Die Dynamik einer Wiesenrispen-Ansaat mit und ohne Beimischung von Weißklee

Auf dem Standort Steinach im Naturraum Donautal/Vorderer Bayerischer Wald wurden in einem achtjährigen Grünlandversuch Parzellen mit einer reinen Wiesenrispen-Ansaat, welche zu jedem Aufwuchs eine mineralische Düngung von 30 kg N/ha erhielt, bezüglich ihrer nachhaltigen botanischen Entwicklung, Ertragsleistung, Futterqualität und Nährstoffausnutzung mit Parzellen einer Wiesenrispen/Weißklee-Ansaat verglichen, die bei identischer Grunddüngung ohne zusätzliche N-Versorgung blieb. Letztere erwies sich im Versuch vom Pflanzenbestand her als stabiler, erzielte ca. 60 % höhere Trockenmasse- und Energie-Erträge und einen mehr als doppelt so hohen Rohproteinertrag. Die Ergebnisse werden im Hintergrund vor der aktuellen Literatur diskutiert.

Einleitung und Versuchsbeschreibung

In den klimatisch ungünstigen Höhenlagen der Mittelgebirge wird das Deutsche Weidelgras (Lolium perenne) als Untergras im Bestand von der gleichfalls sehr hochwertigen, jedoch anpassungsfähigeren, winterharten und auch in trockeneren Lagen relativ sicheren Wiesenrispe (Poa pratensis) abgelöst. Diese stellt im kontinental geprägtem Klima den einzigen, nahezu vollwertigen Ersatz für das Deutsche Weidelgras dar (Klapp und Opitz von Boberfeld, 1990). Sie ist andererseits unter günstigen Voraussetzungen mit eher maritim geprägten Klima dem Weidelgras im Konkurrenzverhalten und im Nachwuchsvermögen, speziell in der zweiten Vegetationshälfte, deutlich unterlegen. Ein weiterer Nachteil liegt in ihrem schwachen Konkurrenzverhalten in der Jugendentwicklung.

Dem Weißklee (Trifolium repens) kommt durch seine Fähigkeit zur N-Fixierung, seine gegenüber Gräsern höhere Nutzungselastizität und durch seine positiven Eigenschaften auf den Futterwert (Eiweiß- und Mineralstoffgehalt, Steigerung der Futterqualität, Verdaulichkeit und Futteraufnahme) im Grünland und Feldfutterbau eine tragende Rolle zu. Diese steht auch in jüngster Zeit im Hintergrund vor den gestiegenen Anforderungen der Tierernährung im Hochleistungsbereich (Paul, 2003) und den Rahmenbedingungen der Grünlandwirtschaft, insbesondere denen des ökologischen Landbaues bzw. bei Extensivierungsprogrammen im Mittelpunkt der Forschung (Arbeitsgemeinschaft Grünland und Futterbau, 2003). Ein Problem stellt allerdings die vielfach dokumentierte sehr hohe räumliche und zeitliche Variabilität des Weißklees im Bestand dar.

In einem Versuch auf dem Standort Steinach (siehe Tabelle 1 ) wurde der Frage nachgegangen, ob und inwieweit es möglich ist, gewissermaßen ein „naturnahes und stabiles System" unter Rahmenbedingungen eines limitierenden N-Einsatzes zu schaffen. Dazu wurden mit mineralischem Stickstoff gedüngte Wiesenrispen-Parzellen mit solchen verglichen, welchen zur Saat Weißklee beigemischt wurde, die jedoch andererseits keine N-Düngung erhielten (siehe Tabelle 2 ).

Untersucht wurden im achtjährigen Versuch die jeweilige Bestandesdynamik, somit auch schwerpunktmäßig das Konkurrenzverhalten Wiesenrispe/Weißklee, die nachhaltigen Trockenmasse- und Energie-Erträge, die jeweiligen N-Bilanzen, die im Labor ermittelte Futterqualität und die Entwicklung des Nährstoffpotenziales des Bodens.

Als weiterer Versuchsfaktor wurden bei der Wiesenrispe zwei unterschiedliche Ausgangspopulationen ausgesät. Da bei den Einzelergebnissen der gesamten Versuchsverrechnung zwischen beiden jedoch nur sehr schwache und in den meisten Fällen nicht signifikante Unterschiede bestanden, wird in dieser Veröffentlichung nicht weiter darauf eingegangen, vielmehr erfolgte bei der vorliegenden Auswertung eine Mittelbildung über beide Populationen.

Einschränkend ist als Vorbemerkung auch noch festzuhalten, dass die Parzellen auf einem Feld angelegt wurden, wo sowohl Grünland- als auch Ackerbauversuche wechseln. Es handelte sich daher von den Ausgangsbedingungen nicht um Voraussetzungen eines Dauergrünlandstandortes mit einem langjährig aufgebauten Humuskörper, eher um Bedingungen der Egartwirtschaft. Auch wird man in der Praxis bei der Neuansaat von Grünland nicht auf eine reine Wiesenrispensaat zurückgreifen. Trotzdem dürften gegenüber dem ursprünglich zweifaktoriellen Versuchskonzept gerade die Ergebnisse der Teilfrage „System Wiesenrispe/Klee ohne N-Düngung" bzw. „Reinsaat mit N-Düngung" eine eigene Auswertung und Veröffentlichung voll gerechtfertigt erscheinen lassen.

Ergebnisse und Diskussion

Nährstoffgehalte des Bodens

Bekanntermaßen begünstigt eine optimale Versorgung mit Kalk, Phosphat und Kali die Etablierung von Weißklee. Diesbezüglich zeigt Tabelle 3 , dass es bei beiden Varianten gelungen ist, durch die gewählte Grunddüngung über die Jahre hinweg eine günstige Nährstoffbereitstellung des Bodens zu halten und teilweise sogar noch signifikant zu steigern.

Die Ergebnisse der vorliegenden Versuchsserie deuten weiterhin an, dass speziell bei Variante 1 letztendlich über den tatsächlichen Entzug gedüngt wurde, welcher aufgrund des niedrigen Ertragsniveaus wesentlich geringer ausfiel als dies im Mittel bei drei- bis vierschnittigen Wiesen veranschlagt wird (LfL, 2003).

Zeitgenössische Versuchsergebnisse von Sterzenbach und Opitz von Boberfeld (2003) bei Mähweiden unterschiedlicher Standorte weisen darauf hin, dass eine PK-Düngung die Ertragsanteile von Weißklee besonders dann positiv beeinflusst, wenn auf N-Düngung verzichtet wird und niedrige Ausgangsgehalte einer Grundnährstoffversorgung des Bodens vorhanden sind. Lag bei den Untersuchungen der oben genannten Autoren hingegen bereits eine höhere Versorgung - vor allem mit Phosphat - im Boden vor, so profitierten davon die Gräser mehr als der Weißklee. Dieser wurde bei einer niedrigen Nutzungsfrequenz des Bestandes infolge Lichtkonkurrenz im Wuchs unterdrückt, so dass sich in diesen Fällen eine geringere grundnährstoffgaben-bedingte Differenzierung der Ertragsanteile des Klees abzeichnete. Eine N-Düngung wirkte sich negativ auf die Weißkleeanteile aus. Ebenfalls ging bei erhöhter N-Düngung die Wirkung einer Phosphat- und Kaliumdüngung auf die Grundnährstoffgehalte im Boden zurück.

Die Steuerung des Kleeanteils und dessen N-Fixierungsleistung unterliegen somit mitunter komplexen Wechselbeziehungen zwischen Ausgangsgehalten des Bodens, PK-Düngung, N-Düngung und Nutzungsfrequenz.

Pflanzenbestände und Dynamik

Die in Tabelle 4 zusammengefassten, über vier Erhebungen gemittelten Zahlen sowie die in Abbildung 1 und 2 dargestellten Verläufe zeigen die unterschiedliche pflanzensoziologische Situation der beiden Varianten „Wiesenrispen-Reinsaat mit mineralischer N-Düngung" (Variante 1) und „Wiesenrispen/Kleesaat ohne N-Düngung" (Variante 2).

Auffallend ist, dass neben der gezielten Ansaat von ein bzw. zwei Arten im Laufe der Jahre weitere Arten eingewandert sind. Insbesondere trifft dies für die „Wiesenrispen-Reinsaat ohne Klee" (Variante 1) zu. Hier umfasste der Bestand im Mittel 14,5 Pflanzenarten, wobei aber nur drei bis vier Arten an der Ertragsbildung beteiligt waren. Besonders bemerkenswert ist der empfindliche Schwund der Wiesenrispe von 90 % auf etwa 25 % und die starke Ausbreitung von Gemeinem Löwenzahn (Taraxacum officinalis), einem bekannten tiefwurzelnden Lückenfüller (siehe Abbildung 1 ). Sein Anteil mit bis zu 30 % in den Parzellen muss in Hinblick auf die futterbauliche Praxis als viel zu hoch angesehen werden. In späteren Jahren trat bei Variante 1 auch die Gemeine Rispe (Poa trivialis) hinzu, ein Gras, welches durch seine oberirdischen Ausläufer zur raschen Ausbreitung in offenen Grasnarben fähig ist und hier dann schnell im Grünland zum Problemgras werden kann. Erstaunlich war der mitunter recht hohe Anteil von Weißklee, welcher bei diesem Versuchsglied nicht gezielt angesät wurde. Dieser hervorragende Kriechpionier wanderte jedoch schnell von den benachbarten Klee-Parzellen in die durch den Rückgang des Grasgerüstes bedingten Lücken ein. Er etablierte sich bereits in den Anfangsjahren des Versuches so stark, dass er 1995 gezielt bei Variante 1 durch eine Spritzung bekämpft wurde, jedoch bald wieder stark im Bestand vertreten war. Im Mittel der Jahre betrug sein Anteil 11 % im ersten Aufwuchs, mit Schwankungen von 5 % bis 20 %.

Bei der Variante 2 führte die gezielte Weißklee-Einsaat zu Ertragsanteilen von knapp 40 % (siehe Tabelle 4 ). Auch hier waren starke Jahrgangsunterschiede beim ersten Schnitt ersichtlich (Abbildung 2 ). Bei dieser Variante lag der Wiesenrispenanteil bei 45 %. Im Gegensatz zu der Reinansaat der Variante 1 betrug aber im dritten Jahr nach der Saat ihr Anteil statt 90 % nur etwa 60 % und sank bei Ende des Versuchszeitraumes auf etwa 25 bis 30 % ab. Neben Rispe und Klee hatten andere Arten auf das Ertragsgeschehen nur wenig Einfluss, wenngleich im Mittel über die Jahre 12,5 Einzelarten gezählt wurden.

Festzuhalten bleibt auf jeden Fall, dass sich trotz auftretender Schwankungen zwischen den Einzeljahren das System Wiesenrispe/Weißklee gegenüber der mineralisch gedüngten Rispenreinsaat von der Entwicklung und Dynamik des Pflanzenbestandes als stabiler erwies.

Bedingt durch den höheren Anteil der hochwertigen Partner Wiesenrispe und Klee (84 % gegenüber 63 %, siehe Tabelle 4 ) war der aus der pflanzensoziologischen Zusammensetzung abgeleitete Futterwert bei Variante 2 deutlich besser. Es soll aber nicht verschwiegen werden, dass bei dieser Variante der Kleeanteil deutlich über dem pflanzenbaulichen Optimum lag. Idealerweise wäre die Etablierung eines Kleeanteiles von 15 % bis max. 30 % wünschenswert, um den Ertrag und Futterwert des Grünlandes speziell bei minimalem Einsatz oder völligem Verzicht auf mineralischen N-Dünger zu verbessern (Elsässer, 2000 und Dyckmans, 2003). Hierbei ist anzumerken, dass diese Werte im Dauergrünland in der Praxis (bedingt u.a. durch hohe N-Versorgung aus dem Bodenpool und N-Düngung, fehlende Nachsaat) meist nicht erreicht werden.

Andererseits lassen Anteile über 40 %, die gerade dann auftreten können, wenn der N-Einsatz stark zurückgefahren wird, die Vorteile des Klees vor allem bei Mangel an hochwertigen und leistungsfähigen Grasarten schnell ins Gegenteil umkehren (Blähsucht, schlechtere Konservierbarkeit, Kleekrebs, sortenabhängige blausäureabspaltende Glykoside, N-Auswaschung). Der postulierte gewünschte Mindestanteil von 60 % Gräsern wurde nachhaltig bei Variante 1 (ohne gezielte Kleeeinsaat) nur knapp erreicht und bei Variante 2 merklich unterschritten.

Es kommt also in jedem Falle in der Praxis auf eine geeignete Steuerung des Bestandes an (siehe Tabelle 5 ).

Dabei gestaltet sich in Übereinstimmung mit den oben zitierten Autoren die Etablierung und die Ertragsstabilität dieser wichtigsten Leguminose des Dauergrünlandes im Bestand oft schwierig, da neben kleinräumigen Standorteigenschaften (Gottardi et al., 2003) und Konkurrenzverhältnissen im Bestand (Giebelhausen et al., 2003; Wachendorf und Benke, 2003) auch das Grünlandmanagement (Käding und Petrich, 2003; Lüscher und Suter, 2003; Sterzenbach und Opitz von Boberfeld, 2003) selbst großen Einfluss auf die Entwicklung hat, so dass es nach Elsässer (2000) und Dyckmans (2003) „vergleichsweise einfacher sein mag, einen reinen Grasbestand mit mineralischer N-Düngung zu führen als einen Weißklee/Grasbestand mit nur geringer oder gar keiner N-Düngung im Gleichgewicht zu halten".

Erträge und Futterqualität

Beide Versuchsvarianten unterschieden sich nicht nur durch die botanische Zusammensetzung ihrer Pflanzenbestände, sondern auch erheblich in ihrer Ertragsleistung. Beim System Wiesenrispe/Weißklee (Variante 2) wurden ohne zusätzliche mineralische N-Düngung im Mittel der acht Versuchsjahre Trockenmasse-Erträge von rund 90 dt/ha erzielt, wobei der Anteil der ersten beiden Aufwüchse auf dem Standort etwa drei Viertel des Gesamtertrags betrug (siehe Tabelle 6 und Tabelle 7 ). Allerdings waren sowohl beim Ertrag, als auch bei der N-Aufnahme der geernteten Biomasse starke Schwankungen zwischen den einzelnen Untersuchungsjahren erkennbar (siehe Abbildungen 3 und Abbildung 4 ). Hier ließ sich im Trend ein signifikanter Rückgang beider Parameter über den Untersuchungszeitraum nachweisen. Wie ein Vergleich der Jahre 1996 und 2000 bzw. 1998 und 2001 zeigt, lässt sich diese Tendenz interessanterweise nicht einfach aus der Dynamik Wiesenrispe/Weißklee (Abbildung 2 ) ableiten. Vielmehr dürfte die Ursache in einem komplexen Zusammenspiel zwischen Artenzusammensetzung innerhalb und zwischen den Jahren, Witterung und Bodenmineralisierung zu suchen sein.

Das Gleiche gilt auch für das Ertragsverhalten beim System „Reinsaat mit N-Düngung" (Variante 1), welches eine bessere Ertragsstabilität aufwies, allerdings in sechs von acht Versuchsjahren auf einem weitaus geringeren Niveau als Variante 2.

Als besonders bemerkenswert ist jedoch festzuhalten, dass sich im langjährigen Mittel (siehe Tabelle 6 ) die Variante 2 „Wiesenrispe/Weißklee ohne N-Düngung" hinsichtlich der Leistungsparameter Trockenmasse- und Energie-Ertrag um fast 60 % und beim Rohprotein-Ertrag um mehr als das Doppelte vom gedüngten, krautreichen Bestand der Variante 1 hervorhob. Das sehr schlechte Abschneiden der ursprünglich ausschließlich mit Wiesenrispe angesäten und mit mineralischem Stickstoff gedüngten Parzellen hatte sicherlich auch seine Ursache im hohen Löwenzahnanteil bzw. im vergleichsweise niedrigen Anteil Wiesenrispe/Klee (siehe Tabelle 4 ).

Signifikante Unterschiede bei den im Labor gemessenen Qualitätsparametern zwischen beiden Varianten bestanden hingegen nur beim Rohproteingehalt, wobei sich hier der bekannte positive Effekt der Förderung des Weißkleeanteils auf die Futterqualität bestätigte. Der Rohproteingehalt lag bei den kleereichen Parzellen bei den einzelnen Aufwüchsen (siehe Tabelle 7 ) um 23 bis 47 g/kg TS über dem kleearmen Bestand, trotz der dort applizierten N-Düngung. Die in beiden Fällen stark variierenden Rohproteingehalte im Jahresverlauf innerhalb einer Variante weisen auf schwankende Kleeanteile im Jahresverlauf hin. Allerdings dürften Gehalte über 20 % beim dritten und vierten Aufwuchs bei der Variante „Wiesenrispe/Weißklee" schon über dem in der Tierernährung angestrebten Optimum liegen. Beim Rohfaser-, Rohasche- und Energiegehalt unterschieden sich beide Systeme im Mittel jedoch nicht voneinander. Dies verwundert auf den ersten Blick, gilt doch Weißklee gemeinhin als besonders rohfaserarm. Es darf allerdings nicht übersehen werden, dass auch Löwenzahn ein rohfaserarmes und eiweißreiches Futter ist (Briemle, 1996), woraus sich auch teilweise die sich mitunter in einzelnen Jahren annähernden Rohproteingehalte beider Varianten (siehe Abbildung 5 ) erklären lassen.

Im Jahresverlauf stiegen bei beiden Systemen Energiekonzentration und Rohproteingehalt an, während der Rohfasergehalt gegenläufig reagierte (siehe Tabelle 7 ). In Hinblick auf die heutigen Anforderungen in der Milchviehfütterung sind die im Versuch erzielten Werte des ersten Schnittes, welcher fast die Hälfte am Gesamtertrag betrug, als suboptimal zu werten. Dies liegt an dem aus versuchstechnischen Gründen spät gewählten ersten Erntetermin. In der Praxis wird man auch in diesem Naturraum den ersten Schnitt früher nehmen. Hingewiesen sei ferner auf die geringen Ertragsanteile der vorletzten und letzten Aufwüchse von unter 20 % bzw. 10 % auf diesem Standort. Daher wirkten sich für das Gesamtergebnis (Tabelle 6 ) hier aufgetretene Unterschiede in den Qualitätsparametern zwischen den beiden Varianten und Unterschiede im Jahresverlauf innerhalb einer Variante (Tabelle 7 ) kaum aus.

In Bezug auf die Aspekte Energie und Eiweiß bemerkt Paul (2003), dass die qualitative Bedeutung von Leguminosen heutzutage in erster Linie in ihren ausgezeichneten Verzehrseigenschaften zu sehen ist, welche eine hohe Futteraufnahme unterstützen. Hingegen tritt bei einer praktizierten intensiven Grünlandnutzung ihre Rolle als Protein- und Eiweißquelle in der Wiederkäuerfütterung in den Hintergrund.

N-Effizienz

Als Faustzahl für die Stickstoff-Fixierungsleistung für Klee wird in der Literatur bei Weißklee 4 bis 6 und bei Rotklee 3 bis 4 kg/ha und Jahr je Prozent Ertragsanteil angegeben (Käding und Petrich, 2003). Aus den eigenen Versuchsdaten kann die tatsächliche Fixierungsleistung des Weißklees nicht abgeleitet werden, da kleefreie ungedüngte Vergleichsparzellen fehlten bzw. die N-Nachlieferung aus der Bodenmineralisierung und Daten über die N-Auswaschung unbekannt waren. Auch wurden Erhebungen der Kleeanteile vom zweiten bis vierten Aufwuchs nicht durchgeführt.

Ungeachtet dessen weisen mittlere N-Abfuhren durch die oberirdische Biomasse von 223 kg/ha und Jahr ohne ausgebrachte N-Düngung bei Variante 2 mit einem mittleren Weißkleeanteil von knapp 40 % auf ein sehr hohes natürliches Nachlieferungspotenzial aus dem System Boden-N/Leguminosen-N hin, mit abnehmender Tendenz, wie Abbildung 4 belegt.

Andererseits deutet der leicht positive N-Saldo bei Variante 1, welche auch eingewanderten Klee in einer Größenordnung von etwa 10 % aufwies und die zusätzlich jährlich eine N-Düngung von 113 kg/ha im Mittel über die Jahre erhielt, bereits an, dass hier scheinbar erhebliche Anteile des durch Klee, Boden und Dünger bereitgestellten Stickstoffes ungenutzt blieben. Die N-Effizienz dieses krautreichen Bestandes war demnach als gering zu beurteilen.

Nicht zuletzt dokumentieren die langjährig bei gleichen Standort- und Nutzungsbedingungen (Boden, Klima, Schnitthäufigkeit) ermittelten und stark voneinander abweichenden Ertrags- und Entzugswerte beider Varianten jedoch auch, dass speziell in Grünlandbetrieben eine betriebliche Nährstoffbilanzierung aufgrund von standardisierten Zahlen im Einzelfall zu erheblichen Fehlinterpretationen führen kann.

Fazit

Im Mittel über acht Jahre erwies sich auf dem Standort Steinach eine angesäte Mischung aus Wiesenrispe und Weißklee ohne zusätzliche N-Düngung einer Reinsaat mit applizierter N-Düngung aus Sicht der nachhaltigen botanischen Entwicklung, des Futterwertes, des Ertrages und der N-Effizienz als deutlich überlegen.

Anhang Tabellen

Tabelle 1 - 7  

Anhang Abbildungen

Abbildung 1 - 5  

Dieser Artikel wurde veröffentlicht in der Zeitschrift "Schule und Beratung", Heft 12/03, herausgegeben vom Bayerischen Staatsministerium für Landwirtschaft und Forsten.

Juli 2006
Dr. Michael Diepolder, Bernd Jakob, Robert Schwertfirm
Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft
Institut für Agrarökologie, Ökologischen Landbau und Bodenschutz
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