Dank Fruchtfolgen ist Stickstoff im Biolandbau ein Verbündeter

«Weltweit liefern Hülsenfrüchte zwischen 50 und 70 Millionen Tonnen Stickstoff. Zum Vergleich: Der Verbrauch an Stickstoffdüngern belief sich 2020 auf 115 Millionen Tonnen», erklärte Astrid Oberson, Dozentin für Umweltwissenschaften an der ETH Zürich, in ihrem Vortrag anlässlich der FiBL Ackerbautagung.

Stickstoffbindung hängt von vielen Faktoren ab 

Die Forscherin wies damit auf die Schlüsselrolle von Leguminosen für die Stickstoffbilanz in landwirtschaftlichen Systemen hin. Dank ihrer Fähigkeit zur symbiotischen Fixierung von Luftstickstoff tragen diese Pflanzen erheblich dazu bei, die Abhängigkeit von synthetischen Stickstoffdüngern zu verringern.

Die Fähigkeit von Leguminosen, Stickstoff zu binden, hängt jedoch von vielen Faktoren ab: Arten, Sorten, Boden- und Klimabedingungen, aber auch dem Gesundheitszustand der Pflanze. Wasserstress, Bodenverdichtung, Krankheiten oder Nährstoffmangel verringern sowohl den Ertrag als auch die Effizienz der Stickstofffixierung. Zu den grössten Hindernissen für eine optimale Stickstofffixierung zählt insbesondere Phosphormangel: Er reduziert die Masse der Knöllchen und die Gesamteffizienz des Prozesses drastisch.

Der Vorteil der Kombination von Leguminosen

Dabei sind nicht alle Leguminosenarten gleich leistungsfähig. Futterpflanzen wie Weissklee oder Rotklee können zwischen 100 und 380 kg Stickstoff pro Hektar und Jahr binden, unter optimalen Bedingungen manchmal sogar mehr als 500 kg. Nach dem Einarbeiten der Rückstände und Wurzeln steht somit eine grosse Menge Stickstoff für die Folgekultur zur Verfügung. 

Hülsenfrüchte weisen hingegen eine grössere Variabilität in der Stickstofffixierung auf: von 0 bis 450 kg N/ha bei Soja und von 12 bis 330 kg N/ha bei Ackerbohnen. Der Grossteil dieses produzierten Stickstoffs wird jedoch anschliessend in Form von Getreide exportiert. Bei einer hohen Fixierungsrate können maximal 30 kg Stickstoff pro Hektar für die Folgekultur verfügbar sein.

Die Leistung hat ihren Preis

Diese Leistung hat jedoch ihren Preis. Die Fixierung von 1 Gramm Stickstoff aus der Luft kostet die Pflanze 5 bis 10 Gramm Kohlenstoff, gegenüber nur 0 bis 1,5 g für Nitrat. Mit anderen Worten: Die Stickstofffixierung wird nur dann wirklich aktiv, wenn die Nitratressourcen knapp sind. 

Deshalb ist es besonders interessant, Leguminosen in Futtermittelmischungen oder Mischkulturen zu integrieren, um ihre Stickstofffixierung zu stimulieren. In einer Wettbewerbssituation sind Leguminosen «gezwungen», mehr Stickstoff aus der Luft aufzunehmen, um ihr Wachstum aufrechtzuerhalten.

Vier goldene Regeln für den Umgang mit Hofdüngern

Aline Dallo, Bodenwissenschaftlerin am FiBL, betonte anschliessend die Komplexität des effizienten Einsatzes von Hofdüngern. Dieser stösst nämlich auf mehrere Hindernisse: grosse Mengen, die zu bewältigen sind, oft ungenaue Nährstoffgehalte und eine variable Verfügbarkeit von Stickstoff, insbesondere in organischer Form. Die Verluste, insbesondere durch Ammoniakverflüchtigung, hängen daher stark von den Ausbringungsbedingungen ab.

Aline Dallo schlägt daher vor, die vier goldenen Regeln zu befolgen, um die Wirksamkeit zu optimieren.

1. Die erste Regel lautet, den Nährstoffgehalt der Hofdünger zu kennen. Zu diesem Zweck können Laboranalysen durchgeführt werden. Es ist auch möglich, sich auf die durchschnittlichen Gehalte der Hofdünger der PRIF zu beziehen und gleichzeitig den Trockensubstanzgehalt zu kontrollieren.
2. Der zweite wichtige Punkt ist die Unterscheidung zwischen den verschiedenen Stickstoffformen. Nur löslicher Stickstoff (Nsol) ist sofort verfügbar, während verfügbarer Stickstoff (Ndisp) über einen Zeitraum von drei Jahren freigesetzt wird.
3. Anschliessend müssen die Zufuhrmengen entsprechend dem erwarteten Ertrag (z. B. 125 kg N/ha für Bio-Weizen mit 45 dt/ha), dem Mineralisierungspotenzial des Bodens und der Vorfrucht angepasst werden.
4. Schliesslich geht es darum, Verluste zu begrenzen, indem Gülle sofort (jede Minute zählt!) und Mist oberflächlich eingearbeitet wird, ergänzt durch den Anbau von Zwischenfrüchten am Ende des Zyklus, um Reststickstoff zu binden und Auswaschungen zu vermeiden.

Praktische Beispiele für Nachhaltigkeit

Zwei Erfahrungsberichte aus der Praxis untermauerten die Aussagen der Experten während dieses Fachtags. Zunächst berichtete Philipp Zaug aus Bern über regenerative Landwirtschaft und Biodynamik auf seinem Biohof in Iffwil im Kanton Bern. Im Interesse einer nachhaltigen Landwirtschaft setzt der Landwirt in erster Linie auf die Aussaat von Gras unter Pflanzendecke, um eine kontinuierliche Bodenbedeckung zu gewährleisten. 

Gleichermassen wichtig ist ihm jedoch seine Düngungsstrategie, die auf Kompost basiert – hergestellt aus Gemüseresten und Stroh, angereichert mit Biokohle und Zeolith –, auf zurückgeführtem Gründüngung und Komposttee. Darüber hinaus führt der Berner regelmässig Saftanalysen durch, um zum richtigen Zeitpunkt die notwendigen Nährstoffe zuzuführen.

Biodiversität als agronomischer Hebel

Anschliessend erklärte Stefan Schmidt, Biobauer in Stockerau, Niederösterreich, wie er auf Biodiversität als agronomischen Hebel setzt. Lange Fruchtfolgen und fast systematische Mischkulturen (Erbsen-Triticale, Wicken-Hafer-Leindotter) fördern die Bodenfruchtbarkeit. Um die Feuchtigkeit in diesem trockenen Kontinentalklima (610 mm Niederschlag pro Jahr) zu erhalten, setzt der österreichische Landwirt auf Hecken, Agroforstwirtschaft und eine permanente Bodenbedeckung in Verbindung mit minimaler Bodenbearbeitung. 

Durch die Wiedereinführung der Schafhaltung kann er die Wiesen aufwerten und Mist produzieren. Die Botschaft des Tages kommt von ihm: «Der Boden muss so oberflächlich wie möglich, aber so intensiv wie nötig bearbeitet werden, wobei die Struktur der Horizonte erhalten und die organische Substanz an der Oberfläche belassen werden muss.»

Benjamin Reichlin, FiBL

Weiterführende Informationen