Pflanzenbau - Bicropping

Entwicklung eines pfluglosen Getreideanbausystems für den ökologischen Landbau: „Bi-cropping” von Getreide und Weißklee


Projektlaufzeit: 2001–2004
Projektbearbeiter: Helge Neumann

In den 1990er Jahren wurden im konventionellen Anbau zahlreiche Versuche zur Direktsaat von Getreide in bereits etablierte Weißkleebestände durchgeführt (Jones, 1992; Jones und Clements, 1993; Clements und Donaldson, 1997; Burke et al., 1998; Thorsted et al., 2002; Bergkvist, 2003). Für die wiederholte Getreidesaat in ausdauernde Kleebestände wurde der Begriff „Bi-cropping” eingeführt (Abbildung 5; Clements und Donaldson, 1997; Burke et al., 1998; Clements, 1998). Ein Hauptziel der Experimente war die Entwicklung eines Anbauverfahrens, welches einen verringerten Einsatz von Agrochemikalien, insbesondere von mineralischen Stickstoffdüngemitteln erlaubt. Im ökologischen Landbau könnte das „Bi-cropping”-Verfahren insbesondere für spezialisierte Marktfruchtbetriebe interessant sein. Aus ökonomischer Sicht besteht bei viehloser ökologischer Bewirtschaftung die Notwendigkeit, durch Gründüngungsfrüchte zusätzlich Verkaufserlöse zu erwirtschaften bzw. den Anteil an nicht marktfähigen bzw. marktschwachen Leguminosen (z. B. Kleegras) in der Fruchtfolge möglichst gering zu halten (Cuttle et al., 2003; Sparkes et al., 2003; Schmidt, 2004). Der gemeinsame Anbau von Getreide und Klee im „Bi-cropping”-Verfahren könnte es ermöglichen, auf einer Fläche eine Verkaufsfrucht anzubauen und zeitgleich überjährig Luftstickstoff zu binden. Durch die pfluglose Bodenbearbeitung sowie die ganzjährige Bodenbedeckung lässt das Verfahren des weiteren Vorteile für die Bodenfruchtbarkeit und das Bodenleben sowie eine Reduktion von Bodenerosion, Nährstoffauswaschungen und Energie- und Maschinenkosten erwarten (Donaldson et al., 1995; Clements et al., 1999; Feil und Liedgens, 2001; Schmidt et al., 2001).

Wissenschaftliche Veröffentlichungen zur Optimierung des „Bi-cropping”-Verfahrens im ökologischen Landbau liegen bisher nicht vor. Die Resultate konventioneller Versuche lassen vermuten, dass der Erfolg des Verfahrens auch im ökologischen Anbau entscheidend von der Steuerung der Konkurrenz zwischen dem Getreide und dem Klee abhängt (Jones und Clements, 1993; Burke et al, 1998; Bergkvist, 2003). 

 Im Rahmen des Projektes „Hof Ritzerau” wurden in den Erntejahren 2002 bis 2004 zwei Versuchsserien zur Entwicklung des „Bi-cropping”-Verfahrens für den ökologischen Anbau durchgeführt. Die Faktoren der ersten Versuchsserie (Ansaattechnik, Getreidereihenweite, Kleesorte) hatten zum Ziel, die Konkurrenzsituation zwischen dem Getreide (Winterweizen) und Klee so zu beeinflussen, dass möglichst hohe Getreideerträge und Kornqualitäten erzielt werden, gleichzeitig jedoch ein vollwertiger Kleebestand als Vorfrucht für folgende Kulturen erhalten bleibt. Der „Bi-cropping”-Anbau war am erfolgreichsten, wenn der Weißklee unmittelbar vor der Direktsaat des Getreides (Reihenweite von 12 cm) ganzflächig flach gefräst wurde (siehe Abbildung 6). Zum Zeitpunkt der Ernte von Ganzpflanzensilage (EC 85) ließen sich mit diesem Verfahren Qualitäten und Erträge erzielen, die auf einem Niveau mit den Werten der Kontrolle (Pflugsaat) lagen. Die im „Bi-cropping”-Anbau erzielten Kornerträge lagen allerdings deutlich unter denen, die nach Kleegrasumbruch erzielt wurden. Für die Mindererträge gegenüber der Pflugsaat wurden Konkurrenzeffekte des Klees, eine geringere Freisetzung von Boden-N sowie eine ungenügende Saatbettbereitung ermittelt. Das „Bi-cropping”-Verfahren zeichnete sich durch einen hohen Vorfruchtwert aus. Die „Bi-cropping”-Bestände hinterließen nach der Ernte des Weizens residuale N-Mengen von rund 200 kg N/ha (oberirdische Sprossmasse plus Wurzeln in 30 cm Bodentiefe). 

In der zweiten Versuchsserie wurden in Folgeversuchen die Anbaufaktoren Vorfrucht (Winterweizen, Winterweizen/Weißklee-„Bi-cropping”), Nachfrucht (Winterroggen, Hafer), Ansaattechnik („Bi-cropping”, Pflugsaat) und Reihenabstand (12 cm, 36 cm) geprüft. Die höchsten Kornerträge wurden durch die Normalsaat von Hafer (Frühjahrsumbruch, Reihenweite 12 cm) nach der Vorfrucht „Bi-cropping” (Winterweizen/Weißklee) erzielt. Die für dieses Anbauverfahren ermittelten Erträge betrugen rund 70 dt/ha (siehe Abbildung 7). Um die Leistungen des „Bi-cropping”-Verfahrens aggregierend zu bewerten, wurden die Ergebnisse der Versuche zum „Bi-cropping” von Winterweizen und Weißklee (Versuchsserie 1) mit den Resultaten der Nachfolgefruchtversuche (Versuchsserie 2) in Beziehung gesetzt. Im Hinblick auf die betrachteten Parameter Gesamtproduktivität, Energieeffizienz und N-Auswaschung erwies es sich am vorteilhaftesten, wenn dem „Bi-cropping”-Verfahren (Weizendirektsaat nach flächigem Fräsen des Klees) die Pflugsaat von Hafer folgte (Frühjahrsumbruch, Reihenweite 12 cm).

Das im Rahmen des Projektes „Hof Ritzerau” entwickelte „Bi-cropping”-Verfahren (Abbildung 8) könnte insbesondere in viehlos wirtschaftenden Ökobetrieben an Stelle der verbreiteten überjährigen Gründüngung mit Kleegras eingesetzt werden. Während durch den Anbau von Kleegras im spezialisierten Marktfruchtanbau in der Regel kein Verkaufserlös erwirtschaftet werden kann, ist es mit dem „Bi-cropping”-Verfahren möglich, ein Getreide zu ernten (hier: Backweizen, Kornrohproteingehalt = 12 %), ohne auf die Fixierung hoher Stickstoffmengen verzichten zu müssen. 

 Literatur

  • Bergkvist, G., 2003: Effect of White Clover and Nitrogen Availability on the Grain Yield of Winter Wheat in a Three-Season Intercropping System. Acta Agric. Scand., Sect. B, Soil and Plant Sci. 53: 97–109.
  • Burke, J. I., Thomas, T. M., Finnan, J. M ., 1998: Bi-cropping of winter wheat and white clover. Teagasc – Project report – 4316.
  • Clements, R. O., Purvis, G., Schmidt, O., 1999: The impact of a novel clover : cereal bi-cropping system for growing silage on earthworms, predatory arthropods, aphids and slugs. In: Matthiessen, J. N. (Ed.): Proceedings 7th Australasian Conference on Grassland Invertebrate Ecology, Wembley , Australia , September 1999. CSIRO Centre for Mediterranean Agricultural Research, Wembley , Australia , 177–183.
  • Clements, R. O., Donaldson, G ., 1997: Clover and cereal: low input bi-cropping. Farming and Conservation 3, 12–14.
  • Clements , R. O., 1998: Exploitation of a Sustainable Low-input and Reduced-output System for Arable Crops. Final Report to the European Commission, Contract no. AIR 3 CT93–0893.
  • Cuttle, S., Shepherd, M., Goodlass, G., 2003 : A review of leguminous fertility-building crops, with particular reference to nitrogen fixation and utilisation. Defra Project OF0316 ‘The development of improved guidance on the use of fertility-building‘. Organic Soil Fertility, Internet 15.10.2004: http://www.organicsoilfertility.co.uk/reports/review.html.
  • Donaldson, J. V. G., Hughes, J., Dixon, S. D., Clements , R. O., 1995: Evaluation of energy usage for machinery operations in the development of cereal clover bicropping systems. Integrated crop protection: towards sustainability? Proceedings of a Symposium, Edinburgh , Scotland , 11–14 September 1995, 143–150.
  • Feil, B., Liedgens, M., 2001: Pflanzenproduktion in lebenden Mulchen – eine Übersicht. Pflanzenbauwissenschaften 5, 15–23.
  • Jones, L., 1992: Preliminary trials using a white clover (Trifolium repens L.) understorey to supply the nitrogen requirements of a cereal crop. Grass and Forage Science 47, 366–374.
  • Jones, L., Clements, R. O., 1993: Development of a low input system for growing wheat (Triticum vulgare) in a permanent understorey of white clover (Trifolium repens). Annals of Applied Biology 123, 109–119.
  • Neumann, H., 2005: Optimierungsstrategien für den Getreideanbau im ökologischen Landbau: System "weite Reihe" und Direktsaat in ausdauernden Weißklee ("Bi-cropping"). Schriftenreihe des Instituts für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel 43. Dissertationsschrift, Universität Kiel. Link: http://eldiss.uni-kiel.de/macau/receive/dissertation_diss_00001485
  • Neumann, H., Loges, R., Taube, F., 2003: "Bicropping": Gemeinsamer Anbau von Getreide und Klee. bioland 3, 18–19.
  • Schmidt, O., Curry, J. P., Hackett, R. A., Purvis, G., Clements, R. O., 2001: Earthworm communities in conventional wheat monocropping and low-input wheat-clover intercropping system. Annals of Applied Biology 138, 377–388.
  • Schmidt , H., 2004 (Hrsg.): Viehloser Öko-Ackerbau. Beiträge, Beispiele, Kommentare. Verlag Dr. Köster, 212 S..
  • Sparkes, D. L., Wilson, P., Huxham , S. K., 2003: Organic conversion strategies for stockless farming. HGCA Project Report No. 307. Internet 3.1.2005: http://www.hgca.com/publications/documents/cropresearch/307_Complete_Final_report.pdf.
  • Thorsted, M. D., Olesen J. E., Koefoed , N., 2002: Effects of white clover cultivars on bio-mass and yield in oat/clover intercrops. Journal of Agricultural Science 138: 261–267.

 

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