Versuchsergebnisse zur Bewirtschaftungsintensität von Grünland
Auswirkungen von Düngung und Nutzungshäufigkeit auf Ertrag und Qualität eines Grünlandbestandes in Oberbayern
Dauergrünlandversuch 1985 bis 1998 im oberbayerischen Voralpenland
Zusammenfassung der Ergebnisse
- Die erreichbare Energiedichte des Aufwuchses wurde hauptsächlich von der Nutzungshäufigkeit, bei gegebener Schnittfrequenz jedoch nur unwesentlich von der Höhe der N-Düngung beeinflusst.
- Nach dem ersten Schnitt trat ein merklicher Einbruch der Energiedichte bei den in den Monaten Juli bis Anfang August geernteten Aufwüchsen ein.
- Für ein im Sinne der Hochleistungskuh qualitativ hochwertiges, energiereiches Futter war viermaliger Schnitt erforderlich.
- Die langjährige N-Nachlieferung des Standortes schwankte in weiten Grenzen. Auch bei unterbilanzierter N-Düngung waren über einen längeren Zeitraum hinweg hohe Erträge und Energiekonzentrationen feststellbar. Reduzierte N-Düngung führte bei hoher Nutzungshäufigkeit vor allem zu einem sinkenden N-Entzug und einem Abfall des Rohproteingehaltes, nicht jedoch unbedingt zu einem verringerten Trockenmasse-Ertrag.
- Der Einfluss steigender N-Düngung wurde von standortdynamischen Prozessen, wie der eingetretenen Artenverschiebung überlagert.
- Die vorherrschende Stickstofffraktion im Hauptwurzelraum war mit rund 50 bis 75 % das Ammonium.
- Versuche bei Dauergrünland erfordern vergleichsweise lange Beobachtungszeiträume, um der Standortdynamik gerecht zu werden.
Tabellen zu den Erläuterungen
Angesichts der in den letzten Jahrzehnten ständig gestiegenen Herdenleistung in Milchviehbetrieben erlangen Grundfutteraufnahme und Futterqualität, hierbei insbesondere die Energiedichte, zunehmende Bedeutung. Die Analysen des Rinderreportes Bayern belegen deutlich den positiven Einfluss von hochwertigem Grundfutter auf Milchleistung, Kraftfuttereffizienz und Futterkosten pro Kilogramm erzeugter Milch. Vor allem für Grünlandbetriebe besteht daher die Notwendigkeit zu einer möglichst hohen, an das regionale Klima und den jeweiligen Pflanzenbestand angepassten Nutzung. Gleichzeitig soll die Grasnarbe nachhaltig leistungsfähig und stabil bleiben.
Vor diesem Hintergrund ist die hier dargestellte Auswertung eines vierzehnjährigen Dauergrünlandversuches im oberbayerischen Voralpenland zu sehen. Die Standortdaten und einzelnen Varianten zeigt Übersicht 1.
Im Prinzip werden unterschiedliche Nutzungshäufigkeiten bei variierter mineralischer N-Düngung bzw. Gülledüngung verglichen. Je eine der drei- und vierschnittigen Varianten erhielt keine Stickstoffgabe, um die langjährige N-Nachlieferung des Standortes verfolgen zu können. Es sei an dieser Stelle einschränkend hinzugefügt, dass in diesem Naturraum eine fünfmalige Nutzung heute vielfach gängige Praxis ist, solche Varianten jedoch in dem bereits vor 1985 konzipierten Versuch nicht aufgenommen wurden. Nichtsdestoweniger lassen die Ergebnisse Rückschlüsse auf die mögliche Effizienz von N-Düngung, Zeitpunkt des ersten Schnittes bzw. Nutzungsfrequenz auf Ertrag und Qualität zu.
Ergebnisse im Detail
Ertrag und Qualität
Zunächst ist aus Tabelle 1 und Tabelle 2 ersichtlich, dass auch bei fehlender Stickstoffdüngung (Varianten 1.1 und 2.1) im langjährigen Mittel Trockenmasseerträge von ca. 105-110 dt/ha geerntet wurden. Dieses vergleichsweise hohe Niveau wurde bei dreimaliger Nutzung von Anfang bis Ende des Untersuchungszeitraumes gehalten und veränderte sich auch bei fehlender N-Düngung und Erhöhung der Schnittfrequenz im Verlauf der vierzehn Jahre nur unwesentlich.
Dabei ist zu vermerken, dass in Unterthal die N-Nachlieferung auf hohem und auch noch Mitte bis Ende der Versuchsperiode relativ konstantem Niveau lag (siehe Tabelle 2). Da der Leguminosenanteil eher gering war und zudem stark im Laufe der einzelnen Jahre wechselte, resultierte daraus ein hohes Mineralisierungpotential des Standortes. Zudem waren die Gehaltswerte an Phosphat und Kali der Versuchsparzellen als optimal bis hoch einzustufen (siehe Tabelle 3). Diese erklären die anhaltend hohen Erträge auch bei ausgesetzter N-Düngung.
Mit ansteigenden Stickstoffgaben erhöhte sich der Ertrag bis auf 145 dt/ha bei dreimaligem Schnitt. Bei viermaliger Nutzung war der Düngungseinfluss etwas geringer. So wurden bei Versuchsglied 2.3, das 200 kg N/ha erhielt, also 50 kg N/ha mehr als Variante 1.3, um 10 dt/ha weniger geerntet. Auch bei unterschiedlich organischer bzw. organisch-mineralischer Düngung (Varianten 2.4 bis 2.6) bewegten sich bei hoher bodenbürtiger N-Nachlieferung die düngungsbedingten Unterschiede im Trockenmasse-Ertrag in äußerst engen Grenzen. Weitestgehend unbeeinflusst von der Düngerhöhe blieben die relativen Anteile der einzelnen Schnitte am Gesamtertrag, welche bei den Drei-Schnittvarianten eine Verteilung von 47:33:20 Prozent, bei den Vierschnittvarianten von 31:27:26:16 Prozent aufwiesen.
Der entscheidende Nachteil eines späten ersten Schnittes und damit einer reduzierten Schnittfrequenz auf einem solchen gut mit Nährstoffen und Wasser versorgten Standort wird indes nicht am Ertrag, sondern bei der Betrachtung der Qualitätsparameter ersichtlich. Im langjährigen Mittel wurde der erste Schnitt bei den dreimal geernteten Varianten 1.1 bis 1.3 am 15. Juni genommen, während bei den Vierschnitt-Varianten 2.1 bis 2.6 der erste Schnitt bereits einen Monat vorher erfolgte. Bei dem frühen Schnitttermin gegen Mitte Mai waren hohe Energiedichten von 6,6 bis 6,7 Megajoule NEL je Kilogramm Trockenmasse bei Rohfasergehalten von 21 bis 22 % und Rohproteingehalten um 14 % erreichbar. Dagegen führte die Verschiebung des ersten Schnittes um einen Monat zu einem Anstieg des Rohfasergehaltes auf etwa 30 %, zu einer Abnahme der Energiedichte auf ca. 5,8 Megajoule NEL je Kilogramm Trockenmasse sowie zu einem empfindlichen Abfall des Rohproteingehaltes auf knapp 8 bis 9 %. Energiekonzentrationen von über 6,0 Megajoule NEL im Aufwuchs, wie sie gerade für die Hochleistungskuh gewünscht werden, ließen sich bei dreimaliger Nutzung und spätem ersten Schnitt nicht realisieren.
Ebenfalls geht aus Tabelle 1 hervor, dass der mögliche Einfluss der N-Düngung auf die Qualitätsparameter im Vergleich zum Schnitttermin von weitestgehend untergeordneter Bedeutung war. So unterschieden sich der erste Aufwuchs der Dreischnitt- von denen der Vierschnitt-Varianten um 0,82 MJ NEL/kg TM. Dagegen lag der Effekt unterschiedlicher N-Düngung bei maximal 0.04 MJ NEL/kg TM bzw. 0,13 MJ NEL/kg TM, also ungefähr eine Zehnerpotenz niedriger. Zusammenfassend betrachtet erntete man also bei einer Verzögerung des ersten Schnittes und dadurch bedingter Reduzierung der Nutzungshäufigkeit gerade im ersten Aufwuchs zwar um etwa 20 dt/ha mehr Futter, allerdings von gravierend schlechterer Qualität.
Auffallend ist ferner der Abfall der Energiekonzentration vom ersten zum zweiten (Varianten 1.1 bis 1.3) bzw. zweiten und dritten Schnitt (Varianten 2.1 bis 2.6) sowie der Wiederanstieg der Werte beim letzten Aufwuchs. Dieser vielfach auch in anderen Versuchen beobachtete Einbruch der Energiedichte dürfte seine Erklärung in der Witterung finden. So ist bei Trockenphasen mit einer geringeren Nährstoffaufnahme und Assimilation sowie erhöhten Atmungsverlusten zu rechnen. Zudem treten in den Monaten Juni und Juli die längsten Tage und die höchste Globalstrahlung auf, so dass Stoffwechselvorgänge in den Pflanzen sehr schnell ablaufen können. Dies wiederum bedeutet, dass die gebildeten niedermolekularen Assimilate sehr schnell polymerisiert und in gering verdauliche Gerüstsubstanzen umgewandelt werden können. In der zweiten Vegetationshälfte werden diese Prozesse immer mehr verlangsamt, so dass in diesem Zeitraum die Aufwuchsdauer die Energiedichte weniger beeinflusst.
Dass sich die Futterqualität je nach Bestandeszusammensetzung und Witterung, Standort und Produktionstechnik unterschiedlich entwickeln kann, deutet Tabelle 2 an. So zeigt bei Dreischnittvarianten der Ertrag ein relativ konstantes Niveau, die Energiedichte im ersten Aufwuchs nahm jedoch nach anfänglichem Abfall ab Mitte der Versuchsperiode wieder zu, während sich der Rohproteingehalt kaum mehr veränderte. Dagegen war bei den Varianten mit viermaliger Nutzungsfrequenz über die einzelnen Versuchsabschnitte hinweg eine stetige Abnahme der Energiekonzentration und des Rohproteingehaltes zu verzeichnen.
Allgemein betrachtet wies der Standort Unterthal, ausgehend von einer in der Nährstoffversorgung eher eutrophen Situation, in den ersten Versuchsjahren beim N-Entzug, dem Energie- und Rohproteingehalt sehr hohe Werte auf, die bis Mitte des Versuchszeitraumes stark abfielen und sich dann wieder zu stabilisieren schienen. Im übrigen wurde auch hier bestätigt, dass der Ertrag oft merklich weniger als der N-Entzug und die Qualitätsparameter reagiert. Gerade im langjährigen Vergleich ist erkennbar, dass das Dauergrünland oft einer eigenen Dynamik folgt, die langfristig angelegte Versuche angeraten erscheinen lassen. Andererseits ergibt sich aus diesen witterungs- und bestandesabhängigen Qualitätsschwankungen, welche nicht mit dem Auge abgeschätzt werden können, für den Praxisbetrieb mit hoher Herdenleistung die Notwendigkeit zur Futteruntersuchung, um die Ration optimal und leistungsgerecht gestalten zu können.
Dynamik der Pflanzenbestände
Die Zusammensetzung der Grünlandnarbe eines Standortes ist keine statische Größe, sondern unterliegt in Wechselwirkung mit Witterung, Schnittfrequenz und Düngung im Laufe der Zeit mehr oder weniger starken Schwankungen, die nur teilweise durch die produktionstechnischen Maßnahmen erklärt werden können. Auch der Standort Unterthal wies eine starke Dynamik in der Artenzusammensetzung auf, wie die in Tabelle 4 und Tabelle 5 zusammengefassten Bestandesaufnahmen anfangs, Mitte und Ende des Versuchsperiode zeigen.
Generell konnte im vierzehnjährigen Untersuchungszeitraum eine leichte Erhöhung der Artenzahl beobachtet werden. Betrachtet man die nach KLAPP/STÄHLIN geschätzte Entwicklung des Ertragsanteiles von Gräsern, Kräutern und Leguminosen, so fällt auf, dass im Versuch bei den einzelnen Varianten nur in seltenen Fällen eine völlig identische botanische Ausgangssituation vorlag. Schon aus diesem Grunde musste vorsichtig interpretiert und bei Grünlandversuchen allgemein über einen langen Zeitraum hinweg beobachtet werden. Kurzzeit-Analysen wären hier völlig fehl am Platze.
In Unterthal konnte sich ein hoher Grasanteil von 75 bis 80 % des Ausgangsbestandes (Varianten 1.1-2.4) nicht halten, sondern sank im letzten Versuchsdrittel um rund 10 % ab. Dagegen nahmen die Kräuter von 10 bis 20 % auf 20 bis 40 % Massenanteil im ersten Schnitt zu. Höhere Leguminosenanteile stellten sich nur bei fehlender N-Düngung ein und unterlagen zudem starken Schwankungen. Die anwachsende Präsenz der Kräuter, vornehmlich Bärenklau, Geißfuß und Löwenzahn, hätte vermutlich durch eine weitere Erhöhung der Schnittfrequenz verhindert werden können. Daher hatte bei viermaliger Nutzung die ansteigende N-Düngung nicht zwangsläufig eine Erhöhung der Kräuter zur Folge, wie der Vergleich der Varianten 2.4 und 2.6 zeigt. Vielmehr schienen die Kräuter generell von der hohen N-Nachlieferung des Standortes zu profitieren.
Wie unterschiedlich sich jedoch einzelne Varianten entwickeln können, ist exemplarisch für drei der neun Versuchsglieder in Tabelle 5 dargestellt.
Bemerkenswert ist der hohe Anteil an Bastardweidelgras in Unterthal, typisch für viele Grünlandbestände im Rosenheimer Raum. Diese aus dem atlantischen Klimaraum eingewanderte und natürlich entstandene Kreuzung zwischen Deutschem und Welschem Weidelgras bereitet bei höheren Anteilen Probleme, da es aufgrund seiner fehlenden Winterruhe sehr schnell im Frühjahr wächst und einen frühen Schnitt verlangt, jedoch im zweiten Aufwuchs im Ertrag stark nachlässt. Kommt es in einzelnen Jahren zu Ausfällen, so kann in den entstandenen Lücken u.a. die Weiche Trespe Fuß fassen und gewinnt hier durch ihre frühe Reife an Konkurrenzkraft. Dieses Gras liefert ein ertrag- und nährstoffarmes Futter und wird außerdem aufgrund seiner Behaarung vom Vieh verschmäht. Da die Weiche Trespe auf samenbürtige Vermehrung angewiesen ist, förderte ein später erster Schnitt (siehe Variante 1.2 in Tabelle 5) ihre Ausbreitung, während eine wiederholte frühe Nutzung sie aus dem Bestand zurückdrängte, so dass sie in den Vierschnittvarianten nicht mehr vorhanden war. Insbesondere in feuchteren Lagen bzw. bei nassem Frühjahr kann auch sehr schnell die Gemeine Rispe zunehmen, wobei sie vielfach auf schwindendes Weidelgras folgt oder sich gegen die Wiesenrispe durchsetzt. Solche Verdrängungsprozesse waren auch im Versuch nachzuvollziehen, wie die Varianten 2.3 und 2.5 in Tabelle 5 belegen.
Die Futterwertzahl nach KLAPP gibt in einer zehnstufigen Skala an, wie gerne eine Pflanze im grünen Zustand vom Tier gefressen wird. Eine FWZ von 8 bedeutet eine in jeder Hinsicht vollwertige Futterpflanzen, so z. B. Deutsches Weidelgras, Wiesenschwingel, Lieschgras, Wiesenrispe und Weißklee, während völlig wertlose Pflanzen die Stufe 0 und Giftpflanzen die Stufe -1 erhalten. Die mittlere Futterwertzahl einer Variante errechnet aus den einzelnen Wertzahlen der Pflanzen und ihrem jeweiligen Ertragsanteil und erlaubt es, zeitliche Veränderungen im Bestand kurz zu erfassen und zu bewerten. In Unterthal wird an der FWZ der Varianten Dreischnitt-Varianten 1.1 bis 1.3 deutlich, dass gerade bei einer weit unter der potenziell möglichen Schnitthäufigkeit liegenden Nutzung der Futterwert durch eine Änderung in der Bestandeszusammensetzung sehr schnell abnehmen kann.
N-Fraktionen und Bilanzen
Bei Ackernutzung liegen in der Regel ca. 90 bis 95 % des mineralisierten Stickstoffes in Nitratform und nur 5 bis 10 % als Ammonium vor. Dagegen geht aus Tabelle 6, wo für unterschiedliche Varianten die langjährig mittleren Herbst- und Frühjahrswerte an mineralisiertem Stickstoff zusammengefasst sind, hervor, dass unter Dauergrünland vor allem in der Hauptwurzelzone bis 10 cm die wesentlich weniger auswaschungsgefährdete Ammoniumfraktion die entscheidende Rolle spielt.
So lagen in 0 bis 10 cm 60 % des mineralisierten Stickstoffes als Ammonium und nur 40 % in Nitratform vor, wobei der Nitratanteil mit ansteigender N-Düngung zunahm. Fehlte die N-Düngung (Varianten 1.1 und 2.1) so betrugt der Nitratanteil nur 25 %. Nmin-Untersuchungen ohne Messung des Ammoniums verlieren somit bei Dauergrünland von vorneherein jegliche Aussagekraft.
Für die Berechnung der N-Düngung sind bei der Bilanzierung der bestandes- und nutzungsabhängige Entzug sowie die Nachlieferung durch Boden und Leguminosen die entscheidenden Parameter. Selbstverständlich müssen für Praxisberechnungen, wo genaue Ertragsmessungen und Analysenwerte in aller Regel fehlen, Faustzahlen herangezogen werden. Für den Standort Unterthal zeigen die Tabelle 1 und Tabelle 2 allerdings auch, welche düngungs- und nutzungsbedingten Spannweiten beim N-Entzug bzw. der N-Nachlieferung auftreten können und welchen Einfluss der Standort als solcher bzw. der Versuchszeitraum hat. So lieferte der Boden bei dreimaliger Nutzung 180 bis 240 kg N/ha langjährig nach. Die Erhöhung der Schnittfrequenz führte zu N-Entzügen der ungedüngten Variante von 230 bis 340 kg N/ha.
Der Saldo ergibt eine rechnerische Abnahme der N-Nachlieferung des Standortes mit zunehmender Düngung, wobei auch noch bei hohem Düngereinsatz um die 100 kg/ha Stickstoff vom Standort nachgeliefert wurden. In Unterthal war eine langjährig unterbilanzierte N-Düngung aufgrund des bemerkenswert hohen Mineralisierungspotentials völlig gerechtfertigt, zumal sich die Düngung nur sehr begrenzt im N-Entzug widerspiegelte. Selbstverständlich können die Ergebnisse nur standortbezogen gesehen werden und sind nicht generell zu übertragen.
Zuletzt sei noch bemerkt, dass sich beim Phosphat die (hier geschätzte) leicht überbilanzierte Düngung der Varianten 1.1 bis 2.3 in zunehmenden Versorgungswerten des Bodens niederschlug, während die bei den mit Gülle gedüngten Varianten im Entzugsbereich liegende P-Zufuhr die Phosphatgehalte des Bodens unbeeinflusst ließ. Andererseits führte die unterbilanzierte Kalidüngung zu einem Abbau der sehr hohem Bodenvorräte, der bei den organisch gedüngten Varianten mit höherer K-Zufuhr schwächer ausfiel.
Zusammenfassend bestätigen die vorliegenden Ergebnisse, dass die Schnittfrequenz weit mehr als die Höhe der N-Düngung über die Qualität des Futters entscheidet. Ebenfalls wird für Dauergrünland die Notwendigkeit von vergleichsweise langen Versuchperioden dokumentiert, gerade um der oftmals komplexen Standortdynamik Rechnung tragen zu können.
Dieser Artikel wurde veröffentlicht in der Zeitschrift "Schule und Beratung", Heft 5/00 herausgegeben vom Bayerischen Staatsministerium für Landwirtschaft und Forsten.