Albrecht-Thaer-Archiv: Band 6, Heft 5 [Reprint 2022 ed.] 9783112656983

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DEUTSCHE AKADEMIE D E R L A N D W I R T S C H A F T S W I S S E N S C H A F T E N ZU B E R L I N

ALBRECHT-THAER-ARCHIV Arbeiten aus den Gebieten Bodenkunde Pflanzenernährung Acker- und Pflanzenbau

Band 6 • Heft 5 1962

A K A D E M I E - V E R L A G

•

B E R L I N

Herausgegeben von der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin Begründet von der Landwirtschaftlich-Gärtnerischen Fakultät der Humboldt-Universität zu Berlin

Schriftleitung: Prof. Dr. agr, habil. E. PLACHY, Redaktion; Dipl.-Landw. R. STUBBE. Das Alb recht-Thaer-Archiv erscheint in Heften mit einem Umfang von je 5 Druckbogen (80 Seiten). Die innerhalb eines Jahres herausgegebenen 10 Hefte, bilden einen Band. Das letzte Heft jedes Bandes enthält Inhalts- und Sachverzeichnis. Der Bezugspreis beträgt 5,— DM je Heft. Die Schriftleitung nimmt nur Manuskripte an, deren Gesamtumfang 25 Schreibmaschinenseiten nicht überschreitet und die bisher noch nicht, auch nicht in anderer Form, im In- oder Ausland veröffentlicht wurden. Jeder Arbeit ist ein Autorreferat zur Vorankündigung (nicht länger als 1 1 / 2 Schreibmaschinenseiten) sowie eine Zusammenfassung mit den wichtigsten Ergebnissen (nicht länger als 20 Zeilen), wenn möglich auch in russischer und englischer bzw. französischer Sprache, beizufügen. Gegebenenfalls erfolgt die Übersetzung in der Akademie. Manuskripte "sind zu senden an die Schriftleitung, Deutsche Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin, Berlin W 8, Krausenstr. 38—39. Die Autoren erhalten Fahnen- und Umbruchabzüge mit befristeter Terminstellung. Bei Nichteinhaltung der Termine erteilt die Redaktion Imprimatur. Das Verfügungsrecht über die im Archiv abgedruckten Arbeiten geht ausschließlich an die Deutsche Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin über. Ein Nachdruck in anderen Zeitschriften oder eine Ubersetzung in andere Sprachen darf nur mit Genehmigung der Akademie erfolgen. Kein Teil dieser Zeitschrift darf in irgendeiner Form — durch Fotokopie, Mikrofilm oder ein anderes Verfahren — ohne schriftliche Genehmigung der Akademie reproduziert werden. Für jede Arbeit werden unentgeltlich 100 Sonderdrucke und ein Honorar von 40,— DM )e Druckbogen zur Verfügung gestellt. Das Honorar schließt auch die Urheberrechte für das Bildmaterial ein. Dissertationen, auch gekürzte bzw. geänderte, werden nicht honoriert. Verlag: Akademie-Verlag GmbH, Berlin W 8, Leipziger Str. 3 - 4 , Fernruf 22 0441, Telex-Nr. 011773, Postscheckkonto: Berlin 35021. Bestellnummer dieses Heftes: 1051/6/5. Veröffentlicht unter der Lizenz-Nummer 5014 des Ministeriums für Kultur. Herstellung: Druckhaus „Maxim Gorki", Altenburg. All rights reserved (including those of translations into foreign languages). No part of this issue may be reproduced in any form, by photoprint, microfilm or any other means, without written permission from the publishers.

DEUTSCHE DER

AKADEMIE

LANDWIRTSCHAFTSWISSENSCHAFTEN

ZU

BERLIN

ALBRECHT-THAER-ARCHIV Arbeiten aus den Gebieten

Bodenkunde Pflan2enernährung Acker- und Pflanzenbau

Schriftleitung : Prof. Dr. agr. habil. E. P L A C H Y

BAND 6 • HEFT 5 1962

AKADEMIE-VERLAG • BERLIN

INHALT ANSORGE, H . : Untersuchungen über die Verteilung und Nitrifikation von Ammoniak im Boden bei Düngung mit wasserfreiem Ammoniak 327 M Ü L L E R , P.: Über die Verträglichkeit ackerbaulich genutzter Leguminosen. III. Die Ausnutzung des Boden- und Düngerstickstoffs in einem Gefäßversuch mit Hafer nach sechsjähriger Brache und sechsjährigen Monokulturen 339 GÄDE, H . : Untersuchungen über die Bewurzelungsverhältnisse gelbblühender Lupinen auf leichten Böden 359 ZIZIN, N. W . : Getreide-Futter-Weizen ( A g r o p y r t t m - T r i f i c u m - H y b r i d e n )

376

SIMON, W., D. EICH und K. W E R N E R : Klee- und Kleegras-Ertrags- und -Vorfruchtprüfungen im Erzgebirge. Teil II: Aussaatzeiten, Bestandsentwicklung . . . 382 Autorreferate demnächst erscheinender Arbeiten

399

327 Aus dem Institut für Landwirtschaftliches Versuchs- und Untersuchungswesen Halle-Lauchstädt der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin (Direktor: Prof. Dr. agr. habil. H. RÜTHER)

H. ANSORGE

Untersuchungen über die Verteilung und Nitrifikation von Ammoniak im Boden bei Düngung mit wasserfreiem Ammoniak Hingegangen: 23. 11. 1961

Die Düngung mit wasserfreiem Ammoniak wurde in der UdSSR und den USA bereits vor über 20 Jahren untersucht und z. T. in die landwirtschaftliche Praxis eingeführt. In den letzten zehn Jahren ist diese Düngungsweise auch in vielen anderen Ländern, vor allem in der CSSR und der VR Polen, in starkem Umfang aufgenommen worden. So wurden nach MIKESCH (1) 1959 in der CSSR 5300 t flüssiges Ammoniak auf etwa 100000 ha gedüngt, das sind etwa 8% des Gesamtverbrauches an Stickstoff. Auch in vielen anderen Ländern beschäftigt man sich intensiv mit der flüssigen Ammoniakdüngung (2—5), da die Produktion des wasserfreien Ammoniaks im Vergleich zu den festen N-Düngemitteln durch den Fortfall des gesamten Salzbildungsprozesses wesentlich vereinfacht und somit auch verbilligt wird. Da das wasserfreie Ammoniak jedoch nur in Druckbehältern gelagert, transportiert und ausgebracht werden kann, besitzt es im Vergleich zu den festen N-Düngemitteln auch gewisse Nachteile. Diese Fragen über die Vor- und Nachteile des flüssigen Ammoniaks bei der Herstellung, Lagerung und Ausbringung sind jedoch rein ökonomische Probleme und sollen hier nicht weiter erörtert werden. Um die Wirkung von wasserfreiem Ammoniak auf das Wachstum und den Ertrag verschiedener Kulturpflanzen auch bei uns genauer zu überprüfen, wurden 1958 in einer Gemeinschaftsarbeit des Leuna-Werkes „Walter Ulbricht" und der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin zahlreiche Dauerversuche auf unterschiedlichen Bodenarten angelegt. Im Rahmen dieser Untersuchungen wurden in unserem Institut je ein Versuch auf Schwarzerdeboden in Lauchstädt und auf lehmigem Sandboden in Trossin durchgeführt. Der Lauchstädter Boden ist ein typischer Schwarzerdeboden mit der Bodenwertzahl 94 und einem pH-Wert von 7,1, der sich auf einer etwa 1,5 m mächtigen Lößschicht bei einer mittleren Niederschlagsmenge von 480 mm und einer mittleren Jahresdurchschnittstemperatur von 8,6 °C ausgebildet hat. Der Versuch in Trossin wurde auf stark lehmigem Sand mit der Bodenwertzahl 43 und einem rel. hohen pH-Wert von 7,0 angelegt. Die mittlere Niederschlagsmenge beträgt hier 565 mm und die mittlere Jahresdurchschnittstemperatur ebenfalls 8,6 °C. Das wasserfreie Ammoniak wurde in diesen Versuchen mit einem für Versuchszwecke angefertigten Spezialgerät der Leunawerke in den Boden in eine Tiefe von 6—10 cm eingebracht. Die angewandte N-Menge wurde durch Veränderung der Düsen und der Fahrgeschwindigkeit reguliert. Die genaue Berechnung der ausgebrachten N-Mengen erfolgte durch Wägung der Ammoniak-Vorratsflasche vor und nach der Ausbringung. Das flüssige Ammoniak wurde etwa 1 —2 Wochen vor der Saat ausgebracht. Entsprechend der angewandten Stickstoffgabe als wasserfreies Ammoniak wurde auch die N-Gabe der übrigen Varianten bemessen. 23*

328

ANSORGE, Düngung mit wasserfreiem Ammoniak

Neben der Variante „ohne N " wurden in diesen Versuchen die Düngemittel schwefelsaures Ammoniak und Kalkammonsalpeter zum Vergleich verwendet. Außerdem erfolgte eine Überprüfung der Düngewirkung von Ammoniumbikarbonat, Ammoniakwasser und seit 1960 auch von Ammoniakat. Die Ergebnisse dieser Versuche, die noch keine endgültigen Schlußfolgerungen zulassen, sind zur Information in den Tabellen 1 und 2 aufgeführt. Wie aus den Ertragszahlen der Haupternteprodukte hervorgeht, zeigte das wasserfreie Ammoniak 1958 und 1959 in Lauchstädt bei Kartoffeln und Sommerweizen die gleiche Düngewirkung wie die Standarddüngemittel. In den Jahren 1960 und 1961 ließen die Zuckerrüben- und Hafererträge auf dieser Variante jedoch nach, so daß im Mittel der 4 Jahre in Lauchstädt bei der Düngung mit wasserfreiem Ammoniak ein um 8% niedrigerer Ertrag als bei schwefelsaurem Ammoniak erzielt wurde. Die übrigen Stickstoffdüngemittel Ammoniumbikarbonat, Ammoniakwasser und auch das Ammoniakat wiesen im Mittel etwa die gleiche Düngewirkung wie schwefelsaures Ammoniak und Kalkammonsalpeter auf. Bei den Gesamtrohproteinerträgen war im Mittel aller Versuche ebenfalls ein geringes Absinken bei den Varianten „Ammoniak gasförmig" und „Ammoniakwasser" im Vergleich zur Düngung mit schwefelsaurem Ammoniak festzustellen. Da die Werte in den einzelnen Jahren jedoch ziemlichen Schwankungen unterworfen sind, lassen sie noch keine Aussagen über eine unterschiedliche Stickstoffausnutzung zu. Die Zucker- bzw. Stärkegehaltszahlen wurden durch die verschiedenen N-Düngemittel nur unwesentlich beeinflußt. Tabelle 1 Düngungsversuche mit wasserfreiem Ammoniak in Lauchstädt Relativerträge der Haupternteprodukte (Die eingeklammerten Zahlen geben den Ertrag in dt/ha an) Versuchsjahr Versuchsfrucht N kg/ha

1958 Kartoffeln 68,5

1959 Sommerweizen 41

ohne Stickstoff Ammoniak gasförmig Ammoniakwasser schwefelsaures Ammoniak

77 99 100 100 (347) 93 80

81 100 105 100 (45,4) 107 110

—

—

Kalkammonsalpeter Ammonbikarbonat Ammoniakat

1961 1960 Durchschnitt Zuckerrüben Hafer 1958-1961 74 57 67 85 101 100 (447) 101 103 104

63 84 100 100 (53,8) 99 100 103

72 92 102 100 100 98 —

Die in Tabelle 2 zusammengestellten Erträge der Haupternteprodukte des Versuches auf dem lehmigen Sandboden in Trossin aus den Jahren 1958—60 lassen eine etwas bessere Wirkung des wasserfreien Ammoniaks als auf dem Schwarzerdeboden in Lauchstädt erkennen. Diese Feststellung steht im Widerspruch zu den bisherigen Erfahrungen, da die N-Verluste bei der Ausbringung von gasförmigem Ammoniak auf den weniger stark sorbierenden Böden im allgemeinen höher liegen als auf den Böden, die einen hohen Anteil an Humus und Ton besitzen. Auffällig sind in diesen Versuchen die relativ hohen Erträge bei der Düngung mit Ammoniakwasser. Der

329

Albrecht-Thacr-Archiv, Band 6, Heft 5, 1962

Tabelle 2 Düngungsversuch mit wasserfreiem Ammoniak in Trossin Relativerträge der Haupternteprodukte (Die eingeklammerten Zahlen geben den Ertrag in dt/ha an) Versuchsjahr Versuchsfrucht N kg/ha ohne Stickstoff Ammoniak gasförmig Ammoniakwasser schwefelsaures Ammoniak Kalkammonsalpeter Ammonbikarbonat Ammoniakat

76

1959 Sommergerste 45

79 98 111 100 (600) 105 99

98 96 110 100 (22,0) 99 93

—

—

1958 Futterrüben

1960 Grünmais 66 90 99 97 100 (176 Tr. S.) 95 102 90

Durchschnitt 1958-1960

89 98 106 100 100 98 -

1961 in Trossin angelegte Versuch konnte durch einen Fehler bei der Ausbringung des wasserfreien Ammoniaks nicht ausgewertet werden. Um zu überprüfen, ob die etwas niedrigeren Erträge bei der Düngung mit wasserfreiem Ammoniak, die vor allem in Lauchstädt in den Jahren 1960 und 1961 auftraten, auf Ammoniakverluste bei der Ausbringung oder auf Schädigungen durch zu hohe Ammoniakkonzentrationen im Boden zurückzuführen sind, wurden in den Jahren 1960 und 1961 auf beiden Standorten Untersuchungen durchgeführt, in denen die Verteilung und die Nitrifikation des eingebrachten wasserfreien Ammoniaks näher untersucht wurden. Zu diesem Zweck wurden die im Boden befindlichen Ammoniak- und Nitratmengen gleich nach der Ausbringung und dann in wöchentlichem Abstand a) direkt in der Mitte der Ausbringungsreihe, b) 10 cm neben der Reihe und c) 20 cm neben der Reihe bestimmt. Die Probenahme erfolgte außerdem in 3 Bodenschichten, und zwar in der Tiefe 0—10 cm, 10—20 cm und 20—40 cm. Die gezogenen Bodenproben wurden sofort nach der Probenahme in l%iger KCl-Lösung eine Stunde geschüttelt und auf den Gehalt an Ammoniak-N durch Destillation mit M g O und an Nitrat-N nach der Methode A R N D bestimmt. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in den Abbildungen 1 —4 aufgezeichnet. In dem 1960 in Lauchstädt angelegten Versuch wurden am 22. 4. im Reihenabstand von 50 cm 74 kg/ha N als wasserfreies Ammoniak ausgebracht. Die Ausbringungstiefe betrug im Mittel 8—10 cm. Das Leunaer Ausbringungsgerät war 1960 noch mit sehr breiten Ausbringungsscharen (20 cm) ausgerüstet. Aus diesem Grunde war die Verteilung des Ammoniaks, wie aus Abbildung 1 hervorgeht, bei der Anlage des Versuches am 22. 4. sowohl in der Mitte der eigentlichen Ausbringungsreihe als auch 10 cm daneben relativ hoch. In 20 cm Abstand von der Mitte der Ausbringungsreihe war kein Ammoniak festzustellen. Die größte Ammoniakmenge war in der Bodenschicht von 0—10 cm Tiefe vorhanden, während in der Schicht in 10 —20 cm Tiefe nur wesentlich geringere Ammoniakgehalte festgestellt werden konnten. Erwartungsgemäß waren die Ammoniakmengen direkt nach der Ausbringung in dem Unterboden (20—40 cm Tiefe) sehr gering. Ebenso wurden zu diesem Termin in allen untersuchten Bodenproben auch nur sehr niedrige Nitratwerte festgestellt.

330

A N S O R G E , Düngung mit wasserfreiem Ammoniak mg Ammoniak

2 0

0

-N

Probenahme

-10cm

20 cm neben der Reihe

10-20cm

20 - Wem

•WH

w^iRl

Bodentiefe

mg Nitrat-N mg Ammoniak

-N Probenohme

0-10

mg

cm

10cm neben der Reihe

10 - 20 cm

20-10

cm

Bodentiefe

20 - iO cm

Bodentiefe

Nitrat-N

mg Ammoniak

-N Probenahme

6 O-IOcm.

10 -20

m der Reihe cm

2 0 2 U

mg Nitrat -N iProbenohmedaten:

ED

@

22 i

29i

0

S

S

0

0

5 5

135

205

275

2iS

Abb. 1 : Verteilung und Nitrifikation des Ammoniaks im Versuch Lauchstädt 1960 (in mg Ammoniak-N — Säule nach oben — und Nitrat-N — Säule nach unten — je 100 g Boden)

In der ersten Woche nach der Ausbringung des wasserfreien Ammoniaks trat wahrscheinlich infolge der kühlen Witterung (die mittlere Temperatur betrug in der 24. Pentade 4,8 °C) nur eine geringe Nitrifikation ein, so daß die Nitratwerte nur ganz geringfügig zunahmen. Dagegen war im Oberboden (0—10 cm Tiefe), vor allem bei der Probenahme 10 cm neben der Mitte der Ausbringungsreihe, eine starke Abnahme der Ammoniakwerte bereits 1 Woche nach der Ausbringung festzustellen. Diese starke Abnahme könnte auf eine seitliche Verteilung des Ammoniaks zürückzuführen sein, denn bei einer Breite der Ausbringungsschare von 20 cm lag die Probe „10 cm neben der Reihe" gerade im Grenzbereich des ausgebrachten Ammoniaks. Die seitliche Verteilung des Ammoniaks war jedoch nicht stark, denn in der Entfernung 20 cm neben der Ausbringungsreihe konnte keine N-Zunahme festgestellt werden. Bereits 2 Wochen nach der Ausbringung des wasserfreien Ammoniaks setzte . in allen Bodenschichten infolge der Temperaturzunahme eine stärkere Nitrifikation ein, so daß nach 4 Wochen nur noch sehr geringe Ammoniakmengen vorhanden waren. Die Nitratkonzentration im Boden nahm entsprechend der Ammoniakabnahme zu. Neben der Nitrifikation war durch die Mitte Mai 1960 gefallenen Niederschläge von über 20 mm eine geringe Verteilung des Nitrates in tiefere Boden-

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A l b r e c h t - T h a c r - A r c h i T , B a n d 6, H e f t 5 , 1 9 6 2

schichten und nach der Seite zu beobachten. So stiegen die Nitratmengen in der Bodenschicht 20—40 cm bis über 1,5 mg N/100 g Boden an, und auch in den Bodenproben „20 cm neben der Ausbringungsreihe" konnten Nitratmengen in der gleichen Höhe festgestellt werden. Ähnlich wie in dem Lauchstädter Versuch verlief die Verteilung und die Nitrifikation des ausgebrachten wasserfreien Ammoniaks auf dem lehmigen Sandboden 1960 in Trossin (Abb. 2). In diesem Versuch waren mit dem gleichen Gerät 66kg/haN am 13. 4. ausgebracht worden. Im Vergleich zu dem Lauchstädter Versuch wurden mg Ammoniak 0

-N

Probenohme

20 cm

70 - 20

10cm

neben

Reihe

cm

Bodentiefe

der

Reihe

20-Wem

cm

Bodentiefe

Nitrat-N

Ammoniak "'9

der

20-¿0

Probenohme

mg

neben

10 -20cm

-10cm

- N

Probenahme

0 - 10cm

in der

10 - 20 cm

Reihe 20-iO

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Bodentiefe

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2 0 2 i

6 8 101 mg

Nitrat-N

Probenahmedaten

CD S 13 4

20 4.

0 27U.

t, 5

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m

11 5

79 5

75 6

Abb. 2 : Verteilung und Nitrifikation des Ammoniaks im Versuch Trossin 1960 (in mg Ammoniak-N — Säule nach oben — und Nitrat-N — Säule nach unten — je 100 g Boden)

in Trossin gleich nach der Düngung direkt in der Reihe etwas höhere Ammoniakmengen festgestellt, während in der Probe „10 cm neben der Ausbringungsreihe" nur die Hälfte der Ammoniakmengen wie in Lauchstädt vorhanden war. Das wasserfreie Ammoniak hatte sich, wahrscheinlich infolge der etwas tieferen Einbringung auf dem leichteren Boden, in der Bodenschicht 10—20 cm Tiefe stärker ausgebreitet als im Versuch Lauchstädt. Eine seitliche Verteilung bis in die Entfernung 20 cm neben der Ausbringungsreihe war auch hier nicht eingetreten. Da die Tagesdurchschnittstemperaturen in den ersten 2 Wochen nach der Ausbringung in

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ANSORGE, Düngung mit wasserfreiem Ammoniak

der zweiten Aprilhälfte mit 4—7°C nur sehr gering waren, konnte in dieser Zeit auch fast keine Nitrifikation des ausgebrachten Ammoniaks festgestellt werden. In der Probe vom 27. 4. war eine Zunahme des Ammoniaks in der Schicht 10—20 cm Tiefe direkt in der Reihe vorhanden. Diese Ammoniakzunahme ist auf eine geringe Auswaschung durch Niederschläge zurückzuführen, die direkt vor der Probenahme in Höhe von 18 mm gefallen waren. Eine Ammoniakeinwaschung bis in die tieferen Bodenschichten 20—40 cm erfolgte jedoch nicht. Mit den Anfang Mai 1960 ansteigenden Temperaturen setzte auch in Trossin in allen Bodenschichten eine stärkere Nitrifikation ein, die auf dem lehmigen Sandboden in Trossin trotz des ebenfalls hohen pH-Wertes etwas langsamer verlief als auf dem Schwarzerdeboden in Lauchstädt. Die Verteilung der Nitratmengen war ähnlich wie in Lauchstädt. Auch hier blieb der größte Teil des Nitratstickstoffs in der obersten Bodenschicht in 0—10 cm Tiefe. Eine Einwaschung in den Unterboden in 20—40 cm Tiefe trat nur in geringem Umfang ein. Die seitliche Verteilung des eingebrachten Stickstoffs bis 20 cm neben der Ausbringungsreihe war in Trossin bis auf die etwas höheren Nitratwerte am 16. 6. auch nur gering, aber etwas stärker als in dem Lauchstädter Versuch. Wie bereits erwähnt wurde, war das verwendete Ausbringungsgerät für wasserfreies Ammoniak des Leunawerkes in den Jahren 1958—1960 mit 20 cm breiten Ausbringungsscharen ausgerüstet. Da diese Ausbringungsschare sehr schwer in den Boden eindrangen und außerdem leicht vereisten, wurde das Versuchsgerät 1961 mit schmalen Ausbringungsscharen versehen, wie sie an dem von der CSSR hergestellten Ammoniakausbringungsgerät AMIN 4/2 vorhanden sind. Zur Feststellung der im Boden bei der Verwendung dieses Gerätes auftretenden Ammoniakkonzentrationen und deren Verteilung und Nitrifikation sowie zur Überprüfung der 1960 erhaltenen Ergebnisse wurden in den 1961 auf beiden Standorten angelegten Versuchen erneut Bodenproben im gleichen Umfang wie im Vorjahr entnommen und auf den Gehalt an Ammoniak- und Nitrat-N untersucht. Die Untersuchungsergebnisse des in Lauchstädt zu Hafer angelegten Versuches sind in Abbildung 3 aufgezeichnet. Infolge der warmen Witterung im Frühjahr 1961 wurde das wasserfreie Ammoniak in Höhe von 57 kg/ha N bereits am 16. 3. ausgebracht. Die sehr schmalen Ausbringungsschare bedingten, daß die Ammoniakkonzentration im Boden direkt in der Ausbringungsreihe mit 24 mg N/100 g Boden wesentlich höher als im Jahre 1960 war. Auch wurde das Ammoniak durch die schmale Form der Schare wesentlich tiefer in den Boden eingebracht, so daß direkt in der Reihe auch in der Bodentiefe 10—20 cm fast die gleiche Ammoniakmenge wie in der obersten Bodenschicht vorhanden war. Selbst im Unterboden konnte in 20—40 cm Tiefe noch ein Ammoniak-N-Gehalt von über 7 mg/100 g Boden festgestellt werden. Eine seitliche Verteilung des Ammoniaks über die Scharbreite hinaus war wie im Vorjahr bei der Anlage und auch in den ersten Wochen nach der Ausbringung fast nicht vorhanden. So konnte in dem Versuch 1961, in den Entfernungen 10 und 20 cm neben der Ausbringungsreihe, bei den ersten Probenahmen kein Ammoniak festgestellt werden. Um einen genaueren Einblick zu bekommen, wie weit sich das ausgebrachte Ammoniak von der Ausbringungsreihe nach der Seite verteilt hatte, wurden bei der Probenahme 2 Wochen nach Versuchsbeginn auch Bodenproben in 5 cm Entfernung

333

Albrecht-Thaer-Archiv, Band 6, Heft 5, 1962

mg Ammoniak 2-

Probenahme

- N

0-10

20 cm neben der

10-20cm

cm

Reihe

20-Wem

Bodentiefe

0

2 mg Nitrat

- N

mg Ammoniak

Probenahme

- N

0 - 10 cm

-g^Hipl

0 mg Nitrat-

_

.

Reihe

20-iOcm

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«"teBägp

N

mg Ammoniak4

10 cm neben der

10-20cm

0-10

Probenahme

N

5 cm neben der

10-20

cm

cm

Reihe

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!ntiefe

2 0

2 L mg

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mg 2U

Ammoniak-N

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10 - 20 cm

20 -iO

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3

1

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22 20 18 16 U 12 10

8 6 i 2 0

2 i

6

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N

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(

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0

3 28.3.

0

0 5 i.

0 12.i

0

1

1

19.1 26.A

1 25.5.

Abb. 3: Verteilung und Nitrifikation des Ammoniaks im Versuch Lauchstädt 1961 (in mg Ammoniak-N — Säule nach oben — und Nitrat-N — Säule nach unten — je 100 g Boden) neben der Ausbringungsreihe in den 3 Tiefen gezogen. Die aufgezeichneten Ammoniak- und Nitratwerte lassen erkennen, daß auch in diesem relativ engen Abstand von der Ausbringungsreihe in den ersten Wochen nur relativ wenig Ammoniak und Nitrat vorhanden waren. Der ausgebrachte Stickstoff blieb also zum größten Teil direkt an dem Ort, wo er eingebracht worden war. Erst bei der Probenahme am 12. 4., also 4 Wochen nach Anlage des Versuches, konnte nach einer etwas stärkeren Durchfeiichtung des bei der Ausbringung relativ trockenen Bodens eine geringe seitliche Ausbreitung des Ammoniaks und Nitrates festgestellt werden. Die Nitrifikation der eingebrachten Ämmoniakmengen verlief auch im Jahre 1961 nur zögernd. Dies ist wohl weniger auf die höheren Ammoniakkonzentrationen im

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ANSORGE, Düngung mit wasserfreiem Ammoniak

Boden zurückzuführen, denn nach Untersuchungen von MC INTOSH und FREDERICK (6) ist die Nitrifikation noch bei Ammoniakkonzentrationen bis zu 40 mg N/100 g Boden möglich. Auch ENO und BT.L H (7) stellten erst eine Abnahme der nitrifizierenden Tätigkeit bei Ammoniak-Konzentrationen im Boden von 40 mg N/100 g fest. In ihren Untersuchungen kam die Nitrifikation etwa bei 70—80 mg N/100 g Boden infolge toxischer Wirkung des Ammoniaks fast völlig zum Stillstand. Die geringe Nitrifikation ist deshalb wohl mehr auf die relativ niedrigen Temperaturen, die von Mitte bis Ende März herrschten (Durchschnittstemperatur 6,2 °C), zurückzuführen. Erst Mitte April, nachdem die Durchschnittstemperaturen auf 15— 20°C anstiegen, trat in allen Bodenschichten eine starke Umsetzung des Ammoniaks in Nitrat ein. Wie in dem Vorjahr war auch bei den späteren Probenahmen keine größere seitliche Verteilung des Stickstoffs festzustellen. Lediglich in der Entfernung 5 cm neben der Ausbringungsreihe waren Nitratmengen von etwas über 4 mg N/100 g Boden vorhanden. Die starke Abnahme der Nitratwerte bei der am 25. 5. durchgeführten Probenahme ist auf die Stickstoffaufnahme durch den angebauten Hafer zurückzuführen. Im Trossiner Versuch 1961 (Abb. 4) war, wie bereits erwähnt wurde, bei der Anlage des Versuches ein Fehler an dem Ausbringungsgerät eingetreten, so daß hier nur etwa 15 kg/ha N gedüngt wurden. Die Ammoniakwerte betrugen deshalb nach mg

Probenahme

Ammoniak-N 0 •

r

20cm

10 -20cm

10cm

neben

der

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0

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-N

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n I

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Nitrat-N

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g

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S 30.3

@ S 74

74 4

QU BD QU 21.4

274.

26.5

Abb. 4 : Verteilung und Nitrifikation des Ammoniaks im Versuch Trossin 1961 (in mg Ammoniak-N — Säule nach oben — und Nitrat-N — Säule nach unten — je 100 g Boden)

Albrccht-Thae r-Archiv, Band 6, Heft 5, 1962

335

•der Anlage des Versuches am 18. 3. nur 9 mg N/100 g Boden, obwohl auch hier das Ammoniak 1961 wie in dem Lauchstädter Versuch mit schmalen Scharen ausgebracht wurde. Die seitliche Verteilung und auch die Einwaschung in tiefere Bodenschichten war hier ebenfalls nur sehr gering. Die Nitrifikation verlief in Trossin infolge der kühlen Witterung in den ersten Wochen gleichfalls nur langsam. Die pH-Werte im Boden wurden durch die Ammoniakdüngung und auch im Laufe der Nitrifikation auf beiden Standorten nur unwesentlich beeinflußt. Sie stiegen durch die hohen NH 3 -Mengen im Mittel um 0,1 bis 0,2 pH-Einheiten an und gingen dann im Laufe der Nitrifikation wieder auf den Ausgangswert zurück. Ebenso lassen die pH-Werte auf den einzelnen Varianten der beiden 1958 angelegten Dauerversuche nach den 4 Versuchs) ahren bisher noch keine gesicherten Unterschiede erkennen. Um einen Überblick über die zeitliche Nitrifikation des wasserfreien Ammoniaks im Vergleich zu Ammonsulfat in den beiden Böden Lauchstädt und Trossin zu bekommen, wurde abschließend ein Nitrifikationsversuch im Brutschrank bei 30 °C xmd einer Wasserzugabe entsprechend 60% der maximalen Wasserkapazität durchgeführt. Neben einer Versuchsreihe „ohne N-Zugabe" wurden in zwei weiteren Reihen je 20 mg N/100 g Boden a) als Ammonsulfat und b) als Ammoniak zugesetzt. Die Ergebnisse dieses Nitrifikationsversuches, die in Abbildung 5 aufgezeichnet wurden, lassen erkennen, daß die Nitrifikation des zugesetzten Ammoniaks auf beiden

A b b . 5: Nitrifikationsversuch von wasserfreiem Ammoniak und Ammonsulfat in Lauchstädter und Trossiner Boden (N-Zugabe: 20 mg/100 g Boden) (mg Nitrat-N/100 g Boden nach Abzug der Kontrollwerte „ohne N")

Böden etwas schneller vor sich ging als beim Ammonsulfat. Diese etwas langsamere Nitrifikation bei Zugabe von Ammonsulfat ist wahrscheinlich auf die unterschiedliche Wasserstoffionenkonzentration in den einzelnen Varianten zurückzuführen. Während in den Gefäßen ohne N-Zugabe beim Lauchstädter Boden ein pH-Wert von 7,1 vorhanden war, fiel er nach Zugabe von Ammonsulfat geringfügig auf pH 7,0 ab. Die Düngung mit Ammoniak hatte dagegen einen Anstieg des pH-Wertes auf 8,0 zur Folge. Im Trossiner Boden wurden die pH-Werte entsprechend verändert. So lag hier die Höhe der Wasserstoffkonzentration in den Gefäßen „ohne N " bei pH 7,0,

336

A N S O R G E , D ü n g u n g mit wasserfreiem A m m o n i a k

in denen mit „Ammonsulfat" bei pH 6,9 und in denen mit „Ammoniak" bei pH 8,1. Neben den angewandten Düngemitteln beeinflußte auch die Bodenart die Nitrifikation. So wurden beide Stickstoffdüngemittel in dem Trossiner Boden langsamer nitrifiziert als im Boden Lauchstädt. Auf diese etwas langsamere Nitrifikation in dem sandigen Lehmboden in Trossin im Vergleich zur Lauchstädter Schwarzerde war schon bei der Besprechung der Nitrifikation des Ammoniaks in den beiden Feldversuchen hingewiesen worden. Da die pH-Werte auf beiden Böden keinen größeren Unterschied aufweisen, ist diese schnellere Nitrifikation wohl auf die größere biologische Aktivität des Lauchstädter Bodens zurückzuführen. D i s k u s s i o n der E r g e b n i s s e Die Ergebnisse der durchgeführten Versuche und Untersuchungen über die Düngung mit wasserfreiem Ammoniak lassen erkennen, daß im Mittel der seit 1958 auf einem lehmigen Sandboden in Trossin und auf einem Schwarzerdeboden in Lauchstädt durchgeführten Versuche das wasserfreie Ammoniak auf beiden Böden eine gute Düngewirkung entwickelte. Da bei der Ausbringung des Ammoniaks wahrscheinlich geringe N-Verluste eintraten, wurden bei der Düngung mit wasserfreiem Ammoniak etwas niedrigere Erträge als bei der Düngung mit schwefelsaurem Ammoniak und Kalkammonsalpeter in gleicher Höhe erzielt. Die Düngewirkung der gleichzeitig mit überprüften N-Düngemittel „Ammoniakwasser", „Ammoniakat" und „Ammonbikarbonat" war auf beiden Standorten im Mittel aller Versuche ebenfalls gut. Untersuchungen über die Verteilung des Ammoniaks im Boden ließen erkennen, daß sich das eingebrachte Ammoniak in den Untersuchungsjahren auf beiden Bodenarten nur in einem sehr geringen Umfang nach den Seiten und auch nur wenig in tiefere Bodenschichten verteilte. In der Entfernung 5 cm neben der ursprünglichen Ausbringung konnte somit erst 4 Wochen nach der Anlage eine geringe Ammoniakund Nitratverteilung festgestellt werden, und in der Entfernung 10 cm neben der Ausbringungsreihe war erst wesentlich später, nach der Nitrifikation des Ammoniaks und nach entsprechenden Regenfällen, eine sehr geringe Zunahme von Nitratstickstoff vorhanden. Eine Auswaschung größerer Stickstoffmengen in die Bodenschicht 20—40 cm trat in den beiden Untersuchungsjahren auf beiden Böden nicht ein. Da beide Standorte eine neutrale Bodenreaktion aufwiesen, hing die zeitliche Dauer der Nitrifikation vor allem von den herrschenden Temperaturen ab. Bei Temperaturen unter 10 °C wurde nur eine sehr geringe Nitrifikation festgestellt. Gleich nach der Ausbringung von wasserfreiem Ammoniak in Höhe von 57 kg/ha N mit schmalen Ausbringungsscharen, wie sie an dem von der CSSR hergestellten Ammoniakausbringungsgerät AMIN 4/2 vorhanden sind, wurden direkt in der Ausbringungsreihe in den Bodenschichten 0—10 cm und 10—20 cm Tiefe Ammoniakmengen bis zu 24 mg N/100 g Boden festgestellt. Diese relativ hohe Ammoniakkonzentration verteilte sich nur langsam, denn eine Woche nach der Ausbringung waren die Ammoniakmengen noch in fast gleicher Höhe vorhanden. Ob diese hohen Ammoniakkonzentrationen, die bei höheren Stickstoffgaben noch ansteigen werden, eine Schädigung des Pflanzenwuchses direkt in der Reihe zur Folge haben könnten, wird z. Z. in Feld- und Gefäßversuchen untersucht. Vorläufige Ergebnisse ließen erkennen, daß auf den beiden verwendeten Bodenarten eine Ammoniakdüngung in der

337

Albrecht-Thaer-Archiv, Band 6, Heft 5, 1962

Konzentration von 20 mg N/100 g Boden keine Schädigungen bei Hafer bewirkte, während Ammoniakmengen von 50 mg N/100 g Boden eine ziemlich starke Depression während der Jugendentwicklung und auch im Ertrag zur Folge hatten. Zusammenfassung Zur Überprüfung der Düngewirkung von wasserfreiem Ammoniak wurden 1958 auf einem Schwarzerdeboden in Lauchstädt und einem lehmigen Sandboden in Trossin Dauerversuche angelegt. Im Mittel aller Versuchs jähre wurden durch die N-Düngung mit wasserfreiem Ammoniak etwas niedrigere Erträge als durch Ammonsulfat bzw. Kalkammonsalpeter erzielt. Zweijährige Untersuchungen über die Verteilung des eingebrachten Ammoniaks im Boden ließen erkennen, daß auf beiden Standorten nur eine geringe seitliche Verteilung eintrat. So konnten z. B. gleich nach der Ausbringung von 57 kg/ha N als "wasserfreies Ammoniak 1961 in Lauchstädt Konzentrationen von 24 mg N/100 g Boden direkt in der Ausbringungsreihe in den Schichten 0—10 cm und 10—20 cm Tiefe festgestellt werden, während in der Entfernung 5 cm neben der Reihe erst 4 Wochen später geringe Ammoniak- und Nitratmengen gefunden wurden. Eine stärkere Stickstoffauswaschung in tiefere Bodenschichten war in den beiden Untersuchungsjahren auf beiden Bodenarten nicht vorhanden. Die Nitrifikation der eingebrachten Ammoniakmengen war in den ersten Wochen nach der Ausbringung nur sehr schwach. Erst nach dem Anstieg der Durchschnittstemperaturen auf über 10°C war auf beiden Standorten eine stärkere Nitrifikation zu verzeichnen. Die Umsetzung in Nitrat ging, übereinstimmend mit den Ergebnissen eines Nitrifikationsversuches im Brutschrank, auf dem Lauchstädter Boden etwas schneller vor sich als im Boden Trossin, obwohl beide Böden neutrale pH-Werte aufweisen. Pe3K»Me HCNUTAHHH HEFTCTBHH YAOßPEHHH 6E3BOFLHLIM AMMNAKOM HA H E P H 0 3 E M E

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338

A N S O R G E , Düngung mit wasserfreiem Ammoniak

HHTpHTaTaM onHTa HHTpmjmKaipiH, npoBeneHHoro b HHKyöaTope. Summary On the black-earth soil in Lauchstädt and on the clayey sand soil in Trossin many years' tests have been carried through in 1958 in order to test the fertilizing effect of ammonium free of water. In the middle of all test years by hydrogen fertilization with waterless ammonium somewhat lower results have been reached than by the fertilization with sulfate of ammonium respectively calcium ammonium nitrate. T w o years' investigations concerning the distribution of ammonium in the soil made obvious that on both sites only a slight lateral distribution took place. After a distribution of fifty-seven kg nitrogen per hectar as waterless ammonium in Lauchstädt in 1961 people pointed out concentrations of 24 mg N/100 g of soil directly in the line of distribution among the layers 0—10 cm and 10—20 cm of depth, while in a distance of 5 cm besides the line of distribution only four weeks later slight quantities of ammonium and nitrate had been found out. A stronger washing out of nitrogen in deep strata of the soil could not be fixed within the two years of test work on both qualities of soil. T h e nitrification of the quantities of ammonium in the first week after the distribution was very weak. Only after the rise of average temperatures up to more than 10° Celsius a stronger nitrification became obvious. T h e turning over into nitrate took place — according to the results of nitrification test in the incubator — on the soil of Lauchstädt somewhat more quickly than on the Trossin soil though both soils are characterized by neutral pH-values. Literaturverzeichnis 1. MIKESCH, K.: Flüssige Düngemittel bewähren sich in der Landwirtschaft der ÖSSR. Wiss.-techn. Fortschr. 1960, 1, 2 3 0 - 2 3 4 2. ANDREWS, W. B. : Wasserfreies Ammoniak als Stickstoffdünger. Advances Agronomy 1956, 8, 6 1 - 1 2 5 3. TOLSTOJ, K. P. : Erfahrung bei der Verwertung von Ammoniakwasser in den Wirtschaften des Gebietes Irkutsk. Semledjelije 1958, 4, 34—39 4. BAKER, J. H., M. PEECH und R. B. MUSGRAVE: Bestimmung von Verlusten bei der Anwendung von wasserfreiem Ammoniak. Agronomy J. 1959, 51, 361—62 5. VINDUSKA, L. : Die Ammoniakgasdüngung der Zucker- und Futterrübe. Za socialist. Zemédèlstvi 1959, 9, 5 1 2 - 1 4 6. McINTOSH, T. H., und L. R. FREDERICK: Verteilung und Nitrifikation von wasserfreiem Ammoniak in einem sandig-tonigen Lehm (Nicollet). Proc. Soil Sci. Soc. Amer. 1958, 22, 4 0 2 - 0 5 7. ENO, Ch., und W. G. BLUE : Der Vergleich der Nitrifikationsrate von wasserfreiem Ammoniak, Harnstoff und Ammoniumsulfat in sandigen Böden. Proc. Soil Sci. Soc. Amer. 1957, 21, 3 9 2 - 9 6

339 A u s dem Institut für Acker- und Pflanzenbau Müncheberg der Deutschen Akademie der Land Wirtschaftswissenschaften zu Berlin (Direktor: Prof. Dr. agr. habil. E. R Ü B E N S A M )

P. MÜLLER

Über die Verträglichkeit ackerbaulich genutzter Leguminosen III. Die Ausnutzung des Boden- u n d Düngerstickstoffs in einem Gefäßversuch mit Hafer nach sechsjähriger Brache u n d sechsjährigen Monokulturen Eingegangen: 14. 10. 1961

Die in Band 5, Heft 4, dieser Zeitschrift mitgeteilte Ertragsauswertüng eines Nachbauversuches hat ergeben, „daß vorfruchtbedingte Ertragsunterschiede hauptsächlich in der Beeinflussung des Nährstoffhaushaltes der Böden ihre Ursache haben und in der Regel durch die Düngung auszugleichen sind". Von entscheidender Bedeutung für die Ertragsgestaltung ist dabei der Stickstoff. Diese Auffassung soll jetzt durch die analytische Charakterisierung des Erntegutes und die Aufstellung von Stickstoffbilanzen im einzelnen belegt werden. Es wurde Hafer nach sechsjähriger Brache und sechsjährigen Monokulturen von Ackerbohnen, Phaseolusbohnen, Erbsen, Sojabohnen, Luzerne, Rotklee und Sommergerste in Vegetationsgefäßen nach MITSCHERLICH angebaut. Der Versuch war in Abteilung A = reiner Boden und Abteilung B = Boden: Sand-Gemisch von 1 : 2 unterteilt und wies in jeder Abteilung die folgenden Düngungsreihen auf: a) ungedüngt b) Kalkdüngung (CaO + NaCl, M g S 0 4 ) c) Mineralstoffdüngung (CaO, K 2 0 , P 2 0 5 + NaCl, M g S 0 4 ) d) Stickstoffdüngung (CaO, N + NaCl, M g S 0 4 ) e) Volldüngung (CaO, K 2 0 , P 2 O s , N + NaCl, M g S 0 4 ) . Das Bodenmaterial ist einem Leguminosenverträglichkeitsversuch in Etzdorf entnommen. 1 Weitere methodische Einzelheiten sind in den vorausgegangenen Mitteilungen aufgeführt (MÜLLER, 1961 a,b).

Die Stickstoffgehalte Der Gehalt an Gesamtstickstoff wurde nach dem Verfahren von K J E L D A H L in den Böden mit sechsfacher, im Erntegut mit dreifacher Wiederholung bestimmt. Als Katalysator diente Selen-Reaktionsgemisch nach WIENINGER. Die Reduktion des Salpeterstickstoffs der Böden erfolgte nach der Vorschrift von FÖRSTER, unter Verwendung von Salizylschwefelsäure zur Bindung der Nitrate und von Natriumthiosulfat als Reduktionsmittel (WIESSMANN-NEHRING, 1951, S. 206).

Zur Ermittlung der Stickstofferträge haben dem Versuchsplan entsprechend 240 verschiedene Gehaltszahlen vorgelegen, die aus räumlichen Gründen hier nicht im einzelnen angeführt werden können. Um einen Überblick zu geben, sind in Tabelle 1 die Stickstoffgehalte der Ertragskomponenten bei verschiedener Düngung (Mittelwerte der acht Vorfrüchte), in Tabelle 2 nach verschiedenen Vorfrüchten (Mittelwerte der fünf Düngungsreihen) zusammengestellt. Aus Tabelle 1 ist zu ersehen, daß innerhalb der stickstofffreien Düngungsreihen in jeder Abteilung für die einzelnen Ertragskomponenten ziemlich ausgeglichene Gehaltszahlen festgestellt wurden. Der Einfluß des Substrates äußert sich durch 1

Herrn Prof. Dr. KÖNNECKE, Halle (Saale), bin ich für die Überlassung der Versuchsbödcn zu Dank verpflichtet.

340

M Ü L L E R , Verträglichkeit ackerbaulich genutzter Leguminosen

Tabelle 1 Stickstoffgehalte der Ertragskomponenten des Hafers bei verschiedener Düngung (mg N / 1 0 0 g Substanz, wasserfrei)

Pflanzenteil

Düngungsreihe Mineralunge- KalkStickstoffVollstoffdüngt düngung düngung düngung düngung Abteilung A

Korn Stroh Wurzeln gewogenes Mittel von Korn und Stroh

1165 212 559

1187 211 574

1144 207 560

1311 245 594

1301 227 567

536

554

533

696

681

1194 240 528

1231 236 530

1212 247 531

1430 265 501

1208 246 446

501

508

505

760

670

Abteilung B Korn Stroh Wurzeln gewogenes Mittel von Korn und Stroh

niedrigere Gehalte in Korn und Stroh und höhere in den Wurzeln der auf reinem Boden (A) gewachsenen Bestände. Beim durchschnittlichen Stickstoffgehalt der nutzbaren Pflanzenteile (gewogenes Mittel von Korn und Stroh) weist die Abteilung A aber die höheren Werte auf. Sie sind durch ein engeres K o r n : Stroh-Verhältnis als in Abteilung B bedingt. Die höchsten Gehalte überhaupt sind in der nur mit Stickstoff versorgten Düngungsreihe zu verzeichnen. Im wesentlichen gelten auch hier die oben erläuterten Beziehungen, lediglich die Verschiebung der K o r n : Stroh-Verhältnisse durch die Substrate ist bei Stickstoffzufuhr weniger deutlich. Insgesamt sind die Stickstoffgehalte des Strohes wesentlich niedriger, die der Wurzeln deutlich höher als in gleichartigem Erntematerial aus Feldversuchen. Das ist vermutlich eine Folge der Gefäßkultur, bei der die Ernte erst nach absoluter Ausreife des Bestandes und somit auch abgeschlossener Stoffverlagerung in der Pflanze stattfindet, da keine Emteverluste zu befürchten sind. In Tabelle 2 zeigt sich, daß die beschriebenen und vom Substrat hervorgerufenen Unterschiede im Stickstoffgehalt bei allen Vorfrüchten auftreten. Nachdem hier die stickstoffversorgten Düngungsreihen mit ihrem Ertragsübergewicht in die Gehaltszahlen einbezogen sind, weist die Abteilung A auch die niedrigeren gewogenen Mittel für Korn und Stroh auf. Es ist noch hervorzuheben, daß nach Brache in beiden Abteilungen bei allen Ertragskomponenten die niedrigsten Stickstoffgehalte gefunden werden. Daraus kann man eine durch die Vorfrucht bedingte schlechtere Qualität der Enteprodukte ableiten, sollte aber auch berücksichtigen, daß bei geringerem Gehalt die bessere Verwertung des aufgenommenen Stickstoffs gegeben ist. So werden z. B. im Mittel beider Abteilungen und aller Düngungsreihen nach Brache je aufgenommene Einheit Stickstoff 168 Einheiten, nach Sojabohnen bei höheren Gehaltszahlen nur 147 Einheiten Trockensubstanz an Korn und Stroh gebildet. Die Stickstoffverwertung ist somit nach Sojabohnen um 1 2 % geringer.

341

A l b r e c h t - T h a e r - A r c h i v , B a n d 6, H e f t 5 , 1962

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342

M Ü L L E R , Verträglichkeit ackerbaulich genutzter Leguminosen

D i e A u s n u t z u n g des B o d e n s t i c k s t o f f e s Die folgenden Tabellen enthalten Angaben über die Stickstoffaufnahme und den Stickstoffentzug. Dabei wird unter „N-Aufnahme" der in Korn, Stroh und Wurzeln lokalisierte Stickstoff je Gefäß, unter ,,N-Entzug" nur der in den nutzbaren Pflanzenteilen Korn und Stroh nachgewiesene verstanden. Die Differenz der beiden Werte ergibt die Stickstoffmengen, die dem Boden mit den Wurzeln wieder anheimfallen. Sie sind als „Rückfallmengen in % des Bodenvorrats" angeführt und haben eine große Bedeutung für die Dynamik der Böden. Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse der stickstofffreien Düngungsreihen in Abteilung A . Die hier nachgewiesenen Stickstoffaufnahmen und -entzüge entstammen ausschließlich dem Bodenvorrat. Es ist festzustellen, daß durch Kalk- oder Mineralstoffdüngung die Stickstoffausnutzung nicht beeinflußt wurde. Wir beziehen deswegen unsere Aussagen auf das Mittel der stickstofffreien Düngungsreihen und setzen diese Mittelwerte auch in die folgenden Bilanzen über die Ausnutzung des Düngerstickstoffs ein. Dadurch wird der Einfluß zufälliger Ertragsschwankungen herabgesetzt; denn den bezeichneten Mittelwerten liegen neun, den sonst in die Bilanzen einzusetzenden Mitteln der ungedüngten Reihe aber nur drei Wiederholungen zugrunde. Nach Brache beträgt der Stickstoffentzug 180,0 mg je Gefäß = 1,90% des Bodenvorrats. Die absolute Entzugsmenge ist nach Luzerne mit 193 mg je Gefäß noch höher, entspricht aber nur einer Ausnutzung von 1,84%. Dieser Grad der Ausnutzung des Bodenstickstoffs wird nach allen anderen Vorfrüchten nicht erreicht. Am meisten finden wir Werte um 1,4 bis 1,5%. Die geringste Ausnutzung ist nach Sojabohnen (1,08%) und Phaseolusbohnen (1,24%) zu verzeichnen. Nach diesen Vorfrüchten wurde mithin nur etwas mehr als die Hälfte der Stickstoffanteile im Verlaufe der Vegetationszeit mobilisiert, die dem Hafer nach Brache bzw. Luzerne zur Verfügung gestanden haben. Die Rückfallmengen an Stickstoff belaufen sich maximal auf 0,5% des Bodenvorrats. Sie sind nach Sojabohnen mit 0,19% besonders niedrig. Trotz dieses verhältnismäßig geringen Anteils an der Gesamtmenge des Bodenstickstoffs sind die Rückstände unerläßliche Voraussetzung für die mikrobiologische Tätigkeit (Bodenatmung). Auf dem Boden-Sand-Gemisch der Abteilung B wurden die in Tabelle 4 zusammengestellten Befunde ermittelt. Auch auf diesem Substrat haben sich keine systematischen Unterschiede bezüglich Stickstoffaufnahme und -entzug bei differenzierter stickstofffreier Düngung ergeben, so daß wir wieder zur Mittelbildung wie in Tabelle 3 berechtigt sind. Die Herabsetzung des Bodenanteils auf etwas mehr als ein Drittel gegenüber der Abteilung A hat naturgemäß einen starken Rückgang der absolut aufgenommenen und entzogenen Stickstoffmengen zur Folge. Bezogen auf den Bodenvorrat stellen wir dagegen eine deutliche Erhöhung der Stickstoffaufnahme, aber nur eine mäßige Erhöhung des Stickstoffentzuges fest, m. a. W., das Mehr an aufgenommenem Stickstoff ist hauptsächlich in den stärker entwickelten Wurzeln enthalten. Dadurch ergeben sich höhere relative Rückfallmengen. Es sind auch einige Verschiebungen im mittleren Stickstoffentzug zwischen den Vorfrüchten eingetreten. So schließen alle Körnerleguminosen näher zur Brache auf,

Albrecht-Thaer-Archiv, Band 6, Heft 5, 1962

343

und nach Luzerne wird der höchste Stickstoffentzug erzielt, während nach Rotklee, Sommergerste und Brache fast die gleichen Werte wie in Abteilung A votliegen. Die Rückfallmengen an Stickstoff sind hier ausgeglichener und betragen 0,5.5 bis 0,86% des Bodenvorrats. Die unterschiedliche Stickstoffaufnahme kann bei diesen Versuchsgliedern eine Folge vorfruchtbedingter Unterschiede in der Umsetzungsfähigkeit der Stickstoffverbindungen des Bodens sein. Zur Klärung dieser Frage erfolgte die Untersuchung der Nitratbildung. E s wurden 600 g lufttrockene Feinerde von den zum Ansetzen des Gefäßversuches benutzten Partien gut durchgemischt, auf 45% der maximalen Wasserkapazität angefeuchtet, in 750-ml-Erlenmeyerkolben eingefüllt und bei 25 °C bebrütet. Die Kolben waren mit einem Zellstoffstopfen verschlossen. Die Probenahme zur Bestimmung des Nitratstickstoffs und des pH-Wertes erfolgte beim Ansetzen, nach 5 Stunden sowie nach 1, 7, 14, 21 und 28 Tagen. Dazu haben wir den gesamten Kolbeninhalt in eine Kunststoffschale entleert, gründlich gemischt und jeweils i o o g zur Untersuchung abgewogen. Die Nitratbestimmung erfolgte nach der Methode von A U T E N R I E T H . Sie schreibt das Ausschütteln des Bodens mit Kalium-Aluminium-Sulfatlösung und die Anfärbung des Filtrats mit Brucinschwefelsäure vor. Die Stärke der Färbung ist vom Nitratgehalt abhängig und wurde durch die Bestimmung der Lichtintensität nach Durchstrahlung der Lösungen mit dem Lange-Kolorimeter und einem empfindlichen Galvanometer gemessen. E s ist beachtet worden, daß die Methode nur bei sorgfältiger Einhaltung der Zeitintervalle während des Analysenganges reproduzierbare Ergebnisse liefert ( T H U N , H E R R M A N N , K N I C K M A N N , 1955, S. 90). Die pH-Bestimmung wurde in KCl mit der Chinhydronelektrode ausgeführt.

In der Abbildung sind die Ergebnisse der Nitratbestimmungen dargestellt. Bereits beim Ansetzen des Versuches lagen deutliche Unterschiede im Nitratgehalt vor. Dieser Befund ist durch die Wiederholung der Analyse nach fünf Stunden und einem Tag erhärtet. Die ersten drei Messungen stellen somit Ausgangswerte dar und sind auch in den Diagrammen besonders gekennzeichnet. Aus der Differenz zwischen den Säulen a und c ist zu ersehen, mit welcher Intensität die Umsetzungsprozesse anlaufen. Der Nitratgehalt liegt zu Beginn des Versuches bei Brache am höchsten (3,2 mg NOg-N/lOO g Boden), bei Rotklee (0,8 mg) und Sojabohnen (0,6 mg) am niedrigsten. Die übrigen Monokulturböden ordnen sich mit Werten von 1,0 bis 1,5 mg zwischen die Extreme ein. In der ersten Woche ist die Intensität der Nitrifikation bei den meisten Vorfrüchten annähernd gleich, so daß die ursprünglichen Relationen im wesentlichen erhalten bleiben. Davon weichen Sommergerste- und Luzerneböden ab. Sie weisen eine Nitratbildung auf, die etwa das Doppelte der anderen Vorfrüchte ausmacht. In den folgenden drei Wochen treten mehrfache Verschiebungen ein. Am Ende des Versuches zeichnet sich dann ab, daß Luzerne den höchsten Wert erreicht hat, während die Böden von Sojabohnen, Rotklee und Phaseolusbohnen am schlechtesten abschneiden. Die Ergebnisse des Nitrifikationsversuches decken sich gut mit den in Tabelle 3 und 4 nachgewiesenen Stickstoffaufnahmen. Dabei beruht die höchste absolut aufgenommene Stickstoffmenge nach Luzerne sehr wahrscheinlich auf der intensiven und anhaltenden Mobilisation, die nächstfolgende nach Brache auf der größten Vorratsmenge an Nitrat und die dann anschließende nach Sommergerste auf einer hohen Anfangsintensität der Nitratbildung. Die Relationen der übrigen aufgenom24*

344

MÜLLER, Verträglichkeit ackerbaulich genutzter Leguminosen

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