Zielsetzung dieser langjährigen experimentellen Untersuchungen war eine komplexe Prüfung folgender ökologischer landwirtschaftlicher Anbauformen mit unterschiedlich hohem Tierbesatz unter den klimatischen Bedingungen von Ostdeutschland: Standorte Spröda (Sandboden, Ackerzahl 30), Methau (Lößboden, Ackerzahl 63); Anbausysteme und Betriebsformen: Marktfruchtbau (Leguminosenaufwüchse werden gemulcht, Koppelprodukte verbleiben auf dem Acker), Futterbau (Leguminosenaufwüchse und Koppelprodukte werden vom Feld abgefahren); Düngemittelarten und -höhe: Stalldung, Grüngut (Mulch) aus Leguminosengras, Rindergülle; organische Düngung mit 0 – 2 DE/ha u. Jahr, mineralische N-Dünger (kleiner Umfang zum Vergleich). In dem vorliegenden Forschungsbericht wurde eine Gesamtauswertung der Dauerversuche über die langfristigen Wirkungen von über 80 Merkmalen zur Entwicklung der Erträge, Qualität und Vitalität der Fruchtarten und Fruchtfolgen, Merkmalen der Bodenfruchtbarkeit der Ackerkrume und im Tiefenprofil sowie bestimmten Umweltwirkungen vorgenommen. Die Versuche haben eine Darstellung der Ergebnisse über ein weites Spektrum an Anbauverfahren ermöglicht, die bewusst auch über das übliche Maß des Ökolandbaus hinausgehen. Das Intensitätsniveau reichte von einer niedrigen Nährstoffversorgung in den viehlosen Marktfruchtvarianten ohne Düngung bis zu einer sehr hohen Versorgung in den intensiven Futterbauvarianten. In einer umfangreichen Diskussion wurden die Grenzen und die Möglichkeiten zur Weiterentwicklung des Ökolandbaus in Folge einer gesteigerten Intensivierung durch Leguminosenanbau (Körner- u. Futterleguminosen) sowie flüssigen und festen organischen Düngern für eine optimale Gestaltung und Ertragsbildung der Fruchtfolgen und der Umweltverträglichkeit detailliert aufgeführt.:1 Einleitung 2 Darstellung und Abgrenzung der Fragestellungen 3 Material und Methoden 3.1 Standortbeschreibung 3.2 Boden 3.3 Witterung 3.4 Versuchsdesign 3.5 Fruchtfolgen 3.6 Düngung 3.7 Versuchsdurchführung und Feldprobenahme 3.8 Bodenuntersuchung 3.9 Düngemitteluntersuchungen 3.10 Pflanzenuntersuchungen 3.11 Berechnungswerkzeuge 4 Ergebnisse und Interpretation 4.1 Erträge der Fruchtarten 4.2 Inhaltsstoffe und Qualitätsparameter der Fruchtarten 4.3 Nährstoffgehalte des Bodens 4.4 Nährstoffbilanzen und -effizienzen 4.5 Ermittlung von zeitlichen Veränderungsraten an Humus und Bodennährstoffen in Relation zur Veränderung der Fruchtartenerträge 4.6 Relationen zwischen Salden und der Bodenveränderung an Nährstoffen sowie Strategien zur Verbesserung der Aussagefähigkeit der Nährstoffbilanzierung im Marktfruchtsystem 4.7 Relation zwischen Nährstoffzufuhr, Nährstoffbereitstellung über Mineralisation und Nährstoffbedarf der Fruchtarten 4.8 Komprimierte Darstellung der Wirkung von Standort, Anbausystem und Düngung 5 Diskussion und Schlussfolgerungen 5.1 Überblick 5.2 Möglichkeiten und Grenzen steigender Intensivierung im Ökolandbau und deren Umweltwirkung 6 Zusammenfassung 7 Danksagung 8 Literatur 9 Anhang

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Ziel des Beitrages ist es, die für Beratungsprogramme (BEFU, BESyD, CCB) hinterlegten Richtwerttabellen und Parametersätze zu überarbeiten, neue Entwicklungen aufzuzeigen sowie die wichtigsten Literaturquellen zusammenfassend darzustellen. Auf Grund des Nachholbedarfs trifft das besonders für den ökologischen Landbau zu. Folgende Parameterdatensätze wurden ausführlich beschrieben: - Nährstoffgehalte der Haupt- und Nebenprodukte der Fruchtarten und Zwischenfrüchte - Nährstoffgehalte der Wirtschafts- und Handelsdünger - Ertragsabhängige EWR-Mengen der Fruchtarten - Abbauverhalten und Humifizierungskoeffizienten von Fruchtarten und organischen Materialien - N-Freisetzung aus organischen Materialien - N-Effizienzen von Anbausystemen mit mineralischer und organischer Düngung. Die Veröffentlichung richtet sich an Einrichtungen der Praxis, Beratung und Forschung.:1 Einleitung 2 Material und Methoden 3 Ergebnisse und Diskussion 3.1 Nährstoffgehalte sowie Ernte- und Wurzelrückstände der Fruchtarten 3.1.1 Körnerfrüchte 3.1.2 Hülsenfrüchte 3.1.3 Ölfrüchte 3.1.4 Hackfrüchte 3.1.5 Samenvermehrung 3.1.6 Futterpflanzen 3.1.7 Zwischenfrüchte 3.2 Nährstoffgehalte von organischen Düngemitteln 3.2.1 Wirtschafts- und Sekundärrohstoffdünger 3.2.2 Organische Handelsdünger einschließlich Eigenprodukte 3.3 Abbauverhalten organischer Materialien 3.3.1 Getreidestroh 3.3.2 Kartoffelkraut 3.3.3 Gründünger 3.3.4 Ernte- und Wurzelrückstände 3.3.5 Organische Wirtschaftsdünger 3.3.6 Blätter und Nadeln von Baumarten, Torf und Holz 3.3.7 Abbaurangfolge der organischen Materialien 3.4 Ableitung von Humifizierungskoeffizienten für Fruchtarten und organische Materialien zur Humusbilanzierung 3.4.1 Fruchtartenkoeffizienten 3.4.2 Koeffizienten für organische Materialien und Düngemittel 3.5 Nährstoff-Freisetzung aus organischen Materialien im Jahr der Anwendung 3.5.1 Verhältniszahlen zwischen Kohlenstoff und anderen Nährstoffen 3.5.2 Einfluss der C:N-Verhältnisse auf die N-Freisetzung 3.5.3 Relationen zwischen den organisch gebundenen N- und den NH4-N-Anteilen der Düngemittel 3.6 NH3-N-Verluste aus gemulchten organischen Materialien 3.7 Einschätzung der Gesamt-N-Effizienz von Anbausystemen mit mineralischer oder organischer N-Zufuhr 4 Zusammenfassung 5 Literaturverzeichnis

Das Ziel der Untersuchungen bestand darin, unter den Bedingungen des Ökolandbaus erstmals sowohl die kurzfristige vergleichende Wirkung verschiedener organischer Düngemittel (Rindergülle, Stalldung, Kompost, Gründüngung) und einem mineralischen Kalium-Dünger zu verschiedenen Terminen in der Vegetationsperiode, sowie im Rahmen der Fruchtfolge den langfristigen Einfluss des Humusumsatzes auf die Nährstoffbereitstellung an Stickstoff, Phosphor, Kalium und Magnesium im Boden zu erfassen. Es wurden Ergebnisse zu folgenden Teilaspekten des Kartoffelanbaus erhalten: - Quantifizierung der Mineralisation und der Nährstoffgehalte im Boden - Nährstoffaufnahme und Qualität der Kartoffelknollen - Wachstum und Ertragsbildung der Kartoffeln und - Verfahren zur Düngebedarfsermittlung bei Kartoffeln.:1 Einleitung und Problemstellung 2 Material und Methoden 2.1 Standortbeschreibung 2.2 Versuchsbeschreibung 2.3 Methoden der Pflanzen- und Bodenuntersuchung 2.4 Mathematisch-statistische Methoden 3 Ergebnisse 3.1 Düngerapplikation und Auswertungsverfahren 3.2 Einfluss der Düngung auf die Nährstoffgehalte des Bodens 3.3 Einfluss von Düngung bzw. Bodennährstoffversorgung auf Inhaltsstoffe und andere Qualitätsmerkmale der Kartoffeln 3.4 Einfluss von Düngung und Nährstoffversorgung (Boden, Pflanze) auf Sprosswachstum und Knollenertrag 3.5 Nährstoffbilanzierung (N, P, K, Mg) 3.6 Beispiele zur Düngebedarfsermittlung (N, P, K, Mg) 4 Diskussion und Schlussfolgerungen 4.1 Quantifizierung der Nährstoffmineralisation aus Boden und Düngung 4.2 Nährstoffaufnahme und Qualität der Kartoffeln 4.3 Wachstum, Ertragsbildung und Düngebedarfsermittlung 5 Zusammenfassung 6 Literaturverzeichnis 7 Anhang

In dieser Untersuchung wurden Daten zur Nährstoff- und Humusversorgung sowie zur Fruchtfolgegestaltung von ökologisch wirtschaftenden Landwirtschaftsbetrieben im Freistaat Sachsen über einen Zeitraum von 6 Jahren gesammelt und ausgewertet. Insgesamt stand Datenmaterial von 810 ökologisch bewirtschaften Acker- und Grünlandschlägen und mehr als 4.800 Ernten zur Verfügung. Die Beurteilung des Nährstoff- und Humusmanagement erfolgte auf Schlag- und Betriebsebene für den pH-Wert und die Grundnährstoffe des Bodens. Ergänzend wurden Nährstoff- und Humusbilanzen sowie der Düngebedarf mit dem Programm BEFU, Teil Ökolandbau, berechnet. Für die Beurteilung des Fruchtfolgemanagements wurde ein geeignetes Bewertungsverfahren entwickelt und angewendet, mit dem der Erfüllungsgrad von Aufgaben und Regeln der Fruchtfolgegestaltung durch leicht erfass- und überprüfbare Kriterien abgeschätzt werden konnte.:1 Einleitung und Problemstellung 2 Material und Methoden 2.1 Datengrundlage 2.2 Bewertung des Nährstoff- und Humusmanagements 2.3 Bewertung der Fruchtfolgegestaltung 2.4 Statistische Verrechnung 3 Ergebnisse 3.1 Analyse des Nährstoff- und Anbaumanagements auf Betriebsebene 3.2 Schlagbezogene Bewertung des Nährstoff- und Anbaumanagements 3.3 Betriebsvergleich der schlagbezogenen Bewertung 4 Diskussion und Schlussfolgerungen 4.1 Methodik 4.2 Nährstoff- und Humusmanagement der Betriebe 4.3 Fruchtfolgegestaltung der Betriebe 5 Zusammenfassung 6 Literaturverzeichnis

Die bei der Biogasproduktion anfallenden Gärreste werden als organische Dünger im Pflanzenbau eingesetzt. Infolge des Vergärungsprozesses unterscheiden sich Gärreste von herkömmlichen organischen Düngern. Daraus könnten sich spezifische positive oder negative Wirkungen auf Bodenfruchtbarkeit und Pflanzen ergeben, die Gegenstand dieser Arbeit sind. In einem sechsjährigen Feldversuch (Energiepflanzenfruchtfolge, sandiger Boden) wur- den die Düngeeffekte von fünf verschiedenen Gärresten mit denen von Rindergülle, Stallmist und mineralischem Dünger (KAS) verglichen. Zur umfassenden Charakterisie- rung der Bodenfruchtbarkeit erfolgten Untersuchungen aus den Bereichen Bodenchemie, -physik, -mikrobiologie und Pflanzenbau, wobei die Humusdynamik einen Schwerpunkt bildete. Die Mengenkalkulation der Düngung basierte auf der gleichen Gabe organi- schem C mit einem N-Ausgleich durch KAS. Es ergaben sich für Gärreste gegenüber KAS überwiegend positive Effekte auf Hu- musgehalt, Aggregatstabilität und bakterielle Aktivität und Diversität. Diese Effekte waren denen von Rindergülle und Stallmist ähnlich. Möglicherweise besteht aber durch Gärrestdüngung ein erhöhtes Risiko von P- und K-Überschüssen sowie N-Verlusten. Eine erhöhte Benetzungshemmung wurde nicht gefunden. Die mikrobielle Gemeinschaft des Bodens zeigte eine spezifische Beeinflussung durch die Gärreste in der funktionellen, jedoch nicht in der genetischen Struktur. Die N-Verfügbarkeit war deutlich geringer als die von KAS, wodurch sich für Grünroggen Mindererträge ergaben. Für Silomais und Sorghum fand sich bei kombinierter Anwendung mit KAS ein zu KAS ähnliches Ertragsniveau. Gärreste haben analog zu herkömmlichen organischen Düngern bei effizientem Einsatz das Potential zu KAS vergleichbare Erträge zu erzielen und gleichzeitig die Bodenfrucht- barkeit zu fördern. Diese Schlussfolgerung ist im Kontext der spezifischen Standort- und Versuchsbedingungen zu sehen und sollte durch eine längere Versuchszeit abgesichert werden. / Digestates arising during biogas production are used as organic fertilizers in agriculture. Due to the fermentation process, digestates have different properties from traditional organic fertilizers. This may result in specific positive or negative effects on soil fertility and plants, which are subject of this work. In a six year field experiment (energy crop rotation, sandy soil) fertilizer effects of five different digestates were compared with cattle slurry, farm yard manure and mineral fertilizer (KAS). For a comprehensive characterization of soil fertility effects, methods from the fields of soil chemistry, physics, microbiology and plant science were applied. One special focus of these investigations was humus dynamics. Manure doses were based on the same dose of organic carbon, resulting different N-doses were compensated by KAS. Compared with KAS, digestates showed predominantly positive effects on humus con- tent, soil aggregate stability and bacterial activity and diversity. These effects of di- gestates were similar to those of cattle slurry and farm yard manure. There may be an increased risk of P and K oversupply and N losses as a result of digestate fertilization. An increased soil water repellency was not found. The soil bacterial community was specifically influenced by digestates regarding its functional, but not regarding its genetic structure. Saprotrophic fungy were reduced by some digestates in comparison to KAS. N availability was considerably lower than of KAS, resulting in yield depressions of forage rye. For silage maize and sorghum, digestates combined with KAS equaled the yield level of KAS. If efficiently applied, digestates have like other organic fertilizers the potential to produce equal yields as KAS whilst enhancing soil fertility. This conclusion is restricted to the specific conditions of experimental site and design and must be verified during a longer experimental period.

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