More and more attention has been paid to the research on phytoremediation and hyperaccumulators. Arsenic (As) uptake by hyperaccumulator plant species depends on many different environmental factors. Fertilizer is one of the most important factors because the plant growth needs nutrients. In this study, the pot experiments were conducted in 12 weeks to understand the effect of different fertilizer on As removal capacity of Pityrogramma calomelanos and Pteris vittata. The results showed that, Arsenic concentration in the frond is higher than that in the root of the fern. As removal efficiency of the ferns from the soil amended with both inorganic and organic fertilizer is highest. The ferns removed As content in soil up to 7.4 and 12.6 mg As per kg DW soil, respectively. For the control experiments without adding fertilizers, As removal ability of the ferns from the soil is lowest that was only 2.1 mg As per kg DW soil. / Trên thế giới đã và đang có nhiều nghiên cứu, ứng dụng phương pháp sử dụng thực vật để xử lýônhiễm, đặc biệt là các loài thực vật siêu tích tụ kim loại nặng. Sự tích lũy Asen (As) trong các loài thực vật siêu tích lũy phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố môi trường và dinh dưỡng khác nhau. Phân bón là một trong những yếu tố quan trọng nhất vì sự phát triển cây rất cần chất dinh dưỡng. Trong nghiên cứu này, các thí nghiệm được tiến hành trong 12 tuần để đánh giá về ảnh hưởng của các loại phân bón khác nhau đến khả năng xử lý ô nhiễm As trong đất của dương xỉ. Kết quả thu được cho thấy, nồng độ As tích lũy trong phần thân của dương xỉ cao hơn rất nhiều so với phần rễ của cây. Hiệu quả loại bỏ As ra khỏi đất của dương xỉ trong các thí nghiệm bổ sung cả phân bón vô cơ và phân bón hữu cơ là cao nhất. Pityrogramma calomelanos và Pteris vittata có thể loại bỏ hàm lượng As trong 1 kg trọng lượng khô đất tương ứng lên đến 7,4 và 12,6 mg. Các công thức thínghiệm đối chứng không bổ sung phân bón thì cho hiệu quả loại bỏ As ra khỏi đất là thấp nhất chỉ 2,1 mg As trên 1 kg trọng lượng khô đất.

Polygonum hydropiper L. was cultivated on alluvial soil (Pb = 2.6 mg/kg, dry weight) and Pb contaminated soil (Pb = 1,380 mg/kg dry weight) without and with amendment of 2 g organic fertilizer/kg soil and 2.5; 5.0; 10.0 g NPK fertilizer/1kg soil. After 45 days of cultivation, the growth in height and biomass of P. hydropiper in Pb contaminated soil without amendment of fertilizer was lower than that in alluvial soil, but the Pb content in the above-ground part of the P. hydropiper was higher. In the formula 4, on Pb contaminated soil (Pb = 1,380 mg/kg dry weight), when amending 2 g of microbiological organic fertilizer + 5 g NPK fertilizer per 1 kg of soil (with the total nutrients amended were: N = 0.25, P2O5= 0.52, K2O = 0.15, and organic matter = 0.21 g/kg soil), growth of P. hydropiper was optimal (its height and biomass were up to 244.0% and 284.9% in comparison to that of before experiment) and their Pb extraction potential was promoted to the highest level among the formulae used. The average level of Pb accumulated in the above-ground part of P. hydropiper cultivated at formula 4 was 1,098.3 mg/kg dry weight (DW) after 45 days of cultivation that was 1.6 time higher than the one of formula 2 without fertilizer amendment (687.8 mg/kg DW). The potential of Pb extracted and stored in the above-ground part of P. hydropiper cultivated at formula 4 after 45 days was 479.2 g/ha that was 2.85 time higher than the one of formula 2 without fertilizer amendment (168.02 g/ha). / Nghể răm Polygonum hydropiper L. được trồng theo 5 công thức trên đất phù sa không ô nhiễm chì (Pb = 2,6 mg/kg khô) và đất ô nhiễm chì (Pb = 1380 mg/kg khô)không bón phân và có bón phân với các liều lượng 2 g phân hữu cơ vi sinh/1 kg đất và 2,5; 5,0; 10,0 g phân NPK /1 kg đất. Sau 45 ngày thí nghiệm trồng cây, tăng trưởng về chiều cao và sinh khối của cây trên đất ô nhiễm Pb không bón phân thấp hơn trên đất phù sa, nhưng hàm lượng Pb trong phần trên mặt đất của cây cao hơn. Ở công thức (CT) 4, trên đất ô nhiễm chì (Pb = 1380 mg/kg khô) khi bón phân với liều lượng 2 g hữu cơ + 5 g NPK/1 kg đất (với tổng hàm lượng dinh dưỡng được bón là: N = 0,25, P2O5= 0,52, K2O = 0,15, và chất hữu cơ = 0,21 g/kg đất) thì tăng trưởng của câynghể răm đạt tối ưu (chiều cao và khối lượng đạt 244,0 % và 284, 9% so với trước thí nghiệm) và tiềm năng hút thu Pb của chúng cũng được thúc đẩy cao nhất trong số các công thức được sử dụng. Lượng Pb trung bình tích lũy trong phần trên mặt đất của nghể răm ở CT 4 đạt 1.098,3 mg/kg khô sau 45 ngày trồng, cao gấp 1,6 lần so với cây ở công thức 2 không bón phân (687,8 mg/kg khô). Khả năng loại bỏ Pb từ đất ô nhiễm của nghể răm khi được bón phân ở CT4 đạt 479,2 g/ha sau 45 ngày trồng, cao gấp 2,85 lần so với cây ở CT 2 không bón phân (168,02 g/ha).

More and more attention has been paid to the research on phytoremediation and hyperaccumulators. Arsenic (As) uptake by hyperaccumulator plant species depends on many different environmental factors. Fertilizer is one of the most important factors because the plant growth needs nutrients. In this study, the pot experiments were conducted in 12 weeks to understand the effect of different fertilizer on As removal capacity of Pityrogramma calomelanos and Pteris vittata. The results showed that, Arsenic concentration in the frond is higher than that in the root of the fern. As removal efficiency of the ferns from the soil amended with both inorganic and organic fertilizer is highest. The ferns removed As content in soil up to 7.4 and 12.6 mg As per kg DW soil, respectively. For the control experiments without adding fertilizers, As removal ability of the ferns from the soil is lowest that was only 2.1 mg As per kg DW soil. / Trên thế giới đã và đang có nhiều nghiên cứu, ứng dụng phương pháp sử dụng thực vật để xử lýônhiễm, đặc biệt là các loài thực vật siêu tích tụ kim loại nặng. Sự tích lũy Asen (As) trong các loài thực vật siêu tích lũy phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố môi trường và dinh dưỡng khác nhau. Phân bón là một trong những yếu tố quan trọng nhất vì sự phát triển cây rất cần chất dinh dưỡng. Trong nghiên cứu này, các thí nghiệm được tiến hành trong 12 tuần để đánh giá về ảnh hưởng của các loại phân bón khác nhau đến khả năng xử lý ô nhiễm As trong đất của dương xỉ. Kết quả thu được cho thấy, nồng độ As tích lũy trong phần thân của dương xỉ cao hơn rất nhiều so với phần rễ của cây. Hiệu quả loại bỏ As ra khỏi đất của dương xỉ trong các thí nghiệm bổ sung cả phân bón vô cơ và phân bón hữu cơ là cao nhất. Pityrogramma calomelanos và Pteris vittata có thể loại bỏ hàm lượng As trong 1 kg trọng lượng khô đất tương ứng lên đến 7,4 và 12,6 mg. Các công thức thínghiệm đối chứng không bổ sung phân bón thì cho hiệu quả loại bỏ As ra khỏi đất là thấp nhất chỉ 2,1 mg As trên 1 kg trọng lượng khô đất.

Nachhaltige Landbewirtschaftung impliziert ausgeglichene Pflanzennährstoffflüsse ohne die Abhängigkeit von Düngern aus nicht erneuerbaren Quellen. Stickstoff, Phosphor und Kalium aus der menschlichen Nahrung werden in Mitteleuropa im Allgemeinen in Schwemmkanalisationen gesammelt und dabei mit Schadstoffen vermengt. Neuartige stoffstromtrennende Sanitärsysteme ermöglichen die Bereitstellung von Humanurin und Fäkalien zur Verwendung als Düngemittel. In der vorliegenden Arbeit wurden praxisrelevante Aspekte der Verwendung von Düngemitteln anthropogener Herkunft untersucht. Die in Gefäß- und Feldversuchen in Berlin Dahlem ermittelte Ertragswirkung zeigte, dass Urin in dieser Hinsicht äquivalenten Mineraldüngern grundsätzlich gleichwertig ist. Bei sehr hohen Konzentrationen kam es abhängig von der Pflanzenart zu Depressionseffekten, welche vermutlich auf den Salz- und Ammoniumgehalt von Urin zurückzuführen sind. Unter Freilandbedingungen traten diese Effekte nicht auf. Bodenbiologische Auswirkungen von Düngerapplikationen sind entscheidend für die Abschätzung ihrer langfristigen Bodenfruchtbarkeitserhaltung. Sowohl in Labor-versuchen als auch im Freiland zeigten sich Regenwürmer durch menschlichen Urin aus Trenntoiletten deutlich beeinträchtigt. Die Ursache der Schädigung konnte nicht geklärt werden. Von einer langfristigen bodenfruchtbarkeitsreduzierenden Beein-trächtigung wird jedoch nicht ausgegangen. Mikrobielle Enzymaktivitäten im Boden wurden im Freiland durch Urinapplikation nicht beeinflusst. Für die Praxis wird empfohlen Urin während der Ausbringung einzuarbeiten, da die Tiere dann weniger mit der Flüssigkeit in Kontakt kommen. Da es ein umweltpolitisches Ziel ist, die Ammoniakemissionen der Landwirtschaft zu minimieren, wurden diese nach der Urinausbringung im Freiland gemessen. Auf Grund der sehr geringen Trockensubstanzgehalte von Humanurin emittierte deutlich weniger NH3 als üblicherweise nach Ausbringung von Schweine- oder Rindergülle. Verbraucherumfragen bestätigten eine hohe Bereitschaft pflanzliche Nahrung, welche mit Urin als Dünger erzeugt wurde, zu kaufen und zu verzehren. Praktizierende Landwirte reagierten dagegen deutlich reservierter. Die Ausbringung von Urin aus Trenntoiletten kann im Sinne einer nachhaltigen Landwirtschaft grundsätzlich empfohlen werden. Es besteht aber weiterer Forschungsbedarf. / Sustainable agriculture implies balanced nutrient flows and independence from fertiliser made from non renewable resources. In Europe, plant nutrients excreted by humans are commonly collected in water borne sewage systems and thus mixed with potentially harmful substances. Novel segregating sanitation techniques can collect separated urine and faeces in a form which enables their use as fertiliser. In the presented thesis selected aspects concerning the use of anthropogenic plant nutrients relevant to farming were investigated. Pot and field experiments indicated that equal yields can be gained if urine instead of mineral fertiliser is applied. Very high concentrations of urine led to reduced growth, presumably caused by the presence of ammonium or salt. However, this was not found under field conditions. Soil biological effects caused by the application of a fertiliser must be considered when assessing its long term contribution to soil fertility. Laboratory experiments as well as field investigations showed that human urine application severely affects earthworms, however, the harmful components were not identified. The results suggest that the effect is of short term only. Soil microbial enzyme activities were not influenced by urine fertiliser. For farming practice it is recommended to inject or incorporate urine to prevent earthworms from coming into direct contact with the infiltrating fertiliser. Gaseous ammonia loss was measured after urine application on fields as reducing harmful emissions from agriculture is a goal of European environmental policy. Because of the very low Dry Matter contents of urine, far less ammonia was emitted to the atmosphere than usually occurs after application of cattle or pig slurry. A consumer acceptance study showed a general high public willingness to accept urine as fertiliser even if used on crops for food production. The reaction of farmers was mainly reserved as a result of the present legal regulations in Germany. Within the context of sustainable agriculture the use of human urine as fertiliser can be recommended. Further research is necessary, especially concerning any effects resulting from residues of pharmaceutical substances contained in human excreta.

Since many years, the agro-technical programs such as '3 reduction 3 increase', '1 must 5 reduction' and System of Rice Intensification (SRI) have been carried out with definite results. Recently, IPM program (integrated pest management) – a more comprehensive measure (using all possible techniques and methods to keep the pest populations below a level causing economic injury) – has been firstly piloted on a large scale in the Mekong Delta. This paper presents the main results of piloting IPM program in 2,610 hectares during 2014-2017 in Hau Giang province. As results, farmers have better economic benefit in production; the quality of rice has been gradually improved and can overcome the technical barriers of advanced countries in rice trade such as US, EU and Japan. In addition, the environmental and ecological consequences can be avoided due to overuse of fertilizer and pesticide. Field ecosystems will be gradually restored. / Từ nhiều năm nay những chương trình kỹ thuật nông nghiệp như '3 giảm 3 tăng', '1 phải 5 giảm' và hệ thống canh tác lúa cải tiến (SRI) đã được áp dụng và đã có những kết quả nhất định. Còn chương trình quản lý dịch hại tổng hợp IPM - một biện pháp tổng hợp và tích cực hơn (sử dụng tất cả các kỹ thuật và biện pháp thích hợp có thể được, nhằm duy trì mật độ của các loài gây hại dưới mức gây ra những thiệt hại kinh tế) – được thực nghiệm đầu tiên trên diện rộng ở Đồng bằng sông Cửu Long. Bài báo này trình bày những kết quả chính trong thử nghiệm ở 2.610 ha lúa trong thời gian 2014-2017 ở ở tỉnh Hậu giang. Kết quả là quản lý dịch hại ở ngưỡng cho phép, người nông dân có lợi hơn về kinh tế trong sản xuất, chất lượng gạo từng bước được cải thiện và có khả năng vượt qua các hàng rào kỹ thuật trong thương mại lúa gạo của các nước tiên tiến như USA, châu Âu, Nhật Bản. Ngoài ra tránh được hệ quả về môi trường sinh thái do sử dụng quá mức phân bón hóa học và ô nhiễm do thuốc bảo vệ thực vật và hệ sinh thái đồng ruộng dần được phục hồi.

The number of biogas plants in Germany is increasing from 3,711 in 2007 to 8,075 in 2016. In these biogas plants, it occurred more than 50 Mt digestate. Therefore, several investigations are started to use digestate as organic fertiliser mostly for field crop cultivation. Experiment with tomatoes was carried out were digestate was used as a supplement to the growing media in an amount of 5%, 15%, and 25%, compared with a treatment of mineral fertiliser and lupine wholemeal. The tomato yield was highest in the treatment with mineral fertilisation, the yield with 25% digestate was only a little lower. More experiments are necessary for particular regarding the amount and frequency of fertilization with digestate from biogas plants. In Germany and in Vietnam the number of sheep flocks is increasing, high amounts of uncleaned sheep wool are available. Because of the high amount of nutrients - especially nitrogen -, sheep wool pellets could be used as multi-functional fertiliser in vegetable cultivations. Four types of sheep wool pellets have been tested in protected cultivation. Tomatoes were cultivated in a greenhouse using substrate culture with perlite, bark compost, sheep wool slabs, respectively, and sheep wool pellets as fertiliser. Best growth and highest yield for tomatoes were obtained using pine bark and perlite as a substrate, both fertilised with sheep wool pellets. Based on the results of the yield and the analyses of the nutrient content in plants it seems that sheep wool pellets can be used, for the cultivation of vegetables in greenhouses. / Số lượng các nhà máy biogas tại CHLB Đức tăng từ 3.711 năm 2017 lên 8.075 năm 2016. Các nhà máy biogas sản sinh ra hơn 50 triệu tấn chất thải. Vì vậy đã có nhiều nghiên cứu liên quan đến sử dụng nguồn chất thải này làm phân bón hữu cơ cho canh tác nông nghiệp. Thí nghiệm với cà chua sử dụng chất thải biogas làm chất bổ sung dinh dưỡng cho giá thể trồng cây theo các tỷ lệ 5%, 15% và 25% đối chứng với công thức sử dụng phân hóa học và bột nguyên vỏ họ đậu. Năng suất cà chua thu được từ các công thức bổ sung chất thải biogas đều cao hơn đối chứng, chỉ có công thức bổ sung 25% có năng suất thấp hơn. Tuy nhiên vẫn cần có những nghiên cứu tiêp theo về lượng và tần xuất sử dụng bón phân với chất thải từ nhà máy biogas. Ở Đức và ở Việt Nam số lượng đàn cừu đang tăng lên, một lượng lớn lông cừu phế phẩm phát sinh. Với hàm lượng dinh dưỡng cao, đặc biệt là nitơ, viên nén từ lông cừu phế phẩm có thể sử dụng làm phân bón đa chức năng cho trồng trọt. Nghiên cứu đã sử dụng 4 loại viên nén lông cừu làm phân bón trong điều kiện trồng có kiểm soát. Cà chua được trồng trong nhà kính với 3 loại giá thể là perlite, vỏ cây thông đã ủ hoai, thảm lông cừu với phân bón là viên nén từ lông cừu phế phẩm. Năng suất cao nhất và đem lại sinh trưởng tốt nhất cho cây cà chua là công thức sử dụng vỏ cây thông và perlite. Dựa trên kết quả về năng suất và phân tích dinh dưỡng trong cây và sản phẩm, nghiên cứu cho thấy sự phù hợp của viên nén từ lông cừu phế phẩm làm phân bón cho canh tác rau trong nhà kính.

In der vorliegenden Studie wurden zwei Fragestellungen bearbeitet, die beide das Ziel verfolgen, die Stickstoff(N)-Ausnutzungseffizienz in landwirtschaftlichen Systemen zu steigern: 1) Hat die langjährige organische Düngung einen Einfluss auf den Abbau kürzlich applizierter organischer Dünger? Die Hypothese war, dass relevante Effekte nur bei schwer abbaubaren organischen Düngern auftreten während bei leicht abbaubaren organischen Düngern die Düngungshistorie keine Rolle spielt. 2) Können die hohen N-Bilanzüberschüsse im intensiven Freilandgemüsebau durch den Einsatz von Winterzwischenfrüchten (ZF) deutlich reduziert werden? Die Hypothese war, dass ZF die Bilanzüberschüsse der betrachteten zweijährigen Fruchtfolgen um mindestens 30 kg N / ha reduzieren. Die erste Hypothese wurde überprüft, indem der Abbau organischer Dünger in Böden, die sich in ihrer organischen Düngungshistorie unterschieden, gemessen wurde. Es wurden ein Topfversuch im Gewächshaus sowie ein Inkubationsversuch im Labor durchgeführt. Die Ergebnisse deuteten darauf hin, dass es Effekte der Historie auf den Abbau von Stallmist und Kiefernrinde gab, während es keine Effekte bei leicht abbaubarem Kohlmaterial gab. Daher wurde die Hypothese angenommen. Allerdings ergaben die beobachteten Effekte kein konsistentes Bild in Hinblick auf die Richtung der Effekte auf die Kohlenstoff(C)- und N-Mineralisierung und Effekte auf die Netto-N-Mineralisation waren generell sehr klein. Zur Überprüfung der zweiten Hypothese wurden an drei Standorten in Deutschland Feldversuche mit Gemüsefruchtfolgen und unterschiedlichen ZF durchgeführt. Die Ergebnisse ergaben, dass trotz der die mittleren Bilanzüberschüsse der Kontrollen (ohne ZF) von 217 kg N / ha die ZF die N-Bilanz im Mittel um nur 13 kg N / ha reduzierten. Daher wurde die Hypothese abgelehnt. Die Ergebnisse zeigten weiterhin, dass der verlustfreie Transfer der von der ZF aufgenommenen N-Menge an die Folgefrucht ein kritischer Schritt bei dieser Technik ist. / The current study dealt with two questions that target potential options to increase the nitrogen (N) use efficiency of agricultural systems: 1) Does long-term organic fertilization affect the decomposition of recently added organic fertilizers? The hypothesis was that effects only occur for recalcitrant organic fertilizers while for readily decomposable organic fertilizers, the fertilization history does not play a role. 2) Can the N balance surpluses in intensive field vegetable production systems be substantially reduced by cultivation of winter catch crops (CC)? The hypothesis was that the N balance surpluses of the investigated two-year crop rotations can be reduced by more than 30 kg N / ha. The first hypothesis was tested by applying organic fertilizers to soils that only differed in organic fertilization history. A greenhouse pot experiment and a laboratory incubation experiment were conducted. The results indicated that fertilization history had effects on the decomposition of farmyard manure and pine bark, not however on the decomposition of readily decomposable cabbage material. Hence, the hypothesis was accepted in that fertilization history effects depended on the type of fertilizer. However, fertilization history effects showed no consistent trend with respect to increase or decrease in carbon (C) and N mineralization and the effects on net N mineralization were minor in magnitude. The second hypothesis was tested by performing field experiments at three sites in Germany. Vegetable crop rotations were set up, testing different types of CC. The results suggested that in spite of high N surpluses in the control treatments (no CC) of 217 kg N / ha, CC reduced the N balance surplus on average by only 13 kg N / ha. Hence, the hypothesis was rejected. The findings further indicated that the transfer of N taken up by the CC to the succeeding crop is a critical step when adopting this technique.

Mit dem wachsenden Energiebedarf der Weltbevölkerung, Problemen mit der Kernenergie und begrenzten fossilen Energieträgern ergibt sich die Notwendigkeit, alternative ökonomische und nachhaltige Energiequellen zu suchen. Weiden und Pappeln im Kurzumtrieb können als Bestandteil des Erneuerbaren Energiemix eine Ergänzung zu wind- und sonnenscheinabhängigen Anlagen sein. Im Vergleich zu 1-jährigen Ackerkulturen haben sie geringere Ansprüche an Dünger, Herbizide, Pflanzenschutzmittel und die Bodenbearbeitung. Für die Umwelt- und Energiebilanz sind die im Herstellungsprozess eingesetzte Energie und der verwendete Dünger relevant. Auf Brandenburger Ackerstandorten war für die Kurzumtriebsgehölze Weiden und Pappeln bisher nicht sicher, ob der Einsatz des N-Düngers Kalkammonsalpeter zur Steigerung der Erträge führt und welche Umweltwirkungen damit verbunden sind. Deshalb wurde in Potsdam-Bornim ein randomisierter Blockversuch mit Weiden (Salix viminalis Klon Inger) und Pappeln (Populus maximovizcii x Populus nigra Klon Max 4) im Kurzumtrieb in 2-jähriger Rotation und 4 Wiederholungen auf durchschnittlich mit Nährstoffen versorgtem Brandenburger Ackerland auf Pseudogley-Braunerde mit schwach lehmigem Sand in den Düngestufen 0 kg N ha-1a-1, 25 kg N ha-1a-1, 50 kg N ha-1a-1 und 75 kg N ha-1a-1 angelegt. Zusätzlich wurde eine mit 50 kg N ha-1a-1 gedüngte Variante untersucht, die von Begleitflora frei gehalten wurde. In den ersten 4 Vegetationsjahren wurden die Ertragseinflüsse der mineralischen N-Düngung sowie die N-Auswaschung, die Pflanzengesundheit, die Begleitflora und die N2O-Emissionen erfasst. Die Begleitflora im ersten Rotationszyklus hatte einen signifikant negativen Einfluss auf die Erträge von Pappeln und Weiden. Die Menge an Begleitflora und deren N-Gehalte stiegen mit steigenden N-Düngemengen. Der N-Dünger führte im Gesamtuntersuchungszeitraum bei Pappeln und Weiden weder zu Mehrerträgen noch zu unterschiedlichen N-Gehalten in Blättern oder Stämmen, weil er zu großen Anteilen ausgewaschen oder von der Begleitflora aufgenommen wurde. Die düngeinduzierten N2O-Emissionen in Weiden- und Pappelparzellen lagen unter 0,3 kg N ha-1a-1. Der von den Weiden und Pappeln benötigte N wurde in den ersten 4 Jahren durch Deposition, Mineralisation, verlagertes N aus tieferen Bodenschichten, Mykorrhizierung, bakterielle N2-Fixierung sowie endophytische Bakterien bereitgestellt. Der Verzicht auf N-Dünger vermindert die Konkurrenz der Begleitflora um Wasser und Nährstoffe, die N-Auswaschungsverluste, düngeinduzierte Treibhausgasemissionen sowie die energieaufwendige Herstellung von synthetischem N. Die Pflanzengesundheit wurde durch die Düngung nur geringfügig beeinflusst. Am Versuchsstandort wurden Pappeln mehr durch Rost (Melampsora ssp.) und Blattfraß geschädigt als Weiden. Die Fraßschäden wurden hauptsächlich von Roten Pappelblattkäfern (Chrysomela populi) und Blauen Weidenblattkäfern (Phratora vulgatissima / Phratora ssp.) verursacht. Weiden wurden stärker von Zikaden befallen als Pappeln.

Mit dem wachsenden Energiebedarf der Weltbevölkerung, Problemen mit der Kernenergie und begrenzten fossilen Energieträgern ergibt sich die Notwendigkeit, alternative ökonomische und nachhaltige Energiequellen zu suchen. Weiden und Pappeln im Kurzumtrieb können als Bestandteil des Erneuerbaren Energiemix eine Ergänzung zu wind- und sonnenscheinabhängigen Anlagen sein. Im Vergleich zu 1-jährigen Ackerkulturen haben sie geringere Ansprüche an Dünger, Herbizide, Pflanzenschutzmittel und die Bodenbearbeitung. Für die Umwelt- und Energiebilanz sind die im Herstellungsprozess eingesetzte Energie und der verwendete Dünger relevant. Auf Brandenburger Ackerstandorten war für die Kurzumtriebsgehölze Weiden und Pappeln bisher nicht sicher, ob der Einsatz des N-Düngers Kalkammonsalpeter zur Steigerung der Erträge führt und welche Umweltwirkungen damit verbunden sind. Deshalb wurde in Potsdam-Bornim ein randomisierter Blockversuch mit Weiden (Salix viminalis Klon Inger) und Pappeln (Populus maximovizcii x Populus nigra Klon Max 4) im Kurzumtrieb in 2-jähriger Rotation und 4 Wiederholungen auf durchschnittlich mit Nährstoffen versorgtem Brandenburger Ackerland auf Pseudogley-Braunerde mit schwach lehmigem Sand in den Düngestufen 0 kg N ha-1a-1, 25 kg N ha-1a-1, 50 kg N ha-1a-1 und 75 kg N ha-1a-1 angelegt. Zusätzlich wurde eine mit 50 kg N ha-1a-1 gedüngte Variante untersucht, die von Begleitflora frei gehalten wurde. In den ersten 4 Vegetationsjahren wurden die Ertragseinflüsse der mineralischen N-Düngung sowie die N-Auswaschung, die Pflanzengesundheit, die Begleitflora und die N2O-Emissionen erfasst. Die Begleitflora im ersten Rotationszyklus hatte einen signifikant negativen Einfluss auf die Erträge von Pappeln und Weiden. Die Menge an Begleitflora und deren N-Gehalte stiegen mit steigenden N-Düngemengen. Der N-Dünger führte im Gesamtuntersuchungszeitraum bei Pappeln und Weiden weder zu Mehrerträgen noch zu unterschiedlichen N-Gehalten in Blättern oder Stämmen, weil er zu großen Anteilen ausgewaschen oder von der Begleitflora aufgenommen wurde. Die düngeinduzierten N2O-Emissionen in Weiden- und Pappelparzellen lagen unter 0,3 kg N ha-1a-1. Der von den Weiden und Pappeln benötigte N wurde in den ersten 4 Jahren durch Deposition, Mineralisation, verlagertes N aus tieferen Bodenschichten, Mykorrhizierung, bakterielle N2-Fixierung sowie endophytische Bakterien bereitgestellt. Der Verzicht auf N-Dünger vermindert die Konkurrenz der Begleitflora um Wasser und Nährstoffe, die N-Auswaschungsverluste, düngeinduzierte Treibhausgasemissionen sowie die energieaufwendige Herstellung von synthetischem N. Die Pflanzengesundheit wurde durch die Düngung nur geringfügig beeinflusst. Am Versuchsstandort wurden Pappeln mehr durch Rost (Melampsora ssp.) und Blattfraß geschädigt als Weiden. Die Fraßschäden wurden hauptsächlich von Roten Pappelblattkäfern (Chrysomela populi) und Blauen Weidenblattkäfern (Phratora vulgatissima / Phratora ssp.) verursacht. Weiden wurden stärker von Zikaden befallen als Pappeln.

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