Forschungs- und Innovationsprojekt
Vergleich der N2-Fixierleistung und Vorfruchtwirkung von Soja und Erbsen

Knöllchen an Leguminosenwurzel

Optimierung des Anbaus von Sojabohnen – Bestimmung des Vorfruchtwertes und der N2-Fixierleistung sowie Reduzierung der Bodenbearbeitung

Die Vorfruchtwirkung und die Höhe der N2-Fixierleistung von Sojabohnen sind unter süddeutschen Standortbedingungen unbekannt. Die beiden genannten Parameter sind wichtige Kenngrößen zur Einschätzung der Fruchtfolgeleistung und zur konkreten Fruchtfolgegestaltung für den Landwirt. Daher wurde am Landwirtschaftlichen Technologiezentrum Augustenberg (LTZ) und mit der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) das Drittmittelprojekt „Optimierung des Anbaus von Sojabohnen – Bestimmung des Vorfruchtwertes und der N2-Fixierleistung sowie Reduzierung der Bodenbearbeitung“ von 2015 bis 2018 durchgeführt.
Dieses Projekt wurde gefördert durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages im Rahmen der BMEL Eiweißpflanzenstrategie.
Abstract in English
The main purpose of this project was to determine and compare the N2-fixation of soybeans and peas, and the effect on subsequent crops, in organic and conventional farming. Field experiments were established in Rheinstetten-Forchheim (conventional), Forchheim am Kaiserstuhl and Hohenkammer (organic) 2015 to 2018. The N2-fixation was calculated using the difference method, with spring cereals and maize as reference crops. The aboveground biomass, soil mineral nitrogen content and leaf drop were included in the calculation. Effects on the subsequent crop of winter wheat were determined.
Results show higher N2-fixation, higher share of fixed nitrogen for N in the grains, higher N amount in grains and in plant residues for soybeans in comparison to peas. The N balance was slightly negative and comparable for both legumes. Winter wheat following pea yielded in average about 10 % higher than following pea. Organically grown soybean generated a contribution margin in the segment of grain legumes and wheat within the crop rotation that is about one third higher than that of peas. Under conventional conditions, no significant differences in N2-fixation and the effects on subsequent wheat crops were found.

Ziel

Das Ziel des Vorhabens war eine Optimierung des Anbaus und der Wettbewerbsfähigkeit des gentechnikfreien Sojaanbaus unter mitteleuropäischen Standortbedingungen. Dazu sollten Wissens- und Erfahrungslücken in den Themenbereichen Vorfruchtleistung, N2-Fixierung und Reduzierung der Bodenbearbeitung zur Minimierung des Erosionsrisikos im Sojaanbau geschlossen werden. Mit den erarbeiteten Erkenntnissen wurde u. a. der monetäre Wert der N2-Fixierung, der Vorfruchtleistung und der Bodenbearbeitung zu Soja bestimmt und die Bewertung der relativen Vorzüglichkeit von Soja im Vergleich zu wichtigen Marktfrüchten des Ackerbaus im ökologischen und konventionellen Landbau verbessert.

Methode

In dem Arbeitspaket „Vorfruchtwirkung und N2-Fixierleistung im konventionellen und ökologischen Sojaanbau“ wurde der Frage nachgegangen, wie sich die Vorfruchtwirkung von Soja im Vergleich zu Erbsen, aber auch Sommergetreide und Mais auf die Nachfrucht Winterweizen im konventionellen und ökologischen Anbau auswirkten. Ein weiterer Teil des Arbeitspaketes beschäftigte sich mit der Frage der Höhe der N2-Fixierleistung von Soja im Vergleich zu Erbsen. Zur Klärung der Fragen wurde in den Jahren von 2015 bis 2018 ein zweifaktorieller Versuch an der Außenstelle des LTZ in Rheinstetten-Forchheim angelegt mit den Faktorstufen Kultur (Soja, Erbsen mit und ohne Zwischenfrucht, Silomais, Körnermais, Sommergetreide) und Sorte (je zwei Sorten Soja, Silomais und Erbsen). Bei diesem Versuch lag für Soja die Fruchtfolge Phacelia - Soja - Winterweizen vor. Der gleiche Versuch (ohne Körnermais) wurde im ökologischen Bereich an den Standorten Forchheim am Kaiserstuhl und bei Freising (betreut durch die LfL) durchgeführt.
Für die Berechnung der N2-Fixierleistung wurde die erweiterte Differenzmethode verwendet. Hierbei wurden neben dem oberirdischen Aufwuchs die Menge an mineralisierten Stickstoff (Nmin) im Boden und der Blattfall vor der Ernte einkalkuliert. Referenzfrucht war Silomais für Soja und Sommergetreide für Erbsen. Die N-Balance errechnete sich aus der N2-Fixierleistung und der N-Abfuhr der Körner. Die Ergebnisse dieser Versuche flossen schließlich in die ökonomische Bewertung des Anbaus von Sojabohnen ein.
Die Thematik reduzierte Bodenbearbeitung wurde ausschließlich am LTZ bearbeitet.

Ergebnisse

  • Wie aus der Literatur bekannt, ist die Spannweite der N2-Fixierleistung hoch. In diesen Versuchen lag die berechnete N2-Fixierleistung zwischen 80 und 288 kg/ha und lag für Soja im ökologischen Anbau um knapp 100 kg/ha und unter konventionellen Bedingungen etwa 40 kg/ha höher als die von Erbsen.
  • Die N-Bilanz war zwischen Soja und Erbsen vergleichbar.
  • Die kurzfristige Vorfruchtwirkung von Erbsen war aufgrund eines um ca. 10 % höheren Ertrages in der Nachfrucht Weizen im ökologischen Landbau höher als die von Soja einzuschätzen.
  • Im konventionellen Anbau unterschied sich dagegen die Leistung des nachfolgenden Weizens nicht.
  • Soja passte auch aufgrund einer hohen Wirtschaftlichkeit sehr gut in die Fruchtfolgen. Im ökologischen Anbau erwirtschaftete sie im Fruchtfolgeausschnitt Körnerleguminose – Weizen einen um etwa ein Drittel höheren Deckungsbeitrag als Erbsen, im konventionellen konnte sie mit der Leistung von Körnermais mithalten.
Publikationen
Projektinformation
Projektleitung: Dr. Peer Urbatzka, LfL Institut für Ökologischen Landbau, Bodenkultur und Ressourcenschutz (IAB)
Projektbearbeiter: Florian Jobst (IAB); Claudia Tirpitz, LfL Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung (IPZ)
Laufzeit: 03/2015-12/2018
Finanzierung: Das Projekt wurde gefördert durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages im Rahmen der BMEL Eiweißpflanzenstrategie
Projektpartner: Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg (LTZ)
Förderkennzeichen: 2814EPS019