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Dauerhafte Bodenbearbeitungsverfahren in Zuckerrübenfruchtfolgen – Ertragsbildung, Rentabilität, Energiebilanz und Bodenerosion im Vergleich

  • Autor/in: Wegener, U.
  • Jahr: 2001
  • Zeitschrift: Dissertation
  • Verlag: Cuvillier Verlag Göttingen
  • ISBN: 3-89873-24

Abstract

Von 1994-1999 wurde an 10 klimatisch und bodenkundlich unterschiedlichen Standorten Süd- und Ostdeutschlands ein Feldversuch mit vier dauerhaft differenzierten Bodenbearbeitungsverfahren auf Großparzellen durchgeführt. Die Bodenbearbeitungsverfahren Pflug (krumentief wendende Grundbodenbearbeitung), Locker (krumentief nichtwendende Lockerung), Mulch (etwa 10 cm tief nichtwendende Bodenbearbeitung) und Direktsaat (nach Notwendigkeit einmalig pro Rotation zu Zuckerrüben durchgeführte saatbetttiefe Bodenbearbeitung) wurden zu Zuckerrüben, Winterweizen und Sommergerste geprüft. Die pflanzenbaulichen Untersuchungen konzentrierten sich auf Ertrag, Ertragskomponenten und Qualität der angebauten Kulturen. Für die Produktionsverfahren Zuckerrüben, Winterweizen und Sommergerste wurden Teilkostenrechnungen unter Berücksichtigung der Marktleistung, der variablen Kosten, der Kosten für Lohnmaschinen, der festen Maschinenkosten sowie der Arbeitskosten bis zum Vergleichsdeckungsbeitrag vorgenommen. Auf Grundlage der Versuchsdaten zu den Anbaumaßnahmen, Betriebsmittelaufwendungen und dem Naturalertrag der Produktionsverfahren Zuckerrüben und Winterweizen wurden Energiebilanzen für die verschiedenen Bodenbearbeitungsverfahren berechnet. Abschließend erfolgte eine Simulation des Bodenabtrags in Abhängigkeit von der Bodenbearbeitung und den Niederschlagsereignissen zweier zeitlich verschiedener Anbauperioden. Einfluss der Bodenbearbeitung auf Ertrag, Ertragskomponenten und Qualität Der Bereinigte Zuckerertrag betrug im Mittel aller Standorte und Jahre (n=17) im Verfahren Pflug 8,9 t ha-1 und nahm in der Variante Locker um 0,1 t ha-1, in der Variante Mulch um 0,2 t ha-1 und bei Direktsaat signifikant gegenüber Pflug um 1,3 t ha-1 ab. In Einzelversuchen verursachte die Direktsaat von Zuckerrüben deutliche Ertragsrückgänge. Die Bestandesdichte von Zuckerrüben wurde durch die Verfahren Pflug, Locker und Mulch wenig beeinflusst, während sie bei Direktsaat deutlich verringert war. Die Qualität der Zuckerrüben wurde durch die Bodenbearbeitung nur unwesentlich verändert. Der Kornertrag von Winterweizen betrug im Mittel aller Einzelversuche (n=21) in der Variante Pflug 7,8 t ha-1 und nahm tendenziell in den Varianten Locker und Mulch um 0,1 t ha-1 und bei Direktsaat signifikant gegenüber Pflug um 0,3 t ha-1 ab. Eine geringere Pflanzen- und Ährendichte des Winterweizens in den pfluglosen Verfahren wurde durch eine erhöhte Kornzahl pro Ähre und eine leicht erhöhte Tausendkornmasse kompensiert. Bei Sommergerste (n=5) wurde im Verfahren Pflug ein Kornertrag von 6,6 t ha-1 erreicht. Dieser nahm im Verfahren Locker um 0,2 t ha-1, im Verfahren Mulch um 0,4 t ha-1 und bei Direktsaat signifikant gegenüber Pflug um 0,8 t ha-1 ab. Die in den pfluglosen Verfahren vorhandene geringere Ährendichte wurde in den Verfahren Locker und Mulch durch eine erhöhte Kornzahl pro Ähre kompensiert. Einfluss der Bodenbearbeitung auf die Rentabilität Als Gesamtkosten für den Anbau von Zuckerrüben wurden im Verfahren Pflug 2173 DM ha-1 a-1 kalkuliert. Diese waren in den pfluglosen Verfahren um maximal 80 DM ha-1 a-1 reduziert. Eine bei Pflugverzicht über die Kosten der Arbeitserledigung mögliche Kosteneinsparung verringerte sich insbesondere bei Direktsaat durch steigende Kosten für Pflanzenschutzmittel. Der Vergleichsdeckungsbeitrag von Zuckerrüben betrug im Verfahren Pflug 3.264 DM ha-1 a-1 und war in den Verfahren Locker und Mulch geringfügig niedriger, während er bei Direktsaat durch den erheblichen Ertragsrückgang bei nur wenig reduzierten Gesamtkosten deutlich verringert war. In den Produktionsverfahren Winterweizen und Sommergerste sanken die Gesamtkosten vom Verfahren Pflug von 1230 bzw. 1145 DM ha-1 a-1 mit abnehmender Intensität der Bodenbearbeitung um bis zu 224 DM ha-1 a-1. Die Kosteneinsparungen resultierten aus dem Rückgang der Kosten der Arbeitserledigung, der jedoch insbesondere bei Sommergerste durch steigende Kosten für Pflanzenschutzmittel verringert wurde. Bei Winterweizen betrug im Verfahren Pflug der Vergleichsdeckungsbeitrag 1.350 DM ha-1 a-1 und erhöhte sich mit abnehmender Intensität der Bodenbearbeitung deutlich. Der Vergleichsdeckungsbeitrag im Produktionsverfahren Sommergerste betrug im Verfahren Pflug 1.235 DM ha-1 a-1 und war durch die Bodenbearbeitung nur gering beeinflusst, da die durch den sinkenden Ertrag reduzierte Marktleistung durch verringerte Gesamtkosten kompensiert wurde. Einfluss der Bodenbearbeitung auf die Energiebilanz Der Aufwand an Primärenergie sank in den Produktionsverfahren Zuckerrüben, Winterweizen nach Zuckerrüben und Winterweizen nach Winterweizen vom Verfahren Pflug von 16961 MJ ha-1 a-1, 16059 MJ ha-1 a-1 bzw. 16232 MJ ha-1 a-1 mit abnehmender Intensität der Bodenbearbeitung um bis zu maximal 9 %. Die Einsparungen konnten hauptsächlich beim Kraft- und Schmierstoff und den eingesetzten Maschinen erreicht werden. Im Vergleich der Fruchtarten zeigten sich deutlich geringere Anteile des Aufwandes für Stickstoffdünger und Saatgut am energetischen Gesamtaufwand des Produktionsverfahrens Zuckerrüben gegenüber Winterweizen. Höhere Anteile waren dagegen bei den energetischen Aufwendungen für Grunddünger, Kraft- und Schmierstoff sowie für die eingesetzten Maschinen zu verzeichnen. Der Energieertrag im Produktionsverfahren Zuckerrüben betrug im Verfahren Pflug 227 GJ ha-1 a-1 und reduzierte sich geringfügig über Locker zu Mulch, während er in der Direktsaat deutlich verringert war. Unabhängig von der Vorfrucht betrug im Produktionsverfahren Winterweizen der Energieertrag im Verfahren Pflug etwa 120 GJ ha-1 a-1 und sank geringfügig in der Reihenfolge Mulch, Locker und Direktsaat. Der Energieertrag der gesamten Rotation aus Senf – Zuckerrüben / Winterweizen / Winterweizen betrug im Verfahren Pflug 467,9 GJ ha-1 FF-1 und sank mit abnehmender Intensität der Bodenbearbeitung. Der höchste Nettoenergiegewinn als Differenz zwischen Energieertrag und Primärenergieaufwand wurde bei Zuckerrüben mit 210 GJ ha-1 a-1, bei Winterweizen mit etwa 105 GJ ha-1 a-1 als auch der gesamten Rotation mit 418,6 GJ ha-1 FF-1 im Verfahren Pflug erreicht. Er war in den Verfahren Locker und Mulch geringfügig verringert, während sich der Abfall bei Direktsaat deutlicher darstellte. Die geringste Energieintensität und damit die energieeffizienteste Produktion wurde sowohl bei den Produktionsverfahren Zuckerrüben im Verfahren Mulch mit 113,3 MJ GE-1 und bei Winterweizen je nach Vorfrucht unterschiedlich in den Verfahren Mulch und Direktsaat mit etwa 205 MJ GE-1 erreicht. Beim Anbau der gesamten Rotation wurde jedoch mit 159,4 MJ GE-1 die energieeffizienteste Produktion im Verfahren Mulch erreicht. Einfluss der Bodenbearbeitung auf die Bodenerosion durch Wasser Bei einer modellgestützten Erosionssimulation für eine Periode von fünf Monaten und den Niederschlägen eines Referenzjahres ergab sich beim Anbau von Zuckerrüben im Verfahren Pflug ein Nettoaustrag von Feststoffmaterial in Höhe von 10,3 t ha-1. Bei Anwendung der Verfahren Locker und Mulch reduzierte sich dieser Austrag um 99,9 %. Bei Direktsaat trat keinerlei Feststoffverlagerung auf. Bei der Erosionssimulation für das Auftreten eines statistisch alle fünf Jahre wiederkehrenden extremen Niederschlagsereignisses (1,4 mm min-1) wurde beim Anbau von Zuckerrüben im Verfahren Pflug ein Feststoffaustrag von 8,4 t ha-1 ermittelt. In den Verfahren Locker und Mulch reduzierte sich dieser Feststoffaustrag um 96 % und bei Direktsaat um 97 %. In einer zusammenfassenden Beurteilung der ökonomischen und ökologischen Leistungen der untersuchten Bodenbearbeitungsverfahren im Hinblick auf eine nachhaltige Pflanzenproduktion zeichnete sich das Verfahren Mulch durch die höchste Vorzüglichkeit aus und sollte aus diesem Grund in der landwirtschaftlichen Praxis weitere Verbreitung finden.
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