Projekte in den Förderprogrammen des BMEL, betreut durch den Projektträger BLE (PT BLE)
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| Titel: | Gezielte Beregnung im Ökologischen Landbau zur Steigerung von Produktivität und Nährstoffeffizienz |
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| Titel (englisch): | Enhancing productivity and nutrient efficiency in organic crop production with irrigation management |
| Beschreibung (dt.): | Oberziel des Projektes ist die Erhöhung der Produktivität im ökologischen Ackerbau auf Kulturarten- und Systemebene (Fruchtfolge) durch optimierte Wasser- und Nährstoffversorgung. Bedingt durch den Klimawandel wird eine Tendenz zu Frühsommertrockenheit mit temporärem Wasserstress bei Kulturpflanzen erwartet. Es werden faktorielle Feldversuche auf ökologischen Versuchs- und Praxisbetrieben mit gezielter Wasser- und Nährstoffversorgung von Rotkleegras, Ackerbohnen und Sommerweizen durchgeführt. Zur Anwendung kommen neben der Beregnung innovative Produkte, u.a. nährstoffangereicherte Grünschnittkomposte sowie P-Recycling Dünger. Erfasst werden der Einfluss der Maßnahmen und deren Interaktionen auf die Ertragsleistung und die Nährstoffaufnahme- und Verwertungseffizienz der untersuchten Kulturen sowie die N2 Fixierleistung der angebauten Leguminosen. Die Effekte der Faktorvariation werden kulturartenspezifisch mit Hinblick auf die Reduzierung von Ertragslücken (tatsächlich versus erzielbar) analysiert und auf der Systemebene (Vorfruchteffekte, Nährstoffbilanzen) bewertet. Die Beregnungswürdigkeit der einzelnen Kulturen wird unter Einbezug der Systemeffekte, vor allem des N-Inputs durch die N2 Fixierung, berechnet. Auf Basis der Ergebnisse werden Praxisempfehlungen zur wasser- und nährstoffgesteuerten Erhöhung der Produktivität im ökologischen Ackerbau abgeleitet. |
| Beschreibung (engl.): | Yields of organic arable crops are often limited by nutrient supply, in particular nitrogen. Insufficient temporal and spatial water availability may further limit attainable yields. As a result of climate change longer periods of drought during the early summer period are expected for Central Europe. In the present project we test on a range of organic farms in Germany, in how far gaps between actual and attainable yields for red clover, faba bean and spring wheat can be reduced by optimal water management at critical growth stages and by improved nutrient supply. Irrigation will be combined with site specific fertilization strategies using innovative approaches such as enriched household waste compost and P-recycling products. In addition to a systematic yield analysis, nutrient uptake efficiency and nutrient balances as well as N2 fixation of the legumes will be assessed. Conclusions on the economic relevance of temporary irrigation for yield optimization in organic crop production will be drawn and recommendations for organic farmers be published. |
| Ergebnis (dt.): | Im Zuge des Klimawandels wird lokal verstärkt Frühjahrs- und Frühsommertrockenheit beobachtet. Folge können ertragsmindernde Effekte u.a. auf Leguminosen sein. Hohe Stickstofffixierleistungen von Leguminosen sind jedoch für die Produktivität ökologischer Anbausysteme entscheidend. Unklar ist, inwieweit Zusatzberegnung zu Leguminosen ertragssteigernd wirkt und betriebswirtschaftlich rentabel ist. Im vorliegenden Projekt wurden auf Basis von 18 faktoriellen Feldversuchen auf drei ökologisch bewirtschafteten Standorten über zwei Jahre (2019 - 2020) sowie weiteren Versuchen die Effekte von Feldberegnung (mit/ohne) und Düngung (PKS+Mikronährstoffe/ohne) auf Ertrag, Nährstoffflüsse und Wirtschaftlichkeit von Sommerackerbohnen, Rotkleegras und Sommerweizen (hier organische Düngung) quantifiziert und analysiert. Gemittelt über alle sechs Versuche wurde nach Beregnung ein um etwa 50% höherer Kornertrag von Ackerbohnen festgestellt. Das durchschnittliche Ertragsniveau war jedoch mit etwa 29 dt ha-1 gering. Mit den beregnungsinduziert höheren Biomasseerträgen gingen idR auch höhere Kornstickstofferträge einher (max. +116 kg N ha-1). Der prozentuale Anteil von aus der Luft fixiertem Stickstoff (NdfA-Wert) wurde durch Beregnung teils erhöht, war mit im Mittel mit 61% jedoch vergleichsweise niedrig. Es wurden keine Effekte der P- und K-Düngung auf die Kornerträge festgestellt. Der Kornertrag wurde in einem Versuch in 2021 (nasser Sommer) durch Bodendämpfung signifikant um 23% auf 48,7 dt ha-1 erhöht. Der Trockenmasseertrag von Rotkleegras wurde durch Beregnung signifikant um 42% auf im Mittel 116,5 dt ha-1 gesteigert. Beregnung hatte in beiden Jahren eine signifikante Zunahme der fixierten N2-Menge zur Folge. Die absoluten Unterschiede waren jedoch mit weniger als 50 kg N ha-1 vglw. gering. Im Gegensatz zu Ackerbohnen unterlagen die NdfA-Werte nur geringen Schwankungen und waren mit knapp 80% im Gesamtmittel hoch. Die K - Bilanzsalden waren in allen Versuchen und Varianten negativ (häufig > - 200 kg ha-1). Die Beregnung von Ackerbohnen und Rotkleegras hatte keinen Einfluss auf den Kornertrag der Nachfrucht Winterweizen. Mit einer Ausnahme (Ackerbohnen 2019) war die Beregnung bei Annahme von Vollkosten von etwa 800 € je ha nicht rentabel. Die zusätzliche N2-Fixierung wurde hier nicht mitbewertet. Beregnung und Düngung hatten nur geringfügige ertragssteigernde Effekte auf Sommerweizen. Ein pflanzenbaulich relevantes Ergebnis sind die fördernden Effekte der Beregnung auf die NdfA-Werte und die N2 - Fixierleistung von Ackerbohnen und Rotkleegras sowie die damit verbundenen Systemeffekte. Gelingt es, diese mit einer kostensparenden Beregnung (Mengen, Technik, Wasserkosten) zu kombinieren, ergibt sich möglicherweise betriebsspezifisch ein ökonomischer Nutzen, insbesondere bei der Beregnung von Ackerbohnen und ggf. anderen Körnerleguminosen. |
| Ergebnis (engl.): | In the course of climate change, increased spring and early summer drought is observed locally. This can have yield-reducing effects on a.o. legumes. However, high nitrogen-fixing capacity of legumes is crucial for the productivity of organic farming systems. It is unclear to what extent supplementary irrigation of legumes increases yields and is economically profitable. In the present project, the effects of field irrigation (with/without) and fertilisation (PKS+micronutrients/without) on yield, nutrient flows and profitability of spring field beans, red clover grass and spring wheat (here organic fertilisation) were quantified and analysed on the basis of 18 factorial field trials on three organically managed sites over two years (2019 -2020) and further trials. Averaged over all six trials, grain yield of field beans was about 50% higher after irrigation. However, the average yield level was low (29 dt ha-1). The irrigation-induced higher biomass yields resulted in higher grain nitrogen yields (max. +116 kg N ha-1). The percentage of nitrogen fixed from atmosphere (NdfA value) was partly increased by irrigation, but was comparatively low (Ø 61%). No effects of P and K fertilisation on grain yield were noted. Soil steaming in a trial in 2021 resulted in a significant increase (+23%) of grain yield to 48.7 dt ha-1. The dry matter yield of red clover grass was significantly increased by 42% to an average of 116.5 dt ha-1 by irrigation. Irrigation resulted in a significant increase in the amount of fixed N2 in both years. However, the absolute differences were relatively small, less than 50 kg N ha-1. In contrast to field beans, the NdfA values of red clover were stable at a high level of about 80%. The K balances were negative in all trials and treatments (often > - 200 kg ha-1). The irrigation of field beans and red clover grass had no influence on grain yield of subsequent winter wheat. With one exception (field beans 2019), irrigation was not profitable assuming full costs of about 800 € per ha. Additional N2-fixation was not factored in. Irrigation and fertilisation had only minor yield increasing effects on spring wheat. A result relevant to crop production is the beneficial effect of irrigation on NdfA values and N2 fixation of field beans and red clover grass, as well as the associated system effects. If it is possible to combine these effects with cost-saving irrigation (rates, technology, water costs), farm-specific economic benefits may be possible, especially when irrigating field beans and other pulses. |
| Laufzeit: | Beginn: 01.12.2018 / Ende: 28.02.2022 |
| Ausf. Einrichtung: | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn - Landwirtschaftliche Fakultät - Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz (INRES) - Agrarökologie und Organischer Landbau, Bonn |
| Themenfelder: | Pflanzenbau, crop production |
| Förderprogramme: | Bundesprogramm ökologischer Landbau |
| Schlagworte: | Ökologischer Landbau, organic farming, Klimaschutz, climate protection, Ackerbau, crop production, Bohne, bean, Weizen, wheat, Klee, clover, Bewässerung, irrigation, Klimaanpassung, climate change adaptation |
| Förderkennzeichen: | 2818OE025 |
| Dokument zum Download: | Praxismerkblatt.pdf (1,1 MB) Abschlussbericht.pdf (3,3 MB) |
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Weizen Stroh
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"Kleegras und Grünland"
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