Nährstoffversorgung im Ökobetrieb mit und ohne Vieh

Nährstoffversorgung im Ökobetrieb
mit und ohne Vieh
Priv. Doz. Dr. J. DEBRUCK *
Vorbemerkung
Bei aller Würdigung des Ökologischen Landbaus verbleibt ein Makel: Er erntet zu wenig.
Nach allgemeinen Angaben betragen die Verluste 30 – 40 Prozent und mehr. Nach jüngsten
Erhebungen in Niedersachsen sind es zu Getreide
- auf Intensivstandorten
> 65 BZ = 30 – 40 Prozent
- auf mittleren Standorten 30 – 65 BZ = 40 Prozent und
- auf schwachen Standorten < 30 BZ = 50 – 55 Prozent,
die im Vergleich zum konventionellen Anbau weniger geerntet werden. Bedeutsam neben
der Größenordnung ist die Erkenntnis, dass mit zunehmender Bodengüte die grundsätzlich
hohen Differenzen schmäler werden. Dies steht ganz im Widerspruch zur Beratung. Sie will
den ökologischen Landbau auf den ärmeren Standorten favorisiert wissen, während den
guten Böden die einträglichere konventionelle Wirtschaftsweise vorbehalten bleiben soll. Der
Hinweis auf diese Problematik ist u.a. Anlass für eine noch zu treffende kritische Würdigung
des ökologischen Landbaus in Abhängigkeit von der Standortgüte.
Die Ursachen für das allgemein niedrige Ertragsniveau sind vielfältiger Natur und werden
sich in ihrer Komplexität auch nicht im Einzelnen trennen lassen. Die Angaben aus der
Praxis sind zwar reelle Größen, aber auch Ausdruck zusätzlicher witterungsbedingter und
betrieblicher Unabwägbarkeiten. So sind beispielsweise der gesamte Pflegebereich und die
Bestandsführung von der Saat bis zur Ernte Tagesentscheidungen. Nur selten sind die
Betriebe in der Lage, sie zeitgerecht auszuführen. Die Betriebsgröße spielt hierbei eine ganz
entscheidende Rolle. Auch manuelle Eingriffe bleiben den Betrieben in der Regel versagt.
Tab. 1
Forschungseinrichtungen und Versuchstationen können wesentlich schneller reagieren und
die Verlustquote somit geringer halten. In Tabelle 1 sind drei der im deutschsprachigen
Beratung Ackerbau, Ökologischer Landbau, 35085 Ebsdorfergrund
Raum bekanntesten Dauerversuche mit ökologischer Bewirtschaftung aufgeführt und ihre
Leistungen zu Getreide und Kartoffeln angegeben. Sie liegen beim bekannten Schweizer
DOK-Versuch und dem AK-Systemvergleich Eichhof, Hessisches Bad Hersfeld, beides
Standorte mittlerer Bodengüte, bei einer Leistung um 70 – 75 Prozent bzw. 65 – 70 Prozent.
Die Schwarzerde des seit 1993 laufenden KA-Versuches Bernburg demonstriert ihre Güte
mit 80 – 90 Prozent. Die Gegenüberstellung mit den Praxisversuchen macht deutlich, dass
durch termingerechtes und exaktes Arbeiten der Leistungsabfall um maximal ein Drittel
verhindert werden kann. Die verbleibende Größenordnung ist nunmehr bereinigt und
systembedingt.
Der geschlossenen Betriebskreislauf – ein Wunschdenken
Es ist davon auszugehen, dass der systembedingte Verlust zum überwiegenden Anteil in der
nicht ausreichenden Nährstoffversorgung begründet liegt. Das kann zum einen mangelhafte
Nährstoffzufuhr sein, ganz sicherlich trifft es aber auch für die begrenzte Verfügbarkeit der
Nährstoffe aus organischen Düngern zu. Der Mangel widerspricht der These vom
„weitgehend geschlossenen Betriebskreislauf“ im Ökolandbau. Nach Abbildung 1 verlassen
mit den Verkaufsprodukten aus dem tierischen und pflanzlichen Sektor Nährstoffe das
System. Der Austrag ist bei weitem größer als die Zufuhr über erlaubte Futter- und
Düngemittel.
Abb. 1
Der Originalität halber wird in Tabelle 2 eine der ersten, vom Darmstädter Institut für
biologisch dynamische Wirtschaftsweise Anfang der 80er Jahre erstellten Nährstoffbilanzen
in Biobetrieben mitgeteilt. Selbst bei einer gängigen Viehdichte von wenig mehr als 1GV/ha
verbleibt ein Negativsaldo an N und K, während P weitgehend ausgeglichen zu sein scheint.
Entscheidend ist hier weniger die Frage, ob der relativ niedrige N / K -Mangel Ursache für die
bekannten Ertragsabfälle ist, als die Feststellung, dass er zur Widerlegung der genannten
These ausreicht.
Beratung Ackerbau, Ökologischer Landbau, 35085 Ebsdorfergrund
Tab. 2
Nährstoffbilanzen in modernen Ökosystemen
In Anlehnung an die Ausführungen zu Praxiserhebungen sollen nunmehr Ergebnisse aus
Exaktversuchen, und hier der im Versuchsansatz am weitesten gehende Bernburger KASystemversuch, zur Ermittlung der Nährstoffflüsse einer nähren Analyse unterzogen
werden. Ausgangspunkt nach Düngertabelle 3 ist der Ökobetrieb a3 mit 1 GV/ha mit einem
Stallmistanfall von 90 dt bei 220 Stalltagen. Der Stallmist wird in einer 8feldrigen Fruchtfolge
artgerecht verteilt. Zum Leistungsvergleich dient ein ebenfalls 8 Früchte umfassendes
konventionelles Anbausystem a1. Es werden nur jene Nährstoffe in mineralischer Form
sachgerecht zugeführt, die im Stallmist analytisch ermittelt sind. In gleicher Weise werden
beide Anbausysteme mit 1,5 GV/ha als Optimalvariante gefahren. Diese Besatzdichte dürfte
in der Praxis allerdings nur selten anzutreffen sein.
Tab. 3
Auf guten Ackerstandorten ist der Anreiz für Ökobetriebe, ohne Vieh zu wirtschaften,
verständlich. Man spricht derzeit von einer Größenordnung von ca. 40 Prozent. Das in
Tabelle 3 vorgestellte viehlose System a2 wirtschaftet ebenfalls 8feldrig. Mit nur 2x
Beratung Ackerbau, Ökologischer Landbau, 35085 Ebsdorfergrund
Körnerleguminosen ist der Anbau in einem sonst völlig ungedüngten System extrem
extensiv. Hinzu kommt, dass sowohl hier als auch in den übrigen Wirtschaften gänzlich ohne
Zwischenfrüchte gearbeitet wird. Das Magdeburg-Hallesche Ackerland liegt im Zentrum des
mitteldeutschen Trockenraumes mit Jahresniederschlägen von 450 – 500 mm. Sie lassen
zwei Aufwüchse in einem Jahr nicht zu. Ökobetriebe ohne Vieh kommen bei genannter
Wirtschaftsweise sehr rasch in negative N-Bilanzen. Vermögen Sie durch Bodengüte nicht
überbrückt zu werden, kann der begrenzte Einsatz vom organischen Handelsdüngern
durchaus gerechtfertigt sein; s. Var. a2/b2.
Nährstoffzufuhr (Düngung) minus Nährstoffentzug ergibt die Nährstoffbilanz. Nährstoffentzug
ist Erntegut x Nährstoffgehalt.
Abb. 2
Um die Nährstoffflüsse in den verschiedenen Anbausystemen richtig bewerten und
beurteilen zu können, ist zunächst die Kenntnis von den alles bestimmenden Erträgen
unerlässlich. Sie sind in Abbildung 2 über die Laufdauer einer Rotation eingetragen. Die
Aussagen sind eindeutig:
-
Die Systemunterschiede entsprechen den Erwartungen,
die zweite Düngeintensitätsstufe (b2) bringt nicht den erhofften Zuwachs,
die Wirkung der Hilfsdünger nimmt mit der Bewirtschaftungsdauer zu,
die Differenzierung der Systeme wird bereits in den Umstellungsjahren vollzogen.
Die Nährstoffentzüge nehmen einen vergleichbaren Verlauf. Das gilt auch nach Abzug der
Düngung für die verbleibende Nährstoffbilanz. Sie ist ausnahmslos negativ. In Anlehnung
an die durchschnittlichen Jahreswerte in Tabelle 4 werden die Salden bei der höheren
Düngeintensität in b2 entsprechend geringer.
Beratung Ackerbau, Ökologischer Landbau, 35085 Ebsdorfergrund
Tab. 4:
Nährstoffbilanz und Bodenreaktion
KA-Versuch Bernburg, 1. Rotation
System
a1 konventionell
1,0 GV*
1,5 GV*
a2 ökol. o. Vieh
0,5 GV**
a3 ökolog. m. Vieh 1,0 GV***
1,5 GV***
Ausgangssituation 1993
N
K
P
kg/ha
kg/ha
mg/100g
kg/ha
mg/100g
-45
-15
-70
-35
-35
-10
-55
- 7
-75
- 5
-50
-35
18,3
19,1
17,0
20,8
17,8
20,3
-10
- 5
-20
- 3
- 5
2
9,2
9,1
10,1
10,0
8,7
9,1
19,1
10,4
*) mineralisches Düngeräquivalent (DÄ)
**) DÄ über organischen Handelsdünger
***) 90 dt/ha Stallmist/Jahr
Nach Tabelle 4 ist festzustellen:
•
Alle Anbausysteme entziehen mehr Nährstoffe, als mit den Düngern zugeführt werden.
Als Negativsaldo verbleiben
- bei „ökologisch mit Vieh“
bis 35 N, 50 K und 5 P
- bei „ökologisch ohne Vieh“
bis 70 N, 70 K und 20 P
•
Die verbreitete Annahme, dass viehhaltende Betriebe eine weitgehend ausgeglichene
Nährstoffbilanz haben, trifft nur für die mittleren bis ärmeren Standorte zu, auf denen die
Erträge 30 – 40 Prozent unter konventionellem Niveau liegen.
•
Die Nährstoffgehalte im Boden sind langfristig ein Spiegelbild der Nährstoffbilanzen. Sie
zeigen an, dass, ausgehend von der Umstellung, die vorgenannten Negativbilanzen
mittelfristig einen allmählichen Rückgang der untersuchten K/P-Werte bewirken.
Nach einer Literaturstudie der Sächsischen Landesanstalt für Landwirtschaft kann das
bis zur Versorgungsstufe B erfolgen. Sie wird für Ökobetriebe als optimal angesehen. In
dieser Stufe geben die leichten Böden jährlich zwischen 10 und 15 kg/ha ab. Hier lautet
die Empfehlung: Düngung nach Entzug. Dagegen haben sandige Lehme und Lehme
eine K-Nettonachlieferung aus den Bodenreserven zwischen 50 und 70 kg/ha und Jahr.
Diese Größenordnung entspricht den durchschnittlich jährlichen Entzügen und bedarf
solange keines Ersatzes durch die Düngung, solange der Standort in der genannten
Versorgungsstufe B bleibt.
Bei Phosphor gibt es keine standortdifferenzierten Angaben, weil die Bodenarten keinen
Einfluss auf diesen Nährstoff zeigen. In Anbetracht der wesentlich niedrigeren Salden
bzw. Negativbilanzen scheint es bei P erst recht geraten, solange kein Phosphor
zusätzlich zu düngen, solange die im 3-4jährigen Rhythmus zu wiederholende
Bodenanalyse im Bereich 3,5 – 4,5 mg P/100 g Boden verbleibt. Eine der jüngsten
Versuchsreihen zu dieser Thematik an der LLG Bernburg bestätigt diese
Verhaltensweise: Nach 10 Jahren ohne P-Düngung blieben nicht nur die Bodengehalte
weitgehend unverändert, auch eine in der Höhe gestaffelte Phosphatzugabe zeigte
keinen Einfluss auf die Erträge.
Beratung Ackerbau, Ökologischer Landbau, 35085 Ebsdorfergrund
Zum Stickstoff (N) Kreislauf
Es wird mit Recht unterstellt, dass der Nährstoffumlauf im Ökolandbau den wohl
gravierensten Einfluss auf das Ertragsgeschehen ausübt. Nach den bisherigen
Ausführungen haben die Grundnährstoffe daran den geringsten und nur schwer zu
definierenden Anteil. Anders bei Stickstoff. Das Absetzen (= Absinken) der Ökosysteme
gleich zu Umstellungsbeginn (s. Abb. 2) ist nicht nur eine Frage des absoluten N-Angebotes
über der Düngung, gravierender noch ist die
• Mineralisation und Pflanzenverfügbarkeit
aus diesem Pool. So errechnet sich bspw. aus den Entzügen des Bernburger KAVersuches eine Verfügbarkeit des Stallmist-N von noch nicht einmal einem Drittel. Im
ungünstigsten Falle trifft das auch für andere organische Festdünger, wie Hornmehle und
Eiweißschrote, zu. In derartigen Situationen ist entscheidend, wieviel N der Boden
jährlich mineralisiert. Auf guten Ackerstandorten können es 60 N und mehr sein. Sie sind
in vielen Fällen ausreichend, Negativbilanzen abzudecken und das relativ hohe
Ertragsniveau standortcharakteristisch zu halten (s. Tab. 4). Die ärmeren Sande haben
diesen Rückhalt nicht und bleiben folglich ertraglich benachteiligt.
Danach liegt es bei landwirtschaftlichen Ökosystemen also nicht am N-Angebot über
welche Quellen auch immer (Wirtschaftsdünger, Eiweißschrote, Leguminosen-N u.a.)
sondern an der N-Freistellung (=Mineralisation) aus diesen Quellen. Darüber wurden
bereits Angaben gemacht.
Im Folgenden sollen zum
•
N-Angebot als Input
Angaben gemacht werden. Sie basieren auf empirischen Erfahrungen hinsichtlich der
Fruchtfolgegestaltung und –versorgung, dem experimentiellen Nachweis über die
Größenordnung der N-Quellen. Durchschnittliche Ackerbaustandorte, gekonnte
Bewirtschaftung und damit erzielbare Erträge werden unterstellt.
Tab. 5
Bei den N-Frachten aus dem Legumninosenanbau werden mit den Angaben in Tabelle 5
auf die jüngsten diesbezüglichen Untersuchungen zurückgegriffen. Sie demonstrieren
zunächst den überragenden Stellenwert des Feldfutterbaus mit Klee-/Luzernegras. 100 N
nach Futternutzung sind ein beträchtliches Kapital. Nach Grünbrache mit
Mulchbewirtschaftung verdoppelt sich dieser Betrag nahezu. Diese Dimensionen
vermögen zwei nachfolgende Ernten zu tragen. Folgen anschließend Kö-Leguminosen,
werden mit 80 N eine weitere Ernte abgesichert. Stickstoff für weitere Fruchtfolgefelder
muss vom Zwischenfruchtbau getragen werden.
Beratung Ackerbau, Ökologischer Landbau, 35085 Ebsdorfergrund
In Ökobetrieben mit Rindviehhaltung
kann nach Tabelle 6 über Stallmist und eine
geschickt dem Standort und der
Bewirtschaftung angepaßte Fruchtfolge ausreichend N im Boden akkumuliert werden. Als
Bewertungsmaßstab wird hier der jährliche Fruchtfolgedurchschnitt gewählt. Er beträgt für
das in Tabelle 6 gewählte Bewirtschaftungsbeispiel 95 kg N pro Jahr. Es ist eine rechnerisch
erstaunliche Größenordnung und entspricht dem mineralischen N-Aufkommen im
Durchschnitt der konventionellen Betriebe.
Zur N- Versorgung in Ökobetrieben
mit Rindviehhaltung (0,8 GV/ha)
- Pauschalangaben -
Fruchtfolge
Stallmist
dt/ha
N - Versorg.
kg/ha
Ertrag
180
-
160
90
70
120
150
200
120
60
60
80
250
80
30
-
330
200
120
60
95
355
45
75
285
650
265
370
95
55
75
1. Klee/ Luz.-Gras
NEntzug
kg/ha
dt/ha
NSaldo
kg/ha
270
2. Klee /Luz.-Gras
3. Wi-Weizen
4. Roggen
Klee-Unters.
5. Kö-Leguminosen
6. Wi-Weizen
7. So-Gerste /Hafer
Ansaat für 1./2.
Summe
560
Jährlich (1. – 7.)
80
pro Getreidefrucht
150
Tab. 6
Der Ökobetrieb ohne Vieh
muss zwangsläufig mit weniger N auskommen. Selbst wenn er nach Tabelle 7 die
gesetzlichen 11 Prozent Stillegung mit legumem Feldfutter eingrünt und mulcht, 1 mal KöLeguminosen im Anbau hat und im humiden Klimabereich ansonsten jede passende Stelle
in der Fruchtfolge für Zwischenfrüchte nutzt, kommt er mit 65 N bestenfalls auf nur Zwei
Drittel seines viehhaltenden Nachbarn. Damit erntet er 15 Prozent weniger Getreide. Das ist
eine noch ansprechende Leistung im Hinblick darauf, dass sie von den Aufwendungen einer
Viehhaltung befreit ist.
Zur N-Versorgung in Ökobetrieben
ohne Rindviehhaltung
- Pauschalangaben –
Statistischer
Fruchtfolgeaufbau
1.Begrünte Rot.
Brache
2. Wi-Weizen
3. Kartoffeln /
Gemüse
4. Roggen
5. A-Bohnen
6. Wi-Weizen
7. So-Gerste
Humide Klimagebiete (> 650 mm NS)
Trockengebiete (< 500 mm NS)
Gründg. Legum. Ertrag Entz. Saldo GD Legum. Ertrag Entz. Saldo
(GD)
N
N
N
N
N
N
kg/ha dt/ha kg/ha kg/ha
kg/ha dt/ha kg/ha kg/ha
Klee /Luz.180
180 Klee/ 180
180
Gras
Luz.
Wicken o.
80
60
100
160
65
90
90
Erbsen
300
120
40
250
100
-10
WeißkleeUs.
Phac.
/Senf
Erbsen
/So-Bl.
Aussaat
Rotat.
Begrünung
60
45
60
40
-
-
35
50
-60
80
30
-
120
80
30
-
20
-
40
65
-45
-
30
45
-90
200
350
Kö.Frü
< 40
60
-90
60
50
80
100
KöLeg
-
-
35
60
40
-
220
420
Kö.Frü
45
80
40
Summe / Saldo
460
Jährlich
65
Pro
Getreidefrucht
85
260
35
40
Tab. 7
Beratung Ackerbau, Ökologischer Landbau, 35085 Ebsdorfergrund
Die N-Versorgung viehloser Betriebe in Trockengebieten
mit weniger 500 mm Niederschlag ist problematisch. Das wenige Wasser lässt einen zweiten
Aufwuchs im Jahr nicht zu. Zwangsläufig muss auf den N-spendenden Zwischenfruchtbau
verzichtet werden. Stickstoff kommt jetzt nur noch von der begrünten Stillegung und dem aus
Fruchtfolgegründen begrenzten Anbau von Futtererbsen und Ackerbohnen. Auf den
leichteren Standorten mit niedrigerem pH wäre die Blaue Lupine eine zusätzliche
Bereicherung. Die N-Akkumulation bei gewünschter Vielfeldrigkeit reduziert sich jetzt von 65
N in den zwischenfruchtbetonten Betrieben auf 35 kg N/ha und Jahr und damit um die Hälfte.
Entsprechend gehen die Erträge von 85 % um weitere 10 % auf 75 Prozent zurück.
Organische Handelsdünger
Eine Bereitstellung von nur 35 – 40 N zu Getreide ist selbst auf guten Standorten zu wenig,
um auf Dauer noch befriedigende Erträge zu erreichen. In solchen Situationen stellt sich die
durchaus berechtigte Frage nach dem begrenzten Einsatz von organischen Zukaufdüngern
mit der Hauptkomponente N. Von Verbandsseite her wird das nur ungern gesehen. Ohne
deren Begründung einer Wertung zu unterziehen, mag nur das entgegengehalten werden:
Wenn man sich schon durchgerungen hat, die viehlose Wirtschaftsweise zu tolerieren und
den in Abb. 1 dargestellten Kreislauf um eine tragende Säule entblößt, sollte man diesen
Betrieben generell auch die Möglichkeiten von Ersatzmaßnahmen zugestehen. Das
Düngeäquivalent von 0,5 Dungeinheiten (DE), entsprechend 0,7 GV = 40 N, ist ohnehin
niedrig genug, um in das Ökosystem einzugreifen. Auch ist der sparsame Einsatz durch den
teuren Einkauf auf regulative Weise vorgegeben. In Tabelle 8 sind einige Düngerherkünfte
mit ihren Preisen aufgelistet. Danach konzentriert sich das Interesse vorzugsweise auf
Hühnermist aus Biohaltung und auf Vinasse als entzuckerte Rübenmelasse. Die bisherigen
Schwierigkeiten der Vinasseanwendung in der zähflüssigen Ausbringung werden demnächst
durch ein brauchbares Granulat behoben. Nachweislich besitzt Vinasse von allen bisher
geprüften Biodüngern durch schnelle Umsetzung und Mineralisation im Boden den höchsten
Ertragseffekt, nach Abbildung 3 auch bei niedrigen Gaben.
Tab. 8
Fazit
Der Nährstoff- und Faktorenkreislauf im ökologischen Landbau ist nicht geschlossen. Durch
den Verkauf tierischer und pflanzlicher Produkte verlassen gewöhnlich mehr Nährstoffe den
Betrieb, als durch Wirtschaftsdünger und Leguminosenanbau zugeführt werden. Der Einfluss
auf die generell niedrigeren Erträge ist im komplexen Geschehen nur schwer abfassbar.
Sicher ist, dass die Grundnährstoffe K, P und Mg nur einen sehr geringen Einfluss haben,
solange sich die Böden noch im Versorgungsbereich B bewegen.
Dominierend ist der Stickstoff. In rindviehhaltenden Betrieben, deren absolute N-Zufuhr über
Wirtschaftsdünger, Feldfutter- und Zwischenfruchtanbau als rechnerische Größe mit bis zu
Beratung Ackerbau, Ökologischer Landbau, 35085 Ebsdorfergrund
100 kg N/ha und Jahr dem Mineraldüngereinsatz in konventionellen Betrieben entspricht, ist
der allgemeine Leistungsabfall von 30 Prozent und mehr sehr wesentlich durch die
verminderte Wirksamkeit (= Mineralisation und Verfügbarkeit) des N-Pools bedingt. Absolute
N-Engpässe gibt es in den viehlosen Betrieben, die in Trockenklimaten aus Wassermangel
auf den Zwischenfruchtbau verzichten müssen. Der wirtschaftliche Einsatz organischer
Zukaufdünger sollte hier freigestellt und gewährleistet sein.
Abb. 3
Beratung Ackerbau, Ökologischer Landbau, 35085 Ebsdorfergrund

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