Albrecht-Thaer-Archiv: Band 11, Heft 6 [Reprint 2022 ed.] 9783112657201

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DEUTSCHE DEMOKRATISCHE REPUBLIK DEUTSCHE AKADEMIE DER LANDWIRTSCHAFTSWISSENSCHAFTEN ZU BERLIN

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534

PRAUSSE, PK-Vorausdtingung und weicherdige Rohphosphate

Im allgemeinen reichten aber auch auf diesem Standort die P-Düngergaben noch nicht aus, um den P-Gehalt des Futters auf das erforderliche Niveau zu bringen. Im Vergleich war durch Thomasphosphat der P-Gehalt des Futters mehr verbessert worden als durch Hyperphosphat. In Oberschöbling wurde der P-Gehalt des Futters durch beide Phosphatformen, wenn in den einzelnen Jahren und bei den einzelnen Schnitten auch unterschiedlich abgestuft, etwa gleich gut verbessert (Tab. 4). Dagegen führte auf dem Standort Heyda nur die Thomasphosphatdüngung zu einer Erhöhung der P-Gehalte im Futter. N a c h KÖHNLEIH (1963) u n d KNAUER (1965) i s t d e r P - G e h a l t des W i e s e n f u t t e r s

besser zur Ermittlung der Düngerbedürftigkeit des Grünlandes geeignet. Nach beiden Autoren sind durch P-Düngung noch Mehrerträge zu erwarten; wenn Wiesengräser 0,31 bis 0,33% P und Weidefutter 0,35% P enthalten. Dies ist praktisch auf allen vier Standorten der Fall .und besagt ebenfalls, daß die bisher jährlich aufgewandten P-Gaben von 25 kg/ha (60 kg/ha P 2 0 5 ) auf den Versuchsstandorten noch nicht ausreichten. Außerdem lassen die P-Gehalte in den Pflanzen erkennen, daß auch bei dreijähriger Vorausdüngung nach drei Jahren noch kein Abfall gegenüber jährlichen P-Gaben zu verzeichnen ist. Die Veränderungen der Gehalte an extrahierbarem Boden-P (DL-Methode) sind nach dreijähriger Versuchsdauer auf den einzelnen Standorten sehr unterschiedlich (Tab. 5). Während auf dem Standort Milbitz kaum eine Veränderung nachzuweisen ist, läßt sich in Unterwirbach bei Thomasphosphat- und jährlicher Hyperphosphatdüngung zumindest eine tendenzmäßige Verbesserung, bei Hyperphosphat-Vorausdüngung sogar eine merkliche Anreicherung nachweisen. Ähnlich ist dies für beide Phosphatformen in Oberschöbling. Interessant ist die nachweisbare Anreicherung mit extrahierbarem Boden-P nach Thomasphosphatdüngung auf dem Standort Heyda, während in dieser Hinsicht bei den Hyperphosphatvarianten keine merkliche Erhöhung nachgewiesen werden konnte, auch nicht bei einer zweiten Probenahme. Von Interesse ist auch ein Vergleich der ermittelten Gesamt-P 2 0 5 -Gehalte des Bodens, der erneut erkennen läßt, daß die P- Versorgung der Pflanzen mehr oder weniger unabhängig davon erfolgt. Neben den extrahierbaren und häufig in nicht wissenschaftlich exakter Weise als „verfügbar" bezeichneten P-Mengen spielt das Transformationsvermögen des Bodens eine entscheidende Rolle (man vergleiche diesbezüglich vor allem Erträge, P-Gehalte der Pflanzen, Gesamt-BodenP-Gehalte und extrahierbare P-Mengen der drei Standorte Unterwirbach, Milbitz und Oberschöbling). Aus Tabelle 5 geht weiter hervor, daß bei hohen Gesamt-Boden-P-Gehalten der Nachweis eines Anstieges extrahierbarer P-Gehalte nach P-Düngung eher erfolgt. Vergleicht man die Mehrentzüge an P nach P-Düngung auf den einzelnen Standorten (Tabelle 4), so liegen sie, abgesehen von dem Standort Milbitz, alle sehr niedrig, insbesondere auf den Standorten Unterwirbach und Heyda nach Hyperphosphatdüngung. Praktisch verbleiben nach dreijähriger Versuchszeit im Durch-

Albreeht-Thaer-Archiv, 11. Band, H e f t 6, 1967

5 35

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Summary Title of the paper: Studies on phosphorus-potassium advance fertilization and the effect of soft-earth crude phosphates on grassland The effect of hyperphosphate was compared to t h a t of basic slag in meadow fertilization experiments on sites of different pH-values and under the condition of annual fertilization and advance fertilization. The yield-rising effect of hyperphosphate on acid meadows was found to be almost equal to t h a t of basic slag. No effect of hyperphosphate was discernible when the pH-value went u p to the neutral point. The yield rise was accompanied by similar rise of the phosphorus content in the meadow forage, with basic slag having slightly better results. On two out of four meadow sites, however, hyperphosphate fertilization did not increase the phosphorus content in the meadow forage. Both the yield and mineral efficiency obtained from advance fertilization on meadow sites with low phosphorus contents, too, were practically equal to those achieved b y annual phosphate fertilization. In one of the experiments, however, the yields after advance fertilization declined somewhat in the third year post applicationem. This may perhaps be ascribed to the low phosphorus doses (25 kg/ha phosphorus per annum = 57 kg/ha P 2 0 5 ). Potassium fertilization three years in advance proved to be unfavourable and is, therefore, not recommended for meadow sites.

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LIN, H . C.;

ULRICH, B . :

Löslichkeit

und

Löslichkeitsprodukt

von

Hydroxylapatit und Rohphosphaten. Z. Pflanzenernähr., Düng., Bodenkd. 112/2, I (1966), S. 1 0 1 - 1 1 3 GERICKE, S.: Die Wirkung langjähriger Phosphatdüngung auf Boden und Pflanze. Phosphorsäure 25 (1965), S. 1 8 6 - 2 1 0 GÖRLITZ, H . : Anwendungsmöglichkeiten weicherdiger Rohphosphate. Wissenschaftl. Techn. Fortschr. f. d. Landwirtsch. 5 (1964), S. 462—463 H O F M A N N , E . ; A M B E R G E R , A . : Über die Wirkung weicherdiger Rohphosphate in Freilandversuchen. Z. Pflanzenernähr., Düng., Bodenkd. 63 (1953), S. 38—45

539

Albrecht-Thaer-Archiv, 11. Band, H e f t 6, 1967

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WITTER, B . :

Die

Phosphatbilanz

und

die

Phosphatbindungsformen

im

Boden bei statischen Felddüngungsversuchen. Thaer-Arch. 9 (1965), S. 153 — 164 SCHWERDT, K . : Gefäßversuche mit Weidelgras u n d Alexandrinerklee zur P r ü f u n g der PWirkung von Rhenania- u n d Hyperphosphat in 12 verschiedenen Ackerböden. KaliBriefe 7, Fachgeb. 2, 2. F., 1965, S. 1 - 6 TRÖMEL, G.: Die chemischen und technischen Grundlagen der Herstellung von PhosphatDüngemitteln. Phosphorsäure 12 (1952), S. 5 2 - 5 8 ULRICH, B . : Theoretische Betrachtungen zur Frage der Rohphosphatwirkung. Landwirtsch. Forsch. 12 (1959), S. 3 0 - 3 6 ULRICH, B . : Die Umsetzung der Phosphatdüngemittel im Boden. Phosphorsäure 22 (1962), S. 2 5 9 - 2 6 7 W I T T E R , B . : Untersuchungen über den Phosphathaushalt von Ackerböden der D D R , durchgeführt zur Überprüfung u n d mit Hilfe der Doppellaktatmethode nach E G N E R - R I E H M . J e n a , Friedrich-Schiller-Univ., Diss. 1963, 62 S.

Anschrift des Verfassers Dipl.-Landw. ALFRED PKAUSSE Institut für Pflanzenernährang Jena der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin 69 Jena, Naumburger Straße 98

541 Aus dorn Institut für Acker- und Pflanzenbau der Karl-Marx-Universität Leipzig und dem Institut für Acker- und Pflanzenbau Müncheberg der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin KURT RAUHE und VIKTOR

KOEPKE

Der Einfluß unterschiedlicher Verfahren der Stalldunglagerung auf die Stickstoff- und Substanzverluste Eingegangen: 5. 11. 1966

Nach wie vor nimmt der Stallmist bei der Versorgung unserer Böden mit organischen Substanzen eine vorrangige Stellung ein. Der kontinuierlich in den Viehställen anfallende Dung wird aus arbeitswirtschaftlichen Erwägungen nicht ständig ausgebracht, er muß über bestimmte Zeiträume gelagert werden. Über die zweckmäßigste Art der Lagerung und Behandlung sowie über die günstigste Anwendungsform und die Wirkungsweise desselben bestehen unterschiedliche Auffassungen. Die Ursache hierfür ist z. T. darin zu suchen, daß es wenig langjährige Feldversuche gibt, in denen man neben der Wirkung des Stallmistes auf den Ertrag auch den nachhaltigen Einfluß auf den Boden erfassen kann. In den Jahren vor dem 2. Weltkrieg wurde durch den Arbeitskreis „Verschiedene Behandlungsmethoden des Stallmistes" über Lagerungs- und Behandlungsverfahren des Stalldungs berichtet ( G L A T H E und v. M E T Z E N , 1 9 3 7 ; G L A T H E und S E I D E L , 1 9 3 7 ; M A I W A L D und S I E G E L , 1 9 3 7 ) . Im Vordergrund der Untersuchungen stand in den genannten Arbeiten das von K R A N T Z ( 1 9 2 5 ) entwickelte Verfahren der Heißvergärung des Stalldunges. Da dieses nicht den gewünschten Erfolg brachte, wurde der Praxis erneut die alte Methode der Feucht-Fest-Lagerung in Gestalt des Stapelverfahrens empfohlen. In späteren Jahren sind dann zwei neue Verfahren der Stalldunglagerung popularisiert worden. Bei dem einen handelt es sich um das Erdmistverfahren nach K E R T S C I I E R ( 1 9 5 0 ) . Es ist dadurch gekennzeichnet, daß der frische Stallmist mit Schichten von feinerde- und kalkreichem Boden im Verhältnis 4 bis 5 : 1 sowie mit Jauche- und Fäkalienzusätzen in niedrigen Mieten locker aufgesetzt und möglichst einmal umgesetzt wird. Das andere, von S C H M A L F U S S ( 1 9 4 7 ) vorgeschlagene Jauchemist-Verfahren, sieht im Gegensatz dazu eine möglichst weitgehende Unterdrückung der Umsetzungen im Verlauf der Lagerung vor. Bei diesem anaeroben Lagerungsverfahren wird der Stalldung unter Zusatz von Jauche in einer Grube gelagert. Dadurch werden weitgehend die Verhältnisse im Tiefstall nachgeahmt, und der größte Teil der organischen Substanzen bleibt erhalten (FIEDLER, 1 9 5 2 ; SCHMALFUSS u n d K O L B E ,

1963).

Über die Auswirkung der beiden letztgenannten Lagerungsverfahren auf den Düngerwert des Stallmistes gab es keine langjährigen Untersuchungen auf verschiedenen Standorten. Diese Situation bildete 1953 den Anlaß zu einer langjährigen Prüfung verschiedener Stallmistlagerungsverfahren im Hinblick auf die

542

RAUHE und KOEPKE, V e r f a h r e n der Stalldunglagerung

dabei auftretenden Substanz- und N ä h r s t o f f v e r l u s t e sowie die W i r k u n g der E n d p r o d u k t e auf die E r t r ä g e der K u l t u r p f l a n z e n und einige I n die Untersuchungen

wurde neben E r d m i s t

Bodeneigenschaften.

u n d Jauchemist

(Grubenmist)

der k o n v e n t i o n e l l e Stapelmist und der in der P r a x i s o f t anzutreffende, in

flachen

lockeren H a u f e n gelagerte H o f m i s t a u f g e n o m m e n . Ü b e r erste Ergebnisse haben RAUHE und H E S S E (1957, 1960) an anderer Stelle berichtet. D i e

vorliegende

M i t t e i l u n g hat einen B e r i c h t über die i m Verlauf v o n 11 J a h r e n e r m i t t e l t e n R o t t e verluste z u m I n h a l t . I n weiteren A r b e i t e n

soll der E i n f l u ß auf die

Ertrags-

bildung u n d den B o d e n behandelt w e r d e n . 1.

Versuchsgrundlagen

1.1.

Stallmistlageruiig

In den Lagerungsversuchen, die im Januar 1953 begonnen und bis 1963 fortgeführt wurden, sind vier Verfahren verglichen worden. Dazu wurden die nachstehend beschriebenen vier Mistarten angesetzt. a) G r u b e n m i s t (Silomist, Jauchemist) nach SCHMALFUSS: Der anfallende Frischmist wurde in 2 m tiefen Betongruben eingeschichtet und festgetreten, allerdings wurde keine zusätzliche Jauche verabreicht. Allein durch den dabei heraustretenden Sickersaft waren weitgehend anaerobe Bedingungen gegeben. b) S t a p e l m i s t : Der frische Mist wurde aufgeschichtet und festgetreten und der fertige Stapel allseitig abgedeckt. c) E r d m i s t nach KERTSCHER: 3 Teile frischer Dung wurden mit 1 Teil Lehm (33% abschlämmbare Bestandteile) schichtweise mietenförmig angesetzt. Nach 8 Wochen wurde die Miete umgesetzt. d) H o f m i s t : Der Mist wurde ohne Festtreten zu einem Haufen aufgeworfen. Zur Stallmistgewinnung standen 30 Hochleistungskühe des Lehr- und Versuchsgutes Müncheberg zur Verfügung. Die Fütterung wurde während der genannten Versuchsperiodo-konstant gehalten. Die Einstreumenge betrug im ersten Versuchsjahr 5 kg, in allen folgenden Jahren 4 kg gerissenes Roggenstroh pro Tier und Tag. Die Dauer der Einlagerung währte rund 24 Tage. Da der Dung von 4 Ständen mit je 7 bzw. 8 Kühen für die 4 verschiedenen Lagerungsverfahren Verwendung fand, erhielt jede Lagerungsart bei täglich wechselnder Beschickung alle 4 Tage den Dung des gleichen Standes. Dadurch konnten etwa vorhandene Unterschiede in der Futterausnutzung der Tiere ausgeglichen und alle Lagerungsarten mit dem gleichen Frischmistmaterial beschickt werden. Die in 24 Tagen bei sechsmaligem Wechsel der Stände auf den einzelnen Dungplatten eingelagerte Frischmistmenge belief sich bei geringen Schwankungen auf 75 dt. Der tägliche Anfall pro Tier und Tag lag im Durchschnitt bei 42 kg. Zur Stallmistlagerung stand eine aus mehreren Abteilungen bestehende zementierte Dungplatte zur Verfügung. Eine Abteilung nimmt die ebenfalls zementierte Grube für die Grubenmistbereitung ein. Jede Abteilung besitzt eine kleine abgedeckte Sickersaftgrube, in der der anfallende Sickersaft aufgefangen wurde. Der Stalldung wurde täglich einmal ausgebracht, gewogen und nach den jeweiligen Verfahren bereitet. Mit der Einlagerung wurde in der Regel Mitte Januar begonnen. Die Dauer der Lagerung betrug in den Jahren 1953 bis 1961 drei bis fünf Monate, 1962 und 1963 wurde der Mist über Sommer gelagert und im Herbst zurückgewogen. Zur Kontrolle des Temperaturverlaufs wurden täglich Temperaturmessungen in 80 cm Tiefe beim Grubenmist und in 50, 100 und teilweise in 150 cm Tiefe bei den übrigen Mistarten vorgenommen. Der Sickersaftanfall wurde in den ersten Versuchs jähren kontrolliert.

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Nach Abschluß der Lagerung wurde der Stalldung zurückgewogen. Unter Berücksichtigung der Änderungen im Trockensubstanzgehalt wurden die Rotteverluste berechnet. Zur Bestimmung des Gehaltes an Trockensubstanz und an Nährstoffen im Mist wurden vom eingelagerten Material und von den Rotteprodukten Proben gezogen. Da die Probenahme im Frischmist wegen der Inhomogenität desselben problematisch ist, wurde während der Einlagerungszeit wöchentlich eine größere Anzahl von Proben von Stroh, Kot und Jauche getrennt analysiert. Unter Berücksichtigung des Anteils der einzelnen Substanzen am Gesamtanfall, der gleichzeitig ermittelt wurde, konnten die Gehaltswerte f ü r die Ausgangssubstanz errechnet werden. Von den Rotteprodukten erfolgte vor dem Zurückwägen an jeweils mehreren Stellen eine Probenahme mit Hilfe eines Probestechers, mit dem der gesamte Querschnitt der Dunghaufen erfaßt werden konnte.

1.2.

Temperaturverhältnisse während der Stalldunglagerung

Da die Höhe der Außentemperaturen von Bedeutung f ü r die erreichten Rottetemperaturen und damit auch die Rotteverluste ist, wird in Tabelle 1 eine Übersicht über die Monatsmitteltemperaturen und das Gesamtmittel für die Lagerungsdauer der einzelnen J a h r e gegeben. 1

Tabelle 1 Monatsmitteltemperaturen während der Stallmistlagerungsversuche in Müncheberg (Temperatur in °C) Versuchsjahr

1953 1954 1955 1956 1957 1958 1959 1960 1961

Januar*)

+ + -

1,0 0,2 1,7 1,2 1,0 1,0 0,8 3,5 3,1

Februar

- 0,1 - 6,6 3,3 - 10,5 + 3,5 + 1,4 0,2 1,4 + 4,3

März

+ + + + + + +

4,7 3,2 0,8 2,3 4,7 0,8 5,8 3,1 6,5

April

+ + + + + + +

9,7 5,8 6,2 4,6 7,3 5,2 9,6 -

+ 10,7

Mittel der gesamten Lagerungszeit + + + + + +

4,3 0,4 0,1 1,4 3,9 1,5 3,4 0,7 5,3

• V o m Beginn der Einlagerung bis Monatsende

2.

Ergebnisse

2.1.

Rotte temper aturen

Die Kontrollen über den Verlauf der Rottetemperataren sollten Aufschluß über die Zusammenhänge zwischen Temperatur, Rotteverlauf und Rotteverlust bei den einzelnen Lagerungsverfahren geben. Ein Vergleich der erhaltenen Werte zeigt die stärkste Erwärmung bei den beiden locker lagernden Dungarten, dem Erdmist und dem Hofmist. Der erstgenannte erreichte in den einzelnen Jahren ziemlich schnell Höchsttemperaturen von 48 bis 60 °C. Ein eindeutiger Einfluß der Außentemperatur war hierbei nicht erkennbar, Anstieg und Rückgang erfolgten 1

Die Daten wurden dankenswerterweise vom Leiter der Agrarmeteorologischen Station in Müncheberg, Herrn Dipl.-Meteorolog. Dr. KOITZSCH, zur Verfügung gestellt

544

R a u h e

und

IvOKi'KK,

Verfahren der Stalldunglagerung

kontinuierlich. Das Umstapeln nach 8 Wochen brachte bei dieser Mistart einen erneuten Temperaturanstieg. Dabei wurden in der Regel ähnliche Temperaturen erreicht wie nach dem Ansetzen. Im Hofmist wurden. z . T . höhere Temperaturen gemessen (63 bis 68 °C), z . T . lagen die Höchsttemperaturen unter denen im Erdmist. Der Temperaturverlauf war nicht so kontinuierlich. Tiefe Außentemperaturen führten, vermutlich infolge der lockeren und ungleichmäßigen Lagerung, zu stärkerer Abkühlung des Mistes, Niederschläge drangen leicht ein und bewirkten den gleichen Effekt. Bemerken wert ist die Tatsache, daß die hohen Temperaturen gewöhnlich nur wenige Tage anhielten und dann allmählich abklangen. Die niedrigsten Temperaturen wurden im Grubenmist gemessen. Nur in 2 Jahren konnten Werte von über 20 °C ermittelt werden. Bei niedrigen Außentemperaturen blieb der Mist in der Grube lange Zeit gefroren, so daß in 80 cm Tiefe noch Werte unter 0°C auftraten. •c 60-1

Abb. 1: Temperaturdynamik in vier unterschiedlich gelagerten Kinderdüngern in 1 m Tiefe (bzw. 80 cm Tiefe bei Grubenmist) im relativ kalten Winter 1956

Der Stapeldung erwärmte sich etwas stärker als der Grubenmist, erreichte aber nur Maximalwerte von 36 bis 38 °C (ausgenommen das Jahr 1953, in dem eine höhere Einstreumenge angewandt worden war), in einigen Jahren lagen die höchsten Werte unter 30 °C. Die Erwärmung geschah allmählicher als in den beiden locker gelagerten Dungarten, dafür hielten die hohen Temperaturen länger an. Die Außentemperaturen beeinflußten insbesondere zu Beginn der Lagerung die Temperaturen im Stapel. Als Beispiel für den Temperaturverlauf sollen die in den Jahren 1956 und 1957 gefundenen Werte dargestellt werden (Abb. 1 und 2). In dem ersten J a h r lagen die Außentemperaturen sehr tief, im zweiten vergleichsweise hoch (vgl. Tab. 1). Dieser Umstand spiegelt sich im Verlauf der Kurven wieder, lediglich beim Erdmist ist kaum eine Reaktion feststellbar.

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•c 60

- Stapelmist

Abb. 2: Temperaturdynamik in vier unterschiedlich gelagerten Einderdüngern in 1 m Tiefe (bzw. 80 cm Tiefe bei Grubenmist) im relativ warmen Winter 1957

... Grubennlist Hofmist

10.

2.2.

1S.

20.

25.

7.

11

17.

22.

27.

Substanzverluste während der Lagerung

Die beim Abschluß der Lagerung unter Berücksichtigung der Änderungen im Trockensubstanzgehalt ermittelten Substanzverluste werden in Tabelle 2 wiedergegeben. Beim Erdmist sind die Zahlen auf den Anteil an organischen Stoffen bezogen, der Erdzusatz wurde vor den Berechnungen abgezogen. Tabelle 2 Substanzverluste bei unterschiedlicher Lagerung von Stallmist in Prozent der eingelagerten Trockensubstanz Beginn der Einlagerung

Abschluß der Einlagerung

Grubenmist

15. 11. 17. 17. 10. 14. 16. 3. 11.

24. 4. 1953 10. 5. 1954 26. 4. 1955 26. 4. 1956 29. 4. 1957 4. 5. 1958 14. 4. 1959 17. 3. 1960 2. 5. 1961

6 9 9 14 12 15 13 6 8

1. 1953 1. 1954 1. 1955 1. 1956 1.1957 1. 1958 1. 1959 11. 1959 1. 1961

Stapelmist 35 16 19 24 23 15 16 20 15

Erdmist

Ho

47 48 53 39 47 39 41 37 37

36 25 39 34 49 31 41 32 21

Mittel der Jahre 1953-1961

10

20

43

34

15. 1. 1962 31. 1. 1963

26 19

36 44

39

53 55

3. 11. 1962 7. 11. 1963

-

Die Substanzverluste im Verlauf der 3 bis ömonatigen Winterlagerung lagen beim Grubenmist am niedrigsten. Sie betrugen im Mittel der 9 Versuchsjahre 10% der eingelagerten Trockensubstanz. Die Verluste im Stapel erreichten etwa die doppelte Höhe. Lediglich im Jahre 1953 wurde ein erheblich darüber liegender Wert ermittelt. Das dürfte dadurch bedingt sein, daß die Einstreumenge 1953 mit 5 kg/Tier/Tag höher lag als in allen folgenden Jahren (4 kg). Gleichzeitig lagen die Temperaturen während der Lagerungszeit, insbesondere auch während der ersten 3 8 Albrecht-Thaer-Archiv, 11. Band, Heft 6, 1967

546

RAUHE und KOEPKE, Verfahren der Stalldunglagerung

Tage und Wochen, hoher als in allen anderen Jahren. Dadurch wurde die Umsetzungsintensität des strohigen Mistes offensichtlich zusätzlich gefördert. Nur in diesem einen Jahr wurden im Stapel Temperaturen bis zu 60 °C gemessen, in den übrigen Jahren stiegen sie im Höchstfall auf 38 °C. Unerwartet hoch war der Substanzschwund beim Erdmist, der über 40% seiner Trockensubstanz verloren hat. Die Lagerung in niedrigen Mieten mit großer Oberfläche und das Umsetzen nach 8wöchiger Lagerzeit dürften die Ursachen dafür bilden. Die Streuung der Werte in den verschiedenen Jahren ist geringer als bei den anderen Mistarten, und der Variationskoeffizient liegt mit 14% relativ niedrig. Das deutet darauf hin, daß die Außentemperaturen beim Erdmist den geringsten Einfluß auf die Höhe der Rotteverluste haben. Beim Hofmist lagen die Substanzverluste mit durchschnittlich 34% niedriger als beim Erdmist. Jedoch ist die Abweichung in den einzelnen Jahren erheblich. In einigen Jahren wurden die Verlustziffern des Erdmistes erreicht, in anderen lagen sie deutlich niedriger. Wie bereits weiter oben ausgeführt, ist hier der Einfluß der Witterung auf den Verlauf der Umsetzungen am größten. Bei einem Vergleich der Werte in Tabelle 2 mit den Temperaturmitteln in Tabelle 1 muß allerdings festgestellt werden, daß eine eindeutige Beziehung nicht besteht. Wichtiger als die Durchschnittstemperaturen sind die Tagestemperaturen im Verlauf des Ansetzens. Haben die Umsetzungen einmal gut begonnen, dann ist eine Hemmung durch tiefe Temperaturen kaum mehr möglich. Bei ganzjähriger Lagerung (1962 und 1963) waren die Rotte Verluste naturgemäß wesentlich höher als bei der Winterlagerung. Lediglich im Erdmist schienen die Umsetzungen bereits beim Abschluß der Winterlagerung zu einem gewissen Abschluß gekommen zu sein, und es traten im Vergleich zu den Jahren mit kurzfristiger Lagerung keine weiteren Verluste mehr ein. Allerdings handelt es sich hier um ein einjähriges Ergebnis, das keine weitreichenden Folgerungen zuläßt. 2.3.

Stickstoffverluste während der Lagerung

Die im Verlauf der Rotte aufgetretenen Stickstoffverluste (Tab. 3) erreichten nicht die gleiche Höhe wie die Substanzverluste. In allen Mistarten war eine relative Stickstoffanreicherimg eingetreten. Tabelle 3 Gesamtstickstoffverluste in Prozent der Ausgangsmenge bei unterschiedlicher Lagerung von Stallmist Versuchsjahr Mittel der Jahre 1953 - 1 9 5 5 » Mittel der Jahre 1 9 5 6 - 1 9 5 8 * 1959 1960 1961 Mittel 1 9 5 3 - 1 9 6 1 1962 1963

Grubenmist

Stapelmist

Erdmist

Hofmist

4 5 1 9 7

11 15 8 13 14

16 35 17 22 17

27 28 18 34 21

5

12

21

26

10 12

37 42

37

49 52

• Nach llAVHE u n d HESSE (1957,1960)

-

547

Alforecht-Thaer-Archiv, 11. Band, H e f t 6, 1967

Die niedrigsten Verluste wies wieder der Grubenmist auf. An zweiter Stelle folgte der Stapelmist. Bemerkenswert ist die Tatsache, daß der Erdmist hinsichtlich der Stickstoffverluste dem Hofmist nicht unterlegen war. Zwar waren die Streuung und die Unterschiede in den einzelnen Jahren ziemlich groß, jedoch wurden nur in der Periode 1956 bis 1958 beim Erdmist höhere StickstofFverluste bestimmt als beim Hofmist. Die Annahme scheint daher berechtigt, daß durch den Erdzusatz die freiwerdenden Nährstoffe zum Teil sorbiert werden können. Die Lagerung in Gruben und auch die ordentliche Stapelung waren der Erdmistbereitung im Hinblick auf die Lagerungsverluste eindeutig überlegen. Bei ganzjähriger Lagerung war die Überlegenheit des anaeroben Verfahrens besonders deutlich, während sich die Differenz zwischen Stapel- und Hofmist verengt hatte. Die StickstofFverluste dieser beiden Mistarten glichen den Substanzverlusten. Es darf dabei jedoch nicht übersehen werden, daß es sich hier um eine extrem verlängerte Lagerung handelte. Außerdem wird insbesondere unter den Witterungsbedingungen des Sommerhalbjahres nicht ganz ohne Bedeutung geblieben sein, daß die Versuchsstapel relativ klein waren, mit einer dementsprechend großen Oberfläche. Zusammenfassung In 1953 bis 1963 durchgeführten Stallmistlagerungsversuchen wurden die bei unterschiedlicher Stallmistlagerung auftretenden Rotteverluste bestimmt. Der Vergleich umfaßte die Lagerung von Rindermist (4 kg Einstreu pro Tag und Tier) in Gruben, die Stapelung, die Erdmistbereitung und die unregelmäßige Ablagerung in lockeren Haufen (Hofmist). Im Mittel von 9 Jahren machten die Substanz Verluste bei 3 bis 5monatiger Lagerung von Januar bis April bzw. Mai in Betongruben 10%, in Stapeln 20%, im Erdmist 43% und im Hofmist 34% aus. Die entsprechenden Werte für die Stickstoffverluste lauteten 5, 12, 21 bzw. 26%. Bei ganzjähriger Lagerung von Januar bis November waren ebenfalls die Verluste bei Grubenlagerung am geringsten und beim Hofmist am größten, während Stapelmist eine Mittelstellung einnahm. Die Rottetemperaturen erreichten bei Erdmist und Hofmist die größte Höhe, im Stapelmist waren sie deutlich geringer. Der Grubenmist erwärmte sich nur wenig.

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B

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RAUHE und KOEPKE, Verfahren der Stalldunglagerung

548

TeMnepaTyp«

n e p e n p e ß a H H H B H£IBO3HO-36MJIHHOM KOMIIOCTG H B PMXJIOM H a B 0 3 e ÖBIJIH

HaHBblCUIHMH, B I U T a ß e j I b H O M H a B 0 3 e OHH 6 brau

L ieTKO

B b i p a w e i i o HM W C . H a B 0 3 , X p a H H B -

IIIHÜCH B H M a x , M a n o c o r p e B a j i C H .

Summary Title of the paper: The influence of different methods of farmyard manure storage on the losses of nitrogen and organic matter Decay losses which occurred in different variants of farmyard manure storage were determined in farmyard manure storage experiments carried out between 1953 and 1963. The comparison included cattle manure storage (4 kg litter a day per animal) in pits and piles, the preparation of earth manure, as well as irregular storage in loose heaps (dung heaps). The loss levels after three to five months of storage, i. e. from January to April or May, as established in the mean of nine years, were 10 per cent for concrete pits, 20 per cent for piles, 43 per cent for the preparation of earth manure, and 34 per cent for dung heaps. The corresponding nitrogen losses were 5 per cent, 12 per cent, 21 per cent, and 26 per cent. Minimum losses for pit storage, maximum losses for dung heaps, and medium losses for piles were observed also in all-year storage (January to December). Decay temperatures which reached maxima with the preparation of earth manure and with dung heaps were significantly reduced with piles, while little heating was observed in pits. Literatur FIEDLER, G.: Untersuchungen über die zweckmäßigste Art der Stallmistlagerung. Kühn-Arch. 66 (1952), S. 1 - 2 9 GLATHE, H.; METZES, 0. v.: Vergleichende Stalldüngerversuche. Bodenkd. u. Pflanzenernähr. 5 (1937), S. 192-208 GLATHE, H.; SEIDEL, W.: Untersuchungen über die Aufbewahrung des Stalldüngers unter streng anaeroben Bedingungen. Bodenkd. u. Pflanzenernähr. 5 (1937), S. 118—128 KERTSCHER, F.: Aufbewahrung und Anwendung von Stallmist und Jauche. Mitt. dt. Landwirtsch.-Gesellsch. 1950, S. 3 4 - 3 6 KRANTZ, G.: Ein neues Verfahren der Stallmistvergärung. München, Gärstatt GmbH., 1925 MAIWALD, K . ; SIEGEL, 0.: Untersuchungen über Lagerung und Wirkung von Stalldünger. Bodenkd. u. Pflanzenernähr. 5 (1937), S. 70-104 RAUHE, K . ; HESSE, M.: Über die Wirkung verschieden gelagerten Stalldüngers auf leichten und schweren Böden. 1. Mitt. Z. Acker- u. Pflanzenbau 102 (1957), S. 283-298 RAUHE, K . ; HESSE, M.: Über die Wirkung verschieden gelagerten Stalldüngers auf leichten und schweren Böden. 2. Mitt. Z. Acker- u. Pflanzenbau 110 (1960), S. 135-152 SCHMALFUSS, K . : Pflanzenernährung und Bodenkunde. 1. Aufl., Leipzig, Hirzel-Verl., 1947 SCHMALFUSS, K . ; KOLBE, G.: Der Dünger Stallmist. Thaer-Arch. 7 (1963), S. 199-213

Anschriften der Verfasser P r o f . Dr. KÜRT RAUHE Institut für Acker- und Pflanzenbau der Karl-Marx-Universität Leipzig 701 Leipzig, Johannisallee 19 Dr. VIKTOR KOEPKE Institut für Acker- und Pflanzenbau Müncheberg der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin 1278 Müncheberg, Wilhelm-Pieck-Straße 72

549 Aus dem Institut für Acker- und Pflanzenbau der Kari-Marx-Universität Leipzig DIETRICH ERMICH

Untersuchungen über die Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit beim Pflügen Eingegangen: 12. 11.1966

Die Bodenbearbeitung erfordert jährlich einen hohen Arbeitszeit- und Kostenaufwand. Das trifft vor allem für das Pflügen zu. Die den Möglichkeiten der sozialistischen Großraumwirtschaft noch nicht entsprechende, zu geringe Flächenproduktivität, insbesondere der Aggregate für die Pflugarbeit, ist die Ursache dafür, daß häufig die optimalen Termine bei der Bodenbearbeitung und Bestellung nicht eingehalten werden können. Dieser Umstand führt noch immer zu ungerechtfertigt hohen Ertragseinbußen. Es ist deshalb erforderlich, eine wirksame Erhöhung der Arbeitsproduktivität bei der Bodenbearbeitung zu erreichen, wozu es bekanntlich zwei prinzipielle Möglichkeiten und deren Kombination gibt: 1. Vergrößerung der Arbeitsbreite bei gleichbleibender Arbeitsgeschwindigkeit 2. Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit bei gleichbleibender Arbeitsbreite Nach S Ö H N E (1960) ist aus technisch-energetischen Gründen der Lösung 2 der Vorzug zu geben, weil diese bei dem Zugmittel nur eine Erhöhung der Motorleistung, nicht aber eine Steigerung der Traktorenmasse (wie bei Lösung 1) erfordert . Außerdem sind der Vergrößerung der Arbeitsbreite u. a. wegen der notwendigen Anpassung der Geräte an die Bodenoberfläche im Hinblick auf einen überall gleichmäßigen Tiefgang der Arbeitswerkzeuge bestimmte Grenzen gesetzt. Der Übergang zu höheren Arbeitsgeschwindigkeiten beim Pflügen setzt neben der Entwicklung leistungsstarker Traktoren und geeigneter Pflugkörper zunächst eine Reihe von Untersuchungen über den Einfluß der schnelleren Bearbeitung auf Boden und Pflanze voraus. Acker- und pflanzenbaulich muß die Gewähr gegeben sein, daß sich der Fruchtbarkeitszustand des Bodens und damit seine Ertragsfähigkeit gegenüber der bisherigen Bearbeitungsweise nicht verschlechtert. In vorliegender Arbeit wird deshalb untersucht, wie sich das Pflügen der Herbstfurche bei variierten Arbeitsgeschwindigkeiten und Streichblechformen auf die Krümelung (Zerteilungsgrad der Bodenaggregate) und Lockerung des Bodens, auf das Oberflächenprofil, den Furchenquerschnitt, den Seitentransport sowie auf die Lagerungsdichte und andere Eigenschaften des Bodens auswirkt. Den wesentlichsten Faktor bildete die Beobachtung der Ertragsleistung des Bodens nach differenzierter Geschwindigkeit der Pflugarbeit. Die Versuche wurden in den Jahren 1963 bis 1965 statisch in der Versuchsabteilung des Lehr- und Versuchsgutes Seehausen, Kreis Leipzig, durchgeführt ( E R M I C H u. DITTRICH,

1964).

550

ERMICH, Arbeitsgeschwindigkeit beim Pflügen

1.

Versuchsgrundlagen

1.1.

Versuchsstandort

Der Versuchsstandort ist bodentypologisch eine pseudovergleyte Parabraunerde und der Textur nach mit ca. 12% Ton ( < 0,002 mm) und 18%Schluff (0,002 bis 0,02 mm) ein sandiger Lehmboden. Die Bodenschätzung stufte ihn als sL 4 LöD 58/61 ein. Die Krumentiefe beträgt ca. 28 cm, der C-Gehalt in der Krume ca. 1,0%. Der Unterboden enthält nur 0,22% C. Aus der verhältnismäßig schwachen Humusversorgung des Bodens resultiert im Zusammenhang mit dem hohen Schluffanteil und dem schlecht durchlässigen Untergrund eine geringe Stabilität der Bodenstruktur. Sie äußert sich in Verschlammung, Verkrustung und Dichtlagerung des Bodens nach stärkeren Niederschlägen. Die Sorptionskapazität des Bodens ist mit ca. 8,5 mval als mäßig zu bezeichnen. Bei schwachsaurer Reaktion ist der Boden gut mit Phosphorsäure und Kali versorgt.

1.2.

Witterungs verlauf

Das langjährige Mittel (1901 bis 1950) der Niederschlagsmenge beträgt f ü r den Versuchsstandort 558 mm. Die mittlere Jahrestemperatur liegt bei 8,7 °C. Bezüglich des Witterungsablaufes während des Untersuchungszeitraumes ist zusammengefaßt zu bemerken, daß im J a h r e 1963 normale Witterungsverhältnisse herrschten, während es sich 1964 um ein Trockenjahr und 1965 um ein Feuchtejahr handelte. Somit sind während der dreijährigen Versuchsdauer die wichtigsten Witterungstypen gleichmäßig aufgetreten.

1.3.

Versuchsvarianten

Pflugkörperformen, technische Daten (Abb. 1 bis 4) Bezeichnung Herstellerland

Körpertyp

Arbeitstiefe breite

Scharschneidenwinkel

Seitenrichtungswinkel*

A.

25 Z

DDR

Universalkörper

25

32

42°

38°

B.

General purpose

England

Schraubenform**

25

28

44°

27°

C.

R 30

CSSR

Schnellpflugkörper 25

30

41,5°

20°

D.

20 Y

DDR

Wendelform

28

42°

37°

20

* in Höhe der Bodenbalken-Oberfläche bei optimaler Arbeitstiefe ** vergrößerte Variante des Originals Arbeitsgeschwindigkeiten km/h

I

II

III

4-6 (5)

6-8 (7)

10-12 (11)

Fruchtfolge 1963: Zuckerrüben; 1964: Sommergerste; 1965: Grünmais

Albrecht-Thaer-Archiv, 11. Band, Heft 6, 1967

551

mmMmi Abb. 1: Pflugkörper 25 Z (DDll)

Abb. 3: PflugkSrper K, 30 (CSSR)

1.4.

Methodische Besonderheiten

Die Versuche wurden nach der Spaltanlage in 4facher Wiederholung angelegt. Das differenzierte Pflügen erfolgte trotz ausschließlichen Sommerungsanbaues grundsätzlich im Herbst. Durch die damit mögliche Prüfung des Einflusses der Winterwitterung auf die Bodenstruktur der bis zum Frühjahr unberührt gebliebenen Parzellen konnten am ehesten fundierte Ergebnisse über die Auswirkung höherer Pfluggeschwindigkeiten auf den Boden erwartet werden. Wie später nachgewiesen wird, ist der unterschiedliche Feuchtigkeitszustand des Bodens in den verschiedenen Jahren von großem Einfluß auf die technologische Wirkung der Pflugarbeit mit erhöhter Geschwindigkeit. Zur Bearbeitung im Herbst 1962 war der Boden extrem trocken, 1963 und 1964 dagegen optimal durchfeuchtet. Als Zugmittel diente ein Allradtraktor vom Typ D 4 K. Die Untersuchung des Einflusses der schnelleren Pflugarbeit auf den Zerkleinerungsgrad der Bodenaggregate erfolgte sofort nach dem Pflügen bei natürlicher Bodenfeuchte. Hierzu wurden mit der methodisch verbesserten PucHNERschen Schollenanalyse die Bodenaggregate in folgende 5 Fraktionen zerlegt: > 40, 40—20, 20—10, 10—5, < 5 mm. Diese Werte dienten zur Errechnung der „inneren" Oberfläche des bearbeiteten Bodens (dm 3 bezogen auf 1 kg Trockenboden) (ERMICH, 1959). Zur Messung der Lockerungswirkung der Pflugarbeit gelangten Aufwurfmessungen im Herbst nach dem Pflügen und im Frühjahr mit einer Bodensonde zur Durchführung. Die Lagerungsdichte des Bodens wurde jährlich mehrfach nach der bekannten Stechzylindermethode, durch die Bestimmung der Scherfestigkeit nach LINDNER (1963) und zum Abschluß des Versuches mit der Co-60-Bodendichtesonde DS 1 nach HELBIC, und B E E R (1965) ermittelt.

552

ERMICH, Arbeitsgeschwindigkeit beim Pflügen

Die Oberflächenrauhigkeit des Bodens nach dem Pflügen ergibt sich nach L I N D N E R (1964) aus der Längendifferenz einer feingliedrigen Kette im gestreckten geradlinigen Zustand und nach exaktem Anlegen derselben an die durch das Pflügen geschaffenen Bodenkonturen. Zur Ermittlung des Furchenquerschnittes wurde die Höhendifferenz zwischen der Bodenoberfläche des ungepflügten Bodens von der Furchensohle mit Hilfe einer parallel zur Ackeroberfläche angeordneten Meßlatte in Abständen von 5 cm in 6facher Wiederholung gemessen.

2.

Ergebnisse

2.1.

Zerkleinerungsgrad der Bodenaggregate

Die kurz nach dem Pflügen im Herbst 1962 und 1963 durchgeführten Aggregatgrößenanalysen erbrachten folgende Ergebnisse: Der Anstieg der Arbeitsgeschwindigkeit (vt) führte in beiden Jahren übereinstimmend zu einer Vergrößerung des Anteiles der kleinen Aggregatfraktionen, d. h. zu einer Erhöhung des Zerkleinerungsgrades des Bodens (Tab. 1 ) . Hierdurch werden Ergebnisse von L E H O S Z K Y (1962) bestätigt. Die Größenordnung der Zunahme kleiner Aggregatfraktionen war in den beiden Jahren jedoch unterschiedlich. Die im Mittel aller Vf-Stufen mit 121,2 dm 2 /kg Trockenboden recht starke Zerkleinerung des Bodens kann als Ursache dafür gelten, daß sich die Geschwindigkeitsbereiche im Jahre 1962 insgesamt nur wenig unterschieden. Tabelle 1 Aggregatgrößenverteilung in Abhängigkeit von der Arbeitsgeschwindigkeit im Mittel von 4 Pficigkörperformen vf km/h

Fraktionsanteile in % > 40 40-20 20-10

10-5

< 5 min

5 7 11

11,1 10,2 9,0

13,8 13,1 13,2

52,4 55,1 57,0

10,5 9,9 9,4

12,4 11,8 11,5

GD 5% 5 7 11 GD 5%

25,4 22,0 14,7

10,2 10,2 8,3

13,3 14,1 13,5

13,0 14,0 14,0

38.2 39,7 49.6

„innere" Bodenoberfläche/kg Trockenboden dm 2 rel. 116,8 121,6 125,2

100 104 107

13,8

12

89,1 92,6 115,5

100 104 125

10.0

12

Bei höherer Bodenfeuchtigkeit zur Bearbeitung 1963 war die Differenzierung der Vf-Stufen bei einem Gesamtmittel an „innerer" Bodenoberfläche von 98,1 dm 2 /kg Trockenboden dagegen stärker ausgeprägt. Trotzdem war der Zerkleinerungsgrad des Bodens bei der hohen Pfluggeschwindigkeit 1963 nicht größer als bei niedriger Pfluggeschwindigkeit 1962. Dieses Ergebnis läßt vermuten, daß der Versuchsboden bei deutlichen Unterschieden in den Pfluggeschwindigkeiten ungeachtet der Bodenfeuchte durch die Pflugarbeit in den praktisch möglichen Vf-Stufen nicht über einen bestimmten Grenzbereich hinaus zerkleinert werden kann.

553

Albrecht-Thaer-Archiv, 11. Band, Heft 6 , 1 9 6 7

Untersucht man nun die Zerkleinerungswirkung der Pflugkörperformen in Abhängigkeit von der Arbeitsgeschwindigkeit, so zeigen sich die größten Unterschiede in allen Jahren übereinstimmend bei dem Standardkörper 25 Z. Die Zunahme der Aggregatfraktion unter 5 mm Äquivalentdurchmesser betrug 1962 bei 11km/h 2 8 % , 1963 im gleichen Vf-Bereich sogar nahezu 100%. Diese intensive mechanische Zerteilung der Bodenaggregate kann leicht zur Verschlammung und Verkrustung des Bodens führen. Bei den Körpern R 30 und 20 Y war die Differenz in der Krümelung zwischen den einzelnen Vf-Stufen verhältnismäßig gering. Dieses Ergebnis läßt aus der Sicht des Einflusses auf den Zerkleinerungsgrad der Boden aggregate auf eine gewisse Eignung der genannten Körperformen für höhere Arbeitsgeschwindigkeiten schließen (Tab. 2). Tabelle 2 Aggregatgrößenverteilung im Boden nach dem Pflügen mit verschiedenen Körperiormen in Abhängigkeit von der Arbeitsgeschwindigkeit (1963) Pflug-

v,

körperform

Fraktionsanteile in %

„innere" Bodenober-

(Durchmesser in mm)

fläche/kg

Trockenboden

km/h

> 40

40-20

20-10

10-5

< 5

dm ä

rel.

rel.

25 Z

5 7 11

37,3 24,2 9,8

9,3 11,3 6,2

11,2 14,8 10,8

12,2 15,9 14,2

30,0 33,8 59,0

72,4 82,2 129,2

100 114 178

100 114 178

G. i).

5 7 11

24,4 21,6 14,2

8,9 10,5 7,7

14,8 13,9 14,2

12,2 14,7 14,9

39,7 39,3 49,0

91,8 92,1 110,9

100 100 121

127 127 153

11 30

5 7 11

23,4 23,6 14,2

12,2 10,0 10,1

14,3 14,2 15,6

13,0 12,4 14,2

37,1 39,8 45,9

87,3 92,1 105,0

100 105 120

121 127 145

20 Y

5 7 11

16,6 18,6 20,4

10,3 9,0 9,1

12,8 13,3 13,4

14,4 13,4 12,6

45,9 45,7 44,5

104,5 103,7 101,0

100 99 97

144 143 141

7,0 3,5 4,0

1,9 1,0

2,8 1,4

2,8

1,1

1,6

7,2 3,6 4,2

13,5 7,8 6,7

GD 5 % Kombinationen v f -Stufen Pflugkörper

1,4 1,6

Es ist typisch für die Ergebnisse der Schollenanalyse, daß eine Zunahme des Anteils kleiner Aggregatgrößen immer mit einer entsprechenden Verminderung des Schollenanteiles ( > 40 mm) verbunden war. Die Mittelfraktionen (5 bis 20 mm) wurden von der Pfluggeschwindigkeit nur wenig beeinflußt. Aus einem Vergleich der einzelnen Pflugkörperformen im Mittel der drei Geschwindigkeitsstufen wird ersichtlich, daß große Differenzierungen in den Anteilen kleiner Aggregatgrößen bzw. in der „inneren" Oberfläche des Bodens zwischen den Körperformen nicht auftraten (Tab. 3). Mit dem Körper 20 Y wurde in beiden Jahren der höchste Zerkleinerungsgrad der Bodenaggregate und damit der niedrigste Schollenanteil erreicht. Infolge der ausgeglichenen Arbeitsweise dieses Körpers traten dabei jedoch keine für die Bodenstruktur so ungünstigen E x tremwerte auf wie beispielsweise beim Körper 25 Z. Die anderen Körper unterschieden sich im Mittel aller Vf-Stufen nur wenig voneinander.

554

ERMICH, Arbeitsgeschwindigkeit beim Pflügen Tabelle 3 Zerkleinerungswirkung der Pflugkörperformen im Mittel der Arbeitsgeschwindigkeiten („innere" Oberfläche des Bodens in dm 2 /kg Trockenboden) Pflugkörperform

25 Z G. p. R 30 20 Y

1962 dm!

rel.

1963 dm 2

rel.

Mittel rel.

119,8 119,0 119,5 126,0

100 99 100 105

94,5 98,5 95,1 104,1

100 104 101 110

100 102 101 108

8,6

7

12,1

13

GD 5%

2.2.

1962/63

Lockerungswirkung der Pflugarbeit

Sie wurde über die Aufwurfhöhe des Bodens gemessen. Die Aufwurfhöhe ist der mittlere Abstand zwischen Pfluggrenze und Bodenoberfläche. Bei sehr niedriger Bodenfeuchte (1962) bewirkte das Pflügen im unteren Geschwindigkeitsbereich bei allen Körperformen eine Aufwurfhöhe von ca. 120% (Pflugtiefe = 100). Bei höherer Vf ist vermutlich als Folge zu starker Zerkleinerung der Bodenaggregate die Aufwurfhöhe wesentlich niedriger und die Lockerungswirkung der Pflugarbeit somit geringer. Im Frühjahr 1963 lag nach hoher vt praktisch kein Unterschied zur Pflugtiefe 1962 und damit keine Lockerungswirkung der Herbstfurche mehr vor (Tab. 4a). Tabelle 4 Aufwurfhöhe des gepflügten Bodens im Herbst und nach dem Winter in % (bezogen auf Pflugtiefe = 100) km/h

Pflugtiefe (Mittel)

Aufwurf Herbst

Aufwurf Frühjahr

Diff. H e r b s t : Frühjahr

Aufwurf-E x1962/64

a)

1962

5 7 11

25,3

119 119 112

112 106 100

7 - 13 -- 12

5 km/h = -10

b)

1963

5 7 11

24,2

130 128 128

122 116 113

- 8 - 12 - 15

7 km/h = -13

c)

1964

5 7 11

22,3

138 130 139

124 117 122

14 13 - 17

11 k m / h = -15

Auf optimal feuchtem Boden (1963) war die Auflockerung durch das Pflügen insgesamt größer und der Abfall bei hoher Arbeitsgeschwindigkeit nur gering. Trotzdem zeigte sich im Frühjahr ein merklicher Unterschied in dem verbliebenen Auflockerungsgrad zwischen den einzelnen Vf-Stufen zugunsten der niedrigen Arbeitsgeschwindigkeit (Tab. 4b). Die Unterschiede zwischen den Pflugkörperformen waren unwesentlich. Im Jahre 1964 lagen während des Pflügens ähnlich günstige Bodenfeuchteverhältnisse vor wie 1963. Das zeigt sich auch in den Aufwurf werten kurz nach

555

Albrecht-Thaer-Archiv, H . Band, Heft 6, 1967

dem Pflügen, die im Mittel aller Vf-Stufen ca. 136% betrugen. Der im Frühjahr noch vorliegende Lockerheitsgrad war mit 121% verhältnismäßig hoch. Zwischen den Vf-Stufen bestanden keine Unterschiede. Von den Pflugkörperformen zeigte der Typ R 30 die stärkste Lockerungswirkung (Tab. 4e). 2.3.

Lagerungsdichte des Bodens

Die Stechzylinderuntersuchungen führten zu folgenden Ergebnissen: Im Mittel aller Pflugkörperformen fällt mit steigender vt in der Regel das Porenvolumen (PV) und noch stärker das Luftvolumen (LV) an der Bodenoberfläche ab. Die Mittelschicht (10 bis 15 cm) wird strukturell meist nicht verändert. In der Unterschicht (20 bis 25 cm) war im Gegensatz zur Oberschicht (0 bis 5 cm) vermutlich infolge des Sortiereffektes der schnelleren Pflugarbeit mit zunehmender vt ein Anstieg im PV und L V zu beobachten. Diese Unterschiede wurden jedoch im jeweils darauffolgenden Sommer nicht mehr gefunden. Von den Pflugkörperformen wies der Typ R 30 im gesamten Untersuchungszeitraum und in allen drei Vf-Stufen jeweils die niedrigsten PV-Werte an der Bodenoberfläche auf. Tabelle 5 Lagerungsdichte des Bodens an der Oberfläche (0 bis 4 cm) und Verhältnis von Luft-: Wasservolumen bei verschiedenen Pflugkörperformen in Abhängigkeit von der Arbeitsgeschwindigkeit Pflugkörperformen 25 Z G. p.

E 30

20 Y

X

5 7 11

43,0 43,7 40,5

43,4 45,6 38,9

40,4 40,7 40,3

43,7 40,5 43,3

42,6 42,6 40,8

X

42,4

42,6

40,5

42,5

vi km/h PV %

Verhältnis Luft( = 1): Wasservolumen

5 7 11

1,07 1,00 1,98

1,09 1,00 1,92

1,56 1,73 1,81

1,14 1,67 1,38

X

1,35

1,34

1,70

1,40

1,22 1,35 1,77

In Tabelle 5 wurden die PV-Werte noch in das Luft- und Wasservolumen zerlegt, woraus das für die Entwicklung der Pflanzen sehr entscheidende Luft-: Wasserverhältnis im Boden ermittelt werden konnte. Auch hier zeigt sich eine Differenzierung zwischen den Vf-Stufen und unter den Pflugkörpern, besonders beim R 30. Der Wasseranteil im P V steigt mit abnehmendem P V infolge des Überwiegens kapillarer Poren an. L I N D N E R (1964) konnte das durch Porengrößenuntersuchungen meßtechnisch nachweisen. Das Luft-: Wasserverhältnis zeigt auch bei den Körpern 25 Z und G. p. einen dem Körper R 30 angenäherten Wert; jedoch nur in der höchsten Vf-Stufe. Die Scherkraftmessungen im Bearbeitungsbereich von 10 bis 20 cm deuten darauf hin, daß die Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit beim Pflügen zu abnehmenden Scherfestigkeitswerten im Boden führt. Die Scherfestigkeit bei vi = 5 km/h

556

ERMICH, Arbeitsgeschwindigkeit beim Pflügen

mit relativ 100 verringert sich auf 88% bei Vf = 7 km/h und 81% bei Vf= 11 km/h. Im Mittel aller Vf-Stufen treten zwischen den Körperformen keine Unterschiede in der Scherfestigkeit des Bodens auf. 2.4.

Oberflächenprofil

Es wird als günstig angesehen, wenn der vor dem Winter gepflügte Boden besonders auf mittleren Standorten eine regelmäßig profilierte Oberfläche aufweist. Bei der Herbstfurche sollen sich die einzelnen Furchenkämme deutlich voneinander abheben. Ein solcher Furchenaufbau gibt nach F E U E R L E I N (1960) am besten die Gewähr für ausreichende Wendung, hohe Strukturstabilität und maximale Wasseraufnahme des Bodens. Außerdem wird über die Vergrößerung der Ackeroberfläche ein zeitigeres Abtrocknen des Bodens im Frühjahr sowie eine bessere Wirksamkeit der Saatbettvorbereitungsmaßnahmen erreicht. Die Messung der Oberflächenrauhigkeit erfaßt einen Summeneffekt der Bearbeitung, der den Grad der Einebnung des Bodens ausdrückt. Eine Aussage über die entscheidendere Gleichmäßigkeit des Oberflächenprofils und damit über die Exaktheit des Wendeeffektes ist damit nicht möglich. Die Untersuchungen zeigten, daß der Boden mit steigender Vf im allgemeinen eine zunehmende Einebnung erfährt. Am stärksten trat das bei dem Körper 25 Z und auf trockenem Boden hervor. Eine ausgeprägte Profilierung der Bodenoberfläche nach dem Pflügen wurde mit dem englischen Pflugkörper General purpose und dem OSSR-Körper erreicht, und zwar sowohl bei niedriger als auch bei hoher Arbeitsgeschwindigkeit. Jedoch ließ bei hoher Vf die Gleichmäßigkeit der Furchenausbildung vor allem bei dem Körper G. p. sehr stark nach, was durch regelloses Verrollen grober Bodenaggregate bedingt war. Ähnliche Verhältnisse ergaben sich im VF-Bereich von 11 km/h bei dem Körper 20 Y. Lediglich der Körper R 30 vermochte auch bei hoher vt noch eine regelmäßige Profilierung der Ackeroberfläche mit ausreichender Wendung des Bodens zu bewirken. 2.5.

Furchenquerschnitt

Die Ermittlung des Furchenquerschnittes gibt u. a. Auskunft über die Furchenöffnung, d. h. über die Seitwärtsverlagerung des Bodens und die Räumung der Furche sowie über die Bodenauflockerung. Von einem Schnellpflugkörper muß u. a. eine möglichst geringe Seitwärtsverlagerung des Bodens und Furchenöffnung bei ausreichender Bodenwendung und -lockerung sowie eine gute Furchenräumung gefordert werden. Ein zu starker Seitentransport des Bodens erhöht unnötig den Energieaufwand und fördert die Entmischung der Bodenaggregate. Der Körper 25 Z kann die genannten Forderungen infolge der mit der Arbeitsgeschwindigkeit stark ansteigenden Seitwärtsverlagerung des Bodens, der schlechten Auflockerungswirkung und Furchenräumung nicht erfüllen. Er ist nach den aufgezeigten Ergebnissen für die Pflugarbeit über 6 bis 7 km/h nicht geeignet. Beim Körper G. p. liegen bezüglich der Furchenräumung, der Gleichmäßigkeit des Furchenbildes und des Auflockerungseffektes günstigere Verhältnisse vor

557

Albrecht-Thaer-Archiv, 11. Band, Heft 6, 1967

als beim Körper 25 Z. Infolge der schraubenförmigen Ausbildung des Streichbleches ist der Seitentransport des Bodens sehr gering. Die Lockerungswirkung bleibt unabhängig von der Vf nahezu gleich; jedoch läßt die Bodenwendung bei hoher vi zu wünschen übrig. Der Schnellpflugkörper R 30 weist insgesamt optimale Verhältnisse auf: Die Auflockerungswirkung nimmt mit steigender vt zu; der Seitentransport der Bodenteile wird nur unwesentlich erhöht, wobei zwischen 2. und 3. Vf-Stufe praktisch kein Unterschied besteht. Außerdem vermag dieser Körper in allen Vf-Stufen eine einwandfreie Furche zu hinterlassen. Mithin leistet der R 30-Körper sowohl im niedrigen als auch im hohen Geschwindigkeitsbereich eine ordentliche Pflugarbeit. Der Körper 20 Y nimmt in den untersuchten bodentechnologischen Eigenschaften eine Mittelstellung ein. Nach den erzielten Ergebnissen ist er dem 25 Z-Körper bei erhöhter Arbeitsgeschwindigkeit deutlich überlegen, obwohl der WendeefFekt nicht ausreicht. normale hohe

Geschwindigkeit Geschwindigkeit

( 5 (11

km/h) km/hl

O-i10-

20-

20 Y

3050

100

150

200

Abb. 5 : Furchenguerschnitt verschiedener Pflugkörper bei normaler und hoher Arbeitsgeschwindigkeit

558

ERMICH, Arbeitsgeschwindigkeit beim Pflügen

In der Abbildung 5 werden die beschriebenen Ergebnisse bei allen verwendeten Körpern in einem Vergleich der normalen und höchsten Vf-Stufe nochmals herausgestellt. Sie sprechen eindeutig für den R 30 als Schnellpflugkörper. An zweiter Stelle kommt der Körper 20 Y. Unberücksichtigt blieb dabei jedoch u. a. die Frage des Energieaufwandes. 2.6.

Ernteerträge

Im ersten Versuchs jähr 1963 bei Zuckerrüben lagen keine signifikanten Ertragsunterschiede zwischen den Vf-Stufen und Körperformen vor. Von den Pflugkörperformen wies der R 30 den höchsten Ertrag auf; ihm folgte der Körper 20 Y. 1963 entsprachen die Witterungsverhältnisse den Normalwerten. Im Trockenjahr 1964 waren bei Sommergerste für die höchste Vf-Stufe statistisch gesicherte Mehrerträge bei Korn und in der Tendenz auch bei Stroh vorhanden (Tab. 6). Signifikante Höchstleistungen in der Vf-Stufe = 11 km/h sind bei den Körpern G. p., R 30 und 20 Y aufgetreten. Die entsprechende Reihenfolge ergab sich auch bei den Stroherträgen. Im Mittel aller Vf-Stufen war unter den Körpsrformen die gleiche Rangfolge wie im ersten Versuchs jähr mit dem R 30 an der Spitze zu verzeichnen. Tabelle 6 Relativerträge 1963/64/65 in Abhängigkeit von der Arbeitsgeschwindigkeit im Mittel von 4 Pflugkörperformen

Vf

km/h 5

(dt/ha) 7 11 GD 5%

1963 Zuckerrüben Rüben Blatt

1964 Sommergerste Korn Stroh

1965 Grünmais Trockenmasse

100 (488,1) 98 101

100 (399,1) 96 104

100 ( 27,8) 101 112

100 ( 25,7) 100 104

100 ( 72,0) 97 88

6

5

7

11

6

Im Feuchtejahr 1965 traten bei Grünmais völlig gegensätzliche Ertragsrelationen auf. Mit ansteigender Vf gingen die Erträge im Mittel aller Körperformen auf 88% bei Vf = 11 km/h zurück. Den geringsten Ertragsabfall mit zunehmender Vf wiesen die Körper G. p. und 20 Y (Schrauben- bzw. Wendelform) auf. Ihnen wird allgemein eine günstige Wirkung auf die Bodenstruktur zugesprochen, weil sie eine stabile Locksrheitsreserve schaffen. Diese wirkt sich besonders bei Regenüberschuß günstig auf Boden und Pflanze aus. Im niederschlagsreichen Jahr 1965 und beim Anbau von Mais, der hohe Ansprüche an die Durchlüftung des Bodens stellt, fand diese These eine gewisse Bestätigung. Die mittleren Ernteergebnisse 1963/64/65 in G E zeigen, daß die an sich vorhandenen ErtragsdifFerenzierungen durch die Zusammenfassung der Resultate aus den klimatisch sehr unterschiedlichen Jahren fast völlig ausgeglichen werden. Zwischen den Vf-Stufen bestehen im Mittel des Untersuchungszeitraumes keine signifikanten Ertragsunterschiede (Tab. 7).

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Albreeht-Thaer-Archiv, 11. Band, Heft 6, 1967

Man kann aus den Ergebnissen schlußfolgern, daß sich die Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit in Normaljahren weder positiv noch negativ auf die Erträge auswirkt. Bei trockener Jahreswitterung wurden dagegen vermutlich infolge der nachgewiesenen besseren Kapillarwirkung im Boden nach schnellerem Pflügen positive Ergebnisse erzielt. Tabelle 7 Mittlere GE-Erträge während der Versuchsjahre 1963/64/65 (in dt/ha pro J a h r ) Pflugkörper

Arbeitsgeschwindigkeit (v f ) 5 km/h dt/ha rel.

rel.

7 km/h dt/ha rel.

rel.

11 km/h dt/ha rel.

rel.

dt/ha

rel.

25 Z G.p. Ii 30 20 Y

86,2 88,6 91,1 88,1

100 100 100 100

86,3 85,1 88,7 85,0

100 96 97 96

87,8 87,2 86,8 87,3

102 98 95 99

86,8 87,0 88,9 86,8

100 102 100

X

88,5

100

86,3

97

87,3

100 103 106 102

100 99 103 98

100 99 99 99

X

10«

98

Bei überwiegend feuchter Witterung ist ein Abfall der Erträge nach hoher Pfluggeschwindigkeit angedeutet, wofür die stärkere Zerkleinerung, Entmischung und damit geringere Durchlässigkeit des Bodens verantwortlich sein dürften. 2.7.

Untersuchungen nach Versuchsabschluß

Einige Untersuchungen nach dem dritten Versuchsjahr führten zu folgenden Ergebnissen: 1. Die nach verschiedenen Methoden auch unter Verwendung einer Co-60-Bodensonde gemessene Bodenstruktur wies nach Abschluß der letztjährigen Vegetation keine signifikanten Unterschiede zwischen den Geschwindigkeitsstufen und Pflugkörperformen auf. 2. Der Krümelan teil im Boden hat sich durch erhöhte Pfluggeschwindigkeiten nicht verringert. 3. Stabilitätsuntersuchungen an verschiedenen Aggregatfraktionen ergaben, daß Arbeitsgeschwindigkeit und Pflugkörperförm ohne Einfluß auf die Stabilität der Bodenkrümel sind. 4. Die Geschwindigkeitserhöhung führte nicht zu einer signifikanten Veränderung des Verunkrautungszustandes; jedoch waren nach drei Versuchs jähren Unterschiede zwischen den Körperformen zugunsten der Schrauben- (G. p.) und Wendelform (20 Y) vorhanden. 5. Der Reaktions- und Nährstoffzustand des Bodens wurde weder durch die Arbeitsgeschwindigkeit noch durch die Pflugkörperform nennenswert beeinflußt. 6. Auch die C- und N-Werte im Boden ließen keine signifikante Differenzierung durch die verschiedene Bearbeitung erkennen.

ERMICH, Arbeitsgeschwindigkeit beim Pflügen

560

3.

Diskussion der Ergebnisse

Über die Möglichkeiten der Anwendung höherer Arbeitsgeschwindigkeiten beim Pflügen gibt es verschiedene Meinungen: Während F E U E R L E I N ( 1 9 6 0 ) die Auffassung vertritt, daß der Boden beim Pflügen eine gewisse Zeit brauche, um sich auf dem Streichblech zur Furchenablage zu formen, und deshalb die Notwendigkeit bestünde, sich zumindest auf den mittleren und schweren Böden mit einer niedrigen Geschwindigkeit zu begnügen, wird die Erhöhung der Pfluggeschwindigkeit von einer Reihe anderer Autoren aus acker- und pflanzenbaulicher Sicht bejaht (LEHOSZKY, 1 9 6 2 ; LINDNER, 1 9 6 4 ; K U N Z E , 1 9 6 6 ) . Durch die dreijährigen Untersuchungen auf sandigem Lehmboden konnte gezeigt werden, daß die physikalischen Bodeneigenschaften in der Regel stärker von der Pflugkörperform als von der Arbeitsgeschwindigkeit beeinflußt werden. Von entscheidender Bedeutung ist dabei, in welchem Feuchtigkeitszustand sich der Boden bei der Pflugarbeit befindet. Ein bei Trockenheit mit erhöhter vt und bestimmten Körperformen gepflügter Boden unterliegt der Entmischung und zu starken Zerteilung mit nachfolgender Dichtlagerung und Verhärtung. Dieser Zustand kann zwar bei Niederschlagsarmut (1964) günstig sein, bei hohen Regenmengen machen sich jedoch Luftmangel und Mindererträge bemerkbar (1965). Auf normal feuchtem Boden konnte demgegenüber in jeder vt-Stufe eine genügende Auflockerung erzielt und über Winter erhalten werden. Von Schnellpflugkörpern muß deshalb gefordert werden, daß sie bei jedem Bodenzustand einen ausreichenden und stabilen Lockerungseffekt bewirken. Schnellpflugkörpsr müssen deshalb in Anpassung an die gegebenen Bodenverhältnisse in einem möglichst großen vt-Bereich eine optimale und gleichbleibende Aggregatgrößenverteilung im Boden hervorrufen. Es kann nicht unmittelbare Aufgabe der Herbstfurche sein, die Strukturansprüche der erst Monate später bestellten Pflanzen zu erfüllen. Eine beispielsweise bearbeitungs- oder witterungsbedingte zu starke Lockerung des Bodens kann im Bedarfsfall durch geeignete Nachbearbeitungsmaßnahmen leicht ausgeglichen werden. Beim Pflügen stehen solche Forderungen im Vordergrund wie exakte Bodenwendung, ausreichende Lockerung für maximale Wasserauf nähme, gleichmäßige Einmischung von Düngerstoffen, optimale Ausformung der Ackeroberfläche und nachhaltige Unkrautvernichtung. Diese Aufgaben müssen auch bei erhöhter Vf in hoher Qualität realisierbar sein. Technisch-energetische und arbeitsphysiologische Aspekte werden letztlich darüber entscheiden, ob sich diese aus acker- und pflanzenbaulicher Sicht mögliche Lösung, zu höherer Arbeitsproduktivität beim Pflügen zu kommen, allgemein durchsetzen wird oder ob auch andere Wege beschritten werden müssen. Zusammenfassung Die Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit (v t ) bei der Herbstfurche auf 10 bis 12 k m / h vergrößerte den Zerteilungsgrad und in der Regel auch die Lagerungsdichte des Bodens (sL). Der im Frühjahr noch vorhandene Lockerheitsgrad war außer von der v f und Pflugkörperform vor allem von der Bodenfeuchtigkeit bei der Pflugarbeit abhängig. Besonders auf den bei zu niedrigem Bodenfeuchtegehalt mit erhöhter v ( gepflügten Teilstücken lag nach dem

561

Albreeht-Thacr-Archiv, 11. Band, Heft 6, 1967

Winter nur noch ein geringes Porenvolumen bei stark vermindertem Grobporenanteil vor. Dadurch waren bei trockener Jahreswitterung Mehrerträge (Sommergerste 1964) u n d bei zu hohen Niederschlägen Mindererträge (Silomais 1965) angedeutet. Bei normaler Witterung (Zuckerrübe 1963) bestanden keine Ertragsunterschiede. I n dem dreijährigen Versuchszeitr a u m glichen sich also die Ertragsleistungen zwischen den niedrigsten u n d höchsten v ( -Stufen und den Pflugkörperformen nahezu aus. Die mittlere v r S t u f e (7 km/h) unterschied sich weder bodenphysikalisch noch in den E r t r ä g e n signifikant von der v f = 5 km/h. Die Steigerung der Arbeitsgeschwindigkeit bei der Pflugarbeit ist aus ackerbaulicher Sicht auf sL-Böden durchaus vertretbar. Die hierzu erforderlichen Schnellpflugkörper dürfen wegen des Sortiereffektes den Boden nicht so stark seitwärts verlagern. Der Zerteilungsgrad m u ß sich in Grenzen halten. Die Bodenoberfläche soll auch bei hoher v t eine gleichmäßige strukturstabilisierende Profilierung aufweisen. Hierzu scheinen Körperformen, die dem Schrauben- bzw. Wendelkörpertyp angenähert sind, geeigneter zu sein als steile Formen. Pe3K>Me H a s B a H H e p a ß o T b i : H c c j i e ^ o B a m i e yBejiwqeHHH p a S o n a x CKopocTeit n p H yBeuHHeHHe

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