Abschätzung des Stickstoff-Umsatzes im Ökologischen Landbau als Grundlage für eine effiziente Düngebedarfsermittlung

10/2008 – 11/2009

Im Mittelpunkt des Forschungsprojektes stehen die Weiterentwicklung und Anpassung des Prozessmodells CANDY Carbon Balance (CCB) für die Arbeit in der landwirtschaftlichen Praxis und Beratung. Es soll eine Verbesserung des CCB hinsichtlich Methodenfehler und Programmausprägung in der jetzigen Grund-Version als Modell zur Berechnung der C-und N-Dynamik im Boden in Jahresscheiben durchgeführt werden. Das Modell dient dem Aufbau eines
N-Düngungsbemessungsverfahrens.

Der Kohlenstoff- und Stickstoffkreislauf im Boden ist im besonderen Maße miteinander  verknüpft und in deren Dynamik von hoher Komplexität. Aufgaben zur genauen Abschätzung des Umsatzes an organischer Substanz und der N-Mineralisierung in Abhängigkeit von Klima, Boden und Bewirtschaftung werden im wissenschaftlichen Bereich zunehmend durch Einsatz von Prozessmodellen gelöst, die aber für einen praktischen Einsatz zu umfangreich und kompliziert sind.

Das Modell konnte in den Eingabeparametern stark vereinfacht werden. Entsprechend den restriktiven Nutzungsanforderungen der Praxis wurde das Spektrum an Eingabemerkmalen des Modells auf folgendes Minimum festgesetzt:

• Boden: Feinanteil bzw. Tongehalt, Bodenklassifikation, Anfangsgehalt C_org und optional N_t
• Klima: mittlere oder aktuelle Jahreswerte für Niederschlag und Lufttemperatur
• Bewirtschaftung: Fruchtarten und Erträge der Hauptprodukte, Verbleib der Nebenprodukte, Menge und Art der zugeführten organischen Materialien, Höhe an mineralischer N-Düngung
  

Tabellarisch und graphisch aufgearbeitete Ergebnismerkmale der Ausgabe sind:

• C_org-Gehalte in Jahrescyclen
• N_t-Gehalte in Jahrescyclen
• Umfangreicher Merkmalskatalog der Kohlenstoff- und Stickstoffdynamik.
  

Zur Aufteilung der organischen Substanz des Bodens in einen aktiven am Umsatz beteiligten und einen mehr oder weniger nicht beteiligten Anteil wurde das CIPS-Modell (Carbon turnover ln Pore Spaces) verwendet, in dem die organische Substanz in Poren verschiedener Größe und Umsetzungsaktivität eingeteilt wird.

Die Bodenarten, die Niederschläge (beinhaltet auch Beregnung) und die Lufttemperatur werden über die Berechnung der biologisch aktiven Zeit zur Bestimmung der spezifischen biologischen Umsetzungsaktivität der aktiven organischen Substanz des Bodens verwendet.

Über die Angabe der angebauten Fruchtarten und der Erträge und den zugeführten organischen Materialien werden durch hinterlegte umfangreiche Datenbanken sowohl die organischen Reproduktionsmengen als auch wichtige Elemente des N-Kreislaufes berechnet.

An Hand von umfangreichen chronologisch aufgearbeiteten Ergebnissen aus einer großen Anzahl Dauerfeldversuchen des Ackerlandes, die von über 40 Standorten Mitteleuropas stammen, wurde das CCB-Modell einer strikten Validierung unterzogen.

Die aus dem Projekt entstandene Version des CCB-Modells wird im Internet zur Installation und Nutzung auf dem eigenen Personalcomputer angeboten.

Die erstellte Datengrundlage aus 65 Dauerversuchen mit insgesamt 598 Versuchsvarianten des konventionellen und ökologischen Ackerbaus ist in der EuroSOMNET - Datenbank (European Soil Organic Matter Network) für externe Nutzungen allgemein zugänglich.