Zwischenfrüchte binden Nährstoffe, halten den Boden über Herbst und Winter bedeckt und können so einen wichtigen Beitrag zum Gewässerschutz leisten. Untersuchungen aus dem Beratungsgebiet (BG) 9, Angeln und Schwansen, zeigen: Die Leistung der Bestände unterscheidet sich erheblich. Entscheidend ist nicht nur, was in der Mischung steckt, sondern auch, wie gut sich die Zwischenfrucht entwickeln kann.
Nach der Ernte der Hauptfrucht können im Boden noch pflanzenverfügbare Nährstoffe vorhanden sein. Dies betrifft neben dem gewässerschutzrelevanten Stickstoff auch aus ökonomischer Sicht wertvolle Grundnährstoffe wie unter anderem Kali, Magnesium, Phosphor und Schwefel. Bleibt die Fläche ohne aktiven Bewuchs, steigt insbesondere bei entsprechender Sickerwasserrate und milden Temperaturen das Risiko, dass mineralisierter Stickstoff mit dem Sickerwasser aus dem durchwurzelten Bodenraum verlagert wird. Zudem finden die Grundwasserneubildung und die Mineralisierung der Erntereste besonders in der Winterperiode bei entsprechend milden Temperaturen statt. Ein wachsender Zwischenfruchtbestand setzt genau hier an: Er nimmt Nährstoffe auf und überführt sie zunächst in pflanzliche Biomasse. Damit werden Nährstoffe zeitweise konserviert, statt über den Herbst ungenutzt im Boden zu verbleiben. Sie können nach dem Absterben oder der Einarbeitung der Zwischenfrucht wieder in den Stoffkreislauf zurückkehren und pflanzenbaulich genutzt werden.
Zwischenfrüchte als Nährstoffspeicher
Die Wirkung beschränkt sich nicht ausschließlich auf Stickstoff. Zwischenfrüchte nehmen auch Kalium, Phosphor, Schwefel und Magnesium auf. Stickstoff ist ein zentraler Baustein für Proteine und das vegetative Wachstum, während Kalium unter anderem den Wasserhaushalt und zahlreiche Enzymprozesse der Pflanze steuert. Phosphor ist wesentlich für die Energieübertragung und den Stoffwechsel, Magnesium bildet das Zentralatom des Chlorophylls, und Schwefel wird für schwefelhaltige Aminosäuren und damit für die effiziente Proteinsynthese benötigt. Tief und intensiv wurzelnde Arten können zudem Bodenbereiche erschließen, die von der Hauptfrucht nur schwach genutzt oder nicht erreicht wurden. Werden diese Nährstoffe nach der Hauptfruchternte in lebender Biomasse gebunden, bleiben sie zunächst im pflanzlich-bodenbürtigen Kreislauf und stehen nach dem Absterben beziehungsweise der Einarbeitung und Mineralisierung wieder für nachfolgende Kulturen zur Verfügung. Gleichzeitig schützt die Bodenbedeckung vor Erosion, was im Hinblick auf den Oberflächengewässerschutz insbesondere für den Nährstoff Phosphat von besonderer Relevanz ist. Wurzeln sowie oberirdische Biomasse der Zwischenfrüchte liefern einen wichtigen Beitrag für die Humusbildung im Boden. Somit eröffnen Zwischenfrüchte ein ganzes Bündel möglicher Wirkungen: Nährstoffkonservierung, Erosionsschutz, Verbesserung der Bodenstruktur und die Förderung biologischer Prozesse im Boden.
Für die Nährstoffbindung ist vor allem die gebildete Biomasse von Bedeutung. Ein gut entwickelter Bestand kann entsprechend große Nährstoffmengen aufnehmen. Umgekehrt bleibt die Wirkung eines lückigen oder spät etablierten Bestandes begrenzt. Die Zwischenfrucht sollte daher nicht als bloßer Lückenfüller behandelt werden, sondern als eigenständiges Fruchtfolgeglied, dessen Etablierung über seine spätere Funktion entscheidet.
Zwischenfruchtbestände in der Praxis
Im Beratungsgebiet 9, Angeln und Schwansen, wurden insgesamt 21 Zwischenfruchtdemobestände vierfach wiederholt, je Demoschlag beprobt und die in der oberirdischen Biomasse enthaltenen Nährstoffmengen im Labor bestimmt. Erfasst wurden Stickstoff (N), Kalium als K2O, Phosphor als P2O5, Schwefel als SO3 und Magnesium als MgO. Für einen ersten Eindruck der Bandbreite der Ergebnisse wird nachfolgend bewusst nur der Stickstoffertrag (N-Ertrag) aller Einzelbestände dargestellt (Grafik 1).
Die Einzelwerte für den Parameter N-Ertrag der oberirdischen Biomasse zeigen eine sehr große Spannweite: Die N-Erträge reichen von sehr niedrigen Werten bis zu rund 200 kg N/ha. Damit wird sichtbar, welches Potenzial Zwischenfrüchte zur Nährstoffbindung entwickeln können. Gleichzeitig zeigt die Bandbreite, wie stark die Leistungsfähigkeit einzelner Bestände unter Praxisbedingungen schwankt. Dies ist sowohl aus Sicht des Gewässerschutzes als auch aus ökonomischer Sicht im Hinblick auf Saatgut- und weitere Betriebskosten von Relevanz. Auch Bestände mit vergleichbarer Artenkombination unterscheiden sich hinsichtlich des N-Ertragspotenzials deutlich. Das unterstreicht, dass neben der Mischungszusammensetzung vor allem die tatsächliche Bestandesentwicklung beziehungsweise -etablierung über die Nährstoffaufnahme entscheidet.
Welche Rolle spielt die Zusammensetzung?
In einer zweiten Auswertung wurden die 21 Bestände danach gruppiert, ob sie aus Kruziferen, Leguminosen oder Mischungen aus Leguminosen und Kruziferen beziehungsweise Mischungen aus Leguminosen und Gräsern zusammengesetzt waren. Von den 21 Beständen enthielten fünf Kruziferen, 15 Leguminosen und zwölf Gräser. Da eine Mischung mehrere dieser Merkmale gleichzeitig erfüllen konnte, sind Mehrfachzuordnungen möglich.
Innerhalb der untersuchten Bestände betragen die N-Aufnahmen im Mittel für Bestände mit Kruziferen etwa 50 kg N/ha, für Bestände mit Leguminosen 77 kg N/ha und für Bestände mit Gräsern 81 kg N/ha. Die zusammengefasste Auswertung zeigt damit deutlich, welche Größenordnungen bei der N-Bindung erreicht werden können und wie stark sich die Gruppenmittelwerte unterscheiden. Weiterhin wird das C/N-Verhältnis dargestellt, das das Verhältnis von Kohlenstoff zu Stickstoff in der organischen Substanz beschreibt. Der Parameter kann als Indikator für die Abbaubarkeit der organischen Substanz herangezogen werden. Je enger das Verhältnis, desto schneller kann der in der Zwischenfrucht gebundene Stickstoff nach der Einarbeitung freigesetzt werden. Die vorliegenden Daten deuten im Mittel auf ein enges C/N-Verhältnis, also das Potenzial für eine rasche Umsetzung hin.
Für den Nährstoff Kalium liegen die gemittelten K2O-Erträge auf ähnlichem Niveau: 11 kg/ha in Beständen mit Kruziferen, 15 kg/ha in Beständen mit Leguminosen und 13 kg/ha in Beständen mit Gräsern (Grafik 2). Die oberirdisch gebundenen Nährstoffmengen für P2O5, SO3 und MgO liegen auf vergleichbarem niedrigen Niveau. Die Ergebnisse machen grundsätzlich deutlich, dass Zwischenfrüchte neben Stickstoff auch relevante Mengen an Kalium aufnehmen und über die Vegetationsperiode in der Biomasse binden können.
Bestandesentwicklung entscheidet mit
Wie viel Nährstoffe ein Zwischenfruchtbestand letztlich aufnimmt, hängt eng mit seiner Entwicklung zusammen. Ein früh und gleichmäßig etablierter Bestand verfügt über mehr Zeit zur Bildung von Blatt- und Wurzelmasse und kann dadurch mehr Nährstoffe aufnehmen. Der Saatzeitpunkt wurde in der vorliegenden Auswertung nicht gesondert betrachtet, ist aus pflanzenbaulicher Sicht aber eine wichtige Stellschraube für die Bestandesleistung.
Die Unterschiede zwischen den Einzelbeständen zeigen deshalb auch die Bedeutung des praktischen Managements. Sorgfältige Saatbettbereitung, eine zügige und gleichmäßige Etablierung sowie günstige Wachstumsbedingungen fördern die Biomassebildung und damit die Nährstoffaufnahme. Hinzu kommen Standort, Witterung, Nährstoffverfügbarkeit und der Konkurrenzdruck durch Ausfallgetreide oder Unkräuter.
Für die Beratung bedeutet das: Die Auswahl konkurrenzstarker Arten ist wichtig, ebenso entscheidend ist ein dichter und vitaler Bestand. Ein gut entwickeltes Gemenge kann sein Potenzial zur Nährstoffbindung besonders gut ausschöpfen. Auch vergleichsweise einfache Mischungen können einen hohen Nutzen entfalten, wenn die Etablierung gelingt.
Was bedeutet das für den Gewässerschutz?
Aus Sicht des Gewässerschutzes zählt zunächst, dass nach der Hauptfruchternte möglichst wenig mineralischer Stickstoff ungenutzt im Boden verbleibt. Ein aktiv wachsender Zwischenfruchtbestand nimmt diesen Stickstoff auf und bindet ihn in der Pflanzenmasse. Damit sinkt das Potenzial einer Verlagerung während der Sickerwasserperiode. Die Praxiserhebung aus dem BG 9 zeigt, welche Größenordnungen bei der Nährstoffbindung erreicht werden können.
Für die Praxis lässt sich daraus eine klare Priorität ableiten: Zwischenfrüchte sollten als leistungsfähiges Fruchtfolgeglied etabliert werden. Welche Mischung zum Standort, zur Fruchtfolge und zum betrieblichen Ziel passt, bleibt eine gezielte Entscheidung in Abhängigkeit von der Fruchtfolgegestaltung des jeweiligen Betriebes. Kruziferen, Leguminosen und Gräser bringen unterschiedliche Eigenschaften mit; abfrierende und winterharte Komponenten unterscheiden sich zudem in ihrem Verhalten über Winter und bei der anschließenden Freisetzung der gebundenen Nährstoffe. Im Hinblick auf den Erosionsschutz beziehungsweise N- und P-Einträge in Oberflächengewässer ist eine Bodenbedeckung über Winter eine entscheidende Maßnahme.
Fazit
Zwischenfrüchte können erhebliche Nährstoffmengen über Herbst und Winter in ihrer Biomasse binden. Die 21 untersuchten Bestände aus dem BG 9 zeigen eine große Leistungsbreite und ein deutliches Potenzial zur Nährstoffkonservierung. Besonders bei Stickstoff und Kalium wird das Potenzial sichtbar. Für die Praxis bleibt entscheidend, einen passenden Zwischenfruchtbestand frühzeitig und sicher zu etablieren. Eine gut entwickelte Zwischenfrucht ist sowohl für die Nährstoffbindung als auch für den Gewässerschutz wertvoller als ungenutztes Wachstumspotenzial auf einer brachliegenden Fläche und trägt zusätzlich zum Erosionsschutz bei.
