Praxiserprobung von Transfermulch im Kartoffelanbau
Praxistipp...
Beikrautunterdrückung:
- Die Mulchschicht sollte mindestens 80% des Bodens bedecken.
- Für gleichmäßige Bedeckung Häcksellänge von ca. 7 cm wählen.
- Mulchmaterial mit weiterem C/N-Verhältnis deckt den Boden länger ab (z.B. Wicke-Triticale-Gemenge mit C/N 20).
Düngung:
- Transfermulch ist nach der Düngeverordnung als organischer Dünger mit wesentlichem N-Gehalt zu bewerten und 30% des Stickstoffs anzurechnen.
- Je enger das C/N-Verhältnis, desto schneller erfolgt die Zersetzung des Materials.
Bodenschutz:
- Für den Verdunstungsschutz ist Material mit weitem C/N-Verhältnis zu empfehlen.
- Für den Erosionsschutz zeigt auch Kleemulch mit einem sehr engen C/N-Verhältnis (ca. 15) Effekte.
Versuchsfragen
- Kann mit einer Mulchbedeckung jeweils aus Luzerne und einer Luzerne-Stroh-Mischung eine Bodenbedeckung bis zum Bestandsschluss erreicht werden?
- Inwiefern haben die Zugabe von Stroh zu Luzerne und unterschiedliche Mengenverhältnisse zwischen Luzerne und Stroh Einfluss auf die Dauer der Bodenbedeckung?
- Wie beeinflusst die Mulchbedeckung den Bodenwassergehalt sowie den Ertrag und die Qualität von Kartoffeln?
- Wie stellt sich die Wirtschaftlichkeit des Transfermulchverfahrens gegenüber einer betriebsüblichen Verwertung von Stroh und Luzerne als Kompost dar?
Hintergrund
Der Einsatz von Transfermulch stellt für viele Landwirtschaftsbetriebe eine zunehmend interessante Option dar. Mit ihm lassen sich positive Effekte auf Nährstoffmanagement, Bodenschutz, Wasserversorgung, Ertragsqualität und Schaderregerkontrolle erzielen.
Unter Transfermulch (auch Cut & Curry genannt) wird im engeren Sinne das Ausbringen frisch geschnittener Biomasse einer Geberfläche auf eine Nehmerfläche verstanden. Im weiteren Sinne zählen auch das Silieren, Trocknen oder Kompostieren von rein pflanzlichen Materialien und deren spätere oberflächliche Ausbringung zu den Mulchverfahren. Als Mulch wird eine großflächig aufgetragene Schicht pflanzlichen Materials verstanden, das auf der Bodenoberfläche verbleibt. Die positiven Aspekte von Transfermulch sind für den Ökolandbau in Sachsen von herausgehobener Bedeutung.
Durch eine vergleichsweise geringe Tierhaltungsdichte fehlen wirtschaftliche Verwertungsoptionen für den mehrjährigen Feldfutterbau. Daher wird der Aufwuchs i. d. R. auf der Fläche belassen. Bei Klee- und Luzerneanbau wird die Stickstofffixierleistung aber durch die Abfuhr der Biomasse gefördert. Bei einer Nutzung als Transfermulch kommen die organisch gebundenen Nährstoffe als mobiler Dünger der Nehmerfläche direkt zugute.
Durch die großstrukturierte Landnutzung mit ausgeräumten Schlägen sind viele Gegenden besonders anfällig für Erosion und ungünstige mikroklimatische Bedingungen. Eine Mulchdecke kann Wasser- und Winderosion ebenso wie der Erwärmung und Austrocknung von Ackerböden angesichts steigender Spitzentemperaturen und Temperatursummen entgegenwirken. Dadurch können insbesondere im Kartoffelanbau die allgemeine Knollenqualität durch verbessertes Knollenwachstum und eine verringerte physiologische Alterung profitieren.
Eine zunehmende Anzahl von Landwirten und Landwirtinnen stellt sich die Frage, inwiefern Transfermulch in die Anbaupraxis ihrer Betriebe integriert werden kann. Angesichts dieses Interesses besteht Bedarf an Kenntnissen und Erfahrungen hinsichtlich Umsetzbarkeit und Wirkung unter Praxisbedingungen. Der Versuch hat zum Ziel, eine Bewertung der Vor- und Nachteile sowie einer allgemeinen Umsetzbarkeit und Eignung des Verfahrens unter Praxisbedingungen zu testen und zu demonstrieren.
Der viehlose Landwirtschaftsbetrieb Eckhard Voigt verfügt über langjährige Erfahrungen im Kartoffelanbau und der Kompostierung von Klee, Luzerne und Stroh. Die Kompostierung der Feldfutteraufwüchse und die vergleichsweise geringe aber alljährliche Ausbringungsmenge stehen als betriebsübliches Anbauverfahren dem Transfermulch-Verfahren im Praxisversuch gegenüber.
Versuchsparameter und Versuchsskizze
Versuchstyp | Einzelversuch |
Anlagetyp | Streifenversuch |
Prüffaktoren | Bodenbedeckung mit Mulch |
Faktorstufen | Bodenbedeckung mit Luzerne; Luzerne/Stroh 1:0,5; Luzerne/Stroh 1:1; unbedeckte Kontrolle |
Anzahl Wiederholungen | 3 (randomisierte Verteilung) |
Prüfmerkmale | Mulchbedeckung; Bodenwassergehalt; Knollenertrag; Knollenqualität |
Versuchszeitraum | 2023 bis 2025 |
Bemerkung |
Berechnung der Aufwandmenge vom Mulchmaterial: Die Berechnung für Luzernemulch je Flächeneinheit erfolgt nach N-Düngebedarf gemäß DüV auf Basis einschlägiger Literaturwerte für Ertrag und N-Gehalt. Die Aufwandmenge des Strohmulchs je Flächeneinheit (Faktorstufen 2 und 3) wird im Verhältnis zur Aufwandmenge des Luzernemulchs variiert und zusätzlich zur Luzernebiomasse appliziert. |
Im ersten Versuchsjahr können keine statistisch gesicherten Unterschiede zwischen den getesteten Anbauverfahren festgestellt werden. Dies trifft sowohl im Vergleich innerhalb der Mulchvarianten als auch gegenüber der ungemulchten Kontrolle zu.
Bei allen Michungsverhältnissen von Luzerne und Stroh bewegt sich die Bodenbedeckung vom Ausbringungszeitpunkt bis zum Reihenschluss und darüber hinaus auf einem vergleichbaren aber lückenhaften Niveau.
Die jeweiligen Gesamterträge aller Varianten bewegen sich auf einem vergleichbaren Niveau von rund 450dt/ha. Zwar unterscheiden sich die Varianten tendenziell im Vergleich der Ertragsanteile der einzelnen Qualitätsklassen. Jedoch überwiegt der Anteil mittelgroßer Knollen in Futterqualität mit rund 90 Prozent Ertragsanteil. Der Knollenanteil in Speisequalität bewegt sich bei 3,5-5,25 Prozent. Sowohl Gesamtertrag, als auch Knollenqualität fallen somit besser aus als in den Vorjahren.
Bei den Bodenwassergehalten lassen sich weder im Niveau noch in der Dynamik signifikante Unterschiede zwischen den Varianten feststellen. Erwartungsgemäß sinkt der Bodenwassergehalt über den Sommer und steigt gegen Ende der Vegetationsperiode wieder an. Die Nmin-Gehalte verhalten sich in ihrer Dynamik weitestgehend analog zu den Bodenwassergehalten. Beobachtete Unterschiede zwischen den Varianten sind auch hier als nicht signifikant zu bewerten.
Die ökonomische Verfahrensbetrachtung beschränkte sich im ersten Versuchsjahr zunächst auf die Verfahrensschritte der Mulchausbringung. Die angeführte Tabelle zeigt anschaulich, dass das Mulchen mit Luzerneschnitt alleine die kostengünstigste Variante ist. Mit zunehmenden Strohanteil steigen die Kosten der Mulchausbringung. Die Biomassekosten bilden in allen Varianten den größten Anteil an den Gesamtkosten.
Zwischenauswertung 2023 - Ertrag
Zwischenauswertung 2023 - H2O Rhizoctonia
Zwischenauswertung 2023 - Nmin
Zwischenauswertung 2023 - Ökonomie
In diesem Jahr entschieden wir uns für Luzerneheu und frische Luzerne als Mulchmaterial, die beide mit Weizenstroh in einem Mengenverhältnis von 1:1 als sogenannte »Sandwich«-Methode bedeckt wurden. Am 30.04.24 wurden die Kartoffeln gelegt, am 23.05.24 die Dämme gefräst. Im Anschluss sollte der Mulchtranfser mittels Ladewagen erfolgen. Allerdings fielen kurz vor dem geplanten Transfer starke Niederschläge, so dass die Feldstücke längere Zeit nicht befahrbar waren. Stattdessen brachten wir den Mulch am 14.06. per Hand auf 10 m2 Parzellen aus, als sich die Pflanzen bereits kurz vor dem Längenwachstum befanden (BBCH 29). Die Tabelle 1 zeigt die aufgebrachten Mulchmengen.
Material |
FM in dt/ha |
TM in dt/ha |
Luzerne |
436 |
87 |
Heu |
567 |
113 |
Durch den Einsatz von Bodensonden konnte die Temperatur und der Wassergehalt des Bodens kontinuierlich gemessen werden, wobei sich die Sonden im Dammtal befanden.
Bodentemperatur
Die Bodentemperatur in den Varianten mit Heu ist über die gesamte Wachstumsphase am niedrigsten, die der Kontrolle am höchsten. Dieser Effekt ist in der obersten Bodenschicht (0-10 cm) am deutlichsten zu sehen und nimmt in den tieferen Schichten ab (siehe Abbildungen). An heißen Tagen unterscheiden sich die zwei Varianten im Temperaturmittelwert um mehr als 5°C bzw. in den Maximalwerten um bis zu 14°C (siehe Abbildungen). Herrschen im Damm über mehrere Tage Temperaturen von > 25°C, gerät die Pflanze in Stress, was einen Wachstumsstopp bis hin zur frühzeitigen Abreife zur Folge hat. Zudem haben dann Schwächeparasiten, wie Kartoffelkäfer oder Plize, wie Alternaria (Dürrfleckenkrankheit) und Verticillium (Erreger der Welkekrankheit) ein leichtes Spiel. Nicht nur Ertrags- sondern auch Qualitätseinbußen können Folgen von zu hohen Temperaturen im Damm sein: so steigt das Risiko des Zweitwachstums in Form von Kindel- und Kettenbildung (zusätzliche Knollen am Stolon) oder Puppigkeit (Buckel an den Knollen). Eine Bedeckung des Damms mit Mulchmaterial mindert den Hitzestress und sorgt somit für widerstandsfähigere Pflanzen.
Bodenwasser
Der Bodenwassergehalt in dem Bereich 0 bis 60 cm ist über den gesamten Messzeitraum in der Kontrolle, also ohne Mulchbedeckung am höchsten (siehe Abbildung). Nach Niederschlägen wies der Boden ohne Mulchbedeckung bis zu 60 l/m2 mehr Wasser auf. Eine Erklärung dafür ist das Interzeptionswasser an der Mulchoberfläche, also der Anteil des Niederschlages, der an dem Schnittgut haften bleibt und ungenutzt verdunstet. Betrachtet man die oberste Bodenschicht (0-10 cm), in der sich auch die Kartoffelwurzeln hauptsächlich befinden, zeigt sich direkt nach den Niederschlägen eine ähnliche Tendenz, jedoch verdunstet das Bodenwasser in der Kontrolle schneller, wobei die Mulchbedeckung mit Heu in Trockenphasen den effektivsten Verdunstungsschutz darstellt (siehe Abbildung). In der länger anhaltenden Trockenphase Ende August standen so den Kartoffelpflanzen unter Heu bis zu 5 l/m2 mehr Wasser zur Verfügung. Luzerne wies überraschender Weise in allen Bodenschichten kontinuierlich die niedrigsten Werte auf.
Ertrag
Heu zeigte im Vergleich zur Kontrolle mit überdurchschnittlichen 523 dt/ha 31%, Luzerne mit 494 dt/ha 24% mehr Ertrag (siehe Abbildung). Die statistische Auswertung ergab keine statistischen Signifikanzen. Es gab keine relativen Unterschiede in der Größenfraktionierung bzw. bei Qualitätskriterien wie Grünfärbung der Knollen oder der Befall mit Rhizoctonia (Wurzeltöterkrankheit).
Dass im ersten Versuchsjahr keine Unterschiede zwischen den getesteten Anbauverfahren festgestellt werden können, lässt sich auf das Verfahren der Mulchausbringungen zurück führen.
Mit dem verwendeten Universalstreuer gelang es nicht, die Mulchausbringung auf die geplante Parzellenbreite zu beschränken, da rund das Doppelte der kalkulierten Streubreite erreicht wurde. Zudem führte das 2-Teller-Breitstreuwerk in Kombination mit hohen, glatten Dammflanken zu einem Wurfschatten, in dem kaum Mulch zu liegen kam. Aufgrund des Abstands zwischen den Fahrgassen konnte dieser Wurfschatten nicht durch eine Mulchausbringung in gegenläufiger Fahrtrichtung ausgeglichen werden. Eine klare Abgrenzung zwischen gleichmäßig gemulchten und vollständig ungemulchten Parzellen auf der Versuchsfläche war somit nicht möglich.
So erklären sich zum einen die geringen, nicht signifikanten Unterschiede der Nmin-Werte, Wassergehalte und Erträge zwischen den varianten. Zum anderen lassen sich tendenzielle Unterschiede nicht eindeutig auf die unterschiedlichen Mulchvarianten zurückführen. Alleine die unterschiedlich hohe Gesamt-Mulchmasse je Fläche zwischen den Varianten ohne Stroh und mit Stroh ließe einen Rückschluss auf den Effekt des Mulchens zu. Die Ergebnisse zeigen jedoch keine Tendenzen, die sich analog zum Strohanteil verhalten.
Die in allen Varianten anhaltende Mulchbedeckung bis weit nach Reihenschluss kann auf die durchgehend recht trockenen Bedingungen Frühjahr bis zum Spätsommer und damit geringe Mineralisationsaktivität zurückgeführt werden. Mit weniger Hitzetagen, geringeren Temperaturspitzen und gelegentlichen Niederschlagsereignissen stellte sich die Witterung über den gesamten Anbauzeitraum hinweg ertragsfördernder dar als in den Vorjahren. Zusammen mit ergiebigen Niederschlägen ab August konnten so die überdurchschnittlichen Erträge erzielt werden.
Die ökonomische Verfahrensdokumentation und -auswertung bildet lediglich die zusätzlichen Kosten des Anbauverfahrens durch die Mulchausbringung ab. Die erhobenen Werte zeigen, dass insbesondere die Inwertsetzung der Biomasse das Kostenniveau bestimmt. So werden die Kosten der Mulchausbringung maßgeblich durch die Aufwandmenge beeinflusst.
Für eine praxisrelevante ökonomische Bewertung der Mulchapplikation wäre das Gesamte Anbauverfahren den betriebsüblichen Verfahren des Kartoffelanbaus und der Luzerne-Stroh-Kompostierung gegenüberzustellen: Für die Biomasse wären dieselben Kosten anzusetzen, jedoch der jeweilige Nutzen des Transfermulchs und des Kompostes u. a. in ihren Ertragswirksamkeiten gegeneinander ins Verhältnis zu setzen. Somit wäre davon auszugehen, dass sich die Inwertsetzung der Biomasse als bestimmender Kostenfaktor relativiere. Die zusätzlichen Arbeitsschritte der Mulchausbringung stünden eingesparter Arbeitsschritte etwa bei der Beikrautregulierung und Kompostherstellung gegenüber.
Der höhere Ertrag der Mulchvarianten kann durch die Bodenkühlung erklärt werden. Eine Verringerung der Wasserverdunstung des Transfermulchs als »Sperrschicht« konnte nicht gezeigt werden. Die Nährstoffversorgung war durch Luzerne als Vorfrucht bereits optimal, so dass die zusätzliche Stickstoffgabe in Form des Schnittgutes mit einem engen C:N-Verhältnis (zwischen 12 und 27) von der Kartoffel nicht aufgenommen wurde. Die Folge sind viel zu hohe Stickstofffrachten im Boden nach der Ernte, die auch von einer früh ausgesäten und wüchsigen Zwischenfrucht vor Winter nicht aufgenommen werden können. Das Stroh, dass das C:N-Verhältnis erweitern sollte, zeigte keine Wirkung hinsichtlich des Nmin-Gehaltes. Vermutlich ist die Technik als »Sandwich« (Luzerne mit Bodenkontakt, Stroh liegt darauf) nicht geeignet, um die Zersetzung des Mulchmaterials zu verlangsamen. In einem nächsten Versuch sollte das Material gemischt werden. Parallel dazu sollte mit Untersaaten experimentiert werden, die die Umwandlung von Ammonium- in Nitratstickstoff verzögern bzw. Stickstoff aufnehmen können.
Zwischenfazit 2023
Ertrags- oder bodenwirksame Effekte durch die Mulchausbringung können im ersten Versuchsjahr 2023 nicht festgestellt werden. Im Rahmen des bestehenden, betrieblichen Anbauverfahrens erscheint das Aufbringen einer gleichmäßigen Mulchschicht als Herausforderung. Die im ersten Versuchsjahr angewandte Versuchsumsetzung ist Zumindest als nicht geeignet zu bewerten, Unterschiede zwischen verschiedenen Mulchvarianten zu untersuchen. Insbesondere das Ausbringungsverfahren sollte angepasst werden. Nur so kann das Ziel einer gleichmäßigen, möglichst starken Mulchbedeckung und die Abgrenzung der Versuchsvarianten erreicht werden, um Effekte vor allem auf Bodentemperatur und -wassergehalt überprüfen zu können. Für die kommenden Versuchsjahre sollten folgende Anpassungen in Betracht gezogen werden:
- Bessere Abstimmung von Parzellenbreite und tatsächlicher Ausbringungsbreite
- Anpassung der Mulchmenge an die tatsächliche Mulchfläche in Abhängigkeit der realen Ausbringungsbreite des Streuers, um mit der maximal zulässigen Ausbringungsmenge nach DüV eine größtmögliche Mulchwirkung zu erreichen
- Einsatz eines Streuers mit waagerechten Streuwalzen (ohne Teller-Breitstreuwerk) oder Ladewagen mit Dosierwalze
- Oder Verringerung der Fahrgassenabstände, um eine entgegengesetzte Mulchausbringung auf derselben Fläche zu ermöglichen und einen ungemulchten Wurfschatten zu vermeiden
- Eine längere Häcksellänge, um das Abrutschen des Mulchmaterials an den Dammflanken zu verringern
Für eine umfassendere und verlässlichere Datenerhebung ist für die kommenden Versuchsjahre der Aufbau einer Wetterstation und der Einsatz von neuen Sonden zur Bodenfeuchte- und Temperaturmessung vorgesehen. Ein weiteres Ziel sollte zudem die ökonomische Gesamtbewertung der Anpassung des betriebsüblichen Kartoffelanbauverfahrens durch die Mulchapplikation sein.
Kontakt
Stefanie Pencs
Praxislabor Pflanzenvitalität
Telefon: +49 352 4263189-08
E-Mail: Stefanie.Pencs@smekul.sachsen.de
Webseite: Öko-Kompetenzzentrum
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