Um unterschiedliche Anbauverfahren auf die Auswirkungen für das Grundwasser oder im Hinblick auf die Erosionsanfälligkeit zu bewerten, werden Demonstrationsflächen angelegt und begleitet. Mit einfachen Streifenversuchen kann z. B. das Potenzial der natürlichen Bodenfruchtbarkeit demonstriert, stickstoffextensive Kulturen bzw. Fruchtfolgen vorgestellt, aber auch Effekte der integrierten Produktion (verminderter Pestizideinsatz oder Erosionsschutz) demonstriert werden. Dadurch wird die Akzeptanz erhöht, und der Besuch solcher Demonstrationsflächen erlaubt eine aktive Diskussion und ggf. auch Weiterentwicklung von grundwasserschutzorientierten Maßnahmen.

Im Folgenden werden die im Maßnahmenraum angelegten Demonstrationsversuche kurz beschrieben.

2020

Stabilisierter Harnstoff
Auf einem mittleren Standort in der Gemarkung Langenschwarz wurde die betriebsübliche Düngung mit der Düngung von stabilisiertem Harnstoff in Wintergerste verglichen.

Ohne Düngung kein Ertrag!
Im Jahr 2019 wurde auf einer Fläche im Maßnahmenraum ein Demoversuch „Düngestufe Mais“ durchgeführt. Nach der Ernte wurde Winzerweizen gesät.

Erosionsschutzstreifen
Auf einer erosionsanfälligen Hangfläche wurde im Frühjahr (Mitte März) noch vor dem Legen des Silomais ein 9 m breiter Erosionsschutzstreifen aus Wintergerste gesät.

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2019

In 2019 wurden Demontrationsflächen bezüglich Düngung und Untersaaten in Silomais und Düngung von Wintergerste mit N-Senor angelegt.

2018

In 2018 waren Demonstrationsflächen bezüglich Rapsbegleitsaaten, Zwischenfruchtanbau und organische Düngung im Herbst geplant, die aber aufgrund der Trockenheit nicht angelegt wurden oder nicht ausgewertet werden konnten.

2017

In 2017 wurde eine Demonstrationsflächen angelegt, auf der nach einem hohen Frühjahrs-Nmin-Wert die Auswirkungen unterschiedlicher Düngeintensitäten auf den Weizenertrag und die -qualität  untersucht wurden. Der Frühjahrs-Nmin betrug 114 kg/ha

Dabei wurden drei Düngestufen angelegt: 96 kg N/ha, 150 kg N/ha und 176 kg N/ha. Die Düngung erfolgte mittels Schweinegülle und Alzon flüssig in Höhe von insgesamt 96 kg N/ha in allen drei Varianten, wobei die Gülle mit 85% angerechnet wurde. Es wurden regelmäßig Nmin-Proben genommen und die N-Versorgung des Bestandes mit dem Hydro-N-Tester ermittelt. Dabei zeigte sich, dass sich der hohe Nmin im Schossersratdium drastisch reduzierte und die Pflanzen infolge dessen einen N-Bedarf anzeigten (grüne Linie sinkt ab BBCH 32, siehe nachstehende Abbildung). Daraufhin wurden in BBCH 37 drei Düngevarianten bzgl. der Abschlussgabe angelegt: 0 (Empfehlung nach Düngebedarfsermittlung), 54 (Betriebsüblich in vergangenen Jahren) und 80 kg N/ha (N-Tester Empfehlung).

Ertrag und Qualität des Ernteproduktes

Die einzelnen Varianten zeigten Unterschiede im Ertrag und im Proteingehalt. Bei betriebsüblichen 54 kg N/ha zur 3. Gabe wurde ein Ertrag von 86 dt/ha bei 11,7 % Rohproteingehalt erzielt. Ohne Abschlussgabe lag der Ertrag mit 79 dt/ha um rund 6 % niedriger, während er bei einer Abschlussgabe von 80 kg mit 89 dt/ha um lediglich etwa 3,5 % höher lag als die betriebsübliche Variante. Der Rohproteingehalt war ohne Abschlussgabe mit 10,4 % am niedrigsten und bei der höchsten Düngestufe mit 12,7 % am höchsten.

Salden und Nachernte-N_min

Je höher die N-Düngung ausfiel desto höher waren also die Erträge und die Proteingehalte. Dadurch stieg der Saldo bei höherer N-Düngung unterproportional zur Höhe der N-Düngung. Vor allem bei einer Abschlussgabe von 80 kg N/ha wurde die höhere N-Menge durch den höheren Entzug im Verglich zur Abschlussgabe von 54kg N/ha nahezu komplett kompensiert (siehe folgende Abbildung).

Die N-Ernteentzüge stiegen von 124 kg N/ha (ohne Ährengabe) auf 152 kg N/ha (mit 54 kg N/ha Ährengabe) und 171 kg N/ha (mit 80 kg N/ha Ährengabe). Dadurch sind die N-Salden (= Düngung [kg N/ha] - Ernteentzug [kg N/ha]) lediglich von -28 kg N/ha auf -2 kg N/ha bzw. 5 kg N/ha gestiegen. Bei Berücksichtigung des Frühjahrs-N_min in der Bilanz (= Frühjahrs-N_min [kg N/ha] + Düngung [kg N/ha] - Ernteentzug [kg N/ha]) fiel der Saldo bei einer Ährengabe deutlich schlechter aus (113 kg N/ha bzw. 119 kg N/ha gegenüber 86 kg N/ha ohne Ährengabe). Der Frühjahrs-N_min scheint den Pflanzen also nur teilweise zur Verfügung gestanden zu haben, wie die Ertrags- und Qualitätsanstiege bei N-Düngung zur Ähre zeigen.  

Die Nachernte-N_min bestätigen dies: Ohne Abschlussgabe lag der N_min bei 61 kg/ha während er in den beiden anderen Varianten mit jeweils 74 kg/ha nur um 13 kg N/ha höher ausfiel und kein Unterschied zwischen 54 und 80 kg N/ha Ähregabe zu messen wurde. Dennoch sind die Nachernte-N_min insgesamt hoch, was auf dieser Fläche bereits wiederholt auffiel. Sie besitzt offensichtlich ein hohes Nachlieferungspotential, das bei Ackerkulturen, die bereits im Juli oder Anfang August reif sind, nur unzureichend ausgenutzt wird. 

Der Demoversuch hat die Wichtigkeit vergationsbegleitender Untersuchungen gezeigt, weil es vorkommen kann, dass ein hoher Frühjahrs-Nmin nicht immer voll zur Wirkung kommt.

2016

Im 2016 waren keine Demonstrationsflächen vorgesehen.

2015

In 2015 wurden Demonstrationsflächen zum Zwischenfruchtanbau und zum Raps-Nacherntemanagement angelegt:

1. In zwei Betrieben wird der Nutzen des Zwischenfruchtanbaus demonstriert. Auf den Demonstrationsflächen konnte eindrüchlich gezeigt werden, inwiefern der Zwischenfruchtanbau den Herbst-Nmin und damit die potentielle Grundwasserbelastung reduzieren kann. Während nach der Ernte der Vorfrucht ein Nmin von rund 75 kg/ha vorlag, wurde unter der Zwichenfrucht im Herbst trotz Güllegabe nur noch ein mineralischer Reststickstoffgehalt von rund 35 kg Nmin/ha gemessen. Durch Zwischenfruchtanbau wird der überschüssige Stickstoff in der Biomasse konserviert und steht im Folgejahr zur Verfügung. Die N-Düngung zum folgenden Silomais konnte somit um 60 kg N/ha reduziert werden, ohne dass der Ertrag geringer ausfiel.
   
   
2. Raps-Nachernte-Management: Auf einer Fläche wird aufgezeigt, welche Auswirkung eine lange Bodenruhe nach der Winterrapsernte im Vergleich zur frühen Bodenbearbeitung auf den Herbst-Nmin hat. Hauptanliegen eines grundwasserschonenden Raps-Nachernte-Managements ist es, die Aussaat des folgenden Winterweizens so spät wie möglich durchzuführen (vorzugsweise Mitte Oktober) und die erste Bodenbearbeitung erst umittelbar vor der Weizensaat durchzuführen. Durch die lange Bodenruhe wird die Mineralisation nach der Rapswernte deutlich verringert und die sonst hohen Reststickstoffgehalte nach Raps deutlich reduziert. Dies zeigen auch die in der folgenden Abbildung dartgestellten Nmin-Ergebnisse der Demonstrationsfläche:
   

2014

Düngewirkung von Schweinemist und vegetationsbegleitende Untersuchungen

In einer Winterweizenfläche wurde die Düngewirkung von im Frühjahr aufgebrachten Schweinemist im Winterweizen demonstriert. Die Analyse des Wirtschaftsdüngers ergab mit 7 kg N/t einen relativ hohen Stickstoffgehalt. Daraus ergab sich die Fragestellung, welche N-Wirkung der Dünger im Winterweizen bringt. Dazu wurde eine Parzelle angelegt, in der die dritte Gabe ausbleiben sollte.

Aufgrund der trockenen Frühjahrswitterung, die kurz nach Mistausbringung einsetzte, war die Versorgungslage des Winterweizens - trotz rechnerisch ausreichender N-Menge - kritisch, da der Mist vermutlich nur langsam mineralisierte und sich der Ammonium-Anteil höchstwahrscheinlich verflüchtigt hat. Die Untersuchung  des Bestandes mit Nitrachek und N-Tester ergab in BBCH 37 einen deutlichen N-Bedarf, sodass außerplanmäßig 40 kg N über KAS nachgedüngt wurden. Diese Gabe wurde in einer weiteren Parzelle ausgelassen, sodass die Demonstrationsfläche drei Varianten enthielt: 4 Gaben (208 kg N/ha), keine 3. Gabe (170 kg N/ha) und keine 4. Gabe (170 kg N/ha).

Die Erträge korrelierten deutlich mit der Düngermenge bzw. dem Düngezeitpunkt. Die Abschlussgabe hat zu einem Ertragszuwachs von etwa 26% geführt. Deutliche Unterschiede zeigten sich auch im Rohproteingehalt. Während der Weizen nach 4 Gaben 14,6 % Rohprotein i. d. TS den höchsten Wert aufwies, lag er in der betriebsüblichen Variante bei 10 % RP und bei Variante, in der die 3. Gabe ausgelassen wurde, bei 8,9 %.
Die Nachernte Nmin-Ergebnisse zeigen, dass ein geringerer Düngeaufwand nicht zwangsläufig zu niedrigeren Nmin-Werten führt, sondern vielmehr eine an die Pflanzenentwicklung optimal angepasste Düngung.

Die Ergebnisse verdeutlichen die häufig geringe Wirksamkeit der Mistdüngung in den stehenden Bestand. Trotz seiner relativ hohen Nährstoffgehalte konnte keine nennenswerte N-Lieferung aus dem Boden beobachtet werden. Ertragswirksam war der Mineraldüngereinsatz.  Die Nmin-Ergebnisse zeigten, dass aus Gesichtspunkten des Grundwasserschutzes nicht zwangsläufig die Reduzierung der Düngegaben angestrebt werden muss, sondern eine der Pflanzenentwicklung optimal angepasste Düngung. Deshalb setzen wir auf vegetationsbegleitende Untersuchungen und raten von ein bis zweimaligen hohen N-Gaben ab, da hier eine Nachsteuerung nicht möglich ist.

Düngestufen im Winterweizen

Auf einer weiteren Winterweizenfläche wurden verschieden Düngevarianten getestet. Dabei wurde neben der Wirkung der Schweinegülle eine frühe und einmalige, stabilisierte N-Gabe über Alzon untersucht. Hier wurde deutlich, dass eine einmalige N-Gabe, die den Bestand über seine gesamte Entwicklung versorgen soll, jede weitere Korrektur im Verlauf der Vegetation ausschließt. Die Nitrachek-Messungen, also die Analyse der N-Versorgung der Pflanzen, ergaben, dass durchgängig eine deutliche Überversorgung vorherrschte, die im Sommer auch zu Lagergetreide führte. Auch hier wurde gezeigt, dass optimal gedüngt werden kann, wenn die einzelnen Düngegaben im Laufe der Bestandesentwicklung nach Nitrachek- und Chlorophyllanalysen flexibel angepasst werden können.

Zwischenfruchtanbau

Der Zwischenfruchtanbau vor Sommerungen ist aus Sicht des Erosions- und Grundwasserschutzes eine wichtige Maßnahme. Die Zwischenfrüchte dienen dazu, den nach der Ernte mineralisierten oder leicht mineralisierbaren Stickstoff aufzunehmen und über den Winter zu konservieren. So kann eine Nitratverlagerung in das Grundwasser während der Sickerwasserperiode vermieden werden. Speziell Zwischenfruchtmischungen bieten über den Grundwasserschutz hinaus wesentliche Vorteile. Durch eine intensive Durchwurzelung unterschiedlicher Bodenschichten werden Nährstoffe wie Phosphor mobilisiert und v.a. das Bodenleben durch Pflanzenassimilate angeregt. Zwischenfrüchte (v.a. Mischungen) wirken sich positiv auf  Regenwurmpopulationen, aber auch auf das Edaphon insgesamt aus. Durch ein intensives Bodenleben wird die Lebendverbauung gefördert. Am bekanntesten in diesem Zusammenhang ist die Aktivität des Regenwurms: Frisst er abgestorbenes Pflanzenmaterial nimmt er dabei stets auch Bodenpartikel auf. In seinem Verdauungstrakt entstehen dadurch die sogenannten Ton-Humus-Komplexe. Diese wasserbeständige Krümelstruktur aus miteinander durch Calciumbrücken verbundenen Huminstoffen und Tonteilchen tragen wesentlich zur Bodenfruchtbarkeit bei, indem sie den Boden ähnlich der Frostgare lockern, das Porenvolumen deutlich vergrößern und Nährstoffe binden und vor Verlagerung schützen. Zudem vermindert diese Krümelstruktur Erosion und Verschlemmung erheblich: Ungebremst auf den nackten Boden aufprallende Regentropfen führen zu einer Trennung der Ton- und Schlufffraktion. Tonteilchen lagern sich aufgrund ihres geringeren spezifischen Gewichts und ihrer kleinen Struktur oberhalb der Schlufffraktion ab und bilden bei Trockenheit eine harte Kruste. Ton-Humus-Komplexe stabilisieren den Boden, wenn   

Zwischenfrüchte dienen also nicht nur als Stickstofflieferanten (Leguminosen) oder Stickstoffkonservierer, sondern sie erhalten und verbessern das Kapital der Landwirtschaft nachhaltig: den Boden.

Um die Wirkung von Zwischenfrüchten auf den Reststickstoffgehalt zu demonstrieren und gleichzeitig die zahlreichen weiteren Vorteile von Zwischenfrüchten aufzuzeigen, wurde eine Demonstrationsfläche angelegt. Hierbei wurde ein Schlag nach der Weizenernte mit einer Zwischenfruchtmischung der DSV bestellt. Ein anderer Teil blieb unbestellt. Da sich die Weizenernte aufgrund des nassen August wider Erwarten deutlich verzögerte, entwickelten sich die Zwischenfrüchte zwar nicht zufriedenstellend, aber die Wirkung auf den Nmin war trotzdem deutlich sichtbar. Unter der Zwischenfruchtmischung lag er rund 18 kg/ha unter der unbestellten Variante.