Zwischenfrüchte als ökologische Vorrangflächen – Bedeutung für die Lachgasemission

Publication Type

Report

Authors

Perik Seiz, Ivan Guzman-Bustamante, Reiner Ruser, Torsten Müller

Year of publication

2016

Keywords

Lachgas, Leguminosen, nitrate

Seit 2014 gilt für Landwirte mit Betrieben >15 ha, dass 5% der Betriebsfläche als ökologische Vorrangfläche bewirtschaftet werden sollen. Hierfür werden für Ackerland sog. „Greening“-Saatgutmischungen angeboten, welche sich stark in ihrer Zusammensetzung, und damit in ihren Eigenschaften wie z.B. Menge und Zeitpunkt von Nährstoffaufnahme unterscheiden. Bisher gibt es keine Untersuchungen zum Einfluss solcher Greening-Mischungen und deren Management auf die Freisetzung des klimarelevanten Spurengases N₂O.

Hauptziel des Feldversuches war deshalb die Quantifizierung von winterlichen N₂O-Emissionen und möglicher Nitratauswaschung in Abhängigkeit von (1) Winterbegrünung, (2) Leguminosenanteil der Begrünung und (3) der Biomasse-Abfuhr.

Dazu wurden zwischen dem 17.11.15 und 02.06.16 Spurengasmessungen mit der geschlossenen Kammermethode auf einem Parzellenversuch des LTZ Karlsruhe in Ettlingen durchgeführt. Bodentyp war eine Parabraunerde. Der Versuch wurde konventionell bewirtschaftet. Die Ansaat der Zwischenfrüchte erfolgte am 11.08.2015, Folgefrucht war Mais.

Es wurden die folgenden Varianten beprobt: (1) Schwarzbrache, (2) Gelbsenf ohne Abfuhr, (3) Gelbsenf mit Abfuhr der oberirdischen Biomasse, (4) eine „Greening“-Mischung mit 55% Leguminosenanteil ohne Abfuhr, (5) dieselbe Mischung wie (4) mit Abfuhr, (6) eine „Greening“-Mischung mit 95% Leguminosenanteil ohne Abfuhr und (7) dieselbe Mischung wie (6) mit Abfuhr.

Erhöhte N₂O-Flussraten traten kurzzeitig nach Frost/Tau im Januar 2016 und nach N-Düngung im Mai 2016 auf. Die höchsten N₂O-Flussraten innerhalb dieser Studie wurden mit 405 µg N₂O-N m^-2 h^-1 Mitte April 2016 nach der Grund-Bodenbearbeitung in der Schwarzbrache gemessen. Die N₂O-Flüsse waren positiv mit den Nitratgehalten des Oberbodens (0-30 cm) korreliert.

Die kumulativen N₂O Emissionen über den Messzeitraum von 6,5 Monaten schwankten zwischen 0,8 kg N₂O-N ha^-1 im Gelbsenf und 1,6 kg N₂O-N ha^-1 bei der Mischung mit 95% Leguminosen ohne Abfuhr. Mit steigendem Leguminosenanteil in der Saatmischung stiegen die mittleren kumulativen N₂O-Emissionen an.

Die Abfuhr der oberirdischen Biomasse im Oktober führte zu deutlichen und teils statistisch signifikanten Minderungen der N₂O-Freisetzung. Am größten war die Minderung durch Abfuhr in der Variante mit 95% Leguminosen.

Nennenswerte Methan-Aufnahmen fanden im Herbst vor Frostereignissen statt, welche schließlich zum Absterben der Pflanzen führten. Danach zeigten sich bis zum Versuchsende keine behandlungsbedingten Unterschiede in der CH₄-Aufnahme mehr. Die kumulative CH₄-Aufnahme variierte zwischen 300 und 130 g CH₄-C ha^-1 und war damit gering.

Die Schwarzbrache zeigte im Herbst die höchsten Nitratgehalte im Oberboden sowie in 30-60 cm Tiefe. Es kam über Winter in allen Behandlungen zu einer Nitratverlagerung in die Tiefe 60-90 cm. Die geringsten Konzentrationen im Unterboden fanden sich dabei bei der Behandlung mit Gelbsenf.