Die Stickstoff-Vorfruchtwirkung von Leguminosen hängt von der Stickstoff-Menge ab, die für die Nachfrucht verfügbar ist. Im Allgemeinen wird davon ausgegangen, dass Leguminosen mehr Stickstoff hinterlassen als beispielsweise Getreide und auch die Stickstoff-Konzentration in den Ernte- und Wurzelrückständen größer ist.
Ob die Leguminose diesen Stickstoff aus der Luft oder vor allem aus dem Boden aufgenommen hat ist der Nachfrucht egal. Die N-Vorfruchtwirkung hat deshalb nicht immer etwas mit der Fixierleistung der Leguminosen zu tun. Bei hohen N-Bilanz-Salden ist auch mit einer hohen N-Vorfruchtwirkung zu rechnen. Niedrige oder negative N-Bilanz-Salden müssen hingegen nicht immer eine geringe N-Vorfruchtwirkungen bedeuten.
Beim Umbruch von über- oder mehrjährigen Beständen mit kleinkörnigen Leguminosen kommt hinzu, dass nach längerer Bodenruhe eine Bodenbearbeitung oft zu erhöhter Mineralisation von Boden-Stickstoff führt, was den Vorfruchteffekt verstärkt.
In Anbausystemen mit geringem Stickstoff-Niveau, beispielsweise bei vielen ökologischen Fruchtfolgen, ist der Vorfruchteffekt von Leguminosen deutlich stärker ausgeprägt und für das System auch deutlich wichtiger als in Systemen mit hohem Stickstoff-Niveau, wie bei vielen konventionellen Fruchtfolgen.
Sind nichtlegume Vorfrüchte gut mit Stickstoff versorgt können sie aufgrund des Stickstoffs in Ernte- und Wurzelresten und eventuellen Stickstoff-Düngungsüberschüssen eine ähnliche N-Vorfruchtwirkung wie Leguminosen haben. Wird die Nachfrucht außerdem auf Höchsterträge hin mit Stickstoff versorgt sind Stickstoff-Vorfruchteffekte der Leguminosen oft nur noch gering oder gar nicht zu erkennen.
Leguminosen haben weitere Vorfruchtwirkungen neben der Bereitstellung von Stickstoff
Beim Thema Vorfruchtwirkung von Leguminosen ist immer auch zu beachten, dass der Stickstoff-Effekt nicht eindeutig von anderen Vorfruchtwirkungen zu trennen ist, beispielsweise in den Bereichen Bodenstruktur, Unkrautdruck, Schädlinge oder Krankheiten. Weiterhin ist die N-Vorfruchtwirkung oft nicht auf das erste Nachfruchtjahr beschränkt.
Pauschale Aussagen zur N-Vorfruchtwirkung und N-Düngereinsparung sind nicht sinnvoll
Aufgrund vielfältiger Einflussfaktoren sind pauschale Angaben zur N-Vorfruchtwirkung von Leguminosen nicht möglich und nicht sinnvoll. Daher können auch keine pauschalen Werte für eine Stickstoff-Düngereinsparung genannt werden. In der Literatur sind Einzelfälle beschrieben bei denen nach Leguminosen keine Düngereinsparung möglich war. Es wird aber auch von hohen Werten berichtet:
- bei Körnerleguminosen beispielsweise bis zu 100 kg N/ha Einsparung nach Ackerbohnen und
- bei geernteten kleinkörnigen Leguminosen bis zu 200 kg N/ha nach 4-jährigem Kleegras.
Einflussfaktoren auf den N-Vorfruchtwert von Leguminosen
Aus zahlreichen Versuchenlassen sich zwar keine Pauschalwerte, aber zumindest wichtige Eckpunkte, für eine möglichst hohe Leguminosen-N-Vorfruchtwirkung ableiten:
- Möglichst viel Stickstoff sollte in Ernte- und Wurzelresten der Leguminosen vorhanden sein. Das hängt nicht immer mit hohen Leguminosenerträgen zusammen. Untersuchungen des Autors zeigen beispielsweise einen positiven Zusammenhang der Erbsen-Bestandeshöhe mit dem nachfolgenden Getreideertrag, aber nicht zwischen Erbsenertrag und Getreideertrag.
- Bei längerer Anbaudauer von kleinkörnigen Futterleguminosen (circa 3-4 Jahre) wird oft von einer Zunahme der N-Vorfruchtwirkung berichtet, diese reicht dann auch oft über mehrere Nachfruchtjahre. Bei Gemengen ist ein hoher Leguminosenanteil günstig für die N-Vorfruchtwirkung.
- Hohe Ernteverluste bei der Leguminose reduzieren zwar den Ertrag, können aber die Vorfruchtwirkung steigern.
- Nach frühräumenden Körnerleguminosen können Auflaufpflanzen eventuell in Kombination mit einer Zwischenfruchtsaat die Stickstoff-Vorfruchtwirkung steigern. Bei kleinkörnigen Futterleguminosen kann das beispielsweise durch Mulchen des letzten Schnitts erreicht werden.
- Für eine zeitlich an die Nachfrucht angepasste Stickstoff-Mineralisation sollte eine standortangepasste Bodenbearbeitung stattfinden. Dabei sind der richtige Zeitpunkt und die richtige Intensität wichtig. Träge und kühle Böden eher früher und intensiver bearbeiten, als aktive Böden.
- Stickstoff-Verluste mit standortangepassten Maßnahmen minimieren.
- In Stickstoff-intensiven Systemen die Stickstoff-Düngung zur Nachfrucht reduzieren. Um Stickstoff-Einsparpotenziale für den Standort und das Anbausystem zu testen, können abgestuften Streifen angelegt werden.
Wie wird die Vorfruchtwirkung von Leguminosen ermittelt?
Die Vorfruchtwirkung von Leguminosen wird durch den Vergleich mit anderen, nichtlegumen Vorkulturen in einer einheitlichen Folgekultur bestimmt. Der ermittelte Stickstoff-Vorfruchtwert einer Leguminose hängt dabei auch von der Kultur ab mit der sie verglichen wird.
So zeigten beispielsweise die Körnerleguminosen Erbse, Lupine und Ackerbohne die höchste Vorfruchtwirkung beim Vergleich mit ungedüngtem Wintergetreide (siehe nachfolgende Abbildung, links). Im Vergleich zu Hafer und Blattfrüchten waren die Effekte deutlich geringer.
Wenn die Vergleichsvorfrüchte mit Stickstoff gedüngt wurden, waren die positiven Effekte der Leguminosen oft niedriger. Auch das Düngeniveau der Nachfrucht spielt eine Rolle. Meist nahm der Vorfruchteffekt der Leguminosen mit zunehmendem Stickstoff-Düngungsniveau der Nachfrucht ab.
Die Vorfruchtwirkung von Körnerleguminosen weist eine große Spannweite auf: von ‑5 bis +30 Dezitonnen pro Hektar Ertragseffekt beim nachfolgenden Getreide. Das zeigen die Ergebnisse einer zusammenfassenden Auswertung europäischer Untersuchungen. Für kleinkörnige Leguminosen liegen solche zusammengefassten Ergebnisse nicht vor. In der nachfolgenden Abbildung ist ein Beispiel für unterschiedliche Vorfruchtwirkungen von Luzernegras und Ackerbohne dargestellt.