Kleegras als Düngemittel Schmidtke komp - bioland.de€¦ · Tab. 1: Ökologischer Ackerbauversuch...
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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)
Fruchtfolge-Feld (Jahr)
Gemischt(Rinder)
Marktfruchtmit
Grünbrache
1 (2004) Luzerne-Kleegras (LKG)
Hafer
2 (2005) LKG GrünbracheLKG
3 (2006) Winterweizen Winterweizen
4 (2007) Kartoffeln Kartoffeln
5 (2008) Winterweizen Erbsen
6 (2009) Winterroggen Winterroggen
Tab. 1: Ökologischer Ackerbauversuch Gladbacherhof (Leithold et al. 2015)
Fruchtfolge-Feld (Jahr)
Gemischt(Rinder)
Marktfruchtmit
Grünbrache
Marktfruchtohne
Grünbrache
1 (2004) Luzerne-Kleegras (LKG)
Hafer Hafer
2 (2005) LKG GrünbracheLKG
Ackerbohnen
3 (2006) Winterweizen Winterweizen Winterweizen
4 (2007) Kartoffeln Kartoffeln Kartoffeln
5 (2008) Winterweizen Erbsen Erbsen
6 (2009) Winterroggen Winterroggen Winterroggen
Tab. 1: Ökologischer Ackerbauversuch Gladbacherhof (Leithold et al. 2015)
Futterleguminosen 33,3 % 16,7 % 0 %Ackerflächenverhältnis
Fruchtfolge-Feld (Jahr)
Gemischt(Rinder)
Marktfruchtmit
Grünbrache
Marktfruchtohne
Grünbrache
1 (2004) Luzerne-Kleegras (LKG)
Hafer Hafer
2 (2005) LKG GrünbracheLKG
Ackerbohnen
3 (2006) Winterweizen Winterweizen Winterweizen
4 (2007) Kartoffeln Kartoffeln Kartoffeln
5 (2008) Winterweizen Erbsen Erbsen
6 (2009) Winterroggen Winterroggen Winterroggen
Tab. 1: Ökologischer Ackerbauversuch Gladbacherhof (Leithold et al. 2015)
Futterleguminosen 33,3 % 16,7 % 0 %
Körnerleguminosen 0 % 16,7 % 33 %
Ackerflächenverhältnis
Fruchtfolge-Feld (Jahr)
Gemischt(Rinder)
Marktfruchtmit
Grünbrache
Marktfruchtohne
Grünbrache
1 (2004) Luzerne-Kleegras (LKG)
Hafer Hafer
2 (2005) LKG GrünbracheLKG
Ackerbohnen
3 (2006) Winterweizen Winterweizen Winterweizen
4 (2007) Kartoffeln Kartoffeln Kartoffeln
5 (2008) Winterweizen Erbsen Erbsen
6 (2009) Winterroggen Winterroggen Winterroggen
Tab. 1: Ökologischer Ackerbauversuch Gladbacherhof (Leithold et al. 2015)
Futterleguminosen 33,3 % 16,7 % 0 %
Körnerleguminosen 0 % 16,7 % 33 %
Hackfrucht 16,7 % 16,7 % 16,7 %
Getreide 50 % 50 % 50 %
Ackerflächenverhältnis
Fruchtfolge-Feld (Jahr)
Gemischt(Rinder)
Marktfruchtmit
Grünbrache
Marktfruchtohne
Grünbrache
1 (2004) Luzerne-Kleegras (LKG)
Hafer Hafer
2 (2005) LKG GrünbracheLKG
Ackerbohnen
3 (2006) Winterweizen Winterweizen Winterweizen
4 (2007) Kartoffeln Kartoffeln Kartoffeln
5 (2008) Winterweizen Erbsen Erbsen
6 (2009) Winterroggen Winterroggen Winterroggen
Tab. 1: Ökologischer Ackerbauversuch Gladbacherhof (Leithold et al. 2015)
Ertrag (dt TM je ha) 98 (= 100 %) 89 (90 %) 73 (75 %)Leistungen
Fruchtfolge-Feld (Jahr)
Gemischt(Rinder)
Marktfruchtmit
Grünbrache
Marktfruchtohne
Grünbrache
1 (2004) Luzerne-Kleegras (LKG)
Hafer Hafer
2 (2005) LKG GrünbracheLKG
Ackerbohnen
3 (2006) Winterweizen Winterweizen Winterweizen
4 (2007) Kartoffeln Kartoffeln Kartoffeln
5 (2008) Winterweizen Erbsen Erbsen
6 (2009) Winterroggen Winterroggen Winterroggen
Tab. 1: Ökologischer Ackerbauversuch Gladbacherhof (Leithold et al. 2015)
Ertrag (dt TM je ha) 98 (= 100 %) 89 (90 %) 73 (75 %)
N im Aufwuchs (kg je ha) 191 (= 100%) 166 (87 %) 140 (73 %)
Leistungen
Fruchtfolge-Feld (Jahr)
Gemischt(Rinder)
Marktfruchtmit
Grünbrache
Marktfruchtohne
Grünbrache
1 (2004) Luzerne-Kleegras (LKG)
Hafer Hafer
2 (2005) LKG GrünbracheLKG
Ackerbohnen
3 (2006) Winterweizen Winterweizen Winterweizen
4 (2007) Kartoffeln Kartoffeln Kartoffeln
5 (2008) Winterweizen Erbsen Erbsen
6 (2009) Winterroggen Winterroggen Winterroggen
Tab. 1: Ökologischer Ackerbauversuch Gladbacherhof (Leithold et al. 2015)
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
Fruchtfolge-Feld (Jahr)
Gemischt(Rinder)
Marktfruchtmit
Grünbrache
Marktfruchtohne
Grünbrache
1 (2004) Luzerne-Kleegras (LKG)
Hafer Hafer
2 (2005) LKG GrünbracheLKG
Ackerbohnen
3 (2006) Winterweizen Winterweizen Winterweizen
4 (2007) Kartoffeln Kartoffeln Kartoffeln
5 (2008) Winterweizen Erbsen Erbsen
6 (2009) Winterroggen Winterroggen Winterroggen
Tab. 1: Ökologischer Ackerbauversuch Gladbacherhof (Leithold et al. 2015)
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)
1)nach Blanksaat im August des vorhergehenden Jahres
2)nach Blanksaat im April des Hauptnutzungsjahres
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)
1)nach Blanksaat im August des vorhergehenden Jahres
2)nach Blanksaat im April des Hauptnutzungsjahres
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)
1)nach Blanksaat im August des vorhergehenden Jahres
2)nach Blanksaat im April des Hauptnutzungsjahres
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
Verwertung von Futterleguminosen
Futtermittel
Verwertung von Futterleguminosen
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
Grasmulch mit 0,92 % N
Verwertung von Futterleguminosen
Futtermittel Grünbrache
Verwertung von Futterleguminosen
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
Verwertung von Futterleguminosen
Futtermittel GrünbracheGärsubstrat
Verwertung von Futterleguminosen
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
Verwertung von Futterleguminosen als Düngemittel
Cut and Compost Cut and Carry
Verwertung von Futterleguminosen als Düngemittel
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
Grasmulch mit 2,98 % N
Grasmulch mit 0,92 % N
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)
Cut and Compost Cut and Carry
Verwertung von Futterleguminosen als Düngemittel
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
Verwertung von Futterleguminosen als Düngemittel
Cut and Compost Cut and Carry Cut and Dry
Verwertung von Futterleguminosen als Düngemittel
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
(Scheffler & Schmidtke 2016)
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
(Scheffler & Schmidtke 2016)
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
Pflanzenmaterial des
III. Schnitttermins
Pflanzenmaterial des
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
(Scheffler & Schmidtke 2016)
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
0 kg N/ha 166 kg N/ha 332 kg N/ha
Abb. 12: Einfluss der Düngung auf den Spinat-FM-Ertrag an zwei Standorten am 12. bzw. 22. 10.2015
Kontrolle
Stollsdorf
0 kg N/ha 166 kg N/ha 332 kg N/ha
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
0 kg N/ha 166 kg N/ha 332 kg N/ha
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
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
Verwertung von Futterleguminosen als Düngemittel
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!