Abbildung 21: Ober- und unterirdische Phytomasse in dt/ha (Median), 1992
Abbildung 22: Ober- und unterirdische Phytomasse in dt/ha (Median), 1997
22, Tabelle 56).
Zu einem gewissen Teil lassen sich die Ursachen der großen Unterschiede auf die unterschiedliche Artenzusammen- setzung der Bestände zurückführen. Die Artenzusammensetzung der Bestände (PÖTSCH, 2000) wies 1996 auf beiden Flächen einen Grasanteil von etwa 66
% auf. Als Hauptbestandsbildner traten Goldhafer und Knaulgras auf. Auf der Fläche der Kompost-Anbindehaltung (1,5 GVE/ha) lag die Deckung des Knaulgrases deutlich niedriger als bei der Gülledüngung (3,0 GVE/ha). Goldhafer ist durch eine besonders geringe (-0,7 mm) und Knaulgras durch eine deutlich
größere (-1,1 mm) Wurzeldicke ausge- zeichnet (KUTSCHERA & SOBOTIK, 1992). Bei Knaulgras konnte bereits beobachtet werden, dass es auf hohe Güllegaben mit einer beachtlichen Ver- größerung der Horste und in der Folge mit der Bildung von zahlreichen dicken, eher, kurz bleibenden Sprosswurzeln reagiert (SOBOTIK, 1988). Weiters hatte die Fläche mit der hohen Güllegabe einen geringfügig höheren Anteil an Kuhblu- me. Bereits wenige dicke Wurzeln an Kuhblume und Ausläufer von Geißfuß können den Gewichtsanteil der unterir- dischen Phytomasse deutlich erhöhen.
Auf der Vergleichsfl äche der Kompost-
Anbindehaltung-Variante trat nur eine geringe Deckung mit Geißfuß auf.
Als statistisch abgesichert unterschiedlich erwiesen sich die Vergleichsvarianten Kompost-Anbindehaltung zu Kompost- Tretmist, Kompost-Anbindehaltung zu Rottemist und Kompost-Anbindehaltung zu Gülle bei den niedrigen Düngungsga- ben (1,5 GVE/ha). Statistisch schwach unterschiedlich abgesichert sind die Varianten Kompost-Anbindehaltung zu Gülle, Kompost-Tretmist zu Rottemist und Kompost-Tretmist zu Gülle bei den hohen Güllegaben (3,0 GVE/ha). Ein- fl uss der Wirtschaftsdünger-aufbereitung und Höhe der Düngergabe auf das Wur-
Abbildung 24: Vergleich des Wurzel-/
Sprossverhältnisses, 1997
Abbildung 23: Vergleich des Wurzel-/
Sprossverhältnisses, 1992
Tabelle 57: Wurzeltrockenmasse (MW) in dt/ha und deren %-Anteil in den einzelnen Bodentiefen, 1992 Sprossverhältnis mit ungünstigeren
Wachstumsbedingungen zu (MARSCH- NER, 1999, WERGER, 1982, KLUG- PÜMPEL, 1978). Dies verhält sich bei Pfl anzenbeständen ähnlich wie bei Ein- zelpfl anzen (SOBOTIK, 1982). Ob eine Zunahme des Wurzel-/Sprossverhältnis- ses auf Intensivgrünland eine erhöhte Gefahr der Verunkrautung bedeutet, ist weiter zu verfolgen.
3.2 Einfl uss der Wirtschafts- dünger-aufbereitung und Höhe der Wirtschaftsdünger- anwendung auf die
Phytomasseverteilung in der Tiefe
Eine gute Tiefenverteilung der Wurzeln ist vor allem zur Überwindung von Trok- kenklemmen von Bedeutung. Sowohl die Wirtschaftsdüngeraufbereitung wie die Höhe der Wirtschaftsdüngeranwendung veränderten wenig hinsichtlich der pro- zentuellen Anteile in den verschiedenen Bodenschichten. In den obersten 10 cm des Bodens kamen sowohl 1992 als auch 1997 70-80 % der unterirdischen Phytomasse vor (Tabelle 57 und 58).
Auch die Tiefenverteilung unterschied sich nur geringfügig.
Eine Ausnahme machte die Variante der Kompost-Anbindehaltung (1997) bei 1,5 GVE/ha. Hier bildete die unterirdische Phytomasse in den obersten 10 cm nur rund 50 %. Ab 20 cm Tiefe war die wei- tere Tiefenverteilung sehr gleichmäßig.
Weiters auffallend war der mengenmäßig hohe Anteil der unterirdischen Phyto- masse in den obersten 10 cm bei der Variante der hohen Güllegabe.
Diese hohe Menge dürfte größtenteils auf eine üppige Sprosswurzelbildung von Knaulgras und auf die Ausläuferbildung von Geißfuß zurückzuführen sein und als Folge der Überdüngung bewertet werden.
Zusammenfassung und Schluss- folgerung
Untersucht wurde der Einfl uss von Rot- temist, Gülle, Kompost-Anbindehaltung, Kompost-Tretmist bei 1,5 und 3,0 GVE/
ha und PK bei 1,5 und NPK bei 3,0 GVE/ha.
Das weit verbreitete landesübliche Wirtschaftsdüngersystem mit Rottemist (1,5 GVE/ha) erreichte die höchste un- terirdische bei einer hohen oberirdischen Phytomasse. Die Tiefenwurzelverteilung zeigte keine Besonderheiten, d.h. in den obersten 10 cm sind zwischen 70 und 80 % der unterirdischen Phytomasse zu fi nden. Die hohe Düngergabe (3,0 GVE/
ha) führte zu einer Zunahme sowohl der unterirdischen wie der oberirdischen Phytomasse. Als Hauptbestandsbildner traten Goldhafer und in geringem Maß Knaulgras auf. Der Weißklee zeigte geringe und die Kuhblume relativ hohe Deckungswerte. Weitgehend ähnlich verhielt sich die Gülleanwendung bei der niedrigen Gabe. Die oberirdische Phytomasse war allerdings geringer.
Die hohe Düngergabe führte zu einer beachtlichen Zunahme der unterirdi- schen und einer geringen Zunahme der oberirdischen Phytomasse. Das Wurzel-/
Sprossverhältnis erweiterte sich daher.
Der Verunkrautungsgrad mit Geißfuß war in diesem Fall am größten, was sich im hohen Gewichtsanteil der unterir- dischen Phytomasse in den obersten 10 cm widerspiegelt. Die Kompost- Anbindehaltung (1,5 GVE/ha) fi el durch die niedrigste unterirdische und eine mittlere oberirdische Phytomasse auf.
Das Wurzel-/Sprossverhältnis war am engsten. Weiters war dies die einzige Variante, bei der der Anteil der Durch- wurzelung der obersten 10 cm nur 50 % erreichte und daher höhere Anteile in den tieferen Schichten auftraten. Bei der hohen Düngergabe fi el sie durch keine zel-/Sproßssverhältnis (unterirdische
Phytomasse/oberirdische Phytomasse) Das Wurzel-/Sprossverhältnis ergab im Jahr 1992 Werte zwischen 0,38 und 1,1.
Am niedrigsten war es bei der NPK (3,0 GVE/ha) und am höchsten bei der Kompost-Tretmist-Variante (1,5 GVE/
ha), Abbildung 23.
Bis zum Jahr 1997 sank das Wurzel-/
Sprossverhältnis deutlich ab. Beim nied- rigen Düngungsniveau lag es zwischen 0,21 bis 0,43. Am niedrigsten war der Wert bei der Kompost-Anbinde-Variante und am höchsten bei der Gülle-Variante.
Von 0,35 bis 0,76 reichte das Wurzel-/
Sprossverhältnis bei den Düngungsgaben von 3,0 GVE/ha (Abbildung 24).
Das Wurzel-/Sprossverhältnis gibt Auskunft über einen funktionellen Zu- sammenhang von Wurzel und Spross.
Im allgemeinen nimmt das Wurzel-/
Tabelle 58: Wurzeltrockenmasse (MW) in dt/ha und deren %-Anteil in den einzelnen Bodentiefen, 1997
Besonderheiten auf und ist der hohen Rottemistgabe sehr ähnlich.
Die Kompost-Tretmist-Variante unter- schied sich in der niederen Düngergabe nur geringfügig vom Rottemist, bei der hohen nahm die unterirdische Phyto- masse ab.
Die hohen Düngergaben führten in der Regel zu Zunahmen in der unter- wie oberirdischen Phytomasse. Eine Aus- nahme bildete die Kompost-Tretmist- Variante bei der die unterirdische Phy- tomasse abnahm.
Abschließend sei darauf hingewiesen, daß die unterirdische Phytomassebildung auf die unterschiedlichen Wirtschafts- düngeraufbereitungen stärker reagierten als die oberirdische Phytomasse. Einer oberirdischen Phytomasse von 83, 84, 86 und 87 dt/ha standen unterirdische Phytomassen von 36, 34, 18 und 66 dt/
ha gegenüber. Diese Unterschiede sol- len vor Augen führen, dass sich neben sehr ähnlichen oberirdischen Phyto- massebildungen sehr unterschiedliche unterirdische Entwicklungen vollziehen können.
Zusammenfassung
In einem Gemeinschaftsprojekt an der BAL Gumpenstein mit dem Kurztitel
„Wirtschaftsdüngerkompostierung und Anwendung auf dem Grünland und Acker“ wurden seit 1992 die Wirtschafts- dünger Festmist aus einem Tretmist- system und einer Anbindehaltung auf einer Betonlysimeteranlage kompostiert bzw. nur gelagert und neben einer Gül- levariante einer NPK-Variante und einer O-Variante im Bereich Grünland mit 1,5 und 3,0 GVE/ha und im Bereich Acker mit 2,0 GVE/ha düngeräquivalent auf den Flächen ausgebracht.
Daneben wurden einzelne Versuchsglie- der aus den pfl anzenbaulichen Versuchen auf einer Lysimeteranlage hinsichtlich
der fl üssigen Nährstoffverluste unter- sucht.
Der ackerbauliche Teil des Kompostpro- jektes bestand aus einem kombinierten Düngungs-/ Fruchtfolgeversuch, in dem fünf verschiedene Kulturarten (Silomais, Sommergerste mit Kleegraseinsaat, Kleegras, Kartoffeln und Sommerrog- gen ) jährlich zum Anbau gelangten.
Die Düngevarianten waren Stallmist- kompost, Rottemist, beide aus der An- bindehaltung, Gülle, eine mineralische Volldüngung und eine PK-Variante. In den Grünlandversuchen wurde neben der Ertragsleistung der Wirksamkeit des Kompoststickstoffes bzw. des gesamten Kompostsystemes besonderes Augen- merk geschenkt.
Während der Kompostierung wurde eine Reduktion von rund 58 % an Frischmasse errechnet. Stickstoff ging zu rund 39 % verloren, über 95 % davon waren gas- förmige Verluste. Bei Rottemist wurde die Frischmasse um rund 35 % reduziert und der Stickstoff um gut 30 %. Große Probleme bereitete die repräsentative Probenahme von der Miete bis zum chemischen Aufschluss. Mittels eines Emissionsmessraumes wurden vom Institut für Land-, Energie- und Umwelt- technik der Universität für Bodenkultur nur 14,5 % gasförmige Stickstoffverluste während des Kompostierungsprozesses gemessen.
Die Nährstoffverluste durch Sickersäfte waren sowohl bei der Kompostierung als auch bei der Lagerung von Stall- mist bezogen auf die Gehaltswerte in den Wirtschaftdüngern gering. Ein bis maximal vier Prozent des Gesamt- stickstoffgehaltes in den Kompost- und Rottemistmieten ging durch Sickersäfte verloren, davon rund 80 % in den ersten drei bis vier Lagerungs- bzw. Behand- lungswochen.
Bei den Erträgen der Ackerkulturen gab
es deutliche Unterschiede zwischen der mineralischen Volldüngung und der PK- Düngung, aber nur sehr geringe zwischen Kompost- und Rottemistvariante. Beim Silomais zeigte sich die Notwendigkeit einer Stickstoffdüngung, um einiger- maßen gute Frisch- und Trockenmasse- Erträge zu erzielen.
Ganz anders ist die Situation beim Ge- treide. Hier führte die mineralische Voll- düngung oftmals zu starker Lagerung, was sich in sehr geringen Kornerträgen einerseits, in schlechter Kornqualität andererseits zeigte. Auch bei der Kar- toffel war die NPK-Variante den anderen Düngearten überlegen; bei Kleegras lag die Kompostvariante an der Spitze der Tabelle.
Am Boden konnten anhand verschie- dener Bodenparameter keine großen Veränderungen festgestellt werden. Die Untersuchung der Aggregatstabilität des Bodens brachte insgesamt sehr hohe Werte, zeigte aber eine gewisse Überlegenheit der organischen Dünger wie Kompost, Rottemist und Gülle im Vergleich zu den mineralischen.
Grundsätzlich konnte bei diesem Versuch die gute Anwendbarkeit von Kompost und Rottemist zu allen Ackerkulturen dargestellt werden, auch wenn die Nähr- stoffwirkung bei Silomais und Kartoffeln ohne mineralische Ergänzung der rein mineralischen Düngung unterlegen ist.
Bei den Grünlandvarianten war die in diesem Versuch hohe N-Effi zienz der Kompostvarianten auffallend, die ob des ausschließlich organisch gebundenem N-Anteiles doch überraschte.
Entscheidend für die hohe Systemef- fizienz war sicher die hier erfolgte, ausreichende und gut auf den Ertrag abgestimmte PK-Versorgung, die einen entsprechend hohen Leguminosenanteil gewährleistete. Dieser verbesserte in weiterer Folge die N-Zufuhr und damit auch die Ertragsleistung.
Hinsichtlich der Höhe der Anrechnung des Kompoststickstoffes, ließ sich aus den hier erhobenen Versuchsergebnissen für Grünland der bisher verwendete Wert von 0,70 durchaus bestätigen.
Aus den Lysimeterversuchen zeigte sich einmal mehr die positive Wirkung eines dauerhaften Bewuchses auf den Grund- wasserschutz. Insgesamt war das Niveau der Auswaschung gering, so wurde im Jahr 1997 mit den höchsten Jahresnie- derschlägen auch der höchste Jahreswert an Nitrat mit 57 kg/ha unter der Variante Winterrogen und Kompostdüngung ge- messen. Alle Grünlandvarianten blieben auch bei einer hohen Güllegabe von 3,0 GVE/ha in Summe aller neun Versuchs- jahre unter 30 kg Nitrat-N/ha.
Die Festmistkompostierung ist und wird ein Verfahren zur Wirtschaftsdün- gerbehandlung bleiben, das nur dann Anwendung fi ndet, wenn hohe Stroh- mengen aus den Tierhaltungssystemen im Grünlandgebiet verarbeitet werden müssen, Ackerböden nicht geeignet sind Frischmist oder Gülle zu verarbeiten (schwere, humusarme Böden) oder zu- sätzliche organische Abfallprodukte aus der Landwirtschaft verarbeitet werden müssen oder können. Der relativ hohe arbeitstechnische Aufwand steht den vielen positiven Effekten der Kompost- wirtschaft zu weit voraus, als das eine fl ächendeckende Kompostwirtschaft aus Stallmist Platz greifen könnte.
Summary
In a community project to the BAL Gumpenstein with the shortened title „ farmyard manure composting and appli- cation on the grassland and Acker“ since 1992 the farmyard manure (FYM) from a sloped fl oor system and a tied stall barn for cattle were composted and/or stored on a concrete fl oor lysimeter. These solid FYM systems were compared to a liquid manure system, a NPK variant a 0-variant. The farm manure (solid man- ure, solid manure compost and slurry) was used in different degrees of intensity (1.5 and 3.0 livestock unit per hectare on grassland and 2.0 livestock unit per hectare on arable land) in a cycle system.
The nutrient currents of the different manure systems, from the cow house
to the fi elds, were measured. Gaseous losses during the composting period and fl uid losses from some crop rotation component were measured too.
On arable land fi ve different crops were grown each year. Each crop had fi ve different fertilisers, one was composted stable manure, one was stable manure without treatment, one variant with cattle slurry, one was mineral fertiliser and the last variant was only fertilisa- tion with phosphor and potassium, but no nitrogen. The fertiliser-basis was 2 LU assuming that the farm combines crops with grassland. Crops were forage maize, summer-barley with clover grass undersown, clover-grass, potatoes and summer-rye. Clover-grass did not get any fertiliser.
In the grassland trials apart from the yield achievement the effectiveness of the compost nitrogen and/or the entire compost system special attention was given compared to liquid manure and mineral fertiliser. The fertiliser-basis was 1,5 and 3,0 LU/ha.
During the composting a reduction of approximately 58 % at fresh mass was calculated. Nitrogen was lost to approximately 39 %, over 95 % of it was gaseous losses. With stored FYM the fresh mass was reduced by appro- ximately 35 % and the nitrogen around well 30 %. large problems prepared the representative sampling from the FYM and FYM compost. By means of an emission measuring area of Institute for agricultural-, energy- and environ- mental engineering of the university for live science only 14.5 of % gaseous nitrogen losses were measured during the composting process. The nutrient losses by sewage water were small both with the composted and with the stored FYM related to the content of the FYM.
Up to maximally four per cent of the total nitrogen content in the compost and stored FYM rents lost, of approximately 80 % were in the fi rst three to four storage and/or treatment weeks.
In the arable fi eld trials there were clear differences between the full mineral fertilisation and that without nitrogen but only small between the composted stable manure and the stable manure without
treatment. All crops which need much nitrogen like forage maize and potatoes have the same reaction but there is a quite different situation with the cereals.
Mostly the full mineral fertilisation leads to lodging very early so the grain yield is very low and the quality of the kernels is bad. Clover-grass shows the best variant with the composted stable manure over all years.
The soil stability is generally very high within all crops but the lowest value can be found with the full mineral fer- tilisation.
The conclusion is the fact that both organic manure can be recommended for crops, composted stable manure and stable manure without any treatment.
Only those crops which need much nitrogen should get a small amount of mineral nitrogen at the beginning of the vegetation period to bring higher dry matter yields.
On grassland the results show a surpri- singly high effi ciency of the compost nitrogen as well as that of the total com- post system, which is strongly infl uenced by the high content of legumes and by the therefore high rate of biological N-fi xation. The results also confi rm the factor for the calculation of the so called accountable nitrogen, which is 0,7 up to now.
From the lysimeter trials once more the positive effect of a durable vegetation on the ground-water protection showed up.
Altogether the level of nutrient leaching was small, then in the year 1997 with the highest yearly precipitation also the highest annual value was measured at nitrate with 57 kg/ha under the variant winter rye and compost fertilization. All grassland variants remained also with a high liquid manure intensity of 3,0 LU/
ha in sum of every nine attempt years under 30 kg of nitrate N/ha.
The FYM composting is only a usefull procedure if high straw quantities from the animal husbandry systems in the grassland area must be processed. On ploughed land with heavy, humus-poor soils composted FYM is the better fer- tiliser. If there are additional organic waste products from or in the agriculture system composting is a meaningfully process. The labour and technical ex- penditures are too high, as that FYM
composting could be recommended to all farmers.