Jeder Betriebstyp hat spezifische Nährstoffprobleme

Den Nährstoffkreislauf komplett zu schließen, ist auch Ökobetrieben bislang unmöglich. So reichern sich manche Nährstoffe mit der Zeit im Überfluss an, während es an anderen mangelt. Jeder Betriebstyp hat dabei mit spezifischen Herausforderungen zu kämpfen. 

Entgegen der landläufigen Ansicht hat auch der ökologische Landbau mit Nährstoffungleichgewichten zu kämpfen. Und zwar je nach Betriebstyp mit Unterbilanzen von P und K (viehlose und vieharme Ackerbaubetriebe) oder mit Überbilanzen von N und P sowie K-Defiziten (viele Gemüsebaubetriebe).

Nährstoffbilanzen erstellen

N kann durch die biologische N-Fixierung von Leguminosen aus der Luft gewonnen werden. Phosphor (P) und Kalium (K) hingegen müssen aus dem Bodenvorrat bezogen, und daher über kurz oder lang von außen ersetzt werden, um den Bodenvorrat nicht zu erschöpfen. Eine ausgeglichene Nährstoffversorgung ist somit gerade im Ökolandbau sehr wichtig, um einen möglichst geschlossenen Nährstoffkreislauf auf Betriebsebene zu erreichen. Aktuell befassen sich daher mehrere Forschungsprojekte, an denen die Universität Hohenheim beteiligt ist, mit dem Nährstoffmanagement im ökologischen Landbau und in diesem Rahmen mit der Nährstoffbilanzierung.

Viele Leguminosen begünstigen P-Defizite

Im Rahmen des Projekts RELACS (Replacement of Contentious Inputs in Organic Farming Systems) wurde in Deutschland eine Betriebserhebung auf 20 Biobetrieben (Naturland und Bioland) in Niedersachsen und Bayern durchgeführt. Die Forscher wollten ermitteln, ob ein Zusammenhang zwischen der Höhe der Erträge, der Dauer der ökologischen Bewirtschaftung, der Düngestrategie, den Gehalten an pflanzenverfügbaren Nährstoffen im Boden und dem Nährstoffsaldo besteht. Die Betriebe wiesen im Durchschnitt positive Bilanzen für N (19 kg/ha), K (5 kg/ha), S (12 kg/ha) und Mg (7 kg/ha) auf, aber eine negative P-Bilanz von 3 kg/ha. Allerdings waren die Unterschiede zwischen den Betrieben groß – vor allem beim Stickstoff (N), hier unterschieden sich die Betriebe um +/- 36 kg/ha.

Insgesamt zeigten die niedersächsischen Betriebe etwas höhere Nährstoffzufuhren als die bayerischen. Auch Betriebe mit Gemüsekulturen in der Fruchtfolge wiesen eine höhere Nährstoffzufuhr auf. Die N-Versorgung der untersuchten Betriebe hängt in sehr unterschiedlichem Maße von der biologischen N-Fixierung (BFN) ab. Ein Anteil von mehr als 60 Prozent Stickstoff aus der BFN am Gesamt-N-Input des Betriebs führt einerseits zu einer hohen N-Effizienz. Andererseits erhöhte er die Defizite an P (-8 kg/ha) und K (-18 kg/ha).

Außerdem fanden sich auf den Betrieben, die bereits vor längerer Zeit auf ökologischen Landbau umgestellt hatten, niedrigere Gehalte an pflanzenverfügbarem P im Boden. Hier zeigt sich eine große Herausforderung für den ökologischen Landbau: BFN zur N-Versorgung entspricht zwar den Grundsätzen des Ökolandbaus. Aber wie können Betriebe, die stark darauf setzen, langfristig die Versorgung an P und K aus externen Quellen sichern – insbesondere, wenn Nährstoffflüsse aus der konventionellen Landwirtschaft nicht mehr stattfinden sollen?

Mit der anvisierten Ausdehnung des ökologischen Landbaus auf 30 bis 40 Prozent der Fläche in Baden-Württemberg und auf 25 Prozent EU-weit, müssen neue P- und K-Quellen erschlossen werden. Beispielsweise Reststoffe aus dem städtischen Raum. Ansonsten kann die Versorgung mit P und K im ökologischen Landbau nicht sichergestellt werden.

Geringe N-Effizienz im geschützten Anbau

Im geschützten Anbau sieht die Lage im Ökobereich völlig anders aus: Bei einer Erhebung im Jahr 2013 auf zehn Betrieben (Demeter- und Biolandmitglieder) mit Gewächshausanbau wurden die Nährstoffbilanzen pro Gewächshaus beziehungsweise Folientunnel erfasst und Bodenproben analysiert. Während die Demeter-Mitglieder vor allem Festmist und/oder Komposte einsetzten, arbeiteten die Bioland-Betriebe vor allem mit Keratin-Produkten (Horn, Federn, Borsten) und Reststoffen aus der Lebensmittelproduktion, beispielsweise Vinasse.

Alle Betriebe zeigten hohe Überschüsse für alle Nährstoffe außer Kalium: 197 kg/ha für Stickstoff, 47,9 kg/ha für Phosphat und 119 kg/ha für Schwefel. Bei Kalium lag das Defizit im Durchschnitt bei 143 kg/ha. Diese Ungleichgewichte resultieren zum einen aus einer geringen Stickstoff-Effizienz, die hohe Inputs erfordert. Zum anderen unterscheiden sich die Nährstoffgehalte der Abfuhren im Erntegut sehr stark von den Nährstoffgehalten der eingesetzten Dünger. Besonders Grunddünger wie Mist und Kompost enthalten im Vergleich zum Erntegut überproportional viel P, das sich über die Bewirtschaftungszeit in den Gewächshäusern und Folientunneln anreichert. Die Gehalte an pflanzenverfügbarem P waren dementsprechend mit durchschnittlich 332 mg/kg Boden extrem hoch. Die hohen Nährstoffeinträge erhöhen außerdem das Risiko der Versalzung im Gewächshaus.

Für den Sonderkulturbereich, insbesondere (aber nicht nur) für den geschützten Anbau, stellen sich also ganz andere Fragen: Wie kann die N-Effizienz der Anbau-Systeme so erhöht werden, dass die Zufuhren an Phosphat verringert werden? Wie kann Kalium in ausreichendem Maße zugeführt werden? Kann man Düngestrategien entwickeln, die diese Ungleichgewichte zwischen Input und Output verringern? Möglicherweise gibt es bisher nicht genutzte Reststoffe mit einem geeigneteren Nährstoffverhältnis, die als Dünger eingesetzt werden könnten.

  Wo sollen die Nährstoffe herkommen?

Nach den Grundprinzipien des ökologischen Landbaus wird beim Nährstoffmanagement in der Regel von Gemischtbetrieben ausgegangen, die Futterleguminosen verwerten und Wirtschaftsdünger ausbringen, um das Nährstoffmanagement zu optimieren und den innerbetrieblichen Kreislauf zu schließen. Zusätzlich besteht nach der EU-Ökoverordnung die Möglichkeit, Komposte, Gärreste und im ökologischen Landbau zulässige Handelsdünger und Wirtschaftsdünger von konventionell bewirtschafteten Betrieben einzusetzen, sofern diese keine „industrielle Tierhaltung“ betreiben.

Für Betriebe, die den deutschen Anbauverbänden angehören, ist die Zufuhr von konventionellen Wirtschaftsdüngern noch stärker eingeschränkt. Das erschwert den Zugang zu externen Quellen, um das abgefahrene P und K zu ersetzen.

Gleichzeitig werden im Ökosektor tierische Dünger aus der konventionellen Tierhaltung immer kritischer gesehen. So gibt Demeter vor, dass N-Düngemittel ab 2030 nur noch aus ökologischer Landwirtschaft stammen dürfen, was die Nutzung von externen P- und K-Quellen weiter erschwert. Zurzeit ist auch noch nicht absehbar, dass urbane Reststoffe stärker als bisher im Ökolandbau eingesetzt werden.