicht 0-25 cm, Ap-Horizont):

Ton:

Schluffgesamt:

FeinschluffMittelschluff

Grobschluff

Sand gesamt:

FeinsandMittelsandGrobsand

<2,0um

6,3-2,0.20-6,3 um63-20 um

200-63 um630-200 um

2000-630 um

4,3%

22,9%

3,3%5,9%

13,7%

72,8%

39,4%29,2%4,2%

spezifisches Gewicht:

Lagerungsdichte:

Feldkapazitat:permanenter Welkepunkt:nutzbare Feldkapazitat:

kf-Wert:

2,65 g/cm3

1,72 g/cm3

24,2 V%4,6 V%

19,6 V%39cm/d

2.2. Der Versuch

Anlagejahr: 1984

Anlagemethode: Spaltanlage (mit eingeschrankter Randomisation)GroCe des Versuches (einschl. Wege und Rander): 4452 m2, GroBe der Anlagepar-zelle: 30 m2, Anzahl der Priifglieder: 30, Anzahl der Wiederholungen: 3

Priiffaktoren und Stufen:

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INTERNAL VERSUCH BERLIN-DAHLEM 79

NONlN2N3

060

100150

060

110160

N-Diingung Kartoffel Winterweizen Sommergerste

04080

120

Mineralische Diingung (kg N/ha):Die Grunddiingung betragt fur alle Versuchsglieder einheitlich

bei Kartoffel: 26 kg P/ha u. 149 kg K/ha,bei Getreide: 26 kg P/ha u. 100 kg K/ha.

Organische Diingung (dt FM/ha):

organische Diingung Kartoffel Winterweizen Sommergerste

ohne (Serie A)*Stalldung (Serie B)Riibenblatt (Serie C)Stroh (Serie C)**Zwischenfr. (Serie C)***

—300

-60

nach Aufwuchs

25060

* Serie A (ohne organische Diingung) wird nur in den N-Diingungsstufen NO und N3 bei jederFruchtart durchgefiihrt

** je dt Stroh wird 1 kg Ausgleichs-N/ha gediingt*** als Zwischenfrucht wird Qlrettich angebaut (ohne Zusatz-N), in der 1. Rotation wurde der vorhan-

dene Aufwuchs durch externe Zufuhr von 6lrettich-FM in alien Priifgliedern der Serie C einheitlichauf 250 dt/ha aufgefiillt

Anmerkung: Die Rubenblattdungung wird in diesem Versuch trotz Fehlens dieserFruchtart in der Fruchtfolge als organische Diingung angewendet, da hierdurch Ver-gleichbarkeit zur vorangegangenen ISD-Versuchsreihe am Standort hergestellt wird.Fruchtfolge (durchgefiihrt seit 1984): Kartoffel - Winterweizen - Sommergerste 1984und 1985 stellen Vorversuchsjahre dar. Angebaute Sorten waren bei KartoffelnGranola, bei Winterweizen Jubilar (1986-88) und Ares (1989-94) sowie bei Sommer-gerste Aratnir (1986-91) und Baronesse (1992-94).Die statistische Auswertung erfolgte varianzanalytisch als gemischtes Modell(Faktor A: Jahre - zufallig, Faktor B: Diingungskombinationen - fest), der Mittel-wertvergleich mittels t-Test bzw. Tukey-Test, a = 5%.

3. ERGEBNISSE UND IHRE DISKUSSION

Angesichts der Fiille des Untersuchungsmaterials kann im Rahmen dieses Beitragesnur auf bestimmte Schwerpunkte anhand der errechneten neunjahrigen Mittelwerteeingegangen werden. Die tiefergehende Behandlung der Ergebnisse, beispielsweisedurch eine Betrachtung einzelner Jahre oder weiterer ermittelter Unter-suchungsmerkmale, ist an dieser Stelle nicht moglich. Dariiber hinaus ist eine ver-tiefte mathematisch - statistische Auswertung der Ergebnisdaten durchzufiihren.

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IOSDV

„ Kor-05 " o5toffeln

Abb. 1 Lageplan des IOSDV in Berlin-DahlemField plan of IOSDV, Berlin-Dahlem

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N0KP•Sloon.

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Aussoolporzellc :6"5-30qmErnteporzelle:5-4-20 qm

erste

3.1. Ertrage und N-Bilanz der Kartoffel

Wichtigste und ertragsstabilste Hackfrucht auf den Sandboden des Standortes Berlin-Dahlem ist die Kartoffel. Mit rund 306 dt/ha Knollenfrischmasse wird durch die mit-telfriihe Sorte Granola im Versuchsmittel ein durchschnittliches Ertragsniveau erzielt(Tab. 1). Der Spitzenertrag von > 540 dt/ha in den besten Priifgliedern (mit organi-scher Diingung/N-Stufe N2 oder N3) zeigt sich im Jahr 1993, das sich durch maBigwarme Temperaturen ab Juni und wahrend der gesamten Vegetationszeit durch eineausgesprochen gleichmaBige Verteilung und iiberdurchschnittliche Hohe der Nieder-schlage auszeichnet. In den Jahren mit den witterungsbedingt niedrigsten Ertragen(1990: mangelhafte Knollenausbildung infolge weit iiberdurchschnittlicher Tempera-turen im August, 1992: ausgepragte Trockenperiode in der Zeit von April bis Juni mitnegativen Folgen fur Jugendwachstum und KnoUenansatz) wird selbst in den optimalgediingten Varianten die 200 dt/ha - Ertragsgrenze nur knapp uberschritten.

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Tabelle 1 Die Wirkung differenzierter organischer und mineralischer N-Diingung auf den Kartoffeler-trag*Effect of differential organic and mineral nitrogen fertilization on the yield of potatoes

Dungungskombination

A) ohne organ. DiingungNON3

B) StallmistdungungNONlN2N3

C) Stroh-/GrundiingungNONlN2N3

Mittel

1

169377

202306347390

241326389404315

2

158272

201255264279

252302315308261

Rotation

3

197360

265353367386

325370399397342

Mittel**

175336

223305326352

273333368370306

Maximum

202510

294445483531

359509543533-

Minimum

105161

111172208160

186202182163-

f/o

19,931,6

28,728,829,733,5

21,225,829,030,7

-

*Angaben in dt/ha Frischmasse**GD 5% (t-Test): 15 dt/ha HSD 5% (Tukey-Test): 33 dt/ha

Bei einem Vergleich der Rotationen ergibt sich fur die zweite Rotation (1989-91)in Relation zum Versuchsmittel ein um rund 15% geringerer Ertrag, wahrend vorallem die dritte Rotation (1992-94) iiberdurchschnittliche Ertragsleistungen (11%Mehrertrag) aufweist. Die erste Rotation liegt geringfiigig iiber dem langjahrigenVersuchsmittel, wobei besonders in Stufe NO (unterdurchschnittliche Ertrage) und inStufe N3 (iiberdurchschnittliche Ertrage) erhebliche Abweichungen vom Mittelauftreten.

Die Steigerung der N-Diingung von 0 auf 150 kg/ha fuhrt zu den bekanntenErtragskurven mit dem groBten und statistisch gesicherten Ertragzuwachs von NOnach Nl (60 kg N/ha). Ertragsdepressionen in den hohen N-Stufen treten nicht auf,bei Stroh-/Griindungung (Serie C) ist im Versuchsmittel allerdings im Gegensatz zurStallmistdungung (Serie B) von N2 nach N3 keine Ertragssteigerung mehr zu ver-zeichnen. Die Anhebung des Ertrages von Stufe NO nach N3 ist signifikant am hoch-sten bei rein mineralischer N-Dungung (161 dt FM/ha) und am niedrigsten beiStroh-/Grundungung (97 dt FM/ha), die Serie B (Stallmistdungung) nimmt eineMittelstellung ein (129 dt FM/ha). Am starksten ausgepragt sind diese Differenzen inRotation 1, am schwachsten in Rotation 2. Hieraus lassen sich erhebliche wit-terungsbedingte Interaktionen ableiten.

Die s% - Werte als MaB fur die Streuung der Einzelwerte steigen mit hoherem N-Dungungsniveau an, d.h. ertragsmodifizierende Faktoren sind im Hochstertragsbe-reich wirksamer als bei niedrigem Ertragsniveau (Tab. 1). Dementsprechend sind dieDifferenzen zwischen minimalem und maximalen Ertragswert in der Stufe N3 amhochsten.

Die organische Diingung wirkt sich auf dem leichten Dahlemer Boden bisherigenErkenntnissen entsprechend giinstig auf den Kartoffelertrag aus (Tamm u. Schrenk

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1960). Bei Betrachtung der vergleichbaren Priifglieder NO und N3 ergibt sich imMittel fur die Stallmistdiingung (Serie B) gegeniiber "organisch ungediingt" (SerieA) ein Ertragsvorteil von 11%, fur die Stroh-/Griindungung (Serie C) sogar einsolcher von rund 26%.

Wahrend die positive Wirkung der Stallmistdungung auf den Ertrag am Standortbereits aus mehreren jahrzehntelangen Dauerversuchen belegt ist (Kohn 1976, Kohnu. Caesar 1988), fehlen entsprechende Kenntnisse fur die kombinierte Stroh-/Griindiingung. Diese Form organischer Diingung im Verbund mit N-Ausgleich zurForderung des Strohumsatzes erweist sich nach den bisherigen Versuchsergebnissenals auBerordentlich gunstig. Die Wirkung der Stallmistdungung wird beimKnollenertrag nicht nur erreicht, sondern im neunjahrigen Mittel sogar um rund11% iibertroffen, obwohl der Stallmist unmittelbar zur Kartoffel gegeben wird. DerErtragsvorteil besonders in der Stufe NO deutet auf eine bessere N-Anlieferungdurch die Stroh-/Grundiingung hin, wobei der mineralische Ausgleichs-StickstoffderStrohdiingung sich in diesem Priifglied offensichtlich besonders positiv ausgewirkthat. Der Variationskoeffizient der NO-Stufen ist in der Serie B (Stallmistdungung)am hochsten, woraus auf groBere Ertragsschwankungen bei Stallmistdungung ohnezusatzliche mineralische N-Diingung zu schlieBen ist.

Aus Tabelle 2 geht hervor, daB bei Verzicht auf jegliche mineralische N-Diingungder Knollen-, Kraut- und Gesamttrockenmasseertrag besonders deutlich und sta-tistisch gesichert durch die organische Diingung gesteigert werden. So bewirkt derEinsatz von Stallmist gegeniiber der absoluten NO-Variante einen signifikantenMehrertrag von rund 29% bei den genannten drei Ertragsmerkmalen. DieAnwendung der kombinierten Stroh-/Grundiingung, wie sie fur einen extensivwirtschaftenden viehlosen Betrieb typisch ist, fuhrt sogar zu um 56% hoheren

Tabelle 2 Die Wirkung differenzierter organischer und mineralischer N-Diingung auf verschiedeneErtragsmerkmale der Kartoffel (Versuchsmittel 1986-94)Effect of differential organic and mineral nitrogen fertilization on selected yield characters of potatoes(mean values 1986-94)

Dungungskombitiation



C) Stroh-/GriindungungNONlN2N3

GD 5% (t-Test)HSD 5% (Tukey-Test)

TM-Ertrag [dtlha]

Knolle

32,964,7

42,658,561,865,6

51,362,968,070,0

2,86,1

Kraut

9,221,8

11,817,119,623,1

14,019,522,429,3

2,75,9

Gesamt

42,186,5

54,475,681,488,7

65,382,490,499,3

4,49,6

Krautanteil

21,825,2

21,622,624,126,0

21,423,724,829,5

-

Stdrkegehalt[%]

13,012,8

12,913,213,213,1

12,612,912,912,5

-

Starkerrtrag[dtlha]

22,943,9

29,541,043,846,9

34,443,448,146,6

2,04,3

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Ertragen. Hierdurch wird die Wichtigkeit organischer Diingung fur Ertragshoheund -sicherheit auf dem leichten Boden unterstrichen.

Mit ansteigender N-Diingung werden die Unterschiede zwischen "organischgediingt" und "organisch ungediingt" geringer. Dennoch sind auch in der hochstenN-Stufe Ertragsvorteile fur die organische Dungung, und zwar besonders fur dieStroh-/Griindungung unverkennbar. Mit Ausnahme der Stufe NO wird derKrautertrag in der Serie C infolge des giinstigen N-Angebotes im Vergleich zumKnollenertrag iiberproportional gesteigert, so daB der Krautanteil am Gesamtertraghier hoher ist als in den Serien A und B. Der Stdrkegehalt ist erheblichenJahreseinfliissen (1992: 10,0%, 1991: 18,6%) unterworfen, welche die diingungsbe-dingten Effekte iibertreffen. Wahrend die mineralische N-Dungung keine deutlicheWirkung auf dieses Merkmal erkennen laBt, sind beim Vergleich der organischenDiingungssysteme die niedrigsten Werte in alien N-Stufen bei der Stroh-/Grundiingung zu verzeichnen. Es bedarf einer genaueren Untersuchung und um-fangreicheren Datenmaterials, um festzustellen, ob durch diese Art der organischenDungung die Starkesynthese in der Kartoffel beeintrachtigt wird. Die Vorteile beimKnollenertrag in der Serie C iiberkompensieren allerdings die geringerenStarkegehalte, so daB der Starkeertrag letztlich in diesem Diingungsystem am hoch-sten ist (eine Ausnahme bildet die Stufe N3). Auch beziiglich der mineralischenN-Diingung hangt der Starkeertrag entscheidend von der gebildeten Knollen-trockenmasse ab und steigt dementsprechend mit dem hoheren N-Angebot.

In die vereinfachte N-Bilanz bei der Kartoffel gehen die durch mineralische undorganische Dungung zugefiihrten N-Mengen auf der einen Seite und die Entziigedurch die oberirdischen Pflanzenteile (Knolle und Kraut) auf der anderen Seite ein(Abb. 2). In der Serie B wird der durch den Stallmist zugefuhrte Stickstoff (im

400N kg/ha

Serie C

-200

-300

ENTZUG

Saldo:-62 -7 152 173 190 212 14 38 54 60NO N3 NO N1 N2 N3 NO N1 N2 N3

Abb. 2 N-Bilanz der Kartoffel in Abhangigkeit von differenzierter organischer und mineralischer N-Diingung(Versuchsmittel 1986-94)Nitrogen balance of potatoes as influenced by differential organic and mineral nitrogen fertilization (mean values 1986-94)

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Versuchsmittel 232 kg N/ha in jedem dritten Anbaujahr) ausschlieBlich der Kartoffelzugerechnet, obwohl ein Teil des Stickstoff sicher erst in den Folgejahren verfiigbarwird.

Die N-Entziige resultieren im Versuchsmittel zu 63% aus dem Knollen- und zu37% aus dem Krautertrag. Dabei liegt der N-Gehalt des Krautes mit 2,56% imVersuchsmittel fast doppelt so hoch wie bei der Knolle (1,44%). Die Entziige in deneinzelnen N-Stufen werden naturgemaB in erster Linie durch die erzeugteGesamttrockenmasse bestimmt, aber auch durch die meist steigenden N-Gehalte beierhohtem N -Dungungsniveau. Dariiber hinaus wirkt sich die organische Dungung,besonders die Stroh-/Grundiingung, auf dieses Merkmal fordernd aus. So betragendie N-Gehaltswerte (in %) bei Knolle (1. Zeile) und Kraut (2. Zeile):

A) ohne organ.Dungung

NO Nl

1,25 1,502,30 2,73

NO

1,232,38

B) Stallmistdiingung

Nl

1,332,40

N2

1,512,48

N3

1,622,78

NO

1,322,55

C) Stroh-IGriindungung

Nl

1,402,55

N2

1,542,52

N3

1,652,93

Der N-Entzug von 62 kg/ha im mineralisch und organisch ungediingten PriifgliedNO (Serie A) wird nach alien am Standort vorliegenden Erkenntnissen nur zum Teilaus dem atmospharischen N-Eintrag (Staub, Niederschlag) gedeckt. Gerade zuVersuchsbeginn diirfte vielmehr ein erheblicher Teil des Stickstoffes noch aus der N-Mineralisation der vorhandenen organischen Substanz des Bodens herriihren.

Eine eindeutige Negativbilanz ist nur in der vollig ungediingten Variantefestzustellen. Bei einer ausschlieBlich mineralischen N-Dungung von 150 kg/ha(Serie A/ Stufe N3) ist die N-Bilanz in etwa ausgeglichen. Die Applikation von mi-neralischer gemeinsam mit organischer Dungung fiihrt stets zu teilweise erheblichenN-Uberschiissen. Diese nehmen von Nl nach N3 mehr oder weniger deutlich zu, dadie N-Zufuhr die ertragsbedingten N-Entziige sukzessive ubersteigt.

3.2. Ertrage, Ertragsstruktur und N-Bilanz des Winterweizens

Einen zusammenfassenden Uberblick iiber die Ertrage des Winterweizens vermitteltTabelle 3. Generell ist vorauszuschicken, daG der Winterweizen an diesem Standortdie Grenze von 50 dt/ha Kornertrag selten ubertrifft. Einzig im ertragreichsten Jahr1990, das durch einen vorangegangenen milden Winter mit entsprechend positivenFolgen fur die Ausbildung ertragsbildender Organe und durch einen sehr nieder-schlagreichen Juni gekennzeichnet ist, werden in der hochsten N-Stufe um 60 dt/haKorn-TM erzielt. Die geringsten Kornertrage mit wenig mehr als 30 dt/ha sind inden Jahren 1992 (zu hohe Temperaturen von April bis Juli, Niederschlagsdefizite imMai und vor allem im Juni) und 1993 (stark iiberhohte Temperaturen im April undMai bei gleichzeitiger ausgepragter Trockenheit) zu verzeichnen. Bemerkenswert istdie im Vergleich zur Kartoffel geringere Streuung des Weizenertrages, obwohl derStandort aus Sicht der Bodenqualitat nicht von vornherein zum Weizenanbau

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Tabelle 3 Die Wirkung differenzierter organischer und mineralischer N-Diingung auf verschiedeneErtragsmerkmale des Winterweizens (Versuchsmittel 1986-94)Effect of differential organic and mineral nitrogen fertilization on selected yield characters of winter wheat(mean values 1986-94)

Diingungskombination

A) ohne organ. DungungNON3

B) StallmistdiingungNONlN2N3

C) RubenblattdiingungNONlN2N3


Korn

25,045,4

26,742,645,148,2

32,144,046,843,1

1,83,9

TM-Ertrag [dtlha]

Stroh

27,052,4

28,144,847,053,4

34,845,553,655,2

2,45,3

Gesamt

52,097,8

54,887,492,1

101,6

66,989,5

100,498,3

3,57,6

Komi

1,071,18

1,041,041,051,13

1,081,051,171,32

-

Rohprot.-gehalt

9,413,3

9,910,112,213,8

10,111,112,914,3

-

Rohprot.-ertrag

[dtlha]

2,35,9

2,64,35,46,5

3,24,86,06,1

0,20,5

pradestiniert ist. Vielmehr wird hierdurch die groBere Ertragssicherheit der imHerbst angebauten Kulturen, die den im Winter angesammelten Wasservorrat bessernutzen konnen, unterstrichen.

Die Ertragsdifferenzierungen in Abhangigkeit von der organisch-mineralischenDungung treten in ahnlicher Form auf, wie sie bereits bei der Kartoffel beschriebenwurden (vgl. Tab. 2). Bereits der relativ geringe Einsatz von 60 kg N/ha (Stufe Nl)fiihrt in Serie B und vor allem in der mit Riibenblatt gediingten Serie C beim Korn inden Hochstertragsbereich (Tab. 3). In Serie B (Stallmistdiingung) ist dann ein sichabflachender Anstieg des Kornertrages bis Stufe N3 festzustellen, wahrend dasMaximum in Serie C bereits bei N2 auftritt. In der Stufe N3 fiihrt hier ein Uberange-bot an Stickstoff zur Ertragsdepression. Selbst beim Strohertrag, der normalerweiseauf ein hohes N-Angebot mit Zuwachs reagiert, ist bei diesem Priifglied nur nocheine geringe Steigerung zu verzeichnen, so daB der Gesamtertrag analog zum Kornriicklaufig ist. Das KornlStroh-Verhaltnis wird in Ubereinstimmung mit Ergebnissenvon Kiibler u. Hobelsberger (1984) mit ansteigendem N-Angebot weiter, d.h. dieBildung der vegetativen Pflanzenteile nimmt hierdurch starker zu als diejenige desKorns. Bemerkenswert ist, daB das Stroh in alien Diingungsstufen einen hoherenAnteil am Gesamtertrag einnimmt als das Korn.

Der Vergleich der beiden organischen Diingungsserien zeigt, daB im Mittel allerN-Stufen durch die Riibenblattdiingung der Kornertrag geringfiigig um rund 2,1%,beim Stroh um 8,8% und entsprechend beim Gesamtertrag um 5,7% erhoht wird.Am deutlichsten treten diese Ertragsvorteile (>20%) wie bei der Kartoffel in derStufe NO auf, statistisch gesichert allerdings nur in der Serie C, in der die unmittelbarzum Weizen erfolgte N-Zufuhr durch die Riibenblattdiingung wesentlich wirksamerist als die Nachwirkung der Stallmistdungung. Im ubrigen sind die Differenzen

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zwischen den organischen Diingungsystemen (Serien B und C) insgesamt geringerals bei der Kartoffel.

Im Vergleich zu "organisch ungediingt" (Serie A) wird der Kornertrag durch dieorganische Diingung im Mittel der vergleichbaren N-Stufen nur urn 6,6% gesteigert,beim Knollenertrag der Kartoffel hingegen um 11,8%. Aus anderen Dauerversuchenam Standort ist allerdings bekannt, daB nach langerer Versuchsdauer und einge-tretener nachhaltiger Veranderung des C-und N-Haushaltes im Boden das Getreideden Hackfriichten in seiner positiven Reaktion auf die organische Diingung nichtnachsteht, u.U. diese sogar ubertrifft (Krzysch et al. 1992).

Der Rohproteingehalt spiegelt die unterschiedliche N-Versorgung deutlich wider(Tab. 3). Er steigt in Abhangigkeit von der mineralischen N-Dungung bis zur StufeN3 deutlich an, beziiglich der organischen Diingung ergeben sich Vorteile fur dieleicht umsetzbare Riibenblattdiingung. Die EiweiBgehalte wirken sich auf die Hohedes Rohproteinertrages so maBgeblich aus, daB die vom Kornertrag vorgebeneRangfolge modifiziert wird (s. beispielsweise beim Priifglied N3 in Serie C). DieWichtigkeit der mineralischen N-Gaben auf die Hohe des Rohproteinertrages wirdbesonders ersichtlich in den Serien A und B, in denen durch den Einsatz von 160 kg/haN im Vergleich zur Stufe NO eine Ertragssteigerung um das 2,5fache bewirkt wird.

Von den Ertragskomponenten reagiert die Bestandesdichte am deutlichsten auf dieN-Diingung durch einen systematischen Anstieg von NO nach N3 (Tab. 4). Dabeilassen sich allerdings nur die Differenzen zwischen diesen beiden extremen N-Diingungsstufen nach dem Tukey-Test statistisch absichern. Bei fehlender organi-scher Diingung (Serie A) sind im Vergleich zur Stallmistdungung (Serie B) nurunwesentlich geringere Ahrenzahlen in den vergleichbaren Stufen NO und N3 zuverzeichnen, so daB auf sehr gleichartige Bedingungen bei Ausbildung und ggf.Reduktion der ahrentragenden Halme in beiden Diingungssystemen geschlossen

Tabelle 4 Die Wirkung differenzierter organischer und mineralischer N-Diingung auf die Ertragskom-ponenten des Winterweizens (Versuchsmittel 1986-94)Effect of differential organic and mineral nitrogen fertilization on the yield components of winter wheat(mean values 1986-94)

Diingungskombination



C) RiibenblattdungungNONlN2N3


Bestandesdichte[Ahrenlnf]

386461

388416430473

412421444467

2758

KornzahllAhre

18,527,6

19,628,129,128,6

21,128,528,927,7

1,73,6

Tausendkorngew.[gTM]

35,536,2

35,837,137,936,6

37,537,237,334,5

1,02,1

Einzeldhrengew.[gTM]

0,650,99

0,691,041,091,04

0,781,061,070,96

0,070,14

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werden kann. Andere Versuchen am Standort belegen allerdings, daB Stallmist-diingung die Bestandesdichte bei Getreide und insbesondere auch bei Winterweizennachhaltig steigert (z.B. im benachbarten 70-jahrigen Dauerversuch Dili im Mittelder Jahre 1968-89 um 13%, Laible 1991); hier wird das Diingungssystem"Stallmistdiingung" allerdings bereits wesentlich langer (seit 1936) angewendet.

Die KornzahllAhre als das Ergebnis einer Vielzahl von komplexen Entwicklungs-vorgangen wird durch die differenzierte organisch-mineralische Diingung kaumbeeinfluBt, sobald mineralischer Stickstoff appliziert wird. Hieraus laBt sich einebetrachtliche Kompensationsfahigkeit des Winterweizens zur Sicherung derErtragskomponente Kornzahl/Ahre ableiten, auch wenn das N-Diingungsniveausich betrachtlich unterscheidet. Nur in den NO-Stufen ist eine signifikanteReduzierung deutlich vorhanden, wobei das N-Angebot aus der Riibenblattdungungdiese Absenkung abmildert. Beim Tausendkorngewicht reagiert der Weizen kaum aufdie differenzierte Diingung, selbst wenn mineralische N-Diingung unterbleibt (sieheNO-Stufen). Offensichtlich stellt - bekanntermaBen - die Pflanze auch bei Nahrstoff-mangel die Ausbildung des Kornes sicher. Die festgestellte geringe Differenzierungdes Tausendkorngewichtes durch die organisch-mineralische Diingung steht iibri-gens in Ubereinstimmung mit Ergebnissen aus der vorangegangenen ISD-Versuchsreihe. Nur in dem am besten mit Stickstoff versorgten Priifglied"Riibenblattdungung/Stufe N3" ist eine Depression erkennbar, die zum niedrigstenEinzeldhrengewicht aller N-gedungten Versuchsglieder fiihrt und damit in ersterLinie auch fiir den niedrigen Kornertrag (vgl. Tab. 3) verantwortlich ist. Im iibrigenwird die Hohe des Einzelahrengewichtes durch die Kornzahl/Ahre determiniert.

Bei Betrachtung der einzelnen Komponenten der N-Bilanz beim Winterweizen falltauf, daB iiber die Riibenblattdungung mit rund 100 kg N/ha (Abb. 3) nicht wesentlich

N kg/ha400

300

200

100

0

-100

-200

-300

Serie A

DONGUNG

Serie B

minera

1m

organ. M B H B

•mi

Saldo:-54

B21

ENTZUG

-56 -34

m-10

m13

iKorn

JStroh

30

m54

574

B112

NO N3 NO N1 N2 N3 NO N1 N2 N3

Abb. 3 N-Bilanz des Winterweizens in Abhangigkeit von differenzierter organischer und mineralischer N-Dungung(Versuchsmittel 1986-94)Nitrogen balance of winter wheat as influenced by differential organic and mineral nitrogen fertilization (mean values1986-94)

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weniger Stickstoff zugefuhrt wird als durch die Stroh-/Griindungung einscWieBlichN-Ausgleich mit 118 kg N/ha bei der Kartoffel (vgl. Abb. 2). Rubenblatt stellt somiteine wichtige und kontinuierliche Nahrstoffquelle in einem Bodennutzungssystemdar, wie es fur einen viehlos wirtschaftenden Ackerbaubetrieb typisch ist.

Der N-Entzug tiber das Korn entspricht im Versuchsmittel mit rund 84 kg/ha undJahr demjenigen, wie er auch durch die Kartoffelknolle erfolgt. Der Gesamtentzugan Stickstoff durch den Winterweizen ist mit 107 kg/ha trotz des standortbedingtbegrenzten Ertragsniveaus nur um 20% geringer als bei der Kartoffel (134 kg/ha).Die N-Gehalte von Korn und Stroh, auf deren Wiedergabe verzicht wird, steigen wiebei Knolle und Kraut mit zunehmender N-Dungung an. Die Werte werden auchdurch die organische Dungung angehoben, wobei die Rubenblattdiingung einenstarkeren EinfluB ausiibt als die Stallmistdiingung. Da die N-Gehaltswerte undErtrage gleichartig differenziert werden, steigt der N-Entzug mit hoherer N-Diingung iiberproportional. Die N-Bilanz ist beim Fehlen organischer Dungungdirekt zur Versuchsfrucht (Serien A und B) in den Stufen NO bis N2 trotz des relativniedrigen Ertragsniveaus negativ, erst bei 160 kg/ha N-Diingung wird die Bilanzleicht positiv (Abb. 3). In Serie C fiihrt die betrachtliche N-Zufuhr durch dasRubenblatt stets zu mehr oder weniger betrachtlichem NahrstoffuberschuB.

3.3. Ertrage, Ertragsstruktur und N-Bilanz der Sommergerste

Das Kornertragsniveau bei der Sommergerste betragt fur den Versuchszeitraum1986-94 im Mittel der organisch-mineralisch gediingten Priifglieder knapp 27 dt/haund liegt damit deutlich unter dem langjahrigen Standortmittel (34 dt/ha). ImVergleich zum Winterweizen. ist der Kornertrag im Versuchsmittel um 43%reduziert, wodurch die in den letzten Jahren zunehmende Ertragsiiberlegenheit desWintergetreides am Standort Dahlem unterstrichen wird. Es hat den Anschein, daBdie iiberdurchschnittlichen Temperaturen im Versuchszeitraum (s. Kap. 2.1) sichbesonders negativ auf den Ertrag des Sommergetreides auswirken. Beleg hierfiir istdie MiBernte von < 10 dt/ha Korn-TM im Jahr 1992, das durch besonders hoheTemperaturen wahrend der gesamten Vegetationszeit und durch temporareTrockenperioden gekennzeichnet ist. Beim Winterweizen, der in diesem Jahr eben-falls das niedrigste Ertragsergebnis aufweist, wird mit 32,5 dt/ha mehr als dasdreifache geerntet. Ertragreichstes Jahr ist wie bei der Kartaffel das Jahr 1993, indem mit rund 36 dt/ha TM allerdings auch nur wenig iiber dem langjahrigenStandortmittel liegende Kornertrage erzielt werden. Die Stabilitat des Kornertragesist - gemessen an den hier nicht aufgefiihrten Variantionskoeffizienten - wesentlichgeringer als beim Winterweizen.

Die in Tabelle 5 aufgefiihrten Korn-, Stroh -und Gesamtertrage belegen trotz desim Vergleich zum Winterweizen halbierten Ertragsniveaus ganz ahnliche Reaktionenauf die differenzierte organisch-mineralische Dungung. Der groBte, statistischgesicherte Ertragssprung tritt auch bei der Sommergerste von NO nach Nl (40 kgN/ha) auf, der Ertragszuwachs von Nl nach N2 (80 kg N/ha) ist - anders als beimWinterweizen - ebenfalls significant. Hieraus laBt sich auf eine starke Abhangigkeitder Sommergerste vom N-Angebot schlieBen (zumindest im angesprochenen Bereich0-80 kg N/ha), wie sie auch Kiibler u. Hobelsberger 1985 in ihren Untersuchungen

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Tabelle 5 Die Wirkung differenzierter organischer und mineralischer N-Dungung auf verschiedeneErtragsmerkmale der Sommergerste (Versuchsmittel 1986-94)Effect of differential organic and mineral nitrogen fertilization on selected yield characters of spring bar-ley (mean values 1986-94)

Dungungs-kombination


B) StallmistdiingungNONlN2N3

C) StrohdiingungNONlN2N3

GD5%(t-Test)HSD 5% (Tukey-Test)

TM-Ertragfdt/haJ

Korn

12,527,5

13,423,126,527,4

15,725,229,228,9

1,43,0

Stroh

8,323,6

9,117,421,424,3

11,720,325,026,4

1,63,4

Gesamt

20,851,1

22,540,547,951,7

27,445,554,255,3

2,65,6

KornlStrohl:x

0,690,88

0,760,790,850,90

0,750,820,890,93_

-

Rohprot-gehalt[%]

10,614,0

10,811,012,813,9

10,911,313,014,3_-

Rohprotertrag[dtlha]

1,33,8

1,42,53,33,7

1,72,83,74,0

0,20,4

im Rahmen der ISD-Versuchsreihe feststellen konnten. Beim Stroh wirkt sich daszunehmende N-Angebot bis zur hochsten N-Stufe ertragssteigernd aus, so daB wiebeim Weizen das KornlStroh- Verhdltnis in den hohen N-Stufen erweitert wird.

Von den beiden organischen Diingungssystemen wird in erster Linie die Strohdiin-gung (Serie C) ertragswirksam. Sie iibertrifft den Kornertrag der Serie B(Stallmistdiingung) im Mittel aller N-Stufen um 9,5%, beim Strohertrag sogar um15,5%. Es liegt nahe anzunehmen, daB vor allem der zum Stroh gegebeneAusgleichs-N zur unmittelbar nachfolgenden Sommergerste den Ertrag erhoht hat,zumal dieser Effekt besonders deutlich in der Stufe NO auftritt. Andrerseits diirfteaber auch eine Wirkung der Stallmistdiingung auf die in dritter Tracht stehendeSommergerste kaum noch vorhanden sein, wie die weitgehend identischen Ertrage inden vergleichbaren Priifgliedern der Serie A (ohne organische Diingung) zeigen.Auch hier diirften sich erst nach langerer Versuchsdauer die positiven Wirkungendes Diingungssystems "Stallmistdiingung" auf die Produktivitat des Sandbodensherausbilden und-zu einem Ertragsanstieg bei der Sommergerste fiihren.

Der Rohproteingehalt liegt im neunjahrigen Mittel nur in samtlichen NO-Stufenund in der Serie B auch in Stufe Nl in einem fur Brauzwecke gunstigen Bereich von3s 11% (Tab. 5). Allerdings muB berucksichtigt werden, daB beide angebautenSorten {Aramir und Baronesse) in ihren Brauqualitatseigenschaften relativ niedrigeinzustufen sind. Bemerkenswert ist, daB die Strohdungung mit der Zusatzgabe von60 kg N/ha den EiweiBgehalt um nicht mehr als 0,3% gegeniiber der Serie mitStallmistdiingung erhoht. Dies deutet darauf hin, daB der zusatzlich gegebeneStickstoff zu erheblichen Teilen fur die Strohumsetzung gebunden wird und nur teil-weise auf die EiweiBsynthese EinfluB nimmt. Abgesehen von den Stufen NO und Nl,zwischen denen nur relativ geringe Differenzen im Rohproteingehalt auftreten, sind

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die Steigerungsraten durch die mineralische Dungung von 40 kg N je ha und N-Stufewesentlich starker ausgepragt (meist > 1% Rohprotein je N-Stufe). HohereKornertrage im Verbund mit hoheren EiweiCgahalten fuhren insgesamt zu einem umknapp 12% hoheren Rohproteinertrag im Diingungssystem "Stroh-/Griin-/Blattdungung" (Serie C) im Vergleich zum Dungungssystem "Stallmistdiingung"(Serie B). Das Dungungssystem "ohne organische Dungung" ist der Stallmistdiin-gung gleichwertig, woraus ahnlich wie beim TM-Ertrag zumindest in dieser Phasedes Versuches auf eine nur geringe Wirksamkeit dieser Form der organischenDungung bei der Sommergerste geschlossen werden kann.

Noch starker als beim Winterweizen wird der Kornertrag bei der Sommergerstedurch die Bestandesdichte gepragt (Tab. 6). ErwartungsgemaB sind dieSteigerungsraten am hochsten und significant von NO nach Nl, desgleichen aberauch von Nl nach N2. Die permanente Nahrstoffanlieferung aus der Strohdiingungmit N-Ausgleich (Serie C) fiihrt zu einer deutlichen und in fast alien N-Stufen nachdem t-Test auch statistisch gesicherten Erhohung dieser Ertragskomponente umdurchschnittlich 10% gegeniiber der Stallmistdiingung (Serie B). Eine eindeutigeUberlegenheit der Stallmistdungung gegeniiber der rein mineralischen Dungung(Serie A) ist nicht feststellbar. Das Ausbleiben einer verbesserten Ahrenausbildungbei Stallmistdungung fiihrt letztlich zu den geringen Kornertragen bei dieserDiingungsform (vgl. Tab. 5).

KornzahllAhre, Tausendkorngewicht und damit auch das Einzelahrengewichtweisen ihr Maximum in den Serien B und C stets in Stufe Nl, und zwar jeweils mitstatistisch gesicherten Differenzen zur Stufe NO auf (Tab. 6). Die Erniedrigung derWerte vor allem in der hochsten N-Stufe steht wohl ursachlich mit den bekanntenkonkurrenzbedingten Negativkorrelationen zur Bestandesdichte in Zusammenhang,

Tabelle 6 Die Wirkung differenzierter organischer und mineralischer N-Diingungauf die Ertragskomponenten der Sommergerste (Versuchsmittel 1986-94)Effect of differential organic and mineral nitrogen fertilization on the yield compo-nents of spring barley (mean values 1986-94)

Dungungskombination

A) ohne organ. DungungNON3


C) StrohdungungNONlN2N3


Bestandes-dichte

[Ahrenlrri]

406776

431506623699

454574707752

52113

KornzahllAhre

8,810,9

8,912,812,511,6

9,912,412,811,8

1,22,6

Tausend-korngew.[gTM]

33,433,8

33,735,434,434,2

33,535,734,133,9

0,91,9

Einzel-dhrengew.[gTM]

0,300,37

0,310,450,430,39

0,340,450,440,40

0,040,09

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die mit steigenden N-Gaben kontinuierlich zunimmt. Weder durch die differenziertemineralische N-Dungung noch durch die unterschiedliche organische Diingung sindklar erkennbare systematische Modifikationen bei den genannten Ertragskomponen-ten festzustellen.

Der N-Entzug durch Korn und Stroh (Abb. 4) liegt bei der Sommergerste imMittel aller Prufglieder um 45% niedriger als beim Winterweizen, vor allem infolgeder geringeren Ertragsleistung und weniger wegen etwaiger Unterschiede im N-Gehalt der oberirdischen Trockenmasse. Die Differenzen zwischen den N-Diin-gungsstufen sind beim Entzug wesentlich starker ausgepragt als beim Ertrag, weilStroh und Korn auf die ansteigende N-Zufuhr durch Diingung mit einer deutlichenErhohung der N-Gehaltswerte reagieren. So belaufen sich die N-Gehalte(in %) bei Korn (1. Zeile) und Stroh (2. Zeile) auf:

A) ohne organDiingung

NO Nl

1,69 2,240,63 0,77

NO

1,720,61

B) Stallmistdiingung

Nl

1,750,53

N2

2,040,68

N3

2,220,77

NO

1,740,60

C) Strohdiingung

Nl

1,810,57

N2

2,090,64

N3

2,290,83

Die N-Bilanz weist einen deutlichen UberschuB in Serie C (Strohdungung) aus,und zwar in alien N-Stufen (Abb. 4). Hierzu tragen die erheblichen N-Mengen bei,die iiber die Strohdungung und insbesondere deren Ausgleichs-N dem System zuge-fiihrt werden, aber auch die relativ geringen Entziige infolge des allgemein niedrigen

400

300

200

100

0

-100

-200

-300

N kg/ha

Serie A

D0NGUNG

l ~

Serie B

mineral.organ.

Hr?rieC

lfflHIIB

Saldo:-26 40

Hi

ENTZUG

-29 -9

m

11 40

1 Korn"stroh

57

H

73 94 123

NO N3 NO N1 N2 N3 NO N1 N2 N3

Abb. 4 N-Bilanz der Sommergerste in Abhangigkeit von differenzierter organischer und mineralischer N-Dungung(Versuchsmittel 1986-94)Nitrogen balance of spring barley as influenced by differential organic and mineral nitrogen fertilization (mean values1986-94)

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Ertragsniveaus. Die Tatsache, daB in dieser Serie im Durchschnitt rund 13% mehrStickstoff entzogen werden als in Serie B (Stallmistdungung), fiihrt bestenfalls zueiner Herabmilderung der Uberschusse. Selbst beim Fehlen organischer Diingung(Serien A und B) sind nur in den NO-Priifgliedern deutliche Defizite, ab Stufe N2 (80kg N/ha) hingegen Uberschusse zu verzeichnen. Unter iiblichen Ertragsverhaltnissendiirfte allerdings ein ausgeglichener Saldo erst oberhalb dieser Stufe eintreten.

3.4. Ertragsleistung und Gesamt-N-Bilanz der Rotation

Die iiber die Rotationsdauer von drei Jahren aufsummierte mittlere Ertragsleistungin dt TM/ha ergibt auf der Basis der inzwischen abgeschlossenen drei Rotationenfolgendes Bild:

Die mineralische N-Diingung bewirkt erwartungsgemaB den groBten Ertrags-sprung von Stufe NO nach Stufe Nl (Tab. 7). Bereits bei einer mineralischen N-Diin-gung von 160 kg N je ha und Rotation (= 53 kg N/ha und Jahr) werden am Standortin der praktizierten Dreifelderwirtschaft Ertrage erzielt, die dem Hochster-tragsbereich sehr nahekommen. So wird im Mittel der Serien B und C durch dieSteigerung von Nl nach N3 fur die Gesamtrotation nur ein Mehrertrag von 37 dt/haGesamt-TM (=12,3 dt/ha jahrlich), bei der Knolle-/Korn-TM sogar nur von 13,5dt/ha ( = 4,5 dt/ha jahrlich) erzielt.

Dementsprechend nimmt die relative Ertragsleistung der N-Dungung, ausge-driickt als kg erzeugte Trockenmasse je appliziertes kg Dunger-StickstofT, mitsteigenden N-Gaben deutlich ab (Tab. 7). Sie liegt im Mittel der Serien B und Cbeim Knollen-/Kornertrag der Stufe N3 (intensive organisch-mineralische Diingung)

Tabelle 7 Die Wirkung differenzierter organischer und mineralischer N-Diingung auf die mittlereErtragsleistung (dt TM/ha) je Rotation bzw. Jahr (Versuchsmittel 1986-94)Effect of differential organic and mineral nitrogen fertilization on the average yield (dt d.m./ha) per rota-tion and year, respectively (mean values (1986-94)

Diingungs-

KOrnulnUllOn

A) ohne organ.DiingungNON3

B) Stallmist-diingu'ngNONlN2N3

C) Stroh-/Grun-/BlattdiingungNONlN2N3

iRot.

70,4137,6

82,7124,2133,4141,2

99,1132,1144,0142,0

KnollelKorn

a'1

23,545,9

27,741,444,547,1

33,044,048,047,3

rel*

-32,0

35,631,725,621,3

32,128,324,119,4

IRot.

44,597,8

49,079,388,0100,8

60,585,3101,0110,9

KrautlStroh

a-'

14,832,6

16,326,429,333,6

20,228,433,737,0

rel*

-22,7

21,220,216,815,3

19,618,316,915,1

IRot.

114,9235,4

131,7203,5221,4242,0

159,6217,4245,0252,9

Gesamt

a-'

38,378,5

43,967,873,880,7

53,272,581,784,3

rel.*

-54,7

56,851,942,436,6

51,746,641,034,5

* erzeugte kg TM je eingesetztes kg Diinger-N (organisch u. mineralisch)

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gegeniiber NO (nur organische Diingung) um rund 40%, gegeniiber Stufe Nl (exten-sive organisch-mineralische Diingung) noch um etwa 32% niedriger. Diese Werte imVerbund mit alien bisherigen Erkenntnissen, auch denjenigen aus der vorangegan-genen ISD-Versuchsreihe und aus ahnlichen Versuchen am Standort, legen einensehr sparsamen N-Einsatz nahe, da die erzielbaren Ertragszuwacb.se bei einer N-Gabe von > 60-80 kg/ha bei Sommergetreide sowie > 80-120 kg/ha bei Winter-getreide und Hackfruchten gering sind und das Risiko des N-Austrags bei demgegabenen sorptionsschwachen Boden groB ist.

Das Ertragsmerkmal Kraut bzw. Stroh wird durch den gediingten Stickstoff star-ker gefordert als das Merkmal Knolle bzw. Korn, fur das sich in Stufe N3 mit Stroh-/Griin-/Blattdungung bereits ein Ertragsriickgang ergibt. Fixr dieses intensiveDiingungsystem gelten die mit einer hohen N-Diingung verbundenen Probleme inbesonderem MaBe. Andrerseits ist bei alleiniger Stallmistdiingung, also bei demVerzicht auf jegliche Mineraldiingung, im Vergleich zur entsprechenden Nl-Stufeein Ertragverlust bei Knolle und Korn von 33% zu verzeichnen, der sich aufgrundeinschlagiger Langzeitversuchsergebnisse am Standort Dahlem bis auf rund 50%erhohen diirfte. Wenngleich dieses Priifglied auch nur bedingt mit Formen des oko-logischen Landbaues gleichzusetzen ist, laBt sich hieraus doch in etwa das zuerwartende Ertragsniveau unter den gegebenen Standortbedingungen bei dieser Artder Bewirtschaftung ableiten. In der Stufe NO der Serie C (Stroh-/Griin-/Blattdiin-gung, allerdings mit N-Ausgleich zum Stroh) betragt die Reduzierung des Knollen-/Kornertrages im Mittel der Rotation gegenuber der entsprechenden Stufe Nl nurnoch 25%, bei allerdings nachlassender Ertragsleistung je kg gedungten Stickstoff imVergleich zur reinen Stallmistvariante.

Fur das Diingungssystem "Stallmistdungung + NPK" ist ganz allgemeingegenuber rein mineralischer Diingung am Standort ein Mehrertrag von 10-20% zuunterstellen. Ein solches Ergebnis laBt sich bisher im IOSDV nicht bestatigen. Sosind die Ertragsunterschiede zwischen den Serien A und B in Stufe N3 mit < 3% aus-geprochen gering (Tab. 7). Nur bei Verzicht auf jegliche mineralische N-DiingungvergroBert sich die Ertragsdifferenz zwischen "organisch ungediingt" und"Stallmistdungung" (z.B. beim Knollen-/Kornertrag um mehr als 17%).

Die Anwendung der zum Stallmist alternativen organischen Diinger Stroh,Zwischenfrucht (Olrettich) und Riibenblatt hat in der vorliegenden Anwen-dungsform von Versuchsbeginn an zu Mehrertragen gefiihrt, die bei Knolle undKorn im Versuchsmittel um gut 7%, beim Gesamtertrag sogar um knapp 10% hoherliegen als bei Stallmistdungung (Vergleich Serie C mit Serie B). Am starksten istdieser Ertragsvorteil in Stufe NO mit knapp 20% Knollen-/Korn-Mehrertrag gegen-iiber der entsprechenden Stallmistvariante und sogar mit >40% hoherer Leistunggegenuber dem organisch und mineralisch ungediingten Priifglied. Aus den bisheri-gen Ergebnissen laBt sich somit ableiten, daB diese fur einen viehlos wirtschaftendenBetrieb typische Form organischer Diingung auf leichtem Boden den Stallmist nichtnur vollwertig ersetzt, sondern sogar iibertrifft, wenn die Anwendung jahrlich undmit N-Ausgleich zur Forderung der Strohrotte erfolgt. Besonders deutlich wird dieseUberlegenheit bei fehlender oder sparsamer N-Diingung, wahrend bei starker mine-ralischer N-Zufuhr die Gefahr der Uberdiingung und damit verbundenerErtragsdepression besonders groB ist.

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Zu den Komponenten der N-Bilanz der Gesamtrotation ist folgendes anzumerken:Von den drei gepriiften Serien ist die Stroh-/Griin-/Blattdungung (Serie C) bezuglichder N-Diingung am intensivsten (Abb. 5). Sie iibertrifft die Serie B (Stallmistdiin-gung) im N-Angebot um durchschnittlich etwa 25 kg N/ha und Jahr. AuBerdem istin diesem Diingungssystem der Anteil an mineralischem Stickstoff-vorrangig we-gen des zusatzlich gegebenen N-Ausgleichs - um rund 16% hoher als im Diingungs-system "Stallmistdiingung".

Die N-Entziige der Rotation sind in den einzelnen Priifgliedern gepragt von derErtragshohe und den gleichgerichtet wirkenden N-Gehalten in der Erntemasse. Eszeigt sich ein annahernd linearer Anstieg der N-Entziige mit der N-Diingung(Abb. 5). Viel deutlicher als beim Ertrag werden die Entziige auch durch die organi-sche Diingung abgestuft. So ergeben sich im Mittel der jeweils vergleichbarenN-Stufen fur die Serie C (Stroh-/Grun-/Blattdiingung) 15% Mehrentzug als bei"Stallmistdiingung" und rund 25% Mehrentzug als bei "organisch ungedungt".

Werden N-Diingung und N-Entzug ins Verhaltnis gesetzt, zeigt sich eine deutlichhohere Aushutzung des angebotenen Stickstoff in der rein mineralisch gediingtenSerie A. So wird hier in der Stufe N3 der gediingte mineralische StickstofF zu 87%ausgenutzt, die entsprechenden Werte in den Serien B und C mit ihrer organisch-mineralischen Diingung betragen jeweils 60%. In den nur organisch gediingten N0-Stufen der Serien B und C betragt die Verwertung beachtliche 71% (Stallmist) bzw.67% (Stroh-/Grun-/Blattdiingung) und liegt damit um rund 30% hoher als in ahn-lichen, bereits langer andauernden Diingungsversuchen der Versuchsstation auf demallerdings noch leichteren Boden am Standort Thyrow (Schnieder 1990).

Die vereinfachte N-Bilanz weist im Gesamtergebnis nur fur das vollig ungediingtePriifglied einen Negativsaldo von 142 kg N/ha fur die gesamte Rotation (=42 kg

N kg/ha1000

750

500

250

0

-250

-500

Serie A DONGUNG

••F

SejjeLi

.•mineral. |

Serie C

• • • i i HIM

ENTZUG Kraut/Stroh

Saldo:-142 54 67 130 191 265 101 165 222 295NO N3 NO N1 N2 N3 NO N1 N2 N3

Abb. 5 N-Bilanz der Gesamtrotation in Abhangigkeit von differenzierter organischer und mineralischer N-Diingung(Versuchsmittel 1986-94)Nitrogen balance of the rotation as influenced by differential organic and mineral nitrogen fertilization (mean values1986-94)

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N/ha und Jahr) aus (Abb. 5). In allen anderen Düngungsvarianten ergibt sich ein N-Überschuß, der bei rein mineralischer (Serie A/Stufe N3) oder bei ausschließlichorganischer N-Düngung (Serien B und C/Stufe NO) relativ gering ausfällt. In allenorganisch-mineralisch gedüngten Varianten erhöhen sich die Überschüsse mitansteigender N-Düngung erheblich, im Extremfall in Stufe N3 der Stroh-/Grün-/Blattdüngung auf knapp 300 kg N/ha und Rotation ( = 98 kg N/ha und Jahr).Informationen darüber, inwieweit Teile dieses Stickstoffes im System gehalten undevtl. später ausgenutzt oder aber - wie anzunehmen ist - auf dem leichten Bodenzumindest teilweise ausgewaschen werden, bleibt weiteren Untersuchungen undAuswertungen vorbehalten.

So werden im Rahmen eines speziellen Forschungsprogramms zur N-Dynamikund N-Verwertung in den wichtigsten organisch-mineralischen Düngungsvariantendes IOSDV z.Zt. umfangreiche Untersuchungen im Winterweizen unter Einsatz vonlsN-markierten Düngemitteln durchgeführt, um tiefergehende Aufschlüsse über denzwischenzeitlichen Verbleib des Mineraldünger-N (Nmin-Vorrat, Immobilisation undpflanzliche N-Aufnahme) sowie über die Freisetzung und den Verbleib von boden-bürtigem Stickstoff zu erhalten (Peschke 1995). Erst nach Vorliegen dieser Ergeb-nisse ist eine aussagekräftige Beurteilung des N-Haushaltes in Abhängigkeit von denverschiedenen Düngungssystemen möglich.

Literatur

Boguslawski, E.v.: Zur Entwicklung des Begriffes Bodenfruchtbarkeit. In: Z.f. Pflanzenernähr., Düng.,Bodenk. 108 (1965). - S. 97-115

Herzog, H., R. Konrad,: Nitrogen movement in arable sandy soil and ways of reducing nitrogen losses --preliminary results. In: J. Agronomy & Crop Science 169 (1992). - S. 135-142

Köhn, W.: Der Einfluß langjähriger Bodenbearbeitungs-, Düngungs- und Fruchtfolgemaßnahmen auf diechemischen und physikalischen Eigenschaften und die Ertragsleistung eines lehmigen Sandbodens. Teil2: Langfristige Ertragsveränderungen und ertragsanalytische Untersuchungen bei Getreide. In: Bayer.Landw. Jb. 53 (1976). - S. 419-442

Köhn, W., K. Caesar : Langzeituntersuchungen zur Pflugtiefe, Kalkung, Stallmistdüngung sowieFruchtfolge in Berlin-Dahlem. In: Ber. Ges. Pflanzenbauwiss. 1 (1988). - S. 105-125

Kübler, E., A. Hobelsberger: Beeinflussung von Ertrag, Inhaltsstoffen und Nährstoffentzügen beiZuckerrüben, Winterweizen und Sommergerste durch gestaffelte N-Gaben während der neunjährigenVersuchsdauer des Internationalen Stickstoffdauerdüngungsversuches (ISDV) Standort Ihinger Hof. II.Winterweizen. In: Kali Briefe (Büntehof) 17 (2) (1984). - S. 125-144

Kübler, E., A. Hobelsberger: --. III. Sommergerste. In: Kali Briefe (Büntehof) 17 (7) (1985). -- S. 511-530Krzysch, G. (ed.) et al.: Einfluß von langjährig differenzierten Bewirtschaftungsmaßnahmen und

Umweltbelastungen auf Bodenfruchtbarkeit und Ertragsleistung eines lehmigen Sandbodens. In:Schriftenreihe FB Internationale Agrarentw. 141, TU Berlin (1992)

Laible, E.: Ertragsstruktur von Winterweizen in Abhängigkeit von langjährig differenzierter Kalk-,Phosphorsäure- und Stallmistdüngung. Dipl.-Arbeit TU Berlin (1991)

Peschke, H., P. Limberg, W. Köhn : Untersuchungsprogramm zur Stickstoffdynamik im Boden sowieStickstoffverwertung und Ertragsbildung von Winterweizen im IOSDV Berlin-Dahlem nach dreiFruchtfolgerotationen. Im Druck.

Schnieder, E.: Die Dauerversuche in Thyrow. In: Dauerfeldversuche, Akad. Landwirtsch. --Wiss. DDRBerlin (1990). -- S. 205-229

Tamm, E., A. Schrenk: Der Einfluß langjährig differenzierter Düngungsmaßnahmen auf Boden undErtrag eines lehmigen Sandbodens. In: Z. f. Acker- und Pflanzenbau 110 (1960). - S. 173-204

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Der internationale organische stickstoffdauerdüngungsversuch (IOSDV) Berlin‐Dahlem nach drei rotationen