Verluste der oberirdischen Biomasse von abfrostenden Begrünungspflanzen durch Ausgasung vor der Einarbeitung in den Boden

Begrünungen mit ihren ökologischen und agronomischen Leistungen sind ein wichtiger Beitrag für eine nachhaltige Bewirtschaftung im Ackerbau und werden daher auch im ÖPUL gefördert. Vor der Einarbeitung der Begrünungspflanzen im Frühjahr kommt es zu Verlusten an der oberirdischen Biomasse bei den der Witterung ausgesetzten Pflanzen. Einerseits kommt es zu Ausgasungen durch mikrobiologische Aktivität an den Pflanzen und andererseits zu Auswaschungen in den Boden. Die ÖPUL Förderungsvarianten von Begrünungen B und D erlauben eine Einarbeitung der Begrünungsbiomasse erst ab dem 2. März.

Die Begrünungen von Ackerflächen im Zeitraum zwischen den Hauptkulturen werden vom ÖPUL mit dem Ziel einer Reduktion der Nährstoffauswaschung in das Grundwasser und des Nährstoffaustrages in Oberflächengewässer sowie des Bodenschutzes vor Wind- und Wassererosion und eines Beitrages zur Verbesserung der Biodiversität gefördert. Hierbei wird jedoch der tatsächlich dem Boden zugeführten Nährstoffmenge keine Beachtung geschenkt. Nur in den Boden zurückgeführte Elemente wie Stickstoff und Kohlenstoff erhöhen den Nährstoffgehalt für die Folgekulturen bzw. verbessern die Kohlenstoffbilanz eines Bodens.

Im Rahmen dieses Projektes wurde die oberirdische Biomasse der Begrünungspflanzen, deren Gehalt an Kohlenstoff, Stickstoff, Lignin und Zellulose sowie deren Verluste durch Ausgasungsvorgänge bis zum erlaubten Einarbeitungstermin 02.03.09 untersucht.

Projektziele

• Bestimmung der in Richtung Boden abgegebenen Mengen von Stickstoff und Kohlenstoff in der Auswaschungsflüssigkeit.
• Die Quantifizierung der Mengenverluste in der oberirdischen Biomasse von nicht eingearbeiteten Begrünungspflanzen durch Ausgasungsvorgänge an den Pflanzen.
• Berechnung der Verluste an Stickstoff und Kohlenstoff in der oberirdischen Biomasse, sowie Messung des Lignin- und Cellulosegehaltes.
• Evaluierung der Mehrleistung von Begrünungen als Nährstoffspeicher von klimarelevanten Gasen und zum Aufbau des Humusgehaltes des Bodens.

Material und Methode

In dieser Untersuchung wurde Pflanzenbiomasse von drei Begrünungsvarianten (Pflanzen-Mischung mit Leguminosenanteil, Mischung ohne Leguminosenanteil und Senf (alle abfrostend)), die unter praxisgerechten und den ÖPUL-Anforderungen entsprechenden Bedingungen in einem Feldversuch gewachsen war, in offenen (Gitter-)Stapelboxen gleichmäßig verteilt aufgelegt und den ganzen Winter über bis zum 4. März der Witterung ausgesetzt.

Beim Versuchsaufbau wurde darauf geachtet, die realen Bedingungen auf den Feldern nachzuahmen, um eine optimale Verwertbarkeit der Versuchsergebnisse in der landwirtschaftlichen Praxis zu gewährleisten.

Während der Versuchsdauer wurde jeweils nach Regenfällen die Auswaschungsflüssigkeit in den Boxen entnommen und deren Kohlenstoff- und Stickstoffgehalt bestimmt. Sodann wurden die gasförmigen Verluste an Stickstoff und Kohlenstoff mit Hilfe der Bilanzierungsmethode errechnet, und zwar als Differenz der Kohlenstoff- bzw. Stickstoffgehalte der Biomasse zu Versuchsbeginn und zu Versuchsende, abzüglich der Auswaschungsverluste.

Ergebnisse

Die Frostperioden beeinflussten die nach einem Niederschlag erfolgten Auswaschungsmengen. Die Auswaschungsmengen an Kohlenstoff waren anteilsmäßig gering im Bereich 6 bis 9 %, während die Auswaschungsmengen an Stickstoff  zwischen 24 und 33 % lagen.

Die gasförmigen Verluste an Kohlenstoff lagen bei der Versuchsvariante Senf bei 42 % und bei den Varianten Leguminosenmischung und Nichtleguminosenmischung bei 48 % des im Herbst in den Begrünungspflanzen vorhandenen Gesamtkohlenstoffs. Beim Stickstoff betrugen die gasförmigen Verluste bei der Leguminosenmischung und der Nichtleguminosenmischung ca. 18 % des zu Versuchsbeginn in den Pflanzen vorliegenden Stickstoffs, während der Senf einen gasförmigen Verlust von 37 % des Pflanzenstickstoffs aufwies.

Die Ergebnisse der Humusbilanzen zeigten, dass der Beitrag der Begrünungsvarianten zur Humusmehrung zwischen 7 % und 32 % des jährlichen Humussaldos liegt, den eine für den Biolandbau typische Fruchtfolge allein durch ihre anderen Fruchtfolgeglieder erzielt.