Einführung OLA 2: Stoffflüsse und Ökobilanz (groß)

OLA 120 - Organisationsprinzipiemn desOrganischen Landbaus - Stofftliisse undOkobilanz

Organisationsprinzipien desOrganischen Landbaus

- Stoffflusse und Okobilanz-

Einfuhrung in den Organischen LandbauGliederung der Inhalte

1.1 Stickstoff: Strategien zur Maximierung der Nz-Fixierung undMinimierung von N-Verlusten

1.1.1. Kornerleguminosen1.1.2. Futterleguminosen

1.2 P und K: Optimierungsstrategien der ErschlieBung,Aufnahme und Verlustminimierung

1.31.3.11.3.21.3.3

BilanzierungHoftorbilanzierungSchlagbilanzGesamtbilanz

Institut fUr Organischen Landbau -UniversiHit Bonn

OLA 120 - Organisationsprinzipiemn desOrganischen Landbaus - Stofffliisse undOkobilanz

EinfLihrung in den Organischen LandbauGliederung der Inhalte

1.4 Einsatz yon Stallmist, Stallmistkompost, Kompost, Jauche, GUileu. Bioabfalle im Organischen Landbau

1.4.1.1 Strategien der Minimierung yon Verlusten bei Gewinnung,Lagerung und Ausbringung

- ORGANISCHER LANDBAU yerfolgt das Prinzip einer zielgerichteten Organisationdes landwlrtschaftlichen. weltgehend in sich geschlossenen. "wohlproportionier-ten" (A. YOUNG. 1770) Betriebsorganismus. (KOPKE 1990)

- Knapphelt der Giiter (hier Niihrstoffe)- Begrenzung yon Moglichkelten I Potentialen (z. B. Wurzeldichte.

Durchwurzelungstiefe, etc.)

Ziele: => Optimierte Zusammenfiihrung begrenzter und zu erschlieBenderRessourcen mit dem Ziel der Optimierung des Nutzens.

=> Entwicklung yon Strategien. wle Niihrstoffe dem pflanzlichen Wachs-tum yornehmlich betriebsintem yerfiigbar gemacht werden konnenund langfristig yerfiigbar blelben.Vermeidungsstrateglen fiir Niihrstoffverlustel-austriige sind dabeieingeschlossen.

"Niihrstoffmanagement wlrd als zielgerichtete Organisation yon _ 9-b-Niihrstofffliissen Yerstanden." (KOPKE 1994) ~ -' i

Institut fiir Organischen Landbau -Universitat Bonn


• KONVENTIONELLER LANDBAU• Betriebsorganlsation nicht am Gemischtbetrieb orientiert.• Betriebliche Trennung yon pflanzlicher und tierischer Erzeugung ist moglich undweit verbreltet.=> hohe spezielle intensitiit.

• Vormals innerbetrieblich gewonnene I verfiigbar gemachte Niihrstoffe werden 1mAckerbaubetrieb in Form mineralischer Diingemlttel zugekauft (Substitution)

• Vormals Innerbetrieblich verwertete hochwertige Witschaftsdiinger (manures)werden 1m" Veredelungsbetrieb" zu Abfall (wastes) und fiihren zuNiihrstoffiiberschiissen auf begrenzter Fliiche =>"Giilleborsen"

- Restriktlonen der Nihrstoffzufuhr durch Diingemlttelanwendungsverordnung.ansonsten gilt das Prinzip der einzelbetriebllch okonomischen Ausschopfung IZufuhr aller erreichbaren Ressourcen hier i.e.s. Diinge- und Pflanzenschutzmlttelmit dem Ziel des H6chstertrages verkaufsfiihlger Produkte

- Knappheit der Gilter (Z. B. Nahrstoffe) und

- Begrenzung von Moglichkeiten I Potentialen(Z. B. Wurzeldichte, Durchwurzelungstiefe, Nahrstoff-Aufschlu~vermogen der Pflanzen, etc.)

Institut fiir Organischen Landbau -UniversWit Bonn


hier: Optimierte lusammenfOhrung begrenzter und zuerschlieBender Ressourcen mit dem lie I derOptimierung des Nutzens.

[Mit Bezug auf das liel "Bodenfruchtbarkeit" (hierverstanden als finaler Begriff) wird der groBtmoglicheNutzen in der dauerfahigen (nachhaltigen) Bodenleistunggesehen, die sich mit der Ertragsfahigkeit eines standort-orientierten, also spezifischen Bodennutzungssystemserfassen laBt.]

Management: Optimized combination of resources that arerestricted or have to be unlocked by aiming optimizedutilization (e.g. via increased rooting density and efficiencyof nutrient absorption).

Nutrient management can therefore be defined as asystematic target-oriented organization of nutrient flows.

(KOPKE 1993)

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alA 120: Organisationsprinzipien des Organischen Landhaus: Stoffiliisse und Okobilanz

"Management"

notwendig:

Entwicklung yon Strategien, wie Nahrstoffe dempflanzlichen Wachstum vornehmlich betriebsinternverfugbar gemacht werden k6nnen und langfristigpotentiell verfugbar bleiben. Vermeidungsstrategienfur Nahrstoffverluste I -austrage sind dabei einge-schlossen.

Nahrstoffmanagement wird als zielgerichtete Organi-sation yon Nahrstoffflussen verstanden.



Kohlendioxid und Bodennahrstoffe:

Innerpflanzlich optimierte Assimilat-und Nahrstoffverteilung

Bestimmungsfaktoren der Nahrstoffdynamik- und verfugbarkeit(WERNER 1994)

Nahrstoffan:r~~n=gsvermogen JRhizospiihre I Wurze~

biochemlsche Aspekte morp+holo9leMobilisierung/lmmobilisierungSorptionlDesorptionGleichgewichte

Senra9Unlerboden

.._-~~!':~~~~."!-~---mineral.

"'Iabile uhd

~stabife~o~:;~~~e

Institut fUr Organischen Landbau -Universitat Bonn


SproBmasse von 2 Maislinien mit unterschiedlich groBemWurzelsystem in Abhangigkeit von der P-Versorgung

35....• 30ClcC 25

Gll/ll/lC 20

'EcGl 15~,

u0L- 10=.0L-a. 5V)

0

Ertrag~ generativ.

Uvegetativ

,}()L...-PO=1,4 mg PoL1100gBoden; P1: 50% des erwarteten Entzuges; P2: 200% d. erwarteten.-En~g!i!.~~.~~~

OLA 120 : Organisationsprinzipien des Organischen Landbaus: Stotmiisse und Okobilanz

Beziehung zwischen der GroBe des Wurzelsystems und der P-Aufnahmein Abhangigkeit von der Versorgung mit Phosphor

Pl-Stufe P2-Stufe'11 100

•10 .•.14 00

Ii; III Ii;•• •• •••! 10 ! 10

••• •• .•.::l ::l .•.II Jj... I:l '10 .•."

.,m. m.0 0•• afit

4In

10

"I:.I--:'=-~~', I I ! I10 ZO Z6 :10 00,40 •••

SATIELMACHER at al. 1990 A Rootless .Normal IOL._''c-:.--

PO=1,4 mg PoL1100gBoden; P1: 50% des erwarteten Entzuges; P2: 200% d. erwarteten~n,~!J,p"~:;:::=


OLA 120 - Organisationsprinzipiemn desOrganischen Landbaus - StofIDiisse undOkobilanz

EinfluB des Dungungsniveaus auf die relative Bedeutung vonVerwertungs- und Aufnahmeeffizienz fUr die Unterschiede der p.Effizienz zwischen Maislinien mit genetischen Unterschieden in

der GroBe des Wurzelsystems.

/Limited competition for assimilates/Extended active root surface

~ Root-length density high~ Share of young and fine roots high~ Branching high••••••••High number of root hairs

~ High rooting depth


OLA 120 - Organisationsprinzipiemn desOrganischen Landbaus - Stofffliisse undOkobi1anz

Root cylinder /ro• 0.1 mm 6. r-0.02 cm

- 0.04 cm' 5011/ cm' root0.42 cm' soli / cm' root hair

V, - 5011volume per unit of root surface [cm"cm')

r•• radius of root hair / root cylinder

Ar - distance to root(halrl surface

Delivering soil volume ",Vs proportional to reciprocal root radius r0

Rooting density of 3 winter wheat cultivars as a function of soil depth{KOPKE et a1.1982}

Rooting density (em/em')~rVr r-i DAo" r 180t 13.7 b 14.6 lib 1).3 0

!:~~¥'I 'rl~M. ...~ r~Ii 120'"0 21.1 2'.1 {.. :'

~ ° 0ro.4 0.8. 1.2 1.6 ... oro.' 0.8 I.Z 1.6'OOj ° Q.4 0.8 1.2 1.6 ..40 18June

80 00

abO aO bb120 ab b

160 ObGbQb. 00° bbb

200 54.1 52.4


OLA 120 - Organisationsprinzipiemn desOrganischen Landbaus - Stofffliisse undOkobi1anz

Grain yield of 8 winterwheat cultivarsrelated to mean yields of 10 field trials (OSIOL results, EISELE 2000)

y(To) = 0.83><+ 9.76.0. R' =0.66

y(Pe) - 0.76x + 14.41X R'=0.75

456Grain yield of field trials It ha·')E Rl}JA.h. "tUJJt

WW-Sortenertrage 95-97 auf verschiedenen BodenN-Effizienz: Sorten-Umwelt-Reaktion Regressionsmodell

908580......

~ 75

" 70?i.v 65:::..Cl 60f! 55t::GIE 50~ 45

4035302525 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

97-295-2 97-3 97-195-1 96-296-1

• Ambras• Astrant:>. Torontox Pegassos)K Batis• Rektor+ Zentos- Bussard

y(Be) = 0.93x + 5.79::I: R' -0.87

y(Re) = 1.16x - 7.63• R' =0.88

y(Ze) -1.25x -11.87

+ R' -0.92y(Bu) " 1.11x· 5.71

- R' -0.93

___IQ-b--Ertragsmittel der PrQfumwelt Jahr-Boden (dtJha)/ .•~,_,""1:':::::''t:



1.1 Stickstoff: Strategien zur Maximierung der N2-Fixierung undli-c- ,_. Minimierung yon N-Verlusten __~_~.1:l_ Kornerleguminosen r~~

,~,~,:, - ~ ~. -~~\\0 ~W~ "--"__,,0 \~~_l(rpe_1r Beitrag der N2-Fixierungslelstu~g \,,y'J

~~ I,_;f.i '\ von ~eguminosenbestanden \3~V \, im~s.c~andAAu\\

~btI,Ii 1C>.l-__),

~A0Cn- ~(jC\\ict'( UtttfA li\'lc)J -) ,~7/C(/fl0r-F tD~o0--:) FoI~i C (\QtJ)iJJToFe 1~C\ul~r -) (), 1)---1,0 i ~,A..;~)I

Purchased Feedand Uvestock

ConservationLosses

I CompostRun-off

•N-Assimilation •: (symbiotic; ::. asymblotlc) :• Emission •

: Denitrification :Leaching

_ ~ ~C -- LtCi ~ t1JLlX ~ iet)cf,$ ~L~ ck t~~L~trA \

. ~;\J- ~>,QI>,C~~ ""0'-A\il'lUI).'C~~ K I1\0 i:~)Institut fUr Organischen Landbau _ ~~~ \11~ 14JJkUniversitat Bonn 11

J ~~; I)~:.nl)j. v2mtJd, /~zi2\ LyrJ t~L,


1m Organischen Landbau ist der Zukauf von Futtermitteln stark eingeschranktund der Einsatz mineralischer Stickstoffdunger untersagt.

Eine betriebseigene Futtererzeugung mit dem Schwerpunkt Futterleguminosen-anbau bildet die Basis zur

biologischen Fixierung von Luftstickstoff,

versorgt auf diese Weise nachfolgende Kulturen mit Stickstoff,

dient als Futtergrundlage fur die Rinderhaltung

und ermoglicht die Erzeugung hochwertiger organischerWirtschaftsdunger

-]00 c:t t ~GOU6h~~tPJt~

, ,

331:' rhrwlJl-~kNil-tV! j,~1thCh ~V(

v_) \,1),.k\U- 1&0 U""D+ \,l,W _~, eJJ(>J,f> )J -k'GW~ U; W~

Institut fUr Organischen Landbau _ ~'- ~ (;) LU~{j 0¥V-~YJ ~\ ~'1fJ L,{;f~ 'UniversWit Bonn l~ )JJtcJ a.;-J~~ 12

-; <~~~~~~~~~~_E~ t~9J


Relativer Stickstoffmangel:Maximierung der symbiotischen

Stickstoff-Fixierung

GroBe Auswahl an Futter- und Kornerleguminosen ...Who fit's best?

Ackerbohne (Vicia faba minor)

• (Blaue Lupine (Lupinus angustifolius)

Futtererbse (Pisum arvense)

Gelbe Lupine (Lupinus luteus)

Linse (Lens culinaris)

Pannonische Wicke (Vicia pannonica)

Sojabohne (Glycine max)

WeiBe Lupine (Lupinus albus)

Futterleguminosen

A1exandrinerklee (Trifolium alexandrinum)

Bastardluzerne (Medicago sativa)

Esparsette (Onobrychis viciifolia)

Gelbe Luzerne (Medicago falcata)

Gelber Steinklee (Melilotus officinalis)


Gelbklee (Medicago lupulina)

Hornklee (Lotus eucomiculatus)

Inkarnatklee (Trifolium incarnatum)

Persischer K1ee (Trifolium resupinatum)

Roter Bergklee (Trifolium alpestre)

Rotklee (Trifolium pratense)

Schwedenklee (Trifolium hybridum)

Serradella (Ornithopus sativus)

Sommerwicke (Vicia sativa)

Sumpfhornklee (Lotus uliginosus)

WeiBer Bergklee (Trifolium montanum)

WeiBer Steinklee (Melilotus albus) _~

WeiBklee (Trifolium repens)

Wundklee (Anthyllis vulneraria)

Zottelwicke (Vicia vil/osa)

,

~~~

Griindiingung: in vegetativen Stadien: aile

'8!--


Zottelwicke (Vicia villosa) Sommerwicke (Vicia sativa) Gelbklee (Medicago /upulina)

Ackerbohne (Vicia faba minor)

Inkamatklee (Trifolium incarnatum)

Pannonische Wicke (Vicia pannonica)WeiBer Steinklee (Meli/otus a/bus)

WeiBe Lupine (Lupinus a/bus)

Sumpfhomklee (Lotus uliginosus)

Gelber Steinklee (Meli/otus officinalis)

WeiBer Bergklee (Trifolium montanum)

Gelbe Lupine (Lupinus /uteus)

Roter Bergklee (Trifolium a/pestre)

Schwedenklee (Trifolium hybridum)

Sojabohne (G/ycine max)

Alexandrinerklee (Trifolium a/exandrinum)

Persischer Klee (Trifolium resupinatum) Esparsette (Onobrychis viciifolia) --:.:;>Linse (Lens culinaris)

Kornerleguminosen



N2-Fixierungsleistung

/ ./ /

/ill I• Hohe Variabilitat: f (Art, Sorte, Standort I Umwelt)

• Verknupft mit anderen Leistungen I Effekten(BodengefUgeanderungen, Wasserhaushalt, etc.)

•••• Fixierte Stickstoffmenge: Wie schatzen?

••• Stickstoffflusse: Wie bilanzieren?Wie optimieren?

i-8'<1

; ~ Bodenfruchtbarkeit~'?" ,~

013s~

Frueht- OPTIMIERT-- •• Bodengeflige

folge ~C<

0"Y<:;~ 1'.>-~~~

'1'>" Reproduktion aBS

Institut fUr Organischen Landbau -Universitiit Bonn


Minica KristallunbehQndelt teilenthillst unbehQndelt teilenthillst

STROH

BESTANDES-ABFAll

WURZELN

KNOLlCHEN

Stickstoff-Verteilung in Ackerbohnen und Referenzfrucht HQferNo

zumZeitpunkt mQximQter GesQmtmengen. Versuch Komp 1984.

)) " »1. (~ .(4J,\~~j

Von sproder Arroganz zu frohlicherUnzuverlassigkeit

1.NO -3

I~L.-.

(K6oke1994)~~'~"""=.'t'=

Institut fUr Organischen Landbau -UniversWit Bonn


500 Faba baens 1 .-. 321 kgN"ha White lupin .-. ~~62 0-0 166 Blue lupin 0-0 ~29 •

~OO 3 a-a 300 Yellow lupin 0-0 212 ~o~ 0-0192 ,,0Qe

~ .. ~: 0/~iu 300 t-0~.ca~a.

ZOl 200 ~B-~::.c: KV0:; 100 i"5E 75 100 125 25 75 100 125:l8 ~tIl Peas .-.291 Vetches .--. 236c: Lathyrus pea 0-0273 Soybean 0-0179Q)Ol 300 .::::::=~:-cgz 200

./

0___ -a. .

/' c---c. ~100 0 ~o

0

75 100 125 75 100 125

19~_ Days Days

"..""'r""".-......._l ..._~ (HEINZMANN 1981)~'~1·_

Zusammenhang von gebildeter Trockenmasse undakkumuliertem Stickstoff im Spross

N kg/ha100

y=6.07+0,019xr=O,86 8=73,5

10 20 30Trockennoasse cil/ha



Stickstoffmenge in der Korntrockenmasse (kg/ha) in Abhangigkeitvon der fixierten Stickstoffmenge (kg/ha) von Ackerbohnen,zusammengestellt aus allen verfOgbaren Veroffentlichungen

500

J

':/I Y=O.82N.31.9··r=O.92"·

I n=71.0(': .'

al~ Y'.~ .1E m·o~.§Z 200 . ,-;.:";

~;'.-

/\ .

200 JOO 400 500fixierter Stickstoff (kg/he)

Korntrockenmasse (kg/ha) in Abhangigkeit von der fixiertenStickstoffmenge (kg/ha) von Ackerbohnen, zusammengestellt aus

allen verfOgbaren Veroffentlichungen

100

al 60.s:::;:,~Q)III 60IIIIII

IE Ic::Q)

.>I!(J WjeE0~

1HAUSER 1987

Institut fiir Organischen Landbau-Universitat Bonn

" '. ~'''J .. , ./ ~:g~~~..~ •• . - n=70i/" ;''...

, ../.; :. ., ... './<:.: '..


Correlation of faba bean grain yield and ~-fixation 1989

Symbiotically fixed nitrogen (kg.ha)200

R~0.97y. 0.25 + O.19+x

2.0 3.0Grain yield (t·ha)

Beana/cereal

a Beana + Brasaica underaeed

+ Beana sole crop

x Beans + Ryegra88 underseed

100 200 300 400Symbiotisch fixierter Stickstoff (kg Nlha)



Grain yield (t*ha-')

6.0y = 2.76+ 0.09

5.5 - R2 = 0.737**

3.5100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300



Resumee:

•••• Auswahl der standortsbezogen ertragreichsten Art

_ Auswahl der standortsbezogen ertragreichsten Sorte

•• Optimierung positiv ertragswirksamer pflanzenbaulicher MaBnahmen

Beachten: • Netto-N-Zufuhr (Schlag/Betriebsbezogen) gering beiVerkauf der Korner, dafixierte Stickstoffmenge dem Korn-N aquivalent

• Anbaupausen einhalten:z.B. Ackerbohnen: 4 Jahre, Kornererbsen: 6 Jahre

• Bodenburtige N-Freisetzung hoch: Gemenge mitNicht-Leguminose(n)

Vermeidung YOn Nitratstickstoff-Verlusten



Aile Vermeidungsstrategien grunden auf:

• Gegenbewegen• Verlangsamen• Festlegen

OLA 120 :Organisationsprinzipien des Organischen Landbaus: Stoffiliisse und Okobilanz

Strategies to avoid nutrient lossesSolid phase ------ ..--- ...............•Protect against erosion

liquid phase • Create sinks, and realize sorptionGaseous phase • Realize sorption

I

NO.--N

I11 Leaching

" _-- GaseousN6;:;~ ~~~---- /-:;:::::::;emissions

p .~----~~~ /<~/:i rI / NH / !NzO i

/

( ! (3 i NHs! ! II /

! \ // ~I• J

contaminationl r ProtectionvertICal verticaldownwards upwards

Transports Contaminationr .Protectionretardation vertical! vertical-_."" .-.-..-............... fix -It _.... •. upwards ~ downwards

Fix,retardation



Vermeidung von Nitratstickstoff-Verlusten:

Beispiel: Ackerbohnen

MINICA KRISTALL HAFER RAPS/M.5.KOHI.240 Lnbfohandelt teilentt.Jlst \I1bthanclelt t-'lenttUl. No N,oo No NIOO-.

0~200

.Z

l160 Herbst.•.

'0 19B3 1984Vi 120 + ••••.~Vi BO Itltllli..QI

"640~

l/IQIlr 0

To.s:.40

~Z BO,'0'Z 120 19B41llll5 .,

FrOhjahr IOL.-

Institut :fiirOrganischen Landbau -Universitat Bonn


Residual nitrogen: Potential for soil-nitrate NOATS RAPE.lM.S.KALE

No N,oo NlOO

1, 200.t:Z

~ Autumn

II '~~Iil!,:t"~:.~

'83 Oct 10 - Mar 3 '84

'84 Oct 21 - Feb 4 '85

OLA 120 :Organisationsprinzipien des Organischen Landhaus: Stofllliisse und Okobilanz

Faba beans: Strategies to decrease soil nitrateSoil mineral nitrogen under fababeans without underseeds (Ju127 1989)

Intercroppingoats-fababeans

~~

c:.,g>~" 201ij~

.~~ 40E

60--------o 13.5cm

o 13.5 27.5

cmDistance to fababean's seed row

Ryegrass Oilradishc:., 0'"0~1;20f!r.,'" 40.!: =..E:s 60

0 13.5 27.5 0 13.5 27.5encm cm

Distance to fababean's seed row


Soil layer:

• Q-30cm

1111 3Q-60cm

D 60-90cm

OLA 120 - OrganisationsprinzipiemndesOrganischen Landbaus - Stofftliisse undOkobilanz

ohne Untersaat 18.e.8827,5 em Reihenabstand

40 -----------1~.:-6em

51; em Reihepabstand 8.9.fl8(jrettich 1? 7.88

-wi __~ .c:::_

13.75 27,5•••Drlllrelhe Ackerbohne

OLA 120 :Organisationsprinzipien des Organischen Landbaus: Stol'ftliisse und Okobilanz

Wurzeldichte von Ackerbohnen

~/ NO'/ 3

//~\,~---~



Proportion of the root-length density (cm*cm-3)1)

ofPeas

1.7Faba beans

1Oats

5.2

Proportion of the maximum root-length (km*m-2)2)of

Peas2.2

Faba beans1

Oats11.9

1) within soil layer 0-90 em2) total rooted soil profile

OLA 120 :Organisationsprinzipien des Organischen Landbaus: Stoftlliisse und OkobilanzRooting depths of peas, fababeans and oats

60 - Faba beans•••••• Peas....... Oats 070 ~ Oats eoE.2-

Ul 80~-c.(I)"t'Cl 90c:;:0000:: 100

110

13. 30. 14. 23. 4. 11. 25. 8._lg~__Jun. Jul. Aug. Sep.

_"'n.Tn:o.~1.4._~(KONIGS 1987)usn-'...,. .••T_

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OLA 120 :Organisationsprinzipien des Organischen Landbaus: Stoftlliisse und OkobilanzWurzeldiehte van Aekerbohnen mit und ohne Untersaaten (vertikale Wurzelverteilung)

,.5·10

to-li-E'15-:1)-'~ 20-2i

i ::_•• 35-4J

~ .....~ 45·5).,.",.

""lD..,...65·"10·15

300 250 200 150 liD 50 0 50 100 150 200 2m 300w •••• ~Ich•• [mint]

Aekerbohnen, Relhenabstand 55 emmil Untersaat Weldelgras...

5·11)-10.15

_1~206 '025-_25-30-: 3G-35.I3~.

~ 40-45"t 45-50·CD 50.55-

,><1060-65-·65-70-

'0"300 250200 150 100 50 0

....5·10·'

1D-15'E 15-20-~ 20.25··I» 25-30'i 303'~ 35-40.g 404"~ 4&50-

50.5S",5<;.6085-65-70-7Q.75

300 25' 2m 150 100 50 0 50 100 150 3Xl250 300WtI'B Idbhte (mJnfJ

Aekeroohnen, Reihenabstand 55 emmit U ntersaal Gelbsenf

0.-5-"

10-15-15-20-

!~~:.~i ::::C (1).45.

~ 45-S)-a:J 50-55-,S.,

&0.85·85-70··

'0"300 250200 15) 100 t!O 0

OLA 120 :Organisationsprinzipien des Organischen Landbaus: Stoftlliisse und OkobilanzWurzel-Uingen- Diehte (em Wurzel/em3Soden I

0,4 0,6- 0.8 1,0 1,2 0,2 0,4 0,6 .1;8 1,0 1,2 0,2 0.4 0,6 0,8 1,0 1,2

!f

/ MQxi;~Qle; Durcnwurzelungstiefe: ---- (jlr\!ttich 60 emt -- Hafer 50 em

30: ••••..• Raps 45em

-.-.- Wick·e 30cm

T"rrt.in ')~ Woche n Auss8a1

95em

70em65em

50em

100 e,o105 em95 em65 em

Entwicklung der Wurzellattgel..-f?ichte (em Wurzet/cm3 Boden) von vier ZWischenfruchten. A~SSQQt am

Z·/.7.1976.(KOPKE 19791

EntwiekJung derWurzelliingen-Diehte (em Wurzel I em' Boden) von vier Zwisehenfruehten. Aussaat am27.07.1976.

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EntwickJung vonNitrat-N im Boden

Reihenabstand 27.5 emN03-N kg/ha

Reihenabstand 55 emN03-N kg/ha

20.5 9.6 22.6 6.7 20.718.8 8.9 28.9

Hafer-Bohnen GemengeN03-N kg/ha

BodensC'hir:hte-'

• III30-60 ell' 60-'QI'\ em 20.59.6 22.6 6.7 20.718.8 8.9 28.9 IOL

_.,.-.,,~

Institut :fiirOrganischen Landbau -UniversWit Bonn


.8~=iCllt

. ~ 9-10

~ 10-20

___ ~ZO-3O

030-40

1ll!I40-8O

III_01iO-70

~io-80

~ 80-90

.90.100o~~=::~e:.)1

Position derOl"tllrethe

80denschicbt(Clll)

~ 0-"-'--. - .~ IG-ZO·

, ~ ZO-JO.

030-40'1ll!I40-50II50-'0

060-70

~ 70-80

12l6O-90lIB 90-100o

~~~:i~¥~e6a)1 2 3 4

Position der RO,.il1refhe

Nitratstickstoffgehalte (NOS--Nkg/ha) im Bodenprofil unter Erbsen am 30.06.1986. gemessen mit derReferenzmethode (REF UV, a:) und mit der Schnell methode (NITRA ohne b:) (z: Bodenextrakt nur durchZentrifugalion gewonnen; A: Fehler bei der Aufarbeitung der Bodenproben)

OLA 120 :Organisationsprinzipien des Organischen Landbaus: Stofffliisse und Okobilanz

Wurzeldichte von Ackerbohnen

':10 ).. '.. ,.",.

. /' NO-

(/\\(~-----~/

50....os os.. ", '"00..so so.. ..



11055 27,5 ~OR GSV(G ORGS WG OR GSWG qR GS

Relhenabstand em Boh~erste BohneilJHaferB6hnenIWeideigrasBohnen/Olretlich

-~~::l 70c co III>1;0!I0lo III 40Q."iiUl8;ec:l.z~ 10

0

Einfluss YOnGrasuntersaaten auf die Ertragsbildung yonAckerbohnen und die Restnitratgehalte im Boden

t: 1110

140 ,

!120 '

I-100 I5 '~t!Ol2••~ 6(} ,

i 40 I~ I

201o L II

I.ollf1HI Un'leruaJ2 • ~ W8lHlfi1'8$ naeh (let sm3 •~ weide1gras nach dam Auflllll'lg<I.~ts tlaCbdillr SuIS •~s flaCh dtmAuIgang



73.9

Control

51.1

Rod fescue

49.0

Ryegrass

36.8

White mustard

26.5

011radish

• CJ..30em

III 30-60 em

~ 6Q..90em

20.•~c: 30

"'"g'c 40~"c:E 50=sen

60

Faba beans - Strategies to reduce soil nitrate loss:Effects on BNF



Reihenabstand Variante Kornertrag N2-Fixierung------ . ._.............;.(kg*ha-1)em' : (dt*ha-1)---_._-----_._-._----~----------:-. -- - ---

-----55 :Reinsaat ~ 34,6 124---~-_._----

___ 27,~ ____ ,Reinsaat ----_f__ 38,2 131

------_._-----'_ .._--_._-- --Zwischenfrucht: :--------._---_._---..;..--------+

Hafer : 11,7 47_____-.!.7 ,: ___________L§gE!!lllerger~te=J --- 18,8 83

_._._---,---_._"~_.'._-~-----,-------._--------- Untersaat: --_.-

l. v:!eidelgras_______L_~!2 9555 Olrettieh 33,2 124,-----_._- ---

Gelbsenf i 35,1 119

JUSTUS 1992

_J9L.-

Optimal use of positive precrop effects-

Rotation design



Precrop 1984 Minica Kristall Mean

~heat grain yield 1985VoJ.wJJ 6.69tlha 6.93 -) 6.46

Oats No 3.60 1.92 1.79 1.86

dOatsN100 3.91 1.77 1.65 1.71

Marrowstem kale No 4.07 1.70 1.59 1.65

Marrowstem kale N100 5.09 1.36 1.27 1.32

Mean 4.17 1.69 1.58 1.64

Ackerbohnen: Vorfruchtwirkung und Dlingerstickstoffaquivalenzc?

Differenz.•• p7--l 65-1

61 108 126

IIIIIIIIIIIIIIJl.. IA i

~ 1108

1

I ,~. \Q~ ctl~ .wJU

~ ~ r-J} V~-vWA rJ~

~ 80--~ 70Cl

~Q) 60E~5i 50N

.~ 40$c:~ 30


I

160kg N Iha


....... ;~".

uJw-wJr .W'~(1~~[

~

Oats:Precrop effects of strategies to reduce soil-nitrate losses in fababeans

) 5.5

5.0y = 3.20 + 0.18x

R2 = 0.879

III.r:::; 4.0

• Cereals * Beans & underseed ryegrass .Y?L..-• Beans & underseed oil radish I mustard~"- ; ..-j-~(~/

/~~~w~lr::~CS,

Precrops:

.•• Beans I cereals

• Beans pure stand

468Colour intensity of oats

(scale: 0 • 12)

Stickstoff in den Emteresten von Ackerbohnen: Ausnut4ung durch die1. Nachfrucht Winterweizen (HUBER 1988)

200180 ~ llIl/Ofillftd . j

; .. ~ .. >-~

"'""" :~kD_1i -,-''-1

.N_llIem_BliNinijvgn-~100

140

1202 100Z~ 80

60

40

c I c c! ~ ji •• I~

c c~ :i ~ ~



Bestimmende EinfluBfaktoren der Strategien zurVermeidung yon N03-N-Verlusten bei Ackerbohnen

Getreide Gemenge Reinsaat Untersaat UntersaatN·Fliisse

Ackerbohne Weidelgras Brassica

1 Entzug von N aus der Fliiche +++ ++ ++ 0 0

1.1 N - bodenbiirtig +++ +++ (+) +* +++

1.2 N2- fixierungsbiirtig 0 + +++ (+)* ++*

2 Vermeidung von N-Verlusten+++ ++ 0 + ++(+)

(Fliissigphase)

3 Immobilisation / Mobilisationzur Nachfrucht +++/0 ++/+ 0/+ ++/0 0/+++N-Festlegung N-Freisetzung

IG~o4r

)Jc~okt-~~• Aufnahmein PfIanzenmasse;Verblelbaufder Aliche

y~-~r~

Changes in nitrate levels of soil during the decomposition oflow-nitrogen crop residues

STEVENSON1986------T'M-E------~



Wirkungen der mineralischen N-Dungung auf den Gesamtertrag (GE) einer Fruchtfolge(Kartoffeln-ZuckerrGben - Sommergerste - Sommergerste) in Abhangigkeit yom C- und N-

Gehalt der Ackerkrume (Statischer Versuch Lauchstadt)

Feldfruchtertrag

!/oJ.

30 , ,. _. _.-.--_-..o ~ n • ~ 0 s n m ~-9 'v·-Ci-,{Da

c, N, Mineraldunger kg N/ha

::Ej ~ ~.."1,1 0,1'

2,0

2.2

Gehalte in derAckerkrume

7' li. 152 0'--~3a-.~ie-l~i.---'152




•• OLA 120 : Organisationsprinzipien des Organischen Landbaus: Stofllliisse und Okobilanz

U!2.NACHFRUCHTWintergerste

~

~

~

EE£EE~ HaferNO EE£EEu

:~ ~~~~o ---Q]]JJ EE£EEN~ IHQfer~100' -1----ITIIIJ .EE£EE~ ,-s-o-mm-e-rra-p-ls-N-100-·-j ~DIIIJ' . ~a: ...MstammkohlN1OQ. [---... . I::::±:±:1=t::j

l.NACHFRUCHTWinterweizen

zUJZJ:olDc::IJJ::cU·«/

MinicQteilenthi.ilst

KristallteilenthQlst

•• OLA 120 : Organisationsprinzipien des Organischen Landbaus: Stofllliisse und Okobilanz

U!

~_ 220

.l!z~ 200



D' Quotienten der Komertrage von Winte~eizen nach Ackerbohnen und Referenzftiichten• (KOPKE 1987)

Vorfruchl1983 Mlnica Krlstall Mlnlca. KrIstali.

Komertra9 W1nterweizen 'Dreleck 1984' l2J

dtha" 65,67 72,11 67,80 70,50 69,02

Hafer No 44,31. 1,48 1,63 1,53 1,59 1,56

Hafer "100 54,28 1,,21 1,33 1,25 1 ,30 1 ,27

S.Raps No 57,99 1,13 1,24 1,17 1,22 1,19

S.Raps "100 58,58 1,12 1,23 1,16 1,20 1,18

x 53,79 1,24 1,36 1,28 1,33 1,30

Mlnlca Krlstall Mlnlca" Kristall

Vorfrucht 1984 Komertrag Wlnterwelzen 'Kamp 1985' .x

dtha-1 69,,29 64058 74013 66038 68060

Hafer No 36,02 1,,92 1.79 2,06 1,84 1,90

Hafer, "100 39,11 1,77 1,65 1,90 1,70 1,76

M.St.Kohl No 40,67 1,70 1,59 1,82 1,63 1,69

M.St.Kohl "100 50,86 1,36 1,27 1,46 1,31 1,35l()L_

".tlItM.l..- •••••L•••• "·

•• OlA 120 : Organisationsprinzipien des Organischen Landbaus: Stoftlliisse uud Okobilanz

U!

-nur Ackerbohnen ~..- .•.- ••. ---'. --- D.-----~

-y"l •

30' 50 70 90N0"i-N (kg·ha) •Fruhjahr



•• OLA 120 : Organisationsprinzipien des Organischen Landbaus: Stoffiliisse und Okobilanz

U!

Oabei sind a und $ die Parameter der Unearen Regression, x die unabhangigeVariable (hler Stickstoff, N). Ym ist der Maximal~rtrag der das Plateau fOrx ." xp kennzeichnet. d, und d2 sind binare Variable mit d1 = 1 und d2 = 0fOr x < ~p und d, • 0, d2 = , fOr x ~ xp'

•• OLA 120 : Organisationsprinzipien des Organischen Landbaus: Stoffiliisse und Okobilanz

U!"10 10L..-......-

0 8OJ.f:.~LOJ.•...c 6'3'0"0OJ 4'>'c0L

19 2

Fa babeans y= (5.63 +0.018 x)dl+ 7.83d2. xp= 125Marrowstem Kale y=(3.70 +O,086x)d1+ 7.61 d2. xp= 137Oats y=(2.85+0.030x)d1+ 7.73d2. xp=162

~

~~~-'iV~~LS

~Fababeans A6~~

Marrowstem Kale +0Oats .0

50 100 150 200Available' nitrogen (kg N . ha-1)

Institut :fiirOrganischen Landbau -UniversWit Bonn


00 OLA 120 : Organisationsprinzipien des Organischen Landbaus: Stoffiliisse und Okobilanz

U!

80 VORFRUCHT:CO \~<:f'J:: ~l\el\::.

~--"Cl 70CO...

It::(J) 60 Ic:•..

: ~'f'y=(68,6+0,16x)d,+78,4d20~c: 50 I I Xp=51,1(J)N

: 0 y=(41,8+0,32x)d,+75,5d2.~(J) 40 I I xp=108,3- I [J Y=(35,2+O,31x)d,+74,0~c:~ 30 : I xp=126,4

II I ,

0 40 fj fj, 120 16084 108

00 OLA 120 : Organisationsprinzipien des Organischen Landbaus: Stoffiliisse und Okobilanz

U!i.

80COJ:: 70::."Cl ICO 50 I•..t::(J) 41.'1 y=(68,6+o,15x)d,+78,4~c:

50 I . Xp=61,1...0~ • y=(S\3+0,24X)d,+76,,2d2c:~ 40 ·1" xp=104,3.~ • y:(41,6+0,29x)d,+80,5d2(J) 30 I Xp=13~8- I Ic: ,

~ 0 40 fjoo fj, 120 16072 94


OLA 120.- Organisationsprinzipiemn desOrganischen Landbaus - Stofftliisse undOkobilanz

~ 8.c-~-(II 7Ql.c~2 6c:.~'0 5"'CQi"s;.

4c:"~

(93

••c~o:.::c 80•.N

;.' 70

Difference.... L 47===-=+i 65--.j

61 108 126

160kg N /ha

/yo(65, 7•.0)6xld,' 75,4 d1 Y-(67,a.0,38xld,. 71,U.

xp• 54,3 xp• 9,8Xp.99,0

y.(55,7.0,21xld,.7&,3dz

. ,/

ij:72,' Y.7315~~ x._ 90,7 / x:.=:::~y 1l158,l..o,IBxJd,.74,4dz yIl158,6.0)5xJd1·74,4dz

yol72,l'O,18xld,.72,4d. Y-(70,5.o,13xld,.73,6d.

xp• 1,8 xp .23,0

Institut :fUr Organischen Landbau -Universitat Bonn


1985 Minica Minica, HaferNo HaferNIOO80

/ ----- 70i

"~;; 60

'" 50 Y = 75,9 9 = 76,7"•..•..40 y=169,3.0,4Oxlcl,.7l6d• y 0(74.1.a~d,.n.3d,••c '.020.7 ie.08a.!•..

0 30llI:

c Kristall Kristall, MarkstammkohiNa MarkstammkohlNxxJ••H 80-; / ~

~

~•.. 70••c

60~ '1;75,6 '1074,7

50 y:l1j4,6+O,26.)d,.79,4d, Y=(66.4+O)3."".78,9d, xp=104.0'p = 56,8 .,=95,8 y=l51,3.1l,24xJ<t..lll,2d,

40

0 40 80 120 1600 40 80 120 160 0 40 80 120 1600 40 80 120 Wl.

•• OLA 120 : Organisationsprinzipien des Organischen Landbaus: Stoffflusse und Okobilanz

U!Fertilizer-nitrogen-equivalence (FNE, kg N'ha-1) offababeans as

detennined by yields of following winter wheat related to reference cropsoats and marrowstem kale and nitrogen fertilization

(KOPKE,1987)

Fababeans1984

Winterwheat

No 19859rail1 yield



•• OLA 120 : Organisationsprinzipien des Organischen Landbaus: Stofftliisse und Okobilanz

U!Indirect precrop effects of faba beans:Grain yield of 2nd following crops winter barley after faba beans, oatsor marrowstem kale, resp.

1986:Precrop 1984 Precrop 1984

dt * ha -1 dt * ha -1

Minica 61 .86 d QatsNio , 55.99'abMinicae 61 .09 cd OatsN100 ,

58.78 bedKristall 59.96 cd .

Marrowstemkalef\JO 54.93<a ,.

Kristalle 57.65 abed MarrowsterrL kale N1 ()() 56.04iab

Grain yields, marked with the same letters inside one experiment, are notsignificantly different with a. = 0.05 (Scheffe-Test).

"(•...

•• OLA 120 : Organisationsprinzipien des Organischen Landbaus: Stofftliisse und Okobilanz

U!Fertilizer-nitrogen-eqUivalence (FNE, kg N.ha-I) offababeans as determintedby yields of following winter wheat related to refence crops oats and

marrowstem kale and nitrogen fertilization (KOPKE, 1987)

Faba beans Reference crop 1984 Winter wheatNo 19851984 Grain yield

Oats Marrowstem kale t*ha-lNo I NIOO No NIOO

kgN.ha'l kgN.ha'Minica 110 96 86 75 6.93

Minic!le 126 112 101 95 7.41

Kristall 95 80 71 56 6.46

Krista11. 101 86 77 63 6.64

Mean 108 94 84 72 6.86


OLA 120 - Organisationsprinzipiemn desOrganischen Landbaus ..;Stofffliisse undOkobilanz

..U! 1985•.......

"1

0 80 6-.c.•... • \1 6-6- _"'0 --.....•. 70 nur Ackerbohnen ~_ .~-0'1

I. _ ••.- 6--,.--~0 ",\1 •I.-.•...\1.I.- 60Q)

c •I.-

0:::s::::

c 50 '- aile VorlrOchleQ)

N

+/0 2 **Q)

~ 40 A<)o • .•• -y=0,6N+25,08 R=0,7I.-

~.. 2 n.s.Q)-' 00. -- y=0,13N+60,02 R =0.1c~

0

3030 50 70 90 I()J:._

NO- - N (kg' ha) ,Fruhjahr "'••"'",.".''''''-''''' ••1.''••••~••• , .••••••. \,II<IO",

U!Relationsbip between winter wbeat No grllin yields 1985 ()') IInd tbe quantity of nitrogen (x)of the fractions from equation (1) (precops: fllbabeans, oats No and NlGo) at the harvest timeand the time of the maximum nitrogen accumulation: Multiple RZ,simple and partialcoeffICients of correlation (r).Experimcnt "Kamp 1984/85"

Date: Harvest Date: Maximum N-accumulation

simple partial multiple simple partial multiple

correlation coefficients R' correlation coefficients R'

fraction (x)

NM 0.64** _0.54"' 0.60** 0.18"'NB 0.92** 0.84** 0.80·* 0.61*NW 0.63** 0.52"' 0.75·* 0.37"'NS 0.74** -0.23"" 0.75·· 0.54**

0.91·* 0.84·*



..U!

Underseeds in field peas1 : Content of soil mineral nitrogen (N03-N + NH4-N)

f~ ~73.9 51.1 49.0 36.8 26.5

Control Redfescue Ryegrass White mustard 011radish Winter bird rape

.•~Iii 30g-'" 40i'E 50~en

IOL

~-

C

~ 140"(jj

"**~ 120 JOIKCI> IIlfK

'EK *3 100 K * ns Schwcirz-

~~ 80 brache;:,."C 0 ns0I.s:.

j;!z 60 j CI> Go- 01 oX Go j

.!! .!CoX c ;>5 oX g Go.!! ••..• 40 Go Go '"' Q; • Go Go

:2 • Go '2 0 oX "C e :x Go Go• :x c •.. c: "C :x E~ •.. Go I:l g 1:1 "CVI :x c: VI C .IJ l!IoX 20 '0 ~

.s:. 0 •.. I Q.:;] Cii.!.! u oX rt Go 1/1 3Vi a: I/) .5 « I/) IJJ 3= C)

Leguminosenvorfruchte

(HEINZMANN 1981).

}9t--t-Mm7 •••• ~u.:-..~u... ..... l.T_



dt'hcr60

55

ii 50.~ 45 Schwarzbrache~ - -----1;;40

~ 35

~30

~ 25CII

E 20~

123456789~n_123456789~n_123456789~n

L.eguminoSenVorfrucht

lAB 'Herra'2AB 'H.Freya'3AB 'Minica'3AB 'Felix'

5 FutlererbSe6 P1attenerbse7 WeiBlupine8 Gelblupine

9 Blaulupine~ Sommerwicke11Sojabahne12t> Durchschnitt 1-11

Kornertrag YOn Winterweizen in AbhCingigkeit yon verschiedenen Kornerleguminosen-Vorfruchten• und deren Erntetermine im Vergleich zur Schwarzbrache.

•• OLA 120 : Organisatioosprinzipien des Organischen Landhaus: Stoftlliisse und Okobilanz

U!Kornerlegumlnosen (KL)

Erntetermln:~lschen 27.6, 19.'11 28.8.frucht(ZF) (10.10.) 14.8.

Futter-K L Iegumlnosen (FL)

I= Komertrag

~ = N-Entzug

T = Durchschnlttswerte

Komertrag und Stickstoffentzug von Winterweizen n\1ch Leguminosen-Vorlrilchten inAbhCingigkeit vom Erntetermin.

(HEINZMANN 1'5L;/;.:..--

Institut fUr Organischen Landbau -Universitiit Bonn


pure seed intercropplng

fb/oa fb/sb

00

U!

i = cereals in fb rowsb = cereals betweerfb rowsn = cereals in nalTOVlbrow distance

fb = laba beanssb = spring barieyoa= oatsrg=raY'llrassor = oil radishwm = white mustard

Faba beans Sowing 1989 1990· 1991Variant row distance date 1 2 3 1 2 3 1 2 3

Pure crop

Faba beans 55cm 34.6 - 34.6 9.8 - 9.8 50.8 50.8

Faba beans 27.5 cm 38.2 38.2 10.5 - 10.5 53.1 53.1

Oats - 29.6 29.6 47 47 - 64.9 64.9

Spring bariey - 23.1 23.1 - 45 45 - 57 57

Batch with

Oats 55cm 9.9 19.9 29.8 19.7 24.7 47.1 20.5 18.1 38.6

Oats 27.5 cm 11.7 25 36.7 23.1 23.5 46.6 28.5 16.9 45.4

Oats 25% 55cm - - - - 22.8 8.3 31.1

Spring Barley 55cm 14.7 19.6 34.5 28.9 22.6 51.5 34.5 0.90 35.4

Spring Barley 27.5 cm 18.7 16.8 35.5 44.6 16.7 61.3 39.9 1.1· 41

With underseed

Ryegrass 55cm - - 5.8 - 5.8 51.6 51.6

011 radish 55cm Early - - 7.5 - 7.5 51.7 51.7

White mustard 55 em - - - 6.6 6.6 dried up - dried up

Ryegrass 55cm 30.2 - 30.2 13.2 13.2 50.6 - 50.6

Oil radish 55 em Late 33.2 - 33.2 12.6 12.6 51.5 - 51.5

While mustard 55cm 35.1 - 35.1 11.7 - 11.7 51.2 51.2

Ryegrass 27.5cm - - 9.8 - 9.8 50.9 50.9

Oil radish 27.5 cm Late - - - 12.1 12.1 52.5 - 52.5

White mustard 27.5 em - 7.7 7.7 51.5 - 51.5

a5% 8.2 7.2 n.5. 6.1 6.2 5.9 5.2 7.8 8.3

1 = Com yield laba beans (dtIha)2 = Cereals com yield (dtlha)3 = Total yield (laba beans + cereals) (dtlha)'"massive damage of fabs beans by plant louses

Early = after hoeing faba beansLate = during laba beans blowing

o = failure of spring bariey due to mildewOats 25% = sowing density of oats 75 grainslm'



U! OLA 120 : Organisationsprinzipien des Organischen Landbaus: Stotmiisse und Okobilanz

No of larvae Aphids on faba beans60

..U!

Faba bean grain yield (tlha)

5.0

4.5

4.0

3.5

3.0

2.5

2.0

o~3

Y = 41.12 - 2.35*Xr = -0.54**

5Scores

Institut:fiir Organischen Landbau-UniversWit Bonn

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Einführung OLA 2: Stoffflüsse und Ökobilanz (groß)