Kleegras als Düngemittel Schmidtke komp - bioland.de€¦ · Tab. 1: Ökologischer Ackerbauversuch Gladbacherhof(Leithold et al. 2015) Fruchtfolge-Feld (Jahr) Gemischt (Rinder) Marktfrucht

Hochschule für Technik

und Wirtschaft Dresden Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie

FG Ökologischer Landbau

Bioland Wintertagung 201829. bis 30.01.2018

Neue Strategien zur Verwertungvon Kleegras als Düngemittel

von Prof. Dr. Knut Schmidtke

Rotklee(-gras)

Winterweizen

Mais

Wintertriticale

Winterroggen

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Leistungsfähige Fruchtfolgeim ökologischen Landbau

Ackerbohne

Fruchtfolge-Feld (Jahr)

Gemischt(Rinder)

1 (2004) Luzerne-Kleegras (LKG)

2 (2005) LKG

3 (2006) Winterweizen

4 (2007) Kartoffeln

5 (2008) Winterweizen

6 (2009) Winterroggen

Tab. 1: Ökologischer Ackerbauversuch Gladbacherhof (Leithold et al. 2015)


Gemischt(Rinder)

Marktfruchtmit

Grünbrache


Hafer

2 (2005) LKG GrünbracheLKG

3 (2006) Winterweizen Winterweizen

4 (2007) Kartoffeln Kartoffeln

5 (2008) Winterweizen Erbsen

6 (2009) Winterroggen Winterroggen



Gemischt(Rinder)

Marktfruchtmit

Grünbrache

Marktfruchtohne

Grünbrache


Hafer Hafer


Ackerbohnen

3 (2006) Winterweizen Winterweizen Winterweizen

4 (2007) Kartoffeln Kartoffeln Kartoffeln

5 (2008) Winterweizen Erbsen Erbsen

6 (2009) Winterroggen Winterroggen Winterroggen


Futterleguminosen 33,3 % 16,7 % 0 %Ackerflächenverhältnis


Gemischt(Rinder)

Marktfruchtmit

Grünbrache

Marktfruchtohne

Grünbrache


Hafer Hafer


Ackerbohnen






Futterleguminosen 33,3 % 16,7 % 0 %

Körnerleguminosen 0 % 16,7 % 33 %

Ackerflächenverhältnis


Gemischt(Rinder)

Marktfruchtmit

Grünbrache

Marktfruchtohne

Grünbrache


Hafer Hafer


Ackerbohnen






Futterleguminosen 33,3 % 16,7 % 0 %

Körnerleguminosen 0 % 16,7 % 33 %

Hackfrucht 16,7 % 16,7 % 16,7 %

Getreide 50 % 50 % 50 %

Ackerflächenverhältnis


Gemischt(Rinder)

Marktfruchtmit

Grünbrache

Marktfruchtohne

Grünbrache


Hafer Hafer


Ackerbohnen






Ertrag (dt TM je ha) 98 (= 100 %) 89 (90 %) 73 (75 %)Leistungen


Gemischt(Rinder)

Marktfruchtmit

Grünbrache

Marktfruchtohne

Grünbrache


Hafer Hafer


Ackerbohnen






Ertrag (dt TM je ha) 98 (= 100 %) 89 (90 %) 73 (75 %)

N im Aufwuchs (kg je ha) 191 (= 100%) 166 (87 %) 140 (73 %)

Leistungen


Gemischt(Rinder)

Marktfruchtmit

Grünbrache

Marktfruchtohne

Grünbrache


Hafer Hafer


Ackerbohnen






Ertrag (dt TM je ha) 98 (= 100 %) 89 (90 %) 73 (75 %)

N im Aufwuchs (kg je ha) 191 (= 100%) 166 (87 %) 140 (73 %)

∆ N im Boden (kg je ha und Jahr) + 7 -20 -57

Humusvorrat (t je ha) 93 (= 100 %) 88 (95 %) 83 (89%)

Leistungen


Gemischt(Rinder)

Marktfruchtmit

Grünbrache

Marktfruchtohne

Grünbrache


Hafer Hafer


Ackerbohnen






Betriebszweigergebnis ohne Prämie (€ je ha u. a)

418 141 136

Betriebszweigergebnis mit Prämie (€ je ha u. a) 750 473 468

Leistungen

Verwertung von Futterleguminosen

Futtermittel

TM-Ertrag[dt TM/ha ]

Luzerne1) 207

Rotklee1) 186

Persischer Klee2) 103

Tab. 2: Spross- und Wurzel-TM-Ertrag sowie symbiotisch fixierte N2-Menge in Spross und Wurzel von Luzerne, Rotklee und Persischem Klee im 1. Hauptnutzungsjahr (Jung, 2003)

1)nach Blanksaat im August des vorhergehenden Jahres

2)nach Blanksaat im April des Hauptnutzungsjahres

TM-Ertrag[dt TM/ha ]

N2-Fixierleistung[kg N/ha]

Luzerne1) 207 409

Rotklee1) 186 361

Persischer Klee2) 103 165

Tab. 2: Spross- und Wurzel-TM-Ertrag sowie symbiotisch fixierte N2-Menge in Spross und Wurzel von Luzerne, Rotklee und Persischem Klee im 1. Hauptnutzungsjahr (Jung, 2003)



N2-Fixier-leistung

[kg N/ha]

N im Schnittgut[kg N/ha]

Luzerne1) 409 368

Rotklee1) 361 368

Persischer Klee2) 165 234

Tab. 3: Symbiotisch fixierte N2-Menge, Schnittgut-N und N-Saldo von Luzerne, Rotklee und Persischem Klee im 1. Hauptnutzungsjahr (Jung, 2003)



N2-Fixier-leistung

[kg N/ha]

N im Schnittgut[kg N/ha]

N-Saldo3)

[kg N/ha]

Luzerne1) 409 368 + 41 (+82)

Rotklee1) 361 368 - 7 (+29)

Persischer Klee2) 165 234 - 69 (-52)

Tab. 3: Symbiotisch fixierte N2-Menge, Schnittgut-N und N-Saldo von Luzerne, Rotklee und Persischem Klee im 1. Hauptnutzungsjahr (Jung, 2003)



3) In Klammern : N-Saldo einschließlich Rhizodepositions-N (0,10 der N2-Fixierleistung nach Landgraf 2016)

N-Flächenbilanzsaldo

Maßnahme: Wenn immer möglich überjährigen statt einjährigenFutterleguminosenanbau mit Luzerne oder Rotklee vorsehen


Futtermittel


Futtermittel Grünbrache

Tab. 4: N2-Fixierleistung eines Luzerne-Gras-Bestandes beiSchnittnutzung und Grünbrachenutzung (Loges, 2002)

Abfuhr Schnittgut

Grünbrache(Mulchen)

N2-Fixierleistung[kg je ha] 320 136

Rotklee-Keimpflanze

Rotklee-Saatgut

TKG = 2 bis 3 g

Abb. 1: Kumulative NH3-N-Abgasung aus Grasmulch (Lolium perenne L.) in Windtunneln (Whitehead & Lockyer 1989)

0 4 7 1 0 1 3 1 6 1 9 2 2 2 5 2 8

T a g e

0

0 ,5

1

1 ,5

2

2 ,5

3[g N H 3 -N /m ²]

G ra s * m it 2 ,9 8 % N

G ra s+

m it 0 ,9 2 % N

K o n tro lle o h n e G ra s

+ 1 6 ,4 k g N /h a

- 6 ,5 7 k g N /h a

* 53 dt TM Grasmulch, der insgesamt 157,9 kg N beinhaltet + 93 dt TM Grasmuch, der insgesamt 85,4 kg N beinhaltet

Grasmulch mit 2,98 % N



Futtermittel Grünbrache


Futtermittel GrünbracheGärsubstrat

Tab. 5: Nährstoffentzug durch die Abfuhr von 100 dt TM/haSchnittgutertrag (= 500 dt FM/ha) von Luzerne und Rotklee

N[kg/ha]

P[kg/ha]

Luzerne 310 30

Rotklee 275 30

Tab. 6: Nährstoffentzug durch die Abfuhr von 100 dt TM/haSchnittgutertrag (= 500 dt FM/ha) von Luzerne und Rotklee

N[kg/ha]

P[kg/ha]

K[kg/ha]

S[kg/ha]

Luzerne 310 30 250 40-50

Rotklee 275 30 250 40-50

Fazit: Nährstoffexport bei Verkauf/Abgabe von Futterleguminosenschnittgutist konsequent zu berücksichtigen

Nährstoffwert (nur P + K) des Entzuges: ca. 0,6 €* je dt FM = 300 €/ha

* Michel et al. 2010


Futtermittel GrünbracheGärsubstrat


Futtermittel GrünbracheGärsubstrat Vegetabiles Düngemittel

Cut and Compost

Verwertung von Futterleguminosen als Düngemittel

Bioland Betrieb

Hans Pfänder

(Foto: Lindauer 2011)

Cut and Compost

Cut and Compost

(Fotos: Lindauer 2011)

Erforderliche Substrate zur Kompostierung von Kleegras

- Futterleguminosen(-gras)schnittgut

- etwas Boden oder Kompost

- Strukturstabiles Material mit weitemC/N-Verhältnis, z.B. Stroh

- Ziel: Mittleres C/N-Verhältnis von> 30 in der zu kompostierenden Biomasse

Überwachung von Feuchtigkeit, Temperatur und des pH-Wertes, zum Abschluss auch die Verträglichkeit auf Pflanzenwachstum (Kressetest)

Nährstoffwirkung des Kompostes:

Schnelle Kaliumwirkung, geringe kurzfristige N-Wirkung

Cut and Compost


Cut and Compost Cut and Carry


Foto: Christoph Stumm, IOL Uni Bonn

System „Cut and Carry“

Kosten: ca. 120 €/ha Häckseln + Transport+ 5 €/t für Ausbringen mit Kompoststreuer

(Foto: randenhof.ch)

Ziel: Bodenschutz, Unkrautunterdrückung, Nährstoffzufuhr

Nährstoffwirkung des Mulches:

Schnelle Kaliumwirkung

kurzfristige N-Wirkung nur beiengem C/N-Verhältnis des Mulches (< 12)

Bei engem C/N-Verhältnis imMulch: hohe Verluste an N überAmmoniak (> 15 % von Gesamt-N)

Abb. 2: Einfluss des C/N-Verhältnis auf die N-Freisetzung aus organischen Düngemittel, Literaturangaben aus Feld-,Gefäß- und Bebrütungs-versuchen (Möller & Schultheiß 2014)

Rotklee-Keimpflanze

Rotklee-Saatgut

TKG = 2 bis 3 g

Abb. 1: Kumulative NH3-N-Abgasung aus Grasmulch (Lolium perenne L.) in Windtunneln (Whitehead & Lockyer 1989)

0 4 7 1 0 1 3 1 6 1 9 2 2 2 5 2 8

T a g e

0

0 ,5

1

1 ,5

2

2 ,5

3[g N H 3 -N /m ²]

G ra s * m it 2 ,9 8 % N

G ra s+

m it 0 ,9 2 % N

K o n tro lle o h n e G ra s

+ 1 6 ,4 k g N /h a

- 6 ,5 7 k g N /h a

* 53 dt TM Grasmulch, der insgesamt 157,9 kg N beinhaltet + 93 dt TM Grasmuch, der insgesamt 85,4 kg N beinhaltet



Foto: Christoph Stumm, IOL Uni Bonn

System „Cut and Carry“

2014 2015

Kontrolle 19,4 25,4

Haarmehlpellets 26,4 45,4

Gärrest 22,2 40,9

Kleegrassilage 25,3 25,7

Kleegras 24,7 41,0

Tab. 7: Einfluss organischer Düngung (120 kg N/ha) auf den Kornertragvon Winterraps (Angaben in dt/ha, Stumm 2017)



Rotklee(-gras)

Winterweizen

Mais

Wintertriticale

Winterraps

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Optionen zum Einsatz von Futterleguminosen„Cut and Carry“

Ackerbohne

1. Schnitt2. Schnitt

3. Schnitt



Cut and Compost Cut and Carry Cut and Dry


Entwicklung und Erprobung eines neuartigen, aus dem ökologischen Landbau stammenden

stickstoffreichen Düngemittelsfür den ökologischen Gemüsebau

(Scheffler & Schmidtke 2016)

- Alexandrinerklee

- Gelbklee

- Hornklee

- Luzerne- Persischer Klee

- Rotklee

- Schwedenklee

- Weißer Steinklee

- Weißklee

1. Schritt: Test 9 verschiedener Futterleguminosenartenhinsichtlich C/N-Verhältnis im Schnittgut, Ertragsleistung (TM und N) bei 4 bis 7 Schnitten/Jahr

Abb. 3: Kumulierter Schnittgut-TM-Ertrag im Jahr 2013

Jun Jul Aug Sep Oct Nov

TM

-Ert

rag

in d

t je

ha u

. a

10

20

30

40

50

60

70

Alexandrinerklee Gelbklee

Hornklee Luzerne

Perserklee

Rotklee Schwedenklee

Steinklee Weißklee

RotkleeWeißklee

SchwedenkleeAlexandrinerkleePersischer KleeSteinklee, LuzerneHornklee, Gelbklee


Abb. 4: C/N-Verhältnisse im Schnittgut im Jahr 2013

Jun Jul Aug Sep Oct Nov

C/N

-Verh

ältnis

im

Sch

nittg

ut

8

10

12

14

16

18

20

Alexandrinerklee

Gelbklee Hornklee

Luzerne Perserklee

Rotklee

Schwedenklee Steinklee

Weißklee Gelbklee

HornkleeSchwedenklee

Persischer Klee

Alexandrinerklee

Rotklee

Weißklee


Test auf Pflanzenverträglichkeit

Pflanzenmaterial des

II. Schnitttermins

ub.K. Al Ge Ho Lu Pe Ro Sc St We Al Ge Ho Lu Pe Ro Sc St We Al Ge Ho Lu Pe Ro Sc St We

An

teil d

er

Sam

en [

%]

0

20

40

60

80

100


III. Schnitttermins


letzten Schnitttermins

normal gekeimt nicht normal gekeimt nicht gekeimt

Abb. 5: Keimung von Kressesamen auf Filterpapier unter Zugabe von 0,2 g TM vermahlenem Leguminosenschnittguts je Petrischale mit 50 Samen(Abkürzungen: ub.K.- unbehandelte Kontrolle, Al- Alexandrinerklee, Ge- Gelbklee, Ho- Hornklee, Lu- Luzerne, Pe- Persischer Klee, Ro- Rotklee, Sc-Schwedenklee, St- Steinklee, We- Weißklee)

Keimtest


Abb. 6: Versuchsanlage Futterleguminosen 03. Juli 2014 unmittelbar vordem sechsten Schnitt (Foto Scheffler 2014)

Testung der drei im Vortest besten Futterleguminosen: Weißklee, RotkleeSchwedenklee

Abb. 7: Kumulierter Schnittgut-TM-Ertrag in 2014(Scheffler & Schmidtke 2016)

Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov

TM

-Ert

rag d

t je

ha u

. a

0

20

40

60

80

100

Rotklee

Schwedenklee

Weißklee

Rotklee

Weißklee

Schwedenklee

Abb. 8: Kumulierte Stickstoffabfuhr im Schnittgut-TM-Ertrag in 2014(Scheffler & Schmidtke 2016)

Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov

kum

ulie

te N

-Ab

fuh

r in

kg je h

a u

.a

0

100

200

300

400

Rotklee

Schwedenklee

Weißklee

Rotklee

Weißklee

Schwedenklee

ge

wic

hte

tes

C:N

Ve

rhältnis

9.0

9.5

10.0

10.5

11.0

11.5

Weißklee

Schwedenklee

Rotklee

a*

b*

a*

Abb. 9: Gewichtetes C/N-Verhältnis des Leguminosenschnittguts in 2014 (unterschiedliche Kleinbuchstaben kennzeichnen signifikante Unterschiede, Tukey-Test, α<0,05, Scheffler & Schmidtke 2016)

Weißklee Schweden- Rotkleeklee

Düngerart N-Gehalt im Dünger [%]

C/N- Verhältnis Dünger-TM [dt/ha]

Hornmehl 14,1 3 12/ 24

Maltaflor* 4,9 8 34/ 68

Rotklee 4,5 10 37/ 74

Weißklee 4,7 10 35/ 71

Weißklee-Pellet 3,2 13 53/ 105

Tab. 8: Charakterisierung der eingesetzte Düngemittel

Feldversuch Düngung von Spinat

Abb. 10: Nach der Ausbringung von Hornmehl links und Weißklee rechts

Abb. 11: Düngungsversuch zu Spinat, Taucha 2015 (Foto: Scheffler 2015)

Stollsdorf

0 kg N/ha 166 kg N/ha 332 kg N/ha

Ert

rag d

t F

M je h

a

0

50

100

150

200

250

3000-Variante Hornmehl

Maltaflor

Rotklee Weißklee

Weißklee-Pellet

Taucha


Abb. 12: Einfluss der Düngung auf den Spinat-FM-Ertrag an zwei Standorten am 12. bzw. 22. 10.2015

Kontrolle

Stollsdorf


N-A

ufn

ah

me

in k

g N

je

ha

0

20

40

60

80

100

120

140

160

1800-Variante Hornmehl Maltaflor

Rotklee Weißklee Weißklee-Pellet

Taucha


Abb. 13: Einfluss der Düngung auf die Stickstoffaufnahme von Spinat an zwei Standorten (Scheffler & Schmidtke 2016)

0

10

20

30

40

50

Düngestufe 166 kg Düngestufe 332 kg

sch

ein

ba

re N

-Au

snu

tzu

ng

in

%

Hornmehl

Rotklee

Weißklee

Weißklee-Pellet 8mm

Abb. 14: Scheinbare Stickstoffausnutzung des gedünten Stickstoff durch Spinat am Standort Taucha (Scheffler & Schmidtke 2016)

Düngung: 166 kg N/ha Düngung: 332 kg N/ha

https://youtu.be/A_0yH9Z7wyA

grünerdüngen GmbH

Dresden

[email protected]

Ko

rne

rtra

g R

aps

[d

t h

a-1]

0

16

18

20

22

24

26

28

30

Kontrolle Breit Reihe Zwischen-raum

Breit Reihe Zwischen-raum

Biogasgülle Grünmehlpellets

a a a a a a a

Abb. 15: Kornertrag des Rapses in Abhängigkeit von der Düngung imMittel über vier Umwelten, zweifaktoriell, keine signifikantenWechselwirkungen Umwelt × Düngung vorhanden (Lux et al. 2018)

Fazit „Neue Strategien zur Verwertung von Kleegras als Düngemittel“

Um mit dem Schnittgut von Klee eine gute Dünge-wirkung des gedüngten Stickstoffs zu erzielen, sollten:

1. Rot- oder Weißklee genutzt werden,

2. die Pflanzen sehr jung geschnitten werden: C/N: 10,

3. das Schnittgut zur Minderung von gasförmigen N-Verlusten eingearbeitet werden,

4. und kostengünstige Konservierungsverfahren erarbeitetwerden.

Cut and Compost Cut and Carry Cut and Dry


Cut andConserve

?

Hochschule für Technik

und Wirtschaft Dresden Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie

FG Ökologischer Landbau

Bioland Wintertagung 201829. bis 30.01.2018

Neue Strategien zur Verwertungvon Kleegras als Düngemittel

von Prof. Dr. Knut Schmidtke

Herzlichen Dank für dieAufmerksamkeit!

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Kleegras als Düngemittel Schmidtke komp - bioland.de€¦ · Tab. 1: Ökologischer Ackerbauversuch Gladbacherhof(Leithold et al. 2015) Fruchtfolge-Feld (Jahr) Gemischt (Rinder) Marktfrucht