Was Zwischenfrüchte leisten können

Ergebnisse des CATCHY Projekts

Zwischenfruchtmischungen bringen Vorteile

im Vergleich zu Reinsaaten 
 
  • + 11 % Silomaisertrag in Trockenjahren
  • + 11,5 % Bodenwasser zur Maisaussat
  • + 19 % Wasserstabile Bodenaggregate
  • - 80 % Nährstoffauswaschung
  • + 4 % Winterweizenertrag

Dies sind, in Rechenbeispielen dargestellt, einige der Ergebnisse des wissenschaftlichen Projektes CATCHY*.

Über neun Jahre (seit 2015) wurden Einzelkomponenten als Reinsaaten und Zwischenfruchtmischungen mit einer Schwarzbrache in Fruchtfolgeversuchen verglichen und ihre Wirkung untersucht.  Es zeigte sich, dass die gezielte Kombination von Arten in Mischungen zu mehr Resilienz im Pflanzenbausystem führt.

Dr. Matthias Westerschulte, Teamleiter Biodiversität,  hat das Projekt seitens der DSV mitbetreut.

Die Ergebnisse zusammengefasst

Zwischenfrüchte verbessern nachweislich die Bildung wasserstabiler Bodenaggregate (Ø+19 %). Mischungen verschiedener Arten liefern hier noch bessere Optionen als Einzelkomponenten. Die damit verbesserte Bodenstruktur ist die Grundlage für einen gesunden Boden und den darauf stattfindenden Ackerbau. Ebenso kann der Zwischenfruchtanbau langfristig, bei kontinuierlicher Integration in die Fruchtfolge, den Humusgehalt steigern. Bedingt durch das günstige C/N-Verhältnis der Spreu zeigte in den CATCHY-Versuchen die 12er-Mischung (TerraLife®-MaisPro) das höchste Potenzial.
Alle Bodenfunktionen werden mikrobiell beeinflusst. Je diverser das Mikrobiom (Gesamtheit der Mikroorganismen) aufgestellt ist, desto stabiler kann das Agrarökosystem gegenüber Störungen, wie z.B. extreme Witterung, sein. Im CATCHY-Projekt konnte gezeigt werden, dass jede Pflanzenart ein individuelles Mikrobiom entwickelt. Eine Kombination unterschiedlicher Arten in Mischungen kann entsprechend, in Abhängigkeit von Standort und Jahr, eine größere Diversität des Mikrobioms bewirken. Es spielt folglich eine Rolle, ob der Boden brach liegt, Zwischenfrüchte in Reinsaaten oder in Mischungen angebaut werden.
 
Auch konnte belegt werden, dass Zwischenfrüchte das Mikrobiom der folgenden Hauptkultur beeinflussen: Beispielsweise wurden verschiedene Zwischenfruchtarten und Mischungen angebaut und die Wurzeln des darauf folgenden Maises untersucht. Die meisten gesundheitsfördernden Pilze wurden nach Phacelia in Reinkultur und nach der Mischung TerraLife®-MaisPro gefunden. Schädliche Fusariumpilze traten am häufigsten nach Brache oder Senf auf.
Zwischenfrüchte tragen wesentlich zur Schließung der Nährstoffkreisläufe im Ackerbau bei. Zu berücksichtigen ist dabei, dass einzelne Pflanzenarten die unterschiedlichen Nährstoffe sehr spezifisch mobilisieren können. Wesentliche Faktoren hierbei sind die Biomassebildung, die Wurzelarchitektur sowie spezifische Mobilisierungsmechanismen (z. B. das Ausscheiden spezifischer organischer Säuren oder Enzyme über die Wurzelexsudate). Diese Eigenschaften können in Mischungen gezielt kombiniert werden, um das Nährstoffmanagement zu optimieren. Dies führt zu einer stabileren Biomassebildung und Nährstoffaneignung in unterschiedlichen Umwelten.
 
Die langjährigen Fruchtfolgeversuche haben gezeigt, dass unter Zwischenfrüchten die Nährstoffauswaschung zwischen 80 - 90% geringer ist, im Vergleich zur Brache. Außerdem wurde festgestellt, dass die Nährstofffreisetzung aus der Zwischenfrucht nicht nur in der Folgekultur, sondern über organische Nährstoffdepots im Boden auf die gesamten Fruchtfolge erfolgt! Dadurch ergeben sich Einsparpotenziale von Düngemitteln im gesamten Anbausystem.
„Stehlen Zwischenfrüchte meiner Hauptkultur nicht nur das Wasser?“, fragen sich viele Landwirte. Nein, pauschal ist diese Annahme nicht richtig. Die Projektergebnisse belegen, dass mit Zwischenfrüchten der standortspezifische Wasserhaushalt aktiv gesteuert werden kann.
 
Abfrierende Zwischenfrüchte können der folgenden Hauptkultur mehr Wasser zur Verfügung stellen als eine Brache (+11,3 % Bodenwasservorrat zur Maisaussaat) und sind somit insbesondere bei zunehmenden Frühsommertrockenheiten vorteilhaft. In den Trockenjahren während des Projekts führte dieser Effekt zu Mehrerträgen von bis zu +11 % bei Silomais.
 
Wichtig zu berücksichtigen ist, dass nicht abfrierende Zwischenfrüchte auch über Winter und insbesondere bei wieder eintretender Vegetation im Frühjahr Wasser entziehen. Auf Trockenstandorten kann dies zu Wassermangel bei der folgenden Hauptkultur führen. Auf feuchten Standorten hingegen kann dies gezielt genutzt werden, um eine erfolgreiche Frühjahresbestellung der Hauptkultur sicher zu stellen.
Aus den beschriebenen, vielfältigen Einflussfaktoren ergibt sich auch eine komplexe Wirkung von Zwischenfrüchten auf die Erträge der Hauptkulturen. Bei richtigem Management ist diese positiv. Dabei sind die kurzfristigen Ertragswirkungen auf die direkte Folgekultur eher niedrig einzuschätzen (0,8 % Mehrertrag im folgenden Silomais). Allerdings wurde bewiesen, dass es Effekte über die Folgekultur hinaus auf die gesamte Fruchtfolge gibt: Im Winterweizen nach Silomais ergaben sich in den Langzeitversuchen Ertragssteigerungen von 1 bis 4 %.

Versuchsstandorte:       

Asendorf, Niedersachsen

Triesdorf, Bayern

Versuchsaufbau:            

- Standort-gespiegelte und randomisierte Exaktversuche

- Zwei Fruchtfolgen in zwei Wiederholungen mit je einem Jahr versetztem Fruchtfolge-Startpunkt

- Versuchsfläche: 1,2 ha

- Parzellengröße: 9x9 m

Fruchtfolge:                     

 A) Winterweizen (WW), Zwischenfrucht (ZF), Silomais (SM)

 B) WW, ZF, SM, WW, ZF, Ackerbohne (AB)

Versuchsvarianten:       

Brache, Gelbsenf, Alexandrinerklee, Phacelia, Rauhafer,

Mix4 (Gelbsenf, Alexandrinerklee, Phacelia, Rauhafer),

Mix12 (Felderbse, Sorghum, Phacelia, Öllein, Pannonische Wicke, Rettich, 

Ramtillkraut, Sonnenblume, Leindotter, Perserklee, Schweden- und Inkarnatklee)

Das CATCHY-Projekt hat das Verständnis für die vielfältigen Vorteile von Zwischenfrüchten im Ackerbau deutlich verbessert. Dabei sind die Eigenschaften und Wirkungen von unterschiedlichen Pflanzenarten und deren Gesellschaften sehr komplex. Bei Betrachtung der Gesamtheit aller Parameter zeigt sich, dass die gezielte Kombination von Arten in Mischungen zu mehr Resilienz im Pflanzenbausystem führt. Zur Realisierung der vielfältigen Vorteile ist eine kontinuierliche Integration der richtigen Zwischenfrüchte in die Fruchtfolge essenziell.

*CATCHY-Projekt Infos und Hintergründe

Der Effekt auf die Fruchtfolge durch eine Zwischenfrucht ist nicht leicht zu messen. Mit dem Projekt CATCHY, sind mit aufwändigen Forschungsmethoden, neue Erkenntnisse über die Wirkung einer Zwischenfrucht entstanden. 
Das Zwischenfruchtprojekt CATCHY ist ein Teil der Initiative „Boden als nachhaltige Ressource für die Bioökonomie – BonaRes“ und wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) 2015 ins Leben gerufen. Über insgesamt neun Jahre wurde in zwei unterschiedlichen Fruchtfolgen untersucht, wie sich Zwischenfrüchte auf den Boden und dessen Biologie und damit auf die Erträge der Hauptfrüchte auswirken. Neben der DSV sind an dem Projekt Mikrobiologen aus Bremen, Bodenkundler aus Hannover, Pflanzenernährer aus Gatersleben, Pflanzenbauer aus Triesdorf und Sozioökonomen aus Gießen beteiligt. Die DSV bringt ihre langjährige Erfahrung mit Zwischenfrüchten und der Zusammenstellung von intelligenten Mischungen für den Zwischenfruchtanbau ein.

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Ergebnisse der Forschungsarbeiten

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