Optimierung betrieblicher Kohlenstoff- und Stickstoffkreisläufe

Erfassung und Optimierung von Kohlenstoff- und Stickstoffkreisläufen unterschiedlicher Anbausysteme unter Beachtung von Klimawandel und EU-WRRL

Schwerpunkt I: Analyse von Kohlenstoff- und Stickstoffkreisläufen an repräsentativen Standorten Sachsens
Schwerpunkt II: Strategien zur Optimierung betrieblicher Kohlenstoff- und Stickstoffkreisläufe unterschiedlicher Anbausysteme

Projektaufzeit

Teilprojekt I: März 2012 – November 2015
Teilprojekt II: März 2012 – August 2016

Projektziel

Ziel der Untersuchungen war es, im landesweiten Vergleich die wesentlichen Einflussfaktoren sowohl auf den Humus- und Stickstoffumsatz landwirtschaftlich genutzter Böden als auch auf die Düngebedarfsermittlung zu identifizieren und Hinweise zur Optimierung des Humus- und Stickstoffhaushalts in landwirtschaftlichen Betrieben abzuleiten.

Projektergebnisse

Die über 500 repräsentativ über Sachsen verteilten Flächen in landwirtschaftlichen Betrieben befinden sich überwiegend in einem guten Humusversorgungszustand.
Die Untersuchungen haben gezeigt, dass für eine ausgewogene Humusversorgung im Mittel über alle Standorte ca. 50 – 60 % der Erntenebenprodukte (z. B. Stroh) auf dem Acker verbleiben sollten.

Zur Bewertung des Stickstoff(N)-Haushalts ist eine vollständige Anrechnung der organischen Dünger, der Deposition aus der Atmosphäre und aller weiteren Zufuhrquellen erforderlich. Bei N-Salden zwischen 0 kg und 49 kg N/ha und Jahr besteht eine ausreichende Sicherheit zur Erzielung optimaler Erträge und es wird eine optimale N-Verwertungseffizienz gewährleistet. Von den untersuchten Flächen befanden sich rund 50 % in diesem optimalen Nährstoffzustand.

Die vorliegende Untersuchung bestätigt aber gleichzeitig, dass es nach wie vor Flächen gibt mit erheblichem Defizit in der erzielten N-Verwertungseffizienz. Die Defizite wurden nicht nur auf den ertragsärmeren Standorten, sondern auch in Trockenlagen besonders bei ausgeprägter Frühjahrstrockenheit, bei vermehrtem Einsatz organischer Düngemittel und bei höheren Hackfrucht- und Winterrapsanteilen in der Fruchtfolge ermittelt. Auf Ackerflächen ist daher eine möglichst hohe N-Effizienz bzw. Nährstoffverwertung sicherzustellen. Nur dadurch wird insbesondere auf leichten Standorten wirksam die N-Auswaschung reduziert.

Durch eine genauere Anrechnung der N-Verfügbarkeit und der N-Mineralisation aus organischen Düngern und dem Humusumsatz kann bei der Düngebedarfsermittlung im Durchschnitt der Flächen eine Einsparung von bis zu 50 kg N/ha und Jahr an mineralischen N-Düngemitteln erfolgen. Je länger die Historie der Fläche berücksichtigt wird, umso genauerere Ergebnisse können hierbei erwartet werden.

Für alle Standorte sollten weitere Bemühungen unternommen werden, bei der Düngebedarfsermittlung für die angebauten Fruchtarten ein realistisches Ertragsniveau zu generieren, da immer noch ein erhebliches Maß an Ertragsüberschätzung festgestellt wurde.

Die organische Düngung sollte maßvoll zur Humusreproduktionsleistung eingesetzt werden, in optimaler Weise zur Substitution der mit Ernte- und Nebenprodukten abgefahrenen organischen Substanz. Ein übermäßiger Wirtschaftsdüngereinsatz ist zu vermeiden, da er mittelfristig unweigerlich zu Humusüberschüssen mit der Gefahr verstärkter N-Freisetzung und N-Austräge in Grund- und Oberflächenwasser verbunden ist. Die exaktere Abschätzung der mit der Mineralisation verbundenen N-Nachlieferung auf Ackerflächen u.a. mit dem Modell CCB führt zu einer bedeutenden Einsparung an N-Mineraldüngung von bis zu 60 kg N/ha mit der Folge geringerer N-Austräge in Gewässer.