Schwefel ist ein essentieller Nährstoff, der in den Pflanzen verschiedene, wichtige Funktionen erfüllt, darunter die Bildung von Aminosäuren, Proteinen, Chlorophyll und die Förderung der Stickstoffaufnahme sowie die N2-Bindung z.B. durch die Leguminosen. Mangel an Schwefel beeinträchtigt nicht nur das Pflanzenwachstum, sondern auch die Qualität und Resistenz gegenüber Krankheiten. Zudem wird die S-Versorgung stark von Boden- und hydrologischen Faktoren beeinflusst. Der Gehalt der Atmosphäre an Schwefel durch industrielle Verbrennung hat in den letzten Jahrzehnten stark abgenommen, was zu einer Abnahme der S-Zufuhr zum Boden und schließlich zu Schwefelmangel in bestimmten Fruchtarten zunächst im konventionellen, später auch besonders im ökologischen Landbau geführt hat. Daraufhin erfolgte eine rege Versuchstätigkeit zur Ursachenforschung und zur Behebung der entstandenen Ertrags- und Qualitätsmängel auf den landwirtschaftlichen Betrieben. In dieser zusammenfassenden Studie wurden Versuchsdaten aus 98 Standorten in Mitteleuropa (Deutschland, Österreich, Schweden, Norwegen, Dänemark, Belgien, Italien, Polen, Großbritannien) aus den Jahren 1998 bis 2023 aufgenommen. Die Düngungsversuche erfolgten auf landwirtschaftlichen Betrieben und Versuchsstationen unter Anbaubedingungen des ökologischen Landbaus. Es wurden 1169 Behandlungsvarianten und 598 Standardvarianten ohne oder mit geringerer S-Düngung analysiert. Die Düngung erfolgte mit verschiedenen Schwefelquellen, darunter Kieserit, Gips, Elementarschwefel, Bittersalz und anderen Arten, in unterschiedlichen Mengen und Formen in der Regel direkt vor oder zum Anbau der Kulturen. Bodenuntersuchungen wurden nach Vorgaben des VDLUFA oder vergleichbaren Standards in Mitteleuropa durchgeführt. Die S-Mengen im Boden wurden in den Tiefen 0 – 30 cm, 30 – 60 cm und 60 – 90 cm ermittelt. Standortmerkmale wie Smin, Nmin, Bodenart, pH-Wert, Niederschlag und Umfang der Viehhaltung wurden erfasst. Zu jedem Versuchsaspekt lag eine ausreichende Datenmenge zur Verfügung um den Einfluss steigender S-Versorgung des Bodens oder der Pflanzenartengruppen (Dauergrünland, Luzerne-Klee-Gras, Körnerleguminosen, Getreidearten, andere Arten: Mais, W.-Raps) von starkem Mangel bis hin zur Überversorgung quantitativ darzustellen. Die Analysen konzentrierten sich daher auf die Erstellung von Beziehungen sowohl zwischen Ertragsreaktionen, Zusammenhängen mit der Stickstoffaufnahme der Fruchtarten sowie der N2-Bindung bei Leguminosen und der Nährstoffversorgung mit pflanzenverfügbarem Schwefel. Ziel der Untersuchungen war zunächst, die Erstellung von Bewertungsverfahren für die Bodenversorgung mit verfügbarem Schwefel und die Herausarbeitung von erforderlichen S-Gehalten bzw. N/S-Verhältnissen der Pflanzenarten zur Erlangung optimaler TM-Erträge. Die Ergebnisse sollten darüber hinaus dazu beitragen, den Schwefelbedarf für verschiedene Fruchtarten zu bestimmen sowie praxisgerechte Verfahren zur Düngebedarfsermittlung im ökologischen Landbau zu entwickeln.:1 Einleitung und Problemstellung 2 Material und Methoden 3 Ergebnisse 3.1 Abschätzung des Einflusses von Standortfaktoren 3.2 Einfluss der Bodenversorgung mit pflanzenverfügbarem Schwefel 3.2.1 Fruchtarten mit Leguminosenanbau 3.2.2 Fruchtarten mit Nichtleguminosenanbau 3.2.3 Gesamtwirkung und Bewertung der Ergebnisse nach direkter Düngung 3.3 Einfluss der pflanzlichen Gehalte an Schwefel und der N/S-Verhältnisse 3.3.1 Dauergrünland und Luzerne-Klee-Gras 3.3.2 Körnerleguminosen 3.3.3 Nichtleguminosen 3.4 Einfluss der Düngemittelart und der verabreichten Düngungshöhe mit Schwefel 3.5 Nährstoff-Aufnahme, -Saldo und -Bedarf der Fruchtarten 4 Diskussion und Schlussfolgerungen 4.1 Überblick 4.2 Ursachen der Versuchstätigkeit zum Schwefel 4.3 Düngemittel und Düngungshöhe mit Schwefel 4.4 Wirkung der S-Düngung auf Ertrag, Inhaltsstoffe und andere Merkmale der Pflanzenarten 4.5 Nährstoffgehalte an Schwefel und N/S-Verhältnisse der Pflanzenarten 4.6 Bodenversorgung mit pflanzenverfügbarem Schwefel 4.7 Nährstoffbedarf der Pflanzenarten und Düngebedarfsermittlung für Schwefel 4.7.1 Beispiele zur Direktwirkung 4.7.2 Beispiele zur Nachbauwirkung und Fruchtfolgedüngung 4.8 Datenrequisition und Methodenkritik zum Nährstoffmanagement für Schwefel 5 Zusammenfassung 6 Summary 7 Danksagung 8 Literaturverzeichnis 9 Ergänzende Unterlagen

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, den Einfluss verschiedener Schwefel (S)-Düngemittel, der Leguminosenart und des Gemengebaus von Erbse (Pisum sativum L.) und Gerste (Hordeum vulgare L.) auf die Schwefelakkumulation sowie den Ertrag der Ackerbohne (Vicia faba L.), Schmalblättrige Lupine (Lupinus angustifolius L.) und Erbse zu erheben. In den Jahren 2012 bis 2014 wurden Feldversuche auf zahlreichen Standorten durchgeführt, um die Wirkung von Kieserit (MgSO4), Gips (CaSO4), elementarem S und Bittersalz (MgSO4 × 7H2O) auf die Körnerleguminosen zu testen. Die Düngung von Ackerbohne, Schmalblättriger Lupine und Erbse mit verschiedenen S-haltigen Düngemitteln führte unter den geprüften Feldbedingungen weder zu Ertragssteigerungen noch zu einer gesteigerten N-Akkumulation. Der S-Bedarf der drei Körnerlegunminosen wurde offenbar über natürliche Ressourcen gedeckt. Trotzdem zeigten sich Gips und Kieserit, teilweise auch Bittersalz als geeignete Düngemittel, um die S-Konzentration im Gewebe der Pflanzen zu erhöhen. Die S-Akkumulation im Spross der Ackerbohne (5-17 kg S ha-1), Schmalblättrigen Lupine (5-15 kg S ha-1) und Erbse (2-13 kg S ha-1) war gering und wurde von den Pflanzen an deren Bedarf angepasst. Im Gegensatz zu Ackerbohne (SHI 0,65) und Erbse (SHI 0,63), die S vorwiegend im Korn akkumulierten, sammelte die Schmalblättrige Lupine einen Großteil des aufgenommenen S im Stroh (SHI 0,40) an. Der Einfluss des Gemengeanbaus mit Gerste auf den S-Haushalt der Erbse war sehr gering. Die Erbse in Reinsaat nahm signifikant mehr S gemittelt über alle getesteten Düngemittel auf als das Gemenge aus Erbse und Gerste. Erbse und Gerste akkumulierten ähnlich hohe Mengen S im Spross pro Einheit Kornertrag. Um maximale Kornerträge sowie N- und S-Akkumulationen in einem substitutiv zusammengesetzten Gemenge aus Erbse und Gerste zu erzielen, wurde ein optimales Saatverhältnis von 42-88% keimfähiger Erbsensamen zu 12-58% keimfähigen Gerstensamen der jeweiligen Reinsaatstärke ermittelt. / The objectives of this study were to evaluate the influence of different sulfur (S) containing fertilizers, the legume species and of intercropping of pea (Pisum sativum L.) and barley (Hordeum vulgare L.) on sulfur accumulation and yield of faba bean (Vicia faba L.), narrow leaf lupin (Lupinus angustifolius L.) and pea. In the years 2012 to 2014 field trials have been conducted to test the effects of kieserite (MgSO4), gypsum (CaSO4), elemental S and epsom salt (MgSO4 × 7H2O) on grain legumes at several sites in Germany. Under the given environmental conditions, fertilization of faba bean, narrow leaf lupin and pea with different S containing fertilizers did not increase yield and nitrogen (N) accumulation. The S demand of the three grain legumes was low and obviously covered by S sources from the soil as well as atmospheric S deposition. However, gypsum, kieserite and epsom salt generated noticeable increases in S concentration in parts of the plants. S accumulation in shoots of faba bean (5-17 kg S ha-1), narrow leaf lupin (5-15 kg S ha-1) and pea (2-13 kg S ha-1) was comparatively low and has been adapted to the plants respective S demand. In contrast to faba bean (SHI 0,65) and pea (SHI 0,63), who accumulated S predominantly in seeds, narrow leaf lupin (SHI 0,40) accumulated the bulk of S in its straw. The influence of barley on peas S concentration was very low. Pea in pure stands accumulated significantly more S than the total intercrop of pea and barley, whereas pea and barley accumulated similar amounts of S in its shoots per unit seed yield. To achieve the maximum seed yield and maximum N and S accumulation in substitutive mixtures of pea and barley, a relative seed frequency of 42%–88% pea seeds to 12%–58% barley seeds of their monocrop seeding rate has been calculated to be optimal.

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