Einfluss des Leguminosenanteils und früher Abfuhr des Pflanzenaufwuchses von Greening-Mischungen auf die N2O-Winteremissionen einer Ackerfläche

Seit 2014 gilt für Landwirte mit Betrieben >15 ha, dass 5% der Betriebsfläche als ökologische Vorrangfläche bewirtschaftet werden sollen. Hierfür werden für Ackerland sog. „Greening“-Saatgutmischungen angeboten, welche sich stark in ihrer Zusammensetzung, und damit in ihren Eigenschaften wie z.B. Menge und Zeitpunkt von Nährstoffaufnahme unterscheiden. Bisher gibt es keine Untersuchungen zum Einfluss solcher Greening-Mischungen und deren Management auf die Freisetzung des klimarelevanten Spurengases N2O. Hauptziel des Feldversuches war deshalb die Quantifizierung von winterlichen N2O-Emissionen und möglicher Nitratauswaschung in Abhängigkeit von (1) Winterbegrünung, (2) Leguminosenanteil der Begrünung und (3) der Biomasse-Abfuhr. Dazu wurden zwischen dem 17.11.15 und 02.06.16 Spurengasmessungen mit der geschlossenen Kammermethode auf einem Parzellenversuch des LTZ Karlsruhe in Ettlingen durchgeführt. Bodentyp war eine Parabraunerde. Der Versuch wurde konventionell bewirtschaftet. Die Ansaat der Zwischenfrüchte erfolgte am 11.08.2015, Folgefrucht war Mais. Es wurden die folgenden Varianten beprobt: (1) Schwarzbrache, (2) Gelbsenf ohne Abfuhr, (3) Gelbsenf mit Abfuhr der oberirdischen Biomasse, (4) eine „Greening“-Mischung mit 55% Leguminosenanteil ohne Abfuhr, (5) Mischung (4) mit Abfuhr, (6) eine „Greening“-Mischung mit 95% Leguminosenanteil ohne Abfuhr und (7) Mischung (6) mit Abfuhr. Erhöhte N2O-Flussraten traten kurzzeitig nach Frost/Tau im Januar 2016 und nach N-Düngung im Mai 2016 auf. Die höchsten N2O-Flussraten innerhalb dieser Studie wurden mit 405 µg N2O-N m-2 h-1 Mitte April 2016 nach der Grund-Bodenbearbeitung in der Schwarzbrache gemessen. Die N2O-Flüsse waren positiv mit den Nitratgehalten des Oberbodens (0-30 cm) korreliert. Die kumulativen N2O Emissionen über den Messzeitraum von 6,5 Monaten schwankten zwischen 0,8 kg N2O-N ha-1 im Gelbsenf und 1,6 kg N2O-N ha-1 bei der Mischung mit 95% Leguminosen ohne Abfuhr. Mit steigendem Leguminosenanteil in der Saatmischung stiegen die mittleren kumulativen N2O-Emissionen an. Die Abfuhr der oberirdischen Biomasse im Oktober führte zu deutlichen und teils statistisch signifikanten Minderungen der N2O-Freisetzung. Am größten war die Minderung durch Abfuhr in der Variante mit 95% Leguminosen. Die Schwarzbrache zeigte im Herbst die höchsten Nitratgehalte im Oberboden sowie in 30-60 cm Tiefe. Es kam über Winter in allen Behandlungen zu einer Nitratverlagerung in die Tiefe 60-90 cm. Die geringsten Konzentrationen im Unterboden fanden sich dabei bei der Behandlung mit Gelbsenf