Produktivität in der Landwirtschaft - ein Widerspruch?, Teil II

Verband Deutscher Landwirtschaftlicher 

Untersuchungs- und Forschungsanstalten 

VDLUFA Schriftenreihe 65 Pflanzliche Produktion 

121. VDLUFA-KONGRESS 

Kongressband 

Teil 2 

Beiträge aus 

den öffentlichen 

Sitzungen der 

Fachrichtungen 

Pflanzen- und 

Tierproduktion 

am 16./17. September 2009 

Karlsruhe 

VDLUFA-Schriftenreihe Bd. 65/2009 

ISBN 978-3-941273-07-8 

-1 -

Pflanzliche Produktion Kongressband 2009 

-2 -


Verband Deutscher Landwirtschaftlicher 

Untersuchungs- und Forschungsanstalten 

121. VDLUFA-KONGRESS 

Kongressband 2009 

Teil 2 

Vorträge aus den 

öffentlichen Sitzungen 

und Workshops 

zum Generalthema: 

Produktivität und Umweltschonung 

in der Landwirtschaft – ein Widerspruch? 

des Kongresses am 

15./16. September 2009 

Karlsruhe 

VDLUFA-Schriftenreihe Bd. 65/2009 

ISBN 978-3-941273-06-1 

-3 -


Wir bedanken uns für die freundliche Unterstützung durch: 

Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz 

Ministerium für Ernährung und Ländlichen Raum, Baden-Württemberg 

© 2009 by VDLUFA-Verlag, Darmstadt 

Alle Rechte, auch die des auszugsweisen Nachdrucks, der photomechanischen 

Wiedergabe und der Übersetzung vorbehalten. 

Herausgeber: 

Verband Deutscher Landwirtschaftlicher Untersuchungs- und Forschungsanstalten, 

Obere Langgasse 40, D-67346 Speyer, Telefon: 06232 / 136121, 

Fax: 06232 / 136122, E-Mail: info@VDLUFA.de 

Verlag: 

VDLUFA-Verlag, Obere Langgasse 40, D-67346 Speyer 

Telefon: 06232 / 136121, Fax: 06232 / 136122, E-Mail: info@VDLUFA.de 

Redaktionskomitee: 

Dr. H.-G. Brod, Prof. Dr. T. Ebertseder, Prof. Dr. M. Kruse, Prof. Dr. H. Schenkel, 

Prof. Dr. F. Wiesler 

Herstellerische Betreuung und Layout: 

T. Dräger, Obere Langgasse 40, D-67346 Speyer 

Telefon: 06232 / 136121, Fax: 06232 / 136122, E-Mail: info@VDLUFA.de 

Die inhaltliche, orthographische und grammatikalische Verantwortung liegt 

beim Autor. 

Reisig Druck & Service, 92237 Sulzbach-Rosenberg 

-4 -


Inhalt 

Pflanzliche Produktion 

Weniger ist mehr - gezielter Pflanzenschutz gegen Monilia an Zwetschenfrüchten 

S. Fritsch, J. Hinrichs-Berger ................................................................................11 

Rübenkopfälchen - Schadensminderung mit toleranten Zuckerrübensorten 

P. Knuth ..................................................................................................................15 

Bienenschäden 2008 im Rheintal – Analytik, Ursachen, Konsequenzen 

A. Trenkle ...............................................................................................................22 

Auswertung aus 20 Jahren SchALVO-Herbstkontrollaktion in Baden-Württemberg 

W. Übelhör, K. Bechtold, H. Hartwig, M. Finck ....................................................42 

Nitrataustrag in den gefährdeten Grundwasserkörpern Baden-Württembergs und maßgebliche 

Ursachen für dessen zeitliche Entwicklung 

M. Finck, Th. Hintemann, I. Otten, M. Reinsch .....................................................52 

Treibhausgasemissionen und Bindung von Kohlenstoff Luxemburger 

Landwirtschaftsbetriebe: Methoden, Ergebnisse, Verbesserungspotentiale 

R. Lioy .....................................................................................................................64 

Lachgasfreisetzung eines gemüsebaulich genutzten Bodens in der Vorderpfalz 

R. Ruser, T. Müller, M. Armbruster, F. Wiesler ....................................................72 

Umsetzung eines Stickstoff-Überschusssaldos der Landwirtschaft von 50 kg N/ha 

LF bis 2020 als wesentliches Teilziel der nationalen Nachhaltigkeitsstrategie für ein 

Nachhaltiges Deutschland (2002/2008) 

K. Isermann, R. Isermann ......................................................................................79 

Ergebnisse der Modellierung des Nitrataustrags in den gefährdeten 

Grundwasserkörpern Baden-Württembergs 

M. Finck, B. Deller, Th. Hintemann, M. Reinsch, I. Otten ....................................87 

Entwicklung der Herbst-Nitratgehalte nach dem Anbau von Körner- und Saatmais 

K. Bechtold, Dr. W. Übelhör, M. Finck ..................................................................99 

Darstellung der Grundnährstoffversorgung der Böden Baden-Württembergs im 

Internetangebot des LTZ Augustenberg 

H. Hartwig, Dr. W. Übelhör ...................................................................................103 

Teilflächenspezifische Stickstoff-Responsekurven im Winterraps 

I. Pahlmann, U. Böttcher, K. Müller, H. Kage .....................................................112 

Wirkung von Komposten und Wirtschaftsdüngern in Kombination mit steigender mineralischer 

N-Düngung auf Ertragsleistung und N-Haushalt 

E. Albert, P. Daubitz .............................................................................................116 

-5 -


Einfluss der Biokompostdüngung auf Kenngrößen der Wasserstabilität in einem Luvisol 

R. Schulz, R. Sharif, J. Breuer, T. Müller ............................................................126 

Wirkung von Schwefel aus Biogasgärresten auf Ertrag und Qualität von Weizen 

S. von Tucher, S. Bermuth, H. Wieser, U. Schmidhalter ...................................132 

Ergebnisse einer Langzeituntersuchung zur Charakterisierung und Optimierung von 

NawaRo-Biogasanlagen 

J. Roitsch, W. Büscher ........................................................................................141 

Cassava-Anbau, Stärkeextraktion und Grundwassernutzung in Tamil Nadu, Südindien. 

R. Ranjithkumar, S. Maya, K. Sujatha, D. Balachandar, K. Kumar, G. Benckiser, 

S. Kannaiyan. ........................................................................................................149 

Auswirkung langjähriger pflugloser Bodenbearbeitung auf Gefügeeigenschaften 

R.Paul ...................................................................................................................162 

Bodenbiologische Auswirkungen einer mehrjährigen Applikation unterschiedlicher organischer 

und mineralischer Dünger auf Wiese und Mähweide 

H. Flaig , M. Elsäßer .............................................................................................168 

Pflanzenerträge und Beikrautaufkommen unter dem Einfluss unterschiedlicher Systeme 

der Grundbodenbearbeitung im ökologischen Dauerfeldversuch Gladbacherhof 

F. Schulz, C. Brock, G. Leithold ..........................................................................180 

Vergleich von Ringversuchen der Fachgruppe „Bodenuntersuchung“ mit 

Ringversuchen, die als Grundlage einer Laborzulassung durchgeführt werden 

W. Übelhör, H. Hartwig .........................................................................................187 

Qualitätsaussagen zur Kartoffel mittels Nah-Infrarotspektroskopie 

N. U. Haase ............................................................................................................192 

Der Pflanzenschutzwarndienst in Baden-Württemberg 

B. Bundschuh .......................................................................................................201 

Bestimmung ausgewählter Nährstoffe mit der Fließinjektionsanalytik 

A. Schöne1 ............................................................................................................203 

Vorbereitung von leichten, schwach gepufferten Böden auf die Applikation von 

Biogasgülle 

H. Unterfrauner, W. Somitsch, R. Peticzka, S. Brauneis, M. Schlaipfer ..........213 

Biomassenutzung und Bodenfruchtbarkeit – ein Widerspruch? 

J. Zimmer, R. Schade ...........................................................................................221 

Leistungspotenzial und Nährstoffbedarf von Energiepflanzenfruchtfolgen in klimatisch 

begünstigten Regionen Deutschlands 

S. Kruse ................................................................................................................230 

Energiepflanzenanbau zur Biogasgewinnung auf ostdeutschen Diluvialstandorten 

G. Ebel, G. Barthelmes .........................................................................................238 

-6 -


Tierische Produktion 

Nachhaltige Tier-Konsumtion und –Produktion und deren Umsetzung in Deutschland 

und EU-27 als Grundvoraussetzung nachhaltiger Nährstoff-Haushalte im 

Ernährungsbereich 

R. Isermann, K. Isermann ....................................................................................247 

Bestimmung von Blei und Cadmium in Futtermitteln – ein Methodenvergleich 

H. Hrenn, J. Breuer, H. Schenkel .........................................................................257 

Untersuchungen zum Futterwert von Hafer in der Pferdefütterung 

A. Heinrich, G. Schlegel, J. Danier, F.J. Schwarz ..............................................262 

Anwendung der Schätzung der Dünndarmverdaulichkeit von Aminosäuren in einem 

Fütterungsversuch mit Ferkeln. 

K. Rutzmoser, H. Lindermayer, G. Propstmeier ...............................................269 

Bestimmung des nutzbarem Rohproteingehaltes von Grassilagen in vitro mittels modifiziertem 

Hohenheimer Futterwerttest (moHFT) 

P. Leberl, H. Schenkel ..........................................................................................275 

Ruminale Abbaubarkeit und Gesamtverdaulichkeit von frischem und siliertem Maisstroh 

A.E. Metwally, F.J. Schwarz ................................................................................279 

Verdaulichkeit von pansengeschützten Fetten beim Schaf 

C. Schröder, F.J. Schwarz ...................................................................................286 

Einfluss einer gestaffelten Supplementierung von zwei unterschiedlichen Selenquellen 

auf Leistungsmerkmale von Broilern 

I. Halle, H. Schenkel ..............................................................................................292 

VFT-Sonderuntersuchung – Vitamin A im Mischfutter 

K.-H. Grünewald, G. Steuer .................................................................................295 

Untersuchungen zum Einsatz von Milchaustauscher in der Fresseraufzucht mit 

Fleckvieh 

T. Ettle, A. Obermaier, H. Schuster, H. Spiekers ...............................................304 

Unterschiedliche Aufzuchtintensität von Jungrindern und deren Auswirkung auf die 

Milchleistung 

S. Dunkel, K. Trauboth, W.-I. Ochrimenko, H.-J. Löhnert .................................313 

ANKOM Technologie – Vergleich der FilterBag-Technik zur Fett- und Faserbestimmung 

mit den amtlichen Methoden nach VDLUFA 

B. Stadler ...............................................................................................................317 

Charakterisierung der chemischen Zusammensetzung und weiterer 

Futterwertmerkmale von Futtermitteln aus Milchviehbetrieben des Öko logischen 

Landbaus 

D. Breer, M. Kalff, E. Leisen, K.-H. Südekum .....................................................329 

-7 -


Untersuchungen zur Silierung von Biertrebern 

G. Weber, E. Kaiser ..............................................................................................340 

Parameter des Proteinwertes von Biertrebern beim Wiederkäuer 

N. Seifried, H. Steingaß, P. Leberl ......................................................................347 

Einfluss der Fütterung von getrockneter Schlempe (Weizen, Gerste, Zucker), Raps- oder 

Sojaextraktionsschrot auf Harnstoffgehalt und GLDH-Aktivität im Blut bei Mastbullen 

H. Meiser, T. Ettle, H. Spiekers, W. Preissinger2, . Potthast, A. Obermaier, M. 

Majzoub .................................................................................................................351 

Ableitung neuer Gleichungen zur Schätzung der Umsetzbaren Energie von Mischfutter 

für Rinder 

M. Pries, A. Menke, E. Tholen, K.-H. Südekum ..................................................360 

Ein Verfahren zur Schätzung der Dünndarmverdaulichkeit von Aminosäuren beim 

Schwein 

K. Rutzmoser, H. Lindermayer, G. Propstmeier ...............................................368 

VFT-Prüfung der mikrobiologischen Qualität von Mischfutter 

K.-H. Grünewald, E. Bucher, G. Steuer .............................................................374 

Düngung 

Ergebnisse zwölfjähriger N-, P- und K-Bilanzen Thüringer Landwirtschaftsbetriebe 

W. Zorn, H. Heß, L. Herold ..................................................................................383 

NH3-N Verlustpotenziale bei Harnstoffdüngung auf unterschiedlichen Böden: 

Ergebnisse von Modellversuchen und Erhebungsuntersuchungen 

A. H. Wissemeier, W. Weigelt, U. Thiel, G. Pasda, W. Zerulla ..........................391 

Einfluss von Platzierung und Bodenfeuchte auf gasförmige NH3-N Verluste nach 

Düngung mit Harnstoff 

A. H. Wissemeier, W. Weigelt ..............................................................................399 

Ammonium-Depot-Düngung zu Winterweizen im Feldexperiment 

S. Donath, J. Döhler, I. Großmann, R. Schulz, S. Gruber, W. Claupein, 

T. Müller ................................................................................................................407 

N-Aufnahme, Ertrag und Ertragskomponenten von Winterraps in Abhängigkeit von der 

N-Form mit und ohne Nitrifikationsinhibitor 

Th. Appel, I. Pahlmann, S. Wilmsmann, F. Glas ................................................414 

Nährstoff- und Humuswirkung organischer Dünger – dargestellt am Beispiel des IOSDV- 

Versuchs der LUFA Speyer 

M. Armbruster, R. Bischoff, F. Wiesler ..............................................................423 

-8 -


Anpassung der Richtwerte für die P- und K-Düngung bei langfristig hohen 

Düngemittelpreisen 

W. Zorn, H. Schröter ............................................................................................434 

Ansätze für eine effizientere Nutzung des Phosphors 

W. Römer ...............................................................................................................442 

Einfluss von „Effektiven Mikroorganismen“ (EM-1) auf das Umsatzverhalten von 

Wurmhumus 

R. Schulz, I. Papantoniou, T. Müller ....................................................................451 

Bodenuntersuchung 

Eine Schnellmethode (NIRS) zur Bestimmung von Stickstoff und Kohlenstoff der wasserlöslichen 

organischen Substanz (WOS) in Bodenextrakten 

W. Wenzl, W. Hartl, I. Diethart, H. Unterfrauner .................................................456 

Boden- und reliefbedingte Unterschiede auf Schlägen erfordern eine teilflächendifferenzierte 


K. Severin, J. Boess .............................................................................................466 

Neue Gerätetechnik bei der Elektro-Ultrafiltration (EUF) hilft bei der Prognose der 

Phosphatverfügbarkeit auf kalkhaltigen Böden 

C. Horn, T. Appel, D. Steffens .............................................................................474 

Zehn Jahre Energie- und Nährstoffbilanzierung in Luxemburg: Die Erfolge einer 

Beratung im Spannungsfeld Ökonomie-Ökologie 

R. Lioy, J. Albers, T. Dusseldorf, D. Klöcker, R. Reding ..................................483 

Saatgut 

Ergebnisse von Heterogenitätsuntersuchungen zertifizierter Saatgetreidepartien 

W. Jackisch, B. Krellig1, G. Wustmann ..............................................................491 

Der Heubachtest - Untersuchung von Maissaatgut auf die Abriebfestigkeit des 

Beizmittels 

A. Jonitz, K. Hüsgen .............................................................................................500 

Fusarienbefall an Winterweizen Saatgut der Ernte 2007 

A. Jonitz, L. Zeidler ..............................................................................................509 

Vorbehandlung mit 4%igem Ethanol bei Saatgut der Wiesenrispe (Poa pratensis L.) 

C. Sandritter, M. Kruse .........................................................................................516 

-9 -


Heterogenität bei Gräsermischungen 

C. Reinhardt, J. Pfäfflin, M. Kruse .......................................................................523 

Sauerstoffbedarf ausgewählter Kulturarten während der Keimung 

S. Bopper, M. Kruse .............................................................................................531 

Strategien gegen Zwergsteinbrand (Tilletia controversa) und Steinbrand (Tilletia caries) 

im ökologischen Getreidebau 

M. Dressler, B. Voit, P. Büttner, B. Killermann ..................................................539 

Überwachung von Saatgut auf GVO Verunreinigungen - eine analytische 

Herausforderung? 

B. Speck ...............................................................................................................548 

Autorenindex ...........................................................................................554 

-10 -


Weniger ist mehr - gezielter Pflanzenschutz gegen 

Monilia an Zwetschenfrüchten 

S. Fritsch, J. Hinrichs-Berger 

Landwirtschaftliches Technologiezentrum LTZ, Karlruhe Außenstelle Stuttgart 

Abb. 1: Monilia-Pilzinfektion an reifen Zwetschenfrüchten der Sorte „Hanita“ 

1. Hintergrund und Problematik: 

In den letzten Jahren treten in Baden-Württemberg und anderen Regionen mit 

intensivem Zwetschenanbau verstärkt und weit verbreitet Probleme mit Fäulnis 

im Nacherntebereich auf. Obwohl augenscheinlich gesunde Zwetschenfrüchte 

von den Erzeugern für die Vermarktung erfasst werden, kommt es im Lager bzw. 

auf dem Weg zum Kunden innerhalb von nur wenigen Tagen nach Anlieferung 

zur Fäulnis der Früchte. Als Hauptschaderreger wurden die Monilia- Arten laxa 

und fructigena identifiziert (Abb. 1). 

Zur Monilia-Fäule im Lager kam es unabhängig von der Intensität des Pflanzenschutzeinsatzes. 

So trat die Fäule an Früchten aus Anlagen mit einem intensiven 

Fungizideinsatz auf, in anderen Anlagen mit nur geringem Pflanzenschutzmitteleinsatz 

war die Monilia-Fruchtfäule jedoch zu vernachlässigen. Dies führte zu den 

Annahmen, dass die Pflanzenschutzmittel nicht mehr wirksam sind oder zu einem 

falschen Zeitpunkt in der Entwicklung von Baum und Pilz eingesetzt wurden. 

Das Land Baden-Württemberg und das Marktkontor Obst- und Gemüse Baden 

e. G. haben für die Jahre 2006 bis 2010 Forschungsmittel bereitgestellt, um der 

Biologie des Monilia-Pilzes auf dem Wirtsorganismus Zwetsche auf den Grund zu 

gehen und eine Bekämpfungsstrategie zu entwickeln. In diesem Zusammenhang 

sollen unter anderem folgende Versuchfragen beantwortet werden: 

-11 -


1) Wie wirksam sind die eingesetzten Fungizide? 

2) Wann ist der richtige Einsatzzeitpunkt für die Fungizide? 

3) Wie kann man den Fungizideinsatz optimieren? 

2. Bisherige Untersuchungsergebnisse: 

1) Die zur Monilia-Bekämpfung an Zwetschen nach den Richtlinien der Integrierten 

Produktion zugelassenen Fungizide sind wirksam wie in vitro-Sensitivitätsscreenings 

von verschiedenen Monilia-Isolaten aus der Region, Fungizidversuche 

im Freiland und im Labor ergeben haben. 

2) Die Zwetschenblüte kann in allen Blühstadien mit Monilia infiziert werden. Die 

befallene Blüte fault und bleibt in der Regel am Ast hängen (Abb. 2). Damit der 

Monilia-Pilz in benachbarte Blüten eines Blütenbüschel und den Trieb vordringen 

kann, wird eine längere feuchte Periode benötigt. Ebenso bilden sich neue 

Monilia-Sporenpolster auf den faulen Blütenorganen (Abb. 3) erst bei länger andauernder 

Nässe. Am anfälligsten ist die Blüte während Ballonstadium und Vollblüte 

(BBCH 57-65). 

Abb. 2: Monilia-Infektion an Zwetschenblüten 

-12 - 

Abb. 3: Monilia-Sporenpolsterbildung 

auf fauler Zwetschenblüte 

Für eine Infektion der Frucht durch Monilia-Konidien sind Verletzungen erforderlich. 

Sie können keine Früchte mit intakter Fruchtschale infizieren. 

Mit einsetzender Blaufärbung und Reife der Zwetschen steigt die Anfälligkeit der 

Früchte für eine Monilia-Pilzinfektion, je reifer die Frucht ist, desto empfindlicher ist sie.


Die kritische Infektionszeit für die Monilia-Krankheit, die an Zwetschenfrüchten 

nach der Ernte sichtbar wird und die zu den Reklamationen des Handels und des 

Verbrauchers führt, liegt hauptsächlich kurz vor und während der Ernte. 

Auf Basis dieser Erkenntnisse zu den kritischen Infektionsphasen von Monilia 

bei Zwetschen lässt sich die Monilia-Bekämpfung genauer terminieren. So 

erscheint der Einsatz von Fungiziden nur zur Blüte und ab dem Umfärben 

der Früchte bis zur Ernte angezeigt, wenn gleichzeitig eine längere Blattnässedauer 

vorliegt oder zu erwarten ist. Sollte es zur Blüte und in der letzten Phase 

vor der Ernte trocken sein, kann vermutlich auch in dieser Phase auf einen Fungizideinsatz 

verzichtet werden. Allerdings ist eine Fungizidbehandlung zwischen 

Blüte und Umfärben notwendig, wenn es beispielsweise durch Hagelschlag und 

Sonnenbrand zu Fruchtverletzungen kommt. 

3) Folgende weitere Maßnahmen sind für einen optimalen Bekämpfungserfolg 

der Monilia-Pilzkrankheit an Zwetschen wichtig und helfen den Fungizideinsatz 

auf ein Minimum zu beschränken: 

• Hygiene in der Obstanlage: Die Witterungsbedingungen in den baden-württembergischen 

Zwetschenanbaugebieten sind für die Überdauerung 

und Reproduktion des Monilia-Pilzes nahezu jedes Jahr ideal. 

Als Hauptproduktionsquelle für Monilia-Konidien gelten Fruchtmumien. 

Deshalb sollten Monilia-Früchte und andere infizierte Pflanzenteile aus 

dem Zwetschenbaum entfernt werden. Am leichtesten und außerdem 

fast rückstandsfrei lassen sich Monilia-Früchte vor oder kurz nach der 

Ernte entfernen. Werden mumifizierte Früchte erst beim Winterschnitt 

entfernt, bleiben Myzelreste an den Ästen haften, die weiter signifikante 

Sporenmengen produzieren. Der Abbau von infizierten Früchten, die 

auf den Boden gelangen, geht bei entsprechend warmen Temperaturen 

und aktivem Bodenleben innerhalb weniger Wochen vonstatten. 

• Wahl eines geeigneten Standorts für Zwetschgen (Standorte mit guter 

Durchlüftung, keine schattigen, feuchten Lagen) 

• lichte Baumerziehung (z. B. Spindelerziehung, Durchführen von Sommerissmaßnahmen), 

damit die Laubwand nach Niederschlagsereignissen oder 

Taubildung schnell abtrocknet 

• Behangregulierung z. B. durch Fruchtausdünngung: Ausdünnungsmaßnahmen 

helfen die Durchlüftung und somit die Abtrock- 

-13 -


nung zu verbessern. Außerdem reiben die Früchte bei Wind nicht 

so stark aneinander, sodass Fruchthautverletzungen vermieden 

werden, was die Ansteckungsgefahr für Monilia verringert. 

• Überprüfung der Fungizidapplikation (z. B. mit wassersensitivem 

Papier) und die Anpassung der Spritztechnik an die Erfordernisse 

der jeweiligen Obstanlage (Baumform, Bestandesdichte etc.) 

• Ernte: Bei der Ernte ist eine schonende Handhabung der Früchte wichtig, um 

Verletzungen der Fruchthaut zu vermeiden, durch die es zu Monilia-Infektionen 

kommt. Schonende Ernte bedeutet: 

• keine Früchte aus der unmittelbaren Umgebung bereits befallener Früchte, 

die meistens in „Nestern“ im Baum zusammenhängen, pflücken: Dies verhindert 

zum einen das Berühren von faulen Früchten bei der Ernte und die 

Übertragung von Konidien auf das Erntegut, zum anderen gelangen so weniger 

Früchte in die Erntegebinde, die durch benachbarte Monilia-Früchte im 

Baum angesteckt wurden. 

- nach Möglichkeit mit Stiel ernten, um Verletzungen der Stielgrube zu vermeiden, 

wenn das Trenngewebe zwischen Stiel und Frucht noch nicht genügend 

ausgebildet ist 

- Früchte nicht unnötig drücken 

- vorsichtiges Ablegen der Früchte in ein sauberes Erntegebinde 

Trockene Witterung ist bei der Ernte zu bevorzugen. Werden die Früchte regen- 

oder taunass geerntet finden die Monilia-Konidien optimale Keimungsbedingungen 

vor. 

Der Monilia-Befall genussreif geernteter Früchte ist deutlich höher als der Befall 

marktreif gepflückter Ware. Der optimale Erntetermin wird allerdings ein Kompromiss 

zwischen Geschmack und Haltbarkeit der Früchte sein müssen. Überreife, 

weiche Früchte sollten verworfen werden, falls die Früchte mehr als vier 

Tage halten müssen. 

• Die Zwetschen sollten möglichst rasch nach der Ernte auf Temperaturen von 

10 °C gekühlt werden, um den Befallsauftritt von Monilia deutlich zu verzögern, 

und umgehend der Vermarktung zugeführt werden. 

-14 -


Rübenkopfälchen - Schadensminderung mit 

toleranten Zuckerrübensorten 

P. Knuth 

1 LTZ Augustenberg, Außenstelle Stuttgart 

Rübenkopfälchen (Ditylenchus dipsaci) gehören weltweit zu den bedeutendsten 

pflanzenparasitären Nematoden. Mehrere hundert Pflanzenarten, darunter 

viele Kulturpflanzen im Acker-, Gemüse- und Zierpflanzenbau, zählen zu den 

Wirtspflanzen dieses Schädlings. An Zuckerrüben verursacht das Rübenkopfälchen 

die Kopffäule der Zuckerrüben. Die Schäden können beträchtlich sein: 

Ertragsverluste auf befallenen Flächen erreichen Werte bis zu 50 % und auch 

in gelagerten Rüben schreitet die Fäule weiter voran. Zudem wird der bereinigte 

Zuckerertrag stark reduziert. Pflanzenschutzmittel, die eine direkte Bekämpfung 

des Schädlings ermöglichen würden, sind seit Mitte der 80-iger Jahre nicht mehr 

zugelassen, so dass man auf alternative Bekämpfungs- und Schadensvermeidungsstrategien 

angewiesen ist. Versuchsergebnisse der letzten Jahre belegen, 

dass mit toleranten Zuckerrübensorten auf Standorten mit Rübenkopfälchenvorkommen 

gesunde Rüben produziert werden können. 

Was sind Nematoden? 

Nematoden sind runde, fadenförmige und farblose Würmer. „Nema“ (griechisch) 

bedeuten Faden, daher auch der deutsche Namen „Fadenwürmer“. Da sich Nematoden 

schlängelnd wie kleine Aale fortbewegen, werden sie auch oft als „Älchen“ 

bezeichnet. Nematoden zeichnen sich durch einen ungeheueren Artenreichtum 

(ca. 10 Millionen Arten) aus. Ihr Vorkommen erstreckt sich auf alle Lebensräume 

der Erde. Nematoden findet man sowohl in heißen Thermalquellen 

als auch in Tiefseegräben. Bei Menschen und Tieren können einige Nematodenarten 

zu schlimmen parasitären Erkrankungen führen (z.B. Trichinen, Spulwürmer, 

Medinawurm). Man geht davon aus, dass mehr als 80 % aller mehrzelligen 

tierischen Organismen auf unserem Planeten Nematoden sind. Pflanzenparasitäre 

Nematoden sind in der Regel sehr klein und selten größer als 1 mm. Mit bloßem 

Auge sind sie daher nicht zu erkennen. 

-15 -


Biologie und Verbreitung von Rübenkopfälchen in Baden-Württemberg 

Die meisten pflanzenparasitären Nematoden leben entweder in den Wurzeln 

oder parasitieren an der Wurzeloberfläche ihrer Wirtspflanzen. Das Rübenkopfälchen 

gehört zu den wenigen Nematodenarten, die in den oberirdischen Pflanzenteilen 

leben, wobei bei vielen Wirtspflanzen in erster Linie die Stängel – v.a. 

die Stängelbasis – befallen werden, daher hat Ditylenchus dipsaci auch den 

deutschen Namen „Stängelälchen“. Bei Zwiebeln oder Knollen bildenden Kulturen 

parasitieren die Tiere in den Knollen bzw. Zwiebeln. Wurzeln werden nicht befallen. 

Zum Überwintern bilden Stängelälchen/Rübenkopfälchen kein typisches 

Dauerstadium aus. Alle vier Larvenstadien und auch die adulten Tiere können im 

Boden oder in Pflanzenresten überwintern. Zeiten ohne Wirtspflanzen sind kein 

Problem, die Tiere überleben unbeschadet auch mal ein Jahr oder sogar noch 

länger ohne Nahrungsaufnahme. Im Frühjahr werden die Tiere schon bei sehr 

niedrigen Bodentemperaturen aktiv und besiedeln über Spaltöffnungen oder 

kleine Verletzungen die Pflanzen. 

Der Schädling ist in Baden-Württemberg v.a. in den Landkreisen Main-Tauber, 

Heilbronn, Hohenlohe, Schwäbisch Hall, Ludwigsburg und dem Enzkreis verbreitet. 

Entwicklung des Nematoden in der Rübe 

Die seit 2003 bundesweit durchgeführten Sortenversuche belegen, dass es innerhalb 

des Zuckerrüben-Sortenspektrums große Unterschiede in der Ausprägung 

des Symptoms „Rübenkopffäule“ gibt. Rübenkopfälchen werden immer 

nur mit der erst im Herbst sichtbar werdenden Rübenkopffäule in Verbindung gebracht. 

Doch was passiert in der Rübe während der langen Vegetationszeit von 

März bis zur Ernte? 

In Zusammenarbeit mit dem Verband baden-württembergischer Zuckerrübenanbauer 

und der Zuckerfabrik Offenau wurde im Jahr 2006 auf einem hochverseuchten 

Feld ein Sortenversuch mit 10 Rübensorten durchgeführt. Ein Untersuchungsschwerpunkt 

war dabei die Entwicklung der Rübenkopfälchen in den 

verschiedenen Sorten während des Jahres. Aufgrund der im Jahresverlauf sehr 

unterschiedlichen Krankheitssymptome können drei Entwicklungsabschnitte - 

Frühjahrs-, Sommer- und Herbstbefall - unterschieden werden. 

-16 -


1. Frühjahrsbefall 

Im Sortenversuch von 2006 zeigten sich die ersten Befallssymptome an den jungen 

Rüben bereits im Mai, ca. 6 Wochen nach der Aussaat. Die Pflanzen kümmerten 

und hatten deutlich verdrehte Blätter, starben aber i.d.R. nicht ab. Diese 

ersten Befallssymptome könnten fast mit einem Herbizidschaden („Wuchsstoffschaden“) 

verwechselt werden. Vermutlich sind es Speichelausscheidungen 

der Nematoden, die bei den jungen Pflanzen diese Verwachsungen oder Verdrehungen 

bewirken können. 

Der Sortenversuch wurde auf einem extrem hoch befallenem Feld durchgeführt, 

bereits wenige Wochen nach dem Auflaufen der Rüben konnten sehr viele Nematoden 

in den kleinen Pflänzchen nachgewiesen werden. Pflanzenuntersuchungen 

im 4 bis 6-Blattstadium ergaben bis zu 3455 Rübenkopfälchen in 30 g 

Pflanzengewebe! 

Dabei waren zu diesem frühen Zeitpunkt ca. 80 % erwachsene (adulte) Tiere, 

aber nur 20 % Larven vorhanden, d.h. vom Boden aus wanderten massiv Larven 

in die kleine Pflanzen ein und entwickelten sich zum adulten Tier weiter. Eine 

Vermehrung hat zu diesem frühen Zeitpunkt noch nicht stattgefunden. Die 10 im 

Versuch getesteten Zuckerrübensorten waren ohne Ausnahme hoch befallen, 

2000 

1500 

1000 

500 

0 

1. Pflanzenuntersuchung vom 18.05.06 

Mittelw erte von 4 Wh 

Dorena 

Paulina 

Premiere 

Fabiola 

Syncro 

Simenia 

Nauta 

Calida 

Prestige 

Xenia 

-17 - 

A d ult e, 18 .0 5.0 6 Lar ven, 18 .0 5.0 6 

Abb. 1: Im Frühjahr drangen unabhängig von der Rübensorte sehr viele Rübenkopfälchen 

in die Rüben ein. Eine Vermehrung, signalisiert durch 

hohe Lavenanteile, fand zunächst noch nicht statt


d.h. alle Sorten waren für die Nematoden attraktiv und die Tiere konnten sich in 

den Rüben bis zur Geschlechtsreife weiter entwickeln (Abb. 1). 

Eine Differenzierung der Sorten in Bezug auf die späteren Unterschiede im Befall 

durch Rübenkopffäule ist demnach im Frühjahr noch nicht möglich. 

2. Sommerbefall 

Auch am zweiten Untersuchungstermin, ca. 3 Monate nach der Saat, waren in 

den Rüben noch überwiegend adulte Tiere vorhanden (ca. 60-70%). Obwohl zu 

diesem Zeitpunkt die Sortenunterschiede bereits sichtbar wurden, konnten auch 

aus den gesund aussehenden Rübensorten noch sehr viele Rübenkopfälchen 

isoliert werden. Die Sorte Syncro hat in allen bisherigen Versuchen zur Erntezeit 

immer die geringste Kopffäule gezeigt - trotzdem waren im Juni in dieser Sorte 

noch bis zu 1208 Tiere in 30g Pflanzenmaterial (Abb. 2). 

Rübenkopfälchen in 30g 

2500 

2000 

1500 

1000 

500 

0 

Dorena 

2. Pflanzenuntersuchung vom 29.06.06 

Mittelw erte von 4 Wh 


Premiere 

Fabiola 

Syncro 

-18 - 

Simenia 

Adulte, 29.06.06 Larven, 29.06.06 

Nauta 

Calida 

Prestige 

Abb. 2: Auch noch Ende Juni waren in allen Rübensorten hohe Populationsdichten 

der Rübenkopfälchen anzutreffen. Der gestiegene Anteil der 

Larven bei einigen Sorten deutet auf eine beginnende Vermehrung im 

Rübenkörper hin 

Xenia


Pustelbildung: Typisch für den Sommerbefall sind weiße Pusteln, die sich am 

Rübenkörper im Bereich der Bodenoberfläche bilden. Diese Pusteln bestehen 

aus lockerem Pflanzengewebe, in dem die Rübenkopfälchen in sehr hohen Populationsdichten 

nachzuweisen sind. Interessanterweise sind auch die Pusteln 

noch kein Indiz dafür, welche Sorten im Herbst stark oder welche weniger oder 

nicht von Rübenkopffäule betroffen sind. Gerade an der unempfindlichen Sorte 

Syncro wurde im Juni eine sehr ausgeprägte Pustelbildung beobachtet. 

3. Herbstbefall (Rübenkopffäule) 

Bei den 10 Rübensorten wurde zur Bewertung der Rübenkopffäule kurz vor der 

Ernte bei 120 Rüben je Sorte ein Köpfschnitt im Bereich der Bodenoberfläche 

durchgeführt. Da die Tiere in diesem Bereich in die Rüben einwandern, ist hier 

auch das größte Ausmaß der Fäulnis zu vermuteten. Der Anteil der verfaulten 

Rübenkopfschnittfläche wurde bonitiert. Die geringste Rübenkopffäule wurde 

bei den Sorten Syncro (15,1 %), Prestige (13,8 %) und Premiere (19.9 %) Die Sorte 

Dorena erwies sich, wie bereits in allen bisherigen Versuchen, als hochanfällig 

(72,3 % verfaulte Rübenkopfschnittfläche, Abb. 3). 

verfaulte Rübenkopfschnittfläche 

in % 

80 

70 

60 

50 

40 

30 

20 

10 

0 

Dorena 

Zuckerrübenversuch 2006 in HN-Frankenbach 

Anteil der verfaulten Rübenkopfschnittfläche jeder Sorte 

72,3 


54,3 

Premiere 

19,9 

Fabiola 

46,8 

Syncro 

15,1 

-19 - 

Simenia 

53,7 

Nauta 

54,6 

Calida 

40,3 

Prestige 

Abb. 3: Zur Bewertung der Rübensorten wurde der Anteil der verfaulten Rübenkopfschnittfläche 

jeder Sorte bestimmt. Die Sorten Syncro, Prestige 

und Premiere wurden deutlich weniger durch Rübenkopfälchen 

geschädigt 

13,8 

Xenia 

34,3


Offensichtlich gelingt es den Nematoden bei einigen Sorten nicht, sich im fortgeschrittenen 

Entwicklungsstadium der Rübe weiter im Rübenkörper zu etablieren. 

Bei den empfindlichen Rübensorten dagegen steigt im Spätsommer/ 

Herbst die Vermehrungsrate der Nematoden in der Rübe stark an. Im Bereich der 

Bodenoberfläche reißt das Pflanzengewebe auf und Sekundärparasiten (Pilze 

oder Bakterien) dringen in die Rübe ein. Als Folge davon beginnen die Rüben zu 

faulen. Auch bei den empfindlichen Rübensorten wird zunächst nur der Rübenkopf 

befallen wird. Im günstigsten Fall wird der Rübenkopf bei der Rodung abgeschlagen 

und es kann eine fast „befallsfreie“ Rübe geerntet werden. Je später die 

Rodung und je länger sich die Tiere im Rübenkörper entwickeln können, desto 

eher besteht die Gefahr, dass die Parasitierung fortschreitet und letztlich der gesamte 

Rübenkörper betroffen ist (Kernfäule, Abb. 4). 

Abb. 4: Rübenkopffäule, verursacht durch Rübenkopfälchen (Ditylencus 

dipsaci). Bonitur der Rübenkopfschnittfläche zum Erntetermin 

(links). Kernfäule (rechts) 

-20 -


4. Möglichkeiten der Schadensvermeidung 

Neben der Wahl einer Rübenkopfälchen toleranten Sorte stehen aber auch noch 

weitere Maßnahmen zur Verfügung, um Schäden an Zuckerrüben durch Rübenkopfälchen 

zu vermeiden. Da außer der Rübe auch weitere Kulturpflanzen 

befallen werden, sollte in der Fruchtfolge auf einem betroffenen Feld möglichst 

nur eine Wirtspflanze stehen. Dies bedeutet für den Landwirt, vor allem keine 

Leguminosen, Hafer, Kartoffeln oder Zwiebeln in eine Fruchtfolge mit Rüben zu 

stellen. Wintergetreide (Winterweizen und Wintergerste) sind keine Wirtspflanzen 

und können unbedenklich in einer Fruchtfolge mit Rüben angebaut werden. 

In der Praxis ist es oft üblich, vor Zuckerrüben eine Zwischenfrucht (Senf oder 

Ölrettich) zur Bekämpfung des Rübenzystenälchens (Heterodera schachtii) 

anzubauen. Bevorzugt wird dabei Senf angebaut, da dieser über Winter besser 

als Ölrettich abfriert und im folgenden Frühjahr nicht wieder austreibt. Doch 

Vorsicht! Senf ist für das Rübenkopfälchen eine gute Wirtspflanze und sollte auf 

keinen Fall auf betroffenen Feldern vor Zuckerrüben stehen. Auch viele auf Akkerflächen 

vorkommende Unkräuter sind Wirtspflanzen des Rübenkopfälchens, 

so dass eine gute Unkrautbekämpfung auch gleichzeitig einer Vermehrung des 

Rübenkopfälchens vorbeugt. 

-21 -


Bienenschäden 2008 im Rheintal – Analytik, 

Ursachen, Konsequenzen 

A. Trenkle 

LTZ Augustenberg, Karlsruhe 

1. Einführung 

Ende April 2008 wurden erste Bienenschäden im Rheintal zwischen Rastatt und 

Lörrach d.h. bis zur Schweizer Grenze gemeldet. Zunächst ergab sich hinsichtlich 

der Schadensursache kein klares Bild. Irritierend waren anfängliche Beobachtungen, 

dass sich geschädigte oder angeblich tote Bienen wieder erholten. 

Doch im Verlaufe der ersten Maiwoche war eine dramatische Zuspitzung der 

Bienenschäden festzustellen. Daraufhin liefen umfangreiche Untersuchungen 

von Bienen, Waben, Wabeninhalten, Aufwüchsen sowie sonstigem pflanzlichen 

Material und Honig auf bienentoxische Pflanzenschutzmittelwirkstoffe (PSM) 

an. Nachforschungen ergaben, dass die Bienenschäden vor allem zeitlich und 

örtlich parallel zur Maisausaat auftraten. Dies war ein erster Hinweis auf eine 

mögliche Schädigung der Bienen durch Clothianidin. Mit diesem Wirkstoff wurde 

das Saatgut gegen den Maiswurzelbohrer gebeizt. Da aber zunächst andere 

PSM als Schadensursache nicht ausgeschlossen werden konnten, wurde auf 

alle relevanten bienenschädlichen Substanzen untersucht. 

2. Analytik 

Die PSM wurden in den unterschiedlichen Proben: Bienen, Waben, Wabeninhalten, 

Aufwüchsen sowie sonstigem pflanzlichen Material und Honig, mit der Multimethode 

3.3.7.1 des VDLUFA (VDLUFA-Methodenbuch Band VII, 2008) bestimmt. Dieses 

Analysenverfahren ist eine Weiterentwicklung der Methode L00.0034 der Amtlichen 

Sammlung von Untersuchungsverfahren nach § 64 LFGB (1999) und hatte sich auch 

bei analytisch schwierigen Matrices wie z.B. Mischfuttermitteln bewährt. Dabei wurde 

dieses modular aufgebaute Verfahren um weitere Methodenbausteine erweitert: 

Um ein ASE-Verfahren für fetthaltige Proben, verschiedene Extraktreinigungen an 

Festphasen und vor allem um die modernen chromatographischen massenspektrometrischen 

Bestimmungsverfahren wie GC-EI-MS, GC-NCI-MS, GC-MSMS und 

-22 -


LC-MSMS. Zusätzlich wurden die massenspektrometrischen Daten und Hinweise 

der Methoden L00.00113, L00.00114 und L00.00115 der Amtlichen Sammlung von 

Untersuchungsverfahren nach § 64 LFGB (2007) herangezogen. Die verwendeten 

Methodenbausteine der VDLUFA-Multimethode (VDLUFA, 2008) zur Bestimmung 

der PSM sind in Schema 1 und 2 dargestellt. 

Schema 1: Bestimmung von PSM in pflanzlichem Material und Honig 

Schema 2: Bestimmung von PSM in Bienen, Bienenbrot, Bienenbrut Blütenpollen 

und Waben 

-23 -


Die Verfahrensvarianten wurden an den wichtigsten Probenarten überprüft. Die 

statistischen Kennzahlen waren akzeptabel (Tab. 1). In pflanzlichem Material 

wandelte sich Methiocarb teilweise in Methiocarbsulfon um. Dadurch wurde die 

Wiederfindung von Methiocarb (49 %) herabgesetzt und die des Metaboliten 

Methiocarbsulfon (126 % bzw. 138 %) dementsprechend erhöht. Die relativen 

Standabweichungen V r (6,8 %-11,0 %) belegen jedoch die Zuverlässigkeit der 

Multimethode auch im Spurenbereich. Zur Überprüfung des Analysenverfahrens 

stand relativ wenig nicht kontaminiertes Material zur Verfügung. Deshalb 

konnten lediglich 3–5 Wiederholungsanalysen durchgeführt werden. Außerdem 

wurden Laborvergleichsuntersuchungen zwischen den zuständigen Laboren 

des LTZ Augustenberg und der Firma Bayer CropScience (BCS) durchgeführt. 

Dabei wurden für alle wichtigen Probenarten und PSM gute Übereinstimmungen 

der VDLUFA-Multimethode (VDLUFA-Methodenbuch Band VII, 2008) mit der 

BCS-Methode erzielt. 

3. Untersuchungsbefunde und Klärung der Ursachen 

Bienen, Wabeninhalte und pflanzliches Material aus dem Schadensgebiet waren 

hauptsächlich mit Clothianidin, Methiocarb dessen den Metaboliten Methiocarbsulfon 

sowie Methiocarbsulfoxid und Thiacloprid kontaminiert. Andere 

bienentoxische PSM wurden nur vereinzelt festgestellt und schieden damit als 

Ursache für den großflächigen Bienenschaden aus. Meist wurden in den verschiedenen 

Proben Clothianidin und Methiocarb zusammen angetroffen. Dies 

war ein deutlicher Hinweis auf einen Zusammenhang zwischen der Maisaussaat 

und den Bienenvergiftungen im Rheintal. 

Tab. 1 : Statistische Kennzahlen der 2008 am häufigsten im Rheintal gefundenen 

PSM 

Wirkstoff 

Probenart 

SW 

[µg/ 

kg] 

-24 - 

MW 

[µg/kg] 

WF 

% 

v 

[µg/ 

kg] 

V r 

[%] 

Clothianidin Bienen 0,75 0,7 92 0,09 12,4 5 

Clothianidin Bienen 7,5 5,3 71 0,51 9,6 4 

Methiocarb Bienen 0,75 0,6 83 0,05 7,5 5 

Methiocarb Bienen 7,5 4,5 61 0,23 5,0 3 

Methiocarbsulfon Bienen 0,75 0,8 107 0,09 11,5 5 

n


Wirkstoff 

Probenart 

SW 

[µg/ 

kg] 

-25 - 

MW 

[µg/kg] 

WF 

% 

v 

[µg/ 

kg] 

V r 

[%] 

Methiocarbsulfoxid Bienen 0,75 0,5 72 0,03 4,7 3 

Thiacloprid Bienen 0,75 0,5 68 0,05 8,8 3 

Clothianidin Pollen 25,0 27,5 110 4,33 15,7 4 

Methiocarb Pollen 25,0 29,5 118 1,19 4,1 5 

Methiocarbsulfon Pollen 25,0 27,4 110 1,16 4,2 5 

Methiocarbsulfoxid Pollen 25,0 23,0 92 0,46 2,0 5 

Thiacloprid Pollen 25,0 21,8 87 0,69 3,2 5 

Clothianidin Pflanzen 1,5 1,9 124 0,09 4,8 3 

Clothianidin Pflanzen 15,0 14,8 99 0,86 5,8 3 

Methiocarb Pflanzen 1,5 0,7 49 0,08 10,9 3 

Methiocarb Pflanzen 15,0 7,3 49 0,50 6,8 3 

Methiocarbsulfon Pflanzen 1,5 1,9 126 0,21 11,0 3 

Methiocarbsulfon Pflanzen 15,0 20,7 138 1,76 8,5 3 

Methiocarbsulfoxid Pflanzen 1,5 1,2 78 0,11 9,6 3 

Methiocarbsulfoxid Pflanzen 15,0 12,6 84 1,60 12,7 3 

Thiacloprid Pflanzen 1,5 1,4 91 0,26 19,1 3 

Thiacloprid Pflanzen 15,0 15,2 101 1,45 9,6 3 

SW = Sollwert bzw. Wirkstoffzugabe; MW = Mittelwert; WF = Wiederfindung; v = 

Standardabweichung; V r = relative Standardabweichung; n = Anzahl der Analysen 

Tab. 2: Bienentoxizitäten von Clothianidin, Methiocarb, Thiacloprid 

Wirkstoff Letale Dosis 

Clothianidin LD50-oral 37 µg/kg oder 3,7 ng/Biene 

LD50-kontakt 440 µg/kg oder 44 ng/Biene 

Methiocarb LD50-oral 800 µg/kg oder 80 ng/Biene 

LD50-kontakt 2 300 µg/kg oder 230 ng/Biene 

Thiacloprid LD50-oral 173 200 µg/kg oder 17 320 ng/Biene 

LD50-kontakt 388 200 µg/kg oder 38 820 ng/Biene 

n


Denn zur Bekämpfung des Mauswurzelbohrers wurde 2008 das Maisaatgut 

mit PonchoPro (Wirkstoff: Clothianidin) und zur Abwehr der Krähen mit Mesorol 

(Wirkstoff: Methiocarb) gebeizt. Die ermittelten Thiaclopridgehalte waren ebenfalls 

plausibel, da zur selben Zeit Schadinsekten in blühenden Obst- und Rapskulturen 

mit den Pflanzschutzmitteln Biscaya und Calypso bekämpft wurden. 

Von diesen Wirkstoffen ist Clothianidin extrem bienentoxisch (Tab. 2). 

Daher konzentrierten sich die Untersuchungen verstärkt auf Clothianidin als 

Schadensursache ohne die Suche nach anderen für Bienen gefährliche Stoffe 

zu vernachlässigen. Beispielsweise wurde lokal eine Vergiftung von Hornissen 

durch Bromophosethyl (1,17 mg/kg) nachgewiesen (Abb. 1). Sicherlich war dies 

das Resultat einer verbotenen privaten Hornissenbekämpfung. 

Abb. 1: Gaschromatographische massenspekrtometrische Analyse von Hornissen 

98,4 % der untersuchten toten Bienen enthielten Clothianidin unterhalb der letalen 

Dosis (Tab. 3). Lediglich 2 Bienenproben stellten mit Clothianidingehalten 

von 68,6 µg/kg und 212,2 µg/kg einen direkten Bezug zwischen der Maisaussaat 

und den Bienenschäden her. Dies ist nicht verwunderlich. Bei der niedrigen letalen 

Dosis von Clothianidin für Bienen ist anzunehmen, dass viele Tiere ihren 

Bienenstock nicht mehr erreichten. Da in einem Bienenvolk ständig Bienen auch 

auf natürliche Weise sterben, sind die Clothianidingehalte Durchschnittswerte 

zwischen nicht kontaminierten und unterschiedlich kontaminierten Bienen. Der 

Eintrag des Schadstoffes in den Bienenstock über das Pelzkleid der Bienen und 

die Verteilung sowie Wirkung im Bienenvolk waren 2008 im Einzelnen noch zu 

-26 -


wenig erforscht. Hier ist weiterer Forschungsbedarf anzumerken. 

Tab. 3: Wirkstoffgehalte in toten Bienen 

B = Biene; u.B. = unterhalb der Bestimmungsgrenze (< 0,3 µg/kg) 

Beide im gebeizten Maissaatgut vorkommenden Wirkstoffe Clothianidin und 

Methiocarb können nur mittels LC-MSMS-Analyse identifiziert und quantifiziert 

werden (Abb. 2). Dabei sind zur zweifelfreien Identifizierung pro Wirkstoff mindestens 

2 charakteristische Massenübergänge erforderlich: z.B. für Clothianidin 

250/132 250/169 und Methiocarb 226/121 226/169. 

Nach den Angaben des Herstellers, der Firma BCS, liegt der No Effect Level (NO- 

EL-Wert) von Clothianidin in Bienenbrot bei 20 µg/kg. 

Dies bedeutet, dass bis zu diesem Wirkstoffgehalt bei Bienen keine Auffälligkeiten 

festgestellt wurden. Das Bienenbrot dient auch den Larven zur Nahrung und 

besteht hauptsächlich aus Blütenpollen, die die Bienen vor der Einlagerung in die 

Waben mit ihrem Speichel vermischen. 

Insgesamt 18 (15,4 %) Analysen lieferten Clothianidinbelastungen im Bienenbrot 

oberhalb von 20 µg/kg (Tab. 4), dem von der Firma BCS angegebnen NOEL- 

Wert für Bienen. Der Maximalwert erreichte 77,0 µg/kg. Als die ersten Clothianidingehalte 

in Bienenbrot oberhalb von 40µg/kg bekannt wurden, konnte BCS 

eine nachteilige Wirkung auf die Bienenvölker nicht ausschließen. Für solche 

Kontaminationen lagen zwar keine Erfahrungswerte vor. Doch die erwiesene 

-27 -


schädigende Wirkung von belastetem Bienenbrot auf Bienen sowie Bienenbrut 

während einer Schlechtwetterphase im Frühjahr 2008 sprach dafür, dass höhere 

Clothianidingehalte den Tieren zusetzten. In dieser Zeit blieben die Bienen im 

Stock. Gleichzeitig nahm trozdem die Totenfallrate in den Bienenvölkern wieder 

deutlich zu. 

Abb.2: LC-MSMS-Analyse von Bienen 

-28 -


Tab. 4: Wirkstoffgehalte in Bienenbrot 

u.B. = unterhalb der Bestimmungsgrenze (< 0,3 µg/kg) 

Tab. 5: Wirkstoffgehalte in pflanzlichem Material 


Zur Klärung der Clothianidin-Kontaminationen von Pflanzen im Umfeld der Maisflächen 

wurden blühende Rapspflanzen, Löwenzahn, Blätter sowie Blüten von 

-29 -


Apfelbäumen und anderes pflanzliches Material untersucht. Dabei wurden in 15 

(14,2 %) der Pflanzenproben Clothianidinmengen über dem NOEL-Wert nachgewiesen 

(Tab. 5). Sämtliche Proben wurden in unmittelbarer Nachbarschaft zu 

Aussaatflächen gezogen. Die höchste Belastung von 113 µg/kg wurde auf einer 

Löwenzahnwiese ermittelt (Tab. 6). Insbesondere die Clothianidingehalte über 

20 µg/kg auf Blüten wurden als Gefahr für die Bienen angesehen. 

Tab. 6: Pflanzenmaterial mit Clothianidingehalten > 20 µg/kg 


Abdriftversuche mit verschiedenen Sämaschinen sollten den Schadensverlauf 

endgültig klären. Die Feldversuche wurden mit drei verschiedenen Sämaschinentypen 

durchgeführt: 

Sämaschinen Typ A: Abluft wird nach oben abgeleitet. 

Sämaschinen Typ B: Abluft wird durch Schläuche nach unten geführt - modifizierter 

Typ A - (Abb. 3). 

Sämaschinen Typ C: Abluft wird direkt in Boden geblasen (Abb. 4). 

-30 -


Abb. 3: Sämaschine Typ B 

Abb. 4: Sämaschine Typ C 

Im Frühjahr 2008 wurden hauptsächlich Maschinen des Typs A zur Maisaussaat 

verwendet. Durch diese Geräte wurden beträchtliche Mengen von Beizstaub, 

wie Kontrollen mit Filtern zeigten, direkt in die Umwelt befördert. Deshalb wurde 

empfohlen, die Abluft durch einen passenden Aufsatz (Typ B) auf den Ackerboden 

zu leiten. 

-31 -


Insgesamt wurden 3 Abdriftversuche (V1-V3) mit Sämaschinen der Typen A, B 

und C geplant und durchgeführt. Zur Ermittlung der Abdrift clothianidinhaltigen 

Staubes wurden in benachbarten blühenden Rapskulturen in Abständen von 1, 

3, 4, 5, 10, 20, 30 und 50 m vom Maisfeld Auffanggefäße (Petrischalen) mit Filterpapieren 

platziert. Aus diesen wurde Clothianidin mit einem Acetonitril-Wasser- 

Gemisch herausgelöst und mittels LC-MSMS-Analyse bestimmt (Bayer CropScience, 

2008). Bei Versuch V2 wurden zusätzlich Rapspflanzen untersucht (Abb. 5). 

120 

100 

80 

60 

40 

20 

0 

V2: Abdrift des Wirkstoffs Clothianidin in benachbarte 

Rapsfelder bei der Maissaat 

1 3 5 25 

Abstand zur Maissaatfläche in m 

-32 - 

A Abluft oben 

B Abluft unten 

C abdriftarm 

K ontrolle 

Abb. 5: Clothianidin-Kontaminationen von Rapspflanzen durch Abdrift von 

Beizstaub 

Vermutlich waren Trockenheit und stärkere Winde während des Versuchs V2 

dafür verantwortlich, dass die Abdriftminderung beim Maschinentyp B gegenüber 

Typ A nicht zufrieden stellend war. Absolut abdriftarm waren Sämaschinen 

vom Typ C. Die entsprechenden Clothoanidingehalte in Rapspflanzen waren 

noch niedriger als die der Kontrollparzelle, die keiner Belastung durch Beizstaubabdrift 

ausgesetzt war. 

Mit den durch die pneumatischen Sämaschinen vom Typ A kontaminierten Rapspflanzen 

wurden Bienenbelauftests durchgeführt. Die Clothianidinbelastungen 

bewegten sich im Bereich von 50-120 µg/kg (Abb.5). Also in der Größenordnung


der in Tab. 6 aufgeführten Untersuchungsergebnissen. Nach den Bienenbelauftests 

führten solche Clothianidingehalte auf Pflanzen eindeutig zu einer gesteigerten 

Sterblichkeitsrate der Bienen und bei über 50 % der Tiere zu einem gestörten 

Verhalten (Abb. 6). Damit war der Zusammenhang von der Maisaussaat und 

den Bienenvergiftungen im Jahre 2008 entlang des Rheintales eindeutig belegt. 

Anteil Bienen in % 

100 

90 

80 

70 

60 

50 

40 

30 

20 

10 

0 

90,9 

9,1 

Bienenbelauftest auf Rapsblättern 

18,5 

55,6 

25,9 

-33 - 

Normal 

Gestört 

Tot 

100,0 

5,9 

64,7 

29,4 

1 m, vor der Saat 1 m, nach der Saat 3 m, vor der Saat 3 m, nach der Saat 

Abstand und Probenahme 

Abb. 6: Belauftests mit Rapsblättern aus Abdriftversuch mit Sämaschinen 

vom Typ A 

In den Abdriftversuchen V1 und V3 schnitt die umgerüstete Maschine vom Typ B besser 

ab (Abb. 7). Sie erreichte fast die gleichen Abdriftwerte wie Geräte vom Typ C, die die 

Abluft direkt in die Spurrillen ableiten können. Offensichtlich waren bei diesen Feldversuchen 

die äußeren Bedingungen nicht so ungünstig wie während des Versuchs V2. 

Starker Beizmittelabrieb von Maisaatgut in manchen Originalabpackungen 

(Säcken) ließen Zweifel an der Beizqualität aufkommen. Daher wurde die Beizqualität 

von 38 Säcken mit gebeiztem Maissaatgut verschiedener Saatgutlieferanten 

untersucht. Zunächst wurde der Abrieb der Sackware bestimmt. Dabei 

traten beträchtliche Qualitätsunterschiede auf (Abb. 8). Danach wurde der 

Beizmittelabrieb mit einem Verfahren der Firma Bayer CropScience (2008) bestimmt. 

Auch bei diesem Test waren die Unterschiede in der Qualität der Beize 

von Produzent zu Produzent unübersehbar (Abb. 9).


Abb. 7: Abdriftversuche V1 und V3 mit Auffanggefäßen 

Abb. 8: Abriebe in Saatgutsäcken bezogen auf die Clothianidingehalte 

-34 -


Abb. 9: Abriebtest von gebeiztem Maissaatgut nach der BayerCrop-Science- 

Methode 

Somit hatte neben den Sämaschinen des Typs A Saatgut minderer Beizqualität 

entscheidend zu den Bienenvergiftungen beigetragen. Im Kreis Lörrach wurde 

zu 60 % Saatgut mit geringem Abrieb verwendet (MLR Baden-Württenberg, 

2008). Von dort wurden im Vergleich zu anderen Gebieten signifikant weniger 

Bienenvergiftungen gemeldete. Demnach wären die Schäden an den Bienenvölkern 

sicherlich glimpflicher ausgefallen, wenn die Saatgutbeize die erforderliche 

Abriebfestigkeit gehabt hätte. 

4. Konsequenzen 

Die Verordnung über das Inverkehrbringen und die Aussaat von mit bestimmten 

Pflanzenschutzmitteln behandeltem Maissaatgut (Bundesanzeiger, 2009) zog 

die Lehren aus den Bienenschäden im Rheintal und ordnete verschiedene Maßnahmen 

an: 

Ein vollständiges Verbot der Beizung von Maissaatgut mit den Wirkstoffen Clothianidin, 

Imidacloprid und Thiamethoxam. 

Kontrolle dieses Anwendungsverbotes. 

-35 -


Bestimmung von Methiocarb in gebeiztem Saatgut und Überprüfung der Beizqualität 

sowie der Ausbringungsvorschriften. 

Zur Bestimmung von Clothianidin, Imidacloprid, Thiamethoxam und Methiocarb 

wurde am LTZ Augustenberg (2009) ein Analysenverfahren entwickelt (Schema 

3). Bislang wurden 2009 150 Proben von Maissaatgut auf die Einhaltung des Anwendungsverbotes 

und den Methiocarbgehalt untersucht. Ein Verstoß gegen dieses Verbot 

wurde ab 1/10 der bei der Beizung üblichen Wirkstoffkonzentration als gegeben 

betrachtet: Clothianidin ab 0,02 %, Imidacloprid ab 0,04 % und Thiamethoxam ab 

0,025 %. Bei Methiocarbgehalten ab 0,06 % war zu überprüfen, ob die Ausbringungsvorschriften 

berücksichtigt wurden. Mit Methiocarb gebeizter Mais durfte nur mit abdriftarmen 

Maschinen des Typs B oder C ausgesät werden. 

Es wurde in 2 Fällen gegen das Anwendungsverbot verstoßen: 0,054 % Clothianidin 

und 0,176 % Imidacloprid. Ein Mal kam es zur Verletzung der Ausbringungsvorschriften. 

Ein mit Methiocarb gebeizter Mais (0,64 % Wirkstoffgehalt) 

wurde mit einer Sämaschine vom Typ A ausgebracht. Insgesamt fiel 2009 mit 2 

% Verstößen die Beanstandungsquote erfreulich niedrig aus. 

Schema 3: Bestimmung von Clothianidin, Imidacloprid, Thamethoxam und Methiocarb 

in gebeiztem Maissaatgut 

-36 -


Abb. 10: Heubachgerät 

Mit Methiocarb gebeiztes Maissaatgut musste nach dem standardisierten Heubachverfahren 

(Bundesanzeiger, 2009) auf seine Beizqualität untersucht werden 

(Abb. 10): 

100 g Saatgut wurden dazu in einem Edelstahlbehälter 120 sec mit 30 U/min bei 

einem Luftdurchfluss von 20 l/min gedreht. Dabei war die Raumtemperatur bei 

15-25 °C zu halten. Gleichzeitig musste die relative Luftfeuchte im Bereich von 

30-50 % sein. 

Bei keiner Saatgutüberprüfung wurde der (Heubach-)Grenzwert von 0,75 g Abrieb 

pro 100 000 Körner überschritten (LTZ Augustenberg, 2009). Die Beizqualitäten 

der Kontrollproben waren somit in Ordnung (Abb. 11). 

Auffällig war lediglich, dass die Werte des LTZ Augustenberg tendenziell höher 

lagen als die der Beizstellen (Firmen-Werte). Da besteht noch etwas Klärungsbedarf. 

Möglicherweise können da Laborvergleichsuntersuchungen weiter helfen. 

-37 -


Abb. 11: Ergebnisse der amtlichen Beizqualitätkontrolle in Baden-Würtemberg 

mit der Heubach-Methode 

5. Zusammenfassung 

Die umfangreichen Untersuchungen von Bienen, pflanzlichem Material sowie 

anderen relevanten Matrices und die Feldversuche mit verschiedenen Sämaschinen 

belegten eindeutig einen Zusammenhang zwischen der Maisausaat 

und den Bienenvergiftungen in der Rheinebene im Jahre 2008. 

Ältere Sämaschinen, die den clothianidinhaltigen Abrieb nach oben abbliesen, 

in Verbindungen mit Saatgut minderer Beizqualität, kontaminierten während der 

Aussaat die benachbarten blühenden Kulturen. Durch Kontakt mit belasteten 

Blüten und Pflanzenteilen wurden die Honigbienen bzw. Bienenvölker vergiftet 

oder zumindest geschädigt. 

Deshalb durfte 2009 nur noch Saatgut mit ausreichend guter Beizqualität verwendet 

werden. Beizungen mit den extrem bienentoxischen Wirkstoffen Clothiandin, 

Imidacloprid und Thiamethoxam waren verboten. Bei der Ausbringung 

-38 -


von mit Methiocarb gebeiztem Saatgut waren nur abdriftarme Sämaschinen vom 

Typ B (umgerüstet) und Typ C zugelassen. 

Die Verordnung vom 11.02.2009 über das Inverkehrbringen von Maissaatgut 

wirkte sich positiv aus. Es gab keine Beanstandungen der Beizqualitäten. Insgesamt 

wurden lediglich 3 (2 %) Verstöße registriert. Einmal wurde gegen die Ausbringungsvorschriften 

und zweimal gegen das Anwendungsverbot verstoßen. 

6. Literaturangaben 

Amtliche Sammlung nach § 64 LFGB, 1999: Methode L00.0034, Modulare Multimethode 

zur Bestimmung von Pflanzenschutzmittelrückständen in Lebensmitteln, 

BVL-Methodensammlung, Beuth Verlag GmbH. 

Amtliche Sammlung nach § 64 LFGB, 2007: Methode L00.00113, Multimethode 

zur Bestimmung von Pflanzenschutzmittelrückständen in Lebensmitteln 

mittels LC-MS/MS nach Methanolextraktion und Aufreinigung an Diatomeenerde, 

BVL-Methoden-sammlung, Beuth Verlag GmbH. 

Amtliche Sammlung nach § 64 LFGB, 2007: Methode L00.00114, Rückstandanalyse 

von Pflanzenschutzmitteln in Lebensmitteln (Tabellarische Auflistung 

von Precursor-Ionen und typischen Fragmenten sowie weiterer 

Messparameter von Pflanzenschutzmittel-Wirkstoffen zur Bestimmung 

mittels gekoppelter Flüssigchromatographie/Tandem-Massenspektrometrie), 

BVL-Methodensammlung, Beuth Verlag GmbH. 

Amtliche Sammlung nach § 64 LFGB, 2007: Methode L00.00115, Multimethode 

zur Bestimmung von Pflanzenschutzmittelrückständen in pflanzlichen 

Lebensmitteln mittels GC-MS(/MS) oder LC-MS/MS nach Acetonitril- 

Extraktion/Verteilung und Aufreinigung mittels dispersiver SPE (QuE- 

ChERS) BVL-Methodensammlung, Beuth Verlag GmbH. 

Bayer CropScience, Mitteilung 2008: Bestimmung von Clothianidin und Methiocarb 

in Beizstaub nach Extraktion mit Acetonirtil-Wasser 2:8 mittels 

LC-MSMS. 

Bayer CropScience, Mitteilung 2008: Methode STAC (Seed Treatment Application 

Centre). 

Bundesanzeiger, 2009: Verordnung über das Inverkehrbringen und die Aussaat 

von mit bestimmten Pflanzenschutzmitteln behandeltem Maissaatgut. 

Nr. 23, 519-520. 

-39 -


Landwirtschaftliches Technologiezentrum (LTZ) Augustenberg, 2009: Bestimmung 

von Clothianidin, Imidacloprid, Thiamethoxam und Methiocarb mit 

LC-MS, Hausmethode. 

Landwirtschaftliches Technologiezentrum (LTZ) Augustenberg (Hrsg.), 2009: 

Untersuchungen zur Beizqualität am Maissaatgut 2009, poststelle@ltz. 

bwl.de, www.ltz-augustenberg.de. 

Ministerium Ländlicher Raum (MLR) Baden-Württemberg, (Hrsg.), 2008: Abschlussbericht 

Beizung und Bienenschäden, poststelle@mlr.bwl.de. 

Verband Deutscher Landwirtschaftlicher Untersuchungs- und Forschungsanstalten 

(VDLUFA) (Hrsg.), 2008: Methode 3.3.7.1, Bestimmung von 

Pflanzenschutzmittelwirkstoffen in ausgewählten be- und verarbeiteten 

Futtermitteln mittels chromatographischer Verfahren und massenspektrometrischer 

Detektion. In: Handbuch der Landwirtschaftlichen Versuchs- 

und Untersuchungsmethodik (VDLUFA-Methodenbuch), Bd. VII 

Umweltanalytik, 3. Aufl., VDLUFA-Verlag, Darmstadt. 

7. Beteiligte Institute 

An den umfangreichen Untersuchungen zur Aufklärung der Bieneschäden und 

den daraus resultierenden Kontrolluntersuchungen waren hauptsächlich beteiligt: 

Landwirtschaftliches Technologiezentrum (LTZ) Augustenberg: 

Referat 11 Allgemeiner Pflanzenbau, Nachwachsende Rohstoffe, Tabak: 

Durchführung der Abdriftversuche (Feldversuche) 

Referat 21 Organische Analytik: 

Untersuchungen auf Clothianidin und anderen bienentoxische Stoffen in Bienen, 

Bienenbrot, Bienenwaben, Pollen, pflanzlichem Material, Obst, Gemüse, 

Saatgutabrieben, Honig, Auffanggefäßen (Abdriftversuche), Abriebversuche, 

Maissaatgut und Saatgutkontrolle 2009. 

Referat 23 Saatgutuntersuchungen: 

Bestimmung des Saatgutabriebes nach dem Heubach-Verfahren (2009) 

Referat 31 Intergrierter Pflanzenschutz im Ackerbau und Grünland, 

Pflanzenschutzgerätetechink, Warndienst: 

Abdriftversuche Planung, Betreuung und Probenahme; Bestimmung des Saatgutabriebes 

im Sack; beteiligt an Abriebtests nach dem Verfahren von Bayer 

CropScience. 

-40 -


LUFA Speyer Organische Analytik: 

Untersuchungen von Bienenbrot auf Clothianidin und auf sonstige bienentoxische 

Stoffe. 

Julius-Kühn-Institut (JKI) Braunschweig/Berlin Untersuchungsstelle Bienenvergiftungen: 

Untersuchungen auf Clothianidin und andere bienentoxische Stoffe in Bienen, 

Bienenbrot, Bienenwaben, Pollen, pflanzlichem Material, Honig; Bienenbelauftests. 

Bayer CropScience (BCS) Monheim – Development Human Safety Residue 

Analysis. 

Untersuchungen auf Clothianidin und weiteren bienentoxische Stoffen in Bienen, 

Bienenbrot, Bienenwaben, Pollen, pflanzlichem Material, Honig. 

-41 -


Auswertung aus 20 Jahren SchALVO- 

Herbstkontrollaktion in Baden-Württemberg 

W. Übelhör, K. Bechtold, H. Hartwig, M. Finck 


1. Einleitung 

Im Rahmen der Schutzgebiets- und Ausgleichs-Verordnung (SchALVO) Baden- 

Württembergs (UM 1987, 1991, 2001) werden seit 1989 jährlich zum Vegetationsende 

zahlreiche landwirtschaftlich genutzte Flächen in Wasserschutzgebieten auf 

auswaschungsgefährdete Nitratstickstoffgehalte kontrolliert. 

Inklusive der Kontrollaktion 2008 wurden bei den bisherigen 20 Herbstkontrollaktionen 

insgesamt 1 064 755 Standorte beprobt. 

In der vorliegenden Arbeit wird dieses umfangreiche Datenmaterial hinsichtlich 

verschiedener Bewirtschaftungsmerkmale (Hauptfrucht, Zwischenfrüchte, 

Pflanzenbestand bei Probenahme), Bodeneigenschaften ausgewertet und die 

Trendentwicklung kulturspezifischer Nmin-Werte dargestellt. 

2. Datenmaterial und Auswerteverfahren 

Wie in Abbildung 1 zu erkennen ist, sind in den ersten 10 Jahren der Kontrollaktionen 

wesentlich mehr Standorte beprobt worden als ab 2004. Eine Auswertung über alle 

Jahre würde deshalb die Ergebnisse der letzten Jahre in ihrer Bedeutung gegen Null 

gehen lassen. Aus diesem Grund werden Mittelwerte (Mediane) für jedes Jahr getrennt 

berechnet und anschließend für die Darstellungen in Abb. 2 bis 4 gemittelt. Durch 

die Verwendung von Boxplots für den Profilwert (Summe der 3 beprobten Schichten) 

wird der Streuung der Daten zwischen den Jahren Rechnung getragen. Die Säulen 

mit den einzelnen beprobten Schichten sind arithmetische Mittelwerte der Jahresmediane. 

Jahresmediane werden verwendet, da die Originaldaten rechtsschief bzw. 

linkssteil und deshalb nicht normalverteilt sind. Der Median ist der Wert, der die aufsteigend 

sortierte Stichprobe in zwei gleich große Hälften teilt. Im vorliegenden Fall liegt der 

Median immer ca. 30 % unterhalb des arithmetischen Mittels. 

-42 -


Weiterhin wurden alle Standorte aus den Auswertungen ausgeschlossen, bei 

welchen weniger als drei Schichten beprobt wurden und deren Steinanteil der 

untersten Schicht den Wert 50 überschreitet. Damit wird ein Widerspruch bei der 

Berücksichtigung nicht beprobter Schichten eliminiert. Es werden nämlich fehlende 

Schichten bei der Berechnung des Mittelwertes einer einzelnen Schicht 

als fehlend (nicht vorhanden) angenommen, bei der Berechnung des Mittelwertes 

des gesamten Profils jedoch mit dem Wert Null berücksichtigt. Dadurch würde 

die Summe der drei gemittelten Schichten immer einen größeren Wert als der 

Mittelwert des Profils ergeben. 

Da allgemeingültige Aussagen erstellt werden sollen, wurden Jahre mit sehr hohen 

Nitratwerten ebenfalls aus der Auswertung ausgeschlossen. Es sind dies die Jahre 

1989, 1991 und 2003. Während das Jahr 2003 noch allgemein als extremes Trokkenjahr 

bekannt und als Ausnahmejahr in Erinnerung ist, könnten die hohen Werte 

in der Anfangszeit auch durch eine noch nicht ganz ausgefeilte Probenahmetechnik 

und dadurch stattgefundene Bodenverschleppung des humosen (meist auch nitratreichen) 

Oberbodens in die unteren Bodenschichten verursacht sein. 

Am Ende der Datenreduzierung gingen also insgesamt nur noch 721 135 Standorte 

in die Auswertung ein und die Abbildungen 2-4 zeigen die Auswertung von 

17 anstatt von 20 Jahren. 

Um Entwicklungen innerhalb des Gesamtzeitraums feststellen zu können, wurden 

allerdings die Daten aller 20 Jahre herangezogen. Aufgrund nicht unwesentlicher 

Änderungen der Standortanzahl und der Kulturartenverteilung im Betrachtungszeitraum 

scheinen die flächengewichteten Mittelwerte zur Untersuchung 

des Entwicklungstrends weniger geeignet zu sein. Die Betrachtung der zeitlichen 

Entwicklung kulturspezifischer Nmin-Werte erscheint hier aussagekräftiger. Für 

die Darstellung der kulturspezifischen Mittelwerte in Abb. 5-6 wurden die Daten 

aller 20 Jahre genutzt und zentrierte gleitende Mittel über drei Jahre berechnet. 

Durch dieses Verfahren werden jahresbedingte (v. a. witterungsbedingte) Effekte 

geglättet und es wird eine Trendaussage ermöglicht. 

Aufgrund der großen Anzahl an Probenahmestandorten werden für jeden Standort 

nur sehr wenige Merkmale datentechnisch erfasst, die eine spätere fachliche 

Auswertung erlauben. Es sind dies 

• Hauptfrucht: die Kultur, die in der Vegetationszeit auf dem Schlag gewach- 

-43 -


sen ist und in der Regel vor der Probenahme im Herbst geerntet wurde; 

• Zwischenfrucht: hier wird nach Kruziferen, Leguminosen oder fehlend unterschieden, 

wobei Leguminosen sehr selten als Zwischenfrucht verwendet 

und deshalb nicht ausgewertet werden; 

• Pflanzenbestand bei Probenahme: hier wird der bei der Probenahme momentan 

vorhandene Pflanzenbestand erfasst; 

• Bodenart: dieses Merkmal wird seit 2001 nicht mehr zwingend erfasst. 

Natürlich ist von jedem Probenahmestandort auch sein Raumbezug vom Regierungsbezirk 

über das Wasserschutzgebiet bis zur Flurstücksnummer mit der 

Gemarkung bekannt. Bei den vorliegenden großräumigen Auswertungen sollen 

regionale Unterschiede allerdings unberücksichtigt bleiben. 

Abb. 1: Anzahl der beprobten und ausgewerteten Standorte 

3. Ergebnisse 

Neben Grünland erzielt man nach der Hauptkultur Rüben den niedrigsten Nitratwert 

(Abb. 2). Etwas höhere Werte treten nach Sommer- und Wintergetreide 

-44 -


sowie unter Reben als Sonderkultur auf. Deutlich mehr Nitrat im Boden hinterlassen 

Mais und Ölfrüchte (v. a. Winterraps). Mit Abstand die höchsten Werte der 

Ackerkulturen findet man nach dem Anbau von Kartoffeln. Ein ähnlich schlechtes 

Ergebnis erzielt die Sonderkultur Gemüse. Nach Spargel sind ebenfalls hohe Nitratwerte 

zu verzeichnen. Allerdings ist hier die Jahresstreuung vergleichsweise 

hoch. 

Betrachtet man die Werte der einzelnen Schichten, so fallen die im Vergleich zur 

mittleren und unteren Schicht niedrigen Werte der obersten Schicht bei Kartoffeln, 

Spargel und Gemüse auf. Da Spargel in der Regel auf leichten Böden angebaut 

wird, deuten die höheren Werte der zweiten und dritten Schicht auf eine vor 

der Probenahme stattgefundene Nitratverlagerung hin. Ähnliches gilt für Gemüse 

und Kartoffeln. 

Abb. 2: Einfluss der angebauten Kultur auf den Bodennitratwert im Herbst 

-45 -


Abb. 3: Einfluss des bei der Probenahme vorhandenen Pflanzenbestandes 

auf den Bodennitratwert im Herbst 

Abb. 4: Einfluss der Zwischenfrucht bei unterschiedlichen Bodenarten auf den 

Bodennitratwert im Herbst (nur Standorte mit Hauptfrucht Getreide) 

-46 -


Eine ebenfalls sehr deutliche Differenzierung der Nitratgehalte bewirkt der Pflanzenbestand 

bei der Probenahme (Abb. 3), der auf unterschiedliche Produktionstechnik 

hinweist. Als nitratmindernd erweist sich eine dichte Begrünung, sei es 

durch eine gut gediehene Zwischenfrucht, durch eine gut entwickelte Hauptfrucht 

wie Winterraps, bzw. gut entwickeltes Ausfallgetreide. Relativ hohe Nitratgehalte 

haben bereits bestellte Wintergetreide- bzw. frisch angesäten Flächen zur Folge. 

Abbildung 4 zeigt noch einmal die Bedeutung einer Zwischenfrucht (hier Kruziferen) 

bei drei unterschiedlichen Bodenartklassen auf. Auch hier ist bei leichten 

Böden aus der Verteilung der Nitratwerte in den drei beprobten Bodenschichten 

auf eine bereits stattgefundene Verlagerung des Nitrats zu schließen. 

Trendentwicklung 

Nmin kg N/ha 

120 

100 

80 

60 

40 

20 

0 

Ackerbaukulturen, Stilllegung und Grünland 

Steingehalt 

Beprobungszeitraum 

1990 

1991 

1992 

1993 

1994 

1995 

1996 

1997 

1998 

1999 

2000 

2001 

2002 

2003 

2004 

2005 

2006 

2007 

2008 

-47 - 

Extremjahr 

2003 

Hauptfrucht 

Kartoffeln 

Körnerleg. 

Ölfrüchte 

Mais 

W-Getreide 

S-Getreide 

Rüben 

Futterleg./Futterpfl. 

Stilll. O. NAWARO 

Grünland 

Abb. 5: Entwicklung der Bodennitratwerte im Herbst nach verschiedenen 

ackerbaulichen Hauptfrüchten, Stillegung und Grünland. Darstellung: 

Zentrierte gleitende Mittel über drei Jahre 

Im zeitlichen Verlauf zeigen die Nmin-Werte der ackerbaulichen Kulturen v. a. Anfang 

der 1990er Jahre einen stark rückläufigen Trend (Abb. 5). Ab dem Jahr 2000 steigen 

die Werte wieder an, was allerdings zumindest teilweise auf Änderungen im Beprobungsverfahren 

zurückzuführen ist. Mit der Novellierung der SchALVO im Jahr 2001


wurde (i) der Probenahmezeitraum um 14 Tage auf Mitte Oktober nach vorne verlegt, 

(ii) die Anzahl der Beprobungen deutlich reduziert, so dass die Beprobung früher beendet 

ist, und (iii) der Steingehalt des Flurstücks bei der Berechnung des Nitratgehaltes 

nicht mehr berücksichtigt. Dies führt zu tendenziell höheren Werten, die aufgrund 

der Darstellungen als zentrierte gleitende Mittel bereits teilweise im Wert für das Jahr 

2000 wirksam werden. Die extrem hohen Nmin-Werte des Trockenjahres 2003 führen 

ebenfalls zu einem Anstieg der in Abb. 5 dargestellten Nmin-Werte für 2002-2004. 

In den letzten drei Jahren, in denen der rein rechnerische Einfluss der Extremwerte 

des Jahres 2003 nicht mehr zum Tragen kommt, verringern sich die Nmin-Gehalte für 

Mais, Futterleguminosen, Stilllegung und Grünland (Abb. 5). Für Ölfrüchte bleiben die 

Werte weitgehend konstant und für Kartoffeln, Körnerleguminosen und Getreide steigen 

sie an. Der Anstieg bei Getreide ist weitgehend auf die ausgeprägte Frühsommertrockenheit 

2007 mit entsprechend niedrigem Ertrag und geringer Ausnutzung des N- 

Düngers zurückzuführen. 

Nmin kg N/ha 

140 

120 

100 

80 

60 

40 

20 20 

0 

Sonderkulturen 

Steingehalt 

Beprobungszeitraum 

1990 1990 

1991 1991 

1992 1992 

1993 1993 

1994 1994 

1995 1995 

1996 1996 

1997 

1998 1998 

1999 1999 

2000 2000 

2001 2001 

2002 2002 

2003 2003 

2004 

2005 2005 

2006 2006 

2007 2007 

2008 2008 

-48 - 

Extremjahr 

2003 

Hauptfrucht 

Gemüse 

Spargel 

Erdbeeren 

Baumschulen 

Zierpflanzen 

Tabak 

Reben 

Beerenobst 

Baumobst 

Abb. 6: Entwicklung der Bodennitratwerte im Herbst nach verschiedenen Sonderkulturen. 

Darstellung: Zentrierte gleitende Mittel über drei Jahre 

Die Nmin-Werte der Sonderkulturen zeigen über die Jahre eine ähnliche Entwicklung 

wie die der Ackerkulturen (Abb. 6). Für die letzten drei Jahre ist allerdings 

im Gegensatz zu den ackerbaulichen Kulturen ein deutlich rückläufiger 

Trend zu beobachten (Ausnahme: Spargel).


4. Diskussion 

In Abbildung 2 sind große Unterschiede nach dem Anbau von verschiedenen Kulturen 

zu sehen. Diese Unterschiede ergeben sich jedoch nicht nur durch die Kultur 

(N-Saldo aus Düngung und N-Abfuhr sowie Mineralisierungs- oder Immobilisierungsprozesse 

der Erntereste), sondern in der Hauptsache durch die kulturartenbedingten 

unterschiedlichen Erntezeitpunkte und die nachfolgenden produktionstechnischen 

Maßnahmen, die bis zur im Oktober und November stattfindenden 

Probenahme auf dem Schlag erfolgen. 

In der Regel ist nur nach früh räumenden Früchten wie Winterraps oder Getreide 

eine nitratzehrende gut entwickelte Zwischenfrucht möglich. Kartoffeln werden 

zum einen teilweise spät geerntet, zum anderen wird bei dieser Tätigkeit die Bodenkrume 

stark gelockert bzw. gesiebt, was sehr viel Sauerstoff in das Bodengefüge 

bringt und die Mineralisierung stark anregt. 

Vor der Aussaat einer Winterung wird häufig eine tiefe Bodenlockerung durchgeführt. 

Hierdurch wird eine starke Freisetzung von Nitrat initiiert. Kann sich die Saat 

bis zur Probenahme gut entwickeln, wie dies bei Winterraps und - etwas eingeschränkt 

- bei Wintergerste der Fall ist, so liegt der Nitratwert niedrig. Winterweizen 

und Winterroggen können dagegen zwischen Aussaat und Probenahme nur wenig 

Nitrat aufnehmen, was einen sehr hohen Nitratwert im Boden zur Folge hat. 

Der Anbau von Winterraps führt im Aussaatjahr zu niedrigen Nitratwerten im 

Herbst, da die Pflanzen ähnlich wie eine Zwischenfrucht viel Nitrat aufgenommen 

haben. Allerdings sind die Nitratwerte im Folgejahr nach der Ernte von Raps 

recht hoch. Ursache hierfür sind die hohen N-Gehalte in den Ernteresten von 

Raps, der frühe Erntezeitpunkt mit entsprechend langer Zeit für die Mineralisation 

bis zum Herbst sowie der sehr hohe Anteil an frisch eingesätem Wintergetreide 

als Folgekultur. Eine Bodenbearbeitung in diesem Zeitraum fördert die Mineralisierung 

zusätzlich und es ergeben sich relativ hohe Nmin-Werte. 

Trendentwicklung 

Die zeitliche Entwicklung der kulturspezifischen Nmin-Werte wird zum einen 

durch die Umsetzung der Bewirtschaftungsauflagen der SchALVO geprägt, 

wobei die Auflagen im Verlauf der 20 Jahre immer wieder dem aktuellen Wis- 

-49 -


sensstand angepasst wurden. Zum anderen wird die Entwicklung der kulturspezifischen 

Nmin-Werte auch durch Änderungen in der Fruchtfolge beeinflusst. 

Der Maisanbau hat z.B. in dem 20-jährigen Zeitraum stark zugenommen, so 

dass heute häufig Mais nach Mais statt Mais in Fruchtfolge mit W-Weizen angebaut 

wird. Dies bedeutet, dass die Bodenbearbeitung nach Mais tendenziell ins 

Frühjahr verlagert wird. Insbesondere bei Mais, aber auch bei Getreide und anderen 

Kulturen haben deutliche Ertragssteigerungen in Verbindung mit exakter 

bemessener Düngung zu einer Erhöhung der N-Effizienz beigetragen (siehe auch 

Beitrag Bechtold et al., dieses Heft). Mais zeigt somit im Vergleich zu den anderen 

ackerbaulichen Kulturen eine deutlichere und über den gesamten Zeitraum rückläufige 

Entwicklung der Nmin-Werte (Abb. 5). 

Über den gesamten Zeitraum betrachtet haben sich die Nmin-Werte aller Ackerkulturen 

verringert, allerdings in sehr unterschiedlichem Maße. Während Mais 

den stärksten Rückgang zu verzeichnen hat, ist der von Ölfrüchten (vorw. Raps) 

nur gering. Einen deutlichen Rückgang zeigt auch die Zuckerrübe. Getreide, 

Kartoffeln, Körnerleguminosen, Ölfrüchte und Mais liegen in den letzten Jahren 

auf etwas höherem Niveau als in den 90er Jahren, was allerdings zumindest teilweise 

auf die methodischen Änderungen (Steingehalt, Beprobungszeitraum) 

mit Novellierung der SchALVO 2001 zurückzuführen ist. Der leichte Anstieg bei 

Getreide zwischen 2005 und 2006 ist rechnerisch bedingt (zentrierte gleitende 

Mittel) und wird durch die extreme Frühsommertrockenheit des Jahres 2007 verursacht, 

die deutlich erhöhte Nmin-Werte zur Folge hatte. Mögliche Ursachen 

für die jüngste Entwicklung (Anstieg) bei Kartoffeln und Körnerleguminosen sind 

noch mit den Fachberatern zu eruieren. 

Die Nmin-Werte für Sonderkulturen waren ebenfalls Anfang der 90er Jahre am 

stärksten rückläufig. Insbesondere bei Gemüse und Spargel haben sich die 

Werte bis Mitte der 90er Jahre erheblich reduziert. Die Werte für Baumobst lagen 

bereits in der Vergangenheit auf niedrigem Niveau, so dass hier kein Rückgang 

zu verzeichnen ist. Für Beerenobst gilt ähnliches, wobei sich möglicherweise 

für die letzten Jahre eine weitere Verringerung abzeichnet. Insgesamt scheinen 

die Sonderkulturen im Vergleich zu den ackerbaulichen Kulturen insbesondere 

auch in den letzten Jahren tendenziell stärker rückläufige Nmin-Gehalte zu haben. 

-50 -



Mit einem umfangreichen Datenmaterial, das in den letzten 20 Jahren im Rahmen der 

SchALVO-Kontrollaktion gewonnen wurde, werden die im Herbst gefundenen Boden- 

Nitratwerte in Abhängigkeit von Kultur, Zwischenfrucht, Bodenart und Pflanzenbestand 

bei der Probenahme dargestellt. 

Nitratreduzierend ist eine Produktionstechnik nach der Ernte der Hauptfrucht, die im 

Herbst auf die Bildung eines guten Pflanzenbestandes bei gleichzeitig möglichst wenig 

Bodenbearbeitung abzielt. Nicht ohne Grund schreibt die SchALVO neben einer Begrünungspflicht 

eine reduzierte Bodenbearbeitung oder spätere Termine für die Pflugfurche 

vor. 

Im zeitlichen Verlauf haben sich für alle Kulturen die Nmin-Werte insbesondere Anfang 

bis Mitte der 90er Jahre deutlich verringert. Bei den Ackerkulturen Mais und Zuckerrüben 

ist jedoch auch noch in den Folgejahren ein deutlicher Rückgang zu verzeichnen. Neben 

der Umsetzung der SchALVO-Bewirtschaftungsauflagen spielen dabei wohl allgemeine 

pflanzenbauliche und strukturelle Änderungen (z. B. Änderung des Kulturartenspektrums) 

ebenfalls eine wichtige Rolle. 

Insgesamt weisen die Sonderkulturen im Vergleich zu den ackerbaulichen Kulturen, insbesondere 

auch in den letzten Jahren, tendenziell stärker rückläufige Nmin-Gehalte auf. 

6. Literatur 

UM, 1987: Verordnung des Ministeriums für Umwelt über Schutzbestimmungen in 

Wasser- und Quellenschutzgebieten und die Gewährung von Ausgleichsleistungen 

(Schutzgebiets- und Ausgleichsverordnung - ScHALVO) vom 

27. Nov. 1987. Gesetzblatt für Baden-Württemberg 1987/22, 717-751. 

UM, 1991: Verordnung des Umweltministeriums über Schutzbestimmungen in 

Wasser- und Quellenschutzgebieten und die Gewährung von Ausgleichsleistungen 

(Schutzgebiets- und Ausgleichsverordnung - ScHALVO) vom 

8. Aug. 1991. Gesetzblatt für Baden-Württemberg 1991/22, 545-574. 

UM, 2001: Verordnung des Ministeriums für Umwelt und Verkehr über Schutzbestimmungen 

und die Gewährung von Ausgleichsleistungen in Wasserund 

Quellenschutzgebieten (Schutzgebiets- und Ausgleichsverordnung 

- SchALVO) vom 20. Feb. 2001. Gesetzblatt für Baden-Württemberg 

2001/4, 145-182. 

-51 -


Nitrataustrag in den gefährdeten 

Grundwasserkörpern Baden-Württembergs 

und maßgebliche Ursachen für dessen zeitliche 

Entwicklung 

M. Finck, Th. Hintemann, I. Otten, M. Reinsch 



Die Landwirtschaftsverwaltung Baden-Württembergs hat im Rahmen der fachlichen 

Arbeiten zur WRRL den vergangenen und gegenwärtigen Nitrataustrag 

in den 23 gefährdeten Grundwasserkörpern (gGWK) Baden-Württembergs 

modellgestützt abgeschätzt (Finck et al., 2009). Ziel war es, die Ursachen für die 

Nitratbelastung des Grundwassers zu ermitteln, die vergangene und derzeitige 

Belastungssituation zu beurteilen und daraus abzuleiten, wie sich die Nitratkonzentration 

im Grundwasser tendenziell entwickeln dürfte, sowie abzuschätzen, 

inwiefern die bestehenden Maßnahmenprogramme ausreichen, um bis 2015 

den „guten Zustand“ zu erreichen (LTZ 2009). 

Der vorliegende Beitrag beschäftigt sich mit der Analyse der Modellierungsergebnisse. 

Da die Berechungen für die Modellierungsjahre 1980, 1995 und 2005 

erfolgten, ist eine Trendbetrachtung möglich. Der rückläufige Trend, der sich im 

flächengewichteten Mittel für die 23 gGWK ergibt, wird anhand verschiedener 

landesweiter Daten plausibilisiert; schließlich werden die wesentlichen Ursachen 

für die festgestellte Trendentwicklung der N-Salden ermittelt. 

2. Modellierungsergebnisse 

Mit dem Modell STOFFBILANZ_BW wurde der N-Austrag flächendeckend 

ermittelt, indem in einem Raster von 250 m x 250 m N-Salden für die Hauptnutzungsformen 

Weinbau, Ackerbau, Obstbau, Grünland, Laub- und Nadelwald, 

Gewässer, Siedlung und Devastierung (Ödland) berechnet wurden. Damit ergibt 

sich für die einzelnen gGWK ein räumliches Muster der N-Emission, das die 

Identifikation von Belastungsschwerpunkten ermöglicht. Im Mittel der 23 gGWK 

sind die N-Salden der landwirtschaftlichen Hauptnutzungsformen Weinbau, 

-52 -


Obstbau und Ackerbau im Betrachtungszeitraum stark rückläufig; für die restlichen 

Hauptnutzungen ergibt sich ein leicht rückläufiger Trend (Abb. 1). 

N-Salden [kg N/ha] 

120 

100 

80 

60 

40 

20 

0 

108 

56 

37 

48 

34 

24 

56 

29 

14 

4 

0 

1 

15 

-53 - 

9 

1980 1995 2005 

21 

7 

15 

12 

15 

13 11 13 

10 

8 

11 

9 8 

Weinbau Acker Obstbau Grünland Laubwald Nadelwald Gewässer Siedlung Devastierung 

Abb. 1: N-Salden (flächengewichtete Mittelwerte der 23 gGWK) für die verschiedenen 

Hauptnutzungsformen 1980, 1995 und 2005 

Die N-Salden der Landwirtschaftsfläche (Hauptnutzungsformen Weinbau, Akkerbau, 

Obstbau und Grünland) und der Gesamtfläche wurden nur für die Modellierungsjahre 

1995 und 2005 berechnet, weil die aus Satellitenbildern abgeleitete 

Grünlandfläche des Jahres 1980 in einigen gGWK offensichtlich auf Kosten 

der Ackerfläche überschätzt war. In den verbleibenden Modellierungsjahren hat 

sich der mittlere N-Saldo der Landwirtschaftsfläche von 27 kg N/ha LF (1995) auf 

19 kg N/ha LF (2005) und der N-Saldo der Gesamtfläche von 21 kg N/ha auf 15 kg 

N/ha verringert. 

3. Plausibilisierung der Modelleingangsdaten 

Inwieweit der berechnete Rückgang der N-Salden plausibel ist, soll nachfolgend 

durch Vergleich der Modelleingangsdaten und berechneten N-Salden hinsichtlich 

ihrer Trendentwicklung mit landesweiten Daten überprüft werden. 

Da bei den Modellberechnungen die regionale Bewirtschaftungsweise möglichst 

gut abgebildet werden sollte, die agrarstatistischen Daten zum Mineral-


düngeraufwand und zu den Erträgen allerdings nur auf Landes- bzw. Kreisebene 

vorliegen, wurden die Mineraldüngermengen und Erträge für die 23 gGWK von 

den lokalen Landwirtschaftsberatern abgeschätzt. Nun soll geprüft werden, 

inwieweit diese regional abgeschätzten Daten plausibel sind. Einschränkend 

muss berücksichtigt werden, dass die 23 gGWK nur knapp 20 % der Landesfläche 

abdecken und möglicherweise die flächengewichtete mittlere Bewirtschaftung 

(Erträge, Düngehöhe) nicht repräsentativ für das ganze Land ist. Es kann 

allerdings angenommen werden, dass die Trendentwicklung 1980-1995-2005 

ähnlich verlaufen ist wie insgesamt im Lande. 

Erträge 

Für die 23 gGWK wurden die flächengewichteten mittleren Erträge der Jahre 

1980, 1995 und 2005 berechnet und mit den entsprechenden Daten des Landes 

verglichen. Hierzu wurden zunächst aus der Trendgeraden der landesweiten Erträge 

von 1980 bis 2005 die Werte für die Jahre 1980, 1995 und 2005 abgegriffen. 

Insgesamt liegen die abgeschätzten Erträge auf einem etwas höheren Niveau 

als das Landesmittel (Tab. 1). Für 2005 und 1995 ist die prozentuale Abweichung 

i. d. R. unter 10 % (Ausnahmen: W-Gerste, Silo- und K-Mais für 2005). Für das 

Jahr 1980 liegt die Abweichung eher bei 20 %. Aufgrund des niedrigeren Ertragsniveaus 

wirkt sich dies allerdings nicht in vollem Maß auf die Trendentwicklung 

aus. 

Tab. 1: Prozentuale Abweichung der flächengewichteten mittleren Erträge 

für die 23 gGWK vom entsprechenden Wert der Trendgeraden des 

Landesmittels 

Jahr\% W-Weizen W-Gerste S-Gerste K-Mais Silomais Z-Rüben Kartoffeln 

2005 4,4 12,2 8,0 -0,9 17,5 0,6 0,6 

1995 7,2 14,8 9,2 3,9 9,0 5,0 5,0 

1980 20,7 21,8 10,3 24,2 -4,4 17,4 17,4 

Abb.2 zeigt, dass die Getreideerträge der 23 gGWK etwas höher geschätzt 

wurden als das Landesmittel liegt, die Trendentwicklung für Sommer- und Wintergerste 

aber recht gut übereinstimmt. Für Winterweizen ergibt sich allerdings 

aufgrund des relativ hohen Ertrags, der für das Jahr 1980 angesetzt wurde, eine 

etwas flachere Trendlinie. Auch für K-Mais und Z-Rüben wurde eine geringere 

Ertragssteigerung abgeschätzt als die landesweiten Daten ergeben. Für Kartoffeln 

wird die Trendentwicklung sehr gut wiedergegeben; für Silomais liegen die 

Landesdaten auf einheitlichem Niveau, während für die 23 gGWK eine leichte 

-54 -


Ertragssteigerung angenommen wurde. 

dt/ha 

110 

100 

90 

80 

70 

60 

50 

40 

30 

1980 

Winterweizen WiW (MW) 

Sommergerste SoG (MW) 

Wintergerste WiG (MW) 

K-Mais KöM (MW) 

1985 

1990 

-55 - 

1995 

2000 

Abb. 2: Erträge von Getreide und K-Mais in den 23 gGWK nach der Modellrechnung 

(Einzelpunkte) bzw. in nach der Agrarstatistik Baden- 

Württembergs (1980-2005) mit Trendlinie (StaLa, 2009) 

Düngung 

Der Viehbesatz hat sich in BW von 0,98 GV/ha LF (1991) auf 0,76 GV/ha LF 

(2007) verringert (StaLA, 2009). Dieser Rückgang ist im wesentlichen auf die 

Reduzierung der Rinder- und Milchviehbestände zurückzuführen. Der aus dem 

Tierbestand resultierende N-Anfall abzüglich der Lagerungs- und Ausbringungsverluste, 

bezogen auf die Landwirtschaftsfläche Baden-Württembergs, 

zeigt einen fallenden Trend von 45,7 kg N/ha LF (1990/91) auf 36,8 kg N/ha LF 

(2006/07) (Abb. 3, untere Linie). Der für die Jahre 1995 und 2005 ermittelte N-Anfall 

aus Wirtschaftsdüngern der 23 gGWK entspricht fast exakt den landesweiten 

Verhältnissen und ist ebenfalls geringfügig rückläufig. Für das Jahr 1980 sind 

aufgrund methodischer Änderungen und einer Anhebung der Erfassungsgrenze 

die agrarstatistischen Daten der Viehzählung leider nicht vergleichbar. 

2005


kg N/ha LF 

120 

100 

80 

60 

40 

20 

0 

1990/91 

1992/93 

1994/95 

Mineraldüngeraufwand Baden-Württemberg 

Mineraldüngeraufwand 23gGWK 

Wirtschaftsdüngeranfall Baden-Württemberg 

Wirtschaftsdüngeranfall 23 gGWK 

1996/97 

1998/99 

-56 - 

2000/01 

2002/03 

2004/05 

2006/07 

Abb. 3: Mineraldüngeraufwand und N-Anfall aus Wirtschaftsdüngern für die 

23 gGWK und für Baden-Württemberg in kg N/ha LF. Beim Mineraldüngeraufwand 

sind ab dem Wirtschaftsjahr 1992/1993 einseitige 

gleitende Mittel über drei Jahre dargestellt. Datengrundlagen: StaLa, 

2009; LEL, 2008 

Die Handelsdüngerstatistik weist für Baden-Württemberg bis Mitte der 1990er 

Jahre einen Mineraldüngeraufwand von etwa 70 kg N/ha LF auf. Anschließend 

steigt der Wert an und erreicht zur Jahrtausendwende mit knapp 100 kg N/ha LF 

den höchsten Stand. Seit dem Wirtschaftsjahr 2004/05 liegt er wieder unterhalb 

von 80 kg N/ha LF. Da die Handelsdüngerstatistik nicht den tatsächlichen Mineraldüngereinsatz, 

sondern die gehandelte N-Düngermenge darstellt, ergeben 

sich preisbedingt relativ starke jährliche Schwankungen. Um diese Effekte 

auszugleichen wurden die Daten als gleitende Mittel über drei Jahre dargestellt 

(Abb. 3). 

Die flächengewichteten N-Mengen für die 23 gGWK liegen bei 79 kg N/ha LF 

(1995) bzw. 82 kg N/ha LF (2005). Allerdings könnten diese Werte leicht unterschätzt 

sein, da bei der Berechnung der N-Salden für Grünland nur in einem 

gGWK eine mineralische Düngung angesetzt wurde. In allen anderen Fällen 

wurde diese vernachlässigt, da davon ausgegangen wurde, dass eine Mineraldüngung 

nur als Ergänzungsdüngung gegeben wird und somit nicht austragsre-


levant ist. Insgesamt zeigen die für die Modellierungszeitpunkte 1995 und 2005 

abgeschätzten N-Düngemengen der 23 gGWK eine plausible Höhe und einen 

plausiblen Trend (Abb. 3). 

Atmosphärische Deposition 

Für die N-Einträge aus der Atmosphäre wurden Daten des europäischen Gemeinschaftsprogramms 

EMEP (European Monitoring and Evaluation Program) 

herangezogen (EMEP, 2009a). Demnach verringert sich die Gesamt-N-Deposition 

für die 23 gGWK von 26,9 kg N/ha (1980) über 20,6 kg N/ha (1995) auf 

17,4 kg N/ha (2005). Dies entspricht einem Rückgang um 35 % gegenüber 1980, 

bzw. 16 % gegenüber 1995. 

Die Eingangsdaten für die grenzüberschreitende EMEP-Modellierung liefern 

die nationalen Emissionsinventare. Die für Deutschland von der Bundesforschungsanstalt 

für Landwirtschaft (vTI) durchgeführten Berechnungen erfolgen 

in Stofffluss-Modellen um der gesamten Kette an Emissionsverlusten für die verschiedenen 

Tiergruppen Rechnung zu tragen und Wechselwirkungen zwischen 

verschiedenen Schadstoffspezies berücksichtigen zu können (Gauger et al., 

2008). Zudem werden hoch aufgelöste (1 km-Raster) nationale N-Depositionsrechnungen 

durchgeführt. Diese ergeben im Vergleich zu den EMEP-Ergebnissen 

2004 bundesweit eine um 40 % höhere N-Gesamtdeposition. Für Südwestdeutschland 

sind die Unterschiede allerdings am geringsten; das Ergebnis 

der nationalen Berechnung liegt sogar um 3,4 kg N/ha niedriger als die EMEP- 

Ergebnisse. Die für die Modellierung der 23 gGWK genutzten Eingangsdaten 

dürften somit in einer plausiblen Größenordnung liegen. 

Hinsichtlich der Trendentwicklung ist ein Vergleich der Modellrechnungen nur auf 

Bundesebene und für den Zeitraum 1995 bis 2004 möglich, da für 1980 keine nationalen 

Berechnungen vorliegen. Demnach ergibt sich nach nationaler Berechnung 

zwischen 1995 und 2005 ein Rückgang von 2,2 %, während gemäß EMEP- 

Modellierung der Rückgang mit 14 % etwas stärker ausfällt. Aus den EMEP-Daten 

ergibt sich eine Verringerung der oxidierten N-Verbindungen (NO x ) um 44 % (2004 

gegenüber 1980) bzw. um 24 % (2004 gegenüber 1995) (EMEP 2009a). Auch für 

die reduzierten N-Verbindungen (NH x ) ergibt sich ein Rückgang um 23 % bzw. 5 %. 

Letzterer ist vorwiegend auf die drastische Verringerung der Tierbestände ab 1990 

bis etwa 1995 in Ostdeutschland und den osteuropäischen Ländern zurückzuführen 

(EMEP 2009b, 65). Mit einem Anteil 95 % verursacht die Landwirtschaft fast 

vollständig die insgesamt emittierte NH 3 -Menge (EMEP 2006, 19). 

-57 -


Der rückläufige Trend der EMEP-Deposition von 16 % (3,2 kg N/ha) zwischen 

1995 und 2005 für die 23 gGWK ist allerdings anhand langjähriger N-Depositionsmessreihen 

der Forstlichen Versuchsanstalt (FVA) Freiburg für sieben 

Stationen in Baden-Württemberg nicht ohne weiteres zu belegen. Die Daten ergeben 

keinen landesweit einheitlichen Trend in der Deposition anorganischer N- 

Verbindungen. Allerdings zeichnet sich in den östlichen, durch höheren Viehbesatz 

geprägten Landesteilen ein schwach rückläufiger Trend der NH 4 -Einträge 

ab (Hug et al., 2004, 87). 

4. Plausibilisierung der Modellierungsergebnisse 

N-Salden 

kg N/ha LF 

120 

100 

80 

60 

40 

20 

0 

Mittelwert N-Saldo (23 gGWK) - Flächenbilanz 

Minimum und Maximum (23 gGWK) 

Deutschland netto - Flächenbilanz 

Baden-Württemberg - Hoftorbilanz (alle Betriebstypen) 

1985 1990 1995 2000 2005 2010 

Abb. 4: Entwicklung der N-Salden in den 23 gGWK im Vergleich zur N-Flächenbilanz 

für Deutschland und der Hoftorbilanz (Haupterwerbsbetriebe, 

alle Betriebstypen) für Baden-Württemberg 

Die flächengewichteten mittleren N-Salden für die 23 gGWK liegen mit 27 kg N/ 

ha LF (1995) bzw. 19 kg N/ha LF (2005) auf einem niedrigeren Niveau im Ver- 

-58 -


gleich zur N-Flächenbilanz für Deutschland (BMU und BMELV 2008) (Abb. 4). 

Wesentliche Ursachen liegen in den Inputdaten zur atmosphärischen Deposition 

und zur N-Fixierung. Weiterhin sind in den eigenen Berechnungen der N- 

Input über Sekundärrohstoffdünger, Saat- und Pflanzgut nicht berücksichtigt; 

wohl aber Denitrifikationsverluste. Zudem ist zu vermuten, dass die Erträge einzelner 

Kulturen und damit auch die N-Abfuhr tendenziell überschätzt sind (Abb. 

2). Schließlich sind die für Grünland berechneten N-Salden relativ niedrig und 

führen möglicherweise zu einer Unterschätzung der N-Salden für die Landwirtschaftsfläche 

LF. 

Die Trendentwicklung der N-Salden 1995 bis 2005 ist im Vergleich zur N-Flächenbilanz 

für Deutschland etwas weniger rückläufig. Im Vergleich zur Trendentwicklung 

der für Baden-Württemberg ermittelten Hoftorbilanzen (Gamer und 

Zeddies, 2007) erscheint dies allerdings plausibel. 

Nitratkonzentration im Sickerwasser 

Bei der Berechnung der Nitratkonzentrationen im Sickerwasser wurde vereinfachend 

angenommen, dass der N-Vorrat des Bodens im Gleichgewicht ist und 

somit der berechnete N-Saldo langfristig gesehen komplett ausgewaschen wird. 

Unter Berücksichtigung der ebenfalls im 250 m-Raster vorliegenden Sickerwassermengen, 

ergeben sich flächengewichtete mittlere Nitratkonzentrationen für 

(i) die Ackerfläche von 86 (1980), 59 (1995) bzw. 40 mg NO 3 /l (2005), (ii) die Landwirtschaftsfläche 

von 50 (1995) bzw. 35 mg NO 3 /l (2005), (iii) die Gesamtfläche 

von 40 (1995) und 29 mg NO 3 /l (2005). 

Trotz der geringeren N-Salden im Vergleich zu den Ergebnissen anderer N- 

Bilanzierungen liegen die für die Einzugsbereiche der einzelnen Grundwassermessstellen 

berechneten Werte in der Größenordnung der im Grundwasser 

gemessenen Nitratkonzentrationen. Für einige gGWK liegen allerdings Unterschätzungen, 

für andere Überschätzungen vor (LUBW 2009a). Generell ist 

dabei zu berücksichtigen, dass die Grundwasserneubildung an den einzelnen 

Messstellen nur zu einem mehr oder weniger großen Anteil über das Sickerwasser 

im Einzugsbereich der Messstelle erfolgt. Somit ist anzunehmen, dass insbesondere 

in hängigem Gelände, bei hoher Infiltrationsleistung von Oberflächengewässern 

oder durch den Einfluss großräumiger Grundwasserströmungsverhältnisse 

der direkte Zusammenhang zwischen der Nutzung im Einzugsbereich 

und der Nitratkonzentration in der Messstelle weniger stark korreliert. 

-59 -


Insgesamt spiegelt sich für die gGWK, für die langjährige Messreihen zur Nitratkonzentration 

im Grundwasser vorliegen, der rückläufige Trend der Nitratkonzentrationen 

im Sickerwasser auch im Grundwasser wider. Auch das Grundwassermessnetz, 

das die Nitratbelastung im Lande repräsentativ beschreibt, 

verzeichnet für die seit 1994 jährlich konsistent beprobten 1.518 Messstellen 

einen Rückgang der Nitratkonzentration um 4,1 mg NO 3 /l (LUBW 2009b). 

5. Maßgebliche Ursachen für den rückläufigen Trend 

Zur Ermittlung der maßgeblichen Ursachen für den rückläufigen N-Saldo im 

Ackerbau der 23 gGWK werden die einzelnen Bilanzgrößen betrachtet (Abb. 

5). Der N-Saldo halbiert sich im Zeitraum 1980 bis 2005 von 48 auf 24 kg N/ha 

Ackerfläche. Am Rückgang um 24 kg N/ha ist zu einem Drittel (8 kg N/ha) die 

Verringerung der atmosphärischen N-Deposition beteiligt, die restlichen zwei 

Drittel resultieren aus Änderungen der landwirtschaftlichen Bewirtschaftung. 

Die organische Düngung hat sich um 11 kg N/ha reduziert und die N-Fixierung 

durch Leguminosen um 3 kg N/ha. Die N-Abfuhr hat sich um 10 kg N/ha erhöht, 

was im Wesentlichen auf Ertragssteigerungen, aber auch auf die Zunahme des 

Anbauumfangs an Kulturen mit vergleichsweise hoher N-Abfuhr (z. B. Anbau 

von K-Mais statt W-Weizen) zurückzuführen ist. Gegenläufig wirkt allerdings die 

Verringerung der N-Abfuhr mit dem Nebenprodukt (v. a. Zuckerrübenblätter). 

Ebenfalls gegenläufig ist die Zunahme der Mineraldüngung um 4 kg N/ha sowie 

die Verringerung der Denitrifikation um 3 kg N/ha), da diese modellintern u.a. in 

Abhängigkeit vom N-Saldo berechnet wird. Letztlich ergibt sich somit für den 

Einflussbereich der Landwirtschaft ein Rückgang des N-Saldos um 16 (1980 bis 

2005) bzw. 7 kg N/ha Ackerfläche (1995 bis 2005). 

Für die Gesamtfläche der 23 gGWK reduziert sich die N-Fracht zwischen 1995 

und 2005 um etwa 3 800 t (ca. 30 %), wovon etwa 732 t auf den Bereich der nichtlandwirtschaftlichen 

Nutzungen (insbes. Wald aufgrund des großen Flächenanteils) 

entfallen und auf den Rückgang der atmosphärischen N-Deposition (Natm) 

zurückzuführen sind (Tab. 2). Um 3 092 t verringert sich die N-Fracht bei den 

landwirtschaftlichen Nutzungen. Hierzu trägt die Hauptnutzung Ackerbau mit 

einem Rückgang von 2 767 t einen Anteil von knapp 90 % bei. 

-60 -


kg N/ha 

140 

120 

100 

80 

60 

40 

20 

0 

DNmin Nfix DNorg Abfuhr_HP Abfuhr_NP Ndenitr Natm N-Saldo 

1980 104 8 44 112 7 18 23 48 

1995 105 5 33 114 3 17 18 34 

2005 108 5 33 129 0,5 15 15 24 

4 3 11 

10 3 

Landwirtschaftliche Bewirtschaftung 

Abb. 5: Mittlere N-Salden und Bilanzgrößen für die Hauptnutzung 

Ackerbau in den 23 gGWK für die Modellierungszeitpunkte 1980, 

1995 und 2005 

Ca. 1/3 der Verringerung der N-Frachten ergibt sich aus den rückläufigen Daten 

zur atmosphärischen Deposition gemäß EMEP-Programm. Diese Daten bzw. 

deren Trendentwicklung können unseres Erachtens allerdings derzeit nicht 

abschließend als plausibel bezeichnet werden. Möglicherweise liegt eine Überschätzung 

des rückläufigen Trends vor. 

-61 - 

8 

24


Tab. 2: Rückgang der N-Austragsfrachten für die Hauptnutzungsformen, 

Landwirtschaftsfläche und Gesamtfläche der 23 gGWK 

N-Fracht 

Hauptnutzungen [t] 

%-Anteil 

an Gesamtfracht 

[t] 

-62 - 

%-Anteil 

an Gesamtfracht 

[t] [%] 

Acker 9.457 71 6.690 70 2767 1) 

Weinbau 965 7 641 7 324 34 

Obstbau 78 < 1 43 < 1 35 45 

Grünland 

Landwirtschaftliche 

29 < 1 63 < 1 -34 -116 

Nutzungen gesamt 10.529 79 7.437 78 3092 2) 

29 

Laubwald 977 7 1.004 11 -27 -3 

Nadelwald 1.044 8 406 4 638 61 

Siedlung 656 5 597 6 59 9 

Gewässer 101 < 1 82 < 1 19 19 

Devastierung 47 < 1 5 < 1 43 90 

Nichtlandwirtschaftliche 

Nutzungen gesamt 2.825 21 2.093 22 732 26 

Gesamtfläche 13.354 100 9.530 100 3824 3) 

29 

1) davon 780 t Natm 

6. Literatur 

1995 2005 Reduzierung 

2) davon 1.102 t Natm 

3) davon:1834 t Natm 

BMU, BMELV, 2008: Nitratbericht 2008. Bundesministerien für Umwelt, Naturschutz 

und Reaktorsicherheit und Bundesministerium für Ernährung, 

Landwirtschaft und Verbraucherschutz (Hrsg.), Bonn. 

EMEP, 2006: EMEP Status Report 1/2006 to support the Review of Gothenburg 

Protocol. 

EMEP, 2009a: EMEP modelled air concentrations, depositions URL: http://webdab.emep.int/Unified_Model_Results/ 

(01.10.2009). 

EMEP, 2009b: EMEP Assessment Report. Part I: European Perspective. Chapter 

4 Ammonia. URL: http://webdab.emep.int/Unified_Model_Results/ 

(01.10.2009). 

Fink , M., 2009: Strategien und Maßnahmenprogramme auf dem Weg zu einem 

flächendeckenden Grundwasserschutz in Baden-Württemberg VD- 

LUFA-Schriftenreihe 65, Kongressband 2009 Teil 1, 113-124. 

29


Gauger, T., Haenel, H.-D., Rösemann C. et. al., 2008: National Implementation 

of the UNECE Convention on Long-range Transboundary Air Pollution 

(Effects). Teil 1: Deposition Loads: Methoden, Modellierung und Kartierungsergebnisse, 

Trends. Forschungsbericht im Auftrag des UBA. Abschlußbericht 

FKZ 204 63 252. 

Gamer, W.; Zeddies, J., 2007: Bilanzen von potenziell umweltbelastenden Nährstoffen 

(N, P, K und S) der Landwirtschaft in Baden-Württemberg - Ergebnistabellen. 

Forschungsbericht der Univ. Hohenheim im Auftrag des Ministeriums 

für Ernährung und Ländlichen Raum (MLR), Stuttgart. 

Hug, R., Hepp, R., von Wilpert, K., 2004: 18 Jahre Depositionsmessnetz der 

Forstlichen Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg. Berichte 

Freiburger forstliche Forschung, Heft 59. 

LEL, 2008: Landwirtschaftliche Betriebsverhältnisse und Buchführungsergebnisse 

56. - Landesanstalt für Entwicklung der Landwirtschaft und der 

Ländlichen Räume (Hrsg.), Schwäbisch Gmünd. 

LTZ, 2009: Abschätzung der Stickstoffeinträge in die gefährdeten Grundwasserkörper 

von Baden-Württemberg durch Modellierung. Bericht des Landwirtschaftlichen 

Technologiezentrums Augustenberg, Karlsruhe. 

LUBW, 2009a: Gefährdete Grundwasserkörper in Baden-Württemberg Zusammenfassung 

und Erfordernis weitergehender Maßnahmen. Rechtlicher 

Rahmen, Methodik und Ergebnisse – wasserfachliche Bearbeitung - Bericht 

der Landesanstalt für für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg, 

Karlsruhe. 

LUBW, 2009b: Grundwasserüberwachungsprogramm - Ergebnisse der Beprobung 

2008. LUBW (Hrsg.), Karlsruhe. 

StaLa, 2009: Statistisches Landesamt Baden-Württemberg. URL: http://www. 

statistik-bw.de/Landwirtschaft/ 

-63 -


Treibhausgasemissionen und Bindung von 

Kohlenstoff Luxemburger Landwirtschaftsbetriebe: 

Methoden, Ergebnisse, Verbesserungspotentiale 

R. Lioy 

(CONVIS – Herdbuch Service Élevage et Génétique – Société Coopérative, Ettelbrück 

/ Großherzogtum Luxemburg) 


Im Rahmen der eigenen Anstrengungen zur Optimierung des Ressourceneinsatzes 

in der Landwirtschaft stellt CONVIS s.c., eine luxemburgische landwirtschaftliche 

Dienstleistungsgenossenschaft, die aktiv auf dem Gebiet der Tierhaltung 

ist, auch Inventare für die Emissionen an Treibhausgasen und Kohlenstoffbindung 

auf betrieblicher Ebene für die an der Beratung angeschlossenen 

Betriebe aus. Die Beratungsarbeit zielt darauf, die Emissionsquellen aufzuspüren 

und vorhandene Minderungspotentiale der Emissionen bzw. Verbesserungsmöglichkeiten 

der Kohlenstoffbindung zu quantifizieren. 

2. Material und Methoden 

Die in dieser Untersuchung vorgestellten Ergebnisse beziehen sich auf den dreijährigen 

Durchschnitt (2004-2006) von 93 CONVIS-Betrieben, die gleichzeitig an 

der Nährstoffbilanzierung wie an der Düngeplanung angeschlossen sind. Dies 

entspricht etwa 8,5 % der landwirtschaftlichen Nutzfläche (LN) Luxemburgs. Aus 

den Kennzahlen der untersuchten Betriebe (Tab. 1) geht hervor, dass es sich um 

leistungsstarke Betriebe mit 121 ha (LN), handelt. Ca. 75 % der LN bestehen aus 

Futterfläche, der Viehbesatz ist folgerichtig hoch. Die große Mehrheit der Betriebe 

(über 80 %) betreibt Michproduktion mit einer durchschnittlichen Michquote 

von über 380.000 l und einer mittleren Leistung pro Kuh von etwa 7.300 l. 

Die Daten aus Nährstoffbilanzierung und Düngeplanung bilden die Grundlage 

zur Durchführung der Inventare für die Emissionen und für die Kohlenstoffbindung. 

Die Emissionen werden modular aufgeteilt: Im Modul Betriebsmittel werden 

die Emissionen berücksichtigt, welche bei der Herstellung und beim Transport 

importierter Betriebsmittel anfallen. Diese Emissionen lassen sich einfach 

berechnen über die am Hoftor erfassten Mengen an Produktionsmittel mal den 

-64 -


entsprechenden Emissionsfaktor. Die Emissionsfaktoren wurden aus der Literatur 

entnommen: Als Hauptquellen wurden die Arbeiten von Gaillard, Crettaz, 

Hausheer (1997), Kaltschmitt & Reinhardt (1997) und Van Dasselaar & Pothoven 

(1994) benutzt. 

Tab.1: Kennzahlen der untersuchten Betriebe 

Das zweite Modul befasst sich mit den Emissionen aus der Tierhaltung. In diesem 

Modul werden die Emissionen von Methan und Lachgas berücksichtigt, die 

in den Kompartimenten Pansen, Stall, Lagerung und Ausbringung organischer 

Dünger sowie beim Weidegang anfallen. Zur Berechnung dieser Emissionen 

müssen Daten über den Verweil der Tiere im Stall bzw. auf der Weide und über 

die Anzahl der Tiere pro Kategorie (Kuh, Deckbulle, Färse, Mastbulle etc.) auf 

Stroh bzw. auf Spalten. Die Emissionen an Lachgas berechnen sich dann pro 

Stück Vieh anhand der Emissionsfaktoren nach UMEG (2002) und die für Lachgas 

in Funktion des Exkrement-N (geschätzt über die im Betrieb vorhandenen 

Düngeeinheiten) anhand der Emissionsfaktoren nach IPCC (2002). 

Ein drittes Modul schließt die Emissionen aus dem Boden bzw. aus der Pflanzenproduktion 

mit ein. Erfasst werden die indirekten Emissionen aus dem Boden 

(nach Isermann & Iseramnn, 2002), die aus der mineralischen N-Düngung, der 

Stroh- und Gründüngung (alle nach IPCC, 2002) sowie aus dem Grünlandumbruch 

(Guo & Gifford, 2002) und aus der negativen Humusbilanz der Ackerflächen 

(Leithold et al., 1997). 

Der positive Teil der betrieblichen CO 2 -Bilanz ist von der Kohlenstoffbindung dargestellt. 

Diese erfolgt entweder über sogenannte Kohlenstoffkredite der Bioenergieproduktion 

(Biogasstrom- und wärme sowie Biodiesel) bzw. über die Kohlenstoffspeicherung 

im Boden. Diesbezüglich werden die Speicherung via reduzierte 

Bodenbearbeitung (Basch & Teebrügge, 2001), positive Humusbilanz 

(Leithold et al., 1997) und Grünland-Neuansaat (Guo & Gifford, 2002) berück- 

-65 -


sichtigt. Bei der Bioenergie wird als Kredit der Substitutionswert vom kWh-Strom 

oder thermisch bzw. der von einem 1 l Diesel angesetzt. 

3. Ergebnisse und Diskussion 

Die Ergebnisse der Emissionen aus den drei Modulen sind Abb.1, Abb.2 und 

Abb.3 zu entnehmen (alle Abbildungen befinden sich Anhang). Die Tierproduktion 

(Modul 2) trägt am meisten zur Treibhausgasemissionen bei, gefolgt von 

den Betriebsmittel (Modul 1) und von der Pflanzenproduktion (Modul 3), siehe 

Abb.4. Bei den Betriebsmitteln sind es die Futtermitteln, die am deutlichsten zu 

den Emissionen Beitragen, im Bereich Tierproduktion ist es die Pansenfermentation 

und im Bereich Pflanzenproduktion sind es die indirekten Bodenemissionen 

sowie die mineralischen N-Düngung gleichermaßen. Wichtig ist auch die 

Feststellung, dass die Summe der Emissionen aus der Tierproduktion (Modul2 

gesamt) und aus den zugekauften Futtermitteln (Modul1) fast 60 % aller betrieblichen 

Emissionen ausmachen. Dies hebt die Bedeutung der Tierhaltung für den 

Treibhausgasausstoß hervor. Gemessen an ihrem Treibhausgaspotential ist 

das Lachgas das Gas mit der höchsten Wirksamkeit (41 %), gefolgt von Methan 

(31 %) und CO 2 (28 %), siehe Abb.4. 

Im Bereich der Kohlenstoff-Bindung (Kredite) stellen die Reduzierte Bodenbearbeitung 

und die positive Humusbilanz die wichtigsten Bindungsposten dar 

(Abb.5). Die Zusammenfassung der Ergebnisse (Tab.2) ergibt, dass die Summe 

der Emissionen fast um das 10fache über die Summe der Kredite liegt, so dass 

eine Nettoemission von knapp 8 t CO 2 -Äq./ha im Schnitt der untersuchten Betriebe 

zu verzeichnen ist. 

Tab.2 

[Werte in kg/ha] CO 2 -Äq. 

Summe Emissionen 8.658,4 

Summe Kredite 885,4 

Netto-Emissionen (CO -Bilanz) 2 7.773,0 

Verhältnis Emissionen / Kredite 9,8 : 1 

-66 -


Als wichtigste Bestimmungsfaktoren für die Betriebsemissionen sind die Viehbesatzdichte 

und der N-Saldo zu nennen (Abb.6). Beim N-Saldo macht sich die 

hohe Treibhausgaswirksamkeit des Lachgases bemerkbar. Dennoch spielen 

auch andere Faktoren eine Rolle: Der Deckungsbeitrag steigt mit dem Steigen 

der Emissionen, so dass zu befürchten ist, dass Maßnahmen zur Emissionsminderung 

einen negativen Einfluss auf die ökonomischen Resultate der Betriebe 

haben könnten. Auch die Betriebsgröße scheint einen Einfluss auf das Niveau 

der Emissionen zu haben: Kleinere Betriebe tendieren demnach, mehr Treibhaugase 

zu emittieren als größere, wahrscheinlich als Folge der Intensivierung 

der Tierproduktion. 

Wichtig für die CONVIS-Beratung ist zu wissen, welche Handlungsspielräume 

im Hinblick auf die Minderung der Emissionen bzw. auf die Verbesserung der 

CO 2 -Bilanz durch die Betriebsmitteloptimierung vorhanden sind. Eine Antwort 

ist aus Abb.7 zu entnehmen. Hier wurde von folgendem Szenario ausgegangen: 

Erschöpfung aller vorhandener Verbesserungspotentiale im Bereich Dünge- 

und Futtermitteleinsatz, Ausdehnung der reduzierten Bodenbearbeitung auf 

das dreifache der bisherigen Mulchsaatfläche und Berechnung der Gutschriften 

aus zusätzlichem Biogas-Strom durch Inbetriebnahme der sich noch in Bau 

befindenden Biogasanlagen. Unter Mitwirkung der genannten Faktoren würde 

sich die CO 2 -Bilanz von 7,7 auf 6,3 t CO 2 -Äq./ha reduzieren. Auch das Verhältnis 

Emissionen/Kredite würde von 9,8 auf 4,6 zurückgehen, die Bilanz bliebe dennoch 

stark unausgeglichen. 

Weniger Aussichte auf Erfolg hätte eine bloße Reduzierung des Viehbesatzes, 

wenn diese Hand in Hand mit einer Reduzierung der Dauergrünlandfläche einherginge 

(Abb. 8), was durchaus wahrscheinlich wäre. Sollte bei einer Reduzierung 

des Viehbesatzes der Grünlandumbruch 20 % betragen, würde die CO 2 - 

Freisetzung aus dem Grünlandboden die Einsparungen an Emissionen über 

eine Reduzierung des Viehbesatzes in Höhe von 30 % mehr als wettmachen. 

Gerade die Zentrale Stellung des Dauergrünlandes in der Luxemburger Landwirtschaft 

suggeriert als letztes, dass der unter Wiesen und Weiden gespeicherte 

Differenz-Kohlenstoff zum Ackerland als Kredit angerechnet werden sollte, 

wenn das Ziel der Erhaltung von Dauergrünland politisch verfolgt wird. In diesem 

Fall würden die Landwirte für eine Leistung für die Gesellschaft (Erhaltung von im 

Boden gespeichertem Kohlenstoff) kompensiert. 

-67 -



Im Wesentlichen lassen sich die Resultate der Untersuchung folgendermaßen 

zusammenfassen: 

• Die CO 2 -Bilanz der CONVIS-Betriebe ist stark defizitär: Die Emissionen sind 

ca. 10 Mal so hoch wie die Kredite. 

• Eine ausgeglichene Bilanz kann alleine über eine Optimierung des Betriebsmitteleinsatzes 

nicht erreicht werden. 

• Auch eine Reduzierung des Viehbesatzes ist per se noch keine Ausreichende 

Bedingung: Dauergrünland darf dabei nicht umgebrochen werden. 

• Wenn der Erhalt von Dauergrünland als politisches Ziel verfolgt wird, sollte 

der Grünland-Kohlenstoff als Kredit angerechnet werden können. 

5. Weiterführende Literatur 

Basch G., Tebrügge, 2001: The importance of conservation tillage with regard to 

the Kyoto protocol. International meeting on climate change and the Kyoto 

protocol. Evora, Portugal, 15-16. Nov. 2001. 

Guo L.B., Gifford R.M., 2002: Soil carbon stocks and land use change: a meta 

analyis. Global Change Biology 8: 345-360. 

IPCC, 1997: IPCC 1996 Revised Good Practice Guidelines for Greenhouse Gas 

Inventories. IPCC, Institute for Global Environmental Strategies, Tokyo, 

Japan. 

Isermann R., Isermann K., 2002: Aktualisierung der Emissionsfaktoren von 

methan, flüchtigen organischen Nicht-Methan-Verbindungen, Ammoniak, 

Lachgas, Monostickstoffoxyd aus biogenen Quellen. Gemeinschaftsausschuss 

“Chemie der Atmosphäre” (DECHEMA, GDCh, DBG), 

Frankfurt/Main. 

Leithold G., Hülsbergen K.-J., Michel D., Schönmeier, H., 1997: Humusbilanzierung 

– Methoden und Anwendung als Agrar-Umweltindikator. In: Diepenbrock 

W., Kaltschmitt M., Nieberg H., Reinhardt G. (Hrsg.): Umweltverträgliche 

Pflanzenproduktion – Indikatoren, Bilanzierungsansätze 

und ihre Einbindung in Ökobilanzen. Zeller Verlag Osnabrück, 43-55. 

-68 -


ANHANG (Abbildungen) 

Abb.1 

Abb.2 

Abb.3 

-69 -


Abb.4 

Abb.5 

Abb.6 

-70 -


Abb.7 

Abb.8 

Abb.9 

-71 -


Lachgasfreisetzung eines gemüsebaulich 

genutzten Bodens in der Vorderpfalz 

R. Ruser 1 , T. Müller 1 , M. Armbruster 2 , F. Wiesler 2 

1 2 Institut für Pflanzenernährung, Universität Hohenheim, Stuttgart, Landwirtschaftliche 

Untersuchungs- und Forschungsanstalt, Speyer 


Lachgas (N 2 O) ist ein klimarelevantes Spurengas und es trägt zum stratosphärischen 

Ozonabbau bei (IPCC, 2007). 8 % des anthropogenen Treibhauseffekts 

werden durch N 2 O verursacht, über die Hälfte der N 2 O-Emissionen stammen 

aus landwirtschaftlich genutzten Böden (IPCC, 2007). Hauptquelle hierbei sind 

die durch N-Düngung bzw. den Eintrag an N über Leguminosen geförderten mikrobiellen 

Stoffumsetzungen bei der Nitrifikation und Denitrifikation in Böden 

(Granli & Bøckman, 1994). Trotz zahlreicher N 2 O-Messungen gibt es bis heute 

nur eine begrenzte Zahl an Untersuchungen zur N 2 O-Freisetzung aus intensiv 

gedüngten Agrarökosystemen wie beispielsweise dem Gemüsebau. Vor allem 

ganzjährige Messreihen aus Regionen mit häufigem Frost/Tau-Wechsel stehen 

bis heute nicht zur Verfügung. 

Mittels einer an den Bedarf angepassten N-Düngung (nach Sollwerten des Expertensystems 

N-Expert, Feller et al., 2007) konnten die Nitratausträge und N- 

Bilanzüberschüsse aus gemüsebaulich genutzten Flächen der Vorderpfalz im 

Vergleich zur Düngung nach Faustzahlen stark vermindert werden, die Abfuhr 

der Ernterückstände hatte auf beide Größen einen zusätzlich mindernden Einfluss 

(Wiesler et al., 2008). 

Ziel dieser Untersuchung war es, die N 2 O-Freisetzung auf einem sandigen, gemüsebaulich 

genutzten Standort zu quantifizieren und die Wirkung der oben beschriebenen 

Maßnahmen zur Steigerung der N-Effizienz im Gemüsebau auf die 

N 2 O-Freisetzung zu überprüfen. 


Die Untersuchungen wurden über einen Zeitraum von zehn Monaten auf Versuchsflächen 

der LUFA Speyer (Versuchsstation „Rinkenbergerhof“) durchgeführt. 

Im langjährigen Mittel beträgt die mittlere Tagestemperatur 10,0 °C bei 

-72 -


einem Niederschlag von rund 600 mm a -1 . Bodentyp am Versuchsstandort ist 

eine schwach pseudovergleyte Braunerde aus Terrassensanden des Rheins. 

Aufgrund des hohen Sandanteils von 80 % ist die nutzbare Feldkapazität mit ca. 

15 % sehr gering. 

Bei der Versuchsanlage handelte es sich um eine randomisierte Blockanlage mit 

je vier Wiederholungen. Dieser Versuch wurde 2004 angelegt, seither wurden 

die folgenden Gemüsekulturen angebaut: 2004 und 2007 Blumenkohl, 2005 

Kopfsalat, 2006 Staudensellerie und 2008 Spinat. Mit Ausnahme der Variante 

‚SoZF’ (siehe Tab. 1) wurden jeweils zwei Sätze Gemüse pro Jahr angebaut. 

Während des Messzeitraums 2009 wurde nach der N-Düngung Mitte Mai 2009 

Rucola ausgesät. Der Aufgang des Saatgemüses war nicht befriedigend, so 

dass der Bestand umgebrochen und neu angesät wurde. Auf eine erneute N-Gabe 

wurde danach verzichtet. 

Die Spurengasmessung wurde mit geschlossenen Hauben durchgeführt (Flessa 

et al., 1995), je Versuchsplot wurde eine Haube verwendet. In wöchentlichem 

Rhythmus wurden Gasproben mit Hilfe evakuierter Glasvials entnommen und 

die N 2 O-Konzentrationen mittels eines Gaschromatographen mit Ni 63 -ECDetektor 

analysiert. 

In Tabelle 1 sind die untersuchten Varianten dargestellt, eine ausführliche Beschreibung 

der Behandlungen findet sich bei Wiesler et al. (2008). Die Erträge 

dieser Varianten haben sich seit Beginn des Parzellenversuchs 2004 statistisch 

nicht unterschieden. Die Behandlung „+NI“ erfolgte erst seit 2008. 

Tab. 1: Versuchsvarianten mit N 2 O-Messungen 

Variante Düngung Weiteres Düngung 

[kg N ha -1 ] 

FS Faustzahlen - 150 

N-Exp N-Expert - 130 

+NI N-Expert + Nitrifikationshemmstoff 130 

-ER N-Expert Abfuhr der Ernterückstände 140 

SoZF N-Expert Sommerzwischenfrucht, 

1 Satz Gemüse 

-73 - 

130



Der zeitliche Verlauf der N 2 O-Freisetzung ist in Abbildung 1 dargestellt. Er deckt sich 

mit den Ergebnissen aus Messungen auf Acker- und Grünlandstandorten, auf denen 

erhöhte Emissionen nach Niederschlagsereignissen auftraten (Dobbie et al., 

1999; Ruser et al., 2001). Der Anstieg der N 2 O-Freisetzung nach Niederschlag kann 

auf eine Minderung der O 2 -Diffusion in den Boden und damit auf eine erhöhte N 2 O- 

Bildung durch die Denitrifikation zurückgeführt werden. 

In Übereinstimmung mit einer Vielzahl von Freilanduntersuchungen wurden die 

höchsten N 2 O-Flussraten des gesamten Untersuchungszeitraums während Tauphasen 

gemessen. Mögliche Gründe für die erhöhten N 2 O-Flüsse während Taus 

wurden bei Flessa (2000) ausführlich diskutiert. Der Anteil der Emissionen außerhalb 

der Vegetationsperiode an der gesamten Emission während des Messzeitraums 

von 10 Monaten war in jeder Variante >60 %, sodass davon auszugehen ist, 

dass dieser Anteil bei annuellen Messungen nicht unter 50 % sinken dürfte. Somit 

bestätigt sich die Größenordnung von 50 % Winteremissionen auch für diesen leichten 

Standort unter gemüsebaulicher Nutzung. Diese Größenordnung wurde für Akkerbau- 

und Grünlandnutzung zusammenfassend von Kaiser und Ruser (2000) berechnet 

und zeigt, dass Untersuchungen zur Spurengasdynamik auf Standorten mit 

häufigem Frost/Tau-Wechsel unbedingt ganzjährig durchgeführt werden müssen. 

µg N 2 O-N m -2 h -1 

Niederschlag [mm] 

1400 

1200 

1000 

800 

600 

400 

200 

Spinaternte 

Fräse 

Pflug 

-74 - 

150 kg N, BB, Aussaat Rucola 

3l ha -1 "Basta" 

Neuansaat Rukkola 

0 

35 

30 

30 

25 

20 

20 

10 

15 

10 

0 

5 

-10 

0 

-20 

O N D J F M 

Monat 

A M J J A 

Abb. 1: Mittlere N 2 O-Freisetzung (n = 4) der Variante ‚Düngung nach Faustzahlen‘ 

(oben) sowie Tagesniederschläge (inklusive Beregnung) und 

Tagesmitteltemperatur während des Versuchszeitraums (unten) 

Ernte Rucola 

Lufttemperatur [°C]


Die höheren Wassergehalte in Versuchsblock 1 sind dadurch zu erklären, dass 

sich in diesem Teil der Versuchsfläche in ca. 50 cm Tiefe eine unregelmäßige 

Tonschicht abgelagert hat, die eine geringere Wasserleitfähigkeit aufweist als 

die Sandsedimente. Dies führte zeitweise auch zu einem Wasserstau auf dieser 

Teilfläche. Die höheren Wassergehalte waren der Grund dafür, dass beispielweise 

die Emission der Faustzahlenvariante mit 16,5 kg N ha -1 zehn Monaten -1 

auf dieser Teilfläche extrem hoch waren (nicht dargestellt). Dies zeigt, dass auf 

diesem Standort ein Potential für stark erhöhte Emissionen gegeben ist. 

µg N 2 O-N m -2 h -1 

1400 

1200 

200 

150 

100 

50 

WH 1 

WH 2 

WH 3 

WH 4 

0 

30 40 50 60 70 80 90 100 

wassergefülltes Porenvolumen [%] 

Abb. 2: Zusammenhang zwischen Wassergehalten des Oberbodens in den 

einzelnen Versuchsblöcken und der N2O-Freisetzung Ende Juli. Die 

schwarze Kurve wurde aus Freilandmessungen auf Ackerboden nach 

Ruser et al. (2001) abgeleitet, sie ist auf der Ordinate als relativer Wert 

anzusehen 

Die Untersuchungen wurden auf dem Standort Rinkenbergerhof durchgeführt, 

um die Emissionen aus den verschiedenen Behandlungen auf einem Boden mit 

sandiger Textur zu quantifizieren. Deshalb wurden die Emissionen aus dem Versuchsblock 

1 für die Berechnung der kumulierten N 2 O-Emissionen in Tabelle 2 

nicht berücksichtigt. 

Die kumulierten N 2 O-Emissionen waren, abgesehen von der Variante ‚Düngung 

nach Faustzahlen’ mit Verlusten zwischen 2,2 und 2,9 kg N 2 O-N ha -1 sehr gering, 

statistisch signifikante Unterschiede ergaben sich hier nicht (Tab. 2). Dementsprechend 

konnte innerhalb dieser Varianten kein Zusammenhang zwischen 

N-Düngermenge und Emission hergestellt werden. Im Vergleich zu aktuellen 

-75 -


Untersuchungen auf Gemüsebauflächen der Universität Hohenheim auf einem 

schwereren Boden der Filderebene sind die Emissionen des Rinkenbergerhofs 

als niedrig anzusehen. 

Tab. 2: Mittlere kumulierte N 2 O-Emissionen im Versuchszeitraum sowie 

mittlerer N-Saldo der Versuchsjahre 2004 bis 2007. Die Mittelwerte 

wurden as den Blöcken 2, 3 und 4 ermittelt, Block 1 wurde nicht berücksichtigt. 

Standardabweichungen sind jeweils in Klammern angegeben 

Variante 

N 2 O-Emission 

[kg N ha -1 10 Monate -1 ] 

-76 - 

N-Saldo 2004-2007 

[kg N ha -1 a -1 ] 

FS 5,99a (1,89) + 383 (9) 

N-Exp. 2,71b (1,54) + 156 (25) 

+NI 2,87b (0,36) + 149 (3) 

-ER 2,29b (1,06) + 35 (25) 

SoZF 2,20b (0,45) + 113 (1) 

Die Buchstaben kennzeichnen statistisch signifikante Unterschiede zwischen 

den kumulierten Emissionen (Student-Newman-Keuls, α < 0,05) 

Im Gegensatz dazu waren die N 2 O-Verluste aus der Variante ‚Düngung nach 

Faustzahlen’ mit 6 kg N ha -1 signifikant höher. Die höhere Emission dieser Variante 

ist mit Sicherheit nicht auf die um 10 kg N ha -1 höhere N-Düngung im aktuellen 

Versuchsjahr zurückzuführen. Offensichtlich stehen die höheren Emissionen 

dieser Variante in Zusammenhang mit den langjährig aufgebauten N- 

Überschüssen welche sich auch durch die hohen N-Salden dieser Behandlung 

manifestieren (Tab. 2). 


Die N 2 O-Emissionen außerhalb der Vegetationsperiode betrugen ca. 50 % der 

gesamten Jahresemission. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, die Emissionsmessungen 

ganzjährig durchzuführen. 

Der sandige Standort zeichnet sich zwar durch ein hohes Potential zur N 2 O-Freisetzung 

aus, dieses wird allerdings nur unter Bedingungen wie beispielsweise


Staunässe ausgeschöpft. Insgesamt waren die Emissionen an diesem Standort 

vergleichsweise niedrig. 

Zur Minderung der N 2 O-Freisetzung sollte die N-Düngung nicht anhand von 

Faustzahlen bemessen werden. Die ‚langfristige‘ Reduzierung der N-Düngung 

mit Hilfe des Expertenmodells N-Expert führte zu einer signifikanten Verringerung 

der N 2 O-Freisetzung. Eine weitere Verminderung der N 2 O-Emission 

scheint auf diesem Standort nicht möglich, hier sollte die N-Düngung nach weiteren 

Umweltparametern wie z.B. der Nitratverlagerung optimiert werden. 

5. Literatur 

Dobbie, K.E., McTaggart I.P., Smith, K.A., 1999: Nitrous oxide emissions from 

intensive agricultural systems: variations between crops and seasons, 

key variables, and mean emission factors. J. Geophys. Res. 104: 26891- 

26899. 

Feller, C., Fink, M., Laber, H., Maync, A., Paschold,P.-J., Scharpf, H.C., Schlaghecken, 

J., Strohmeyer, K., Weier U., Ziegler, J., 2007: Düngung im Gemüsebau 

– Datenbasis für eine erfolgreiche Düngung im Freilandgemüsebau. 

In M. Fink (Hsgb.): 2. überarbeitete Auflage, Schriftenreihe des 

Institutes für Gemüse- und Zierpflanzenbau Großbeeren und Erfurt 

Flessa, H., 2000: Steuerung der N O- und CH -Spurengasflüsse aus oder in 

2 4 

Böden durch Standort- und Nutzungsfaktoren. Habilitationsschrift an der 

Fakultät für Forstwissenschaft und Waldökologie, Georg-August-Universität 

Göttingen. 

Flessa H., Dörsch, P., Beese, F., 1995: Seasonal variation of N O and CH flux- 

2 4 

es in differently managed arable soils in southern Germany. J. Geophys. 

Res. 100: 23115-23124. 

Granli, T., Bøckman, O.C., 1994: Nitrous oxide from agriculture. Norw. J. Agric. 

Sci. Suppl. 12. 

IPCC, 2007: Climate Change 2007. Synthesis Report. Contribution of Working 

Group I, II and III to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental 

Panel on Climate Change. Core Writing Team, Pachauri, R.K. and Reisinger 

A. (Eds.). IPCC, Geneva, Switzerland. 

Kaiser, E.A., Ruser, R., 2000: Nitrous oxide emissions from arable soils in Germany 

– An evaluation of six long-term field experiments. J. Plant Nutr. Soil 

Sci. 163: 249-260. 

-77 -


Ruser, R., Flessa, H., Schilling, R., Beese, F., Munch, J.C., 2001: Effects of cropspecific 

field management and N fertilization on N O emissions from a fine- 

2 

loamy soil. Nutr. Cycl. Agroecosys. 59: 177-191. 

Wiesler, F., Laun, N., Armbruster, M., 2008: Integriertes Stickstoffmanagement 

– eine Strategie zur wirksamen Verringerung der Gewässerbelastung im 

Gemüsebau. Agrarspectrum Band 41: 95-108. 

-78 -


Umsetzung eines Stickstoff-Überschusssaldos 

der Landwirtschaft von 50 kg N/ha LF bis 

2020 als wesentliches Teilziel der nationalen 

Nachhaltigkeitsstrategie für ein Nachhaltiges 

Deutschland (2002/2008) 

K. Isermann, R. Isermann 

Büro für Nachhaltige Ernährung, Landnutzung und Kultur, Hanhofen 


Zurückgehend auf bereits zuvor erhobenen gleichlautende Forderungen z.B. 

von BNLA / BNELK, SRU, UBA und BMU (1999-2008) zur Entwicklung nachhaltiger 

Nährstoffhauhalte nicht nur in der Landwirtschaft, sondern (multi-) / systemar 

sowie multimedial im gesamten Ernährungsbereich von Landwirtschaft, Humanernährung 

sowie zugeordneter Abfall- und Abwasserwirtschaft – aktuell aber 

auch der Biomassen(~energie)-Wirtschaft – =fordert nunmehr auch die Bundesregierung 

[Nationale Nachhaltigkeitsstrategie (2002), Fortschrittsbericht 

(2008)] als u.a. 1 von 8 Nachhaltigkeitsindikatoren zur nachhaltigen Landnutzung 

exemplarisch für den Nährstoff N ein Überschusssaldo der Landwirtschaft 

spätesten (illusorisch) bis 2010 von 80 und (realisierbar) bis 2020 von 50 kg N / ha 

LF. a (Hoftorbilanz) ( s. hier Beitrag Geupel, UBA). Begleitet werden diese Forderungen 

vom UBA mit seiner „Multimedialen Stickstoff-Emissionsminderungsstrategie“ 

auch mit entsprechenden Beiträgen von BNELK (2008/ 2009). 

2. Ergebnisse, Schlussfolgerungen, Diskussion 

2.1 So beträgt aktuell (Ø2001/2003) dieses N-Überschusssaldo der Landwirtschaft 

nach Bach und Frede (2007) 106 kg N/ha .a mit einem N-Input von 166 kg 

N/ha . a (Tab. 1). Unter zusätzlicher Berücksichtigung der gesamten N-Anlieferung 

durch Deposition von 30 sowie durch Netto-Mineralisation von Grünland- 

Umbrüchen von 29 (Auerswald und Schneyder 2007) sowie der Niedermoor- 

Kultivierung von 11 kg N/ha. a (Höper 2007) ergibt sich bei einem effektiven N- 

Angebot von nunmehr 231 kg N/ha . a ein entsprechendes Überschusssaldo von 

171 kg N/ha . a. 

-79 -


2.2 Unter Einhaltung der kritischen N-Eintragsraten und –Konzentrationen 

zugleich in allen Umweltbereichen wird hier mit einem effektiven N- 

Angebot von nur noch 85 kg N/ha . a für spätestens 2020 das geforderte 

N-Überschusssaldo von 50 kg N/ha . a ausgewiesen. – Dessen Umsetzung 

beruht im Wesentlichen auf: 

a) Als Grundvoraussetzung hinsichtlich gesunder Humanernährung auf nachhaltiger 

Tier-Konsumtion und –Produktion mit einem Viehbestand von maximal 

0,1 GV/E = 50 kg LG/E und Viehbesatzdichten von maximal 1,0 GV/ha mit 

Nährstoffen versorgbarer LF. Dies entspricht aktuell (2005) einer notwendigen 

Reduktion der Viehbestände z.B. in Deutschland von 19,2 Mio. GV auf 8,2 Mio. 

GV, also um -57%, in der EU-27 um -64% (s. hier; Beitrag R. Isermann und K. 

Isermann, Tierproduktion und Futtermittel). 

b) dementsprechend auch Einschränkung der Produktion an einheimischen Futtermitteln 

c) Weitgehendem Verzicht auf Futtermittel- und Nahrungsmittel-Exporte und – 

Importe. 

d) Ca. 1,5-fach höherer biologischer N-Fixierung und optimalem Einsatz von einwandfreien 

SERO-Düngern. 

e)Reduktion der atmosphärischen N-Deposition auf 10 kg N/haLF . a. 

f) Trendumkehr hinsichtlich Grünlandumbruch und Niedermoorkultivierung 

durch optimierte Wiedervernässung 

g)Umweltverträgliche Biomassen(~energie) Wirtschaft. (z.B. max. Gärrest- 

Ausbringung entspr. 100 kg N/ha . a bzw. 20 kg P/ha . a). 

h) Demzufolge Rückgang des Mineraldünger-N-Einsatzes von 106 auf 40 kg N/ 

ha. 

i) Flankierenden technischen Emissionsminderungsmaßnahmen. 

Um von vorneherein Zweifel an der Erreichung dieses Ziels zu entkräften, sei in 

Tab. 2 darauf verwiesen, dass in Deutschland im Zeitraum 1955-64 dieser N- 

Überschuss auch nur 50 kg N/ha . a betragen hatte, bei damals übrigens bester 

Humanernährung, die Deutschland je vorzuweisen hatte und auskömmlicher 

Einkommenssituation der Landwirtschaft. 

Dementsprechend werden z.B. auch die C-(Humus)- und P-Bilanzen 

nachhaltig gestaltet, letztere unter Beseitigung des Paradoxons der Ungleichbewertung 

von Mineraldünger-P bzw. Wirtschaftsdünger-P hinsichtlich 

der P-Zufuhr in den einzelnen P-Gehaltsklassen mit der gemeinsamen 

Zielsetzung einer Erhaltsklasse von aktuell B/ Anfang von C. 

-80 -


Inhabitants [10 

Tab. 1: Nitrogen balance (farm level) of agriculture in Germany: 

A) Present non-sustainable ( Ø 2001 – 2003): Unhealthy human nutrition, N emissions 2-5 fold too high 

B) Future sustainable (2020): Healthy human nutrition, emissions equivalent to critical N levels and loads 

of all natural near ecosystems according to the National Strategy for Sustainability of Germany (2008) 

6 ] = cap 82.5 < 82.5 

Agricultural area (aa) [10 6 ha] 17 

Animal stocks [10 6 AU ] (EUROSTAT) 

Animal densities [AU . ha aa -1 / . cap -1 /LW . cap -1 

19 

8.25 

1.12/ 0.23 / 1.92 AU [100] 

0.49 / 0.10 / 0.83 [44] 

Authors Bach and Frede (2007 Isermann 2008 

N-Farm gate balances [kg N . ha -1 . yr -1 N-Balances 

] 

A) Present non sustainable ( Ø 2001 – 2003) B)Future sustainable (2020) 

1. Input / Deliveries 

…of them: 

1.1 Mineral fertilizer 

1.2 Imported feed 

1.3 Domestic feed 

1.4 Biological N-fixation 

1.5 Atmospheric Deposition 

1.6 Sewage sludge + biocomposts 

1.7 Net-Mineralisation (broken grasslands + fens) 

2. Output / Enrichments 

…of them: 

2.1 Sold products 

2.1.1 Plant production 

2.1.2 Animal production 

2.2 Surplus (1. -2.1) 

…off it: 

2.2.1 Soil: Net Immobilisation 

2.2.2 Emissions 

…of them into: 

2.2.2.1 Atmosphere 

a) NH3-Volatisation 

b) (De-)Nitrification ( N2+N2O+NO) 

2.2.2.2 Hydrosphere (Behrendt et al. 2003) 

a) Leaching 

… of it to groundwater 

b) Erosion, surface runoff, drainage 

c) …of them to surface water 

166 

106 

22 

12 

14 

(net ) 9 

3 

n.d. 

166 

60 

39 

21 

106 

0 

106 

n.d. 

n.d. 

n.d. 

n.d. 

n.d. 

n.d. 

n.d. 

n.d. 

-81 - 

231 [100] 

106 

22 

12 

(14 + 4= ) 18 

(20 + 10= ) 30 

(3 + < 1 =) 3 

(LBEG 2007) (29 + 11 = ) > 40 

231 

[100] 60 

[100] 39 

[100] 21 

[100] 171 

0 

[100] 171 

95 

31 

(53 +9 + 2=) 64 1) 

(68+8=)76 

68 

17 2) 

8 

25 

85 [37] 

40 

0 

5 

(21+4=) 25 

(7+3=) 10 

(4+ 1=) 5 

0 

85 

[58] 35 

[66] 26 

l [43] 9 

[29] 50 

0 

[29] 50 

[29] 28 

10 

(15+2+1=) 18 

[29] (20+2=) 22 

20 

5 2) 

2 

(LAWA I / II= 2xBG) 7 

Nitrogen efficiency ( % ) 36 26 [100] 41 [158] 

1) Rooting zone: < 10 to > 150 kg N . ha -1 . yr -1 (LBEG 2007); N2O-N = 4% of N input /delivery (Crutzen et al. 2007) re1049 

2) Retention (Denitrification, Nitrate-Ammonification): 75% (Behrendt et al. 2003) 

Tab.2: A) Stickstoff-Bilanz der Landwirtschaft von Deutschland jeweils in der BRD und DDR 

von 1950 / 54 bis 1965/ 69, sich ergebend aus: 

1. N-Zufuhr mit Mineraldüngern und Kraftfutter (ohne Zufuhren durch biologische N-Fixierung, 

Sekundärrohstoff-Dünger und atmosphärischem Eintrag) 

abzüglich: 

2. N-Abfuhr mit den Ackerflächen (Nieder et al. 2007, aktualisiert; Nieder et al. 2009) 

B) im Vergleich zur (vollständigen) N-Hoftor-Bilanz von Ø 2001-03 und Zielvorgabe bis 2020 entsprechend 

der Nationalen Nachhaltigkeitsstrategie von Deutschland mit einem N-Überschuss von 50 kg . N . ha -1 . a -1 

A) N-Bilanz (kg N . ha -1 . a -1 ) 

BRD DDR 

Zeitraum Zufuhr Abfuhr Überschuss Zufuhr Abfuhr Überschuss 

1950-54 

1955-59 

1960-64 

1965-69 

29 

41 

59 

20 

21 

24 

9 

20 

25 

83 26 57 87 27 60 

B) N-Bilanz (kg N . ha -1 . a -1 Zeitraum Zufuhr / Anlieferung 

) [Tab. 1] 

Deutschland 

Abfuhr Verkaufsprodukte Überschuss 

Ist Ø 2001-03 231 60 

171 

Soll 2020 85 35 

2.3 Die politische Umsetzung somit nachhaltiger C-, N-, P-, S- 

Haushalte und somit auch ihre ökonomische und soziale Tragfähigkeit 

für die Landwirtschaft bzw. Gesellschaft erfolgt im Wesentlichen 

durch : 

a) Nährstoff-Überschusslenkungsabgaben bzw. -Zuwendungen, gemessen am 

37 

45 

54 

24 

23 

23 

50 

13 

22 

31 

Re1129


maximal tolerierbaren Nährstoff-Überschusssaldo, hier also betriebsartenspezifisch 

von 50 (20-70) kg N/ha . a; 

b) Besteuerung von Nahrungsmitteln (u. Biomasse, ~energie) anstelle von 7% 

mit 19% in einem 1. Schritt und deren Rückführung in die Landwirtschaft, z.B. in 

Deutschland von 23,7 Mrd. €/a mit Exporten bzw. letztlich von 18,5 Mrd. €/a ohne 

Exporte (Tab. 3). 

c) Dadurch Wegfall sämtlicher Agrarsubventionen (2005: 6,1 (D) + 6,5 (EU) = 

12,6) Mrd. €). 

d) Das Einsparungspotential vermiedener Krankheiten durch Überernährung 

von 120 Mrd. €/a durch preiswertere gesündere Ernährung von 14 -28 Mrd. €/a 

(Tab. 4) sowie Kostenersparnis von somit vermiedenen Umweltschäden ähnlicher 

Größenordnung wie bei den vermiedenen Krankheiten durch Überernährung 

von insgesamt ca. 200 Mrd. €/a erlauben jegliche beliebige Preisgestaltung 

für Agrarprodukte zugleich mit der Durchsetzung von Quotenregelungen (Tab. 

5). Dies stellt eine der größten „win-win-Situationen“ der gesamten Wirtschaft 

von Deutschland dar, ohne jegliche negativen Auswirkungen. 

2.4 Demgemäß vermittelt Tab. 6 die Inhalte gegenwärtig nichtnachhaltiger 

Ernährungs- und Agrarpolitik in Deutschland und 

EU-27 gemessen an deren zukünftig notwendigen nachhaltigen 

Rahmenbedingungen und leitet zu Abschnitt 3. über. 

Tab.3 : Agricultural food products worth their prices both socially, environmentally and economically 

by (over-)compensation of subsidies for agriculture e.g. in Germany (2005) 

with (additional) value added taxes (VATs) on (especially animal) food sale returned to the farmers 

A) Inclusive food exports B) Exclusive food exports 

1. Exclusive VAT 

2. 7% VAT (actually) 

3. Inclusive 7% VAT (actually) 

4. 12% VAT 

5. Inclusive 19% VAT 

6. 19% VAT 

7. Compare: Subsidies for Agriculture 

8. Needed VAT to compensate 

subsidies: 

8.1 on average total food 

8.2 VAT only for meat (reduced 

consumption not yet 

considered) 

A) Inclusive export 

-82 - 

German food sales in 2005 (BVE 2008) 

10 9 € € . farm -1 

124.9 

8.7 

104.2 + 29.4 1) =133.6 

15.0 

148.6 

23.7 

6.1 (DE) + 6.5 (EU) 

= 12.6 

10.1% = 12.6 

38% = 12.6 

- 

21 938 (69) 

- 

37 823 (119) 

- 

59 761 (188) 

31 771 (100) 

31 771 (100) 

31 771 (100) 

B) Exclusive Export 

10 9 € € . farm -1 

97.4 

6.8 

133.6 – 29.4 1) =104.2 

11.7 

115.9 

18.5 

6.1 (DE) + 6.5 (EU 

= 12.6 

12.9% = 12.6 

45% = 12.6 

- 

17 147 (54) 

- 

29 502 (93) 

- 

46 649 (146) 

31 771 (100) 

31 771 (100) 

31 771 (100) 

1) Compare: Export: 29.4 . 10 9 € (= 22% of total food sales) with import: 28.1 . 10 6 € re1110


Tab. 4: A healthy human diet in the developed and industrialized countries with their tremendous over-nutrition 

like e.g. here in Germany: 

• Reduce not only about 70 (60-80%) of the multiple environmental damages caused by the nutrition system 

in respect to its emissions of C, N, P, S; 

• But additionally have cost savings of about 9% (not vegetarian, high quality diet) and 17% (ovo-lactovegetarian, 

high quality diet) respectively than an average mixed diet, equivalent yearly to 13.8 . 10 9 and 

27.6 . 10 9 € respectively. 

[Study Hoffman et al. 2001, Mertens et al. 2009] 

1. Costs [€ . person -1 . m -1 ]: 

1.1 Plant food 

1.2 Animal food 

1.3 Other food 

1.4 Beverages 

Diets (females between 25-65 years) 

A) Average mixed B) Not vegetarian, 

high quality 

80 

95 

36 

48 

-83 - 

119 

53 (80 less meat) 

27 

38 

1.5 Total costs 259 (100) 237 (91) 

2. Cost savings: 

2.1 € . month -1 

2.2 € . year -1 

2.3 € Germany 

(total adult peoples= 

52.3 . 10 6 ) 1) 

1) 

males ? females! 

- 

- 

- 

22 

264 

13.8 . 9 1) 

10 

C) Ovo-lacto-vegetarian 

high quality 

132 

24 (no meat and fish) 

23 

36 

215 (83) 

44 

528 

27.6 . 9 1) 

10 

Tab.5: Environmental, social and economical benefits of a healthy human nutrition implemented by a tax levy model: 

Multiplicity, effectiveness and efficiency 

Taking the situation (2005) in Germany as an example, the nutrition system of agriculture, human nutrition as well as corresponding waste and 

waste water management contributes by emissions of reactive C, N, P, S to the total eutrophication 80%, acidification 40%, climate change 27%, 

decline of biosphere 80% and threatening of human health by over nutrition of 70%. Corresponding shares of a more than 2fold too high animal 

consumption and production are 70, 90, 70, 70 and 80% respectively. – Implemented in a first step by a value added tax (VAT) of 19% 

corresponding yearly to 24 milliards € especially on animal food and give it back to the farmers (60 000 € . farmer -1 . yr -1 ) as a return for a 

now fixed production system adjusted to sufficiency and sustainability. Healthy human nutrition potentially and yearly: re1112 

1. Reduces over nutrition illness 

costs of 120 Milliards € and 78% 

of untimely death; 

2. Reduces all above mentioned 

environmental damages and 

overuse of mineral phosphorus 

by about -60%, thereby 

avoiding still unknown but 

similar costs; 

3. Over-compensates 13 Milliards 

€ subsidies for agriculture; 

4. And thereby a win-win situation 

exists of (120-24 + x+14/28+13= 

) 123/137 + x Milliards €=


Tab. 6: Ernährungs- und Agrarpolitik: 

A) Aktuell nichtnachhaltig von EU 15/27 und Deutschland / BMELV versus 

B) Zukünftig nachhaltig, notwendigerweise zugleich aus ökonomischer, ökologischer und sozialer Notwendigkeit 

E r n ä h r u n g s – und A g r a r p o l i t i k 

1) Leitbilder A) Aktuell: Nichtnachhaltige “freie” 

B) Zukünftig: Nachhaltige ökologisch und sozial 

Marktwirtschaft 

verpflichtete (Markt)Wirtschaft 

2) Ziele / Leitsätze Globalisierung: 

Regionalisierung: 

„Lokal denken, global handeln: 

„Global denken, lokal handeln: 

Mengen hoch, Preise runter“ 

Mengen runter, Preise hoch“ 

3) Vertreter EU 15/ 27 (u.a. Agenda 2000) 

Deutschland / BM(VE)LV / Wiss. Beirat (1998) 

Agenda 21 von Rio (1992) IAASTD (2008) 

4) Zeithorizonte 

5) Politikbereiche / Leitlinien: 

2000 bis insbesondere 2009 BNLA / BNELK (1994-2009) 

5.1 Allgemeine Ziele 

Steigerung Bruttoinlandsprodukt (BIP) zu Steigerung Nettoinlandprodukt (NIP) = BIP abzüglich 

wirtschaftlichen Handelns 

Marktpreisen 

ökologischer und sozialer Schadauswirkungen zu 

Marktpreisen 

5.2 Steuerpolitik Billige Nahrungsmittel mit nur 7% MwSt und 

Verwendung dieser Steuermittel allgemein für 

staatliche Ausgaben 

5.3 Mengenregulierung Abschaffung der Produktionsquoten, z.B. 

Milchquoten bis 2015 

5.4 Selbstversorgungsgrade 

(SVG) und seine 

Bezugsgrößen 

Uneingeschränkte Nachfrage= „Bedarf“ =100%, 

z.B. Fleisch 62 kg/E . a 

SVG: 102% = 63 kg / E . a (2007/BMELV 2009) 

-84 - 

Preiswerte Nahrungsmittel mit ökologischer und sozialer 

Wahrheit mit 19 + x % MwSt und deren Rückführung an die 

landwirtschaftlichen Betriebe (Garantiepreise) 

Dafür Quotenregelung: 

Garantierte Produktionsquoten für garantierte Preise 

Bedarf: = 100% / E . a 

z.B. Fleisch: 23 kg / E . a 

SVG: 274% = 63 kg / E . a (2007) 

Völlige Abschaffung der Subventionen 

5.5 Subventionspolitik Aufrechterhaltung, evtl. Steigerung � 

Exportsubventionen 

5.6 Außenhandel Exportförderung � Preisdumping an Weltmarkt Außenhandelsschutz: Minimierung der Exporte und Importe 

an Nahrungs- und Futtermitteln 

5.7 Kreditpolitik Verbilligte Kredite durch Subventionen Allgemeine Kreditkonditionen am Finanzmarkt ohne 

Subventionen 

5.8 Lebensmittelsicherheit Verdeckte Kennzeichnung (z.B. „Ohne 

Gentechnik“) und Ermittlung 

Offene Kennzeichnung (z.B. „Mit Gentechnik) und Ermittlung 

5.9 Existenzsicherheit der Bei Bedrohung wirtschaftlicher Existenz Anreiz 

Anreize zur Erhaltung der Betriebe, jedoch 

landwirtschaftlichen zur Betriebsaufgabe durch Subventionen , z.B. Betriebsschließungen nur bei nichtnachhaltigen 

Betriebe 

Ø 2001/2007: 

12 400 Betriebsaufgaben / Jahr (-17%) 

Wirtschaftsweisen und ohne Subvention 

5.10 Sanktionierungsprinzip 

Re1126 

Gemeinlastprinzip Verursacherprinzip 

Tab.7: Driving and preventing forces in the development / implementation of a sustainable nutrition system 

i.e. in Germany 

Sectors of 

Sustainability 

Development / Implementation of a sustainable nutrition system 

� Aims Preventing forces 

(Inter-)National Lobbies � Lobbyism � Corruption 

Social conditions 1. Instead pf Net economic growth 

1. Widespread (inter-)national lobbyism, esp. in respect to 

� Sufficiency 

Cross economic growth (Cross national legislation, jurisdiction and execution referring to 

[needed food] 

product /GNP) vs. Sufficiency 

production, trade, consumption, esp. of animal food and 

2. Apparent efficiency vs. sufficiency 

environmental problems, mainly by: 

(Best) Available Techniques 

� Farmers organisations 

vs. Sufficiency 

� Organisations of: 

3. Ignorance of overnutrition 

Fertilizer-, Feed-, Food-, Industries and Trade 

Environment 

Ignorance of: 

� Waste and Waste Water Authorities together with 

� Consistency 

1. environmental problems 

� Governmental institutions like ministries 

i.e. global climate change 

2. No ratification of the UN conventions against corruption 

[of natural-near 

2. Exhaustion of natural/nutrient resources in Germany: 

ecosystems 

i.e. of N (fossil energy) and mineral P Corruption of governmental members are tolerated and not 

and 

punished 

natural nutrient resources 

Main sectors and institutions involved in corruption in 

(esp. N and P)] 

Germany (Rank 16): 

Economy 

1. Price dumping 

� Political parties 

� Efficiency 

i.e. of agricultural products/food, 

� Parliament 

esp. EU/WTO � Globalisation 

� Business 

[optimization output / input 2. Low Taxation and Subsidy policy 

� Justice 

= food / nutrients] 

(agriculture and food) 

� Police 

3. Unfair trade 

� Tax offices 

4. Illegal (shadow) economy: 

� Information systems (anti-Transparency) 

i.e. Germany most important economic � Public Health System 

sector with 15% of GNP (2006) � increasing � (Military) 

tendency 

� Education System [Transparency International (2006), 

� Index of Sustainable Economic Friedrich-Ebert-Foundation, 

Welfare (Cobb and Cobb 1990) 

2006) ] re0791b 

5. (Inter-)national financial collapse 

re0791b


Tab. 8: Ursachen und Abhilfen des Scheiterns einer nachhaltigen Entwicklung (auch) des Ernährungsbereiches von 

Deutschland gemäß den Vereinbarungen der Agenda 21 von Rio (1992) sowohl aus sozialer (Suffizienz: Gesunde 

Ernährung), ökologischer (Konsistenz: Umwelt- und Ressourcen-Schutz), und ökonomischer (Effizienz: u.a. preis-werte 

Agrarprodukte und Nahrungsmittel) Sicht mit dementsprechenden bisherigen jährlichen Schäden an der Um-, Mit- und 

Nach-welt in 3stelliger Milliardenhöhe (EURO) waren nicht durch mangelnde Erkenntnis und Forschungsbedarf hinsichtlich der 

entsprechenden notwendigen banalen ursachenorientierten, hinreichenden und zielorientierten Maßnahmen verursacht, sondern 

durch kontraproduktive Handlungsweisen von Lobby � Lobbyismus �Korruption zur Förderung und 

Aufrechterhaltung einer nichtnachhaltigen Massentier-Konsumtion und –Produktion. 

BEISPIELE: 

1. Wider eigenen (Er-)kenntnissen (z.B. VDLUFA) vorsätzliche Nichtbeachtung: 

1.1 Maximal tolerierbaren Viehbesatzdichten von 1.0 GV/ha mit Nährstoffen versorgbarer LF . a aufgrund der Er 

gebnisse von ca. 40 europäischen Dauerversuchen mit einer akkumulierten Versuchsdauer von ca. 1000 Jahren; 

1.2 Maximal tolerierbaren Viehbeständen entsprechend 0,1 GV = 50 kg LG/Einwohner auf der Grundlage hinsicht- 

lich menschlicher Gesundheit maximal tolerierbarem Fleischverzehr von 23 kg/ Einwohner . a und entsprechenden 

Koppelprodukten (Milchprodukte, Eier, etc.) [DGE und DACH) 2000 /2001] 

Abhilfe: Unverzügliche Umsetzung dieser Indikatoren für eine nachhaltige Tier-Produktion und –Konsumtion 

2. Nichtnachhaltige Agrar-und Umweltgesetzgebung sowohl der EU (z.B. Nitratrichtlinie 1991) und Deutschland (z.B. 

dementsprechend Düngeverordnungen 1996-2007), in Deutschland verursacht (nicht in der EU) durch Anonymität 

bereits bei Gesetzesinitiativen und „Fremdeinwirkungen“ (Embert, BMELV 2008) u.a. vom Bauernverband, betreffende 

Landwirtschaftsministerien der Länder, Landwirtschaftskammern und ~anstalten, BVE [BNELK, BMU, SRU, UBA 2008]. 

Verhinderung des Umweltgesetzbuches, dadurch Aufrechterhaltung der Niedermoorbewirtschaftung. 

Abhilfe: Ablehnung der Umsetzung (Remonstrationsgesetz). Novellierung und transparente Gesetzesinitiativen unter 

Ausschluss der Lobby(-isten). 

3. Dementsprechende auch vorsätzliche Düngefehlberatungen wider eigenen (Er-)Kenntnissen, insbesondere hinsichtlich 

der Nährstoffe C, N, P, S sowohl durch die (Offizial-)Beratung als auch von (dementsprechenden Mitgliedern von ) 

Forschungsverbänden (z.B. VDLUFA). 

Abhilfe: Nunmehr entsprechendes Schuldeingeständnis („Beichte“) der bisherigen langfristigen Düngefehlberatungen, 

insbesondere bzgl. der Wirtschaftsdünger [Gutser 2009, Isermann 2009] und zukünftig persönliche(s) Haftung(srecht) 

für Berater sowie Gestalter auch der Agrar- und Umweltgesetzgebung ohne Einfluss von Lobby � 

Lobbyismus. re1134a 

Tab. 8 Fortsetzung 

1. Wider eigenen hinreichenden (Er-)kenntnissen hinsichtlich offensichtlicher untragbarer Umweltprobleme vor- 

sätzlich deren: 

1.1 Verneinung: z.B. NH3-Problematik durch Vetter (VDLUFA) in den 80er Jahren; 

1.2 Irreführung: z.B. keine Klimarelevanz, sondern diesbezügliche Beschützerrolle der Landwirtschaft durch den 

Bauernverband (Sonnleitner, Born 2008, Heese 2009) - Kontraproduktive Propaganda (z.B. Werbung für erhöhten 

Fleischkonsum) und Zwangsabgabe CMA (90 Millionen € / a), durch Gerichtsbeschluss 2009 untersagt. 

1.3 Vortäuschung mangelnder Erkenntnisse, Unsicherheiten und Naturgegebenheiten der (auslösenden) Prozesse 

sowie mangelnde Abhilfemöglichkeiten bzgl. Klimarelevanz Landwirtschaft 

[Seehofer 2008, Bormuth und Heinen 2009] 

1.4 Ausnahme der Landwirtschaft von der Klimaschutzstrategie zur Begrenzung der Zahl der Konfliktherde 

(Gabriel / BMU 2008) 

Abhilfe: Unverzügliche Umsetzung der notwendigen Minderungsmaßnahmen hier z.B. auf der Grundlage der 

Erkenntnisse der Enquete-Kommission „Schutz der Erdatmosphäre“ des Dtsch. Bundestages (1992/94) und des 

IPCC (1990-2009) ohne Einflussnahme von Lobby � Lobbyismus � Korruption 

2. BML und BMELV 

2.1 Zensur: Wissenschaftlicher Publikationen mit Inhalten entgegen eigener Interessenslage: z.B. Dissertation Bach 

1987 / Univ. Göttingen; DFG-Studie „Gasförmige N-Verbindungen aus der Landwirtschaft (1995/96); 

2.2 Elimination wissenschaftlicher Publikationen mit Inhalten entgegen eigener Interessenslage [z.B. Gutser et al. 

2008: Minimierung der N-Überschüsse der Landwirtschaft (homepage: BMELV: 5.11-11.12.08)] 

2.3 Entgegen geltendem EU-Recht Verweigerung der Offenlegung von Agrarsubventionen (2008) und deren 

Zweckentfremdung (ursprünglich Modulation), nunmehr als Investitionsbeihilfe zur Massentierhaltung mit 

der Begründung: „ Recht von jeder Person auf Achtung seines Privatlebens“ � Beschwerde durch Landwirt- 

schaftsministerium Rheinland-Pfalz. Anlass u.a. ERH / 2005: Von 345 696 geprüften Anträgen auf Subventionen 

(100%) waren 138 308 Anträge (40%, Deutschland: 44%) „fehlerhaft“. - Exportsubventionen für die „auf- 

nehmende“ Hand (z.B. Hochwald-Molkerei, Südzucker � Preisdumping) 

Abhilfe: Entsprechend dem Vorgehen und der sehr guten Erfahrung von Rheinland-Pfalz Auflösung des BMELV 

und Übernahme der Bereiche Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz durch das Wirtschaftsministerium 

sowie Übernahme der Waldwirtschaft durch das Umweltministerium. Ebensolche Verfahrensweise in den einzelnen 

Bundesländern. re1134b 

-85 -


3. Literatur 

Auerswald, K., Schneyder, H., 2007: Böden als Grünland Standorte. In: Handbuch 

Boden (Hrsg. H.P. Blume, Kiel/ im Druck). 

Bach, M., Frede, H.G., 2005: Die Stickstoff-und Phosphor-Bilanz der Landwirtschaft 

in Deutschland, zit. Bei Geupel et al. / UBA (2008/2009). 

Geupel. M., et al. UBA, 2008/2009: Hintergrundpapier zu einer multimedialen 

Stickstoff-Emissionsminderungsstrategie (Stand April 2009), 115 S. 

Gutser, R., Ebertseder, T., Klages, S. (2008): Minimierung der Stickstoff-Überschüsse 

in der Landwirtschaft durch Verbesserung der N-Effizienz der organischen 

Düngungs-Vorschläge zur Modifizierung von Regelungsinhalten 

der Düngeverordnung. Beitrag 5-11. Dez. 2008 (www.bmelv.de) Seite 

der wissenschaftlichen Beiträge, 7. 

Höper, H., 2007: Freisetzung von Treibhausgasen aus deutschen Mooren, TEL- 

MA 37, 84-116. 

Isermann, K., 2009: Unvereinbarkeiten der Agrar-und Umweltpolitik sowie insbesondere 

der Düngeverordnung (2007) des BMELV nicht nur mit dem 

Umwelt- und insbesondere Klima-Schutz. (Posterbeitrag 6-11) Fachtagung 

„Aktiver Klimaschutz und Anpassung an den Klimawandel“ JVT- 

Institut Braunschweig 15./16. Juni 2009. 

Mertens, E., et al., 2009: Lebensmittelkosten bei klimaschonenden Ernährungsweisen 

im Vergleich zur üblichen Ernährung (Posterbeitrag 6-18) Fachtagung 



Nationale Nachhaltigkeitsstrategie der Bundesregierung von Deutschland 

(2002) mit Forschrittsbericht, 2008: Für ein nachhaltiges Deutschlands. 

Hrsg. Presse- und Informationsamt der Bundesregierung, 218. 

Nieder, R., Köster, W., Isermann, K., 2009: Stickstoff-Überschuss in der Landwirtschaft 

Deutschlands im Konflikt mit dem Klima- und Gewässerschutz. 

Landbauforschung- Sonderheft 3xx, (im Druck 2009). 

-86 -


Ergebnisse der Modellierung des Nitrataustrags 

in den gefährdeten Grundwasserkörpern Baden- 

Württembergs 

M. Finck, B. Deller, Th. Hintemann, M. Reinsch, I. Otten 



In Baden-Württemberg wurden im Rahmen der Bestandsaufnahme zur WRRL 23 

Grundwasserkörper abgegrenzt, für die angenommen wurde, dass der „gute Zustand“ 

hinsichtlich des Parameters Nitrat bis zum Jahre 2015 wahrscheinlich nicht 

erreicht wird (Abb. 2) Die gefährdeten Grundwasserkörper (gGWK) 16.5 bis 16.8 

befinden sich in Südbaden mit hohem Flächenanteil an Körnermais und Saatmais 

sowie den Sonderkulturen Weinbau, Tabak, Obstbau und Gemüseanbau. In einigen 

Gemarkungen übersteigt der Anteil an Erdbeeren und Spargel 20 % der Akkerfläche. 

In Nordbaden (gGWK 16.2 bis 16.4) ist die Nutzung insgesamt ähnlich, 

wobei der Weinbauanteil deutlich geringer ist. Die gGWK 8.2 bis 8.9 liegen im Einzugsbereich 

des Neckars und haben teilweise ebenfalls einen hohen Weinbauanteil 

und lokal umfangreichem Gemüseanbau im Großraum Stuttgart-Heilbronn. In 

den gGWK 8.2, 8.7 und 8.9 ist der Anteil an Sonderkulturen gering. Im äußersten 

Nordwesten Baden-Württembergs, dem Einzugsgebiet von Main bzw. Tauber 

liegen drei gGWK (9.2, 9.3, 10.2). Dort ist der Anteil ackerbaulicher Nutzung sehr 

hoch (> 60 % der Gesamtfläche) mit einem hohem Anteil an Sommer- bzw. Wintergerste 

(9.3). Sonderkulturen spielen dagegen nur eine untergeordnete Rolle. 

Der gGWK 9.3 hat einen vergleichsweise hohen Viehbesatz aufgrund von Milchvieh- 

und Veredelungsbetrieben. Abschließend ist die Region Oberschwaben mit 

weiteren drei gGWK (2.2, 2.3 und 3.2) zu nennen, die ebenfalls einen relativ hohen 

Viehbesatz haben, der allerdings überwiegend auf Futterbaubetriebe zurückzuführen 

ist. Die Niederschlagsverteilung ist in Baden-Württemberg sehr heterogen. 

Die im Rheingraben und der Main-Tauber-Region gelegenen gGWK sind durch 

sehr geringe Sickerwassermengen gekennzeichnet. Insgesamt nehmen die 23 

gGWK mit einer Fläche von 6450 km 2 18 % der Fläche Baden-Württembergs ein. 

Die durchschnittliche Größe der gGWK beträgt somit 280 km 2 . Die Abgrenzung erfolgte 

entlang administrativer Einheiten (Gemeinden). 

-87 -


2. Die Vorgehensweise 

Im Rahmen des Operativen Monitorings nach WRRL wurden die 23 gGWK detaillierter 

untersucht. Auf Seiten der Wasserwirtschaftsverwaltung wurden umfangreiche 

Messungen zur Nitratbelastung des Grundwassers vorgenommen. Ergänzend 

zur Immissionsbelastung wurde auf Seiten der Landwirtschaftsverwaltung 

die Emissionsbelastung detailliert untersucht. Zunächst wurde die Vorgehensweise 

an zwei gGWK pilothaft erarbeitet. Unter Federführung des LTZ Augustenberg 

wurde mit den Landesanstalten für Weinbau, Obstbau, Gartenbau und Grünlandnutzung, 

den Regierungspräsidien Stuttgart und Karlsruhe und den Unteren 

Landwirtschaftsbehörden Heilbronn, Ludwigsburg und Karlsruhe die Vorgehensweise 

bei der modellgestützten Abschätzung der N-Emissionen erarbeitet. 

Unter dem Gesichtspunkt der nach WRRL (2000/60/EG), Artikel 14 geforderten verstärkten 

Öffentlichkeitsbeteiligung war es das Ziel, 

- einen möglichst einfachen, gut nachvollziehbaren Modellansatz zu wählen, 

- die regionalen Verhältnisse möglichst gut abzubilden, 

- die Modellierung am LTZ durchzuführen, um die Fachkompetenz zu erlangen, 

Stärken und Schwächen des Modells richtig einschätzen zu können und die Modellierungsergebnisse 

der Öffentlichkeit kompetent zu vermitteln, 

- zu jedem gGWK einen detaillierten Emissionsbericht zu erstellen, der auch für die 

interessierte Öffentlichkeit den Modellansatz, die Datengrundlagen und die Ergebnisse 

transparent darstellt (LTZ, 2009a), 

- anhand der seitens der Wasserwirtschaftsverwaltung gewonnenen Nitratmesswerte 

im Grundwasser die Modellierungsergebnisse zu plausibilisieren. 

Bereits die Vorgehensweise in den zwei Pilot-Gebieten erfolgte in den Jahren 2005 

und 2006 in Rückkopplung mit den zwei zuständigen Pilot-Arbeitskreisen unter Federführung 

der Wasserwirtschaftsverwaltung mit Vertretern der Wasserversorgungsunternehmen 

und des Bauernverbandes. Diese Form der vorgezogenen Öffentlichkeitsbeteiligung 

erwies sich als erfolgreich, so dass im Laufe des Jahres 2007 

landesweit weitere sechs Arbeitskreise eingerichtet wurden und die Ergebnisse 

der Immissionsmessungen im Grundwasser und der Emissionsmodellierung 

vorgestellt und diskutiert wurden. 

Es sollten folgende Fragen beantwortet werden: 

- Was sind die Ursachen für die Nitratbelastung des Grundwassers? 

-88 -


- Wie ist die derzeitige N-Emissionsbelastung zu beurteilen? 

- Wie wird sich die Nitratkonzentration im Grundwasser tendenziell entwickeln? 

- Reichen die bestehenden und gegebenenfalls zusätzliche Maßnahmenprogramme 

aus, um bis 2015 den „guten Zustand“ zu erreichen? 

3. Das Modell 

Um die oben genannten Fragen beantworten zu können, waren Modellrechnungen 

zur Emissionsbelastung notwendig. Dazu wurde das von der TU Dresden 

entwickelte Modell STOFFBILANZ eingesetzt, da es sich in Baden-Württemberg 

im Rahmen des Projektes MoNit bereits als geeignet erwiesen hatte und so 

anwenderfreundlich ist, dass die erforderliche zügige Abarbeitung der 23 gGWK 

überhaupt möglich war (Grimm-Strele et al., 2008, Gebel et al, 2009). In Hinblick 

auf die eher kleinräumigeren gGWK wurde der Berechnungsansatz für die landwirtschaftlichen 

Nutzungen Ackerbau, Weinbau, Obstbau und Grünland modifiziert 

und im Auftrag des Ministeriums für Ernährung und Ländlichen Raum die 

Modellversion STOFFBILANZ_BW von der TU Dresden programmiert. Ferner 

wurden Tools zum automatisierten Datenimport und zur Datenauswertung programmiert, 

die das notwendige routinemäßige Abarbeiten bei minimiertem Fehlerrisiko 

ermöglichten. 

Das auf der MS-Access-Datenbank basierende Modell STOFFBILANZ_BW ermöglicht 

die flächendeckende Abschätzung der N-Emission. Dabei werden die 

neun Hauptnutzungsformen Acker, Grünland, Weinbau, Obstbau, Laubwald, 

Nadelwald, Gewässer, Siedlung und Devastierung differenziert. Standorteigenschaften 

wie die Denitrifikation und die Sickerwassermenge sowie der N-Eintrag 

über die atmosphärische Deposition werden berücksichtigt. Ergebnisse sind 

räumlich differenzierte Karten zum N-Saldo [kg N/ha] und zur Nitratkonzentration 

im Sickerwasser [mg NO3/l] in einer Auflösung von 250 x 250 m. Folgende Daten 

liegen den Berechnungen zu Grunde: 

1. Flächendeckend vorliegende Geodaten: 

- Landnutzungsdaten aggregiert zu neun Hauptnutzungsformen aus den 

Landsataufnahmen 1975, 1993 und 2000, 

- Bodenart und Bodentyp aus der Bodenübersichtskarte (BÜK 200), 

- Daten zur atmosphärischen N-Emission für 1980, 1995 und 2000 aus dem 

„European Monitoring and Evaluation Programme“ (EMEP), 

-89 -


- Sickerwassermengen, die unter Berücksichtigung von Bodeneigenschaften 

und Evapotranspiration von der Landesanstalt für Umwelt, Messungen 

und Naturschutz Baden-Württemberg (LUBW) mit dem Grundwasserneubildungsmodell 

GWN_BW als 10jährige Mittelwerte für 1980, 1995 und 2000 

ermittelt und zur Verfügung gestellt wurden. 

2. Raumbezogene landwirtschaftliche Bewirtschaftungsdaten: 

Daten zur Kulturartenverteilung und zum Wirtschaftsdüngeranfall wurden aus 

der Bodennutzungshaupterhebung 1979 und dem gemeinsamen Antrag für 

1995 und 2005 entnommen und auf Gemarkungs- bzw. Gemeindeebene berücksichtigt. 

Die weiteren landwirtschaftlichen Bewirtschaftungsdaten wie Mineraldüngermengen, 

Erträge, Informationen zur regionaltypischen Wirtschaftsdüngerausbringung 

und Management der Erntereste wurden von den Fachleuten 

an den Unteren Landwirtschaftsbehörden für die drei Modellierungszeitpunkte 

1980, 1995 und 2005 abgeschätzt und zur Verfügung gestellt. 

Der Berechnungsansatz für die Hauptnutzungen Ackerbau und Obstbau stellt 

sich wie folgt dar. Zunächst werden die kulturspezifischen N-Salden aus der N- 

Zufuhr über die mineralische und organische Düngung abzüglich der N-Abfuhr 

mit dem Erntegut ermittelt. Für die Dauerkulturen Spargel und Reben wird zusätzlich 

die N-Immobilisierung berücksichtigt. Aus den kulturspezifischen N-Salden 

und der Kulturartenverteilung werden die N-Überschüsse für die Hauptnutzungsformen 

Ackerbau und Obstbau auf Ebene der Gemarkung ermittelt (Abb. 

1). 

Für Grünland (inkl. Streuobstwiesen) wird der N-Saldo aus der N-Zufuhr über 

die organische Düngung und über die Standortnachlieferung abzüglich der N- 

Abfuhr (Erntegut) berechnet. 

Die N-Salden bei Laub- und Nadelwald werden als N-Zufuhr über die atmosphärische 

N-Deposition abzüglich der Nettoaufnahmerate, der Nettoimmobilisierung und 

der Denitrifikation in der Bodenzone berechnet 

Für die Hauptnutzungsformen Devastierung und Siedlung wird der N-Saldo als Differenz 

aus atmosphärischer N-Deposition und Denitrifikation berechnet, wobei für die 

Nutzung Siedlung die Denitrifikation nur für den unversiegelten Flächenanteil (70 %) 

berücksichtigt wird. 

-90 -


Für Gewässerflächen wird die atmosphärische N-Deposition als N-Saldo angesetzt. 

Im Weiteren wird angenommen, dass diese N-Menge ausschließlich über den 

Oberflächenabfluss emittiert wird, also keine Verlagerung von Stickstoff vom Oberflächengewässer 

ins Grundwasser erfolgt. Die Nitratkonzentration unter Gewässer ist 

somit 0 mg Nitrat/l. 

Raster: 250 m * 250 m 

Gemarkung 

Sasbach 

Kulturartenverteilung der Gemarkung 

Sasbach 

Gemüse 

K-Mais 

-91 - 

Hauptnutzungsform 

Acker inkl. Gartenbau 

Laubwald 

Obstbau 

Siedlung 

Weinbau 

W-Weizen 

Abb. 1: Ansatz zur Berechnung des kulturspezifischen N-Saldos für die 

Hauptnutzung Ackerbau (aus LUBW 2005, 101) 

Bei allen anderen Nutzungen wird vereinfachend angenommen, dass die berechneten 

N-Salden langfristig gesehen komplett zum Austrag gelangen. Auch Denitrifikationsprozesse 

in der ungesättigten Zone werden vereinfachend nicht berücksichtigt. 

4. Die Ergebnisse 

Die für die Hauptnutzungsform Acker ermittelten N-Salden sind für die 23 gGWK 

und die Modellierungszeitpunkte 1980, 1995 und 2005 in Abb. 2 dargestellt. Die 

gGWK mit den geringsten N-Salden (etwa 15 kg N/ha) für 2005 liegen schwerpunktmäßig 

in Nordbaden, die höchsten im Nordwesten (gGWK 9.3 mit 46 kg N/ 

ha). Zwischen 1980 und 2005 ist der N-Saldo im Ackerbau bei allen gGWK rückläufig, 

wobei sich der stärkste Rückgang in den gGWK Nordbadens ergibt. 

Der Rückgang zwischen 1995 und 2005 liegt überwiegend bei < 10 kg N/ha LF, 

bei den gGWK mit hohem Weinbauanteil (Südbaden: gGWK 16.6, 16.7, 16.8 und 

Bereich Neckar: gGWK 8.5) bei teilweise > 15 kg N/ha LF.


Abb. 2: N-Saldo der Hauptnutzungsform Acker für die Modellierungszeitpunkte 

1980, 1995 und 2005 

Innerhalb der gGWK ergeben sich z. T. deutliche Unterschiede in den N-Überschüssen, 

die sich mit dem unterschiedlichen Wirtschaftsdüngeranfall der einzelnen 

Gemeinden und den unterschiedlichen Kulturartenverhältnissen auf 

Gemarkungsebene erklären lassen. Außerdem führt die Berechnung im 250 

m-Raster auf der Basis entsprechend aufgelösten Landnutzungsdaten zu einem 

engen Muster sehr unterschiedlicher Stickstoffüberschüsse. Hinzu kommen 

die verschiedenen Standorteigenschaften (Klima, Boden, Vegetation) in 

Baden-Württemberg, die zu einer hohen Variabilität der Sickerwassermenge 

-92 -


führen, welche in die Modellrechnung eingeht. Letztlich ergeben sich bei der Modellrechnung 

aufgrund der unterschiedlichen Stickstoffüberschüsse und den 

unterschiedlichen Sickerwassermengen kleinräumig sehr unterschiedliche Nitratkonzentrationen 

im Sickerwasser (Abb. 3). 

Mittelwert = = 56 mg/l 

Mittelwert = 56 mg/l 

Legende 


-93 - 


Abb. 3: Nitratkonzentration im Sickerwasser für den gGWK 9.2 Tauberland 

5. Die Plausibilisierung 

Die Plausibilisierung der berechneten Nitratkonzentrationen wurde von der 

Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg 

(LUBW) durchgeführt (LUBW 2009a). Dabei wurden die Nitratkonzentrationen 

im Grundwasser nach Möglichkeit mit den „maßgeblichen“ berechneten Nitratkonzentrationen 

im Sickerwasser verglichen. Das bedeutet, dass von den drei 

Modellierungsjahren 1980, 1995 und 2005 dasjenige für den Vergleich herangezogen 

wurde, das der mittleren Verweilzeit des Grundwassers bis zum Eintreffen 

an der Messstelle am ehesten entspricht. Messstellen, die denitrifizierende Verhältnisse 

(< 2 mg O 2 /l und < 8 mg NO 3 /l) anzeigen, sind für die Plausibilisierung 

ungeeignet und wurden nicht berücksichtigt.


Zusammenfassend kann gesagt werden: Für einige gGWK (z. B. Main-Tauber- 

Gebiet) gibt es eine sehr gute Übereinstimmung zwischen den berechneten Nitratkonzentrationen 

im Sickerwasser und den im Grundwasser gemessenen Nitratkonzentrationen. 

Für die meisten weiteren gGWK war die Übereinstimmung 

für den größten Teil der Messstellen ebenfalls gut, allerdings traten auch Über- 

und Unterschätzungen auf, für die es meistens plausible Erklärungen gab (z. B. 

zu groß abgegrenztes Einzugsgebiet, Uferfiltrateinfluß, Grünlandumbruch). 

Für sieben gGWK ergab die Modellierung tendenziell zu niedrige Nitratkonzentrationen 

im Sickerwasser gegenüber den Messergebnissen der Grundwassermessstellen. 

Möglicherweise wurde in diesen Fällen die Erträge überschätzt, die 

Mineraldüngung unterschätzt oder die berechneten N-Salden bilden das Nitratauswaschungspotential 

nicht korrekt ab. Das könnte besonders bei Kulturen wie 

Silomais und Spargel der Fall sein, die aufgrund hoher N-Abfuhr bzw. N-Immobilisierung 

im Rhizom niedrige oder gar N-Salden von 0 kg/ha aufweisen, während 

nach den in den SchALVO-Kontrolluntersuchungen im Bodenprofil gemessenen 

Nitratgehalten im Zeitraum Oktober-November ein höheres Nitratauswaschungspotential 

gegeben ist. Für den gGWK im Hochschwarzwald berechnen 

sich aufgrund der extrem hohen Sickerwassermenge sehr niedrige Nitratkonzentrationen. 

Für einen gGWK in Südbaden lagen an einigen Messstellen mit 

Intensivkulturen (Körnermais und Saatmais) im Einzugsgebiet die berechneten 

Konzentrationen tendenziell etwas zu hoch im Vergleich zu den Messungen. 

6. Die Bewertung des Modells 

Insgesamt liefert das Modell STOFFBILANZ_BW plausible Ergebnisse. Allerdings 

sind die Datenunsicherheiten und Ergebnisunschärfen für jeden einzelnen 

gGWK zu überprüfen und zu bewerten. Regionale Unterschiede zwischen 

den einzelnen gGWK und innerhalb der gGWK werden wiedergegeben. Belastungsschwerpunkte 

und -ursachen werden erkennbar. Trendaussagen zur 

historischen Entwicklung der N-Austräge sind möglich und maßgebliche Ursachen 

hierfür können ermittelt werden (vgl. auch Finck et al., dieses Heft). Unter 

Berücksichtigung der Verweilzeiten kann die Trendentwicklung für die Nitratkonzentration 

im Grundwasser prognostiziert werden. 

-94 -


7. Bewertung der Belastungssituation der gGWK 

Folgende Kriterien wurden herangezogen, um die aktuelle Belastungssituation 

anhand der Immissionsdaten 2006 bzw. den berechneten Emissionsdaten 2005 

zu bewerten: 

1. Berechnung des Flächenanteils einer Nutzung, die eine Nitratkonzentration 

> 50 mg/l im Grundwasser verursacht (Immission) bzw. eine berechnete Nitratkonzentration 

> 50 mg/l im Sickerwasser aufweist (Emission). 

2. Wenn dieser Flächenanteil 30 % überschreitet, wird die Nutzung als „auffällige 

Nutzung“ kategorisiert. 

3. Die Überschreitungsfläche aller „auffälliger Nutzungen“ muss eine Mindestfläche 

von 25 km 2 überschreiten, dann besteht die Notwendigkeit wasserschutzrelevante 

Maßnahmen durchzuführen. 

Das Ergebnis der Bewertung ist in Tab. 1 dargestellt. Für vier gGWK wird sowohl 

auf Grundlage der Messwerte im Grundwasser (Immission) als auch aufgrund der 

berechneten Nitratkonzentrationen im Sickerwasser geschlossen, dass der „gute 

Zustand“ bis 2015 wahrscheinlich nicht erreicht wird. Für weitere zehn gGWK ist nur 

aus Emissionssicht zu erwarten, dass der „gute Zustand“ erreicht wird. Für weitere 

drei gGWK fällt die Bewertung aus Emissionssicht kritischer aus als die aus Immissionssicht. 

Für sechs weitere gGWK wird sowohl aus Emissions- als auch aus Immissionssicht 

der „gute Zustand“ prognostiziert. 

Auch bei plausibler Übereinstimmung von berechneten und gemessenen Nitratkonzentrationen 

können die Bewertungsergebnisse aus Emission- bzw. Immissionssicht 

unterschiedlich ausfallen. Hierfür gibt es fachliche Gründe z. B. lange Verweilzeiten 

oder Denitrifikation, die für jeden gGWK detailliert überprüft werden. 

Tab.1: Ergebnis der Bewertung der aktuellen Nitratbelastung 

Handlungsbedarf 

Immission Emission 

ja ja 

ja 

nein 


Summe 


ja 


Bewertung 

„guter Zustand nicht erreichbar“ 

„guter Zustand gemäß 

Emissionsbewertung erreichbar“ 

„guter Zustand nur gemäß 

Immissionsbewertung erreichbar“ 

„guter Zustand erreichbar“ 

-95 - 

gGWK 

8.6, 16.5, 16.6, 16.8 

2.3, 8.2, 8.4, 8.5, 9.2, 9.4 

16.2, 16. 3, 16.4, 16.7 

2.2 

9.3, 10.2 

3.2, 6.2 

8.3, 8.7, 8.8, 8.9 

Summe 

4 

10 

3 

6 

23


8. Die Maßnahmenplanung 

Die Notwendigkeit zusätzlicher ergänzender Maßnahmen wurde aus Emissionssicht 

unter Berücksichtigung folgender Aspekte abgeschätzt (LTZ 2009b): 

1. Trendentwicklung Emission 1980-1995 - 2005 

2. Ergebnis der Bewertung der Emissionsdaten 2005 

3. Abschätzung der Wirksamkeit bestehender Maßnahmenprogramme 

In Baden-Württemberg existieren bereits verschiedene freiwillige und obligatorische 

Maßnahmenprogramme, die wasserschutzrelevante Maßnahmen umfassen. 

Tab.2 gibt einen Überblick über diese Maßnahmenprogramme und deren Geltungsbereich. 

Im Sinne der WRRL gelten die Düngeverordnung und die Düngeberatung 

als grundlegende Maßnahmen. Zu den ergänzende Maßnahmen gehören in den 

Wasserschutzgebieten die Auflagen der Schutzgebiets- und Ausgleichsverordnung 

(SchALVO), die insbesondere in den stärker nitratbelasteten Problem- und 

Sanierungsgebieten sehr umfangreich sind (UM 2001). In den gGWK werden 18 % 

der LF durch Problem- und Sanierungsgebiete abgedeckt, allerdings mit einem stark 

schwankenden Anteil (0 bis 62 %). In einigen Sanierungsgebieten werden ergänzend 

zur SchALVO weitere Maßnahmen im Rahmen von Sanierungsverträgen auf 

freiwilliger Basis angeboten. Die im Agrarumweltprogramm MEKA angebotenen 

Maßnahmen gelten ebenfalls als ergänzende Maßnahmen im Sinne der WRRL. 

Tab. 2: Übersicht über Maßnahmenprogramme zum Wasserschutz in Baden-Württemberg 

Maßnahmen- Geltungsbereich wasserschutzrelevante Maßnahmen Maßnahmenprogrammetyp 

SchALVO SchALVO 

Wasserschutzgebiete 

Verbot von Grünlandumbruch; Begrünungsgebot; 

Einschränkungen bei: Wirtschaftsdüngereinsatz, 

N-Düngung im Frühjahr und 

verpflichtend 

ergänzende 

nach der Ernte, Düngetechnik, Folgebewirtschaftung, 

, Begrünungseinarbei- 

Maßnahmen tung, Bodenbearbeitungsverfahren und 

–termin, Bewässerung, PflanzenschutzmitteleinsatzSanierungspläne 

einzelne Sanierungsgebiete 

über SchALVO-Maßnahmen 

hinausgehend 

freiwillig 

(Verträge) (Verträge) 

WRRL 

MEKA MEKA III 

DüngeVO 

NID 

gGWK derzeit in Bearbeitung freiwillig 

zusätzliche ergänzende Maßnahmen 

flächendeckend Begrünung, Bodenbearbeitungsverfahren, 

Ökolandbau, extensive Grünlandnutzungnutzung 

freiwillig 

flächendeckend ordnungsgemäße Düngung 

grundlegende Maßnahmen 

verpflichtend 

flächendeckend standortbezogene Düngeempfehlung freiwillig 

-96 -


Die standortbezogene N-Düngeermittlung auf der Grundlage von Frühjahrsbodenproben 

(NID) ist gemäß SchALVO in den Problem- und Sanierungsgebieten 

Auflage, wird aber auch außerhalb der Wasserschutzgebiete auf freiwilliger Basis 

und ohne finanzielle Förderung von den Landwirten realisiert. 

Im Zuge der Umsetzung der WRRL gelten die Vorgaben und Regelungen der Wasserwirtschaftsverwaltung 

als verbindlich. Dies bedeutet, dass zunächst für alle 14 

gGWK, für die aus Immissionssicht der „gute Zustand nicht erreichbar“ ist, zusätzliche 

ergänzende Maßnahmen entwickelt wurden. 


Gebel, M., Halbfaß, S., Grunewald, K., Kaiser, M., Bürger, S., 2009: STOFFBI- 

LANZ Modellerläuterung. Homepage Modell STOFFBILANZ. URL: http:// 

www.stoffbilanz.de 

Grimm-Strele, J., Casper, M., van Dijk, P., Finck, M.; Gudera, T., Korte, S., 2008: 

Der Modellverbund MoNit zur Simulation der Grundwasserbelastung 

durch Nitrat im Oberrheingraben. In: Wasserwirtschaft 98, Heft 1-2. 

LTZ, 2009a: Modellierung des Nitrataustrags in den gGWK Baden-Württembergs. 

- 23 Einzelberichte. Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg, 

Karlsruhe. 

LTZ, 2009b: Abschätzung der Stickstoffeinträge in die gefährdeten Grundwasserkörper 

von Baden-Württemberg durch Modellierung. Bericht des 

Landwirtschaftlichen Technologiezentrums Augustenberg, Karlsruhe. 

LUBW, 2005: Modellierung der Grundwasserbelastung durch Nitrat im Oberrheingraben 

(MoNit). Entwicklung von Prognosewerkzeugen (Zwischenpräsentation) 

- Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz 

Baden-Württemberg (Hrsg.), Karlsruhe. 

LUBW, 2009a: Teilbearbeitungsgebietsberichte.TBG-Begleitdokumentationen 

zu den Bewirtschaftungsplänen. Anhangsband – Einzelberichte zu den 

gefährdeten Grundwasserkörpern. URL: www.wrrl.baden-wuerttemberg.de 

LUBW, 2009b: Gefährdete Grundwasserkörper in Baden-Württemberg. Zusammenfassung 

und Erfordernis weitergehender Maßnahmen. Rechtlicher 

Rahmen, Methodik und Ergebnisse – wasserfachliche Bearbeitung - Bericht 

der Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden- 

Württemberg, Karlsruhe. 

-97 -


UM, 2001: Schutzgebiets- und Ausgleichs-Verordnung Baden-Württembergs 

(SchALVO) vom 20.02.2001, GBI. 2001, 145 

-98 -


Entwicklung der Herbst-Nitratgehalte nach dem Anbau 

von Körner- und Saatmais 

K. Bechtold, W. Übelhör, M. Finck 

Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg, Karlsruhe 


Die Auswertungen der Herbst-Nitratgehalte in den Böden von Wasserschutzgebieten 

(SchALVO (Schutzgebiets- und Ausgleichs-Verordnung Baden- 

Württemberg) -Herbstkontrolle) der Jahre 1991 – 2008 zeigen für die Kulturen 

Körner- und Saatmais tendenziell abnehmende Werte. Mögliche Ursachen für 

den rückläufigen Trend sollen in der vorliegenden Arbeit aufgezeigt werden. 

Damit die Ergebnisse vergleichbar sind, wurde für die Auswertung eine Region 

gesucht, in der die beiden zu untersuchenden Nutzungsrichtungen in genügend 

großer Anzahl beprobt wurden. Dieser Zustand wurde in 10 Gemarkungen südwestlich 

von Freiburg gefunden. 

In diesen Gemarkungen wird über 60 % der Ackerfläche mit Körner- und Saatmais 

bestellt. Dadurch steht häufig in der Fruchtfolge Mais nach Mais. Das Verhältnis 

Körnermais zu Saatmais hat sich in den vergangenen 20 Jahren zu Gunsten 

von Saatmais gewandelt. 

Beide untersuchten Maisnutzungen stehen in den ausgewerteten Gemarkungen 

häufig (Saatmais ca. 80 %, Körnermais ca. 60 %) in Wasserschutzgebieten 

der Kategorie Sanierungsgebiet. 

2. Grundwasserrelevante Produktionstechnik 

Körnermais 

In den 1990er Jahren wurde in den Wasserschutzgebieten zur Vermeidung von 

Nitratauswaschungen im Herbst eine Begrünung als Untersaat - meist Gräser 

– zusammen mit der letzten N-Düngung ausgesät. Seit 2001 ist die Begrünung 

nicht mehr verpflichtend. 

-99 -


Der Ertrag stieg im Betrachtungszeitraum um 20 dt/ha auf derzeit etwa 100 dt/ 

ha an. Dies bedeutet eine bessere Ausnutzung des ausgebrachten N-Düngers, 

wenn die N-Düngung nicht gleichzeitig proportional angehoben wird. 

Saatmais 

Trotz geringeren Kornertrags wurde Saatmais früher etwa in der Höhe von Körnermais 

gedüngt. Erst in den letzten Jahren erfolgte, basierend auf entsprechenden 

Versuchen, eine Reduktion der N-Düngung für Saatmais differenziert nach 

Vater- und Mutterlinien. Seit 2008 gibt es eine offizielle Stickstoffmengenempfehlung 

für Saatmais. 

Durch den Anbau von 3-Wege-Hybriden wird inzwischen bei Saatmais ca. 70 % 

des Körnermaisertrages erreicht. Seit 2001 ist eine Begrünung nur noch in Problem- 

und Sanierungsgebieten verpflichtend, in anderen Wasserschutzgebieten 

nicht mehr. 

Körner-/Saatmais 

Da es in dem untersuchten Gebiet kaum Viehhaltung gibt, erfolgt die N-Düngung 

fast ausschließlich mineralisch. 

Zunehmender Maisanbau führte zu einer engeren Fruchtfolge (jetzt oft Mais 

nach Mais, früher oft Getreide nach Mais). Da nach SchALVO bei Mais nach Mais 

die Bodenbearbeitung erst im Frühjahr erlaubt ist, hat sich im Untersuchungsgebiet 

die Bodenbearbeitung tendenziell ins Frühjahr verlagert. 

Das Stroh wird nach der Ernte fein gehäckselt und flach eingearbeitet, wodurch 

ein sehr gute Bekämpfung des Maiszünslers erreicht wird. Damit kann durch das 

weite C/N-Verhältnis des Maisstrohs eine Stickstofffestlegung erfolgen. 

3. Ergebnisse 

In Abb. 1 wird deutlich, dass bis 1994 die Herbst-Nitratgehalte im Boden bei 

Körnermais höhere Gehalte aufweisen und ab 1998 Saatmais beständig die 

höheren Gehalte hinterlässt. Bei Körnermais hat sich der Nitratgehalt seit 1999, 

ausgenommen das Trockenjahr 2003, auf ein niedriges Niveau eingependelt, 

obwohl der Anteil der begrünten Flächen stark rückläufig ist. 

Bei Saatmais liegt der Anteil begrünter Flächen zunächst bei ca. 80 %. Nach 2004 

-100 -


nimmt der Zwischenfruchtanteil deutlich ab. Trotzdem liegt der Nitratgehalt auf 

einem moderaten Niveau. 

Abb. 1: Boden-Nitratgehalte im Herbst und Begrünungsumfang nach dem 

Anbau von Körner- und Saatmais 

Abb. 2: Boden-Nitratgehalte im Herbst nach Körner- und Saatmais in Relation 

zum Nitratgehalt von Getreide für das Anbaugebiet Rheinebene 

-101 -


In Abb. 2 wird das Verhältnis des Herbst-Nitratgehaltes im Boden der beiden 

Maisnutzungen (10 Gemarkungen) im Vergleich mit Getreide (gesamte Rheinebene) 

aufgezeigt. Bei zu kleinen Stichprobenumfängen (


Darstellung der Grundnährstoffversorgung der 

Böden Baden-Württembergs im Internetangebot 

des LTZ Augustenberg 

H. Hartwig, W. Übelhör 



In Baden-Württemberg ist das Landwirtschaftliche Technologiezentrum (LTZ) 

Augustenberg zuständig für die Bodendatenbank „Grundnährstoffe“. In dieser 

Datenbank werden u. a. die Untersuchungsergebnisse der wichtigsten Bodenparameter 

(P, K, Mg und pH) festgehalten. Ziel ist es möglichst verlässliche Aussagen 

über die Versorgungssituation der Böden treffen zu können. Seit 1995 

haben sich über 1,15 Millionen Ergebnisse angesammelt und ermöglichen so 

inzwischen auch Aussagen über zeitliche Entwicklungen. 

Das Medium Internet bietet sich an, um die Auswertungsergebnisse aus diesem 

Datenmaterial in Form von Karten einem möglichst großen Nutzerkreis zugänglich 

zu machen. Die Karten sollen sowohl die Möglichkeit bieten, sich einen Überblick 

über das ganze Land zu verschaffen, wie auch einzelne Regionen näher zu 

betrachten. 

2. Aufbereitung des Datenmaterials 

Anschließend an die Bodenanalyse erfolgt bereits durch die Untersuchungslabors 

eine Einstufung der gefundenen Messwerte nach aktuell gültigen Regeln 

in Abhängigkeit von Nutzung und Bodenart in ein 5-stufiges System (A bis E). 

Eine übersichtliche Darstellung zum Vergleich von einzelnen Regionen Baden- 

Württembergs wird möglich, wenn man aus der Klassenverteilung einer Region 

eine Maßzahl ermittelt. Hierfür wird der prozentuale Anteil einer Klasse mit einem 

Gewichtungsfaktor (A=1 bis E=5) multipliziert und dann die fünf Produkte addiert. 

Es wurden subjektiv Grenzen festgelegt und den errechneten Maßzahlen 

wird entsprechend eine Zustandsstufe und Farbe zugewiesen. 

-103 -


3. Abruf und Nutzung der Karten 

Nach diesem Schema bzw. nach den oben genannten Kriterien wurden zuerst 

die Kennzahlen errechnet und dann verschiedene Karten erstellt, die im November 

2007 zum ersten Mal im Internet zum Abruf bereitgestellt wurden. Über das 

Internetangebot des LTZ Augustenberg (www.ltz-augustenberg.de) im Infodienst 

der baden-württembergischen Landwirtschaftsverwaltung sind die aktuellen 

Karten abrufbar (Abb. 1). 

Abb. 1: Seite im Infodienst der Landwirtschaftsverwaltung 

Das Datenmaterial wurde nach folgenden Kriterien selektiert und ausgewertet: 

2 Zeiträume (1995 - 2000, 2003 - 2008) 

4 Nutzungen (Acker, Grünland, Obst, Reben) 

4 Nährstoffe (pH-Wert, Phosphor, Kalium, Magnesium) 

Es sind also gegenwärtig 32 Karten auf Gemeindebasis als GIF-Datei mit einer 

Pixelzahl von 6.600 mal 8.400 (entspricht ca. 55 Megapixel oder 55 Millionen 

Bildpunkte) im Internet gespeichert. Damit kann sich der Anwender einen Überblick 

über ganz Baden-Württemberg verschaffen (Abb. 2). 

-104 -


Abb. 2: Beispiel einer Karte zur Grundnährstoffversorgung 

Die große Pixelzahl der Grafikdateien gibt ihm jedoch auch die Möglichkeit, eine 

relativ kleine Region vergrößert darzustellen und die Bildqualität ist immer noch 

sehr gut (Abb. 3) 

-105 -


Abb. 3: Ausschnitt aus der als Abb. 2 dargestellten Karte 

Der Kartenbestand im Internetangebot des LTZ Augustenberg wird regelmäßig 

aktualisiert und es fließen die aktuellsten Daten aus dem jeweils letzten Jahr mit 

ein. Dabei wurde bisher immer auf zwei Zeiträume von jeweils 6 Jahren zurückgegriffen. 

Bei Bedarf bzw. auf Anforderung kann mit diesem Verfahren leicht eine Darstellung 

mit unterschiedlichen Abgrenzungen wie Gemarkung, Gemeinde, Kreis 

oder Regierungsbezirk realisiert werden. 

Nachfolgend soll die Vorgehensweise bei einer Nutzung der Karten erläutert 

werden: 

• Der in Abb. 1 eingekreiste Link lädt eine relativ kleine PDF-Datei auf den PC 

des Anwenders. 

• In der PDF-Datei wird das gesamte System der Maßzahlenbildung noch einmal 

ausführlich erläutert. Außerdem sind unter dem Punkt Anhang die Hyperlinks 

zu den 32 verfügbaren Karten zu finden. 

• Über diese Hyperlinks lädt sich der Anwender die gewünschte Karte als ZIP- 

Datei auf seinen PC und entpackt sie hier. 

• Jede ZIP-Datei (ca. 1,3 MByte groß) enthält nur eine einzige Landkarte im 

GIF-Format. Diese GIF-Datei kann mit einer beliebigen Grafiksoftware geöffnet 

und bei Bedarf ein gewünschter Ausschnitt als Datei neu abgespeichert 

werden. 

-106 -


• Zusätzlich ist auf der PDF-Datei noch ein Link zu einer Powerpoint-Präsentation 

enthalten. Diese Präsentation enthält beispielhaft einige zu ändernde 

Textfelder für die Beschreibung des einzufügenden Kartenausschnittes. 

Eine Legende der in der Karte verwendeten Farbe ist ebenfalls bereits vorhanden. 

Damit kann der Anwender sehr schnell eine eigene neue Folie mit 

sämtlicher notwendiger Information erstellen. 

• Bei Verwendung eines Kartenausschnittes in anderer Form wie oben beschrieben, 

bitte die Quellenangabe aus der Powerpoint-Präsentation übernehmen. 


Aus den im Rahmen der Laborzulassung von privaten Untersuchungslabors gesammelten 

Daten der Bodengrunduntersuchung werden jährlich hochauflösende 

Karten von Baden-Württemberg erstellt und im Infodienst der baden-württembergischen 

Landwirtschaftsverwaltung bzw. auf der Homepage des LTZ Augustenberg 

der Allgemeinheit zum Abruf zur Verfügung gestellt. Diese Arbeit soll 

auf das Vorhandensein der Daten bzw. der Karten aufmerksam machen und zu 

deren Nutzung anregen. 

-107 -


Einsatz des Modells “EROSION-3D“ beim Bodenerosionsschutz 

im Gemüsebau - dargestellt am Beispiel der 

Gemeinde Neuhausen/Lkrs. Esslingen 

Th. Hintemann, E. Unterseher, H. Hartwig 



Im Lössgebiet auf den Fildern (südöstlich von Stuttgart) haben seit der Ausweitung 

des Gemüseanbaus Bodenerosion und Oberflächenabfluss deutlich zugenommen. 

Nachdem infolge von Gewitterregen extreme Schäden auf den Äckern selbst, 

aber insbesondere auch an Verkehrswegen und an vielen Gebäuden im Ortskern 

auftraten, wandten sich die Gemeinde Neuhausen (s. Abb. 1) sowie die Bodenschutz- 

und die Landwirtschaftsverwaltung an das LTZ Augustenberg mit dem Anliegen 

ein erosionshemmendes Bodennutzungskonzept zu entwickeln. 

Abb. 1: Übersicht zum Siedlungskörper der Gemeinde Neuhausen und zum 

Einzugsgebiet (Begrenzung durch die Autobahn A 8), aus dem der 

erodierte Boden und der Oberflächenabfluss stammt. Die Deposition 

des Erosionsguts fand statt bis hinab zum Freibad (blaue Fläche rechts 

unten am Bildrand). Bildquelle: http://maps.google.de 

-108 -


2. Methodik 

Zunächst wurde eine Ursachenanalyse im Gelände durchgeführt und die Schadensdokumentationen 

der örtlichen Behörden ausgewertet. “Am runden Tisch“ 

mit betroffenen Landwirten, den zuständigen Verwaltungen sowie den landwirtschaftlichen 

Landesanstalten (LVG Heidelberg und LTZ Augustenberg) einigte 

man sich auf folgende Vorgehensweise: 

• Durchführung von Praxis-Anbauversuchen im Gemüsebau unter Federführung 

der Institutionen der Gemüsebauberatung; 

• Einsatz des Prognosemodells “EROSION-3D“ zur Berechnung von Nutzungsszenarien 

im Einzugsgebiet der Gemeinde Neuhausen (s. Abb. 1). 

Die Arbeit mit dem Modell „EROSION-3D“ (Parameter s. Abb. 2) hatte sich bereits 

in einem ähnlich gelagerten Fall im Ortenaukreis (s. ANNA 2006, Cesarz et 

al. 2007) als zielführend erwiesen. Dort handelte es sich jedoch um ein Gebiet, in 

welchem überwiegend Mais angebaut wurde. Gemüsebau spielte dort - im Unterschied 

zu Neuhausen - keine Rolle. 

INDATA 

INDATA 

OUTDATA 

Erosion Erosion 

Deposition 

Oberflächenabfluss 

Vorfluterabfluss 

Sedimentgehalt 

Digitales Geländemodell 

Bodeneigenschaften 

Landnutzung 

Niederschlagsdaten 

Abb. 2: Daten und Parameter des Modells „EROSION-3D“ 

-109 - 

Verarbeitung im Modell Modell 

im 5m-Raster


3. Ergebnisse 

Mit dem Modell werden die folgenden Szenarien durchgerechnet: 

1. Null-Variante: Ist-Situation bei ausgewählten Schadensereignissen 

(Abb. 3a). 

2. Extremszenario „Grünland“: alle Ackerflächen werden in Dauergrünland 

überführt (ggf. auch Wald/Agroforst). 

3. Maßnahmenszenarien: ausgehend von der Null-Variante: 

• Erhöhung Bodenbedeckungsgrad (mindestens 30-50 %) durch: 

• nachträgliches Aufbringen von Mulch (z.B. Kompost); 

• Verringerung der Bearbeitungsintensität und Erhalt von Vorfrucht- und 

Zwischenfruchtresten (konservierende Bodenbearbeitung; Abb. 3b); 

• Strip-Till-Verfahren; 

• Fahrspurbegrünung (Einsaat Gerste); 

• Leitdämme zur Lenkung des Oberflächenabflusses in dezentrale Rückhalteeinrichtungen; 

• Anbau der Kultur auf Mulchvlies, Mulchfolie + Auffang-, Ableit- und Rückhalteeinrichtung 

für den starken Oberflächenabfluss; 

• Untersaaten bei länger stehenden Kulturen (z.B. Kohl) 

a) b) 

Totalerosion t/ha 

Abb. 3: Gegenüberstellung der Abträge bei der „Null-Variante“ (links), d.h. der 

Realnutzung beim Schadensfall und der Variante, bei der die konservierende 

Bodenbearbeitung eine ausreichende Bodenbedeckung 

gewährleistet 

-110 -


4. Ausblick 

Das Modell „EROSION-3D“ ermöglicht einzugsgebietsbezogene und ereignisbezogene 

Ergebnisdarstellungen sowie die Identifikation von Abtrags- und Depositionsbereichen. 

Auf dieser Datengrundlage können die Effekte unterschiedlicher 

Schutzmaßnahmen anschaulich räumlich dargestellt werden, was die Akzeptanz 

des Konzeptes bei den betroffenen Landwirten, Bürgern und Behörden 

in erheblichem Maß fördert. 

Schon die ersten Modellierungsergebnisse sind sehr aussagekräftig und sie 

lassen erwarten, dass man mit deren Präsentation ähnlich positive Erfahrungen 

machen wird wie beim Pilotprojekt im Ortenaukreis, bei welchem die betroffenen 

Landwirte seit Vorstellung und Diskussion der Resultate die konservierende Bodenbearbeitung 

praktizieren. 

5. Literatur 

ANNA, 2006: Modellierung von Bodenerosion/Oberflächenabfluss in den Kleineinzugsgebieten 

Schlossberg-Maiertal der Gemarkung Friesenheim und 

in Efringen-Kirchen im Landkreis Lörrach mit dem Computermodell ERO- 

SION-3D. - Endbericht. Agentur für Nachhaltige Nutzung von Agrarlandschaften, 

Müllheim/Baden, 27. 

CESARZ, R.; HÖLSCHER, TH.; MÜLLER-SÄMANN, K.; UNTERSEHER, E., 

2007: Simulation von Bodenerosion auf landwirtschaftlichen Flächen mit 

dem Modell EROSION-3D. - In: Bull. d. Bodenkundlichen Gesellschaft der 

Schweiz 29, 89-92. 

-111 -


Teilflächenspezifische Stickstoff-Responsekurven 

im Winterraps 

I. Pahlmann, U. Böttcher, K. Müller, H. Kage 

Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung, CAU Kiel 


Teilflächenspezifische N-Responsekurven (TNR) können bei der Entwicklung 

teilflächenspezifischer Düngealgorithmen einen wertvollen Beitrag leisten. Existierende 

Modelle zur TNR-Schätzung (z. B. Hurley et al., 2004) sollen Wechselwirkungen 

zwischen Managementfaktoren und Teilflächen (TF) verifizieren sowie 

ökonomische Potentiale teilflächenspezifischer Bewirtschaftung abschätzen. 

Sie erfordern umfangreiche Versuche, die neben einer flächendeckenden 

Untersuchung des Schlags eine Teilflächendefinition mit ausreichend Platz für 

wiederholte N-Stufen voraussetzen. 

Das Ziel von Versuchen zur Parametrisierung teilflächenspezifischer Düngealgorithmen 

hingegen ist es, möglichst viel der Variation eines Feldes zu erfassen. 

Dabei sollten die Versuche so klein und einfach wie möglich sein, um sie mit 

vertretbarem Aufwand in verschiedenen Umwelten durchführen zu können. Die 

Betrachtung einzelner, im Feld verteilter Steigerungsversuche erlaubt es, mit 

geringem Aufwand gezielt stark unterschiedliche Teilflächen zu untersuchen. 

Die Minimierung des Umfangs der Steigerungsversuche, z. B. Verzicht auf Wiederholungen, 

kann zudem die Variation innerhalb der betrachteten TF senken 

und somit die zwischen den Teilflächen erfassbare Variation erhöhen. Allerdings 

sind der Anzahl möglicher Faktorstufen unter diesen Bedingungen technische 

Grenzen gesetzt. In der Folge übersteigt die Zahl der Datenpunkte je TF häufig 

nur knapp die Zahl der aus ihnen zu schätzenden TNR-Parameter. 

Ziel dieser Arbeit ist es daher zu überprüfen, inwieweit sich die Parameterzahl 

teilflächenspezifischer N-Responsekurven reduzieren lässt, um die Auswertung 

solcher Versuchsanlagen zu ermöglichen. 

-112 -



2.1 Konzept zur Reduzierung der Parameterzahl teilflächenspezifischer 

N-Responsekurven 

Eine TNR wird durch ihren Parametersatz eindeutig definiert. Soll für jede TF eine 

eigene TNR geschätzt werden, so liegt es zunächst nahe, den kompletten Parametersatz 

jeder TF individuell zu schätzen. Ein effektives Konzept die Zahl der zu 

schätzenden Parameter zu reduzieren ergibt sich folglich, wenn es gelingt, einen 

dieser Parameter nicht individuell, sondern gemeinsam für alle Teilflächen zu 

schätzen. Dies erscheint dann viel versprechend, wenn erwartet werden kann, 

dass ein Parameter zwischen den Teilflächen nicht erheblich variiert. 

2.2 Vorüberlegungen zur Parameterwahl 

Die Wahl des gemeinsam zu schätzenden Parameters erfolgte anhand einer 

vorab durchgeführten pflanzenbaulichen Parameterinterpretation. Dies wird 

hier beispielhaft für die Funktionsform „Quadratisch-Plateau“ (QP) gezeigt. 

Mathematisch lässt sich diese Funktion durch einen Satz von drei Parametern 

definieren. Eine mögliche Kombination stellen die Parameter „Funktionsmaximum“, 

„Y-Achsenabschnitt“ und „Krümmungsverhalten“ dar. Das Funktionsmaximum/Plateau 

lässt sich leicht als Ertragspotenzial interpretieren. Der Y- 

Achsenabschnitt der Funktion korrespondiert über den Nullparzellenertrag mit 

dem N-Nachlieferungsvermögen der Teilfläche. In beiden Fällen erscheint ein 

gemeinsamer Schätzwert für alle Teilflächen nicht sinnvoll. 

Das Krümmungsverhalten der Funktion beschreibt, wie eine Erhöhung der 

N-Düngung zur Ertragssteigerung genutzt wird. Dieser Formparameter ist somit 

Ausdruck der N-Verwertungs effizienz. Im Gegensatz zum Ertragspotenzial 

und der N-Nach lieferung erscheint die Annahme, dass die N-Verwertungseffizienz 

für alle Teilflächen eines Bestandes innerhalb einer Umwelt (Standort/Jahr) 

gleich ist, durchaus plausibel. Dies führt zur Aufstellung eines neuen 

TNR-Schätzmodells. Der einzelnen Schätzung aller Parameter für jede TF (QP e ) 

steht ein Modell mit einem für alle Teilflächen gemeinsam geschätzten Formparameter 

gegenüber (QP g ). 

-113 -


2.3 Anlage und Auswertung Feldversuch 

In den Jahren 2005 und 2006 wurden auf Betriebsschlägen des Versuchsgutes 

Hohenschulen (Kiel) teilflächenspezifische N-Steigerungsversuche durchgeführt. 

Dazu wurden in 8 Teilflächen je Schlag und Jahr jeweils 4 N-Stufen unwiederholt 

angelegt. Die weitere Bestandesführung erfolgte betriebsüblich. Die 

N-Menge im Aufwuchs wurde jeweils zu Vegetationsbeginn und zur Ernte destruktiv 

bestimmt. Ebenso wurde zu diesen Terminen der N min -Gehalt im Boden 

gemessen. Aus den Beprobungen der Nullparzellen (N-Aufnahme der Pflanzen 

und N min im Horizont 0-90 cm) wurde die Nettomineralisation bilanziell abgeschätzt. 

2.4 Vergleich der teilflächenspezifischen N-Responsekurvenmodelle 

anhand der Versuchsdaten 

Für die 16 Teilflächen (jeweils 8 in 2005 und 2006) wurden, je nach Modell, entweder 

alle TNR-Parameter für jede TF einzeln geschätzt (QP e ), oder ein gemeinsamer 

Formparameter für alle Teilflächen einer Umwelt angenommen (QP g ). Die 

Parameterschätzung erfolgte nach der Methode der kleinsten Quadrate iterativ 

mit dem Solvermodul in Microsoft® Excel 2003. 

Da die verwendeten Modelle sich erheblich in der Zahl der Freiheitsgrade unterscheiden, 

erfolgte die Beurteilung der Abbildungsgüte mittels adjustiertem r² als 

Bestimmtheitsmaß und der Wurzel der mittleren Quadratsumme des Restfehlers 

als Reststreuungsmaß. 

Abschließend wurde mittels linearer Regression geprüft, ob ein Zusammenhang 

zwischen dem Absolutbetrag der Responsekurvennullstelle und der berechneten 

Nettomineralisation besteht. 

3. Ergebnisse 

Für das Jahr 2005 lagen Werte für alle 32 Parzellen vor, im Jahr 2006 fehlte der 

Ertragswert einer Parzelle, weswegen nur 31 Datenpunkte zur Verfügung standen. 

-114 -


Der Vergleich der Abbildungsgüte beider TNR-Modelle fällt durch die niedrigere 

Reststreuung und ein höheres Bestimmtheitsmaß leicht zu Gunsten des QP g - 

Modells mit gemeinsam geschätztem Formparameter aus (Tab. 1). 

Ein Zusammenhang zwischen Funktionsnullstelle und Nettomineralisation 

(Tab. 1) konnte für die QP-Funktion ebenfalls nur bei gemeinsamer Schätzung 

des Formparameters (QP g ) gefunden werden. 

Tab. 1: Abbildungsgüte und Freiheitsgrade der Schätzverfahren sowie Ergebnisse 

der linearen Regression (y=mx+b) der Responsefunktionsnullstellen 

(y) und berechneter Nettomineralisation (x) 

*: signifikant (Irrtumswahrscheinlichkeit 5%); ns: nicht signifikant. 

4. Diskussion 

Die gemeinsame und einheitliche Schätzung eines Responsekurvenparameters 

über Teilflächen hinweg stellt eine Möglichkeit dar, die Zahl der zu schätzenden 

Parameter zu reduzieren. Die Analyse der Versuchsdaten zeigte, dass sich die Abbildungsgüte 

durch die gemeinsame Formschätzung nicht verschlechtert. Dies 

erleichtert die Auswertung kleiner, teilflächenspezifischer Steigerungsversuche. 

Bemerkenswert ist zudem, dass sich bei Anwendung der neuen Schätzmethodik 

ein Zusammenhang zwischen der Nullstelle der Responsekurve und der im Feldversuch 

ermittelten Nettomineralisation ergibt. Teilflächenspezifische N-Responsekurven, 

die in der vorgestellten Weise mit einheitlichem Formparameter geschätzt 

wurden, scheinen somit Teilflächen bzgl. ihres N-Nachlieferungs vermögens besser 

zu charakterisieren als Responsekurven mit individueller Form. Dies ist für die Entwicklung 

teilflächenspezifischer Düngealgorithmen als sehr positiv zu beurteilen. 

5. Literatur 

Hurley, T.M., Malzer, G.L. und Kilian, B., 2004: Estimating site-specific nitrogen 

crop response functions: A conceptual framework and geostatistical model. 

Agronomy Journal 96, 1331-1343. 

-115 -


Wirkung von Komposten und Wirtschaftsdüngern 

in Kombination mit steigender mineralischer 

N-Düngung auf Ertragsleistung und N-Haushalt 

E. Albert 1 , P. Daubitz 2 

1 Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie, Leipzig 

2 Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e. V., Müncheberg 


Eine regelmäßige organische Düngung wirkt sich positiv auf die Ertragsbildung 

der landwirtschaftlichen Fruchtarten aus. Durch Zufuhr von Nährstoffen und organischer 

Substanz wird die Ertragsbildung sowohl über die Nährstoffwirkung 

als auch über veränderte physikalische, chemische und biologische Bodeneigenschaften 

günstig beeinflusst. Wesentliche Bodeneigenschaften wie die Bodenstruktur, 

der Luft-, Wasser-, Wärme- und Nährstoffhaushalt, die biologische 

Aktivität und auch das Erosionsverhalten werden wie langjährige Versuche zeigen 

verbessert (Asmus, 1991; Franko, 1992; Körschens, 1997; Kluge, 2009). 

Neben diesen positiven Effekten können jedoch organische Dünger bei unsachgemäßem 

Einsatz zu erhöhten N-Emissionen und zu N-Verlagerungen in das 

Grundwasser führen. 

In diesem Beitrag werden die Auswirkungen einer langjährig differenzierten 

Düngung mit Komposten und Wirtschaftsdüngern in Kombination mit steigenden 

mineralischen N-Gaben auf Erträge, N-Bilanzen, Netto-N-Mineralisierung, 

N-Verwertung und N min -Gehalte vorgestellt. 

2. Versuchsdurchführung 

Der zweifaktorielle Dauerversuch wurde 1996 mit einer dreigliedrigen Fruchtfolge 

(Silomais – Winterweizen – Wintergerste) auf einem typischen Löss-Lehm- 

Standort in Sachsen angelegt (Tab. 1). 

Die organischen Dünger Stallmist, Gülle, Bio- und Grüngutkompost wurden alle 

3 Jahre zu Silomais in Höhe von 150 kg Gesamt-N/ha ausgebracht. Die mineralische 

Düngung erfolgte in 5 Stufen (Tab. 2). 

-116 -


Tab. 1: Beschreibung des Versuchsstandortes 

Bodentyp Löss-Braunstaugley 

Bodenart Lehm 

Ackerzahl 63 

Feinanteil (< 6 µm) in % 24 

Jahrestemperatur (°C) 8,6 

Jahresniederschlag (mm) 693 

P DL (mg/100 g Boden)* 17,4 

K DL (mg/100 g Boden)* 26,2 

Mg CaCl2 (mg/100 g Boden)* 11,2 

Humusgehalt (%)* 2,24 

N t -Gehalt (%)* 0,15 

* Gehalt vor Anlage (1996) 

Tab. 2: N-Mineraldüngerstufen nach Fruchtart differenziert und mittlere N- 

Ausbringungsmenge über den Versuchszeitraum (1997-2008) 

Stufe Silomais Getreide mittlere jährliche N-Düngermenge 

im Versuchszeitraum 

[kg/ha] [kg/ha] [kg/ha] 

1 0 0 0 

2 50 40 43 

3 100 80 (40/40) 87 

4 150 (100/50) 120 (60/60) 130 

5 200 (100/100) 160 (80/80) 173 

( ) Aufteilung der N-Düngung 

Die Erträge der angebauten Fruchtarten wurden auf der Basis von Getreideeinheiten 

(GE) zusammengefasst. Die Versuchsauswertung umfasst 12 Jahre, so 

dass von jeder Fruchtart vier Erntejahre einbezogen werden. 


Die langjährige abgestufte mineralisch-organische Düngung beeinflusste die 

Erträge der angebauten Fruchtarten erheblich. Vor allem steigende mineralische 

N-Gaben erhöhten besonders bei Winterweizen und Wintergerste die Kornerträge 

deutlich (Abb. 1). Bei Silomais hingegen fiel der Ertragsanstieg wesentlich 

geringer aus. 

-117 -


GE-Ertrag [dt/ha] 



110 

100 

90 

80 

70 

60 

50 

110 

100 

90 

80 

70 

60 

50 

110 

100 

90 

80 

70 

60 

50 

ohne Stallmist 

Gülle Bio-Kompost 

Grüngut-Kompost 

Silomais 

0 40 80 120 160 200 

N-Düngung [kg/ha] 

Winterweizen 




0 40 80 120 160 200 


Wintergerste 




0 40 80 120 160 200 


Abb. 1: Wirkung von mineralischer und organischer Düngung auf den GE- 

Ertrag von Silomais, Winterweizen und Wintergerste im Versuchszeitraum 

-118 -


Die im Vergleich zu anderen Fruchtarten schwache Ertragsreaktion auf steigende 

mineralische N-Gaben rührt daher, dass Mais auf Grund seiner langen 

Wachstumsdauer in den warmen Sommermonaten einen beträchtlichen Anteil 

des N-Bedarfes aus der N-Nachlieferung abdecken kann. Umfangreiche Untersuchungen 

in Sachsen belegen diese Aussage (Albert, 2006). 

Aus dem Kurvenverlauf der Abbildung 1 geht deutlich hervor, dass organische 

Dünger vor allem bei unterlassener und suboptimaler mineralischer N-Zufuhr 

nennenswerte Mehrerträge bei Silomais und Winterweizen bewirkten. Bei Wintergerste 

als letztes Glied in der Fruchtfolge fielen die entsprechenden Mehrerträge 

insgesamt gering aus. 

Mit steigendem N-Einsatz nahm der auf die organische Düngung beruhende 

Mehrertrag grundsätzlich ab. Auch in anderen Dauerversuchen mit abgestufter 

mineralisch-organischer Düngung wurde eine derartige Ertragreaktion beschrieben 

(Kwast, 1996; Körschens, 1998; Albert, 2001; Armbruster et al., 2009). 

Zwischen den organischen Düngern zeigten sich Wirkungsunterschiede. Vor allem 

die tierischen Wirtschaftsdünger Stallmist und Gülle waren den Komposten 

überlegen. Der bei Komposten vergleichsweise hohe Gehalt an schwer verfügbaren 

N-Verbindungen wird als Grund für dieses Ergebnis gesehen. 

Aus Umweltschutzgründen ist das Ableiten von N-Bilanzsalden, mit denen in 

langjährigen Versuchen optimale Erträge erzielt werden, von besonderem Interesse. 

Wird die Ertragshöhe der angebauten Fruchtart im Versuchszeitraum 

von 12 Jahren in Beziehung zu den N-Bilanzsalden gesetzt, so ist festzustellen, 

dass bei ausschließlich mineralischer N-Düngung hohe Erträge mit leicht negativen 

N-Bilanzsalden erreicht wurden (Abb. 2). Beim Einsatz organischer Dünger 

waren ausgeglichene bis leicht positive N-Salden erforderlich. Das hängt damit 

zusammen, dass der Stickstoff organischer Dünger infolge geringerer Pflanzenverfügbarkeit 

und höherer Verluste schlechter verwertet wird als der mineralischer 

N-Dünger. 

-119 -



110 

100 

90 

80 

70 

60 

50 

ohne 

-100 -80 -60 -40 -20 0Stallmist20 40 

N-Bilanzsaldo [kg/ha] 

Gülle 

Abb. 2: Beziehung zwischen dem N-Bilanzsaldo und dem Bio-Kompost 

GE-Ertrag der angebauten 

Fruchtart im Versuchszeitraum 


-120 - 

ohne 

Stallmist 

Gülle 

Bio-Kompost 


Hinzu kommt, dass die Verwertung des mit organischen Düngern zugeführten 

Stickstoffs negativ mit der mineralischen N-Applikation korrelierte (Abb. 3). 

N-Verwertung [%] 

50 

40 

30 

20 

10 

0 

Stallmist 

Gülle 

Bio-Kompost 


Linear (Stallmist) 

Linear (Gülle) 

Linear (Bio- 

Kompost) 

Linear (Grüngut- 

Kompost) 

0 40 80 120 160 


Abb. 3: Wirkung steigender mineralischer N-Zufuhr auf die N-Verwertung organischer 

Dünger


Im Bereich der optimalen mineralischen N-Düngung wurde folgende N-Verwertung 

erreicht: 

• Gülle: 30-35 % 

• Stallmist: 20-25 % 

• Grüngut-Kompost: 15-20 % 

• Bio-Kompost: 5-10 % 

Als eine weitere wichtige Größe des N-Haushaltes wurden die Auswirkungen der 

differenzierten Düngung auf die Netto-N-Mineralisierung untersucht. Sie errechnet 

sich aus der Differenz von N-Entzug plus dem N min -Gehalt zur Ernte und der 

N-Düngung plus dem N min -Gehalt zu Vegetationsbeginn. 

Die Netto-N-Mineralisation nahm kontinuierlich mit steigender mineralischer 

N-Düngung ab, wobei ihr Niveau von der organischen Düngung unterschiedlich 

beeinflusst wurde (Abb. 4). Dabei erreichte Gülledüngung die höchsten Werte, 

gefolgt von Stallmist. Kompostanwendung verbesserte dagegen die Netto-N- 

Mineralisierung im Vergleich zur unterlassenen organischen Düngung nicht. 

Netto-N-Mineralisierung [kg/ha] 

120 

100 

80 

60 

40 

20 

ohne Stallmist Gülle Bio-Kompost Grüngut-Kompost 

0 40 80 120 160 


Abb. 4: Wirkung von mineralischer und organischer Düngung auf die Netto-N- 

Mineralisierung 

Die Ursache dafür wird in dem Gehalt an schwer abbaubaren N-Verbindungen 

der Komposte gesehen. Langfristig ist mit der Erhöhung der N t -Vorräte des Bodens 

auch eine stärkere N-Mineralisierung zu erwarten. 

-121 -


Im Hinblick auf den Gewässerschutz sind möglichst geringe N min -Reste nach der 

Ernte anzustreben. Den Versuchsergebnissen zufolge waren die N min -Gehalte 

bei hohen und sehr hohen mineralischen N-Gaben deutlich erhöht (Abb. 5). Dabei 

wies Gülledüngung die höchsten Werte auf, es folgten Stallmist und Grüngutkompost. 

Die Varianten mit Bio-Kompost und unterlassener organischer Düngung 

unterschieden sich im Niveau nur unwesentlich. 

N min-Gehalt (nach Ernte) [kg/ha] 

100 

80 

60 

40 

20 

ohne 

Stallmist 

Gülle 

Bio-Kompost 


Polynomisch (ohne) 

Polynomisch 

(Stallmist) 

Polynomisch (Gülle) 

Polynomisch (Bio- 

Kompost) 

Polynomisch 

0 (Grüngut-Kompost) 40 80 


120 160 

Abb. 5: Wirkung von mineralischer und organischer Düngung auf die N min - 

Gehalte nach der Ernte 

Werden die N min -Gehalte in Beziehung zu den N-Bilanzsalden gesetzt, so ist festzustellen, 

dass mit zunehmenden Salden die N min -Gehalte sowohl im Herbst als 

auch im Frühjahr wesentlich zunahmen (Abb. 6). In den organisch gedüngten 

Prüfgliedern wurden dabei die höchsten Gehalte analysiert. 

Die enge Korrelation zwischen N-Salden und N min -Gehalten weist auf die Bedeutung 

einer bedarfsgerechten N-Düngung im Hinblick auf das Vermeiden von umweltbelastenden 

N-Verlusten hin. Vor allem die Reduktion von Bilanzüberschüssen 

spielt beim Erreichen von Umweltschutzzielen eine Schlüsselrolle. 

-122 -


N min-Gehalt (nach Ernte) [kg/ha] 

N min-Gehalt (Frühjahr) [kg/ha] 

100 

80 

60 

40 

20 

100 

0 

nach Ernte 

-100 -80 -60 -40 -20 0 Linear 20 (nach 40Ernte) 60 


80 

60 

40 

20 

-123 - 

ohne 

Mist 

Gülle 

Bio-Kompost 

r² = 0,61 


ohne 

Mist 

Gülle 

Bio-Kompost 

r² = 0,73 


0 

Frühjahr 

-100 -80 -60 -40 -20 0 Linear 20 (Frühjahr) 40 60 


Abb. 6: Beziehung zwischen dem N-Bilanzsaldo und den N min -Gehalten im 

Boden nach der Ernte (oben) und den N min -Gehalten im Boden im 

Frühjahr (unten) im Versuchszeitraum



In einem statischen Dauerversuch wird die langjährige Wirkung von Stallmist, 

Gülle, Bio- und Grüngutkompost in Kombination mit steigenden mineralischen 

N-Gaben auf Erträge, N-Bilanzsalden, Netto-N-Mineralisierung, N-Verwertung 

und N min -Gehalte untersucht. Der zweifaktorielle Versuch wurde 1996 auf einem 

typischen Löss-Lehm-Standort mit der Fruchtfolge Silomais – Winterweizen – 

Wintergerste angelegt. Die Versuchsauswertung umfasst 12 Jahre und führte zu 

folgenden Ergebnissen: 

Organische Dünger verbessern nachhaltig die Ertragsleistung. Eine Kompensation 

ihrer komplexen Nährstoff- und Humuswirkung durch reine mineralische 

Düngung ist nicht vollständig möglich. Hohe Erträge können unter Versuchsbedingungen 

auch bei Einsatz organischer Dünger mit annähernd ausgeglichenen 

bis leicht positiven N-Bilanzsalden erreicht werden. Organische Dünger und insbesondere 

solche mit geringen löslichen N-Anteilen, wie Komposte, sind durch 

eine vergleichsweise ungünstige N-Verwertung gekennzeichnet. Aus Umweltschutzgründen 

ist daher eine maßvolle organische Düngung, die langfristig den 

Erhalt der Bodenfruchtbarkeit sichert, anzustreben. 

5. Literatur 

Albert, E., 2001: Wirkung einer langjährig differenzierten mineralisch-organischen 

Düngung auf Ertragsleistung, Humusgehalt, Netto-N-Mineralisierung 

und N-Bilanz. Archiv für Acker- und Pflanzenbau und Bodenkunde, 

Berlin, 46, 187-213. 

Albert, E., 2006: Mit Stickstoff geizen? DLG-Mitteilungen, Dünger-Magazin, 

Frankfurt/M., 2-5. 

Armbruster, M., Bischoff, R., Wiesner, F., 2009: Nährstoff- und Humuswirkung 

organischer Dünger – dargestellt am Beispiel des IOSDV-Versuchs der 

UFA Speyer. VDLUFA-Kongress Karlsruhe, Kurzfassung der Referate, 

88. 

Asmus, F., 1991: Einfluss organischer Dünger auf den Ertrag, Humusgehalt des 

Bodens und Humusreproduktion. 4. Kolloquium der Robert-Bosch-Stiftung 

am 14./15.2.1991 in Schwäbisch-Hall, 127-139. 

Franko, U., 1992: Simulation und Prognose der OS-Dynamik. UFZ-Umweltfor- 

-124 -


schungszentrum Leipzig-Halle. Symposium Dauerversuche und Nährstoffdynamik 

9.-12.6.1992 in Bad Lauchstädt, DS Druck Strom, Leipzig, 

125-130. 

Kluge, R., 2009: Gezielte Kompostanwendung. Getreide Magazin, Gelsenkirchen, 

14, 234-237. 

Körschens, M., 1997: Abhängigkeit der organischen Bodensubstanz (OBS) vom 

Standort und Bewirtschaftung sowie ihr Einfluss auf Ertrag und Bodeneigenschaften. 

Archiv Acker- und Pflanzenbau und Bodenkunde, Berlin, 

41, 435-463. 

Körschens, M., 1998: Erträge, N-Entzüge und Humusdynamik im statischen 

Düngungsversuch Bad Lauchstädt, 18 Jahre nach Erweiterung der Versuchsfrage. 

Archiv Acker- und Pflanzenbau und Bodenkunde, Berlin, 42, 

77-92. 

Kwast, A., 1996: Vorstellung des internationalen organischen Stickstoff-Dauerdüngungsversuches 

(IOSDV) Dülmen und Auswertung der Erträge und 

N-Entzüge. Archiv Acker- und Pflanzenbau und Bodenkunde, Berlin, 40, 

133-143. 

-125 -


Einfluss der Biokompostdüngung auf Kenngrößen 

der Wasserstabilität in einem Luvisol 

R. Schulz 1 , R. Sharif 1 , J. Breuer 2 , T. Müller 1 

1 2 Institut für Pflanzenernährung, Landesantalt für Landwirtschaftliche Chemie, 

Universität Hohenheim, Stuttgart 


Seit 1997 wird in einem Langzeitfeldversuch ausgereifter Biokompost in praxisüblicher 

und überhöhter Menge ohne und mit bedarfsgerechter mineralischer 

N-Ergänzungsdüngung zu Winterweizen, Mais und Sommergerste (Fruchtfolge) 

ausgebracht und mit einer optimierten mineralischen N-Düngung sowie einer 

Kontrolle ohne Düngung verglichen. In der Variante mit hoher Kompostgabe 

ohne mineralische Ergänzungsdüngung wurde seit 2003 kein Kompost mehr gedüngt 

(„Nachhaltigkeitsuntersuchung“). 

Im Jahr 2008 nach 11 Jahren Versuchsdauer wurde überprüft, ob durch den infolge 

Biokompostausbringung erwarteten erhöhten Gehalt an organischer Substanz 

die Bodenstruktur im Oberboden im Vergleich zu einer rein mineralischen 

N-Düngung messbar verbessert wurde. 


Bei dem Langzeitfeldversuch mit Biokompost handelt es sich um eine randomisierte 

Blockanlage mit 4 Wiederholungen. 

Versuchsvarianten: 

(1) Kontrolle (ohne Düngung) 

(2) KAS: mineralische N-Düngung (optimiert nach Nmin) 

Kompostdüngung: 

(3) B100+KAS: 100 kg Gesamt-N (ca. 10 t TS) ha -1 a -1 mit optimierter 

mineralischer N-Düngung (KAS) 

(4) B100-KAS: wie Variante 3, ohne mineral. N-Düngung 

(5) B400+KAS: 400 kg Gesamt-N (ca. 40 t TS) ha -1 a -1 mit optimierter 

mineralischer N- Düngung (KAS) 

(6) B400-KAS: wie Variante 5, ohne mineral. N-Düngung bis 2003 

Bodentyp ist eine Löss-Parabraunerde (Luvisol). 

-126 -


Der Gehalt an organischem Kohlenstoff im Boden wurde mit einem Analysenautomaten 

„vario Max CN“ der Fa. „elementar“ nach vorausgegangener Säurebehandlung 

zur Beseitigung der Karbonate bestimmt. 

Zur Untersuchung der Wasserstabilität wurden Bodenaggregate im Trockensiebverfahren 

aus einer Oberbodenschicht von 0-10 cm gewonnen. Die Perkolationsstabilität 

wurde nach der Methode von Becher und Kainz (1983) bestimmt. 

Dabei wurde die Wassermenge ermittelt, die in 10 min. durch ein Plexiglasrohr 

(L.: 25 cm; Ø 2,5 cm) gefüllt mit 40 g luftgetrockneten Aggregaten von 1-2 mm Ø 

perkoliert. Zur Ermittlung des Anteils Wasser-stabile Aggregate wurden 40 g Aggregate 

von 1-2 mm Ø in destilliertem Wasser getränkt und dann auf einem Sieb 

mit 0,25 mm Maschenweite 10 min standardisierten oszillierenden Bewegungen 

ausgesetzt. Die auf dem Sieb verbleibenden „Wasser-stabilen“ Aggregate wurden 

getrocknet und ihr Anteil an der ursprünglichen Aggregatmenge bestimmt. 

Die statistischen Berechnungen (Varianzanalyse, Tukey HSD-Test) wurden mit 

SigmaStat 3.5 (Fa. SYSTAT) durchgeführt. 


3.1 Gehalt an organischer Substanz im Boden 

Nach 11 Jahren Versuchsdauer ist der Gehalt an organischer Substanz im Oberboden 

in den Kompostvarianten mit Zufuhr von 100 kg Gesamt-N bzw. 10 t TS 

ha -1 a -1 im Vergleich zur Kontrolle und der mineralischen N-Düngung von 15 auf 

ca. 18,5 mg kg -1 Boden angestiegen (Abb. 1). Bei 4-fach überhöhter Kompostdüngung 

kam es sogar annähernd zu einer Verdoppelung der Gehalte. Dieses 

erhöhte Niveau konnte jedoch nur bei permanenter Kompostzufuhr aufrecht erhalten 

werden. Bei ausgesetzter Kompostdüngung (Variante 6) nahm der Gehalt 

an organischem Kohlenstoff nach 5 Jahren auf das Niveau der Kompostvarianten 

1 und 2 ab, obwohl die insgesamt ausgebrachte Kompostmenge doppelt so 

hoch war (Abb. 1). 

Die mineralische N-Düngung (Variante 2) hatte keinen Einfluss auf die Gehalte 

an organischer Substanz im Oberboden, obwohl das Ertragsniveau und somit 

die Masse an Ernterückständen im Vergleich zur Kontrolle wesentlich höher waren. 

Auch bei den Kompostvarianten mit Zufuhr von 100 kg Gesamt-N bzw. 10 t 

TS ha -1 a -1 beeinflusste die zusätzliche mineralische N-Düngung trotz höherer Erträge 

die Gehalte an organischer Substanz im Boden nicht. 

-127 -


In den unteren Bodenschichten von 30-60 cm und 60-90 cm Bodentiefe unterschieden 

sich die Kohlenstoffgehalte der Versuchsvarianten nicht (Ergebnisse 

nicht dargestellt). 

Abb. 1: Organische Substanz im Oberboden der Versuchsvarianten (P = 

0,050). (Varianten: s. Material & Methoden) 

3.2 Wasserstabilität (Perkolationsstabilität und Wasser-stabile 

Aggregate) 

Eine Kompostdüngung nach Kompostverordnung führte nach 11 Jahren zu einer 

Verdoppelung der Perkolationsstabilität der Aggregate im Vergleich zur Kontrolle 

und der Mineraldüngervariante (Abb. 2). Bei überhöhter Kompostdüngung 

(Variante 5) konnte sogar eine Verdreifachung der Perkolationsstabilität beobachtet 

werden. Eine frühere Untersuchung des Kompostversuchs nach einem 

Versuchszeitraum von 3 Jahren ergab dagegen lediglich bei den Varianten mit 

überhöhter Kompostdüngung eine um 30% verbesserte Perkolationsstabilität 

(Al-Najar et al., 2000). 

Der Anteil wasserstabiler Aggregate zeigte eine ähnliche Entwicklung wie die 

Perkolationsstabilität mit einer deutlichen Zunahme infolge steigender Kom- 

-128 -


postdüngung (Abb. 3). Whalen et al. (2003) fanden bereits 2 Jahre nach Ausbringung 

von kompostiertem Stallmist höhere Anteile wasserstabiler Aggregate. 

Abb. 2: Perkolationsstabilität der Versuchsvarianten (P = 0,050). (Varianten: 

s. Material & Methoden) 

Abb. 3: Anteil Wasser-stabiler Aggregate der Versuchsvarianten (P = 0,050). 

(Varianten: s. Material & Methoden) 

-129 -


Ähnlich wie bei dem Gehalt an organischer Substanz verminderte sich bei ausgesetzter 

Kompostdüngung (Variante 6) die Wasserstabilität der Aggregate nach 5 

Jahren auf oder sogar unter das Niveau der praxisüblichen Kompostvarianten 1 

und 2. 

3.3 Beziehung zwischen dem Gehalt an organischer Substanz im 

Boden und der Wasserstabilität 

Der Gehalt an organischer Substanz im Boden korreliert mit der Wasserstabilität 

der Aggregate, wobei das Bestimmtheitsmaß der Beziehung zwischen organischer 

Substanz und Perkolationsstabilität höher ist. Eine enge Beziehung zwischen 

Humusgehalt und Perkolationsstabilität fanden auch Auerswald (1995) 

sowie Mbagwu und Auerswald (1999). 

Abb. 4: Beziehung zwischen dem Gehalt an organischer Substanz im Boden 

und der Wasserstabilität 


Längerfristige regelmäßige Kompostdüngung führt zu höheren Gehalten an organischer 

Substanz im Boden und dadurch zu einer besseren Aggregatstabilität 

im Oberboden. 

Die Ergebnisse spiegeln die infolge Kompostdüngung verbesserte Bodenstruktur 

mit verminderter Erosionsgefahr wieder. 

-130 -


5. Literatur 

Al-Najar, H., Schulz, R., Breuer, J. Römheld, V., 2000: Langzeit-Felddüngungsversuch 

mit Biokompost: Ertragswirksamkeit und Stickstoffdynamik im 

Boden. VDLUFA-Schriftenreihe 55, Kongressband 2000, Teil VI, 104- 

107. 

Auerswald, K., 1995: Percolation stability of aggregates from arable topsoils. Soil 

Sci. 159 (2), 142-148. 

Mbagwu, J.S.C., Auerswald, K., 1999: Relationship of percolation stability of soil 

aggregates to land use, selected properties, structural indices and simulated 

rainfall erosion. Soil & Tillage Res. 50, 197-206. 

Becher, H.H., Kainz, M., 1983: Auswirkungen einer langfristigen Stallmistdüngung 

auf das Bodengefüge im Lössgebiet bei Straubing. Z. Acker- Pflanzenb. 

152, 152-158. 

Whalen, J.K., Hu, Q., Liu, A., 2003: Compost applications increase water-stable 

aggregates in conventional and no-tillage systems. Soil Sci. Soc. Am. J. 67 

(6), 1842-1847. 

-131 -


Wirkung von Schwefel aus Biogasgärresten auf 

Ertrag und Qualität von Weizen 

S. von Tucher 1 , S. Bermuth 1 , H. Wieser 2 , U. Schmidhalter 1 

1 Lehrstuhl für Pflanzenernährung, Technische Universität München, Freising- 

Weihenstephan, 2 Deutsche Forschungsanstalt für Lebensmittelchemie, Garching 


Gärreste aus der gestiegenen Anzahl an Biogasanlagen wurden bisher vor allem 

hinsichtlich ihrer Stickstoffwirkung untersucht, zu ihrer Schwefelwirkung liegen 

kaum Berichte vor. Angesichts der Schwefeldüngebedürftigkeit vieler Standorte 

ist dies jedoch eine wichtige Frage. Für Weizen ist ein ausreichendes S-Angebot 

zur Erzielung hoher Erträge und guter Backqualitäten mit ausreichenden S-Gehalten 

im Korn erforderlich (Wieser et al., 2004, Granvogl et al., 2007, Zörb et al., 

2009). 

Die kurzfristige S-Wirkung vieler organischer Dünger kann über deren Gehalt an 

Sulfat bzw. Sulfatester-S und über das C/S Verhältnis bewertet werden (Tabatabai 

und Chae, 1991; Gutser und v. Tucher, 2000, 2001; Eriksen 2005). Auf Grund 

der anaeroben Fermentation ist der Sulfatgehalt in Biogasgärresten niedrig. 

Durch die Entfernung von H 2 S aus dem Biogas mittels unterschiedlicher Methoden 

(z.B. dem Einblasen von Luft oder der Zugabe von Eisen-II-Chlorid) kann S in 

Form von S 0 oder FeS vorliegen. In Abhängigkeit von Ausgangssubstrat, Vergärungsbedingungen 

und Art der Entschwefelung könnte es in Biogasgärresten zu 

deutlichen Unterschieden im Gehalt an Schwefel und Kohlenstoff kommen. 

Die vorliegende Arbeit untersucht (1) inwieweit Biogasgärreste Unterschiede im 

Gehalt an Schwefel und Kohlenstoff aufweisen, (2) wie die Rückstände aus der 

Vergärung verschiedener Substrate zur kurzfristigen S-Versorgung von Weizen 

beitragen und (3) welchen Einfluss die S-Verfügbarkeit der Gärreste auf die Zusammensetzung 

des Weizenkorns hat. 

-132 -



2.1 Versuchsaufbau 

Sommerweizen der Sorte „Triso“ wurde in 5-l Mitscherlichgefäßen (6 kg Boden 

Sand: Schluff:Ton 56:25:19%, 14 mg SO 4 -S (0,01 mol l -1 CaCl 2 ) Gefäß -1 zu Versuchsbeginn, 

4 Wiederholungen) kultiviert (Aussaat 21. April 2008, Ernte 23. 

Juli 2008, 15 Pflanzen Gefäß -1 ). Bewässert wurde durch Gießen mit destilliertem 

Wasser auf 75 % der maximalen Wasserkapazität. 

Die S-Düngung erfolgte mit 90 mg S t Gefäß -1 in Form von acht Biogasgärresten (Ausgangssubstrate 

mit unterschiedlichen Anteilen u.a. an Rindergülle, Hähnchenmist, 

Mais, Ganzpflanzensilage, Getreide, Kleegras, Speisereste) und einer Rindergülle 

mit jeweils unterschiedlichen Gehalten an Gesamt-S, Gesamt-C und Sulfat-S (Tab. 1). 

Tab. 1: Ausgangssubstrate, Gesamt-S, Gesamt-C und Sulfatgehalte der organischen 

Dünger 

Bezeichnung 

Ausgangssubstrate, 

% Anteil: 

-133 - 

S t 

C t 

SO 4 -S 

Anteil 

tierisch pflanzlich g 100g FM -1 % in S t 

C t /S t 

L1 52 1,2 48 4 0,059 2,27 1,8 38 

L3 Rindergülle unvergoren 0,046 4,41 1,4 95 

L4 

L6 

0 

0 

100 4,5 0,033 3,05 1,0 93 

100 6 0,043 5,01 2,8 118 

L7 86 1 A 14 4 0,037 2,52 1,5 69 

L10 

0 

100 4,7 0,035 2,32 1,0 66 

L11 44 1 56 4,8 0,042 2,54 1,5 61 

R2 

0 

100 4 0,028 2,51 1,1 89 

R3 35 1,3 75 4,9 0,042 0,88 3,5 21 

1 Rindergülle, 2 Hähnchenmist, 3 Flotatfett, 4 Maissilage, 5 Mais-Grünroggen-Ganzpflanzensilage, 

Sudangrassilage 6 Kleegras-Roggen, 7 Winterweizen, Grassilage, 

Grünroggen, 8 Getreideschrot, 9 Speisereste, Gemüse, Brot 

A Rindergülle wie L3


Zum Vergleich wurde eine Reihe mit mineralischer S-Düngung in Höhe von 0, 60, 

90 und 120 S mg Gefäß -1 als MgSO 4 angelegt. Die Nährstoffe N, P und K wurden 

unter Einbeziehung der in den organischen Düngern enthaltenen Mengen verabreicht 

(ingesamt gedüngt je Gefäß: 1000 mg N, 400 mg P, 1000 mg K, 200 mg 

Mg). 

Nach der Ernte wurden die Korn- und Stroh-Erträge, die N- und S-Gehalte von 

Korn und Stroh, sowie die Gehalte an Speicherproteinen im Korn (Gliadine und 

Glutenine mit Untereinheiten) bestimmt. 

2.2 Analytische Methoden 

Die Bestimmung der Mineralstoffgehalte erfolgte nach folgenden Methoden: 

Die S t -Gehalte in organischen Düngern und Pflanzenmaterial wurden in einem 

Mikrowellenaufschluss (MDS 2100 Fa. CEM, Matthews, USA) unter geregeltem 

Druck (120 psi) nach der Zugabe von HNO 3 und H 2 O 2 , mittels ICP-AES 

(182,034 nm) (Liberty RL, Fa. Varian, Mulgrave, Australien) bestimmt. Die Bestimmung 

der C t -Gehalte in den organischen Düngern (nach Gefriertrocknung) 

und der N t -Gehalte im getrockneten Pflanzenmaterial erfolgte nach Verbrennung 

in einem Isotopenmassenspektrometer (Anca SL 20-20, Europa Scientific, 

Crewe, UK). Die Sulfatgehalte der organischen Dünger wurden nach Extraktion 

mit destilliertem H 2 O mittels hochauflösender Ionenchromatographie (DX 500, 

Fa. Dionex, Sunnyvale, USA; Säule AS4A SC, 1,7 mM NaHCO 3 , 1,8 mM NaCO 3 , 

Detektion Leitfähigkeit) bestimmt. Die Fraktionierung der Speicherproteine im 

Vollkornmehl des Getreidekorns erfolgte nach Wieser et al. (1998). 

2.3 Berechnungen und statistische Auswertung 

Die scheinbare S-Ausnutzung der organischen Dünger wurde berechnet nach 

(S-Aufnahme organisch gedüngt – S-Aufnahme ungedüngt )/S-Düngung*100. 

Das Mineraldüngeräquivalent (MDÄ) wurde wie folgt berechnet: 

MDÄ = (S-Aufnahme – S-Aufnahme )/ 

organisch gedüngt ungedüngt 

(S-Aufnahme – S-Aufnahme )*100. 

mineralisch gedüngt ungedüngt 

Die statistische Auswertung der Daten erfolgte mit dem Programm SPSS Version 

16.0 durch Varianzanalysen und die Berechnung der Korrelationskoeffizienten 

nach Pearson. Der Vergleich der Mittelwerte erfolgte nach Tukey bei einer 

Irrtumswahrscheinlichkeit von 5 %. 

-134 -



3.1 Erträge und S-Aufnahme 

Die unterschiedliche Schwefeldüngung zeigte eine deutliche Wirkung auf die 

Korn- und Stroherträge von Weizen (Abb. 1). Eine Mineraldüngung von 60 mg 

S Gefäß -1 erhöhte den Kornertrag von unter 10 auf 38 g Trockenmasse Gefäß -1 , 

eine weiter steigende mineralische S-Düngung führte zu keiner weiteren Zunahme 

des Kornertrags. 

Trockenmasse-Ertrag, g Gefäß -1 

Trockenmasse-Ertrag, g Gefäß -1 

45 

40 

35 

30 

25 

20 

15 

10 

5 

0 

A 

F 

ef 

F 

fg F g 

Korn 

efg 

D cd 

D 

Stroh 

c 

g 

E 

de 

D 

b 

b C 

a 

B 

B 

0 60 90 120 L1 L3 L4 L6 L7 L10 L11 R2 R3 

mg S Gefäß -1 mg S Gefäß als MgSO4 bzw. 90 mg St als Gärrest bzw. Rindergülle 

-1 als MgSO4 bzw. 90 mg St als Gärrest bzw. Rindergülle 

Abb. 1: S-Wirkung mineralischer und organischer Düngung (Biogasgärreste 

und Rindergülle (L3)) auf den Korn- und Strohertrag von Weizen 

Die Kornerträge nach organischer Düngung wiesen erhebliche Unterschiede 

zwischen den einzelnen Düngern auf. Die Biogasgärreste L4, L6 und R2 zeigten 

nur leicht höhere Kornerträge im Vergleich zur ungedüngten Kontrolle, mit 

Biogasgärrest R3 wurde dagegen ein Kornertrag erzielt, der mit einer Mineral- 

S-Düngung vergleichbar war. Wurde Rindergülle mit 14 % Maissilage vergoren 

(Vergleich L3 Rindergülle mit L7 Rindergülle vergoren) führte dies zu einem 

signifikanten Rückgang des Kornertrags. 

Für die Stroherträge wurden im Wesentlichen ähnliche Ergebnisse beobachtet 

wie für die Kornerträge. Allerdings trat für eine Mineraldüngung oberhalb von 

-135 - 

B 

b 

h 

F


60 mg Gefäß -1 noch ein Anstieg und mit Gärrest R3 der höchste Strohertrag auf. 

Im Vergleich zur Mineraldüngung war das Korn:Stroh-Verhältnis für die organisch 

gedüngten Varianten geringer. 

S-Aufnahme, mg Gefäß -1 

S-Aufnahme, mg Gefäß -1 

60 

50 

40 

30 

20 

10 

Rindergülle vergoren 

mit 14% Maissilage 

�� Ausgangssubstrate tierisch / pflanzlich 

�� Ausgangssubstrate 100 % pflanzlich 

R 2 R = 0,70** 

2 = 0,70** 

0 

0 20 40 60 80 100 120 140 

C/S von Gärresten und Rindergülle 

-136 - 

Rindergülle 

unvergoren 

Abb. 2: Beziehung zwischen dem C t /S t Verhältnis der organischen Dünger 

(Biogasgärrest und Rindergülle) und der S-Aufnahme von Korn und 

Stroh von Weizen 

Die Schwefel-Aufnahme durch Korn und Stroh aus organischer Düngung lag 

zwischen 7 und 59 mg S Gefäß -1 (Abb. 2). Dies entspricht einer scheinbaren 

S-Ausnutzung von 8% (R2) bis 65% (R3) und einem Mineraldüngeräquivalent 

(MDÄ) von 11% (R2) bis 92% (R3). Die S-Aufnahme zeigte eine signifikante Abhängigkeit 

(R² = 0,70**) vom C t /S t Verhältnis der organischen Dünger, das eine 

Schwankungsbreite von 21 bis 118 aufwies. Dieses C/S-Verhältnis der Biogasgärreste 

liegt im Bereich anderer organischer Dünger, mit einem C/S-Verhältnis 

von ~ 10 (Jauche) bis ~ 80-250 (Stallmist) (Gutser und von Tucher, 2001; Tabatabai 

und Chae, 1991). Die in diesen Untersuchungen festgestellte negative Beziehung 

zwischen der S-Verfügbarkeit und dem C/S-Verhältnis konnte für die untersuchten 

Biogasgärreste bestätigt werden. Gegen diesen Trend verhielt sich die 

mit 14% Maissilage vergorene Rindergülle, die zwar ein geringeres C/S-Verhältnis 

im Vergleich zu unvergorener Rindergülle aufwies, jedoch keine verbesserte


S-Aufnahme zeigte. In der hier getroffenen Auswahl an Biogasgärresten traten 

hohe C/S-Verhältnisse vor allem in Gärresten auf, deren Ausgangssubstrat zu 

100% aus pflanzlichen Materialien bestand. 

3.2 Zusammensetzung des Korns 

Die Gehalte an Gesamt-Schwefel im Getreidekorn zeigten eine deutliche Abhängigkeit 

von der S-Düngung (Abb. 3). Mineralische S-Düngung bis zu einer 

Höhe von 90 mg S Gefäß -1 erhöhte den S-Gehalt auf etwa 0,14%. Nach organischer 

S-Düngung lagen die S-Gehalte mit Ausnahme von Gärrest R3 (0,11% S) 

deutlich unterhalb der Mineraldüngungsstufe von 60 mg S Gefäß -1 . 

S-Gehalt Korn, % in TM 

N t , % TM 

0,16 N/S 

0,14 

0,12 

0,10 

0,08 

0,06 

0,04 

0,02 

0,00 

2,7 

38 

A 

2,0 

17 

D 

2,0 

15 

E 

2,0 

14 

E 

2,2 

24 

C 

2,5 

28 

C 

0 60 90 120 L1 L3 L4 L6 L7 L10 L11 R2 R3 

mg S Gefäß -1 mg S Gefäß als MgSO4 bzw. 90 mg St als Gärrest oder Rindergülle 

-1 als MgSO4 bzw. 90 mg St als Gärrest oder Rindergülle 

-137 - 

2,5 

34 

2,7 

33 

2,5 

31 

2,3 

27 

ABC ABC BC 

AB 

2,2 

25 

2,7 

33 

C 

ABC 

Abb.3: Gesamt-S und Gesamt-N-Gehalte sowie N/S-Verhältnis im Weizenkorn 

nach mineralischer und organischer (Biogasgärreste und Rindergülle) 

S-Düngung 

Das N/S Verhältnis im Korn wies nach mineralischer S-Düngung eine Schwankungsbreite 

von 14 (120 mg Gefäß -1 ) bis 38 (ungedüngt) auf. Nach organischer 

Düngung lag das N/S-Verhältnis im Korn zwischen 19 (Gärrest R3) und 33 (Gär- 

2,2 

19 

D


reste L6 und R2). S-Gehalte im Korn von weniger als 0,12% und N/S-Verhältnisse 

von > 17 sind Hinweise auf eine S-Unterversorgung (Randall et al., 1981). 

Durch die unterschiedliche S-Versorgung mineralisch bzw. organisch gedüngter 

Pflanzen kam es zu erheblichen Unterschieden in der Zusammensetzung des 

Mehls (Abb. 4). Dies zeigte sich vor allem in den S-reichen Proteinuntereinheiten 

der g-Gliadine und der LMW (Low-Molecular-Weight) -Glutenine, deren Gehalt 

durch erhöhte S-Versorgung jeweils von etwa 100 auf ca. 300-350 AU/mg Mehl 

anstieg. Deutlich veränderte sich auch der Gehalt der S-armen w-1,2 Gliadine, 

die von 300 auf etwa 50 AU/mg Mehl zurück gingen, wenn sich der S-Gehalt im 

Korn erhöhte. 

Gehalt Gliadin- und Glutenintypen, 

AU/mg Vollkornmehl 

400 

350 

300 

250 

200 

150 

100 

50 

γ Gliadine 

R 2 γg 

-Gliadine LMW Glutenine ωw 

-1,2 Gliadine 

γ Gliadine 

R = 0,99** 

2 γg 

-Gliadine LMW Glutenine ωw 

-1,2 Gliadine 

= 0,99** 

-138 - 

ω1,2 Gliadine 

R 2 ω1,2 Gliadine 

R = 0,93** 

2 = 0,93** 

LMW Glutenine 

R 2 LMW Glutenine 

R = 0,88** 

2 = 0,88** 

0 

0,05 0,07 0,09 0,11 0,13 0,15 

Korn S St-Gehalt, t-Gehalt, % TM Korn 

Abb. 4: Beziehung zwischen dem Gesamt-S-Gehalt des Weizenkorns und 

den Gehalten an g-Gliadin, w 1,2-Gliadinen und LMW Glutenin im 

Vollkornmehl 

Die Veränderungen in den Gehalten der Proteinuntereinheiten standen jeweils 

in enger Beziehung zu den Gesamt-S-Gehalten im Korn (g-Gliadine: r=0,99**, 

LMW-Glutenine: r=0,94**, w 1,2- Gliadine: r=-0,96**). Die Veränderungen in der 

Proteinuntereinheiten stimmen mit Ergebnissen anderer Untersuchungen überein 

(Wieser et al., 2004; Zörb et al., 2009).


Aus den Untersuchungen kann geschlussfolgert werden, dass Biogasgärreste 

in sehr unterschiedlichem Maße zur kurzfristigen S-Versorgung von Pflanzen 

beitragen können. Da der SO 4 -S Anteil in Gärresten niedrig ist, spielt das C/S- 

Verhältnis eine wichtige Rolle für die S-Verfügbarkeit. Bedingt durch Unterschiede 

sowohl im C t als auch im S t Gehalt der Gärreste unterliegt das C/S-Verhältnis 

großen Schwankungen. Die eher geringe S-Verfügbarkeit vieler Biogasgärreste 

kann zu Änderungen der Kornzusammensetzung führen, die eine Beeinflussung 

der Backqualität erwarten lassen. 


In einem Gefäßversuch mit Sommerweizen wurde die kurzfristige Schwefelwirkung 

von Biogasgärresten (90 mg S t Gefäß -1 ) im Vergleich zu Rindergülle und mineralischer 

S-Düngung auf den Korn- und Strohertrag, die Korn N- und S-Gehalte 

sowie die Zusammen-setzung der Proteinuntereinheiten im Mehl untersucht. 

Die Biogasgärreste wiesen einen geringen SO 4 -S-Anteil von bis zu 3,5 % vom S t 

und Unterschiede im C t /S t -Verhältnis von 21-118 auf. Durch die unterschiedliche 

S-Verfügbarkeit der organischen Dünger kam es zu deutlichen Unterschieden 

im Korn- und Strohertrag, in den S-Gehalten (0,08-0,11 %) und im N/S-Verhältnis 

im Korn (19-33). Die S-Aufnahme von Korn und Stroh variierte erheblich und korrelierte 

mit dem C/S-Verhältnis der organischen Dünger (R² = 0,70**). Die unterschiedliche 

S-Versorgung führte zu einer Veränderung der Zusammensetzung 

der Proteinuntereinheiten im Vollkornmehl, was mit steigender S-Versorgung 

in einer Zunahme der S-reichen g-Gliadine und der Low-molecular-weight-Glutenine 

und zu einem Rückgang der S-armen w 1,2-Gliadine resultierte. 

Es wird geschlussfolgert, dass Biogasgärreste mit einem hohen C/S-Verhältnis 

eine geringe kurzfristige S-Wirkung besitzen und es daher zu ungünstigen Auswirkungen 

auf die Backqualität kommen kann. 

-139 -


5. Literatur 

Eriksen, J., 2005: Gross sulphur mineralisation-immobilisation turnover in soil 

amended with plant residues. Soil Biol. Biochem. 37, 2216-2224. 

Granvogl, M., Wieser, H., Koehler, P., von Tucher, S., Schieberle, P., 2007: Influence 

of sulfur fertilization on the amounts of free amino acids in wheat. 

Correlation with baking properties as well as with 3-aminpropionamide 

and acrylamide generation during baking. J. Agric. Food Chem. 55, 4271- 

4277. 

Gutser, R., von Tucher, S., 2000: Zur Schwefelwirkung von Wirtschafts- und Sekundärrohstoffdüngern. 

VDLUFA Schriftenreihe 53, 48-63. 

Gutser, R., von Tucher, S., 2001: Plant availability of sulphur from organic fertilizers. 

In: Horst et al. (Hrgs.) Developments in Plant and Soil Sciences, Vol. 

92, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 844-845. 

Randall, P.J., Spencer, K., Freney, J.R., 1981: Sulfur and Nitrogen Fertilizer Effects 

on Wheat. I Concentrations of Sulfur and Nitrogen and the Nitrogen to 

Sulfur ratio in Grain, in Relation to the Yield Response. Aust. J. Agric. Res. 

32, 203-212. 

Tabatabai, M.A., Chae, Y.M., 1991: Mineralization of Sulfur in Soils Amended 

with Organic Wastes. J. Environ. Qual. 20, 684-690. 

Wieser, H., Antes, S., Seilmeier, W., 1998: Quantitative determination of gluten 

protein types in wheat flour by reversed-phase high-performance liquid 

chromatography. Cereal Chemistry 75, 644-650. 

Wieser, H., Gutser, R., von Tucher, S., 2004: Influence of sulphur fertilisation 

quantities and proportions of gluten protein types in wheat flour. J. Cereal 

Sci. 40, 239-244. 

Zörb, Ch., Steinfurth, D. Seling, S., Langenkämper, G., Koehler, P., Wieser, H., 

Lindhauer, M.G., Mühling, K.H., 2009: Quantitative Protein Composition 

and Baking Quality of Winter Wheat as Affected by Late Sulfur Fertilization. 

J. Agric. Food Chem. 57, 3877-3885. 

-140 -


Ergebnisse einer Langzeituntersuchung zur 

Charakterisierung und Optimierung von NawaRo- 

Biogasanlagen 

J. Roitsch 1 , W. Büscher 1 

1 Universität Bonn, Institut für Landtechnik, Bonn 


Die Bereitstellung von Energie im Spannungsfeld zwischen Wirtschaftlichkeit, 

Versorgungssicherheit und Umweltverträglichkeit stellt eine der großen globalen 

Herausforderungen des 21. Jahrhunderts dar. Die energetische Nutzung 

von Biomasse in Biogasanlagen zur Erzeugung von Strom und Wärme ermöglicht 

zusätzlich eine Verringerung der Treibhausgas-Emissionen. Allerdings 

lässt sich der Beitrag zum Umweltschutz nur realisieren, wenn die eingesetzte 

Anlagentechnik und das Anlagenmanagement als optimal einzustufen sind. 

Im Rahmen eines Forschungsprojektes wurde eine Verfahrensbewertung von 

Nawaro-Biogasanlagen durchgeführt, um aus einer Schwachstellenanalyse, 

die technische und biologische Aspekte berücksichtigt, Optimierungspotenziale 

abzuleiten. Es erfolgte eine intensive Anlagenbetreuung von 12 Monaten, um einen 

kompletten Jahreszyklus bewerten zu können. 

2. Problemstellung 

Für viele Biogasanlagen steht innerbetrieblich kein Flüssigmist als Gärsubstrat 

zur Verfügung. Somit fehlt dem Gärprozess die Flüssigkeit für die Verdünnung 

und Homogenisierung sowie die puffernde Eigenschaft. Außerdem sind die 

Trockenmassegehalte im Gärsubstrat erheblich höher, was Auswirkungen auf 

die Rühr- und Pumptechnik haben kann. Aufgrund erster Erfahrungen mit diesem 

Anlagentyp wird davon ausgegangen, dass bei Biogasanlagen, die auf den 

kontinuierlichen Einsatz von Flüssigmist verzichten, die biologischen Prozesse 

instabiler sind und somit die Anlagen schwieriger in der Handhabung sind. An der 

beschriebenen Problematik setzen die Projektuntersuchungen an. Es sollen zwei 

typische NawaRo-Biogasanlagen in einer 12-monatigen Langzeituntersuchung 

messtechnisch und analytisch begleitet werden. 

-141 -


3. Methodische Vorgehensweise 

Zunächst wurden zwei repräsentative NawaRo-Biogasanlagen ausgewählt, 

wobei bestimmte Auswahlkriterien berücksichtigt wurden. Die Anlagen sollten 

dem aktuellen Stand der Technik entsprechen und dabei Anforderungen an eine 

umfangreiche Messtechnik und ausführliche Dokumentation erfüllen. Die Betriebsweise 

sollte sich im mesophilen Temperaturbereich befinden, da sie in der 

Praxis am weitesten verbreitet sind. In diesem Temperaturbereich kann eine relativ 

hohe Gasausbeute sowie eine gute Prozessstabilität erreicht werden. 

Die Anlagen sollten mindestens 12 Monate in Betrieb sein, um plötzliche Einbrüche 

der Prozessstabilität nach einer stabilen Animpfphase zu vermeiden. Weiterhin 

sollte auf den kontinuierlichen Einsatz von Flüssigmist verzichtet werden; 

auch der Anteil an Festmist sollte ebenso möglichst gering sein. Additive wie Spurenelemente 

und Enzyme sollten zu Beginn der Datenaufzeichnung nicht eingesetzt 

werden. Neben diesen Auswahlkriterien wurde darauf Wert gelegt, dass 

der Betriebsleiter eine gute Kooperationsbereitschaft zeigt, um sicherzustellen, 

dass die Anlagen für ca. ein Jahr messtechnisch begleitet werden können. 

In Zusammenarbeit mit der LUFA Nord-West wurden folgende Parameter im zweiwöchigen 

Rhythmus untersucht: pH-Wert, TS, oTS, Leitfähigkeit, Salzgehalt, 

NH 4 -N, FOS/TAC und Fettsäuren. Das Gärsubstrat aus den Fermentern wurde 

zusätzlich auf einen Spurenelementmangel überprüft. Darüber hinaus wurden 

die Inputmaterialien auf ihre Inhaltstoffe analysiert. Spezielle Gärtests lieferten Erkenntnisse 

bzgl. des Gärrestpotenzials im Endlager. Zur Einschätzung aller technischen 

und energetischen Prozessparameter wurden die täglichen Inputmengen 

sowie die Massenanteile der Substratkomponenten erfasst. Die Laufzeiten und Intervalle 

von Feststoffdosierern, Rührwerken und Pumpen wurden dokumentiert. 

Weitere wichtige Prozessparameter waren Temperatur, Gasmenge, thermische 

Leistung und elektrische Leistung, Eigenstromverbrauch der Anlage sowie die 

Betriebsstunden des Blockheizkraftwerkes. Auch die betrieblichen Störfälle der 

Biogasanlage wurden erfasst und ausgewertet, um die Optimierung technischer 

Aspekte gewährleisten zu können. Als zusätzliche Methode wurde das Qualitätssystem 

nach dem DLG QMS-Biogas angewendet. Das Hauptanliegen des QM- 

Systems ist die Optimierung von Prozessen der Verfahrenstechnik, des Umweltschutzes, 

der menschlichen Kompetenz, der betrieblichen Transparenz und der 

Wirtschaftlichkeit. Ergebnisse dieses QM-Systems fließen in die Schwachstellenanalyse 

ein. Die einzelnen Messstellen sind der Abbildung 1 zu entnehmen. 

-142 -


Abb. 1: Darstellung der Messstellen 

4. Darstellung und Diskussion ausgewählter Ergebnisse 

Zur Feststellung der Qualität der Inputmaterialien wurde zunächst die Maissilage 

untersucht. Da das Silo nicht mit einer Schutzfolie abgedeckt wurde, konnte 

davon ausgegangen werden, dass hier eine erste Schwachstelle bezüglich der 

gärbiologischen Parameter und daraus resultierenden Energieverlusten ausfindig 

gemacht werden konnte. 

Anhand von Temperaturmessungen vor Ort und Laboranalysen konnte dies bestätigt 

werden. Zwischen der oberen und unteren Schicht liegen Temperaturunterschieden 

von 7°C bei BGA A und 16°C bei BGA B vor. Für den Verderb in Praxissilos 

geht Nussbaum (2006) von einer Nacherwärmung aus, wenn zwischen 

einzelnen Silagepartien Temperaturunterschiede von über 5°C auftreten. 

Tab. 1: Ergebnisse der Temperaturmessung an zwei Silos 

Messstelle BGA A BGA B 

Oben 29 29 30 36 37 36 

Mitte 25 25 27 30 30 29 

Unten 22 22 23 21 21 20 

-143 -


Bei BGA A wurde eine Laboruntersuchung hinzugezogen, um die qualitätsbestimmenden 

Parameter zu erfassen (Tab. 2). 

Tab. 2: Ergebnisse der Analyse der Maissilage (BGA A) 

Oben Mitte Unten Zielwerte 

TS [%] 19,1 28,3 31,2 28 - 35 

Rohprotein [%] 12,4 8,7 8,8 < 9 

Rohfaser [%] 22,2 18,1 18,5 17 - 20 

Rohasche [%] 5,9 3,6 3,8 < 4,5 

Stärke [%] 13,9 34,2 32,4 > 30 

ADF [%] 37,7 20,8 21,5 20 - 25 

NDF [%] 69,6 35,2 36,5 35 - 40 

pH-Wert 5,8 3,9 3,8 4,5 

ME [MJ/kg] 2 11,2 11,1 > 10,8 

NEL [MJ/kg] 1,2 6,8 6,7 > 6,5 

Aus den Analyseergebnissen geht hervor, dass die Werte der Probe aus der oberen 

Partie in jeder Hinsicht von den Zielwerten abweichen. Die Proben aus dem 

mittleren und unteren Bereich liegen dagegen im Normbereich. Die Zielwerte beruhen 

auf Empfehlungen der LUFA Nord-West. 

Grundsätzlich kann festgehalten werden, dass die Bereitstellung von Substraten 

aus nachwachsenden Rohstoffen einen erheblichen Kostenanteil bei der 

Biogasproduktion ausmacht. Es werden täglich große Mengen Maissilage zur 

Erhaltung des Biogasprozesses benötigt. Von daher sollten Energieverluste 

möglichst gering gehalten werden, wodurch sich hohe Anforderungen an das 

Silagemanagement ergeben. barNemaNN (2009) konnte nachweisen, dass der 

Methanertrag geringer ist, wenn die Silage einer Nacherwärmung ausgesetzt 

war. Der relative Methanertrag war bei Silagen mit Nacherwärmung um ca. 14 % 

reduziert. 

Verminderte Gaserträge als Folge von Qualitätsunterschieden innerhalb der 

gelagerten Maissilage wurden dementsprechend aufgedeckt. Die Abbildung 2 

zeigt die gemessenen Werte innerhalb eines Versuchszeitraumes von 23 bzw. 

30 Tagen. Der Gasertrag der Maisprobe aus dem oberen Bereich ist ab dem Tag 

23 nach Erreichung des Maximalwertes nicht mehr in die Ergebnisdarstellung 

mit eingeflossen. Es ist deutlich zu sehen, dass der Gasertrag der ersten Probe 

-144 -


aus dem oberen Bereich gegenüber der Probe aus der Mitte stark vermindert ist. 

Es können Maximalwerte zwischen 600,8 und 678,52 Nl/kg oTS erzielt werden. 

Bei der Probe aus der Mitte konnten hingegen bis zum 30. Tag noch 708,45 Nl/kg 

oTS gemessen werden. 

Die statistische Auswertung der Einzeldaten aus drei Wiederholungen 

hat ergeben, dass der TS-Gehalt der beiden Maisproben um 7,6 % differiert. 

Die erzielbare Gasausbeute lag bei dem Mais aus dem Randbereich 

im Mittel bei 655 Nl/kg oTS, während sich ein Mittelwert der Probe aus 

der Mitte des Silos bei 674 Nl/kg oTS errechnete. Eine verminderte Methanausbeute 

von 8 Nl/kg oTS konnte der Probe aus dem Randbereich 

zugeschrieben werden. 

Gasertrag [Nl/kg oTS] 

800 

700 

600 

500 

400 

300 

200 

100 

0 

Gaserträge Mais oben Gaserträge Mais mitte 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 

Anzahl der Messungen 

Abb. 2: Gaserträge zweier Siloproben aus verschiedenen Partien 

Als ein weiteres Problem erwies sich der Anstieg des TS-Gehaltes bei beiden 

Praxisanlagen. Festzustellen war ein hoher TS-Gehalt in Fermenter 1 in dem 

Zeitraum September–Oktober 2008. In diesem Zeitraum wurde bei Anlage A ein 

Separator für die Dauer von vier Tagen eingesetzt. Dieser hatte die Aufgabe, die 

feste Phase von der flüssigen zu trennen und das Rezirkulat dem Fermenter zurückzuführen, 

um das Substrat zu verdünnen. Bei Versuchsanlage B erfolgte die 

Zugabe von Flüssigmist. Aus der Bestimmung des Trockensubstanzgehaltes 

können nicht nur Rückschlüsse auf die Pump- und Rührfähigkeit gezogen wer- 

-145 -


den, es kann auch die Effizienz des Abbaugrades bewertet werden. 

Die Ergebnisse der Störfallanalyse werden im Folgenden anhand der Datengrundlage 

von Untersuchungsbetrieb A vorgestellt (Abb. 3). Dabei wurden von 

allen eingehenden Meldungen die relevanten Betriebsstörungen mit der größten 

Häufigkeit berücksichtigt. Die Eintragstechnik bereitete zeitweise die größten 

Probleme, die inzwischen durch Umbaumaßnahmen behoben wurden. Auf 

Platz zwei rangiert der Störfall „Schaumwarnung“. Dies bedeutet, dass Gärsubstrat 

oder Schaum auf eine kritische Höhe angestiegen sind und in gasführende 

Rohrleitungen eindringen können. Der Motor der Rührwerke hatte einen Anteil 

von 9 % an den Störmeldungen, das Blockheizkraftwerk 6 %. Nur ca. 3 % der 

Störfälle sind auf die Dosierung zurückzuführen. 

Abb. 3: Auswertung der Störmeldungen (BGA A) 

Für den Vergleich der Prozessstabilität zwischen Anlagen mit und ohne Flüssigmistbeschickung 

wurde der Parameter „Essigsäureäquivalent“ verwendet. Die 

Untersuchungsbetriebe A und B wurden hier mit drei weiteren NawaRo-Anlagen 

verglichen, die eine tägliche Flüssigmistzugabe erhalten. Das Ergebnis sollte 

die Antwort auf die Ausgangshypothese geben, in der von einer geringeren Prozessstabilität 

gegenüber Anlagen mit Flüssigmistbeschickung ausgegangen 

wird. 

-146 -


Festzustellen war, dass die Werte der Betriebe mit Flüssigmisteinsatz mit denen 

von BGA A und B vergleichbar sind. (Abb. 4). 

Abb. 4: Vergleich des Prozessparameters „ Essigsäureäquivalent“ 


Um Schwachstellen bei dem Betrieb einer NawaRo-Biogasanlage zu vermeiden 

bzw. frühzeitig zu erkennen und gegen zu steuern, lassen sich folgende 

Empfehlungen ableiten: 

• Die konventionellen Methoden der Futterkonservierung sollten beachtet 

werden. Eine Lagerung der Silage mit Folienabdeckung zur Reduzierung 

der Energieverluste ist zu empfehlen. 

• Die Potenziale der Gasausbeuten der Ausgangssubstrate sind abzuschätzen. 

• Substratwechsel sind durch eine langsame Steigerung durchzuführen, um 

die Mikroorganismen an das neue Substrat anzupassen und Einbrüche in 

der Prozessstabilität zu vermeiden. 

• Die sorgfältige Planung und Ausführung der Eintragstechnik ist von großer 

Bedeutung, um Störungen vorzubeugen. 

• Kurze Beschickungsintervalle unterstützen stabile Prozessbedingungen. 

• Biologische und technische Indikatoren, die Informationen über die Pro- 

-147 -


zessstabilität liefern, sind zu beachten. Dazu zählen die täglichen Eintragsmengen, 

Fermentertemperaturen und Gasanalysen. Wichtige Steuerungsgrößen 

sind aber auch die Erfassung der Betriebsstunden des BHKW, 

Strom- sowie Wärmeerzeugung. 

• Störfälle sollten erfasst und ausgewertet werden, um deren Häufigkeit im 

Sinne einer Erfolgskontrolle systematisch zu vermeiden. 

• Die Qualifikation der Anlagenbetreiber sowie deren Mitarbeiter erweist sich 

als ein wichtiger Einflussfaktor bei professionell geführten Biogasanlagen. 


Barnemann, D., Nelles, M., 2009: Anforderungen an Silage zur Biogasproduktion 

– Anpassung des Gärsäuremusters an die speziellen Anforderungen 

der Biogasproduktion, International Energy Farming Congress, Papenburg, 

10.-12.03.2009 

Nußbaum, H., 2009: Ensiling energy crops without plastic film cover: Part 1. Effects 

on silage quality. XVth International Silage Conference Proceeding, 

Madison, 27.-29.07.2009. 

-148 -


Cassava-Anbau, Stärkeextraktion und 

Grundwassernutzung in Tamil Nadu, Südindien. 

R. Ranjithkumar 1 , S. Maya 1 , K. Sujatha 2 , D. Balachandar 2 , K. 

Kumar 2 , G. Benckiser *1 , S. Kannaiyan 3 . 

1 Instiute of Applied Microbiology, Justus Liebig University, Giessen, Germany; 2 

Department of Agricultural Microbiology, Tamil Nadu Agricultural University, India; 

3 Former Chairman, National Biodiversity Authority, Govt. of India, Thiruvanmiyur, 

India. 

Schlagwörter 

Cassava, Klima, Tamil Nadu, Indien, Grundwasser, Sagoherstellung, Sagofabrikabwasser, 

Abwasserbehandlung, Biogasanlagen, Prozeßwasser, Wiederverwendungskonzept. 

Abstract (Kurzfassung) 

Cassava tubers, produced in tropical and subtropical countries, are consumed by 

households or processed into victuals and industrial products. A starch based, granulated 

food additative is sago. The sago industry needs for extracting starch out 

of cassava tubers 30,000 to 40, 000 litres groundwater per tonne of starch and releases 

a corresponding amount of waste water into the environment. Sago factory 

waste waters have high organic loads and may in dependency of the cassava variety 

be enriched with toxic cyanides. Governmental regulations force the sago factory 

owners to purify their waste waters and they started to install biogas plants through 

which presently a minor proportion of the produced waste water is channelled; the 

rest is still unpurified released into receiving fields or rivers and disseminate a characteristic 

awful odour due to spontaneous fermentation of starch residuals. 

A prominent area of cassava cropping is the Salem region of Tamil Nadu, South 

India, which depends mainly on monsoon rains (July to September). Major water 

resources for agriculture and the sago industry is the groundwater that is overexploited 

by the extent of 100%, specifically by the 400 sago factories concentrated 

in the Salem region. The surveys conducted by government agencies report 

groundwater declines and hence, there is an urgent need for conservation of 

depleting groundwater resources and recycling/reuse of enormous waste water 

generated by the sago factories. 

Based 

-149 -


on physico-chemical and biological properties of waste water samples collected 

from three differently sized sago factories, a waste water purification model 

is presented and discussed. It aims a reusing of purified water in sago industries 

and comprises an aerated constructed wetland with a Sterling motor unit for waste 

water distillation. 


Für die Weltgesundheitsorganisation(WHO) ist die zunehmende Wasserknappheit 

weltweit wichtigste Herausforderung für das 21. Jahrhundert. Verfahren wie 

die Stärkeextraktion aus Cassavaknollen (Manihot esculenta Crantz), das viel 

Wasser verbraucht und große Mengen an organisch angereichertes Abwasser 

produziert, fordern neue Wassereinsparkonzepte ein. 

Cassava wird in über 80 Ländern auf einer Fläche von 16.58 x 106 ha angebaut. 

In Asien werden Cassavapflanzen, die für gute Knollenbildung gut durchlüftete 

Böden brauchen, auf 3.28 x 106 ha und in Indien, das neben Thailand und Laos 

drittgrößter Anbauer mit einem Durchschnittsertrag von 24 t ha-1 ist, auf 0.25 x 

106 ha. Für 500 x 106 Menschen der Tropen und Subtropen sind die jährlich produzierten 

ca. 6 x 106 Tonnen Cassava-Knollen Grundnahrungsmittel und zahlreiche 

Sagofabrikbesitzer und Händler erwirtschaften mit Cassava-Produkten 

ihren Lebensunterhalt (Philips, 1983; Onwueme, 2002). Die südlichen Staaten 

Indiens (Kerala, Tamil Nadu, Andhra Pradesh) produzieren ca. 99.3 % der indischen 

Stärke. Für eine Tonne Stärke, extrahiert aus Cassava-Knollen, benötigen 

Sagofabriken 30.000 bis 40.0000 Liter Wasser. Ca. 46 % der produzierten 

Cassavastärke wird in der Textil-, Papier-, Lebensmittelindustrie benötigt, zu 

Dextrin, flüssige Glucose, Dextrose, Fructosesirup, Maltose, Maltodextrin verarbeitet 

oder ist Rohstoff für die Klebstoff-, Gummi- und Plastikindustrie (Abraham 

et al., 2000; Balagopalan, 2002; Srinivas and Anantharaman, 2005; Srinivas, 

2006). Die restlichen 54 % werden von den Haushalten direkt konsumiert. Granulierte 

Stärke wird als Sago bezeichnet. 

Das Klima in Tamil Nadu ist Monsoon betstimmt. Zwischen Juli und September 

fallen 80 % der Niederschläge. Pro Wachstumsperiode benötigen Cassavapflanzen 

etwa 150 ml Wasser. Folglich werden 80 % der Anbauflächen mit Grundwasser, 

das aus einer Tiefe von 60 m hochgepumpt werden muss, bewässert. Für die 

fortschreitende Absenkung des Grundwasserspiegels in Tamil Nadu zeichnen 

-150 -


auch die zahlreichen, unterschiedlich dimensionierten Sagofabriken in Tamil 

nadu, Südindien mit über 400 unterschiedlich dimensionierte Sagofabriken mit 

einer Tagesleistung von 2-10 t Stärke und ihrem hohen Wasserverbrauch verantwortlich 

(Edison et al., 2006). Allein in der Gegend um Salem in Tamil Nadu, 

mit seinen günstigen Bedingungen für den Cassavaanbau, haben sich über 400 

Sagofabriken angesiedelt, die das Grundwasser mehr als 100% überbeanspruchen, 

so die nationalen Behörden, und zum kontinuierlich absinkenden Grundwasserspiegel 

und zur Begrenzung des Cassavaanbaus trotz steigendem Bedarf 

an erneuerbaren Rohstoffen beitragen. 

Im Rahmen eines deutsch-indischen Kooperationsprojektd wurden biologischchemischen 

Abwasseranalysen durchgeführt und ein Konzept zur weitergehenden 

Sagofabrikabwasserreinigung entworfen. Ziel ist die Wiederverwendung 

des gereinigtem Abwassers im Stärkeextraktionsprozess.Das Konzept wird zur 

Diskussion gestellt. 


2.1 Niederschlags- und Temperaturdatenerfassung 

Das Klimadiagramm für die Salemregion, Tamil Nadu, South India (11°34” N; 

78°8” E) nach Walter (1970) basiert auf Satelitten registrierten Temperatur- und 

Niederschlagsdaten (http://www. mosdoc.gov.in). 

2.2 Abwasserprobenahme 

Sagofabrikabwasser, gesammelt einen Tag vor dem Rückflug nach Giessen am 

24. 06. 2007, 26.9. 2008 und am 28. 11. 2008 in einer kleinen (< 2 t StärkeTag -1 ), 

mittelgroßen (5 t Stärke Tag -1 ) und größeren Sagofabrik (10 t Stärke Tag -1 ) der 

ca. 400 stärkeextrahierenden Sagofabriken in der Salemregion, wurden in einer 

Kühlbox zum Department of Agricultural Microbiology, Tamil Nadu Agricultural 

University, Coimbatore transportiert, dort in zwei Portionen a) für chemische 

(Makro-, Mikronährstoffe; Ionen, COD; pH, elektrische Leitfähigkeit, freie und 

gebundene Cyanide; ICP-MS; Agilent 7500 EC; Agilent Technologies, Waldbronn, 

Germany; ion chromatograph DX-120 (Dionex Corporation, Idstein, Germany; 

Walkey and Black, 1934; Degen and Numberger, 1956; Hey et al., 1969; 

Jackson, 1973; DIN 38 405, 1981; Sokoloff, 1993; DIN 2000) b) für mikrobiologische 

Analysen (Keimzahlen fermentierender, denitrifizierender, methanogener 

-151 -


und cyanidtolerierender Bakterien, BSB 5 ; Bride, 1969; de Man, 1983; Widdel 

and Bak, 1992; DAPI, Saby et al., 1997) aufgeteilt und entweder bei -20 o C oder 

-4 o C aufbewahrt. In der Zeit von September bis März beliefern Landwirte die Sagofabriken 

mit Cassavaknollen (Saison), die dann mit viel Wasser die Stärke extrahieren. 

In der kampagnenfreien Zeit wird Stärke aus eingelagertem, getrocknetem 

Knollenmaterial extrahiert (Nicht-Saison). Alle 3 Fabriken verfügen über 

eine Biogasanlage, deren Ein-und Auslauf beprobt wurde. 

3. Ergebnisse 

Tab. 1 Knollenerträge und Stärkegehalte von in Tamil Nadu angebauten 

Cassavasorten (Edison et al., 2006) 

Sorte Wachstumsperiode 

(Tage) 

Knollenertrag 

(t/ha) 

-152 - 

Stärkegehalt 

(%) 

Anbaufläche 

(%) 

H226 260-300 30-35 28-30 47.83 

H165 220-240 33-38 22-25 5.05 

Sree Prakash 210-240 30-40 29-31 0.61 

Sree Jaya 180-210 26-30 24-27 0.20 

Sree Vijaya 180-200 25-28 27-30 1.83 

Sree Visakham 270-300 36-50 25-27 0.51 

M 4 260-280 24-30 25-28 0.30 

Mulluvadi (MVD-1) 270-300 24-28 26-29 24.30 

CO 2 260 – 275 37.5 25 0.08 

Local (Rose) 275-290 36.0 27-30 19.29 

Cassavasorten (Tab. 1) unterscheiden sich im Stärke- und Cyanidgehalt. Stärke- 

und Cyanidgehalt sind positiv korreliert. Sorten mit höheren Cyanidgehalten 

sind für den Verzehr weniger geeignet, aber aufgrund höherer Stärkegehalte für 

die Sagofabriken von Interesse. Cyanide sind starke Atmungsinhibitoren und 

könnten die Abwasserreinigung beeinträchtigen. Nicht nur der Stärkegehalt 

sondern auch die Wasserverfügbarkeit entscheidet bei der Sortenwahl (Edison 

et al., 2006; Abb. 1). Nur während der Monsoonzeit (Juli bis September mit durchschnittlich 

täglichen Niederschlägen von 20 mm (5 bis 110 mm) findet Grundwasserneubildung 

in der Salemregion statt. Der Monsoon variert zeitlich und in 

seinem Ausmass von Jahr zu Jahr in Tamil Nadu, so dass es nicht einfach für die


Cassavaanbauern ist, den richtigen Pflanzzeitpunkt festzulegen. Daher werden 

80 % der Cassavaanbauflächen bewässert und der Regenfeldanbau beschränkt 

sich auf die Restfläche. 

Salem, Tamil Nadu, India 1) 

[11°34’N; 78°8’ E] 

-153 - 

Rainfed cassava cropping period 

Irrigated cassava cropping period 

Abb. 1. Klimadiagramm der Region um Salem, Tamil Nadu, Südindien 

Abb.2 zeigt den Stärkeextraktionsprozess und stellt den damit verbundenen 

enormen Grundwasserverbrauch dar. Zusätzlich zum Wasserverbrauch während 

der Knollenproduktion von 2.53 x 10 6 t in der Salemregion (66% der Produktion 

von Tamil Nadu) verbrauchen die über 400 Sagofabriken bei der Stärkeextraktion 

ca. 3.26 x 10 10 Liter Grundwasser, das aus mehr als 60 m hochgepumpt 

werden muss, und entlassen ca. 2.9 x 10 10 Liter organisch hoch angereichertes 

Abwasser in die Umwelt. Die Differenz zwischen Wasserverbrauch und Abwasserproduktion 

geht auf die Wasserverdunstung während der Stärketrocknung 

zurück (1 g Stärke quillt in ca. 300 mg Wasser).


Abb. 2: Stärkeextraktionsprozess und organisch hoch angereichert Abwassermengen, 

die von der Sagoindustrie Tamil Nadu meist ungereinigt 

in die Umwelt entlassen werden 

-154 -


Tab. 2 Die organische Belastung, pH, elektrische Leitfähigkeit (EC) und Cyanidgehalte 

in Sagofabrikabwässern mit Biogasanlagen der Salemregion, 

Tamil Nadu, Südindien. 

pH, EC, organische 

Anteile l und CN- 

Gehalte 

kleine Sagofabrik 

Produktion: 2 t Stärke/Tag 

mittelgrosse Sagofabrik 

Produktion: 5 t Stärke /Tag 

-155 - 

größere Sagofabrik 

Produktion: 10 t Stärke/Tag 

BB AB BB AB BB AB 

pH 3.6 ± 0.21 7.3 ± 0.42 4.6 ± 0.26 7.8 ± 0.45 3.0 ± 0.17 6.9 ± 0.4 

EL (dS m -1 ) 2.38 ± 0.14 2.14 ± 0.12 3.31 ± 0.19 2.44 ± 0.14 1.74 ± 0.10 1.65 ± 0.10 

TDS (mg/l) 1523 ± 88 1359 ± 79 2092 ± 121 1541 ± 89 1103 ± 64 1045 ± 60 

TSS (mg/l) 843 ± 49 717 ± 41 1443 ± 83 950 ± 55 475 ± 27 655 ± 38 

TS (mg/l) 2366 ±137 2076 ± 120 3535 ± 204 2491 ± 127 1578 ± 9 1700 ± 98 

Org. C (%) 1.50 ± 0.09 1.37 ± 0.08 1.53 ± 0.09 1.41 ± 0.08 1.50 ± 0.09 1.43 ± 0.08 

BOD 5 (mg/l) 

COD (mg/l) 

5735 ± 331 

13180 ± 761 

3655 ± 211 

7585 ± 438 

4720 ± 273 

10645 ± 615 

3275 ± 189 

7850 ± 453 

5625 ± 325 

12865 ± 743 

freies Cyanid (µg/l) 380 ± 240 UNG 200 ± 170 UNG 10 ± 7 UNG 

gebundenes Cyanid 

(µg/l) 

53 ± 50 UNG UNG UNG UNG UNG 

3950 ± 228 

8915 ± 515 

BB – vor; AB – nach der Biomethenation; UNG – unterhalb der Nachweisgrenze 

Table 2 vergleicht pH, EL, organische Anteile, freie und gebundene Cyanide 

in nicht-gereinigtem und Biogasanlagen behandeltem Abwasser der 3 unterschiedlich 

dimensionierten Sagofabriken. Während der Biomethanation stieg 

der pH Wert von 3.0 auf bis zu 7.8. Die festen Partikelanteile nahmen um 12.3 bis 

29.5 % ab (Ausnahme, die größere Sagofabrik, deren Anteil an festen Partikeln 

um 7.7 % anstieg). Die Konzentration an Ionen scheint sich während der Biomethanation 

wenig zu verändern, wie dies die EL-Werte andeuten. Veringert hat 

sich der organische Kohlenstoffanteil um 4.7 bis 8.7 (org. C), 30 bis 36 (BSB 5 ) und 

26.3 bis 42.5 % (CSB). Die C-Eliminierung in den untersuchten Biogasanlagen 

ist damit suboptimal und weitere Reinigungsschritte sind zwingend. 

Freies und gebundenes Zyanid, im unbehandelten Abwasser nachweisbar (Tab. 2), 

wurde in den Biogasanlagen, in denen sich vor allem fermentierende Bakterien und 

Methan freisetzende Archaeen anreicherten (Tab.3), vollständig eliminiert. Vermutlich 

nutzen diese Bakteriengruppen die Zyanide als N-Quelle. Denitrifikanten 

reicherten sich in den untersuchten Biogasanlagen, vermutlich weil Nitrit und Nitrat 

sich nur unterhalb der Nachweisgrenze befand, nur unwesentlich an (Tab. 3 und 4).


Tab. 3 Bakterien- und Archaeen-Keimzahlen im Sagofabrikabwasser. 

Abwasserproben 

Gesamtkeimzahl 

an 

Bakterien a 

(Zellen ml -1 ) 

Fermentierende 

Bakterien 

(MPN ml -1 ) 

-156 - 

Denitrifizierende 

Bakterien 

(MPN ml -1 ) 

Methan 

freisetzende 

Archaeen 

(MPN ml -1 ) 

Zyanid 

tolerie- 

rende 

Bakterien 

b (cfu) 

BB 3.9 x 10 9 1.1 x 10 7 186.5 397 3.5 x 10 3 

AB 5.2 x 10 9 1.1 x 10 9 340.0 6.8 x 10 6 6.3 x 10 3 

Die Keimzahlen sind Mittelwerte aus 3 Wiederholungen; BB – vor , AB – nach der 

Biomethenation 

aDAPI-angefärbte Zellen, ausgezählt unter dem Fluoreszenzmicroskop (DNA- 

Farbstoff) 

bder Agar enhielt 5.0 mM Natriumzyanid 

Tab. 4 Nährstoffgehalte im Sagofabrikabwasser im Vergleich zum Nährstoffbedarf 

von Reis 

pflanzen- 

relevante 

Nährstoffe 

Sagofabrikabwasser- 

gehalte 

per m -3 

Nährstoffgehalte in Hochertragsreis pro m -2 Anbaufläche 

Kritische Nährstoffgehalte a Optimale Nährstoffgehalte a 

Makronährstoffe mg Mg mg 

Gesamt N 63000 ± 3650 3725 12350 

NH -N 4 7900 ± 2300 

NO – N 3 1958 ± 1540 

Gesamt P 42900 ± 4963 1490 2140 

2- PO4 33033 ± 1040 

2- SO4 140333 ± 35809 1285 2841 

K + 120183 ± 40508 14900 21800 

Ca + 103858 ± 12055 2235 3150 

Mg2+ 92316 ± 10450 1490 2700 

Fe3+ 1073 ± 429 104.3 170 

Mn4+ 209 ± 71 29.8 438 

Na + 115766 ± 14507 N N 

Mikronährstoffe µg µg µg 

B 730 ± 130 5066 9300 

Co 1042 ± 323 N N 

Ni 1250 ± 813 10 30 

Cu 10200 ± 3641 8940 22350 

Zn 179358 ± 20322 14900 29000 

Mo 627 ± 344 8000 40000 

N – kein essentieller Nährstoff für Reis; ade Datta (1981)


4. Diskussion und Schlussfolgerung 

Grundwasserabsenkung und Umweltbelastung in der Salemregion, Tamil Nadus, 

von föderalen und regionalen Behörden (National Pollution Control Board of 

India) und der Öffentlichkeit (Dinamalar News paper, Coimbatore edition, 6-7- 

2009) erkannt, hat die Sagoindustrie veranlasst in Biogasanlagen zu investieren. 

Der über Methan und einem Generator erzeugte Strom wird innerbetrieblich 

genutzt. Die betriebenen Biogasanlagen, durch die gegenwärtig etwa ein Drittel 

des anfallenden Abwassers geleitet wird, vermindern die organische Fracht nur 

um 30-40 % (Tab. 2) und weitere Reinigungsschritte mit dem Ziel Wasserqualitäten 

zu erreichen, die eine Wiederverwendung bei der Stärkeextraktion ermöglichen, 

sind in der Diskussion. 

Grund-(Trink-)wasserentnahmen sind bisher in Indien kostenfrei. Dadurch ist 

die Produktion von Stärke in Tamil Nadu, das durch die Nilgiris Mountains vom 

Nachbarstaat Kerala getrennt wesentlich weniger Monsoon-Niederschläge erhält, 

noch konkurrenzfähig. Um auch zukünftig konkurrenzfähig zu bleiben sind 

Landwirte und Sagofabrikbesitzer sehr an Verfahren interessiert, die helfen, 

den prozessbedingten hohen Wasserverbrauch zu minimieren, denn Stärke 

gewinnt als nachwachsender Rohstoff und Nahrungsmittelzusatz zunehmend 

an Bedeutung (Srinivas, 2007). Vorschläge um die immensen, aus großen Tiefen 

gepumpten Mengen an Grundwasser sowie die daraus resultierenden organisch 

hoch angereichertem Abwässer (Abb. 2, Tab. 2), die bisher weitgehend 

ungereinigt in die Umwelt entlassen werden und diese erheblich belasten, zu minimieren: 

(a) Kooperation mit dem Nachbarstaat Kerala, der Wasserüberschuss 

hat, angesagt, (b) das eigene Wassermanagement zu verbessern und (c) durch 

Ausbau des Abwasserreinigungssystem das Rezyklieren von Brauchwasser zu 

ermöglichen (Piyachomkwan et al., 2005). 

Ein mit finanzieller Unterstützung aus Deutschland und Indien entwickeltes Konzept 

zielt darauf ab die Kohlenstoff-, Stickstoff- und Nährstofffrachten in Sagofabrikabwässern 

so zu verringern, dass das gereinigte Wasser wieder der Stärkeextraktion 

zugeführt werden kann. Das Konzept bezieht die bereits bestehenden 

Biogasanlagen, deren Effizienz es zu steigern gilt, in weitere Reinigungsschritte, 

die (a) eine als Hydrokultur betriebene, gut belüftete Pflanzenkläranlage und (b) 

ein Biomasseverbrennungssystem, das Strom und Wärme zur Wärmedestillation 

des aero/anaerob gereinigten Abwasser liefert. Die Technologie zur Reinigung 

von Abwasser mit Hydrophyten sowie zur Belüftung solcher Systeme ist 

-157 -


in Gewächshäusern und kommunalen Kläranlagen erprobt (Stottmeister et al., 

2003) un erfordert Anpassung an die spezifischen Verhältnisse. Hydrophyten 

können mittels ihres Aerenchymgewebes unter O 2 -limitierten Bedingungen 

Wurzelatmung und Wachstum aufrechterhalten (Colmer, 2003; Lin et al., 2008). 

Reisfelder nahe den Sagofabriken, die gegenwärtig ungeklärtes, übelriechendes 

Abwasser aufnehmen, signalisieren dies. Angepasste Hydrophyten, die in 

gemahlenem Kokosnussschalenmaterial, das in der Salemregion reichlich vorhanden 

ist, angezogen werden sollen, um dann ihre Wurzeln in die belüfteten 

Abwasserbecken senken zu können, würden neben zusätzlichem Sauerstoffimport 

große Oberflächen für die biofilmbildenden Abwasserbakterien bereitstellen 

und die reichlich im Abwasser vorhandenen Nährstoffe (Tab. 2 und 3) zum 

Aufbau von Biomasse nutzen. Die Biomasse kann dann mit Hilfe der Sterlingmotor-Technologie 

zur Stromerzeugung und Wärmedestillation des vorgereinigten 

Abwassers genutzt werden. 

Zyanide, starke Atmungsgifte, im Sagofabrikabwasser transportiert (Tab. 2) 

könnten die atmende Organismen, im Abwasserreingungskonzept beeinträchtigen 

(Piyachomkwan et al., 2005). In einer Sagofabrik mit einer täglichen Stärkeproduktion 

von 100 t wurden in Abhängigkeit von der angelieferten Cassavasorte 

mit dem Abwasser 28 - 43 kg HCN (gebundene, freie Zyanide: Cyanohydrin) 

transportiert. Zyanide sind zu 64% in Knollenrestbestandteilen gebunden. Getrocknete 

Stärke enthält in der Regel weniger als 2 mg HCN kg -1 . Zyanid tolerierende 

oder eventuell abbauende Bakterien sind in den untersuchten Sagofabrikabwässern 

vorhanden und im Auslauf der Biogasanlagen ist kein Zyanid nachweisbar 

(Tab. 2 und 4). 

In der von Piyachomkwan et al. (2005) untersuchten Sagofabrik mit einer Kapazität 

von 100 t Stärke pro Tag wurden nur 11.9 anstatt 30 bis 40 t Wasser in den 

Fabriken der Gegend um Salem pro t trockener Stärke benötigt. Hinsichtlich 

Wasserverbrauchs kann die Stärkeextraktion weiter verbessert werden, jedoch 

um eine Rückführung der Abwassermengen in den Kreislauf einer Sagofabrik 

zu organisieren bedarf es modernster Technologie integriert in ein pflanzennutzendes 

Kläranlagenkonzept, das die Investitionsmöglichkeiten der mittelständischen 

Sagofabrikbesitzer berücksichtigt und Abfallbeseitigung benachbarter 

Industrien, wie der ebenfalls mittelständischen Kokusnussindustrie, einbezieht. 

In einer Pilotanlage als nächsten Planungsschritt sollen die entwickelten Vorstellungen 

auf ihre technische Umsetzbarkeit hin überprüft werden. 

-158 -


5. Danksagung 

Wir danken dem Ministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und dem Department 

of Science and Technology, Government of India (DST) für großzügige 

finanzielle Unterstützung, Frau Prof. Sylvia Schnell and Dr. Stephan Ratering, 

Institut für Angewandte Microbiologie, JLU, Giessen für die erfahrene Unterstützung 

sowie dem Institut für Landschaftsökologie und Resourcenmanagement 

im IFZ der JLU, Prof. Stephan Gäth, Dipl. Geoökol. Dipl Ing Dorit Zörner, Heike 

Weller and Beate Lindenstruth für die Nährstoffanalysen. 

6. Literatur 

Abraham, K., Nair, S.G., Naskar, S.K., 2000: Cassava breeding and varietal 

dissemination in India. Major achievements during the past 25-30 years. 

In: R.H. Howeler, R.H., Tan, S.L. (Eds.) Cassava’s Potential in Asia in the 

21st Century: Present Situation and Future Research and Development 

Needs. Proceedings of 6th Regional Cassava workshop held at Ho Chi 

Minh city, Vietnam, 174-184. 

Balagopalan, C., 2002: Cassava utilization in food, feed and industry. In: Hillocks, 

R.J., Thresh, J.M.. 

Bellotti, A.C. (Eds.) Cassava: Biology, Production and utilization. CAB International, 

United Kingdom, 301-318. 

Bridge, A.L.A.M., 1969: Determination of biochemical oxygen demand with continuous 

recording of oxygen uptake. Water Res., 3, 157-165. 

Colmer, T.D., 2003: Arenchyma and an inducible barrier to radial oxygen loss facilitate 

root aeration in upland, paddy and deep water rice. Ann. Bot., 91, 

301-309. 

DeDatta, S.K. 1981: Principles and Practices of rice production. John Wiley & 

Sons, New York, 618. 

Degen, J., Numberger, F.E., 1956: Notes on the determination of suspended solids. 

Sewage Ind. Wastes, 28, 231. 

DeMan, J.C., 1983: MPN tables, corrected. Eur. J. Appl. Microbiol. Biotechnol., 

17, 301-305. 

DIN ISO 38405-13, 1981: Bestimmung von Cyaniden. Beuth Verlag, Berlin, Germany. 

-159 -


DIN ISO 14256-2, 2000: Bestimmung von Nitrat, Nitrit und Ammonium in feldfeuchten 

Böden unter Verwendung von Kaliumnitrit als Extraktionsmittel. 

Bestimmung mit Analysenautomaten. Beuth Verlag, Berlin, Germany. 

Edison, S., Anantharaman, M., Srinivas, T., 2006: Status of cassava in India: An 

overall view, Central Tuber Crops Research Institute Technical Bulletin 

series 46, Thiruvanandapuram, India, 172. 

Hey, A.E., Green, A., Harkness, N.: 1969: An automated system for the determination 

of chemical oxygen demand. Water Res., 3, 873-886. 

Jackson, M.L., 1973: Soil Chemical Analysis. Prentice Hall of India Pvt. Ltd., New 

Delhi. p.498. 

Jakubowski, N., 2008 Analytical plasma ion sources for elemental mass spectrometry: 

Where are we coming from – Where are we going to. J. Anal. Atom. 

Spectrometry, 23, 673-684. 

Lin Y.F., Jing, S.R., Lee, D.Y., Chang, Y.F., Shih, K.C., 2008: Nitrate removal 

from groundwater using constructed wetlands under various hydraulic 

loading rates. Biores. Tech. 99, 7504–7513. 

Onwueme, I.C., 2002: Cassava in Asia and the Pacific. In: Hillocks, R.J., Thresh, 

J.M., Bellotti, A.C. (Eds.) Cassava: Biology, Production and utilization. 

CAB International, United Kingdom, 55-65. 

Philips, T.P., 1983: An overview of cassava consumption and production. In: Delange, 

F., Ahluwalia, R. (Eds.) Cassava toxicity and thyroid. International 

Development Research Centre, Ottawa, 83-88. 

Piyachomkwana, K., Wanlapatita, S., Chotineeranata, S., Sriroth K., 2005: 

Transformation and balance of cyanogenic compounds in the cassava starch 

manufacturing process. Starch 57, 71-78. 

Ranathunge, K., Kotula, L., Steudle, E., Lafitte, R., 2004: Water permeability 

and reflection coeffcient of the outer part of young rice 

roots are differently affected by closure of water channel s (aq 

uaporins) or blockage of apoplastic pores. J. Exper. Bot. 55, 433-447. 

Saby, S., Sibille, I., Mathieu, L., Paquin, J.L., Block, J.C., 1997: Influence of water 

chlorination oncounting of bacteria with DAPI (4’, 6-Diamino-2-phenylidole). 

Appl. Environ. Microbiol., 64, 4, 1564-1569. 

Sokoloff, V.P., 1933: Water of crystallization in total solids of water analysis. Ind. 

Eng. Chem. Anal. Ed., 5 (5), 336–337. 

Srinivas, T., 2007: Industrial demand for cassava starch in India. Starch, 59, 477- 

481. 

-160 -


Srinivas, T., Ramanathan, S., 2005: Cassava marketing systems in India. Central 

Tuber Crops Research Institute Technical Bulletin series 43, Thiruvanandapuram, 

India, 102. 

Stottmeister, U. , Wießner, A., Kuschk, P, Kappelmeyer, .U., Kästner, M., Bederski, 

O., Müller, R.A., Moormann, H., 2003: Effects of plants and microorganisms 

in constructed wetlands for waste water treatment. Biotechn. 

Adv. 22, 93– 117. 

Walkley, A., Black, I.A., 1934: An examination of the Degtjareff method for determining 

organic carbon in soils: Effect of variations in digestion conditions 

and of inorganic soil constituents. Soil Sci. 63, 251-263. 

Walter H., 1970: Vegetationszonen und Klima. Ulmer Verlag, Stuttgart, Germany. 

Widdel, F., Bak, F., 1992: Gram-negative mesophilic sulfate-reducing bacteria. 

In: A Balows, A., Trüper, H.G., Dworkin, M., Harder, W., SchleiferK.H. 

(Eds.) The Prokaryotes. Springer, New York , 3352-3378. 

-161 -


Auswirkung langjähriger pflugloser 

Bodenbearbeitung auf Gefügeeigenschaften 

R.Paul 

Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft Jena 

1. Veranlassung 

Der Verzicht auf den Pflug zur Bodenbearbeitung wird aus Gründen der Wirtschaftlichkeit 

(Voßhenrich, 2003) und des Umweltschutzes (Einsparung von 

Kraftstoffen, Bindung von Kohlendioxid, Verringerung von Erosion) (Etzinger 

et al., 2007) empfohlen. Weiterhin werden günstige Wirkungen auf das Gefüge 

genannt. Der Boden wird dichter und damit stabiler. Das ermöglicht, ihn zeitiger 

und mit höheren Lasten zu befahren. Dabei soll eine gute Durchwurzelbarkeit 

und Durchlässigkeit erhalten bleiben und Wasser effektiver verwertet werden 

(Bischoff et al., 2008). Ebenfalls verbessert sich die Speicherfähigkeit für Bodenwasser, 

weil der Verdichtungsprozess Mittelporen erzeugt (Göpel, 2008). 

Schließlich steigt der Gehalt an Dauerhumus im Boden und bildet so eine Senke 

für CO 2 (Fliessbach et al., 2007). 

Eine wesentliche Ursache für die Verbesserung der Durchlässigkeit und Durchwurzelbarkeit 

trotz einer Zunahme der Bodendichte soll ein wachsender Besatz 

mit tiefgrabenden Regenwürmern sein. Diese legen vertikale Röhren von der 

Krume in den Unterboden an. Solche Poren können große Mengen an Wasser 

und Gasen transportieren (Gesetz von Hagen-Poiseuille). Diese Fähigkeit 

gleicht den mit der Verdichtung einhergehenden Verlust der weniger leistungsfähigen, 

weil tortuoseren Grobporen gelockerter Böden aus. 


In Thüringen werden im Rahmen des Bodenmonitoringprogrammes Auswirkungen 

der Landbewirtschaftung auf den Boden untersucht. Ein Schwerpunkt ist die 

Gefügeentwicklung. 

Insgesamt sind 10 Ackerböden in das Programm einbezogen. Auf sieben Standorten 

wird der Pflug bedarfsweise (periodisch) eingesetzt, meist nach etwa 

-162 -


vierjähriger pflugloser Bearbeitung. In der pfluglosen Zeit wird mit dem Grubber 

15 cm tief gelockert. Drei Standorte, ein Braunerde-Tschernosem aus Löß 

(GO2) der Bodenart Lu, eine Braunerde (GE1) der Bodenart Sl3 bis Ls3 und ein 

Pseudogley (GE2) auf Buntsandstein der Bodenart Slu werden seit 1994 pfluglos 

bis 15 cm Tiefe mit dem Grubber bearbeitet. Auf einem braunen Auenboden 

(Weis) der Bodenart Ut4 werden seit 2003 beide Bodenbearbeitungsstrategien 

auf einem Parzellenversuch geprüft. 

Die Probenahme für die Gefügeuntersuchungen erfolgt am Rand einer in einem 

praxisüblich bewirtschafteten Schlag eingemessenen Testfläche in 4 Profilen 

(auf dem Parzellenversuch am Parzellenrand) in den Tiefen obere (bearbeitete) 

Krume, untere Krume, Krumenbasis und krumennaher Unterboden. 

Je Schicht und Profil werden 6 Volumenproben 250 cm 3 in vertikaler Richtung 

entnommen und im Labor nach Methoden des VDLUFA-Methodenbuches Band 

1 untersucht. Bestimmt werden die Trockenrohdichte, die Wassergehalts-Saugspannungsbeziehung 

zwischen pF 1,8 und pF 4,2, der kf-Wert im gesättigten Zustand 

sowie Aggregateigenschaften (Dichte und Porenvolumen). 

3. Ergebnisse 

Die pfluglosen Bodenbearbeitungsverfahren veränderten am deutlichsten das 

Gefüge der Krume. Die Krume wurde in eine sehr lockere obere Schicht und eine 

dichte Schicht unterhalb der Bearbeitungsgrenze geteilt. In dieser Schicht (untere 

Krume) stieg die Trockenrohdichte vier bis sechs Jahre lang an und veränderte 

sich anschließend nur noch wenig. 

Die Dichtezunahme erfolgte auf Kosten des Grobporenvolumens (Poren > 50 

µm, syn. Luftkapazität). Der Porenverlust war (bei ähnlicher Druckbelastung) 

unterschiedlich und folgte der Gefügestabilität der Böden. Auf dem Boden mit hoher 

Stabilität (GO2) verblieb ein ausreichendes Grobporenvolumen (> 8 Vol.- %). 

Auf den instabileren Böden (GE1, GE2 und Weis) wurde es unter diesen Wert gesenkt. 

In dieser Bodengruppe nimmt der Standort Weis eine Sonderstellung ein. 

Er besitzt ein ähnlich stabiles Gefüge wie der Tschernosem GO2, wegen häufig 

hoher Grundwasserstände bleibt dieser Standort bodenfeuchtebedingt entsprechend 

häufig instabil. Auf dem Standort GO2 stieg das Grobporenvolumen nach 

2006 dauerhaft an. In diesem Jahr wurde wieder der Pflug eingesetzt (Abb. 1). 

-163 -


LK (V.-%) 

30,0 

25,0 

20,0 

15,0 

10,0 

5,0 

0,0 

Luftkapazität untere Krume pfluglos 

1993 

1995 

1997 

1999 

2001 

2003 

2005 

2007 

2009 

Jahr 

-164 - 

GO2 

GE1 

GE2 

Weis 

Abb. 1: Entwicklung der Luftkapazität der unteren Krume auf pfluglos bearbeiteten 

Flächen 

Die tieferen Schichten veränderten sich auf allen Beobachtungsstandorten, gepflügten 

wie pfluglos bearbeiteten, nicht bedeutend. 

. 

Auf den Standorten mit periodischem Pflugeinsatz reduzierte sich das Grobporenvolumen 

in der pfluglosen Periode auch, es verblieb aber ein ausreichendes 

und, bei Betrachtung vergleichbarer Böden, auch umfangreicheres Grobporenvolumen. 

Mit der Abnahme des Grobporenvolumens verringerte sich die Durchlässigkeit 

(Abb.2). 

kf (cm/d) 

10000,0 

1000,0 

100,0 

10,0 

1,0 

kf-Wert untere Krume, pfluglos 

1993 

1995 

1997 

1999 

2001 

2003 

2005 

2007 

2009 

Jahr 

Abb. 2: Entwicklung der Durchlässigkeit in der unteren Krume 

GO2 

GE1 

GE2 

Weis


Der Kurvenverlauf lässt aber keine Kontinuität und keinen Zusammenhang zur 

Abnahme des Grobporenvolumens erkennen. So wird zeitweise ein kritischer 

Zustand (kf-Wert < 10 cmd -1 ) erreicht und unterschritten, danach nimmt die 

Durchlässigkeit stark zu, ohne dass Veränderungen des Grobporenvolumens 

eingetreten waren. 

Die Ursache ist die unterschiedliche Geometrie der Poren. Knetende Spannungen 

zerscheren die Poren. Sie sind dann noch als Grobporen vorhanden, aber 

undurchlässig und senken damit die Durchlässigkeit. Besonders anfällig für die 

Knetung sind tonreiche Böden, verstärkt bei hoher Bodenfeuchte. 

Der Anstieg der Durchlässigkeit ist auf die Anlage von röhrenförmigen Poren zurückzuführen. 

Solche Poren wurden vor allem nach Rapsanbau festgestellt. 

Regenwürmer scheinen weniger an der Erzeugung solcher Poren beteiligt gewesen 

zu sein, denn der Besatz entwickelte sich schwankend. Gegenüber gepflügten 

Flächen gab es keinen Unterschied. 

Die Speicherfähigkeit für Bodenwasser wurde nicht signifikant vom Bodenbearbeitungsverfahren 

beeinflusst. Von den wasserspeicherden Porengrößen, 

enge Grobporen, Mittel- und Feinporen, nahm der Anteil an engen Grobporen 

in der Tendenz ab, der Anteil der anderen Porengrößen blieb unverändert. Es ist 

aber ein deutlicher Verlust der engen Grobporen und damit ein Verlust an Bodenwasserspeicher 

zu erwarten wenn das gegenwärtige Gleichgewicht zwischen Bodenstabilität 

und Druck durch druckintensivere Technik überschritten wird. 

Der Gehalt an organischem Kohlenstoff änderte sich in der 15-jährigen Beobachtungszeit 

ebenfalls nicht. Ähnliches berichten Appel (2008) und Müller et al. 

(2009) von Schweizer Direktsaatversuchen. 

4. Diskussion 

Gefügeveränderungen sind bei landwirtschaftlicher Bodennutzung nicht zu vermeiden. 

Entscheidend ist, inwieweit die verbleibenden Gefügeeigenschaften 

-165 -


noch eine für die Pflanzenversorgung ausreichende Versorgungsleistung erbringen 

können. In der unteren Krume der pfluglos bearbeiten Flächen konnten 

das nur die gefügestabilen Böden (LK > 8 Vol.- % und kf > 10 cmd-1), auf den instabilen 

Böden wurden diese Werte unterschritten, d.h. eine Schadverdichtung 

erzeugt. 

Eine natürliche Auflockerung trat im Beobachtungszeitraum selbst nach den 

strengeren Frösten im Winter 2008/2009 nicht ein. 

Für die mechanische Auflockerung der verdichteten Unterkrume empfehlen 

die Vertreter des Pflugverzichts, bis 40 cm tief zu grubbern (z.B. Steinert, 2009). 

Aus Tieflockerungsversuchen ist aber bekannt, dass das Grubberschar grobe 

Aggregate aus der Verdichtungsschicht aufbricht und anhebt. Damit wird das 

Gefüge zunächst sehr locker, geringer Druck genügt aber, um diese groben Aggregate 

wieder in die vorherige Lage zu packen. Damit wird es in kurzer Zeit unter 

Verlust der Durchlässigkeit wieder verdichtet (Werner u. Unger, 1977). Diese Art 

der Lockerung sollte die Ausnahme sein. 

Die Dauerbeobachtungsflächen und zahlreiche Profilaufnahmen zeigen aber, 

dass Verdichtungen im Bereich der Krume durch Pflügen dauerhaft behoben 

werden können. Der Pflug durchmischt die Krume mit Krümeln und bringt Polyeder 

aus der Verdichtungsschicht an die Oberfläche. Dort können natürliche 

Kräfte (Quellung und Schrumpfung, Frost) diese zerlegen. Der Boden baut daraus 

wieder ein stabiles Gefüge auf (Bodengare). 

Die Entscheidung für ein Bodenbearbeitungsverfahren mit oder ohne Pflug sollte 

daher von den Standortbedingungen abhängig gemacht werden. 

Entscheidender als das Bodenbearbeitungsverfahren für die Funktionsfähigkeit 

eines Bodengefüges ist die Vorsorge vor Schadverdichtungen bereits in der Bodenschicht, 

die längere Zeit nicht mechanisch bearbeitet wird, ggf. in der unteren 

Krume und in tieferen Bodenschichten. Dazu trägt vorrangig der bodenschonende 

Einsatz der gesamten auf dem Feld einzusetzenden Technik bei. Der Gefügeschutz 

ist ausreichend gewährleistet und in der Praxis umsetzbar, wenn die 

Druckbelastbarkeit der Böden berücksichtigt wird. Als Hilfe für den Landwirt wurde 

dazu für Thüringen der Beratungsansatz „Schutz des Bodens vor schädlichen 

Gefügeveränderungen“ entwickelt (http://www.tll.de/verstola/content/home2. 

html). Dieser Beratungsansatz bewertet die Gefügestabilität feldblockbezogen. 

-166 -


Im Vergleich mit dem Bodendruck der betrieblichen Landtechnik können sowohl 

Schadverdichtungsrisiken auf den Feldblöcken erkannt als auch Maßnahmen 

zur Vermeidung von Schadverdichtungen rechtzeitig, z.B. schon bei der Planung 

der Technikanschaffung, abgeleitet werden. 

5. Literatur 

Appel, T., 2008: Umweltvorteile: Ja, aber.... DLG-Mitteilungen 12, 46-49. 

Bischoff, J.; Schrödter, M.; Holz, F., 2008: Untersuchungen zu bodenphysikalischen 

Parametern von Böden nach langjährigem Pflugverzicht und Direktsaat, 

dargestellt am Beispiel des Infiltrationsvermögens. VDLUFA 

Schriftenreihe 64. 

Eitzinger, J., Thaler, S., Kubu, G., Rischbeck, P., Trnka, M., Schaumberger, A.. 

2007: Assessment of climate change impacts on agriculture in the 

region Marchfeld (Austria) and recommended adaptation options 

13th Workshop on Energy and Environment, Gödöllö, 5-6 Nov. 2007. 

Fliessbach, A., Oberholzer, H.-R., Gunst, L., Mäder, P., 2007: Soil organic matter 

and biological soil quality indications after 21 years of organic and conventional 

farming. Agriculture, Ecosystems and Environment. 118, 273-284. 

Göpel, B., 2008: Hinweise zur Düngung bei konservierender Bodenbearbeitung. 

Vortragstagung Leipzig 05.12.2008. 

Müller, M., Schafflützel, R., Chervet, A., Sturny, W.G., Zihlmann, U., Weisskopf, 

P., 2009: Humusgehalte stiegen nicht wie erwartet. LOP Landwirtschaft 

ohne Pflug 7, S. 29-33 . 

Steinert, K., 2009: Kosteneinsparung durch Mulchsaat. LOP Landwirtschaft 

ohne Pflug 7, 4-8. 

Voßhenrich, H.-H., 2003: Drei gute Argumente für den Pflugverzicht. Neue Landwirtschaft 

Sonderheft 2003, 6-8. 

Werner, D., Unger, H., 1977: Zur Meliorationsbedürftigkeit verdichteter Löß- und 

Lehmböden. Arch. Acker- u. Pflanzenbau u. Bodenkd., Berlin 21 (7), 553- 

564. 

-167 -


Bodenbiologische Auswirkungen einer 

mehrjährigen Applikation unterschiedlicher 

organischer und mineralischer Dünger auf Wiese 

und Mähweide 

H. Flaig 1 , M. Elsäßer 2 

1 Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg, Karlsruhe; 

2 Landwirtschaftliches Zentrum für Rinderhaltung, Grünlandwirtschaft, Milchwirtschaft, 

Wild und Fischerei Baden-Württemberg, Aulendorf 

1. Einführung und Versuchsbeschreibung 

In einem langjährigen Versuch des LAZBW Aulendorf wurden auf einem normalerweise 

nach biologisch-dynamischen Gesichtspunkten wirtschaftenden 

Betrieb im württembergischen Alpenvorland unterschiedliche Düngesysteme 

mit verschiedenen organischen und mineralischen Düngern in ihrer Wirkung 

auf Dauergrünland verglichen. Ab 1983 wurden 8 Düngevarianten in 3 Wiederholungen 

angelegt (Tab. 1). Hinzu kamen die Bewirtschaftungsvarianten „nur 

Schnittnutzung“ (jährlich 4 Schnitte) oder „Mähweidenutzung“ (2 Schnitte und 2 

Weidegänge pro Jahr). 

Die bodenbiologischen Untersuchungen hatten zum Ziel, einige Parameter, die 

für die Charakterisierung der Bodenfruchtbarkeit und der biologischen Aktivität 

der Böden wichtig sind, näher zu untersuchen. Für die Abbau- und Syntheseleistungen 

im Boden sind im Wesentlichen Bakterien und Pilze verantwortlich. 

Insofern ist der wichtigste Parameter die mikrobielle Biomasse. Sie wurde über 

ein Verfahren bestimmt, das den Anstieg der Atmungsaktivität nach Zugabe von 

Glucose als Maß für die physiologisch aktive Menge an Mikroorganismen im Boden 

nimmt. 

Die Freisetzung organisch gebundenen Stickstoffs und die Mineralisierung zu pflanzenverfügbaren 

Verbindungen ist eine Leistung der Bodenmikroorganismen. Ge- 

+ messen wurde die Bildung von Ammonium (NH ) aus organischem Stickstoff nach 

4 

Inkubation der Bodenproben in anaerobem Milieu. Die Methode wird als biologischer 

Indikator für die Stickstoffverfügbarkeit empfohlen und liefert einen gültigen relativen 

Maßstab für die Fähigkeit des Bodens, N für das Pflanzenwachstum freizusetzen. 

-168 -


Die Aufnahme von Phosphor in die Pflanze setzt die Mineralisierung organisch 

3- gebundenen Phosphors in anorganisches Orthophosphat (PO ) voraus. Enzy- 

4 

matisch katalysiert wird die P-Freisetzung durch verschiedene Phosphatasen, 

die sowohl aus Pflanzenwurzeln stammen, als auch mikrobiellen Ursprungs sein 

können. Die alkalische Phosphatase, die ihr Aktivitätsoptimum bei höheren pH- 

Werten besitzt, ist vor allem auf Bodenmikroorganismen zurückzuführen, da sie 

von pflanzlichen Geweben nicht ausgeschieden wird. 

Tab. 1: Düngevarianten und Nährstoffaufwand (Elsäßer und Kunz, 2009) 

Variante 

Düngung Mittlerer Nährstoff- 

V 

aufwand 

[kg/ha*a] 

N P K 

1 Mineraldünger NPK 160 52 166 

2 Mineraldünger PK 0 52 166 

3 Stallmist/Jauche 2x16 t/ha*a im jährl. 

Wechsel Jauche 2x40 m3 109 23 137 

4 Stallmistkompost 2x16 t/ha*a 159 43 168 

5 Wechseldüngung im jährl. Wechsel 

Stallmist/Jauche/Mineraldünger 

126 33 139 

6 Gülle 3x30 m3/ha*a zum 2., 4. u. 

nach dem 4. Aufwuchs 

7 Gülle + Gesteinsmehl wie Var. 6 plus 60 

kg/ha*a Gesteinsmehl zum 

1. und 3. Aufwuchs 

8 Gülle + Hüttenkalk wie Var. 6 plus 60 

kg/ha*a Hüttenkalk zum 

1. und 3. Aufwuchs 

2. Probenahme, -vorbereitung und Analytik 

-169 - 

172 27 216 

172 27 216 

172 27 216 

Die Bodenproben für die biologischen Untersuchungen wurden im April 2005 

aus jeweils zwei Tiefen, 0–10 cm und 10–30 cm, entnommen. Pro Düngevariante 

wurden drei Teilflächen als Wiederholungen angesetzt. Die Proben wurden 

gekühlt transportiert, bei 4–8 °C gelagert und auf eine Partikelgröße von ≤ 2 mm 

gesiebt. Jeweils ein Aliquot wurde zur Bestimmung des Trockenmasseanteils 

verwendet und über Nacht bei 105 °C getrocknet.


Die Menge an mikrobieller Biomasse wurde über die Methode der substratinduzierten 

Respiration (DIN 14240-1) und die Messung der CO 2 -Konzentration in einer 

Messanordnung nach Heinemeyer et al. (1989) bestimmt. Dazu wurden die 

Bodenproben vorher auf die Hälfte der maximalen Wasserkapazität befeuchtet 

und in belüfteten Plastikbeuteln 5–7 Tage bei 22 °C äquilibriert. 

Bei der Bestimmung der N-Mineralisation im anaeroben Brutversuch nach Kandeler 

(in Schinner et al., 1993) wurden Böden mit Wasser überstaut und bei 40 °C 

7 Tage inkubiert. Die Nitrifikation wird unter diesen Bedingungen unterbunden. 

Der freigesetzte Ammonium-Stickstoff wurde mit Kaliumchlorid extrahiert und 

kolorimetrisch mit Hilfe der Indophenolblau-Reaktion, der Bildung eines blauen 

Azofarbstoffes aus Phenolderivaten in Gegenwart von Ammonium und Hypochlorit 

bei einer Reaktionstemperatur von 40 °C, bestimmt. 

Die Aktivität der alkalischen Phospho-Monoesterase wurde nach Öhlinger (in 

Schinner et al., 1993) analysiert. Das aus Phenylphosphat-Lösung enzymatisch 

abgespaltene Phenol wurde mit 2,6-Dibromchinon-Chlorimid angefärbt und 

photometrisch bestimmt. 

Der pH-Wert des Bodens wurde in CaCl 2 -Lösung (0,01 mol/l) nach Methode A 

5.1.1 im VDLUFA-Methodenbuch, Band I, bestimmt. 

3. Mikrobielle Biomasse 

Bei beiden Nutzungsarten entwickelt sich bei V8 (Gülle mit Hüttenkalk) der höchste 

Gehalt an mikrobieller Biomasse, gefolgt von Stallmistkompost (V4) (Abb. 1). Außer 

bei V5 besteht kein signifikanter Unterschied (p = 0,05, t-Test) zwischen Schnitt 

und Mähweide. 

Insbesondere bei Schnittnutzung wurden teilweise sehr unterschiedliche Biomassewerte 

innerhalb der einzelnen Wiederholungen einer Düngevariante 

gemessen (s. Standardabweichungen Abb. 1). Bei der Analyse der alkalischen 

Phosphatase waren solche Unterschiede noch augenfälliger. Als bestimmender 

Faktor wurde der pH-Wert des Bodens herauskristallisiert. Poolt man die Daten 

für Biomasse und Boden-pH (0–10 cm) über alle Wiederholungen, Dünge- und 

Nutzungsvarianten hinweg und trägt die Biomassegehalte in Abhängigkeit vom 

pH-Wert auf, so ergibt sich eine Regressionsgerade mit einem Bestimmtheits- 

-170 -


maß von 0,911 (Abb. 2). Diese Ergebnisse gelten in der Tendenz auch für 10– 

30 cm Tiefe (R 2 = 0,787; Daten nicht gezeigt). Dort erreicht die mikrobielle Biomasse 

30-50% des Gehalts der oberen 10 cm. Die Gehalte an organischer Substanz 

haben lediglich einen nachrangigen Einfluss (0–10 cm: Abhängigkeit Cmic von 

Corg R 2 = 0,503 (Schnitt) bzw. 0,247 (Mähweide); Abhängigkeit Corg von pH- 

Wert R 2 = 0,243; Daten nicht gezeigt). 

[µg Cmic / g TM] 

900 

800 

700 

600 

500 

400 

300 

200 

100 

0 

Schnitt Mähweide 

1 2 3 4 5 6 7 8 

Düngevarianten 

Abb. 1: Wirkungen der Düngergaben auf die Entwicklung der mikrobiellen 

Biomasse in 0–10 cm Bodentiefe bei Schnitt- und Mähweide-Nutzung. 

Mittelwerte der Wiederholungen der Varianten ± Standardabweichung 

Das heißt, etwaige Unterschiede zwischen den Nutzungs- und Düngevarianten 

sind mit hoher Wahrscheinlichkeit auf unterschiedliche pH-Werte zurückzuführen, 

die vorhanden waren bzw. sich im 20-jährigen Versuchszeitraum herausgebildet 

haben. 

-171 -


mikrobielle Biomasse 

1000,00 

800,00 

600,00 

400,00 

200,00 

0,00 

pH-Wert und Biomasse 

4,5 5 5,5 6 6,5 7 

-172 - 

pH-Wert 

R 2 = 0,911 

Abb. 2: Abhängigkeit der mikrobiellen Biomasse vom pH-Wert des Bodens. 

pH-Werte und Biomasse-Daten aller Wiederholungen und Düngevarianten 

von Schnitt und Mähweide (0–10 cm) gepoolt. R 2 : Bestimmtheitsmaß 

der Regressionsgeraden 

4. Alkalische Phosphatase 

Die Aktivität der alkalischen Phosphatase korreliert ähnlich deutlich wie die mikrobielle 

Biomasse mit dem pH-Wert des Bodens (Abb. 3). Dies gilt auch für 10– 

30 cm Tiefe (R 2 = 0,858; Daten nicht gezeigt). Andere bekannte Einflussfaktoren 

(z.B. Gehalt an mikrobieller Biomasse, Phosphatgehalte) spielen im Vergleich 

dazu lediglich eine modulierende Rolle: Hohe Biomassen zeigen vergleichsweise 

hohe Phosphatase-Werte (sind allerdings auch mit dem pH korreliert, s.o.); 

hohe Werte an anorganischem Phosphat im Boden führen in der Regel zu niedrigeren 

Phosphatase-Aktivitäten. Beim pH-Optimum des Enzyms ist das Ergebnis 

erwartbar, wenn auch die Enge der Korrelation überrascht.


Phosphatase-Aktivität 

800,00 

700,00 

600,00 

500,00 

400,00 

300,00 

200,00 

100,00 

0,00 

pH-Wert und Phosphatase 

4,5 5 5,5 6 6,5 7 

pH-Wert 

-173 - 

R 2 = 0,914 

Abb. 3: Abhängigkeit der Aktivität der alkalischen Phosphomonoesterase 

vom pH-Wert des Bodens. Angaben in µg gebildetes Phenol (aus 

Phenylphosphat) pro g trockener Boden und Stunde. pH-Werte und 

Phosphatase-Daten aller Wiederholungen und Düngevarianten von 

Schnitt und Mähweide (0–10 cm) gepoolt. R 2 : Bestimmtheitsmaß der 

Regressionsgeraden 

5. Stickstoff-Mineralisierung 

Das Potential des Bodens, organischen Stickstoff zu mineralisieren, ist bei Mähweide 

generell höher als bei reiner Schnittnutzung (Abb. 4). Hier wirkt sich vermutlich 

die zusätzliche Zufuhr organisch gebundenen Stickstoffs durch die beiden 

Weidegänge aus. Die höchste N-Mineralisierungskapazität weisen die Varianten 

„Stallmist/Jauche“, „Mineraldüngung PK ohne N“ (Schnitt) bzw. „Mistkompost“ 

(Mähweide) auf. Boden unter Düngevarianten mit mineralischem Stickstoff 

zeigt die geringste Mineralisierungsleistung; signifikant sind die Unterschiede 

allerdings nur zwischen V5 (teilweise, Schnitt) und V1 (Mähweide) (p = 0,05). In 

10–30 cm Tiefe sind ca. 25 % der Mineralisationskapazität des Oberbodens zu 

finden.


[µg N / g TM * d] 

16 

14 

12 

10 

8 

6 

4 

2 

0 

Schnitt Mähweide 

1 2 3 4 5 6 7 8 

Düngevarianten 

Abb. 4: Wirkungen der Düngergaben auf die Stickstoffmineralisierung in 

0–10 cm Bodentiefe bei Schnitt- und Mähweide-Nutzung. Mittelwerte 

der Wiederholungen der Varianten ± Standardabweichung 

Ein Blick auf die Erträge (Tab. 2) zeigt, dass in beiden Nutzungssystemen die Varianten, 

die mineralischen und damit leicht verfügbaren Stickstoff erhielten, die 

höchsten Erträge aufweisen. Bei Mähweidenutzung wird – vermutlich durch die 

höhere N-Zufuhr in Verbindung mit der Mineralisationsleistung der Bodenorganismen 

– mehr Aufwuchs produziert als bei reiner Schnittnutzung. Die Gehalte 

an mikrobieller Biomasse (Abb. 1) hingegen spiegeln sich nicht in der Ertragsleistung 

wider. Lediglich in der ertragsschwächsten Düngevariante ohne Stickstoff 

sind auch die Biomassegehalte am niedrigsten. Die Mineralisationsleistung der 

Bodenorganismen sorgt aber auch dafür, dass in 20 Jahren Versuchsdauer die 

Variante ohne Stickstoff (V2) immerhin noch ca. 90% des durchschnittlichen Ertrags 

der anderen Düngevarianten liefert. Anzumerken ist allerdings, dass der 

Leguminosenanteil in dieser Variante (V2) deutlich erhöht ist und zur Stickstoffversorgung 

beiträgt (Elsäßer und Kunz, 2009). Auch erzielen Stallmistvarianten 

ähnlich hohe Ertragsleistungen wie Güllevarianten. 

-174 -


Tab. 2: Trockenmasseerträge [t TM/ha*a] 1984–2004. Die Buchstaben kennzeichnen 

die Unterschiede zwischen den Varianten innerhalb des 

jeweiligen Nutzungssystems (p = 0,05) (Elsäßer und Kunz, 2009). 

Variante 1 2 3 4 5 6 7 8 

Schnitt 10,20 a 8,77 c 9,54 b 9,28 b 10,11 a 10,13 a 9,49 b 9,42 b 

Mähweide 12,03 a 10,72 d 11,34 bc 11,52 b 11,92 a 11,08 cd 11,18 bc 11,18 bc 

6. Diskussion 

Die Gehalte an mikrobieller Biomasse spielen in diesem Versuch für die Ertragsentwicklung 

nur eine nachrangige Rolle. Bakterien und Pilze stellen allerdings 

die Kapazität für Mineralisierungsleistungen bereit, wie die Erträge in der Variante 

ohne N-Düngung (V2) – mit Leguminosenunterstützung – zeigen. 

Die Mineralisationskapazität wird durch mineralischen Stickstoff gedämpft – ein 

häufiger Befund (Schinner und Sonnleitner, 1996). Dies gilt hier sogar, wenn mineralischer 

Dünger den organischen nur ergänzt bzw. mit ihm abwechselt (V5). 

Der Gehalt an mikrobieller Biomasse insgesamt und der pH-Wert des Bodens 

sind im vorliegenden Versuch für diesen Parameter nicht entscheidend. Einen 

ähnlichen Befund dokumentieren Bertrand et al. (2007) mit einer pH-Spanne von 

5,05–8,06 in fünf Böden. Selbst der Gesamt-Stickstoffgehalt des Bodens (Daten 

nicht gezeigt), oft ein maßgeblicher Parameter (Bosch und Amberger, 1983), ist 

in diesem Versuch nicht signifikant mit der Mineralisationskapazität korreliert, 

was an den recht ähnlichen Stickstoffgehalten liegen könnte. Lediglich die Varianten 

4 und 8 sind signifikant erhöht. 

Der pH-Wert des Bodens ist als ein entscheidender Faktor für viele Aktivitäten 

von Bodenmikroorganismen bekannt (Bosch und Amberger, 1983). In der vorliegenden 

Untersuchung gilt dies besonders deutlich für die alkalische Phosphatase, 

deren Aktivitätsmuster stark vom pH-Wert des Bodens abhängt (Renella et 

al. 2006). Andere bekannte Einflussfaktoren, wie der Gehalt an mikrobieller Biomasse 

oder der Phosphatgehalt des Bodens, spielen im Vergleich dazu lediglich 

eine modulierende Rolle und wären vermutlich nur bei ähnlichen pH-Werten 

messbar zum Tragen gekommen. 

-175 -


Zur Frage der pH-Abhängigkeit des Gehalts an mikrobieller Biomasse insgesamt 

lässt sich nicht ohne Weiteres ein einheitliches Bild gewinnen. Höper (1999) 

konnte aus der Analyse von 35 ackerbaulich genutzten Bodendauerbeobachtungsflächen 

in Niedersachsen Korrelationen der mikrobiellen Biomasse unter 

anderem mit dem pH-Wert ableiten (log Cmic zu pH mit R = 0,65 bei pH 4,1–7,5). 

Eine Metaanalyse von 27 Studien kam hingegen zu dem Schluss, dass der pH- 

Wert des Bodens zwar eine wichtige Rolle für die Ausbildung der mikrobiellen 

Biomasse spielt, dem Gehalt an organischem Kohlenstoff und Stickstoff aber 

häufig mehr Bedeutung zukommt (Wardle, 1992). Das Problem solcher Metastudien 

ist, dass sie in der Regel Ergebnisse von Böden unterschiedlicher Genese, 

Bodenart, Klimate und Bewirtschaftung zusammenfassen. Die vergleichsweise 

seltenen Studien, die pH-Varianten auf sonst weitgehend vergleichbaren Böden, 

meist an eng benachbarten Standorten, untersuchten, zeigen ein deutlicheres 

Bild: 

Kultur Düngung Versuchs- 

dauer [a] 

-176 - 

pH-Spanne 

Quelle 

Ackerbau Kalkung > 100 3,7–8,3 Aciego Pietri und 

Brookes, 2008 

Ackerbau Kalkung 6-13 4,4–6,9 Ekenler und Tabatabai, 

2003 

Grünland Kalkung 37 3,4–6,8 Kemmitt et al., 2006 

Ackerbau div. mineral./ 

organ. 

Grünland div. mineral./ 

organ. 

32-34 4,4–7,4 Witter et al., 1993 

97 3,8–5,5 Hopkins und Shiel, 

1996 

Bei allen zitierten Untersuchungen war die mikrobielle Biomasse mit steigendem 

pH-Wert positiv korreliert, wenn auch nicht immer mit dem eindeutigen Koeffizienten 

bzw. Bestimmtheitsmaß wie in der vorliegenden Studie. Die Versuchsdauer 

ist ein wichtiger Faktor: Bei Ekenler und Tabatabai (2003) konnte eine signifikante 

Korrelation zwischen pH und Cmic nur auf den Feldern gefunden werden, 

die bereits mindestens neun Jahre im Versuch waren. 

Kemmitt et al. (2006) diskutieren, ob der pH-Wert des Bodens einen direkten 

Effekt auf die mikrobielle Biomasse ausübt oder die unterschiedlichen Gehalte 

eher indirekt über Beeinflussung der Nettoprimärproduktion und damit der Ver-


fügbarkeit organischer Substrate für Bakterien und Pilze zustande kommen. Aus 

der Ertragssituation unseres Versuchs (Tab. 2) lässt sich eine solche indirekte 

Wirkung nicht belegen; die pH-Spanne umfasst jedoch lediglich Werte zwischen 

5,0 und 6,7 (0–10 cm) bzw. 4,7 und 7,1 (10–30 cm). 

Bei pH-Werten unter 5,5 wird sowohl von Kemmitt et al. (2006), als auch von 

Aciego Pietri und Brookes (2008) eine zunehmende Toxizität von Aluminium- 

Ionen in die Diskussion gebracht. Bei pH-Werten über 7,0 gibt es Hinweise auf 

eine zunehmende Rolle abiotischer Freisetzung von CO 2 aus Carbonaten. Dies 

kann zur Überschätzung der mikrobiellen Biomasse führen (Aciego Pietri und 

Brookes, 2008; Bertrand et al., 2007), wenn deren Bestimmung auf der Messung 

von CO 2 -Konzentrationen beruht. Beide Effekte dürften in unserem Versuch 

(pH 5,0–6,7 in 0–10 cm) keine maßgebliche Rolle spielen, während in den genannten 

Untersuchungen pH-Werte bis 3,4 bzw. 8,3 zu messen waren. 

Die vorliegende Untersuchung unterstützt den Befund, dass ein ausreichend hoher 

pH-Wert für die Entwicklung aktiver mikrobieller Biomasse ein entscheidendes 

Kriterium ist. Der biologische Landbau ist in besonderem Maße auf die Umsatzleistungen 

der mikrobiellen Biomasse angewiesen. Entsprechend wichtig 

ist der pH-Wert des Bodens. Böden unter biologischem Landbau weisen oftmals 

höhere Biomasse und höhere Enzymaktivitäten auf als unter konventionellen 

Bewirtschaftungsweisen (Mäder et al., 2002). Neben dem „organischen Futter“ 

aus dem Wirtschaftsdünger können auch düngungsbedingte höhere pH-Werte 

mit ein Grund dafür sein. Die Bedeutung von Erhaltungskalkungen wird auch aus 

den Ergebnissen von Oberholzer et al. (2009) auf diesem VDLUFA-Kongress 

deutlich. 


Die Erträge sind in Düngungsvarianten mit leicht verfügbarem Stickstoff höher. 

Dennoch sorgt die Mineralisationsleistung der Bodenorganismen dafür, dass 

während einer Versuchsdauer von 20 Jahren ohne Stickstoffzufuhr ca. 90% 

des Durchschnittsertrags der anderen Varianten erzielt wird oder Stallmistvarianten 

ähnlich hohe Ertragsleistungen erzielen wie Güllevarianten. Sowohl 

bei der Mineralisation als auch beim Ertrag ist die Mähweidenutzung der reinen 

Schnittnutzung überlegen. Die Gehalte an mikrobieller Biomasse und die Phosphatase-Aktivität 

hingegen sind eng mit dem pH-Wert des Bodens korreliert, so 

-177 -


dass etwaige Unterschiede zwischen den Nutzungs- und Düngevarianten mit 

hoher Wahrscheinlichkeit auf unterschiedliche pH-Werte zurückzuführen sind, 

die vorhanden waren bzw. sich im Versuchszeitraum herausgebildet haben. Die 

Bedeutung von Erhaltungskalkungen für das Bodenleben und die damit verbundenen 

Stoffumsätze wird dadurch unmittelbar verdeutlicht. 


Aciego Pietri, J. C., Brookes, P. C., 2008: Relationships between soil pH and microbial 

properties in a UK arable soil. Soil Biol. Biochem. 40, 1856-1861. 

Bertrand, I., Delfosse, O., Mary, B., 2007: Carbon and nitrogen mineralization 

in acidic, limed and calcareous agricultural soils: Apparent and actual effects. 

Soil Biol. Biochem. 39, 276-288. 

Bosch, M., Amberger, A., 1983: Einfluss langjähriger Düngung mit verschiedenen 

N-Formen auf pH-Wert, Humusfraktionen, biologische Aktivität und 

Stickstoffdynamik einer Acker-Braunerde. Z. Pflanzenernähr. Bodenk. 

146, 714-724. 

Ekenler, M., Tabatabai, M. A., 2003: Effects of liming and tillage systems on microbial 

biomass and glycosidases in soils. Biol. Fertil. Soils 39, 51-61. 

Elsäßer, M., Kunz, H. G., 2009: Organische Düngung intensiv genutzten Dauergrünlandes 

im Vergleich mit Mineraldüngung. Landinfo 5/2009, 18-20. 

Heinemeyer, O., Insam, H., Kaiser E. A., Walenzik, G., 1989: Soil microbial biomass 

and respiration measurements: An automa-ted technique based on 

infra-red gas analysis. Plant and Soil 116, 191-195. 

Höper, H., 1999: Die Bedeutung abiotischer Bodeneigenschaften für bodenmikrobiologische 

Kennwerte. – Ergebnisse aus der Bodendauerbeobachtung 

in Niedersachsen. Mitt. Dtsch. Bodenk. Ges. 89, 253-256. 

Hopkins, D. W., Shiel, R. S., 1996: Size and activity of soil microbial communities in 

long-term experimental grassland plots treated with manure and inorganic 

fertilizers. Biol. Fertil. Soils 22, 66-70. 

Kemmitt, S. J., Wright, D., Goulding, K. W. T., Jones, D. L., 2006: pH regulation of 

carbon and nitrogen dynamics in two agricultural soils. Soil Biol. Biochem. 

38, 898-911. 

Mäder, P., Fließbach, A., Dubois, D., Gunst, L., Fried, P., Niggli, U., 2002: Soil fertility 

and biodiversity in organic farming. Science 296, 1694-1697. 

-178 -


Oberholzer, H.-R., Fließbach, A., Mäder, P., Mayer, J., 2009: Einfluss von biologischer 

und konventioneller Bewirtschaftung auf biologische Bodenqualitätsparameter 

im DOK Langzeitversuch. Vortrag auf dem 121. VDLUFA- 

Kongress, 15.-18. 9. 2009 in Karlsruhe. 

Renella, G., Landi, L., Ascher, J., Ceccherini, M.T., Pietramellara, G. und Nannipieri, 

P., 2006: Phosphomonoesterase production and persistence and 

composition of bacterial communities during plant material decomposition 

in soils with different pH values. Soil Biol. Biochem. 38, 795-802. 

Schinner, F., Öhlinger, R., Kandeler, E., Margesin, R., 1993: Bodenbiologische 

Arbeitsmethoden. Springer-Verlag, Berlin. 

Schinner, F., Sonnleitner, R., 1996: Bodenökologie: Mikrobiologie und Bodenenzymatik, 

Band II. Bodenbewirtschaftung, Düngung und Rekultivierung. 

Springer-Verlag, Berlin. ISBN 3-540-61023-5 

Wardle, D. A., 1992: A comparative assessment of factors which influence microbial 

biomass carbon and nitrogen levels in soil. Biol. Rev. 67, 321-358. 

Witter, E., Mårtensson, A. M., Garcia, F. V., 1993: Size of the soil microbial biomass 

in a long-term field experiment as affected by different N-fertilizers 

and organic manures. Soil Biol. Biochem. 25, 659-669. 

Unser Dank gilt Bettina Herrmann, Harald Scharinger und Yvonne Dwarnicak für 

ihre Hilfe bei den bodenbiologischen Analysen. 

-179 -


Pflanzenerträge und Beikrautaufkommen unter 

dem Einfluss unterschiedlicher Systeme der 

Grundbodenbearbeitung im ökologischen 

Dauerfeldversuch Gladbacherhof 

F. Schulz 1 , C. Brock 2 , G. Leithold 2 

1 Lehr- und Versuchsbetrieb für Ökologischen Landbau Gladbacherhof, Villmar 

2 Justus-Liebig-Universität, Professur für Organischen Landbau, Giessen 


Die Vorteile der reduzierten oder pfluglosen Grundbodenbearbeitung wie z. B. 

ein hohes pedoökologisches Potential (Emmerling, 2007) oder eine Reduktion 

des Primärenergieverbrauchs (Ramharter et al., 2001) sind weitgehend bekannt. 

Während jedoch in der konventionellen Landwirtschaft bereits seit Ende der 

sechziger Jahre nach der Einführung von Totalherbiziden rege Forschungsaktivitäten 

zum pfluglosen Ackerbau stattfanden (Koller, 1993), bestehen im Ökologischen 

Landbau noch immer große Vorbehalte gegen eine reduzierte Intensität 

der Grundbodenbearbeitung. Ein Grund ist der erhöhte Beikrautdruck wie ihn 

u. a. Pekrun et al. (2003) feststellten. Betriebswirtschaftlich wirkt sich ein eventuell 

zu erwartender Ertragsrückgang durch reduzierte Bodenbearbeitung bei den 

hochpreisigen Produkten des Ökologischen Landbaus gravierender aus als bei 

Produkten des konventionellen Landbaus. Um Lösungen zu diesen Problemen 

der reduzierten Bodenbearbeitung zu finden, gilt es zu klären, welche Effekte 

eine reduzierte Bodenbearbeitung auf Erträge und Beikraut ausübt. Dazu wurde 

1998 ein zweifaktorieller Dauerfeldversuch mit drei verschiedenen Fruchtfolgen 

und vier unterschiedlichen Systemen der Grundbodenbearbeitung auf dem 

Lehr- und Versuchsbetrieb Gladbacherhof der Universität Gießen angelegt. 

2. Methoden 

Der Versuchsstandort befindet sich in Villmar an der Lahn zwischen Limburg und 

Weilburg an den nordwestlichen Ausläufern des Taunus auf 170 m ü. NN (mittlere 

Lufttemperatur: 9,5 °C, durchschnittlicher Niederschlag p. a.: 649 mm, Bodentyp: 

Pararenzina bis erodierte Parabraunerde, Bodenart: schluffiger Lehm 

-180 -


bis lehmiger Schluff, Ackerzahl: 66). Auf die drei sechsfeldrigen Fruchtfolgen, die 

verschiedenen landwirtschaftlichen Betriebstypen zugeordnet werden können 

1) GM-V=Gemischtbetrieb mit Viehhaltung, 2) VL-GB=viehloser Marktfruchtbetrieb 

mit Grünbrache und 3) VL-KL=viehloser Marktfruchtbetrieb mit Körnerleguminosen, 

soll in diesem Beitrag nur am Rande eingegangen werden, da in der 

Regel keine signifikanten Wechselwirkungen Fruchtfolge x Bodenbearbeitung 

auftraten. Einzelheiten zur Methodik sind in Schmidt et al. (2006) aufgeführt. In 

Tab. 1 sind die verschiedenen Systeme der Grundbodenbearbeitung näher beschrieben: 

Tab. 1: Beschreibung der Grundbodenbearbeitungssysteme 

Stoppel-bearbeitung 

Herbstbearbeitung 

P30 ZP30/15 P15 FR30/15 

KrumentiefeBearbeitung 

mit 

Pflug 

Grubber 

15 cm 

Pflug 

30 cm 

Regelmäßig 

Zweischichtenpflug 

Zweischichtenpflug 

30/15 cm 

Pflug 

15 cm 

-181 - 

Max. Bearbeitungstiefe 

15 cm 

mit dem Pflug 

Grubber oder Pflug 

15 cm 

Pflug 

15 cm 

Regelmäßig 

Flügelschargrubber 

+ Rotoregge 

Flügelschargrubber 

+ Rotoregge 

30/15 cm 

Rotoregge 

15 cm 

Jährlich werden folgende Parameter erfasst: N min -Gehalte in verschiedenen Bodenschichten 

im Herbst und im Frühjahr, Gehalte an verfügbaren Nährstoffen, 

C t - und N t -Gehalte. In diesem Beitrag sollen besonders die Auswirkungen der 

Bodenbearbeitungssysteme auf die Segetalflora und die Erträge in der 2. Rotation 

der Jahre 2004 bis 2009 vorgestellt werden. Die statistische Auswertung wurde 

mit dem Softwarepaket SAS 9.1 durchgeführt. 

3. Ergebnisse 

Die Erträge der angebauten Kulturen sind in Tab. 2 dargestellt:


Tab. 2: Erträge der Hauptprodukte in der 2. Rotation (dt TM ha -1 ) in Abhängigkeit 

der Bodenbearbeitungssysteme 

Jahr Fruchtart Bodenbearbeitungssysteme 

P30 ZP30/15 P15 FR30/15 

2004 Luzernegras 

in GM-V in dt TM ha -1 

Hafer 

in VL-GB und VL-KL in dt TM ha -1 

2005 Luzernegras 

in GM-V und VL-GB in dt TM ha -1 

Ackerbohnen 

in VL-KL in dt TM ha -1 

2006 Winterweizen 

in GM-V, VL-GB, VL-KL in dt TM ha -1 

2007 Kartoffeln 

in GM-V, VL-GB, VL-KL in dt FM ha -1 

2008 Winterweizen 

in GM-V in dt TM ha -1 

Erbsen 

in VL-GB und VL-KL in dt TM ha -1 

2009 Winterroggen 

in GM-V, VL-GB, VL-KL in dt TM ha -1 

-182 - 

128 

a 

36,5 

a 

99,9 

a 

38,1 

a 

37,5 

a 

216 

a 

60,6 

a 

34,4 

a 

39,9 

ab 

133 

a 

37,5 

a 

104 

a 

35,3 

a 

36,2 

a 

202 

a 

58,2 

a 

36,6 

a 

37,6 

ab 

129 

a 

41,8 

a 

103 

a 

35,6 

a 

38,3 

a 

195 

a 

58,5 

a 

34,8 

a 

40,7 

a 

132 

a 

28,8 

b 

104 

a 

31,2 

a 

30,0 

b 

212 

a 

59,6 

a 

32,6 

a 

35,9 

b 

Innerhalb der Jahre und Fruchtarten unterscheiden sich Mittelwerte mit ungleichen 

Buchstaben signifikant (α< 0.05). 

GM-V = Gemischtbetrieb mit Viehhaltung 

VL-GB = viehloser Marktfruchtbetrieb mit Grünbrache 

VL-KL = viehloser Marktfruchtbetrieb mit Körnerleguminosen 

Im Jahr 2004 konnte bei Hafer in den beiden viehlosen Betriebssystemen VL-GB 

und VL-KL und in 2006 bei Winterweizen in allen Betriebssystemen ein signifikant 

geringerer Ertrag der pfluglosen Bodenbearbeitung FR30/15 im Vergleich 

zu allen anderen Bodenbearbeitungsvarianten festgestellt werden. Der Minderertrag 

des Hafers kann nicht durch einen erhöhten Beikrautdruck, verdeutlicht 

als Beikraut im Haferstroh, erklärt werden (Tab. 3).


Tab. 3: Beikraut in Luzernegras und in Getreide- bzw. Erbsenstroh 

(dt TM ha -1 ) und Spätverunkrautung in Kartoffeln in Abhängigkeit 

der Bodenbearbeitung 

Jahr Fruchtart Bodenbearbeitungssysteme 

P30 ZP30/15 P15 FR30/15 

2004 Beikraut in Luzernegras in GM-V 

in dt TM ha -1 

Beikraut in Haferstroh in VL-GB 

und VL-KL in dt TM ha -1 

2005 Beikraut in Luzernegras in GM-V 

und VL-GB in dt TM ha -1 

Beikraut in Ackerbohnenstroh in 

VL-KL in dt TM ha -1 

2006 Beikraut in 

Winterweizenstroh 


signifikante Wechselwirkungen 

Fruchtfolge x Bodenbearbeitung 

2007 Beikrauthöhe als Maß der Spätverunkrautung 

in Kartoffeln in cm 

2008 Beikraut in Winterweizenstroh in 

GM-V in dt TM ha -1 

Beikraut in Erbsenstroh in VL-GB 

und VL-KL in dt TM ha -1 

2009 Beikraut in 

Winterroggenenstroh 


signifikante Wechselwirkungen 

Fruchtfolge x Bodenbearbeitung 

-183 - 

1,53 

a 

0,20 

a 

2,11 

a 

0,42 

a 

GM-V 0,05 

b 

VL-GB 0,09 

b 

VL-KL 0,49 

a 

24,8 

a 

0,09 

a 

6,20 

b 

GM-V 0,22 

ab 

2,28 

a 

0,49 

a 

2,06 

a 

1,28 

a 

0,62 

b 

0,54 

b 

1,32 

a 

24,7 

a 

0,11 

a 

9,45 

a 

0,10 

b 

2,69 

a 

0,14 

a 

1,85 

a 

0,33 

a 

0,26 

b 

0,21 

b 

0,12 

a 

24,4 

a 

0,18 

a 

8,66 

ab 

0,23 

ab 

1,83 

a 

0,44 

a 

1,77 

a 

0,44 

a 

1,51 

a 

1,51 

a 

0,32 

a 

24,1 

a 

0,24 

a 

10,5 

a 

0,51 

a 

VL-GB 1 0,06 0,05 0,17 0,81 

VL-KL 0,69 

a 

1,28 

a 

0,45 

a 

0,23 

a


Innerhalb der Jahre und Fruchtarten unterscheiden sich Mittelwerte mit ungleichen 

Buchstaben signifikant (α


Tatsche, dass dieser Parameter in einem physiologisch frühen Wachstumsstadium 

festgelegt wird, weist auf eine geringere Nährstoffverfügbarkeit in den 

Wintermonaten der pfluglosen Bodenbearbeitung hin. Bei den drei als konkurrenzschwach 

geltenden Sommerungen Hafer, Ackerbohnen und Erbsen konnte 

lediglich bei den Erbsen 2008 eine starke Verunkrautung festgestellt werden, die 

im Bodenbearbeitungssystem FR30/15 signifikant höher war als in P30. Gerade 

hier konnten aber keine ertraglichen Auswirkungen festgestellt werden. Auch 

der signifikante Minderertrag von Winterroggen in 2009 des Bodenbearbeitungssystems 

FR30/15 gegenüber P15 kann nicht über alle Betriebssysteme 

durch einen höheren Beikrautanteil erklärt werden. 

Eine bedeutende Ertragswirksamkeit durch Beikrautkonkurrenz wie sie Kainz 

(2003) feststellte, kann demnach im Dauerfeldversuch Gladbacherhof nicht bestätigt 

werden. In der 1. Fruchtfolgerotation der Jahre 1998 bis 2003 wurden fast 

identische Ertragsrelationen mit geringeren Erträgen der pfluglosen Bodenbearbeitungsvariante 

(FR30/15) bei Ackerbohnen 1999 und Winterweizen 2000 

gefunden (Schmidt et al., 2006). 


Unter den klimatischen und pedologischen Bedingungen des Ökologischen 

Lehr- und Versuchsbetriebes Gladbacherhof scheint es möglich, in geeigneten 

Fruchtfolgen die übliche Bodenbearbeitung des 30 cm tief wendenden Pfluges 

zu reduzieren. Bei völligem Verzicht auf die wendende Pflugarbeit muss bei einigen 

Kulturen mit Mindererträgen und höherem Beikrautdruck gerechnet werden. 

Die ermittelten Ergebnisse deuten aber darauf hin, dass die geringeren Erträge 

bei Hafer, Winterweizen und Winterroggen in der pfluglosen Variante FR30/15 

eher auf eine geringere Nährstoffverfügbarkeit zurückzuführen sind als auf eine 

starke Konkurrenzwirkung durch Beikraut. 

6. Literatur 

Emmerling, C., 2007: Reduced and Conservation Tillage Effects on Soil Ecological 

Properties in an Organic Farming System. Biological Agriculture and 

Horticulture, Vol. 24, 363-377. 

-185 -


Kainz, M., Kimmelmann, S., Reents, H.-J., 2003: Bodenbearbeitung im Ökologischen 

Landbau – Ergebnisse und Erfahrungen aus einem langjährigen 

Feldversuch. In Freyer, B., (Ed.) Beiträge zur 7. Wissenschaftstagung 

zum Ökologischen Landbau, 33-36. 

Koller, K., 1993: Erfolgreicher Ackerbau ohne Pflug. DLG-Verlag, Frankfurt am 

Main, 120 S. 

Pekrun, C., Schneider, N., Wüst, C., Jauss, F., Claupein, W., 2003: Einfluss reduzierter 

Bodenbearbeitung auf Ertragsbildung, Unkrautdynamik und 

Regenwurmpopulation im Ökologischen Landbau. In Freyer, B., (Ed.) 

Beiträge zur 7. Wissenschaftstagung zum Ökologischen Landbau, 21-24. 

Ramharter, R., Besenhofer, G., Boxberger, J., 2001: Vergleich konventioneller 

Pflug mit Zweischichtenpflug im Hinblick auf Zugkraft- und Energiebedarf. 

In Reents, H. J. (Hrsg.): Von Leit-Bildern zu Leit-Linien, Beiträge zur 

6. Wissenschaftstagung zum Ökologischen Landbau, Dr. Köster, Berlin, 

361-363. 

Schmidt, H., Schulz, F., Leithold, G., 2006: Organic Farming Trial Gladbacherhof. 

Effects of different crop rotations and tillage systems. In Raupp, J. et 

al.: Long-term Field Experiments in Organic Farming. Verlag Dr. Köster, 

Berlin, 165-182. 

-186 -


Vergleich von Ringversuchen der Fachgruppe 

„Bodenuntersuchung“ mit Ringversuchen, die als 

Grundlage einer Laborzulassung durchgeführt 

werden 

W. Übelhör, H. Hartwig 



Die Varianz und damit die Qualität der Teilnehmer an einem Ringversuch kann an 

der Vergleichsstandardabweichung bezogen auf den gefundenen Mittelwert festgestellt 

werden. Je niedriger die Vergleichsstandardabweichung ist, umso enger 

liegen die Mittelwerte der Ringversuchsteilnehmer um den „wahren“ Wert der Probe 

und umso homogener sind die am Ringversuch teilnehmenden Labors. 

Die Fachgruppe II Bodenuntersuchung des VDLUFA pflegt seit einigen Jahren 

eine Datenbank, in der die wichtigsten statistischen Maßzahlen von Ringversuchen 

gespeichert sind. Zur Zeit enthält die Datenbank 2 Typen von Ringversuchen 

(siehe auch Tab. 1): 

Tab. 1: Ausgewählte Kenngrößen der in der Datenbank der Fachgruppe II 

gespeicherten Ringversuche 

• Ringversuche der Fachgruppe II des VDLUFA: Teilnehmer sind VDLUFA- 

Mitglieder und es werden sehr viele Parameter je Ringversuch behandelt 

• 5-Länder-Ringversuch als Teil der Kompetenznachweise im Rahmen des 

Zulassungsverfahrens für Verordnungen im abfallrechtlichen Bereich und 

-187 -


der Düngeverordnung: neben wenigen VDLUFA-Labors nehmen an diesen 

Ringversuchen vorwiegend Privatlabors teil und die untersuchten Parameter 

beschränken sich auf 7 Schwermetalle und die Grunduntersuchung 

Munzert et al. (2007) haben die Daten der FG II das erste Mal ausgewertet und aus den 

damals gespeicherten ca. 25 Proben mit Hilfe von Regressionsgleichungen die erweiterte 

Messunsicherheit über den gesamten vorliegenden Messbereich bestimmt. 

In der vorliegenden Arbeit werden die damals erhaltenen Ergebnisse mit den bis heute 

ergänzten Daten sowie den Daten aus den 5-Länder-Ringversuchen verglichen. 

2. Verwendete Darstellung 

Für die 4 vergleichbaren Parameter pH, P, K und Mg werden mit den aktuell vorliegenden 

Daten nach dem gleichen Verfahren wie von Munzert et al. (2007) Regressionsgleichungen 

berechnet. Hierbei werden die beiden Datenherkünfte 

(Fachgruppe II und 5-Länder-Ringversuch) getrennt ausgewertet, so dass sich 

immer 2 Regressionsgeraden ergeben. 

Die Regressionskoeffizienten der beiden Neuberechnungen sowie die von 2007 

sind in Tabellen zum leichteren Vergleich jeder Abbildung hinzugefügt (Abb. 1-4). 

Abb. 1: pH-Wert (pH-CaCl2) 

-188 -


Abb. 2: Phosphor (P-CAL, gemessen) 

Abb. 3: Kalium (K-CAL) 

-189 -


Abb. 4: Magnesium (Mg-CaCl2) 

3. Ergebnis und Diskussion 

Obwohl sich die Punkteschwärme der beiden Ringversuchstypen recht gut vermischen, 

errechnen sich Regressionsgeraden mit leicht unterschiedlichen Anstiegen. 

Bei statistischen Tests stellt man fest, dass sich die meisten Koeffizienten trotz 

der geringen Unterschiede signifikant voneinander unterscheiden (FG II und 

5-Länder-Ringversuch). Andererseits liegen fast alle Ergebnisse aus den 5-Länder-Ringversuchen 

innerhalb des Konfidenzbereiches (in den Abbildungen 

nicht eingezeichnet) der Regression der FG II, was darauf hindeutet, dass es keinen 

Unterschied zwischen den beiden Ringversuchstypen gibt. 

Wenn man bedenkt, dass einzelne Werte am Rand des Punkteschwarms (x- 

Achse) eine große Hebelkraft besitzen und die Steigung der Gerade deshalb 

stark beeinflussen, so ist durch die Verwendung oder durch den Ausschluss von 

Einzelwerten, die weit vom Mittelwert entfernt liegen, leicht ein signifikant geänderter 

Anstieg der Regressionsgerade erreichbar (siehe Abb. 2: Phosphor). Es 

gibt zwar entsprechende statistische Verfahren, um die Behandlung von Aus- 

-190 -


reißern korrekt durchzuführen, das fachliche Wissen des Auswerters hat jedoch 

auch immer eine gewisses Gewicht bei diesem Ausschlussverfahren. 

Nur bei Magnesium (Abb. 4) scheinen sich die beiden Punkteschwärme und dem 

sich ergebenden Anstieg der Regressionsgerade tatsächlich etwas voneinander 

abzugrenzen. Allerdings liegt die einfache Messunsicherheit der FG II im unteren 

Messbereich sehr niedrig. Die erweiterte Messunsicherheit (U) überschreitet 

erst bei einem Messwert von ca. 8 mg/100g Boden den Wert 1. Bei einer üblichen 

Angabe ohne Nachkommastelle auf dem Befund müsste also ein zweites Labor 

bis 8 mg/100g immer genau den identischen Wert auf dem eigenen Befund ausweisen, 

was sicher nicht immer gelingen wird. 

Das beim 5-Länder-RV immer etwas niedrigere Bestimmtheitsmaß zeigt, dass 

die Qualität dieses Ringversuches stärker variiert, was jedoch auch am verwendeten 

Bodenmaterial liegen kann. 

Insgesamt gibt es bei keinem Parameter größere (fachliche) Unterschiede, was 

bedeutet, dass die Qualität der beiden Ringversuche doch recht ähnlich ist. 


Ringversuche zum Zweck der Laboranerkennung und zur Qualitätssicherung 

erreichen vergleichbare Ergebnisse. Privatlabors unterscheiden sich nur wenig 

von VDLUFA-Labors. Bei zukünftigen Auswertungen zur Ableitung der erweiterten 

Messunsicherheit erscheint es sinnvoll, dass die Maßzahlen der beiden 

Ringversuchstypen nach entsprechenden Tests miteinander verarbeitet werden. 

5. Literatur 

Munzert, M., Kießling, G., Übelhör, W., Nätscher, L., Neubert, K.-H., 2007: Expanded 

Measurement uncertainty of soil parameters derived from proficiency-testing 

data; Journal of Plant Nutrition and Soil Science 2007, 170, 

722-728 

-191 -


Qualitätsaussagen zur Kartoffel mittels Nah- 

Infrarotspektroskopie 

N. U. Haase 

Max Rubner-Institut, Detmold 


In der Kartoffel verarbeitenden Industrie erfolgt routinemäßig eine Eingangskontrolle 

der Rohware, da nur geeignete Kartoffeln in den Verarbeitungsprozess 

gelangen sollen. In kürzester Zeit müssen mehrere Qualitätsmerkmale wie äußere 

Beschaffenheit (gesund, frei von äußeren Mängeln), Stärkegehalt (Unterwassergewicht) 

und spezifische Merkmale für die Verarbeitungsrichtung (z.B. 

Frittiereignung) erhoben werden. Mittel der Wahl sind dabei Schnellmethoden. 

Die Kartoffelzüchter stehen vor einer vergleichbaren Frage, wenn sie im Selektionsprozess 

die Qualitätsseite näher betrachten. Auch hier müssen in kürzester 

Zeit möglichst zuverlässige und aussagekräftige Ergebnisse generiert werden. 

Dabei kann die Nah-Infrarotspektroskopie helfen, da diese Technik in kurzer Zeit 

zahlreiche Informationen liefert (Haase, 2004; Haase, 2006; Weber et al., 1996). 

Entsprechende Erfahrungsberichte aus anderen Industriekreisen liegen vor. So 

existieren im Getreidebereich Einsatzmöglichkeiten in der Züchtung (Osborne, 

2006); in der Entlohnung bei der Rohwarenanlieferung (Proteingehalt; Feuchte) 

(Zwingelberg et al., 1988); in der Abschätzung der Malzqualität der Braugerste 

(Ratcliffe and Panozzo, 1999) und in der online-Qualitätskontrolle der Mühlenbetriebe 

(Gradenecker, 2007). Auch in den Molkereien hat die Nah-Infrarotspektroskopie 

bereits Einzug gehalten (Cattaneo et al., 2008; Mateo et al., 2009; Revilla 

et al., 2009). 

In der Kartoffelindustrie wird diese Technik jedoch noch nicht genutzt, obwohl 

es mittlerweile einige Anwendungsbeispiele gibt. Neben der Bestimmung konkreter 

Inhaltsstoffe (Dull et al., 1989; Haase, 2004; Hartmann and Büning-Pfaue, 

1998b) werden auch Produktqualitäten abgeschätzt (Haase, 2002; Scanlon et 

al., 1999) und sogar das Keimungsverhalten vorhergesagt (Jeong et al., 2008). 

Sowohl für die Transmissions- als auch für die Reflektionstechnik sind für einzelne 

Merkmale inzwischen akzeptable Vorhersagewerte geschaffen worden. 

-192 -


In der aktuellen Untersuchung wurden vorangegangene Studien zur Abschätzung 

der Verarbeitungsqualität auf eine mehrjährige Plattform gestellt (Zeitraum 

1999 bis 2007). Darüber hinaus wurden zwei prinzipielle Vorgehensweisen einander 

gegenübergestellt. 


Im Zeitraum zwischen 1999 und 2007 wurden jeweils im Herbst und im darauf 

folgenden Frühjahr Nah-Infrarotmessungen in einem umfangreichen Sortiment 

an Kartoffelmustern, die an vier bis fünf Standorten unter jeweils ortsüblichen 

Bedingungen angebaut worden waren, durchgeführt (Lagerung bei +8 °C und 

bei +4 °C (einige Muster); jeweils 92 % rel. Luftfeuchte). Dazu wurden die Proben 

aufbereitet, d.h. geteilt, gewaschen, gewürfelt, erneut geteilt, homogenisiert, 

sofort in Messküvetten gefüllt und zeitnah im NIRS-Gerät (Foss, Modell 6500) in 

Form einer Doppelbestimmung gemessen (400 – 2500 nm). Ein anderes aliquot 

der gewürfelten Probe wurde tiefgefroren (-21 °C), gefriergetrocknet und mit einer 

Labormühle zerkleinert. 

Der Trockenmassegehalt wurde über Gewichtsverlust bei 105 °C bestimmt) 

(American Association of Cereal Chemists (AACC), 1993a). Der Restfeuchtegehalt 

im gefriergetrocknetem und zerkleinertem Kartoffelpulver wurde ebenfalls 

mit der Trockenschrankmethode bei 105 °C bestimmt (American Association of 

Cereal Chemists (AACC), 1993b). 

Die Zuckerbestimmung erfolgte enzymatisch mit photometrischer Auswertung 

(Testkits, r-biopharm). 

Zwecks semitechnischer Verarbeitung wurden je 5 kg Kartoffeln gewaschen, in 

einem Topfschäler geschält und spezifisch zu Trockenspeisekartoffeln, Kartoffelchips 

und Pommes frites aufgearbeitet. 

Die Farbe der Trockenspeisekartoffeln und Kartoffelchips wurde mit einem Farbmessgerät 

(Konica-Minolta, CR 310) erfasst. Ausgewertet wurde die Farbhelligkeit 

(L* - CIE Standard). Die Qualität der verzehrsfertigen Pommes frites wurde 

sensorisch mit einem Expertenpanel (4 - 5 Personen) festgestellt. Dabei wurden 

die Einzelergebnisse für Farbe, Geschmack, Textur und Kruste zu einer Qualitätsnote 

gemittelt. 

-193 -


Die NIR-Modelle zur Vorhersage von Trockenmasse, Stärke- und Zuckergehalt 

(Reduz. Zucker, Saccharose und Gesamtzucker) wurden mit zwei unterschiedlichen 

Vorgehensweisen erstellt. Zum einen wurde nach dem ersten Jahr (Zusammenführung 

von Ernte- und Lagerwerten) das Modell erstellt. In den Folgejahren 

erfolgte eine Ausweitung des Modells durch Einbindung weiterer Datensätze (= 

iteratives Modell). Zum anderen wurden die Einzelspektren über den gesamten 

Untersuchungsreitraum gesammelt und erst nachträglich ausgewertet (= retrospektives 

Modell). Dazu erfolgte zunächst eine Reduktion der Datensätze durch 

Mittelwertbildung von jeweils 4 Datensätzen mit ähnlichen spektralen Informationen. 

Zur Überprüfung der so erstellten Modelle wurde einerseits im Kalibriersatz ein 

kleines Sortiment an Daten ausgeblendet und zur internen Überprüfung (Validierung) 

eingesetzt. Andererseits wurden die fertigen Modelle mit unbekannten 

Proben getestet, die vorab der Modellerstellung aus dem Datensatz entfernt worden 

waren. 


Die untersuchten Qualitätsmerkmale deckten einen sehr weiten Bereich ab, der 

jeweils von „ungenügend“ bis zu „sehr gut“ reichte. Die entsprechenden Laborwerte 

sind dazu in Tabelle 1 aufgeführt, wobei die beiden Quartilswerte den 25 

und 75 %-Wert angeben, d.h. 50 % aller Werte lagen zwischen diesen beiden 

Eckwerten. 

Tab. 1: Spannweite der Qualitätsdaten im Kalibrier-Datensatz (TM: Trokkenmasse; 

FM: Frischmasse; ST: Stärkegehalt; Farbe: L-Wert; RZ: 

Reduz. Zucker; Sacch: Saccharose) 

Merkmal (n) Mittelwert 

Stdabw. 

-194 - 

Min. Max. Unteres 

Quartil 

Oberes 

Quartil 

TM (%) 2517 25,1 3,34 14,1 35,4 22,6 27,5 

ST (% FM) 650 20,3 2,49 12,8 27,2 18,6 21,9 

TROKA_Farbe 822 63,4 2,44 52,6 71,7 62,0 64,8 

Chips_Farbe 1416 62,8 5,97 22,1 70,9 58,2 65,6 

Pommes_Note 1064 6,4 0,93 2,67 8,90 5,8 7,0 

RZ (mg 100 g-1 ) 1301 120 135 9 975 37 144 

Sacch (mg 100 g-1 ) 1301 364 230 29 2058 223 434 

Zucker (mg 100 g-1 ) 1301 484 290 105 2272 299 566


Trockenmassegehalt 

Der Trockenmassegehalt ist eine wichtige Kenngröße in der Kartoffelindustrie. 

Beispielsweise wird der Kochtyp damit in Verbindung gebracht. Mindestens ebenso 

wichtig ist die Abschätzung der jeweiligen Verarbeitungseignung, die je nach 

Produktrichtung einen optimalen Bereich umfassen soll. In vielen Fällen basiert 

deshalb der Einkaufspreis der Kartoffeln auf diesem Merkmal. Heute wird zu dessen 

Ermittlung in der Regel das Unterwassergewicht bestimmt. Diese Technik ist 

schnell und weitgehend zuverlässig, liefert aber natürlich nur einen Näherungswert, 

so dass in der Vergangenheit zahlreiche Versuche zur Optimierung der Auswertung 

durchgeführt wurden (u.a. (Haase, 2004; Houghland, 1966; Putz, 1994)). 

Mehrere Hinweise aus der Fachliteratur belegen, dass eine Vorhersage des Trokkenmassegehaltes 

mittels der NIR-Technik bei Kartoffeln möglich ist, auch wenn 

bislang keine direkte Anwendung beschrieben wurde (Haase, 2006; Hartmann 

and Büning-Pfaue, 1998c; Scanlon et al., 1999; Subedi and Walsh, 2009). Die Ergebnisse 

der vorliegenden Studie stützen diese Aussage. Die beiden gewählten 

Vorgehensweisen zur Modellerstellung (siehe Material und Methoden) lieferten 

sehr robuste Modelle mit einer hohen Vorhersageleistung, wie sowohl die interne 

als auch die externe Validierung mit fremden Proben zeigten (Tabelle 2). 

Tab. 2: NIR-Qualitätsdaten der optimalen Modelle zur Abschätzung des 

Trockenmassegehaltes für das iterative und retrospektive Verfahren 

einschließlich interner und externer Validierungsdaten 

Modell Kalibrierung Validierung 

n Messbereich 

[%] 

SEC R² cal 1 - VR SD/ 

SECV 

n R² val 

iterativ 864 15,7 – 35,2 0,595 0,966 0,964 5,29 1065 0,978 

retrospektiv 

546 17,4 – 32,9 0,217 0,993 0,991 10,5 376 0,976 

(Erläuterungen: Abltg.: Behandlung der spektralen Rohdaten 

SEC: Standardfehler der Kalibration 

1 – VR: entspricht Regressionswert (R²) der internen Kreuzvalidierung 

SD/SECV: Qualitätskenngröße der internen Validierung (> 5: geeignet 

für Qualitätskontrolle; 2,5 – 5: geeignet zur Abschätzung 

(Williams and Sobering, 1993)) 

Die NIR-Ergebnisse zur Trockenmasse-Bestimmung hatten einen sehr hohen 

SD/SECV-Quotienten. Damit wäre ein direkter Einsatz zur Qualitätskontrolle 

möglich. Das retrospektiv erstellte Modell war dabei in seiner Vorhersagelei- 

-195 -


stung dem iterativen Modell überlegen. Die Erfassung des Stärkegehaltes im 

Rahmen einer Qualitätskontrolle wäre hingegen nur bei Verwendung des retrospektiv 

erstellten Modells möglich. 

Verarbeitung 

Die Vorhersage der Verarbeitungsqualität orientiert sich an Qualitätsbeschreibungen 

der entsprechenden Produkte. Bei Trockenspeisekartoffeln (TROKA) und 

Kartoffelchips wurden dazu die jeweils gemessenen Farbhelligkeitswerte (L*- 

Werte) als Laborwert verwendet. Ausgehend von diesen Werten kann über eine 

entsprechende Gruppenbildung eine Ausprägungsstufe, z.B. von 1 bis 9 (siehe 

Bundessortenamtsbeschreibung), abgeleitet werden. 

Wie die Einzeldaten der Modelle zeigten, konnten sowohl TROKA als auch Kartoffelchips 

in ihrer Farb- und damit Qualitätsausprägung mit mittlerer Qualität 

vorhergesagt werden. Bei TROKA unterschieden sich Kalibrierung und externe 

Validierung um 15 % Ergebnisgenauigkeit, während bei Kartoffelchips die 

Validierung mit 89 % Bestimmtheitsmaß besser als der Kalibrierwert (R² = 0,82) 

ausfiel. Insgesamt waren jedoch die Modelle – wenn überhaupt – nur für grobe 

Screeningsvorgänge geeignet (Tabelle 3 und 4). 

Tab. 3: NIR-Qualitätsdaten der optimalen Modelle zur Abschätzung der TRO- 

KA-Qualität für das iterative und retrospektive Verfahren einschließlich 

interner und externer Validierungsdaten (Erläuterungen: siehe Tab. 2). 


n Messbereich SEC R² 1 - VR SD/ 

n R² cal val 

[L-Wert] 

SECV 

iterativ 241 56,6 – 71,7 1,11 0,803 0,719 1,89 330 0,481 

retrospektiv 

244 57,3 – 69,6 0,948 0,788 0,708 1,85 104 0,631 

Tab. 4: NIR-Qualitätsdaten der optimalen Modelle zur Abschätzung der Kartoffelchips-Qualität 

für das iterative und retrospektive Verfahren einschließlich 

interner und externer Validierungsdaten (Erläuterungen: 

siehe Tab. 2) 


n Messbereich 

[L-Wert] 

SEC R² cal 1 - VR SD/ 

SECV 

n R² val 

iterativ 608 51,1 – 74,5 2,90 0,445 0,415 1,31 337 0,801 

retrospektiv 

396 47,7 – 75,9 1,98 0,822 0,754 2,02 104 0,888 

-196 -


Pommes frites wurden als verzehrsfertiges Erzeugnis bewertet, wobei durch ein 

Expertenpanel (4 Personen) ein sensorischer Gesamteindruck erhoben wurde, 

der sowohl physikalische als auch organoleptische Kriterien umfasste. Die Kalibration 

deutete eine nur geringe Vorhersagequalität an, die im Validier-Datensatz 

noch schlechter ausfiel, so dass letztendlich bei diesem Merkmal eine nur 

sehr grobe Abschätzung der Qualität möglich war (Tabelle 5). 

Tab. 5: NIR-Qualitätsdaten der optimalen Modelle zur Abschätzung der Pommes 

frites-Qualität für das iterative und retrospektive Verfahren einschließlich 

interner und externer Validierungsdaten (Erläuterungen: 

siehe Tab. 2) 

Modell 

n 

Messbereich 

[Note] 

Kalibrierung Validierung 

SEC R² cal 1 - VR 

SD/ 

SECV 

n R² val 

iterativ 357 3,63 – 8,84 0,629 0,476 0,372 1,26 451 0,287 

retrospektiv 

305 4,15 – 8,44 0,365 0,739 0,617 1,62 169 0,464 

Zucker 

Zahlreiche Verarbeitungsprodukte bedingen niedrige Zuckergehalte im Rohstoff, 

um eine übermäßige Maillardreaktion (Bräunung) zu vermeiden. Daher 

gibt es ein großes Interesse der Verarbeitungsindustrie, den Zuckergehalt in der 

angelieferten Rohware zumindest abschätzen zu können. Bisherige Versuche, 

den Gehalt an reduzierenden Zuckern (RZ) mittels NIR vorherzusagen, waren 

nur teilweise erfolgversprechend ((Hartmann and Büning-Pfaue, 1998a) vs. (Scanlon 

et al., 1999)). Da für dieses konträre Ergebnis nicht zuletzt die absolut niedrige 

Konzentration verantwortlich sein könnte, die i.d.R. unterhalb eines Wertes 

von 1 % i.d. FM liegt, wurde auch die Saccharose untersucht. Damit sollte geprüft 

werden, ob nicht auch aus der Differenz von Gesamtzucker und Saccharose auf 

den Gehalt an RZ geschlossen werden kann. 

Das iterative Modell erlaubte keine Vorhersage des Gehaltes an RZ, während die 

Validierung des retrospektiven Modells die ältere Aussage der bedingten Machbarkeit 

(Hartmann and Büning-Pfaue, 1998a) mit dem damaligen Bestimmtheitsmaß 

von 82 % mit nur 53 % deutlich verfehlte (Tabelle 6). Ein Grund dafür 

mag im deutlich höheren Zuckergehalt in der Vergleichsstudie (Hartmann and 

Büning-Pfaue, 1998a) liegen. 

-197 -


Tab. 6: NIR-Qualitätsdaten der optimalen Modelle zur Abschätzung des Gehaltes 

an reduzierenden Zuckern für das iterative und retrospektive 

Verfahren einschließlich interner und externer Validierungsdaten (Erläuterungen: 

siehe Tab. 2). 

Modell 

n 

Messbereich 

[mg 100 g-1 FM] 



SD/ 

SECV 

n R² val 

iterativ 648 4 – 194 39,6 0,159 0,125 1,09 549 0,108 

retrospektiv 

318 4 – 310 40,6 0,676 0,478 1,38 156 0,529 

In Tabelle 7 ist abschließend das Ergebnis für Saccharose dargestellt, die sich 

mit überraschend guten Qualitätswerten vorhersagen ließ. Beide Modelle waren 

so ausgelegt, dass zumindest eine Abschätzung der jeweiligen Größenordnung 

möglich war. 

Tab. 7: NIR-Qualitätsdaten der optimalen Modelle zur Abschätzung des Gehaltes 

an Saccharose für das iterative und retrospektive Verfahren 

einschließlich interner und externer Validierungsdaten (Erläuterungen: 

siehe Tab. 2). 

Modell 

n 

Messbereich 

[mg 100 g 


-1 FM] 


SD/ 

SECV 

n R² val 

iterativ 643 10 – 679 83,9 0,539 0,518 1,44 427 0,774 

retrospektiv 

321 5 – 718 57,2 0,798 0,715 1,87 127 0,795 


Damit bleibt festzuhalten, dass die Technik der Nahinfrarotspektroskopie grundsätzlich 

auch bei Kartoffeln Verwendung finden kann. Merkmale wie Trockenmasse- 

oder Stärkegehalt ließen sich mit hoher Zuverlässigkeit vorhersagen. 

Auch wenn andererseits die komplexen Qualitätsmerkmale der Verarbeitungsqualität 

sowie der Gehalt an Zuckern nur bedingt abschätzbar waren, bietet sich 

damit doch eine Kombinationsmöglichkeit an, die es erlaubt, in kurzer Zeit (< 5 

Minuten) sowohl eine belastbare Aussage als auch einen Qualitätshinweis zu 

-198 -


erhalten. In vielen Fällen dürfte dieses den Ansprüchen genügen. Weitere Arbeiten 

an diesen ersten NIR-Vorhersagemodellen lassen zudem Verbesserungen 

erwarten, so dass sowohl die Rohstoffbewertung in der Verarbeitungsindustrie 

als auch der Selektionsvorgang im Zuchtgarten mit dieser Technik beschleunigt 

werden können. Ein zusätzlicher Vorteil liegt im vollständigen Ersatz nasschemischer 

Untersuchungsverfahren. 

5. Literatur 

American Association of Cereal Chemists (AACC), 1993a: Approved methods of 

the AACC: Method 44-60 (Moisture - drying on quartz sand), St. Paul, MN, 

USA, The Association. 

American Association of Cereal Chemists (AACC), 1993b: Approved methods of 

the AACC. Method 44-15a (Moisture - air oven method), Aacc, St.Paul, Mn 

, St. Paul, MN, The Accociation. 

Cattaneo, T., Cabassi, G., Panarelli, E.V., Giangiacomo, R., 2008: Why does 

near infrared transmittance spectroscopy discriminate Quark-type cheese 

manufactured in the presence or absence of aflatoxin M1 (AFM1)? 

Journal of Near Infrared Spectroscopy 16, 159-164. 

Dull, G. G., Birth, G. S., Leffler, R. G., 1989: Use of near infrared analysis for the 

nondestructive measurement of dry matter in potatoes, American Potato 

Journal 66, 215-225. 

Gradenecker, F., 2007: Online-Messung in Getreidemühlen mit NIR-Technologie, 

Getreidetechnologie 61, 213-216. 

Haase, N. U., 2002: Neue Wege zur Bestimmung der Verarbeitungsqualität? 

Kartoffelbau 53, 406-409. 

Haase, N. U., 2006: Rapid estimation of potato tuber quality by Near-infrared 

spectroscopy, starch/stärke 58, 268-273. 

Haase, N. U., 2004: Abschätzung von Trockenmasse und Stärkegehalt, Kartoffelbau 

55, 408-410. 

Hartmann, R., Büning-Pfaue, H., 1998: NIR determination of potato constituents, 

Potato Research 41, 327-334. 

Houghland, G. V. C., 1966: New conversion table for specific gravity, dry matter, 

and starch in potatoes, American Potato Journal 43, 138-138. 

-199 -


Jeong, J. C., Ok, H. C., Hur, O. S., Kim, C. G., 2008: Prediction of sprouting capacity 

using near-infrared spectroscopy in potato tubers, American Journal 

of Potato Research 85, 309-314. 

Mateo, M., O‘Callaghan, D., Everard, C., Fagan, C., Castillo, M., Payne, F., 

O‘Donnell, C., 2009: Influence of curd cutting programme and stirring 

speed on the prediction of syneresis indices in cheese-making using NIR 

light backscatter, LWT - Food Science and Technology 42, 950-955. 

Osborne, B. G., 2006: Applications of near infrared spectroscopy in quality screening 

of early-generation material in cereal breeding programmes, Journal 

of Near Infrared Spectroscopy 14, 93-101. 

Putz, B., 1994: Die Eu-Stärkewerttabelle als Grundlage für die Bezahlung, Kartoffelbau 

45, 287-289. 

Ratcliffe, M., Panozzo, J. F., 1999: The application of near infrared spectroscopy 

to evaluate malting quality, Journal of the Institute of Brewing 105, 85-88. 

Revilla, I., Gonzalez-Martin, I., Hernandez-Hierro, J., Vivar-Quintana, A., Gonzalez-Perez, 

C., Luruena-Martinez, M., 2009: Texture evaluation in cheeses 

by NIRS technology employing a fibre-optic probe, Journal of Food 

Engineering 92, 24-28. 

Scanlon, M. G., Pritchard, M. K., Adam, L. R., 1999: Quality evaluation of processing 

potatoes by near infrared reflectance, J of the Science of Food and 

Agriculture 79, 763-771. 

Subedi, P. P., Walsh, K. B., 2009: Assessment of potato dry matter concentration 

using short-wave near-infrared spectroscopy, Potato Research 52, 67- 

77. 

Weber, L., Haase, N. U., Putz, B., 1996: Rohstoffbewertung von Kartoffeln mittels 

NIT, Kartoffelbau 47, 342-344. 

Williams, P. C., Sobering, D. C., 1993: Comparison of commercial near infrared 

transmittance and reflectance instruments for analysis of whole grains 

and seeds, Journal of Near Infrared Spectroscopy 1, 25-32. 

Zwingelberg, H., Bolling, H., Gerstenkorn, P., 1988: Zur Möglichkeit des erweiterten 

Einsatzes der NIR-Spektroskopie bei der Erfassung von Weizen, 

Getreide, Mehl und Brot 42, 4-9. 

-200 -


Der Pflanzenschutzwarndienst in Baden- 

Württemberg 

B. Bundschuh 

Stuttgart 

Der durch Schadorganismen an Pflanzen ausgelöste Krankheits- und Schadensverlauf 

wird wesentlich durch das Wetter beeinflusst. Für die Pflanzenproduktionsberater 

sind deshalb Wetterdaten in ihrer täglichen Arbeit unentbehrlich. 

In den vergangenen 15 Jahren wurde in Baden-Württemberg durch die Landesanstalt 

für Pflanzenschutz ein flächendeckendes Netz von Wetterstationen 

in den Anbaugebieten aufgebaut. Die Wetterdaten dieser Stationen werden den 

Pflanzenproduktionsberatern an den Landratsämtern online zur Verfügung gestellt 

und werden dann über Computerprogramme dargestellt und ausgewertet. 

Diese Daten sind eine sehr wichtige Grundlage der staatlichen Beratung im integrierten 

Pflanzenschutz. Durch die gezielte Anwendung von Pflanzenschutzmitteln 

kommt dieses Engagement letztendlich dem Verbraucher, dem Landwirt 

und der Umwelt zu Gute. Das Land Baden-Württemberg leistet damit einen 

wertvollen Beitrag zur Gewährleistung der wirtschaftlichen Produktion qualitativ 

hochwertiger pflanzlicher Erzeugnisse. 

Die Verpflichtung zur Durchführung eines länderspezifischen Pflanzenschutz- 

Warn dienstes ist in §34 des Pflanzenschutzgesetzes definiert. Als wichtiger Teil 

des Pflanzenschutzdienstes Baden-Württemberg hat das Landwirtschaftliche 

Technologiezentrum gemeinsam mit den Regierungspräsidien und den Unteren 

Landwirtschaftsbehörden nicht nur Beratungspflichten zu erfüllen. Auch Aufklärung 

und Schulung auf dem Gebiet des Pflanzenschutzes gehören dazu. Ferner 

regelt der entsprechende Gesetzestext die Durchführung des Pflanzenschutzwarndienstes 

und beschreibt dabei, dass Warndienstaussagen durch eigene 

Versuche und Untersuchungen gestützt sein sollten. Bis heute unterstützt das 

Sachgebiet Warndienst des LTZ Augustenberg die gesamte Pflanzenproduktionsberatung 

im Land Baden-Württemberg. Die derzeitigen Arbeitsschwerpunkte 

liegen in den Bereichen 

• der gezielten Weiterentwicklung des Messnetzes 

• der Instandhaltung von Wetterstationen 

• der Verarbeitung und Bereitstellung von Wetterdaten 

sowie der Betreuung der wichtigsten Prognoseprogramme 

-201 -


Künftig will das LTZ einen weiteren effektiven Beitrag zur Förderung des integrierten 

Pflanzenschutzes in Baden Württemberg leisten. Die bisherigen Arbeitsschwerpunkte 

werden durch eine praxisorientierte Weiterentwicklung des 

Warndienstes in einem wichtigen Punkt vollendet. In diesem Zusammenhang 

wird das LTZ ab 2010 gemeinsam mit der baden-württembergischen Produktionsberatung 

sämtliche Modellaussagen mit konkreten, regionalen Beratungs- 

und Behandlungsempfehlungen verknüpfen um diese dann direkt und online 

zum Endverbraucher in die landwirtschaftliche Praxis zu transportieren. Definiertes 

Ziel dabei ist die noch gezieltere Unterstützung bei der Entscheidungsfindung 

für oder gegen Pflanzenschutzmassnahmen. Gleichzeitig wird damit eine 

modellorientierte deutliche Reduzierung der Anzahl Pflanzenschutzanwendungen 

angestrebt. 

-202 -


Bestimmung ausgewählter Nährstoffe mit der 

Fließinjektionsanalytik 

A. Schöne 

Medizin- und Labortechnik GmbH, Radebeul 


Die MLE GmbH Dresden ist ein mittelständisches Unternehmen der Labor- und 

Analysenmesstechnik. Wir entwickeln und fertigen labortechnische Geräte, u.a. 

Fließinjektionsanalysatoren. Für die FIA-Analytik werden bestehende Normen 

umgesetzt und neue Methoden entwickelt. 

Zusätzlich gehören zum Gerätespektrum der MLE GmbH Dresden auch Autosampler 

zur Automatisierung und Komplettierung der Analysenmesstechnik 

anderer Hersteller. 

2. Prinzip der Fließinjektionsanalytik 

Als Grundprinzip der Fließinjektionsanalytik gilt die Injektion eines kleinen Probenvolumens 

in einen Trägerstrom (Carrier) mit Hilfe eines Injektionsventils. 

Der Carrier transportiert dann die Probe durch die Methodeneinheit, wo sie mit 

den zur analytischen Nachweisreaktion notwendigen Reagenzien vermischt 

wird. Die exakte Dosierung von Carrier und Reagenzien erfolgt über regelbare 

Schlauchpumpen; die Reaktionszeit wird über Schlauchreaktoren mit definiertem 

Volumen (Schlauchlänge, -durchmesser) festgelegt. 

Der in der Probe enthaltene Analyt bildet mit den zugemischten Reagenzien ein 

Reaktionsprodukt, dessen Signalhöhe mit der Konzentration des Analyten zunimmt. 

In der Fließinjektionsanalytik (FIA) können verschiedene Detektoren verwendet 

werden. Dabei besitzt die photometrische Detektion die größte Anwendungsvielfalt 

und ist in standardisierten Messverfahren genormt. 

In Abbildung 1 ist schematisch der Ablauf der Fließinjektionsanalytik als Vergleich 

zur manuellen Photometrie dargestellt. 

-203 -


Abb.1 Schematische Darstellung der FIA-Technik mit photometri- 

scher Detektion 

3. Nährstoffanalytik mit der FIA 

Zur nass-chemischen Nährstoffanalytik im Labor mit Hilfe der FIA-Technik bieten 

sich alle Ionen an, die mit genormten oder in der Literatur veröffentlichten Verfahren 

photometrisch bestimmt werden können. Es kommen dafür insbesondere 

die Mineralnährstoffe in Betracht. 

Die Nährstoffanalytik verwendet überwiegend die Bezeichnungen der chemischen 

Elemente, wobei für die FIA relevant ist, in welcher Ionenform das jeweilige 

Element gebunden ist und dann auch detektiert wird. 

Tab.1: Mit der FIA-Technik detektierbare Nährstoffe (Auszug) 

Nährstoff in Elementform mit FIA detektierbar als 

Stickstoff 

Harnstoff, Nitrat, Ammonium, 

N gesamt 

Phosphor Ortho-Phosphat, Gesamt-Phosphat 

Schwefel Sulfat 

Alkali- und Erd- alkalimetalle Ca, Mg 

-204 -


Gleichzeitig besteht die Möglichkeit, einige sogenannte Mikronährstoffe als Ionen 

photometrisch zu detektieren: 

Eisen, Mangan, Zink, Kupfer, Borat, Molybdat, Chlorid 

4. Quantifizierung der Nährstoffe 

Die Quantifizierung der Nährstoffe ist notwendig, 

• um den Pflanzen- und Bodenzustand bezüglich Nährstoffgehalt und –Bedarf 

zu bestimmen. 

• um Düngergaben zu optimieren. 

Dabei spielt die Nährstoffdynamik eine große Rolle. 

Abb.2 Nährstoffdynamik (Quelle: Schilling, Pflanzenernährung und 

Düngung, Teil 2, DLWV Berlin 1987) 

Bei der Quantifizierung der Nährstoffe im Boden muss demzufolge sowohl der 

pflanzenverfügbare Gehalt als auch der mineralische Vorrat bestimmbar sein. 

Gleichzeitig ist der Gesamt-Nährstoffgehalt in der Pflanze interessant. 

5. Überführung der Nährstoffe in messbare Analyten 

Um die Nährstoffe mit der FIA-Technik messen zu können, müssen die zu analysierenden 

Substanzen in eine (photometrisch) messbare Form in flüssiger Phase 

gebracht werden. 

Zur Bestimmung von Gesamtgehalten in Böden erfolgt dazu meist ein Aufschluss 

der festen Phase unter Extrembedingungen, z.B. mit konzentrierter Schwefelsäure 

nach dem Kjeldahl-Aufschluss. In der aufgeschlossenen Probe ist der Analyt oft 

-205 -


in hoher Konzentration enthalten, jedoch muss das Bestimmungsverfahren die 

hohe Matrixbelastung tolerieren. 

Zur Bestimmung von löslichen Nährstoffen in Böden oder Pflanzenteilen werden 

Extrakte angesetzt. Hier sind die gefundenen Konzentrationen des Analyten meist 

gering, die Analytik gestaltet sich jedoch häufig schwierig aufgrund des hohen Gehaltes 

an Extraktionsmittel in der Probe. 

Für manche Anwender ist es notwendig, Ausgangsgehalte in flüssigen Düngemitteln 

zu bestimmen, wobei die Ergebnisse meist im Prozentbereich liegen. 

Kann die Fließinjektionsanalytik diesen verschiedenen Anforderungen gerecht 

werden? 

6. Komplexe Lösungen von Analysenproblemen mit der FIA- 

Technik 

Die Fließinjektionsanalytik stellt nicht nur eine einfache Automatisierung von manueller 

Arbeitsweise dar. Mit Hilfe dieser Technik können vielmehr unterschiedliche 

Analysenprobleme gelöst werden. Es ergeben sich u.a. folgende Möglichkeiten: 

� Integration von Dialyse zur Entfernung störender Matrix 

� Integration von Inline-Verdünnung 

� Integration von Inline-Aufschlüssen zur Bestimmung von Gesamtgehalten 

in wässrigen Proben 

� Anpassung von Reagenzien bei komplexer Aufschlussmatrix 

Gleichzeitig wird mit dem Einsatz der FIA-Technik in der Nährstoff-Analytik ein 

geringer Probenverbrauch sowie hohe Reproduzierbarkeit der Messergebnisse 

realisierbar. 

-206 -


7. Das flexible FIA-System der MLE GmbH 

Autosampler FIAcompact oder FIAmodula mit comfortable Windows 

mit verschieden Methodeneinheit Software FIAcontrol 

wählbaren Probentellern 

Abb.3 Beispiel eines Mehrkanalsystems der MLE GmbH 

Mit dem FIA-System der MLE GmbH lassen sich u.a. folgende Nährstoffparameter 

messen: 

Tab. 2: Auszug der Methodenliste der MLE GmbH 

Analyt Messbereich 

Harnstoff 0,01 bis 10 g/l 

Nitrat-N 0,02 bis 100 mg/l 

Phosphat-P in Extrakten 0,02 bis 20 mg/l 

Phosphat-P in Düngemitteln 1 bis 200 g/l 

Ammonium-N 0,02 bis 50 mg/l 

Chlorid 1 bis 1000 mg/l 

Sulfat 5 bis 500 mg/l 

Calcium 0,1 bis 400 mg/l 

Magnesium 0,1 bis 400 mg/l 

7.1 Das FIA compact 

Das FIA compact besitzt zwei unabhängige mehrkanalige Pumpen und gestattet 

somit Anreicherungsverfahren, Hochempfindlichkeitsdialyse und Inline-Aufschlüsse. 

-207 -


Das FIA compact eignet sich hervorragend als universelles Gerät für Labore mit 

geringem Probendurchsatz. Eine Nachrüstung von Methoden ist jederzeit möglich. 

Verschiedene Analyten werden sequentiell bestimmt, das heißt es ist ein 

Methodenwechsel erforderlich. 

Der Methodenwechsel mit den komplett ausgestatteten Methodeneinheiten ist 

sehr einfach und dauert nur wenige Minuten. 

Gleichzeitig kann das FIA compact mit anderen FIA compact oder mit FIA modula 

kombiniert werden. 

Zur Analytik der Nährstoffparameter steht eine Universalmethodeneinheit zur 

Verfügung: Hier können nacheinander ohne Methodenwechsel Phosphat, Nitrat 

und Ammonium bestimmt werden, lediglich die Reagenzien sind zu wechseln. 

Abb.4 FIA compact 

7.2 Das FIA modula 

Das FIA modula besitzt nur eine 6-Kanal-Schlauchpumpe und ist besonders für 

den Einsatz in Mehrkanalsystemen zur Bestimmung verschiedener Parameter 

aus einer Probe geeignet. Bis zu 8 Kanäle können parallel betrieben werden. Die 

Methodeneinheiten sind fest installiert. Das modulare System lässt sich jederzeit 

mit anderen Kanälen kombinieren, wenn eine parallele Messung verschiedener 

Parameter aus einem Extrakt sinnvoll ist. 

Die mehrkanalige Arbeitsweise ist vor allem bei hohem Probendurchsatz vorteilhaft. 

-208 -


Abb.5 FIA modula 

7.3 Beispiel eines FIA-Systems 

Bestimmung von Nitrat, Ammonium und Sulfat aus dem 

Calciumchlorid-Extrakt 

Abb. 6 Mehrkanalsystem FIA modula (hier: Sulfat, Nitrat, Phenol) 

7.3.1 Allgemeine Arbeitsweise 

� Messung von Ammonium, Nitrat und Sulfat aus einem Extrakt auf dem Probenteller 

� Probe wird in die 3 Kanäle geladen: parallele Detektion der Analyten 

� Dauer für eine Analyse: 2,5 min 

� Benötigtes Probenvolumen: 3,5 ml 

� Verwendung von Mischstandards 

-209 -


7.3.2 Analysenverfahren 

Zur Bestimmung der Nährstoffparameter Ammonium, Nitrat und Sulfat im Calciumchlorid-Extrakt 

werden robuste photometrische Methoden verwendet. 

Bestimmung von Ammonium-N 

� DIN EN ISO 11732: Überführung von Ammonium in Ammoniak und Diffusion 

durch eine gaspermeable Membran 

Abb.7 Kalibierung Ammonium 

Bestimmung von Nitrat-N 

� DIN EN ISO 13395: Reduktion von Nitrat zu Nitrit und Diazotierung mit Sulfanilamid 

/NED 

Abb.8 Kalibierung Nitrat 

-210 -


Bestimmung von Sulfat 

� Turbidimetrische Bestimmung nach Ausfällen von Barium-sulfat 

mit Bariumchlorid 

Abb.9 Kalibrierung Sulfat 

7.3.3 Zeit- und Kostenaufwand 

Bei Messung von 20 Proben im kleinsten Messbereich inclusive Kalibrierung und 

Doppelbestimmung 

� wurden 7 ml Probe verbraucht 

� wurden 2 Stunden für Messung aller 3 Parameter benötigt 

� ergaben sich weit weniger als 10 € Kosten für verbrauchte Chemikalien 


Das FIA-System der MLE GmbH zeichnet sich durch folgende Merkmale aus und 

bietet sich insbesondere für die Nährstoffanalytik an: 

� Anwendung robuster standardisierter photometrischer Methoden 

� Anpassung von Methoden an die entsprechende Probenmatrix in unserem 

Applikationslabor 

� kompakte Geräteausführung, geringer Platzbedarf, Transparenz 

� schnelle Betriebsbereitschaft durch gasblasenfreies Flüssigkeitssystem 

� System ist entsprechend den analytischen Erfordernissen jederzeit konfigurierbar 

bzw. nachrüstbar 

-211 -


� sparsam im Proben- und Reagenzienverbrauch sowie bei laufenden Kosten 

� bedienerfreundliche Software 

9Kon 

9. Kontakt 

www.mle-dresden.de 

Telefon: (0351) 833810 

Telefax: (0351) 8338111 

-212 -


Vorbereitung von leichten, schwach gepufferten 

Böden auf die Applikation von Biogasgülle 

H. Unterfrauner 1 , W. Somitsch 2 , R. Peticzka 3 , S. Brauneis 3 , 

M. Schlaipfer 3 

1 2 3 BoWaSan, Graz, IPUS GmbH, Graz, Institut für Geographie und Regionalforschung, 

Wien 

Zusammenfassung 

Die Anwendung von Biogasgülle kann die Bodenfurchtbarkeit beeinträchtigen 

(z.B. Überfrachtung des Soprtionskomplexes, Versauerung, Verschlämmung). 

In einem 20 Wochen dauernden Feldversuch wurden mehrere Produkte abgetestet 

um diese Beeinträchtigungen möglichst gering zu halten. Diese sollen Aggregate 

stabilisieren, Säuren neutralisieren, gelöstes K adsorbieren sowie Ca 

und Mg nachliefern. Die Produkte wurden 2 Tage vor der Applikation der Biogasgülle 

auf die Flächen gestreut. Von den getesteten Varianten zeigte das Produkt 

P3 eine sehr gute Sofort- und längerfristige Wirkung, Bodenparameter wurden 

auf einem konstanten Niveau gehalten oder verbessert. Nach dem Betrachtungszeitraum 

von 20 Wochen ist sogar eine deutlich bessere Situation als der 

Ausgangszustand festzustellen. 

Das Produkt P3 kann in der landwirtschaftlichen Praxis dazu beitragen, dass auf 

leichten, schwach gepufferten Böden mögliche beeinträchtigende Auswirkungen 

von Biogasgülle auf Bodeneigenschaften vermindert werden und die Bodenfruchtbarkeit 

erhalten bleibt. 

Summary 

In a twenty weeks field trial several product mixtures were tested for their compensation 

of adverse effects of biogas fermentation residues on soils by support 

of certain parameters. The test parameters were stabilization of soil aggregates, 

neutralization of acids and adsorption of soluble potassium. 

The test mixture P3 showed very good short- and long-term effects, when applied 

2 days before application of the biogas manure. Key soil parameters remained at 

-213 -


constant level or were even improved. After the test period of twenty weeks a significant 

improvement of the soil condition was observed compared to the initial 

situation. 

In agricultural practice the test mixture P3 can contribute to the reduction of adverse 

effects of biogas manure on the soil characteristics of light, acid soils, and 

therefore to stabilize soil fertility. 


Biogasgüllen und Gärrückstände, die auf landwirtschaftlichen Flächen zur Nährstoffversorgung 

von Pflanzen aufgebracht werden, unterliegen den einschlägigen 

Gesetzen, Verordnungen und Richtlinien für die Düngung (Düngemittelverordnung, 

2007; Fachbeirat für Bodenfruchtbarkeit, 2007). Studien zu möglichen 

beeinträchtigenden Auswirkungen der Biogasgülle auf biologische, chemische 

und physikalische Bodeneigenschaften gibt es wenige (z.B. Unterfrauner, 2008; 

Fachagentur nachwachsende Rohstoffe, 2007; Petz, 2000). 

In einem Feldversuch im Herbst 2007 wurden von der Firma BoWaSan die Auswirkungen 

von Biogasgülle auf Bodenparameter unter besonderer Berücksichtigung 

des Kaliums untersucht (Unterfrauner, 2008). Dargestellt wurden die 

Ergebnisse bei der 63. ALVA Tagung 2008 und beim 120. VDLUFA Kongress 

2008 (Unterfrauner 2008). Aufbauend auf diese Ergebnisse wurde vom Herbst 

2008 bis Frühjahr 2009 von BoWaSan in Kooperation mit IPUS ein weiterer Feldversuch 

durchgeführt. Ziel war die Abtestung von verschiedenen Produkten/Mischungen 

für die Praxisanwendung die kurz vor der Applikation von Biogasgülle 

auf einen Boden aufgebracht, die beeinträchtigende Wirkung von Biogasgülle 

auf bestimmte Bodenparameter vermindern sollen. 

Der 1. Feldversuch zeigte Auswirkungen von Biogasgülle auf einem leichten, 

schwach gepufferten Boden durch: 

� Förderung der Versauerung durch Mobilisierung von „potentieller Säure“ 

durch Kalium (K) und Umbau von N Verbindungen in Nitrat, 

� Überfrachtung des Sorptionskomplexes mit K, 

� Disharmonien zwischen Ca:Mg:K, 

� Zerstörung der Aggregate und Förderung der Verschlämmung. 

Die zur Anwendung gelangenden Produkte/Mischungen sollen die Aggregate 

stabilisieren, Säuren neutralisieren und gelöstes K adsorbieren. 

-214 -



Ein ca. 3,5 ha großes gedroschenes Maisfeld (Österreich, Steiermark, Bezirk 

Deutschlandsberg) wurde feldbodenkundlich beschrieben und beprobt. Der Bodentyp 

war eine kalkfreie Lockersedimentbraunerde auf Schwemmaterial, die 

Bodenart lehmiger Sand. 

Es handelt sich um ein intensives Maisanbaugebiet mit ca. 1000mm Jahresniederschlag 

und einer Jahresdurchschnittstemperatur von 8,9°C. 

Tab. 1: Produkte/Produktmischungen, Versuchsvariante 

Versuchsvariante 

Biogasgülle 

[m 3 /ha] 

P0 - - 

PB 50 - 

Produktkomponenten Menge 

gesamt 

[kg/ha] 

P1 50 nanoporöse Alumosilikate 2000 

P2 50 Mischkalk, Magnesit 2000 

P3 50 

Mischkalk, Magnesit, Gips, nanoporöse 

Alumosilikate 

3200 

Die Produkte wurden mit einem Schneckenstreuer auf die Maisstoppel gestreut, 

2 Tage später wurde Biogasgülle mittels Schwenkverteiler (Möscha) ausgebracht, 

die oberflächliche Einarbeitung (ca. 6cm) erfolgte mit einem Grubber. Vor 

der Applikation, nach 2 Wochen, 17 Wochen und 20 Wochen wurden Bodenproben 

[0 bis 10cm] gezogen und nach der Methode der „Fraktionierten Analyse“ 

(ÖNORM S2122-1, 2004) analysiert. 

Die Stabilität der Aggregate (mod. nach Murer, 1993) und die Verschlämmungsneigung 

(mod. nach Klute, 1986) wurden vom physiogeographischen Laboratorium 

der Uni Wien untersucht. 

-215 -



Tab. 2: Einige Inhaltsstoffe und Parameter der ausgebrachten Biogasgülle 

Inhaltsstoffe 

gelöste Menge 

[kg/50m 3 ] 

-216 - 

Gesamtgehalt 

[kg/50m 3 ] 

Parameter 

N (NH 4 -N) 143 (Nt) 250 pH: 8,5 

Ca 3,5 59 

K 163 163 

Mg 0,20 28,7 

PO 4 4,6 142 

eL unverd : 29,1 

mS/cm 

Wassergehalt: 

93% 

Die Biogasgülle stammt aus einer Anlage die vorwiegend mit Maissilage (~ 75%) 

und Schweinegülle (~ 25%) gespeist wird. Die Vergärung erfolgt zweistufig. 

In Biogasgüllen liegt das Kalium (K) in vollständig gelöster Form vor, die Wirkung 

ist einem K-Flüssigdünger gleichzusetzen. In Bezug auf den daraus resultierenden 

Konsequenzen (z.B. Auswaschung) sollte darüber nachgedacht werden, ob 

die derzeitigen Kriterien zur Festlegung der Applikationsmengen, welche vorwiegend 

an die N- Fraktionen gekoppelt sind, nicht um den Parameter K erweitert 

werden sollten. 

Die gelösten Inhaltsstoffe der Biogasgülle bewirkten eine Veränderung der Säureparameter 

des Bodens. Das pH KCl sank auf der Fläche PB von 5,7 auf 5,4. Größer 

war die pH KCl Abnahme bei der Fläche P1 (von 5,7 auf 5,2). Bei den Flächen 

mit Vorlage von neutralisierenden Mischungen (P2, P3) wurden der Säureschub 

abgepuffert und bereits vorhandene Säuren teilweise neutralisiert. Bei der Fläche 

P3 wurde nach 20 Wochen ein höherer pH KCl Wert als vor der Applikation 

festgestellt.


Tab. 3: Veränderungen von Bodenkennwerten 2, 17 und 20 Wochen nach der Applikation 

Mg 

Bepro- 

pH pH 

el 

BS 

Ca 

K 

H 

pot S 

Fläche 

[% 

bung 

H O KCl [mS/cm] [%CEC ] [%CEC ] 

[%CEC ] [%CEC ] %CEC ] 

2 p a a p p 

CEC ] a 

vor 

Applik. P0 7,2 5,7 0,3 49 76 9,4 7,8 5,3 47 

2 Wo. PB 7,7 5,6 1,2 58 55 8,6 9,8 17,6 27 

nach P1 7,6 5,2 1,3 53 65 9,8 10,8 8,5 40 

P2 7,6 5,6 1,1 58 65 8,2 8,1 14,2 31 

Applik. 

P3 7,9 6,4 2,0 61 72 7,6 8,1 5,5 33 

17 Wo. 

PB 6,6 5,4 0,6 57 68 10,6 11,2 8,4 37 

nach P1 6,8 5,5 0,5 62 69 9,2 12,9 6,9 32 

Applik. P2 6,9 5,9 0,7 68 72 9,3 11,1 5,6 26 

. 

P3 7,3 5,2 0,7 62 74 8,9 8,7 6,1 32 

20 Wo. 

PB 6,7 5,4 0,5 46 66 10,3 10,2 12,1 47 

nach P1 6,4 5,2 0,6 45 69 10,0 11,2 7,7 50 

Applik. P2 6,9 5,7 0,7 47 74 9,0 10,2 5,2 50 

P3 7,2 5,8 0,8 56 77 8,1 7,8 5,5 39 

-217 - 

eL elekt. Leitfähigkeit, 

CEC Cationexchange Capacity [Index : aktueller CEC, Index : potentieller CEC], 

a p 

BS Basensättigung, 

pot S potentielle Säure 

fett markiert: gleichbleibende oder verbesserte Parameter


Die applizierte Biogasgülle bedingt einen starken Anstieg der K Konzentration in 

der Bodenlösung (nach 2 Wochen waren noch 80 mg/l gelöst). Dies führt dazu, 

dass an den Austauschern adsorbierte Säure („potentielle Säure“) zum Teil mobilisiert 

wird (z.B. Fläche PB Abnahme von 47 auf 27 %). Da der Boden ein schwaches 

Puffersystem besitzt und die freigesetzte Säure nicht neutralisieren kann, 

steigt die leicht austauschbare Säure an (z.B. Fläche PB von 5,3 auf 17,6) und der 

pH Wert sinkt. Die Basensättigung steigt durch das adsorbierte K vorübergehend 

an. Ohne Vorlage von neutralisierenden Stoffen wird das Puffersystem stark 

strapaziert. Es sind weitere Auswirkungen zu erwarten (z.B. Säuredegradation, 

Zerfall von Tonmineralen, Einschränkung der Mikroorganismenvielfalt). 

Nur die Mischung P3 hat bewirkt, dass durch die Biogasgülle die Säureparameter 

im Boden nicht negativ beeinflusst wurden. Nach dem Betrachtungszeitraum 

von 20 Wochen ist sogar eine deutlich bessere Situation als der Ausgangszustand 

festzustellen. 

Der Sorptionskomplex wurde von K überschwemmt. Auf der Fläche PB bewirkte 

dies nach 2 Wochen eine Verminderung der Ca Sättigung von > 20 %, der 

Anteil des Mg trat hinter jenem des K zurück. Diese adhoc Veränderung führt zu 

einer Verschlechterung der Aggregatstabilität und zur Erhöhung der Verschlämmungsneigung. 

% stabile Aggregate von 1-2mm 

40 

35 

30 

25 

20 

15 

+ 2 Wo + 17 Wo + 20 Wo 

Abb. 1: Veränderung Aggregatstabilität, 2-17 und 20 Wochen nach Applikation 

-218 - 

P0 

PB 

P1 

P2 

P3


Die Aggregatstabilität sankt auf der Fläche PB um ~ 10 %, die Flächen P1 und P3 

konnten die Degradation weitgehend abfedern. Nach 20 Wochen war die Aggregatstabilität 

auf der Fläche P3 deutlich besser als auf P0. 

Die Verschlämmung (Verminderung der Infiltration) wurde durch die dispergierten 

Kolloide verursacht. Die Unterschiede auf den Flächen sind signifikant. Auf 

den Flächen mit einer Produktvorlage ist die Infiltrationsrate über 6 Stunden im 

Schnitt um 15 % höher als auf PB. Bei P3 beträgt der Unterschied > 30 %. Dies 

bedeutet ein höheres Wasserspeichervermögen, verminderte Erosion, schnelleres 

Abtrocknen und bessere Befahrbarkeit im Frühjahr. 

Infiltration [Relativwert] 

1,00 

0,80 

0,60 

0,40 

0,20 

0-10min 10-20min 60-70min 120-130min 240-250min 

-219 - 

P0 

PB 

Abb. 2: Veränderung der Infiltration 20 Wochen nach Applikation der 

Biogasgülle 

Werden auf leichten, schwach gepufferte Böden Biogasgüllen appliziert, so kann 

die Vorlage einer Produktmischung zur Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit beitragen. 

Bei der Mischung P3 werden gelöstes K adsorbiert, Ca und Mg freigesetzt 

und mobilisierte Säuren neutralisiert. 

4. Literatur 

Düngemittelverordnung, BGBL 53/2007, 2007: 53. Verordnung des Bundesministers 

für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft, mit 

der die Düngemittelverordnung 2004 geändert wird. 

P1 

P2 

P3


Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe E.V. (2008): Schlussbericht zu dem 

Verbundprojekt Pflanzenbauliche Verwertung von Gärrückständen aus 

Biogasanlagen unter besonderer Berücksichtigung des Inputsubstrats 

Energiepflanzen, Projektkoordinator Dipl.-Ing. Karen Sensel, Humboldt- 

Universität zu Berlin (IASP). 

Fachbeirat Für Bodenfruchtbarkeit und Bodenschutz, 2007: Der Sachgerechte 

Einsatz von Biogasgülle und Gärrückständen im Acker und Grünland 2. 

Auflage. 

Klute and Dirksen, 1986: Hydraulic conductivity and diffusivity: Laboratory methods. 

P.687 – 734. In A. Klute (ed.). Methods of soil analysis. Part 1. Physical 

and mineralogical methods. 2nd edition. ASA, Madison, USA. 

Murer, E.J, Baumgarten, A., Eder, g., Gerzabek, M.H., Kandeler, E., Rampazzo, 

N., 1993: An improved sieving machine for estimation of soil aggregate 

stability (SAS) Geoderma. 

ÖNORM S2122-1, 2004: Fraktionierte Analyse-Untersuchungsmethoden. 

Österreichisches Normungsinstitut, Wien. 

Petz, W., 2000: Auswirkungen von Biogasgülledüngung auf Bodenfauna und einige 

Bodeneigenschaften. Im Auftrag der OÖ Landesregierung. 

Unterfrauner, H., 2008: Auswirkung von Biogasgülle auf Bodenparameter unter 

besonderer Berücksichtigung des Kaliums (K), 63. ALVA Tagung. 

Unterfrauner, H., 2008: Auswirkung von Biogasgülle auf Bodenparameter unter 

besonderer Berücksichtigung des Kaliums, Posterpräsentation, 120. 

VLUFA Kongress Jena. 

-220 -


Biomassenutzung und Bodenfruchtbarkeit – ein 

Widerspruch? 

J. Zimmer 1 , R. Schade 2 

1 Landesamt für Verbraucherschutz, Landwirtschaft und Flurneu ordnung, 

Abteilung Landwirtschaft, Referat Ackerbau und Grünland Güterfelde, 

Stahnsdorf, 2 Landkreis Teltow-Fläming, Amt für Landwirtschaft 

und Umwelt, Luckenwalde 


Aktuelle gesellschaftspolitische Zielsetzung ist, dass die Lösung der Klima-, 

Umwelt- und Energieprobleme wesentlich durch die Nutzung von pflanzlicher 

Biomasse zur energetischen Nutzung erfolgen soll. Unberück sichtigt bleibt, 

dass Acker boden nur begrenzt verfügbar und in seiner Frucht barkeit und Leistungsfähigkeit 

nachhaltig zu erhalten ist. 

Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, ausgehend vom Humus bilanzsta tus für das 

Land Brandenburg und den Land kreis Teltow-Fläming die aktuellen Auswirkungen 

des sich forcierenden Biomasse bedarfs auf die Humusversorgung zu 

quantifizie ren und die Kon sequenzen einer Entnahme von Stroh sowie Gärrückstand 

aus dem landwirtschaft lichen Stoff kreislauf auf zuzeigen. 


Prinzip der Humusbilanzierung ist die Saldierung des fruchtartenspe zifischen 

Humus bedarfs und der Humuszufuhr durch organische Dünger. Als Bilanzierungsgrundlage 

wurden die unteren Richtwerte des VDLUFA-Standpunk tes 

Humus bilanzierung (Kör schens et al., 2004) verwendet, da diese die Humusreproduktion 

un ter Branden burger Standortbedingungen treffend ab bilden 

(Zimmer und Prystav, 2005). Für das Land Brandenburg und den Landkreis 

Teltow-Fläming (LK TF) wurde der aktuelle Humusbilanzstatus durch Berechnung 

der jährli chen Humusbilanzen für den Zeit raum 2003-2008 ermittelt. Hierbei 

wurden zudem drei Varianten des Verbleibs von Getreidestroh (vollständige, 

50 % tige und keine Abfuhr vom Feld) unterstellt. 

-221 -


Die Bestimmung des Humusbedarfs erfolgte an Hand der Anbauflä chen der im 

jeweiligen Bilanzjahr angebauten Fruchtarten. Hierzu wurde Datenmaterial der 

betrieblichen Antrags stellung zur Agrarför derung ausgewertet und deren detaillierte 

Fruchtarten codie rung samt Anbauflächen der Fruchtartengruppierung 

zur Hu musbi lanzierung zugeordnet. Bis 2007, dem letzten Jahr der betrieb lichen 

Flächen stilllegungsver pflichtung, wurde zudem der An bau von Fruchtarten 

als nachwachsende Rohstoffe auf Stillle gungs flächen berücksichtigt (MLUV, 

2008a). Konkrete Daten zum Anbau von Zwi schenfrüchten und Ge treide mit Nutzung 

als Ganz pflanzen silage sind in Branden burg nicht verfügbar und wurden 

daher kalkuliert. 

Zur Bemessung der Humuszufuhr wurde der ertragsbe dingte Anfall an Koppelprodukten, 

der Anfall an organischem Dün ger aus der Tier haltung sowie deren 

Stroheinstreubedarf, der Anfall an Gärrückstän den aus Biogasanlagen und die 

Zu fuhr an organi schen Düngern aus landwirtschaftsfremden Erzeugungsquellen 

er mittelt. Hierzu wurde wie folgt vorgegangen: 

• Berechnung des Anfalls an Koppelprodukten von Getreide, Raps, Sonnenblumen, 

Öllein, Körnermais und Rüben an Hand der An bauflächen (betriebliche 

Antragstellung zur Agrarförderung) und der im Rahmen der amtlichen 

Ernteberichtserstattung erfassten Erträge (LDS, 2004, 2005; AfS BB, 2006, 

2007, 2008) unter Ver wendung der Brandenbur ger Richt werte für Haupt- 

Nebenprodukt-Verhältnisse (MLUV, 2008b) 

• Analyse der Tierbestandsdaten der betrieblichen Antragstellung zur Agrarförderung 

und des veterinärmedizinischen Dienstes und Kalkulation des 

Anfalls an organischem Dünger aus Rinder-(Milchvieh-, Mastvieh-, Mutterkuh- 

und sonstige Rinderhaltung), Schweine-, Geflügel-, Schaf-, Ziegen- 

und Pferdehaltung unter Berücksichtigung von Tierartengruppen (Kälber, 

Jung-, Zucht- bzw. Mastvieh, Sauen und sonstige Schweine, Ferkel, Jung-, 

Mastschweine, Legehennen, Mastgeflügel, Mutterschafe, sons tige Schafe, 

Ziegen, Klein- und Großpferde), Haltungsverfahren (Stall-, Weide-, Stall und 

Weide, In-, Outdoor) und Aufstallung (Festmist, Gülle, Hühnertrockenkot) 

bei Verwendung der Bran denburger Richtwerte für Nährstoffausscheidungen 

landwirt schaftlicher Nutztiere und Nährstoffgehalte in Wirtschaftsdüngern 

(MLUV, 2008b) 

• Ermittlung des Stroheinstreubedarfs der Tierartengruppen bei Festmistaufstallung 

unter Verwendung der KTBL-Richtwerte für die Betriebsplanung 

(KTBL, 2008) 

-222 -


• Kalkulation des Anfalls an Gärresten aus Biogasanlagen an Hand der Art 

und Menge an Gärsubstrat-Input (siehe Bedarfskalkulation Getreide-GPS) 

unter Verwendung ausgewählter Kennwerte zum substrat spezifischen 

Trockenmasseabbau im Gärprozess (Rein hold, 2005; LfU, 2007; Weißbach, 

2008) 

• Einbeziehung von landwirtschaftlicher Kompostdüngung durch Auswertung 

der Daten zur Komposterzeugung und -verwendung der Gütegemeinschaft 

Kompost BBS e.V. (Martin, 2009) und Klärschlammverwertung 

(MLUV, 2009) sowie für den LK TF zu sätzlich der Zufuhr an Geflügelkot aus 

über regionalen Erzeu gungsquellen 

3. Ergebnisse 

Gute fachliche Bodenbewirtschaftungspraxis sollte berück sichtigen, dass dem 

Boden in Abhängigkeit von Bodenart und Standortbedin gungen durch den Anbau 

humuszehrender Fruchtarten (Getreide, Öl- und Hack früchte, Mais) unterschiedliche 

Mengen an Humus entzo gen werden. Zur Humusreproduktion und 

somit zur nachhaltigen Siche rung der Bodenfruchtbar keit ist es erforderlich, dass 

dieser Humus bedarf durch Verbleib von Nebenprodukten auf dem Feld (Stroh), 

durch gezielte Zufuhr organischer Sub stanz mit Wirtschaftsdüngern (Stalldung, 

Gülle) und anderen organischen Düngern (Gär reste, Kompost, Klärschlamm) 

sowie durch Anbau humusmehrender Frucht arten (Leguminosen, Ackerfutter, 

Brache/Stilllegung) aus gegli chen wird. 

In Auswertung der Anbaustruktur errechnet sich für die Ackerfläche Brandenburgs 

ein mittlerer jährli cher Humus bedarf in Höhe von 209 kg Humus-C/ha 

Ackerfläche (AF), wobei sich regional deutli che Un terschiede zeigen. So weisen 

die Land kreise Ober spreewald-Lausitz und Spree-Neiße auf Grund eines 

An bauanteils humusmehrender Frucht arten von über 30 % landes weit den geringsten 

Humusbedarf auf ( 80 %) geprägt. In die sen Regionen besteht ein über durchschnittlich hoher Humusbe 

darf (> 230 kg Humus-C/ha AF). 

Kennzeichnend für die Landwirtschaft Brandenburgs ist ein sehr ge ringer Viehbesatz 

(0,43 GV/ha AF). Der durchschnittliche Anfall an Wirtschaftsdünger ent- 

-223 -


spricht bei Stalldung einer mittleren jährli chen Humuswirkung von 62 kg Humus- 

C/ha AF (LK TF: 47 kg Hu mus-C/ha AF), bei Gülle von 41 kg Humus-C/ha AF (LK 

TF: 50 kg Humus-C/ha AF) und bei Hühnertrockenkot von 2 kg Humus-C/ha AF 

(LK TF: 1 kg Humus-C/ha AF). Wichtigster organischer Dünger zur Humus reproduktion 

ist Getreide stroh. Im Bilanzie rungszeitraum stan den hierfür nach Abzug 

des Einstreu- und Futter strohbedarfs der Tierhaltung jährlich ca. 1,7 Mio. t bzw. 

136 kg Hu mus-C/ha AF zur Verfügung (LK TF: 120.000 t bzw. 130 kg Humus-C/ 

ha AF). Zu beachten ist, dass im Dürrejahr 2003 hohe Er tragseinbußen (40 %) zu 

verzeichnen waren, wäh rend in den Folgejahren durchweg gute Stroher träge erzielt 

wur den. Von anderen pflanzlichen Nebenprodukten ist insbe sondere Rapsstroh 

von Bedeutung. Je Hektar Rapsanbau fallen hohe Stroh mengen an, die 

im Gegensatz zu Getreidestroh im Allgemeinen zur Düngung auf dem Feld verbleiben. 

Im Land Brandenburg beträgt die mittlere jährliche Humuszufuhr durch 

Rapsstroh 51 kg Hu mus-C/ha AF (LK TF: 40 Hu mus-C/ha AF). Als Humusbilanzgröße 

ist Rapsstroh folglich als den Wirtschaftsdüngern Stalldung und Gülle 

gleichwertig einzustufen. Der Humusbeitrag anderer organischer Dünger (Gärrest, 

Kompost, Klärschlamm) ist gegenwärtig gering (


zur Deckung des Humusbedarfs die Nutzung von min destens 50% des Getreidestrohs 

zur Dün gung notwendig. Zu berück sichtigen ist, dass bisherige Veränderungen 

der An baustruk tur, wie Zunahme des Silomaisanbaus und Rückgang 

von Flächenstilllegun gen bzw. aus der Erzeugung genommener Flächen durch 

eine Aus dehnung des Ackerfutterbaus kompensiert wurden. Ferner ist dar auf 

hinzuweisen, dass im Dürre jahr 2003 der Anfall an Getreide stroh nicht ausreichte 

um den Strohbedarf der be trieblichen Viehhal tung zu decken. Einschlägigen 

Klimaprog nosen folgend dürften ent spre chend stroh ertrags schwache Jahre 

künftig in ihrer Häufigkeit zunehmen. 

Die unmittelbaren Auswirkungen einer sich weiterhin verstärkenden Biomassenutzung 

zur energetischen Verwertung sind in Abbildung 2 dargestellt. Hierbei 

wurde von einem Anstieg der Anzahl an Biogas anlagen im Land Brandenburg 

von aktuell 156 auf 280 (98 auf 157 MW ele. ) sowie im Landkreis Teltow-Fläming 

von 11 auf 23 (6,4 auf 21,7 MW ele. ) ausgegangen und sämtliche resultierenden 

Änderungen in Anbaustruktur, Gärsubstratbedarf, Verfügbarkeit organischer 

Dün ger sowie stark steigender Gärrestanfall berechnet. Eindeutig ist, der 

Humusbilanz status verschlechtert sich, insbesondere aber dann, wenn Gärrest 

zwecks Anlagen- und Finanzoptimierung künftig voll ständig thermisch verwertet 

wird. So müsste im Landkreis Teltow-Fläming bereits sämt liches anfallendes 

Getreide stroh zur Humusbe darfsdeckung verwen det werden. 

Im Hinblick auf die nächsten Jahre gilt es zudem folgende Entwick lungstendenzen 

bzw. -prognosen zu berücksichtigen: 

• Steigende Temperaturen mit einhergehen der höherer Mineralisa tion der organischen 

Bodensubstanz füh ren bereits aktuell zu ab nehmenden Humusgehalten 

(Baumecker et al., 2002) 

• Folge: Anstieg des Humusbedarfs zur Absicherung der Humusre produktion 

• Rückgang des Rapsanbaus infolge geringerer Effizienz und Quali tät von 

Biodiesel gegenüber Bioethanol und den Biokraft stoffen der 2. Generation 

(Petersen, 2007) 

• Folge: Rückgang der Humuszufuhr durch Rapsstroh 

• Züchtung kurzstrohiger Getreide- und kurzstängeliger Raps sorten 

• Folge: Rückgang der Humuszufuhr mit Getreide- und Rapsstroh 

• Weiterhin bestehende ökonomische Vorzüglichkeit des Silo mais an baus zur 

Biogasgewinnung 

• Folge: Anstieg des Humusbedarfs durch weitere Ausdehnung des Silo- 

-225 -


maisanbaus 

• Bisherige Überschätzung der Humuswirkung organischer Dünger, insbesondere 

Stroh (Zimmer und Roschke, 2006 und 2009) 

• Folge: Anstieg des Humusbedarfs durch geringerer Humusleis tung von Getreide- 

und Rapsstroh 

• Zunehmender industrieller Strohverwertungsbedarf (Biokraftstof fe der 2. 

Generation, thermische Nutzung, Groß chemie) 

• Folge: Rückgang der Humuszufuhr mit Getreidestroh 

• Effizienzsteigerung von Biogasanlagen (Gärsubstrataufbereitung bzw. 

-vorbehandlung, Erhöhung Methan-Aus beute) 

• Folge: Rückgang der Humuszufuhr mit Gärresten 

200 

150 

100 

50 

0 

-50 

-100 

-150 

-200 

kg Humus-C ha -1 AF 

----- Erträge 2003 ----- 

mit 

Gärrest 

Brandenburg 

ohne 

Gärrest 

----- Erträge 2008 ----- 

mit 

Gärrest 

ohne 

Gärrest 

bei 100% Strohdüngung bei 50% Strohdüngung bei 0% Strohdüngung 

-226 - 

LK Teltow-Fläming 

----- Erträge 2003 ----- ----- Erträge 2008 ----- 

mit 

Gärrest 

ohne 

Gärrest 

mit 

Gärrest 

ohne 

Gärrest 

Abb. 2: Prognose Humusbilanz 2010 für das Land Brandenburg und den 

Landkreis Teltow-Fläming in Abhängigkeit vom Anteil an Strohdüngung, 

dem Ertragsniveau und der Düngung von Gärrest 


Im Land Brandenburg sind ausgeglichene Humusbilanzen nachhaltig realisierbar. 

Der hierzu erforderliche Aufwand wird sich in den kom men den Jahren je-


doch eher erhöhen als vermindern. Künftig kann es sogar erforder lich werden, 

alles an fallende Getreidestroh, welches nicht für die Viehhaltung benötigt wird, 

vollständig zur Humusbe darfsdeckung zu verwenden. Wird Getreidestroh zu anderen 

als landwirtschaftlichen Dün gungs zwecken verwendet, dann ist der entsprechende 

Verlust an Humus zufuhr durch Zufuhr anderer, jedoch nur begrenzt 

ver fügbarer, orga nischer Dünger oder aber durch Fruchtfolgeumstellung (Ackergras) 

auszugleichen. Nicht landwirt schaftli ches Stroh nutzungspotenzial dürfte 

wenn überhaupt, dann regional begrenzt und außer halb des Ein zugsbereichs 

von Biogas anlagen verfügbar sein. Andernfalls sind negative Auswirkungen auf 

die Humusversorgung und somit die Fruchtbarkeit Brandenburger Böden nicht 

auszuschließen. 

5. Literatur 

AfS BB, 2007: Statistischer Bericht CII-j/06-Ernteberichterstattung über Feldfrüchte 

und Grünland im Land Brandenburg 2006. Amt für Statistik Berlin- 

Brandenburg. Potsdam, 21. 







Baumecker, M., Ellmer, F., Chmielewski, F.-M., 2002: Langfris tige Entwicklung 

der Humusgehalte eines Sandbodens unter dem Einfluss von Düngung 

und Klima. Arch. Acker-, Pflanzen bau und Bodenkunde. 48, 533-542. 

Körschens, M., Rogasik, J., Schulz, E., Böning, H., Eich, D., El lerbrock, R., Franko, 

U., Hülsbergen, K.-J., Köppen, D., Kolbe, H., Leithold, G., Merbach, I., 

Peschke, H., Prystav, W., Rein hold, J., Zimmer, J., Ebertseder, Th., Gutser, 

R., Heyn, J., Sauerbeck, D., 2004: Humusbilanzierung - Methode zur 

Beurteilung und Bemessung der Humusver sorgung von Ackerland. VD- 

LUFA-Standpunkt, April 2004, VDLUFA-Verlag, 12. 

KTBL, 2008: Betriebsplanung Landwirtschaft 2008/09. Daten für die Betriebsplanung 

in der Landwirtschaft. KTBL-Verlag. Darmstadt. 21. Auflage, 752. 

-227 -


LDS, 2005: Statistischer Bericht CII1-j/04 - Ernteberichterstattung über Feldfrüchte 

und Grünland im Land Brandenburg 2004. Landes betrieb für Datenverarbeitung 

u. Statistik. Potsdam, 21. 

LDS, 2006: Statistischer Bericht CII1-j/05 - Ernteberichterstattung über Feldfrüchte 

und Grünland im Land Brandenburg 2005. Landes betrieb für Datenverarbeitung 

u. Statistik. Potsdam, 21. 

LfU, 2007: Biogashandbuch Bayern–Materialienband, Kap. 1.7. Bayerisches 

Landesamt für Umwelt. Augsburg. 38. 

Martin, 2009: Persönliche Mitteilung . 

MLUV, 2008a: Agrarbericht 2008 zur Land- und Ernährungswirt schaft des Landes 

Brandenburg. MLUV. Potsdam, 63. 

MLUV, 2008b: Richtwerte für die Untersuchung und Beratung sowie zur fachlichen 

Umsetzung der Düngeverordnung (DüV) – Ge mein same Hinweise 

der Länder Brandenburg, Mecklenburg-Vorpommern und Sachsen-Anhalt. 

MLUV. Potsdam, 84. 

MLUV, 2009: Jahresbericht 2008 - Landwirtschaft und Gartenbau. Schriftenreihe 

des LVLF, Abteilung Landwirtschaft und Garten bau, Reihe Landwirtschaft, 

Band 9, Heft II, 40. 

Petersen, J.-E., 2007: Umweltfreundliche Bioenergieproduktion – Analysen und 

Strategien auf EU-Ebene. UBA-Workshop ‚Der Einsatz nachwachsender 

Rohstoffe zur Energiegewinnung – neue Probleme für die Gewässer?’. 

Berlin. 10.12.2007. 

Reinhold, G., 2005: IN: Roschke, M. und Plöchl, M., 2006: Eigen schaften und Zusammensetzung 

der Gärreste. Biogas in der Land witschaft – Leitfaden für 

Landwirte und Investoren im Land Branden burg. MLUV. Potsdam, 36-39. 

Weißbach, F., 2008: Zur Bewertung des Gasbildungspoten zials von nachwachsenden 

Rohstoffen. Landtechnik. 6/2008, 356-358. 

Zimmer, J., Prystav, W., 2005: Evaluierung von Humusbilanz methoden am Dauerfeldversuch 

M4 (Groß Kreutz). Jahresbe richt 2004 - Landwirtschaft und 

Gartenbau. Schriftenreihe des LVLF, Abteilung Landwirtschaft und Gartenbau, 

Reihe Land wirtschaft, Band 6, 47-49. 

Zimmer, J., Roschke, M., 2006: Humusreproduktion von Stall dung, Stroh und 

Gülle-Stroh-Kombination auf humusarmen dilu vialen Sandböden. 117. 

Kongressband 2005. VDLUFA-Schrif tenreihe 61. CD-ROM, 441-449. 

-228 -


Zimmer, J., Roschke, M., 2009: Die Dauerfeldversuche des Lan desamtes für 

Verbraucherschutz, Landwirtschaft und Flurneu ordnung des Landes 

Brandenburg (LVLF) in Groß Kreutz. Ex kursionsbro schüre zur Tagung 

der Bodenspezialisten der Bun desländer vom 08. bis 10. Juni 2009 in 

Brandenburg. MLUV. Potsdam, 21-41. 

-229 -


Leistungspotenzial und Nährstoffbedarf von 

Energiepflanzenfruchtfolgen in klimatisch 

begünstigten Regionen Deutschlands 

S. Kruse 

Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg (LTZ), Außenstelle 

Rheinstetten Forchheim, Rheinstetten 


Vor dem Hintergrund der Endlichkeit fossiler Energieträger müssen Alternativen 

aufgezeigt werden, dem weltweit steigenden Energiebedarf zu entsprechen und 

die Energieversorgung in Deutschland sicherzustellen. Eine Alternative stellt die 

Vergärung von Energiepflanzen in Biogasanlagen zur dezentralen Strom- und 

Wärmegewinnung dar. Die zunehmende Anzahl von Biogasanlagen bedingt 

einen stetig steigenden Flächenbedarf für den Anbau von Pflanzen für die Biogasproduktion. 

Im Jahr 2008 wurden auf ca. 2 Mio. ha nachwachsende Rohstoffe 

angebaut; schätzungsweise ¼ der Fläche entfielen dabei auf den Anbau von 

Pflanzen zur Biogaserzeugung (FNR, 2008). Nach Angaben von Biogasbetreibern 

wird vor allen Dingen Mais als Kosubstrat zur Vergärung in Biogasanlagen 

eingesetzt (Weiland, 2006), dies wiederum bedingt eine steigende Anbaufläche 

von Silomais (DMK, 2009). 

Der großflächige Anbau von Mais ist jedoch auch Kritik ausgesetzt. Es werden 

Befürchtungen hinsichtlich sich anbahnender Mais-Wüsten und den damit verbundenen 

ökologischen Risiken wie Bodenerosion, Humuszehrung, neg. Auswirkungen 

auf Flora und Fauna etc. formuliert. 

Ziel des Energiepflanzenanbaus muss es einerseits sein, möglichst viel Biomasse 

pro Flächeneinheit zu erzeugen, um die Wirtschaftlichkeit und die Effizienz 

der Biogasanlagen sicherzustellen. Andererseits muss den genannten Kritikpunkten 

insbesondere einer Monotonisierung der Agrarlandschaft und eventuellen 

ökologischen Nachteilen des Energiepflanzenanbaus entgegengewirkt 

werden. 

Es stellt sich somit die Frage, ob Fruchtfolgen mit wechselnden Haupt- bzw. Zwischenfrüchten 

eine nachhaltige Anbau-Alternative darstellen können. Im Fol- 

-230 -


genden werden unterschiedliche Fruchtfolgen hinsichtlich ihres Ertragspotenzials 

bewertet und aufgezeigt, welchen Einfluss der Anbau auf den Nährstoff- bzw. 

Humushaushalt des Bodens ausübt. 


Im Rahmen des von der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) geförderten 

Forschungsprojektes „EVA“ (Entwicklung und Vergleich von optimierten 

Anbausystemen für die landwirtschaftliche Produktion von Energiepflanzen 

unter den verschiedenen Standortbedingungen Deutschlands) werden seit 

2005 am Standort Ettlingen (Baden-Württemberg, 170 m ü NN, ø Niederschlagssumme: 

700 mm, ø Jahrestemperatur: 11,1 °C (DWD Station Karlsruhe)) neun 

Fruchtfolgen geprüft (Tab.1). 

Tab.1. Geprüfte Fruchtfolgen am Standort Ettlingen 

Fruchtfolge 

2005 

(2006)* 

Hauptfrucht 

2005/06 

(2006/07) 

SoZwi- 

frucht 

2005/06 

(2006/07) 

Erstfrucht 

-231 - 

2006 

(2007) 

Zweit- 

Hauptfrucht 

2006/07 

(2007/08) 

Erstfrucht 

2007 

(2008) 

Hauptfrucht 

2008 

(2009) 

Hauptfrucht 

1 SGerste Ölrettich Mais WTrit. FHirse WW 

2 

Sudan- 

Gras 

WRog. Mais WTrit. WW 

3 Mais WRog. Sudangras WTrit. WGras WW 

4 SGerste LuzerneGras WW 

5 Hafer STrit. WTrit. WRaps WW 

6 

FutterHirse 

WGerste Sudangras WRaps Hafer WW 

7 

Sonnenblumen 

WTrit. Futterhirse Mais WW 

8 Mais WRog. Körnermais Mais WW 

9 SGerste Erbsen WRog. Futterhirse Mais WW 

Der Feldversuch wurde im Jahr 2005 als randomisierte Blockanlage mit 9 Varianten 

in 4-facher Wiederholung angelegt (Erstanlage). Als zeitliche Wiederholung


wurde die sog. Doppelanlage mit identischem Versuchsdesign im Jahr 2006 ergänzt. 

Neben Ertragsbestimmungen (Frisch- bzw. Trockenmasse), Bodenuntersuchungen 

(N, P, K, Mg, pH-Wert) und Bonituren (u.a. Entwicklungsverlauf, Krankheiten, 

Schädlinge) werden am Erntematerial Qualitätsuntersuchungen vorgenommen. 

Diese umfassen neben der Analyse von Mikro- und Makronährstoffen 

insbesondere die Weender Analyse zur Berechnung des potenziellen Methanertrags 

(Schattauer und Weiland, 2007). Nährstoffbilanzen werden ebenso 

errechnet (Zufuhr-Abfuhr) wie Humusbilanzen nach anerkannten Richtwerten 

aufgestellt werden. Weiterhin finden die Bewirtschaftungsdaten Eingang in die 

ökonomische Begleitforschung. 

3. Ergebnisse 

Dargestellt werden im Folgenden die Trockenmasse- (TM-) Erträge der Fruchtfolgeglieder 

bzw. der Fruchtfolgen (aufsummiert) im Mittel der Versuchsanlagen 

2005-08 und 2006-09 (Tab. 2). 

Die Fruchtfolgen 1, 3, 7 und 8 erzielen in 4 Wirtschaftsjahren durchschnittlich 

650 dt TM/ha und heben sich damit signifikant von den anderen Fruchtfolgen ab 

(SAS, mixed model, Standardfehler 15,5). Bei Kombination einer Winterung mit 

nachfolgendem Anbau von C4-Pflanzen können in einem Jahr bis zu 237 dt TM/ 

ha geerntet werden (Fruchtfolge 2: Winterroggen/Mais). Die Kulturen Mais bzw. 

Sorghum (Futterhirse, Sudangras) weisen in einzelnen Jahren einen TM-Ertrag 

in Einkulturnutzung von bis zu 256 bzw. 210 dt TM/ha auf (Erstanlage, Fruchtfolge 

7 in 2007 bzw. Fruchtfolge 5 in 2005, Daten nicht gezeigt). Getreidebasierte 

bzw. Ackerfutter-Fruchtfolgen zeigen sich dagegen bezüglich der Biomasseproduktion 

ertragsschwächer; sie weisen in der Summe signifikant niedrigere TM- 

Erträge auf (Tab. 2; Fruchtfolge 5: 390 dt TM/ha; Fruchtfolge 4: 460 dt TM/ha). 

Allerdings muss auf die versuchsbedingten Ausfälle der Kornernte hingewiesen 

werden. So fiel der Winterraps in der Erstanlage komplett aus und der Winterweizen 

erzielte 20 % weniger als in der Doppelanlage. 

Für die Bewertung des Leistungspotenzials einer Energiepflanzenfruchtfolge ist 

allerdings nicht ausschließlich der Biomasse-Ertrag von Bedeutung. Der erzielte 

Energieertrag ermöglicht eine genauere Aussage über die Eignung verschiedener 

Fruchtarten bzw. -folgen zur Verwendung als Gärsubstrat in Biogasanlagen. 

-232 -


So erzielt beispielsweise Mais im Mittel der Versuchsanlagen und der Fruchtfolgen 

in Hauptfruchtstellung 6080 m³ CH 4 /ha (berechnet), Sorghum 3100 m³ und 

Winterroggen als Ganzpflanze geerntet 1333 m³ CH 4 (Daten nicht gezeigt). Die 

summierten CH 4 -Erträge der Fruchtfolgen liegen zwischen 5600 und 14520 m³ 

CH 4 /ha (berechnet) wobei die unterschiedlichen Anteile an Marktfrüchten beachtet 

werden müssen, die entsprechend ihrer Verwertungsrichtung nicht mit 

in die Betrachtung der Energieerträge eingeflossen sind. Die enge Beziehung 

zwischen dem Trockenmasse- und berechnetem Methan-Ertrag (u.a. Böhmel, 

2007) kann auch in der vorgestellten Untersuchung abgelesen werden. 

Tab. 2. Trockenmasse-Ertrag [dt TM/ha] der geprüften Fruchtfolgeglieder 

bzw. Fruchtfolgen (Summe) im Mittel der Anlagen. 

FF 1 

S.Gerste* 

78,06 

Ölrettich 

26,33 

Mais 

221,56 

W.Trit. 

99,82 

FHirse 

114,64 

WW K** 

51,59 

WW S 

57,30 

Summe 

649,29 

FF 2 

SGras 

130,99 

W.Rog. 

36,63 

Mais 

200,37 

W.Trit. K W.Trit. S 

52,62 62,50 

WW K 

57,28 

WW S 

54,66 

Summe 

595,05 

FF 3 

Mais 

205,35 

W.Rog. 

45,85 

SGras 

128,19 

W.Trit. 

121,14 

WGras 

32,50 

WW K 

60,58 

WW S 

54,60 

Summe 

648,20 

FF 4 

S.Gerste 

82,44 

LuzG 

103,39 

LuzG 

145,30 

WW K 

63,85 

WW S 

65,04 

Summe 

460,01 

FF 5 

Hafer W.Trit. W.Raps W.Raps 

WW K 

K S 

WW S Summe 

84,45 124,50 12,30 40,23 61,98 66,25 389,71 

FF 6 

FHirse 

155,68 

W.Gerste SGras 

48,45 126,84 

W.Raps 

53,59 

Hafer 

49,52 

WW K 

63,10 

WW S 

60,87 

Summe 

558,05 

FF 7 

SoBlume 

124,76 

W.Trit. 

66,40 

FHirse 

122,13 

Mais 

227,21 

WW K 

58,99 

WW S 

55,18 

Summe 

654,67 

FF 8 

Mais 

185,78 

W.Rog. 

48,33 

Mais K 

87,93 

Mais 

214,63 

WW K 

58,76 

WW S 

57,48 

Summe 

652,90 

FF 9 S.Gerste Erbse W.Rog. FHirse Mais WW K WW S Summe 

78,87 23,17 45,77 130,22 224,67 55,18 52,53 610,42 

*S.Gerste = Sommergerste, W.Trit = Wintertritivale, Fhirse = Futterhirse WW = 

Winterweizen, SGras = Sudangras W.Rog. = Winterroggen, WGras = Welsch’ 

Weidelgras, LuzG = Luzernegras, W.Raps = Winterraps, W.Gerste = Wintergerste, 

SoBlume = Sonnenblume, **K = Korn, S = Stroh 

-233 -


Neben den hohen Erträgen weisen die maisbasierten Fruchtfolgen gleichwohl 

hohe Nährstoffentzüge auf (Daten nicht gezeigt). In der Erstanlage liegen die 

N-Entzüge der gesamten Fruchtfolgen zwischen 450 und 930 kg N/ha, 100-250 

kg P/ha und 550-1375 kg K/ha. Bei einem Maisertrag von 256 dt TM/ha wurden 

beispielsweise in der Erstanlage 292 kg Stickstoff, 56 kg Phosphor und 272 kg 

Kalium pro ha allein von dieser Frucht entzogen (Fruchtfolge 7, 2007). Bei ausschließlicher 

Ernte der Körner fallen die Entzüge dagegen deutlich geringer aus. 

Winterweizen entzog im Mittel der Fruchtfolgen der Erstanlage 120 kg N/ha, 30 

kg P/ha und 60 kg K, wobei auf die unerwartet niedrigen Kornerträge hingewiesen 

werden muss (60 dt TM/ha). Bei Düngung nach guter fachlicher Praxis weisen 

nahezu alle geprüften Energiepflanzen (v.a. Mais und Sorghum) eine negative 

Nährstoffbilanz auf, welche u.a. auf das gute Nachlieferungsvermögen des 

Bodens zurückzuführen ist. 

Dem Energiepflanzenanbau wird darüber hinaus eine Humuszehrung zugeschrieben. 

Aufsummiert weist die ertragsstärkste Fruchtfolge 7 in der ersten vierjährigen 

Rotation eine Humusbilanz von -780 kg Humus-C/ha auf. Mais schlägt 

dabei mit einer negativen Bewertung von - 560 kg Humus-C/ha*a zu Buche (Tab. 

3; VDLUFA-Standpunkt Humusbilanzierung, 2004). Die Kulturen Sorghum, 

Sommer- bzw. Wintergetreide (Ganzpflanzensilage) werden zwar positiver bewertet 

(-280 kg Humus-C/ha), durch den alleinigen Anbau von Energiepflanzen, 

von denen die gesamte oberirdische Biomasse abgefahren wird, kann jedoch 

ohne entgegenwirkende Maßnahmen kein nachhaltiger Anbau gewährleistet 

werden. Lediglich der zusätzliche Anbau von Zwischenfrüchten (hier: Ölrettich 

+375 kg und Erbse +387 kg Humus-C/ha), langjähriges Ackerfutter (Luzernegras 

+600 kg Humus-C/ha) und das Belassen des Getreidestrohs bei Kornnutzung 

(Winterweizen durchschnittlich +260 kg, Wintertriticale +525 kg Humus-C/ 

ha) können die Humusbilanz und somit die Bodenfruchtbarkeit positiv beeinflussen. 

Eine abschließende Aussage über den Nährstoffbedarf, die Bewertung entsprechender 

Bilanzen und die Humuswirkung von Energiepflanzenfruchtfolgen und 

kann bei ausschließlicher Betrachtung der ersten Fruchtfolgerotation aufgrund 

jahresbedingter Unterschiede in Witterung und Wachstumsverlauf nicht getroffen 

werden. Hierzu bedarf es der umfassenden Auswertung beider Versuchsanlagen, 

die bis zu diesem Zeitpunkt noch nicht in Gänze vorgenommen werden 

konnte. 

-234 -


Tab. 3. Humusbilanz [kg Humus-C/ha] der geprüften Fruchtfolgeglieder bzw. 

Fruchtfolgen (Summe) in der Erstanlage 2005-2008. 

FF 1 

FF 2 

FF 3 

FF 4 

FF 5 

FF 6 

FF 7 

FF 8 

S.Gerste Ölrettich Mais W.Trit. FHirse WW Summe 

-280 374 -560 -280 -280 161 -865 

SGras W.Rog. Mais W.Trit. WW 

-280 120 -560 524 197 2 

Mais W.Roggen Sudangras W.Trit. WGras WW 

-560 120 -280 -280 100 170 -730 

S.Gerste LuzG LuzG WW 

-280 600 600 291 1211 

Hafer S.Triti W.Trit. W.Raps WW 

-280 455 -280 213 364 472 

FHirse W.Gerste SGras W.Raps Hafer WW 

-280 120 -280 120 -280 298 -302 

So.blumen W.Trit. FHirse Mais WW 

-280 120 -280 -560 220 -780 

Mais W.Rog. Mais Mais WW 

-560 120 -560 (280) -560 216 -504 

FF 9 S.Gerste Erbse W.Rog. FHirse Mais WW 

*S.Gerste = Sommergerste, W.Trit = Wintertritivale, Fhirse = Futterhirse WW = 

Winterweizen, SGras = Sudangras W.Rog. = Winterroggen, WGras = Welsch’ 

Weidelgras, LuzG = Luzernegras, W.Raps = Winterraps, W.Gerste = Wintergerste, 

SoBlume = Sonnenblume 

Eine abschließende Aussage über den Nährstoffbedarf, die Bewertung entsprechender 

Bilanzen und die Humuswirkung von Energiepflanzenfruchtfolgen und 

kann bei ausschließlicher Betrachtung der ersten Fruchtfolgerotation aufgrund 

jahresbedingter Unterschiede in Witterung und Wachstumsverlauf nicht getroffen 

werden. Hierzu bedarf es der umfassenden Auswertung beider Versuchsanlagen, 

die bis zu diesem Zeitpunkt noch nicht in Gänze vorgenommen werden 

konnte. 

Weiterhin ist es unerlässlich, für die Betrachtung der Auswirkungen auf Nährstoff- 

und Humushaushalt des Bodens die Düngung mit Gärresten zu berücksichtigen. 

Neben der Sicherstellung eines nahezu geschlossenen Nährstoffkreislaufs ist 

die positive Humuswirkung der organischen Substanz von besonderem Interesse. 

Fragestellungen zur fachgerechten und effizienten Düngung von Ener- 

-235 -


giepflanzen mit Gärresten werden aktuell im Verbundprojekt „EVA“ sowohl in 

modellhaften Berechnungen als auch in praktischen Feldversuchen untersucht. 


Es kann festgehalten werden, dass der Anbau von C4-Arten mit dem vorhergehenden 

Anbau von Wintergetreide sowohl hinsichtlich des Trockenmasse- als 

auch hinsichtlich des Methan-Ertrags die höchsten Erträge erwarten lässt. Als 

Alternative bzw. Ergänzung zu Mais in Energiepflanzenfruchtfolgen kommen 

die Sorghumarten Sudangras und Futterhirse bzw. Sonnenblumen in Frage. 

Der große Nährstoff- und Humusbedarf des Energiepflanzenanbaus muss unbedingt 

beachtet werden. Der Zehrung kann durch den Anbau von Zwischenfrüchten, 

der Integration von langjährigem Ackerfutterbau bzw. von Marktfrüchten 

in einer Fruchtfolge und gleichzeitigem Belassen der Erntenebenprodukte 

auf dem Feld begegnet werden. Weiterhin ist die Rückführung von organischer 

Substanz und Nährstoffen auf die Fläche durch Gärreste von außerordentlicher 

Bedeutung. Auch wenn abschließende Untersuchungen zu den langjährigen 

ökologischen bzw. ökonomischen Aspekten bisher nicht vorliegen, lassen die 

ersten Ergebnisse die Schlussfolgerung zu, dass eine nachhaltige Biomasseproduktion 

durch den Anbau von sowohl Energiepflanzen als auch Markt- bzw. 

Zwischenfrüchten in einer Fruchtfolge und durch den effizienten Einsatz von 

Gärresten möglich ist. 

5. Literatur 

Böhmel, C., 2007: Comparative performance of annual and perennial energy 

cropping sys-tems under different management regimes. Dissertation 

Universität Hohenheim. 

DMK, 2007: Silomaisanbau für Biogas in Deutschland 2007. Deutsches Maiskomitee 

e.V. Inter net an gebot http://www.mais-komitee.de/fb_fakten/03_02_03_08.htm 

(28.09.2009). 

FNR, 2008: Anbau nachwachsender Rohstoffe in Deutschland. Pressegrafik im 

Internetangebot der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. 

Schattauer A. und P. Weiland (2006): Handreichung Biogasgewinnung und –nutzung. 

Heraus ge ber Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR). 

Aufl. 2006. Kapitel 2: Grundlagen der anaero ben Fermentation. S. 29-31. 

-236 -


Weiland, P., 2006: Stand der Technik von Biogasanlagen und aktueller Forschungsbedarf. 

ISH-Netzwerk „Energieerzeugung aus Biomasse“ - Internationaler 

Workshop, Husum 23.03.2006. 

-237 -


Energiepflanzenanbau zur Biogasgewinnung auf 

ostdeutschen Diluvialstandorten 

G. Ebel, G. Barthelmes 

Landesamt für Verbraucherschutz, Landwirtschaft und Flurneuordnung - Referat 

Ackerbau und Grünland, Güterfelde 


Die Novellierung des EEG zum 1. Januar 2009 lässt eine weitere Zunahme der 

Biogasanlagenzahl und einen steigenden Anbauflächenumfang von Pflanzenarten 

für die Biogasgewinnung erwarten. Nachhaltige und standortangepasste 

Anbaukonzepte sind deshalb umso dringender erforderlich. 

Dieser Aufgabe widmet sich unter anderem das seit 2005 laufende bundesländerübergreifende 

und vom BMELV über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe 

e.V. geförderte Projekt: „Entwicklung und Vergleich von optimierten Anbausystemen 

für die landwirtschaftliche Produktion von Energiepflanzen unter 

den verschiedenen Standortbedingungen Deutschlands“ – EVA. 

Für die im Projekt definierte Roggen-Kartoffel-Region Deutschlands werden verschiedene 

Anbausysteme am Standort Güterfelde des LVLF Brandenburg aus 

pflanzenbaulicher, betriebswirtschaftlicher und ökologischer Sicht bewertet. 


Basis des EVA-Projekts sind die an den Standorten der sechs Anbauregionen 

fünf identischen Standard- bzw. je drei bis vier standortspezifischen Regional- 

Fruchtfolgen (Abb. 1). Dabei wurden potenzielle Energiepflanzen für die Gärsubstratnutzung 

mit Marktfrüchten kombiniert. Die Fruchtfolgen sind jahresversetzt 

zweimal angelegt worden. Ein Vergleich unterschiedlicher Zeiträume ist 

dadurch möglich. Für die pflanzenbauliche Bewertung wurden u. a. der Trockenmasseertrag 

und –gehalt sowie die Inhaltsstoffe nach der Weender Futtermittelanalyse 

bestimmt. Daraus ist nach Schattauer und Weiland (2006) die potenzielle 

Methangasausbeute bzw. der –ertrag berechnet worden. Weitere Schwerpunkte 

wie der Mischfruchtanbau, der Faktoreinsatz, verschiedene Ackerfutter- 

-238 -


mischungen sowie variierende Erntezeitpunkte (Versuche in Güterfelde; neben 

dem üblichen Standardtermin erfolgte eine 5–14 tägige vorfristige Ernte) wurden 

in der ersten Projektphase 2005-2008 untersucht. 

Projektübergreifend erfolgten in verschiedenen Teilprojekten Versuche zur Siliereignung 

/ Gärtests, zur Bewässerung und zur Zweikulturnutzung. Eine ökologische 

und ökonomische Bewertung schloss sich an. Detaillierte Informationen 

dazu sind der Internetseite des Projektkoordinators Thüringer Landesanstalt für 

Landwirtschaft (http://www.tll.de/vbp) zu entnehmen. 

Fruchtfolge 1 2 

Standardfruchtfolgen 

3 4 5 

Anlage 1: 2005 


Sommerroggen / 

Ölrettich (SZF) 

Sorghum b. x s. Mais 


Klee- bzw. 

Luzernegras 

Hafer 



Mais 

GrünschnittGrünschnittroggen (WZF) / roggen (WZF) / 

Mais (ZF) Sorghum b xs ZF 

Klee- bzw. 

Luzernegras 

Wintertriticale 



Wintertriticale / 

Sorghum b. x b. 

(SZF) 

Wintertriticale 

Wintertriticale / E. 

Weidelgras (SZF) 

Klee- bzw. 

Luzernegras 

Winterraps 



Winterroggen Winterroggen Winterroggen Winterroggen Winterroggen 

Fruchtfolge 6 7 8 9 










Senf (SZF) 

Sonnenblume / 

Ölrettich (SZF) 

-239 - 

Topinamburkraut 

Lupine Erbsen Topinamburkraut 

Winterroggen / 


(SZF) 

Regionalfruchtfolgen Brandenburg 

Wintertriticale / 


(SZF) 

Topinamburkraut 

und -knolle 

Artengemisch 

(Hafer, Erbsen, 

Leindotter) 

Winterraps / 

Buchweizen 

(SZF/GD) 

Grünschnittroggen 

(WZF) / 

Sorghum b xs ZF 

Winterroggen Winterroggen Winterroggen Winterroggen 

Abb. 1: Fruchtfolgen am Standort Güterfelde 

Pflanzen genutzt als Gärsubstrate bzw. als Marktfrüchte; ZF = Zweitfrucht, 

SZF / WZF = Sommer- bzw. Winterzwischenfrucht, GD = Gründüngung; Die Sorghumhybriden: 

S. bicolor x sudanense werden im Weiteren als Sudangras bzw. 

S. bicolor x bicolor als Futterhirse bezeichnet. 

Im Folgenden werden die Ergebnisse der geprüften Fruchtfolgen am Standort Gü-


terfelde (Abb. 1) mitgeteilt, der mit einer Ackerzahl von 31 das Landbaugebiet III 

und somit 37 % der Ackerfläche Brandenburgs repräsentiert. Der grundwasserferne, 

diluviale Sandstandort (Sl 2) ist durch das häufige Auftreten von Frühjahrs- und 

Vorsommertrockenheit geprägt. Seine durchschnittliche Jahresniederschlagsmenge 

beträgt 545 mm. Die Jahresmitteltemperatur liegt bei 9,1 °C. 


Im Versuchszeitraum 2005 bis 2008 führten stark abweichende Jahreswitterungen 

(2005: mit 9,1 °C / 577 mm als durchschnittlich; 2006 mit 10,2 °C / 404 mm und 

2008 mit 10,9 °C / 465 mm als zu warm und deutlich zu trocken; 2007 mit 11,1 °C 

/ 693 mm als deutlich zu warm und eher feuchtes Jahr zu charakterisieren) mit 

Extremereignissen zu erheblichen Ertragsschwankungen bei den mehrjährig 

geprüften Fruchtarten. Die Trockenmasseerträge betrugen in Hauptfruchtstellung 

bei Mais 90 bis 190 dt/ha, bei Sudangrashybriden 100 bis 150 dt/ha, bei 

Luzernegras 100 bis 115 dt/ha, bei Topinamburkraut 55 bis 105 dt/ha, bei Wintertriticale-Ganzpflanzen 

65 bis 80 dt/ha, sowie bei Winterroggen-Ganzpflanzen 70 

bis 110 dt/ha. Vergleichend liegen diese Erträge unter dem Niveau der anderen 

Projektstandorte (z. B. Nehring, 2008). Beispielsweise wurde für den Diluvialstandort 

Güterfelde mit dem ermittelten Maximum des Getreide-Ganzpflanzenertrags 

von ca. 110 dt TM/ ha bisher nicht das um 20 bis 30 % höhere Niveau von 

Regionen mit günstigeren Standortbedingungen erreicht (Nehring et al., 2009). 

Entscheidend für die Biomassebildung ist vor allem die Niederschlagsverteilung 

in der Hauptwachstumsperiode. So begünstigten überdurchschnittliche Niederschläge 

im April 2008 z. B. das Längenwachstum des Getreides. Das wiederum 

begründet die Mehrerträge bis zu 30 % (Wintertriticale) bzw. 60 % (Winterroggen) 

gegenüber den durch extremen Trockenstress und Wachstumsdepressionen 

geprägten Monaten April 2007 bzw. 2009. Dagegen verursachten die mit Niederschlägen 

unterdurchschnittlich versorgten Monate Mai und Juni 2008 geringere 

Roggen-Kornerträge (relativ: 86 %) als im Jahr 2009 (64 dt Korn/ha), das eine 

überdurchschnittliche Niederschlagsversorgung in diesem Zeitraum aufwies. 

Des Weiteren verursachte die unterschiedliche Niederschlagsverteilung eine 

abweichende TM-Gehaltsentwicklung zwischen den Jahren. So konnte 2007 

und 2009 der für die Silierung optimale Bereich von 28- 35 % besser eingehalten 

werden als 2006 und 2008. Vor allem beim Ganzpflanzengetreide zeigten sich 

zwischen den einzelnen Jahren Unterschiede im Abreifeverhalten. Hier ist bei 

unzureichender Wasserversorgung in der generativen Phase eine frühe Ernte 

-240 -


(Beginn Milchreife) anzustreben. Bei trockenheißer Witterung und starkem Wind 

in diesem Zeitraum, wie z. B. 2006 und 2008, führt eine beschleunigte Abreife 

innerhalb von wenigen Tagen zu TM-Gehalten von deutlich > 40 %. Ein Zusammenhang 

zwischen BBCH-Stadien und TM-Gehalt kann daher besonders auf 

den diluvialen Sandstandorten nicht hergestellt werden. 

Tab. 1: Erntezeitpunkte – Spannweite der TM-Ertragszunahme innerhalb 

von 5 bis 14 Tagen, Güterfelde 2005-2008 

Fruchtart Nutzungsjahre Ertragszunahme 

dt TM/ha und Tag 

Getreideganzpflanzen 2005 bis 2008 0,2-1,1 

Grünschnittroggen (WZF) 2006 bis 2008 1,3-3,0 

Mais Hauptfrucht (HF) 2005 bis 2007 0,9-1,9 

Mais Zweitfrucht (ZF) 2006/2007 0,6 

Sudangras HF (Susu) 2005/2006 1,4-2,1 

Sudangras ZF (Susu) 2006/2007 0 

Sudangras ZF (Lussi) 2007/2008 1,2-1,7 

Kleegras 2006/2007 0,9-2,9 

Luzernegras 2007/2008 2,0-4,3 

Die Ertragszuwächse zwischen den beiden Ernteterminen fielen bei den Fruchtarten 

unterschiedlich aus (Tab. 1) und waren beim Luzernegras (2007) mit ca. 

40 dt TM/ha am höchsten. Deutliche Ertragszunahmen je Tag (> 1,5 dt TM/ 

ha) zeigten je nach Jahreswitterung Luzernegras (2007 und 2008), Kleegras 

(2007), Mais und Sudangras in Hauptfruchtstellung sowie Grünschnittroggen 

als Winterzwischenfrucht. Auch auf Grund relativ geringer Ertragszunahmen 

beim Ganzpflanzengetreide (Tab. 1), hat das Einhalten des optimalen TM-Gehaltsbereichs 

(s. o.) Priorität für die Erntezeitbestimmung. Interessant ist der 

Vergleich zwischen den verschiedenen Sudangrashybriden (Sorghum (b. x s.)) 

im Zweitfruchtanbau. Während für die Sorte Susu (2006/2007) im Vergleich 

beider Erntetermine keine Ertragszunahme ermittelt wurde, wies die Sorte Lussi 

(2007/2008) deutliche Ertragszuwächse auf. Dies sowie das höhere Ertragsniveau 

(vgl. Abb. 2) verbunden mit dem Erreichen des TM-Gehaltes von 28–35 %, 

begründen die Eignung der Sorte Lussi als Zweitfrucht. 

Allerdings sind im Zweikulturnutzungssystem bisher auf den leichten, grundwasserfernen 

Sandböden keine signifikant höheren Gesamterträge (Summe Erst- 

und Zweitfrucht) gegenüber dem Hauptfruchtanbau von C4-Pflanzen ermittelt 

-241 -


worden (Abb. 2). Das gilt sowohl für Vegetationsperioden mit Niederschlagsdefiziten 

(2006) als auch für solche mit überdurchschnittlichen Niederschlägen 

(2007). Der an allen Versuchsstandorten einheitliche Anbau von Einjährigem 

Weidelgras als Zwischenfrucht nach Wintertriticale-Ganzpflanzennutzung ist 

auf den trockenen diluvialen Standorten eher ungeeignet. Ebenfalls nicht empfehlenswert 

ist die Wahl relativ später Futterhirse - Hybriden als Sommerzwischenfrucht 

nach Getreide-Ganzpflanzen nutzung, die in der verbleibenden Vegetationszeit 

häufig unbefriedigende TM-Gehalte erreichen und ihr Ertragspotenzial 

nicht ausschöpfen können. 

Ganzpflanzen-Trockenmasseertrag (dt/ha) 

250 

200 

150 

100 

50 

0 

88 

Mais 

99 

Sudangras "Susu" 

79 

26 


+ Mais (ZF) 

53 

33 


+ Sudangras (ZF) 

"Susu" 

192 

Mais 

148 

30 


+ Mais (ZF) 

120 

51 46 

-242 - 

153 



"Susu" 



"Lussi" 

85 

38 

65 57 

Wintertriticale-GP 

+ Futterhirse (SZF) 


+ Weidelgras 

(SZF) 

81 80 




+ Weidelgras 

(SZF) 

2006 2007 2008 

108 

Winterroggen-GP 


83 

50 



"Lussi" 

Abb. 2: Ganzpflanzenertrag (dt TM/ha), Fruchtartenvergleich in Hauptfrucht-, 

Zweitfrucht- bzw. Sommerzwischenfruchtstellung 2006 bis 2008 am 

Standort Güterfelde 

Die Gesamterträge der neun geprüften Fruchtfolgen lagen nach Abschluss der 

ersten Rotation zwischen zirka 270 und 425 dt TM/ha (Tab. 2). Die zweite Versuchsanlage 

erbrachte im Zeitraum von 2006 bis 2009 Erträge von zirka 250 bis 

440 dt TM/ha. Die Fruchtfolgen eins bis drei und neun mit Mais beziehungsweise 

Sorghumgräsern in Haupt- oder Zweitfruchtstellung (vgl. Abb. 1) wiesen dabei 

deutlich höhere Erträge als die Fruchtfolgen vier (nur Versuchsanlage 1), fünf 

(beide Anlagen) und acht (Anlage 2) aus. In der Fruchtfolge vier zeigte sich das 

Luzernegrasgemenge dem Kleegras am Standort überlegen. 2007 erzielte einjähriges 

Luzernegrasgemenge Relativerträge von zirka 140 % gegenüber zwei-


jährigem Kleegras. Ertragsvorteile für Luzernegras wurden auch am Brandenburger 

Projektstandort Berge (HU Berlin, AZ 40) in speziellen Untersuchungen 

mit mehrschnittigem Ackerfutter ermittelt (Schmaler und Neubert, 2009). An dem 

ebenfalls in das Projekt eingebundenen grundwasserbeeinflussten Standort 

Paulinenaue wies das Luzernegras dagegen Ertragsnachteile in Höhe von zirka 

12 % gegenüber anderen Gemengen und Mischungen mit Klee und Gräsern auf. 

Tab. 2: Ergebnisse – Anlage 1; Güterfelde 2005-2008 

Fruchtfolgen 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 

Trockenmasseertrag 2005 bis 2008 dt/ha 

Summe 398 421 408 271 314 352 365 354 427 

relativ % 94 100 97 64 75 84 87 84 101 

Methanertrag 2005 bis 2008 m³/ha (berechnet) 

Summe 8739 6547 9419 4986 3292 6702 6720 6129 8207 

relativ % 133 100 144 76 50 102 103 94 125 

Humus-Saldo kg C/ha nach CC mit Ausbringung von Gärresten (2005-07) 

Summe 4 363 334 1686 459 444 499 1015 

relativ % 1 100 92 464 127 122 137 279 

Ökonomie 2005 bis 2008 €/ha (DB = Deckungsbeitrag) 

DB Mittel/a -67 21 -134 -12 -11 -93 -210 -273 -54 

relativ % 42 100 29 66 66 36 21 18 46 

Ist das Inhaltsstoffspektrum der Gärsubstrate ähnlich, bestimmt der TM-Ertrag 

im Wesentlichen den Methanertrag je Hektar. Im Versuchszeitraum sind 

maximale Methanerträge für Mais (Hauptfrucht) von ca. 5400 m³ CH 4 /ha, für 

den Zweitfruchtanbau (Summe Winterzwischenfrucht und Zweitfrucht Mais 

oder Sorghum) von ca. 4000 bis 5000 m³ CH 4 /ha (2007) sowie von ca. 2900 m³ 

CH 4 /ha für Winterroggenganzpflanzen im Jahr 2008 ermittelt worden. Die 

Fruchtfolgen eins und drei mit den Fruchtarten Mais und Sudangras in Haupt- 

bzw. Zweitfruchtstellung, Grünschnittroggen und Wintergetreide zur Ganzpflanzennutzung 

ergaben die höchsten Gesamtmethanerträge in beiden Rotationen 

-243 -


(Tab. 2). Die oben genannten Schätzwerte dienen als Orientierung, um die Relation 

zwischen den Pflanzenarten im Hinblick auf das Methanertragspotenzial 

zu ermitteln. Spezielle Untersuchungen der Pflanzensubstrate in Bezug auf Vergärbarkeit 

und Ausbeute werden am Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam- 

Bornim vorgenommen. Für eine praxisnahe Einordnung der Methanerträge sind 

ein Ertragsabschlag (Praxis- gegenüber Versuchsanbau: minus 15 %) sowie der 

Silierverlust (12 %) zu berücksichtigen. 

Die höchsten Humussalden wurden für das Luzerne- und das Kleegras ausgewiesen 

(Willms, 2009). Eine positive Bilanz ergibt sich weiterhin für die Fruchtarten 

mit Kornnutzung unter der Voraussetzung, dass das Stroh nicht geräumt wird 

sowie für Mischungen mit großkörnigen Leguminosen bzw. für den Zwischenfruchtanbau. 

Unterbleibt die Ausbringung des Gärrestes auf der Anbaufläche, 

werden die meisten Pflanzenarten zur Gärsubstratbereitstellung negativ bilanziert. 

Mit einer unterstellten Gärrestdüngung verbessern sich generell die Humussalden. 

Dennoch schneidet im Vergleich der Fruchtarten Mais am schlechtesten 

ab. Im Fruchtfolgevergleich ergibt sich für die Fruchtfolge vier mit dem Leguminosengras 

der beste Humussaldo und für die Fruchtfolge eins mit den Humuszehrern 

Mais (2006) und Wintertriticale-Ganzpflanze bzw. Futterhirse als 

Sommerzwischenfrucht (2007) der ungünstigste Humussaldo (Tab. 2). Wird die 

Ausbringung der Gärreste unterstellt, sind bei der Bilanzierung nach der Cross- 

Compliance Verordnung für alle Fruchtfolgen positive Salden ermittelt worden 

(Willms, 2009). 

Ökonomisch lässt sich aus den Versuchsdaten eine relative Vorzüglichkeit von 

Mais und Winterroggen (Ganzpflanzennutzung) sowie Winterroggen/-triticale 

(Körnernutzung) für das Landbaugebiet III des Landes Brandenburg ableiten. 

Die Fruchtfolge zwei mit Sudangras (S. b. x S. s.) / Grünschnittroggen / Mais 

(ZF) / Wintertriticale (Korn) / Winterroggen (Korn) schnitt am günstigsten ab 

(Toews, 2009; Tab. 2). Bei Fruchtfolgen mit Luzernegras ist bei einer reduzierten 

Schnitthäufigkeit (n = 3 je Jahr) und drei Hauptnutzungsjahren ein positiver Dekkungsbeitrag 

zu erwarten. 


Auf den zur Vorsommertrockenheit neigenden Standorten der Roggen-Kartoffel-Region 

weisen Mais und Sorghum die höchsten TM- und Methangaserträge 

-244 -


auf. Der Zweitfruchtanbau erzielte bisher keine deutlich höheren Gesamterträge 

(Erstfrucht Getreide mit Zweitfrucht Mais bzw. Sorghum) als der Hauptfruchtanbau 

mit C4-Pflanzen. Daher ist der Zweitfruchtanbau aus ökonomischer Sicht 

eher für Standorte mit gesicherter Wasserversorgung empfehlenswert. Aus 

Sicht der Risikominimierung sind für die Gärsubstratbereitstellung unter den 

Standortbedingungen Brandenburgs Fruchtfolgen mit den Arten: Mais, Sorghumhirsen, 

Getreide für die Ganzpflanzennutzung (insbesondere Roggen) 

sowie standortangepasste Ackerfuttermischungen in Kombination mit dem 

Marktfruchtanbau zu empfehlen. Winterraps, Sonnenblumen und Topinamburkraut 

sind auf Grund erhöhter Schwefel- bzw. Aschegehalte sowie niedriger TM- 

Gehalte zur Ernte für die Vergärung eher ungeeignet. Topinamburkraut ist auch 

aus ökonomischer Sicht negativ zu bewerten. 

Die aus dem Fruchtfolgeversuch (Projekt: „EVA“) ermittelten Statusergebnisse 

dürfen gegenwärtig nur einer vorläufigen Wertung und Verallgemeinerung unterzogen 

werden. Die Bewertung der Fruchtfolgen mit einer höheren Aussagegenauigkeit 

wird durch die zweite Projektphase ab Februar 2009 möglich, in der 

neben der Fortführung bisheriger Untersuchungen auch Versuche zu weiteren 

Fragestellungen (z. B. Vegetationszeitausnutzung) begonnen wurden. 

5. Literatur 

Nehring, A. 2008: in: Standortangepasste Anbausysteme für Energiepflanzen. 

Herausgeber: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR), Gülzow, 

Juni 2008. 23-30. 

Nehring, A., Vetter, A., Strauß, C., Ebel, G., Barthelmes, G., Rieckmann, C., Wilken, 

F., Heiermann, M., Herrmann, C., Idler, C, 2009: 

Getreideganzpflanzen ein starker Partner. in: Joule Heft 3/2009, Deutscher 

Landwirtschaftsverlag GmbH, München, 45-49. 

Schattauer, A., Weiland, P., 2006: in: Handreichung Biogasgewinnung und –nutzung. 

Herausgeber Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR). 

3. überarbeitete Auflage 2006. Kapitel 2: Grundlagen der anaeroben Fermentation. 

29-31. 

-245 -


Schmaler, K., Neubert, K., 2009: Nutzung des mehrschnittigen Ackerfutters im 

Energiepflanzenanbau auf verschiedenen Standorten in Brandenburg. 

53. Jahrestagung der Arbeitsgemeinschaft Grünland und Futterbau der 

Gesellschaft für Pflanzenbauwissenschaften e.V. Tagungsband, Kleve in 

Druck 

Toews, T., 2009: Ökonomische Bewertung - schriftliche Information zum Projekt 

Willms, M., 2009: Humusbilanz – schriftliche Information zum Projekt 

Das diesem Bericht zugrunde liegende Verbundvorhaben: „Entwicklung und 

Vergleich von optimierten Anbausystemen für die landwirtschaftliche Produktion 

von Energiepflanzen unter den verschiedenen Standortbedingungen Deutschlands“ 

(EVA) – Koordinator: TLL Jena - wird mit Mitteln des BMELV gefördert. 

Der Projektträger ist die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FKZ: 

22002305 bzw. 22013008). Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung 

liegt beim Autor. 

-246 -

VDLUFA Schriftenreihe 65 Tierische Produktion 

Nachhaltige Tier-Konsumtion und –Produktion 

und deren Umsetzung in Deutschland und EU-27 

als Grundvoraussetzung nachhaltiger Nährstoff- 

Haushalte im Ernährungsbereich 

R. Isermann 1 , K. Isermann 1 

1 Büro für Nachhaltige Ernährung, Landnutzung und Kultur, Hanhofen 


Der Ernährungsbereich von Landwirtschaft, Humanernährung sowie entsprechender 

Abwasser- und Abfallwirtschaft ist in zunehmendem Maße 

auch gemeinsam mit der Biomassen(~energie-)Wirtschaft die bei Weitem 

bedeutendste menschliche Aktivität hinsichtlich der Schädigung von 

Mensch und Umwelt z.B. in der EU-27. So betragen z.B. in Deutschland auf insgesamt 

3-5fach zu hohem Niveau die Anteile des Ernährungsbereiches an: 1. den 

gesamten Krankheitskosten nur durch Überernährung mit 120 Mrd. €/a = 48 % (Tab. 

1); 2. der Eutrophierung: 80 %; 3. der Versauerung: 40 %; 4. dem Klimawandel: 26 %; 

5. der Gefährdung der Biodiversität: 80 % mit jeweiligen Anteilen der Massentierhaltung 

von ca. 80, 70, 90, 75 und 70 %.(Tab. 2) [s. auch hier Beitrag H. Flessa]. Damit 

einher geht auch deren wesentliche Beteilung an 10 von 11 Hauptbedrohungen der 

Böden sowie Plünderung der P-Vorräte der Lithosphäre (Isermann 2009a). 

2. Ergebnisse, Schlussfolgerungen, Diskussion 

2.1 Aus den (inter-)nationalen Empfehlungen der Humanernährungswissenschaften 

zum Verzehr tierischer Nahrungsmittel, insbesondere von Fleisch (23 

kg/E . a, anstelle aktuell 62 kg/E . a) (Tab. 3), leitet sich ein maximal tolerierbarer 

Viehbestand von 0,1 GV/E = 50 kg LG/E = 0,8faches des durchschnittlichen 

Gewichtes der Einwohner (60 kg) ab (Tab. 4), also für 

Deutschland ein Viehbestand von maximal 8,2 Mio. GV (Tab. 5). Aktuell 

ist der Tierbestand aber einschließlich des jährlichen Umtriebes (Schwein, 

Geflügel, etc.) 19,2 Mio. GV = 0,23 GV/E = 1,9 fache des durchschnittlichen 

Einwohnergewichtes(EUROSTAT 2007). Daraus leitet sich in Deutschland aus 

insgesamt nachhaltiger Sicht eine notwendige Reduktion der Viehbestände von 

-57% ab, in der EU-27 von -64% (Tab. 6). 

-247 -

Tierische Produktion Kongressband 2009 

Tab. 1: Shares of over-nutrition costs on total illness costs in Germany in 2007 

(Not included: Additional costs of over- nutrition for environmental damages and needed resources 

caused by corresponding over-production of agriculture) 

Illness costs Billion € . yr -1 € . capita -1 . yr -1 

A) Total costs 

…off them: 

Expenditures 

1. by appropriate „health“ agencies 

2. Overhead (health agencies, doctors, 

hospitals) 

B) …off them caused by over nutrition 

(56% of population: 

51% female, 61% male, 

10% adipositas) 

(Ernährungsstudie 2008) 

250 (100) 

(www.phmon.de) 

150 (60) 

(www.diegesundheitsreform.de 

83 (33) 

(www.portaleco.com) 

120 (48) 

(Rechkammer 2008, BFEL) 

[Additionally: 

78% untimely death 

� savings for pensions] 

-248 - 

[82,5 . 10 6 capita] 

3030 

1820 

1006 

1455 

€ . patient . yr -1 

[70,6 . 10 6 patients] 

3541 

2125 

1176 

1700 

and 2600 

per overfed person 

and year! 

Tab. 2: Contribution of: 

1. the total system nutrition (agriculture with plant and animal production, human nutrition with plant 

and animal food consumption as well as waste and waste water management) 

2. animal production and animal food consumption within the system nutrition 

to environmental changes / damages and threatening of human health in Germany 

Needed reductions of reactive C, N, P, S emissions according to their critical levels and loads of the natural 

(near) ecosystems within 2002 and 2020: 70-80% 

1. Eutrophication 

2. Acidification 

3. Climate change 

4. Decline of biosphere 

(also consequences of 1.-3.) 

5. Threatening human health 

§§§üüüüü eath) 

% contribution 

1. Total system nutrition 2. Animal production and 

consumption 

within the system nutrition 

80 

70 

40 

25 

80 

78 

90 

75 

70 

80 

Re0931


Tab. 3: Average daily dietary intake of energy, nutritious matters and meat of males and females in Germany (1993) 

compared with the recommendations (reference values) 

(Nutrition report DGE 2000) 

Energy 

Nutritious matters 

Meat 

Energy (kcal . d -1 ) 

Protein (g . d -1 ) 

Fat (g/d) 

(% Energie) 

Carbohydrates (g . d -1 ) 

Dietary fibre (g . d -1 ) 

Meat (Net) 

1) German Cancer Aid (2000) 1) 

a) (g . d -1 ) 

b) kg . a -1 

2) German Nutrition Society 

(DGE 2000) 1) 

a) (g . d -1 ) 

b) (g . w -1 ) (6 meals x75g =) 

c) kg . a -1 

Recommendation 

= Reference value 1) 

2025 (2079) 

46,2 (49) 

(0,8 / kg weight) 

70 

30 

275 

(30)27,3 

80 

29,2 

64 ( 43-86) 

450 (300-600) 

23,4 ( 15,7-31,4) 

Actual Situation (1993) 

(n= 38 924) 

Units . capita -1 % reference value 

-249 - 

2295 

76,6 

94,2 

36,3 

257 

20,1 

172,1 

62,8 

172,1 

1205 

62,8 

1) German Cancer Aid and German Nutrition Society (DGE) : Ø = 72g/d = 504g/w = 26,3 kg/a 

Tab.4: Linkage between sustainable and healthy human nutrition with animal food 

and corresponding needed sustainable animal production of agriculture 

exemplarily shown for Germany in 2000 (BMVEL 2001) 

Animal food 

Milk and 

milk products 

Meat 

Eggs 

Sustainable / Healthy human nutrition 

Needed animal food 

(kg . cap -1 . yr -1 ) 

Milk: 45.6 (4.2% fat) 

Butter: 2.9 (80% fat) 

Cheese: 7.3 

(i.e. Emmentaler: 

8 kg cheese = 100 kg milk) 

23.4 

3.7 

= 60 eggs with 62 g . egg -1 

Milk equivalents 

(kg . cap -1 . yr -1 ) 

46 

55 

91 

Total: 192 

114 

166 

136 

121 

94 

74 

215 

268 

Compare 

% Reference value 

1985 / 89 

Corresponding needed animal 

production of agriculture with 

0.1 AU . cap -1 = 50 kg life weight 

Milk cows: 1 AU = 6127 kg milk . yr -1 

32% of animal stock 

= 16 kg life weight 

99 

155 

127 

- 

83 

65 

229 

286 

Re0543 

with 196 kg milk . cap -1 . yr --1 

50 kg life weight 

x 49% efficiency of meat yield 

= 24.5 kg meat . cap -1 . yr -1 

� Tab. 21 

60 eggs x 276 eggs . laying hen -1. yr -1 

= 0.22 laying hens . cap -1 . yr -1 

Re0604


Tab. 5 : A) Actually 1. non sustainable (2005) vs. 2. future aimed sustainable (2020) animal units 

B) Actually 2.1) sustainable vs. 2.2) non sustainable animal densities / stocking rates) (2005) 

in animal farms 

of German Agriculture 

Statistics 

1.1 AU ( x 1000) 

1.2 AU . ha aa -1 

2.1 AU ( x 1000) 

2.2 AU . ha aa -1 

A) Actually non sustainable (2005) and future aimed sustainable (2020) animal units 

( 1 AU = 500 life weight) in German Agriculture 

Germany (BMELV 2007) 

� Excretion of nutrients, esp. C, N, P, K, S 

-250 - 

European Union (EUROSTAT 2007) 

� Animal production (life weight) 

Assumed: 

Actually: 

Assumed: 

Actually: 

1 Dairy cow = 1 AU 1 Dairy cow = 1.2 AU 1 Dairy cow = 1 AU 1 Dairy cow = 1.2 AU 

(KTBL 2005) (BMELV 2009) 

(KTBL 2005) 

1. Actually non sustainable animal units corresponding to 0.233 AU = 116 kg life weight . capita - 1 (2005) 

(100) 13 441 (100) 

[100] 

0.79 

(135) 14 288 (106) 

0.84 

(100) 18 149 (100) 

[100] 

1.07 

(135) 19 238 (106) 

2. Future aimed sustainable animal units corresponding to 0.100 AU = 50 kg Life weight . capita -1 (2020) 

(100) 5 759 (100) 

[43] 

0.34 

(135) 6 105 (106) 

0.36 

(100) 7 783 (100) 

[43] 

0.46 

1.13 

(135) 8 250 (106) 

0.48 

Re1130 a 

Tab. 6: Necessary reduction of animal production and livestock of agriculture 

both in the countries of EU-25+2 and in the Federal lands of Germany 

on the basis of the actual capita-specific animal densities (AU . capita -1 ) 

in comparison with a maximum tolerable animal density of 0.1 AU= 50 kg life weight . capita -1 (Isermann 1995/2006) 

according to a healthy human nutrition with animal food, especially with meat 

[Net: max. 23,4 kg meat . capita -1 . year -1 (DGE 2000/01) instead of actually i.e. in Germany (2002):60 kg . capita -1 . year -1 ] 

[Actual animal stockings and densities according to EUROSTAT 2005] 

Countries Actual 

Animal 

densities 

(AU . 

capita -1 ) 

1.Ireland 

2.Denmark 

3.France 

4.Belgium 

5.Netherlands 

6.Cyprus 

7.Luxemburg 

8.Spain 

9.Lithuania 

10. Austria 

11.Romania 

1.606 

0.846 

0.390 

0.382 

0.380 

0.359 

0.355 

0.341 

0.339 

0.308 

0.304 

Necessary 

Reduction 

Livestock 

(%) 

-94 

-88 

-74 

-74 

-74 

-72 

-72 

-71 

-71 

-67 

-67 

Countries Actual 

Animal 

densities 

(AU . 

capita -1 ) 

14. Hungary 

15. Bulgaria 

16. Estonia 

17. United Kingdom 

18. Greece 

19. Finland 

EU-15 0.294 

20. Germany 

21. Portugal 

22. Czech.Republic 

23. Sweden 

-66 24. Latvia 

12.Slovenia 0.293 

-66 25. Slovakia 

13. Poland 

0.292 

-66 26. Italy 

EU-25+2 

0.290 

-64 27. Malta 

EU-10+2 

0.275 

-64 

0.263 

0.254 

0.241 

0.240 

0.238 

0.227 

0.226 

0.226 

0.224 

0.205 

0.197 

0.177 

0.174 

0.123 

Necessary 

Reduction 

Livestock 

(%) 

-62 

-61 

-59 

-58 

-58 

-56 

-56 

-56 

-55 

-51 

-49 

-44 

-43 

-19 

Federal Lands 

of Germany 

1. Schleswig-Holstein 

2. Niedersachsen 

+Hamburg 

+Bremen 

3. Mecklenburg-Vorp. 

4. Bayern 

5. Sachsen-Anhalt 

6. Thüringen 

Deutschland 

7. Sachsen 

8. Nordrhein-Westf. 

9. Baden-Württemb. 

10. Brandenburg 

+Berlin 

11. Hessen 

12. Rheinland-Pfalz + 

Saarland 

Actual 

Animal 

densities 

(AU . 

capita -1 ) 

0.466 

0.456 

0.404 

0.311 

0.252 

0.232 

0.226 

0.156 

0.154 

0.140 

0.130 

0.106 

0.094 

Necessary 

Reduction 

Livestock 

(%) 

Re0785 

2.2 Zudem belegen mehr als 30 Dauerversuche mit annährend 1000 akkumulierten 

Versuchsjahren ausnahmslos (Tab.7), dass aus ebenfalls 

nachhaltiger Sicht nur eine maximale Viehbesatzdichte von 1,0 GV ja ha 

mit Nährstoffen versorgbarer LF toleriert werden kann (Isermann 2008, 

Rühlmann et al. 2008). In Deutschland (2005) betreiben 71% der 396 581 Betriebe 

auf 80% der LF (17,0 Mio ha) Viehhaltung, davon aber bereits 53% der viehhaltenden 

Betreibe mit einer Besatzdichte > 1,0 GV/Ha LF auf 40% der LF (13,6 

Mio ha). Die LF der viehhaltenden Betriebe von 8,1 Mio. ha reicht also bereits aus, 

-79 

-78 

-75 

-68 

-60 

-57 

-56 

-36 

-35 

-29 

-23 

-6 

+7


um den maximal tolerierbaren Viehbestand von 8,2 Mio. GV mit einem maximal 

tolerierbaren Viehbesatz von maximal 1,0 GV/ha LF aufrecht zu erhalten (Tab.8). 

Infolgedessen müssen aus nachhaltiger Sicht 53% der aktuell viehhaltenden Betriebe 

und 40% der LF zu Marktfruchtbetrieben umgestaltet werden, die nur noch 

solche Agrarerzeugnisse liefern, die den Konsumenten direkt erreichen (z.B. 

Brot-, Braugetreide, Ölsaaten, etc.) und somit die mit C, N, P, (S), K hypertrophierten 

Böden sowie die Umwelt rasch und wirkungsvoll entlasten. 

2.3 Umgesetzt werden diese Strukturveränderungen durch Nährstoffüberschuss-Lenkungsabgaben/Zuwendungen 

gemessen am maximal 

tolerierbaren Nährstoff-Überschusssaldo und zielgerichtet durch 

Mehrwert-Besteuerungen der Nahrungsmittel in einem 1. Schritt von 7 

auf 19% und deren Rückführung zu den Landwirten. Technische Maßnahmen 

zum Umweltschutz und weitere Nährstoff-Effizienzsteigerung 

haben dann nur noch flankierenden Charakter. Dadurch bewirkte Effizienzsteigerungen 

und als Nachhaltigkeitsindikator sind nur dann wirksam, wenn 

diese einen (wesentlichen) Beitrag zur Suffizienz (auskömmliche und gesunde 

Ernährung) und Konsistenz (Bewahrung der Umwelt) leisten (Tab. 9). 

Tab.7: Balanced optimum humus supplies [t farmyard manure (fym) . ha -1 . yr -1 ] for the optimum variant with combined 

organic and mineral fertilization of 22 long-term arable field experiments in Europe 

[Clay content of soils: 3-27%; average yearly temperatures: 6-14,5°C and precipitation: 430-1397 mm] 

(according to Koerschens 2008, Beuke 2006) 

Location 

(Country) 

Starting 

year 

Number 

of years 

Humus 

supplies 

[t fym . ha -1. yr -1 ] 

-251 - 

Location 

(Country) 

Starting 

year 

Number 

of years 

Humus supplies 

[t fym . ha -1 . yr -1 ] 

1. Bad Lauchstädt (D) 1902/1978 10 12. Bad Salzungen (D) 1966 40 10 

2. Methau (D) 1966 10 13 Puch (D) 1983 12 10 

3. Spröda (D) 1966 10 14. Berlin(Dahlem) (D) 1984 12 10 

4. Müncheberg (D) 1982 8 15. Dülmen (D) 1984 11


Tab. 8 : A) Actually 1. non sustainable (2005) vs. 2. future aimed sustainable (2020) animal units 

B) Actually 2.1) sustainable vs. 2.2) non sustainable animal densities / stocking rates) (2005) 


of German Agriculture 

A) Actually 2.1) sustainable vs. 2.2) non sustainable animal densities / stocking rates) (2005) 


Number of farms Agricultural area of farms 

Farms 

Total > 50 AU Total > 50 AU 

Numbers % Numbers % LF x 1000 % LF x 1000 % 

1.Total farms 

2.Animal farms 

…off them [AU -1 . ha -1 ] 

2.1 < 1 AU (sustainable) 

2.2 > 1 AU (non sustain.) 

2.2.1 1 - < 1.5 

2.2.2 1.5 - < 2.0 

2.2.3 2.0 - < 2.5 

2.2.4 2.5 - < 3.0 

2.2.5 3.0 - < 5.0 

2.2.6 5.0 - < 10 

2.2.7 > 10 

396 581 

281 000 

132 200 

148 800 

64 100 

45 400 

20 100 

7 600 

7 000 

1 900 

1 300 

100 

71 100 

47 

53 

23 

16 

7 

3 

2 

< 1 

< 1 

- 

82 956 

17 543 

65 413 

22 219 

22 005 

11 199 

4 348 

3 830 

632 

459 

-252 - 

- 

100 

21 

79 

27 

27 

13 

5 

5 


der Bereiche Ernährung und Biomassen (~energie)-Wirtschaft massiv 

entgegen. Dies wird beispielhaft in Tab. 12 verdeutlicht, durch die aus 

sozialer, ökologischer und u.a. auch deshalb ökonomischer Sicht nichtnachhaltige 

Düngeverordnung des BMELV (2007) (Isermann 2009b), 

dementsprechend gar noch bedenkenlos unterstützt, durch langjährige 

Düngefehlempfehlungen der (Offizial-)Beratung hinsichtlich C, N, P, S, 

insbesondere vor dem Hintergrund der Zielsetzung einer zwar billigen, 

jedoch aus nachhaltiger Sicht nicht preiswerten Tier-Konsumtion und – 

Produktion. 

Tab.9 : Die (kontra-)produktive Bedeutung der Effizienz= Produktivität hinsichtlich Suffizienz und 

Konsistenz für die nachhaltigen Entwicklung menschlicher Existenz 

1/ 2 

1. Nachhaltigkeit 

1.1 …ist die Konzeption (Leitbild) einer dauerhaft zukunftsfähigen Entwicklung 

der sozialen (� Suffizienz), ökologischen (� Konsistenz) und ökonomischen (� Effizienz) 

Dimensionen menschlicher Existenz (Enquete-Kommission des Deutschen Bundestages) 

1.2 …heißt Umwelterfordernisse (� Konsistenz) gleichberechtigte (auch gleichzeitige) mit sozialen 

(� Suffizienz) und wirtschaftlichen (� Effizienz) Notwendigkeiten zu berücksichtigen 

(Rat für Nachhaltige Entwicklung von Deutschland) 

2. Produktivität = Effizienz =Produktmenge (Output) / Faktoreinsatz (Input): Boden, Arbeit, Kapital 

zu jeweiligen Preisen 

2.1 …ist nur dann ein Nachhaltigkeitsindikator, wenn diese ausgehend von nicht tolerierbarem 

Überfluss („affluence“)bzw. Mangel (Insuffizienz) zur Suffizienz und Konsistenz (wesentlich) bei- 

trägt und diese aufrechterhält. 

a) Voraussetzung: Umwelt wird zum 4. Produktionsfaktor mit jeweiligen Preisen ( =Kosten) 

� Produktpreise mit ökologischer, sozialer und ökonomischer Wahrheit 

b) Steuerung: Bei Überfluss durch Besteuerung, bei Mangel (z.B. Entwicklungsländer) durch 

Subventionen (Hilfe zur Selbsthilfe) von Produktion (Produktionsfaktoren) und Konsumtion 

2.2 …ist kein Nachhaltigkeitsindikator–also „Kontraproduktiv“ zur Nachhaltigkeit–wenn diese nicht 

tolerierbaren Überfluss und Umweltbelastung aufrechterhält oder gar noch vermehrt 

Re1136/ 1 

-253 -


Tab.10: Die Verringerung der Stickstoff ( N ) – Ausscheidungen der Tierbestände 

von Rindern (-22%) und Schweinen ( -10%) in Deutschland im Zeitraum 1990 bis 2005 

kommen durch die Reduktion dieser Viehbestände um -34% bzw. -10% zustande 

und kaum durch Fütterungsverbesserungen, da die Zunahmen der tierspezifischen N- 

Ausscheidungen von +18% bzw. +3% der Verringerung der N-Ausscheidungen der Tierbestände 

gar noch entgegenwirken (Zahlenangaben: Dämmgen 2007) 

1. Milchkühe 

1.1 Gewicht (kg / Kuh) 

1.2 Anzahl (x 1000) 

1.3 Milchleistung 

1.3.1 (kg/Kuh . a) 

1.3.2 (1000 t / a) 

1.4 N-Ausscheidung 

1.4.1 (kg/Tier . a) 

1.4.2 (1000 t / a) 

1.4.3 (g / kg Milch) 

1.5 NH3-N (kg / Kuh . a) 

2. Gesamte Rinder 

2.1 Anzahl ( x 1000) 


2.2.1 (kg / Tier . a) 

2.2.2 (1000 t / a) 

Jahr 1990 

539 (100) 

6 355 (100) 

4 700 (100) 

29 869 (100) 

90,5 (100) 

575 (100) 

19,2 (100) 

25,8 (100) 

19 488 (100) 

56,7 (100) 

1 104 (100) 

-254 - 

1996 2005 

572 (106) 

5 195 ( 82) 

5 514 (117) 

28 645 (96) 

101,8 (112) 

529 ( 92) 

18,5 (96) 

29,4 (114) 

15 760 (81) 

61,8 (109) 

974 (89) 

590 (109) 

4 164 (66) 

6 765 (144) 

28 969 (94) 

117,6 (130) 

490 (85) 

17,4 (91) 

33,5 (130) 

12 919 (66) 

67,0 (118) 

866 (78) 

re1131a 

Tab.11: Die Verringerung der Stickstoff ( N ) – Ausscheidungen der Tierbestände 

von Rindern (-22%) und Schweinen ( -10%) in Deutschland im Zeitraum 1990 bis 2005 

kommen durch die Reduktion dieser Viehbestände um -34% bzw. -10% zustande 

und kaum durch Fütterungsbesserungen, da die Zunahmen der tierspezifischen N-Ausscheidungen 

von +18% bzw. +3% der Verringerung der N-Ausscheidungen der Tierbestände 

gar noch entgegenwirken (Zahlenangaben: Dämmgen 2007) 

1. Mastschweine 

Jahr 1990 

1.1 Endgewicht (kg /Tier) 

1.2 Gewichtszunahme(g/Tier . d) 

1.3 Anzahl (x 1000) 

1.4 Gesamt-Gewicht(x 1000t/a) 


1.5.1 (kg /MPL . a) 

1.5.2 (1000 t /a) 

1.5.3 (g / kg Zunahme) 

1.5.4 (kg/kg Gesamt-Gewicht) 

1.5.5 (kg NH3-N/ MPL . a) 

2. Schweine insgesamt 

2.1 Anzahl (x 1000) 


2.2.1 (kg / Tier . a) 

2.2.2 (1000 t / a) 

109 (100) 

614 (100) 

11 726 (100) 

1 278 (100) 

14,9 (100) 

175 (100) 

66,4 (100) 

0,13 (100) 

5,3 (100) 

30 819 (100) 

14,0 (100) 

431 (100) 

1996 2005 

113 (104) 

663 (108) 

9 293 (83) 

1 050 (82) 

15,6 (105) 

145 (83) 

64,4 (97) 

0,13 (100) 

5,1 (96) 

24 283 (79) 

14,5 (104) 

352 (82) 

117 (107) 

705 (115) 

10 826 (92) 

1 267 (99) 

15,8 (106) 

171 (98) 

61,4 (92) 

0,13 (100) 

5,2 (98) 

26 989 (88) 

14,4 (103) 

389 (90)


Tab. 12: Maximum tolerated N- and P-fluxes only with slurry or animal manure as well as corresponding 

maximum tolerated animal densities according to the EU-Nitrates Directive (2001) 

and the corresponding German Fertilising Directive (2007) 

1. Maximum tolerated N-and P-fluxes 

1.1 Nitrogen fluxes [kg N . ha -1 . yr -1 ] 

1.1.1 Excretions 

1.1.2 Gaseous losses 

(45% of excretions) 

…of them NH3-N 

(90% of gaseous losses) 

1.1.3 Input soils 

1.2 Phosphorus fluxes [kg P . ha -1 . yr -1 ] 

Excretions = Input soil 

2. Animal units (500 kg live weight (LW) = 1 AU 

2.1 Definitions 

2.1.1 [AU . animal -1 ] 

2.1.2 [animal . AU -1 ] 

2.2 Maximum tolerated animal densities 

[AU . ha -1 ] 

Dairy cows 

[ 7000 kg milk . cow -1 . yr -1 ] 

-255 - 

310 / 420 1) 

140 / 190 1) 

126 / 170 1) 

(except grazed grassland) 

170 / 230 1) 

A) Cropland: 43 / - 

B) Grassland: 44 / 60 1) 

1.20 

0.833 

A) Cropland: 3.5 / - 

B) Grassland: 3.1 / 4.1 1) 

Fattening pigs 

310 

140 

126 

170 

Animal nutrition: 

A) One phasic: 63 

B) More phasic: 62 

0.13 – 0.14 (LW increase: 90 kg) 

13.6 

Animal nutrition: 

A) One phasic: 4.3 

B) More phasic: 5.7 

Re1107 

1) Exceptional permission of the German Fertilising Directive (2007) “foreign enforced “ by the Ministry of Rural Development, 

Nutrition, Agriculture and Consumer Protection (Minister H.H. Ehlen 2006) 

3. Literatur 

Dämmgen, U.,2007: Nationaler Emissionsbericht (NIR) 2007 für 2005 

Einführung, Methoden und Daten (243 S.) 

Tabellen (347 S.) 

Landbauforschung Völkenrode, Bundesallee 50, 38116 Braunschweig. 

DGE (Deutsche Gesellschaft für Ernährung 1992, 1996, 2000, 2004, 2008): 

Ernährungsberichte. Hrsg.: Deutsche Gesellschaft für Ernährung e.V. 

(DGE), Frankfurt/Main. Siehe auch: DACH / 2001. Referenzwerte für die 

Nährstoffzufuhr. 1. Auflage, 2. Korrigierter Nachdruck, Frankfurt/M.: Umschau/Braus, 

240 S. 

Isermann, K., 2008: Sustainable mitigation and land use options for human 

health and environmental quality ín respect to the nutrition system and the 

nutrients C, N, P, S.EUROSOIL 2008, Vienna/Austria. Book of Abstracts 

S. 27. B.04, p. 147. 

Isermann, K., 2009a: Multimedialer und systemarer Umwelt- und insbesondere 

Bodenschutz vor Emissionen / Immissionen an reaktiven Verbindungen 

des C, N, P, S des gesamten Ernährungsbereiches (auch) als Inhalte (inter-)nationaler 

Nachhaltigkeitsstrategien. Jahrestagung der Deutschen


Bodenkundlichen Gesellschaft, 05.-13. Sept. 2009 in Bonn (http:/www. 

dbges.de). 

Isermann, K., 2009b: Unvereinbarkeiten der Agrar-und Umweltpolitik sowie insbesondere 

der Düngeverordnung (2007) des BMELV nicht nur mit dem 

Umwelt- und insbesondere Klima-Schutz. (Posterbeitrag 6-11) Fachtagung 



KTBL (Kuratorium für Technik und Bauwesen für die Landwirtschaft), 2005: 

Faustzahlen für die Landwirtschaft. Hrsg.: KTBL, Darmstadt, 1095 S. 

Rühlmann, J. et al., 2008: Ergebnisse der Standort übergreifenden Auswertung 

Brandenburger Dauerversuche. Vortrag Wintertagung der Internationalen 

Arbeitsgemeinschaft für Bodenfruchtbarkeit. 01.-03. März 2009, Rauischholzhausen. 

(Veröffentlichung Nachhaltige Tierproduktion VDLUFA 2009 VDLUFAZIPIV) 

-256 -


Bestimmung von Blei und Cadmium in 

Futtermitteln – ein Methodenvergleich 

H. Hrenn, J. Breuer, H. Schenkel 

Universität Hohenheim, LA Chemie (710), Stuttgart-Hohenheim 

1. Ausgangssituation 

Bis vor einigen Jahren war es üblich, die Bestimmung des Blei- bzw. des Cadmiumgehaltes 

in Anlehnung an die klassische VDLUFA-Methode durchzuführen 

(VDLUFA 17.2.2). Bei diesem Verfahren wurde die Probe trocken verascht und 

mit Salzsäure abgeraucht. Die Bestimmung erfolgte i. d. R. mittels AAS. Durch 

den apparativen Fortschritt standen dann weitere Möglichkeiten zur Verfügung, 

insbesondere sind hier der mikrowellenbeheizte Druckaufschluss und die Elementbestimmung 

mittels Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma 

(ICP-MS) zu nennen. Auf diesem Gebiet gab und gibt es methodische Arbeiten 

auf verschiedenen Ebenen, wie z.B. beim CEN oder in den Fachgruppen des 

VDLUFA. 

Im Jahr 2005 wurde in der Richtlinie 2005/87/EG der Kommission eine neue Vorgehensweise 

zur Blei- und Cadmiumbestimmung beschrieben (Fußnoten-Methode). 

Die Veröffentlichung erfolgte Ende 2005 im Amtsblatt der Europäischen 

Union. Im Rahmen einer Änderung der Futtermittelverordnung wurde diese 

Richtlinie dann in nationales Recht umgesetzt und ist in Deutschland seit 4. November 

2006 geltendes Recht. Die Fußnoten-Methode (oder ein nachweislich 

gleichwertiges Extraktionsverfahren) ist damit bei der amtlichen Untersuchung 

von Pb und Cd in Futtermitteln zwingend anzuwenden. 

Allerdings gibt es für diese neue Methode keine ausformulierte Verfahrensbeschreibung, 

sondern nur eine kurze Fußnote: „Die Höchstgehalte beziehen sich 

auf eine analytische Bestimmung von Blei, wobei 30 Minuten lang in Salpetersäure 

(5 Gew.-%) bei Siedetemperatur extrahiert wird. Es können auch gleichwertige 

Extraktionsverfahren verwendet werden, die nachweislich einen gleichen 

Extraktionswirkungsgrad besitzen.“ Die gleiche Formulierung gilt auch für 

Cadmium. 

-257 -


In ersten Vergleichsuntersuchungen zeigte sich eine gute Übereinstimmung 

zwischen dem bisher verwendeten klassischen Aufschluss und der neuen Fußnoten-Methode. 

Da die Vorgehensweise bei den beiden Verfahren jedoch sehr 

unterschiedlich ist und bei manchen Proben abweichende Ergebnisse erwarten 

lässt, wurde dies anhand einiger Versuchsserien genauer überprüft. 

2. Vorgehensweise 

Es wurden beispielhaft rund 30 Proben häufiger Futtermitteltypen (Einzelfuttermittel, 

Allein- und Ergänzungsfuttermittel für verschiedene Tierarten, einschließlich 

Mineralfuttermittel) ausgewählt und Lösungen nach beiden Methoden 

hergestellt. Die Bestimmung des Gehaltes an Blei bzw. Cadmium erfolgte 

mittels ICP-MS. 

In einem weiteren Experiment wurde dann exemplarisch an einer mineralischen 

Probe der Einfluss des Verhältnisses von Einwaage (0,5-10 g) und Volumen der 

Extraktionslösung (75 mL) auf die extrahierte Menge an Cd und Pb untersucht. 

In zusätzlichen Untersuchungen wurden drei Proben ausgewählt und mittels 

Druckaufschluss als weiterer gängiger Aufschlussmethode untersucht. Hierbei 

wurden verschiedene Säuren (HNO 3 , HF bzw. HBF 4 ) zum Aufschluss eingesetzt 

und die Ergebnisse mit den beiden anderen Verfahren verglichen. 

3. Ergebnisse 

3.1 Vergleich der Herstellung der Analysenlösungen 

In den Abbildungen 1 und 2 sind die Ergebnisse der beiden Methoden gegeneinander 

aufgetragen. Es zeigt sich in allen Beispielen eine gute Übereinstimmung 

der beiden Methoden. In den linken Diagrammen sind jeweils alle Werte dargestellt, 

in den rechten Diagrammen wurde der Bereich ab der Bestimmungsgrenze, 

jedoch ohne die höchsten Werte dargestellt. Bei den Gesamtdarstellungen 

ist zu beachten, dass es sich um rechtsschiefe Verteilungen handelt. Dies könnte 

v. a. bei Cadmium die Abweichung von der 1. Winkelhalbierenden erklären. 

-258 -


Blei (Extraktion) [mg/kg] 

500 

400 

300 

200 

100 

y = 0,9557x + 1,0367 

R 2 = 0,9939 

0 

0 100 200 300 400 500 

Blei (klassisch) [mg/kg] 

-259 - 

Blei (Extraktion) [mg/kg] 

10 

8 

6 

4 

2 

y = 0,9497x - 0,0507 

R 2 = 0,9736 

0 

0 2 4 6 8 10 

Blei (klassisch) [mg/kg] 

Abb. 1: Vergleich der Ergebnisse für Blei, links alle Werte und rechts im Bereich 

von 1 bis 10 mg/kg 

Cadmium (Extraktion) [mg/kg] 

14 

12 

10 

8 

6 

4 

2 

y = 1,1597x - 0,0497 

R 2 = 0,998 

0 

0 2 4 6 8 10 12 14 

Cadmium (klassisch) [mg/kg] 

Abb. 2: Vergleich der Ergebnisse für Cadmium, links alle Werte und rechts im 

Bereich von 0,1 bis 5 mg/kg 

3.2 Einfluss steigender Einwaagen auf das Extraktionsergebnis 

Bleigehalt [mg/kg] 

40 

35 

30 

25 

20 

15 

10 

5 

0 

0 

0 2 4 6 8 10 12 

Einwaage [g] 

Blei 

Cadmium 

Abb. 3: Abhängigkeit des extrahierten Blei- und Cadmiumgehaltes von der 

Einwaage 

Cadmium (Extraktion) [mg/kg] 

5 

4 

3 

2 

1 

0 

0,6 

0,5 

0,4 

0,3 

0,2 

0,1 

Cadmiumgehalt [mg/kg] 

y = 1,0974x - 0,0359 

R 2 = 0,9942 

0 1 2 3 4 5 

Cadmium (klassisch) [mg/kg]


Es zeigt sich eindeutig, dass bei Zunahme der Einwaage bei konstantem Volumen 

der Extraktionslösung der extrahierte Elementanteil abnimmt (Abb. 3). Bei 

der Untersuchung ist also darauf zu achten, dass das Extraktionsverhältnis nicht 

zu eng wird, d.h. dass ein genügend großer Überschuss an Extraktionslösung 

in Bezug auf die Probenmenge vorhanden ist. In einem Fachgruppenbeschluss 

der FG VIII des VDLUFA wurden eine Einwaage von 2 g und ein Extraktionsvolumen 

von 85 mL festgelegt. Diese Einwaage und dieses Volumen wurden auch 

in einem aktuellen Ringversuch des Gemeinschaftlichen Referenzlabors der EU 

(CRL) für Blei und Cadmium verwendet. 

3.3 Vergleich der beiden Methoden mit Druckaufschlussverfahren 

mit unterschiedlichen Säuren 

Tab. 1: Vergleich verschiedener Aufschlussverfahren für Cadmium 

Cadmium 

Futter- Druckaufschluss Aufschluss Extrakt 

mittel HNO3 HF HBF4 Klassisch HNO3 

A 

MW mg/kg 

RSD % 

0,82 

3,12 

0,87 

1,03 

0,85 

1,37 

0,58 

0,64 

0,71 

2,05 

B 

MW mg/kg 

RSD % 

0,54 

7,54 

0,58 

4,24 

0,63 

6,09 

0,38 

1,35 

0,35 

17,6 

C 

MW mg/kg 

RSD % 

0,066 

18,0 

0,111 

29,2 

0,094 

18,4 

0,047 

0,53 

0,071 

39,8 

Tabelle 2: Vergleich verschiedener Aufschlussverfahren für Blei 

Blei 

Futter- Druckaufschluss 

Aufschluss Extrakt 

mittel HNO3 HF HBF4 Klassisch HNO3 

A 

MW mg/kg 

RSD % 

68,3 

0,96 

72,9 

4,21 

74,5 

1,55 

59,0 

0,42 

47,0 

2,70 

B 

MW mg/kg 

RSD % 

44,6 

3,06 

50,4 

4,91 

49,2 

4,68 

31,0 

0,67 

30,5 

1,79 

C 

MW mg/kg 

RSD % 

23,8 

17,5 

26,3 

7,58 

22,8 

13,3 

18,6 

5,09 

15,0 

4,38 

-260 -


Die Ergebnisse deuten bei den untersuchten Proben darauf hin, dass aus dem 

Druckaufschluss höhere Werte resultieren. Der Einsatz von Fluorid-Ionen aus 

HF oder HBF 4 im Aufschlussgemisch für diese mineralischen Proben ergibt tendenziell 

die höchsten Gehalte. Allerdings sind solche Aufschlussgemische aus 

Gründen der Arbeitssicherheit für ein Routine-Analyseverfahren nicht geeignet. 


Gemäß der Methodenkaskade in der amtlichen Futtermittelkontrolle ist bei Futtermitteln 

die Extraktion mit 5%iger Salpetersäure („Fußnoten-Methode“) anzuwenden, 

auch wenn es hierzu keine ausformulierte Verfahrensbeschreibung 

gibt. Es können gemäß der Richtlinie allerdings auch gleichwertige Extraktionsverfahren 

verwendet werden, wenn diese nachweislich den gleichen Extraktionswirkungsgrad 

besitzen. 

Die ermittelten Ergebnisse zeigen i. d. R. eine gute Übereinstimmung zwischen 

beiden Verfahren für die geprüften Einzel- und Misch-futtermittel, nicht jedoch 

für den Druckaufschluss bei mineralischen Proben. Deshalb sind weitere Untersuchungen 

notwendig, um eine vergleichbare und im Alltag umsetzbare Vorgehensweise 

festlegen zu können. Auf verschiedenen Ebenen sind hierzu bereits 

Arbeiten begonnen worden. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Anwendung 

der „Fußnoten-Methode“ bzw. des Mikrowellen-Druckaufschlusses im Vergleich 

zum klassischen Aufschluss eine deutliche Arbeitserleichterung und Einsparung 

von Chemikalien bedeutet. 



(VDLUFA) (Hrsg.), 2007: Methode 17.2.2, Bestimmung von 

Gesamt-Blei und -Cadmium. In: Handbuch der Landwirtschaftlichen Versuchs- 

und Untersuchungsmethodik (VDLUFA-Methodenbuch), Bd. III 

Die chemische Untersuchung von Futtermitteln, 3. Aufl., 7. Ergänzungslieferung 

VDLUFA-Verlag, Darmstadt. 

Richtlinie 2005/87/EG der Kommission vom 5. Dezember 2005 zur Änderung 

von Anhang I der Richtlinie 2002/32/EG des Europäischen Parlaments 

und des Rates über unerwünschte Stoffe in der Tierernährung in Bezug 

auf Blei, Fluor und Cadmium (ABl. EU Nr. L 318 S.19). 

-261 -


Untersuchungen zum Futterwert von Hafer in der 

Pferdefütterung 

A. Heinrich 1 , G. Schlegel 1 , J. Danier 2 , F.J. Schwarz 1 

1 Department für Tierwissenschaften, Lehrstuhl für Tierernährung, Technische 

Universität München, Freising-Weihenstephan, 2 Bioanalytik, Zentralinstitut für 

Ernährung und Lebensmittel, WZW, Technische Universität München, Freising- 

Weihenstephan 


In der Pferdefütterung ist Hafer nach wie vor sowohl als Einzelkomponente 

als auch als Bestandteil von Mischfutter das wichtigste Krippenfutter. 

Allerdings fehlen neuere, spezifische Untersuchungen, inwieweit die 

Nährstoffgehalte variieren und auch den häufig älteren Tabellenangaben 

entsprechen. Vorliegend wurden daher gezielt Haferproben von pferdehaltenden 

Betrieben bzw. vergleichend dazu von Sortenversuchen 

der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) hinsichtlich ihrer 

Nährstoffgehalte untersucht. 


2.1 Probenherkunft 

In die Untersuchung wurden insgesamt 21 Haferproben einbezogen. 14 

Proben wurden von pferdehaltenden Betrieben aus dem Raum Oberbayern/Niederbayern 

anfangs Januar 2008 beschafft. Es handelt sich 

mit einer Ausnahme (Schwarzhafer) ausschließlich um Gelbhafer, der 

überwiegend aus dem eigenen Anbau (9 Betriebe, 5 Betriebe mit Zukauf) 

stammte. 7 Proben wurden aus einem Sortenversuch (Ernte 2007) 

von der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft Freising (LfL) zur 

Verfügung gestellt. Dabei erfolgte die Zuordnung nach „Farbe“: Gelbhafer 

(Sorten: Aragon, Dominik), Weißhafer (Sorten: Flämingsprofi, Ivory, 

Tomba), Schwarzhafer (Sorten: Ebene, Sirene). Von jeder Haferprobe 

wurden ca. 2 kg in Plastiktüten abgefüllt und anschließend kühl und trokken 

gelagert. 

-262 -


2.2 Analytik und Statistik 

Eine Teilprobe wurde entsprechend der Analysenvorschriften auf eine Korngröße 

von 1 mm bzw. auf 0,5 mm vermahlen. Für die Bestimmung von Trockenmasse, 

Rohnährstoffen, Mengen- und Spurenelementen, Gerüstsubstanzen, 

Stärke und Zucker sowie Fettsäuren wurden alle Proben einbezogen (n=21). Die 

Bestimmung der Aminosäuren und von Vitamin E wurde nur am Probenkollektiv 

der LfL vorgenommen. Die Analysen erfolgten entsprechend der amtlichen 

und Verbandsmethoden des VDLUFA Methodenbuch Band III (Naumann und 

Bassler, 1976 mit 7. Ergänzungslieferung 2007). Die Mengen- und die Spurenelemente 

Eisen, Kupfer, Zink und Mangan wurden durch optische Emissionsspektrometrie 

mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-OES) gemessen, Selen 

am Hydrid-AAS. Vitamin E wurde mit HPLC-UVD bestimmt. Die Aminosäuren 

wurden mit Ionenaustauschchromatographie getrennt und photometrisch nach 

Farbreaktion mit Ninhydrin gemessen. Der Gehalt an Fettsäuren wurde nach der 

DGF-Einheitsmethode (2000) nach Derivatisierung als Methylester am GC-FID 

bestimmt. 

Die Ergebnisse sind als Mittelwerte und mit Min.-Max.-Werten getrennt nach 

Praxisproben (n=14) und nach Proben aus den Sortenversuchen (Gelbhafer: 

n=2, Weißhafer: n=3, Schwarzhafer: n=2) sowie als Gesamtmittelwert mit der 

Standardabweichung aller Einzelwerte dargestellt. 


In Tabelle 1 sind die Gehalte an Trockenmasse und Rohnährstoffen dargestellt. 

Mit einer Ausnahme (nur 83 % Trockenmasse) waren alle Proben gut lagerungsfähig, 

frei von Fremdgerüchen und hatten eine sortenspezifische Spelzenfarbe. 

Auch der Rohaschegehalt, der insbesondere bei betriebseigenem Getreide stark 

abhängig von der Getreidereinigung variiert, lag ebenfalls – abgesehen von einer 

Ausnahme (4,3 % Rohasche i.d.T) – eher einheitlich bei 3,1 % i.d.T. Demgegenüber 

differierten Rohprotein, Rohfett und vor allem Rohfaser über einen außerordentlich 

weiten Bereich. Allerdings entsprach der Mittelwert aller Proben wiederum 

weitgehend den Tabellenangaben (DLG-Futterwerttabelle, 1995, Meyer und Coenen, 

2002, Jeroch et al., 2008, DLG-Futtermitteldatenbank, 2009) und neueren 

Literaturwerten (Schwarz et al., 2005). Allerdings waren die mittleren Gehalte an 

Rohfaser außerordentlich hoch, die an Rohfett tendenziell niedrig. 

-263 -


Tab. 1: Trockenmasse (%) und Rohnährstoffgehalte (% i.d.T) 

Praxis-proben 

Proben d. LfL 

Gelb- Weiß- Schwarzhafer 

Alle Proben 

Trocken- 87,3 

masse 

1 91,4 92,3 92,0 88,8 

(83,1-83,0) 2 (91,4-92,4) ±2,53 Roh- 

3,15 2,90 2,85 3,16 3,09 

asche 

(2,63-4,27) (2,71-3,38) ±0,35 

Roh- 

13,2 10,1 10,6 11,9 12,4 

protein 

(10,6-15,3) (9,4-12,3) ±1,8 

Rohfett 

3,94 

(3,46-4,97) 

5,02 4,69 

(4,14-5,54) 

4,72 4,22 

±0,65 

Rohfaser 

13,2 

(11,0-15,6) 

16,0 12,9 

(12,2-17,3) 

16,4 13,7 

±1,8 

NfE 

71,5 

(66,9-76,1) 

75,5 75,1 

(72,4-77,5) 

72,8 72,5 

±2,6 

1 2 3 Mittelwerte, Min.-Max.-Werte, Standardabweichung der Einzelwerte 

Tabelle 2 enthält eine Auftrennung der Kohlenhydratfraktion nach Gerüstsubstanzen, 

Stärke und Zucker. Vergleichswerte zu den NDF-, ADF- und ADL- 

Ergebnissen finden sich bei Strobel et al. (2001), die von diesen Autoren etwas 

niedriger angegeben werden. Der mittlere Stärkegehalt von nur etwa 40 % i.d.T 

(bei beachtlichen Abweichungen von 36-50 %!) ist – vor allem auch gegenüber 

anderen Getreidearten wie Gerste, Weizen oder Mais – als sehr gering einzuschätzen. 

Die mittleren Analysenergebnisse der Mengenelemente Calcium, Phosphor, 

Magnesium, Natrium und Kalium sind in Tabelle 3 dargestellt. Hafer weist von 

allen Getreidearten den höchsten Ca-Gehalt auf. Dabei erreichen die vorliegenden 

Proben mit knapp 1,1 g Ca/kg T etwas höhere Werte als entsprechende 

Vergleichswerte (Meyer und Coenen, 2002, Schwarz et al., 2005 DLG-Futtermitteldatenbank, 

2009). Hafer ist – ähnlich wie auch andere Getreidearten – als 

spurenelementarm einzuschätzen (siehe Tab. 4). Kupfer, Zink und vor allem Selen 

sind im Vergleich zum Bedarf des Pferdes (GfE, 1994) in deutlich zu geringer 

Konzentration enthalten. Dabei dürfte die Höhe der Spurenelementgehalte aber 

auch standortabhängig sein, da vorliegend alle Haferproben der LfL sehr niedrige 

Gehalte aufweisen. Teilweise noch geringere Spurenelementgehalte für 

Hafer fanden Schwarz et al. (2005), wobei nochmals auf den dabei analysierten 

außerordentlich niedrigen Se-Gehalt von 0,016 mg/kg T hinzuweisen ist. 

-264 -


Tab. 2: Gerüstsubstanzen, Stärke und Zucker (% i.d.T) 

Praxis-proben 

Proben d. LfL 


Alle Proben 

NDForg 41,31 (35,4-46,5) 

43,2 36,3 44,1 41,0 

2 (35,9-46,6) ±4,33 ADForg 20,3 

(16,2-23,2) 

19,2 

(17,1-21,5) 

18,0 19,3 19,8 

±2,2 

ADL 

3,94 

(2,88-4,66) 

3,91 

(2,47-4,09) 

3,58 2,94 3,79 

±0,54 

Stärke 

39,8 

(37,4-43,0) 

41,5 

(36,3-50,3) 

45,5 37,2 40,5 

±3,4 

Zucker 

1,11 

(0,85-1,32) 

0,92 

(0,86-1,22) 

1,20 1,03 1,1 

±0,15 

1 2 3 Mittelwerte, Min.-Max.-Werte, Standardabweichung der Einzelwerte 

Tab. 3: Mengenelemente Calcium, Phosphor, Magnesium, Natrium, Kalium (g/kg T) 

Praxis-proben Proben d. LfL Gelb- Weiß- Schwarzhafer 

Alle Proben 

Calcium 

1 1,09 

2 (0,89-1,26) 

1,01 

(0,97-1,27) 

1,05 1,15 1,08 

±0,113 

Phosphor 

4,46 

(4,07-4,89) 

3,81 

(3,73-4,12) 

3,96 4,09 4,29 

±0,33 

Magnesium 1,56 (1,49-1,79) 

1,25 

(1,21-1,35) 

1,31 1,34 1,48 

±0,15 

Natrium 

0,33 

(0,18-0,49) 

0,17 

(0,16-0,22) 

0,21 0,17 0,28 

±0,10 

Kalium 

5,39 

(4,87-6,11) 

4,93 

(4,34-5,21) 

4,98 4,69 5,15 

±0,48 

1 Mittelwerte, 2 Min.-Max.-Werte, 3 Standardabweichung der Einzelwerte 

Tab. 4: Spurenelemente Eisen, Kupfer, Zink, Mangan und Selen (mg/kg T) 

Eisen 

Kupfer 

Zink 

Mangan 

Praxis-proben 

Proben d. LfL 


145,7 1 7,41 67,0 130,3 126,2 

-265 - 

Alle Proben 

(74,2-443,5) 2 (64,6-164,5) ±83,7 3 

5,54 3,92 4,05 5,49 5,17 

(3,94-9,05) (3,44-6,08) ±1,29 

34,9 29,2 23,9 32,2 32,6 

(25,8-55,9) (22,8-33,9) ±8,7 

52,9 32,1 36,4 44,7 47,8 

(35,8-79,2) (29,2-49,1) ±11,9 

Selen 

0,09 (0,04) 4 (0,08) 4 (0) 4 (0,04-0,16) 

0,08 

±0,04 

1 2 3 4 Mittelwerte, Min.-Max.-Werte, Standardabweichung der Einzelwerte, insge- 

samt 4 Proben unter der Nachweisgrenze


In Tabelle 5 sind die mittleren Gehalte an essentiellen Aminosäuren angegeben. 

Um eine bessere Vergleichbarkeit zu erreichen, sind die Werte auf 100 g Rohprotein 

bezogen. Entsprechend anderer Getreidearten sind vor allem die Gehalte an 

Lysin niedrig. Insgesamt stimmen die Analysenergebnisse mit älteren Angaben 

von Schürch (1986) bzw. den umfangreichen Angaben des Degussa-Tabellenwerkes 

(2001) überein. 

Tab. 5: Gehalte an essentiellen Aminosäuren 1 (g/100 g Rohprotein) 

His Ile Leu Lys Met Phe Thr Try Val 

2,04 3,40 6,95 4,34 1,65 4,63 3,32 1,26 5,16 

±0,09 ±0,15 ±0,30 ±0,20 ±0,10 ±0,29 ±0,20 ±0,09 ±0,27 

1Proben LfL (n=7) 

In Tabelle 6 sind die mittleren Gehalte einiger quantitativ und qualitativ wichtigen 

Fettsäuren und in Tabelle 7 dazu die Summe an gesättigten, einfach ungesättigten 

und mehrfach ungesättigten Fettsäuren angegeben. Die wichtigste Fettsäure 

mit im Mittel knapp 40 % bei einer durchaus beachtlichen Streubreite von 

30-43 % der Gesamtfettsäuren ist die Linolsäure. Demgegenüber beträgt der 

Gehalt an Linolensäure nur etwa 1,5 %. Damit erreicht der Anteil der PUFA etwa 

41-42 %. Schürch (1986) gibt einen etwas höheren Bereich für die Linolsäure 

von 40-53 % der Gesamtfettsäuren an. Die Ölsäure ist unter Berücksichtigung 

ihrer Isomere mit etwa 39 % der Gesamtfettsäuren nahezu ähnlich hoch wie die 

Linolsäure, so dass der Anteil der MUFA bei etwa 40 % liegt. Entsprechend des 

Gehalts an ungesättigten Fettsäuren weist Hafer auch einen nennenswerten Vitamin 

E-Gehalt von im Mittel knapp 12 mg/kg T auf (siehe Tabelle 7). 

Tab. 6: Mittlere Gehalte einzelner Fettsäuren 1 (% Gesamtfettsäuren) 

Palmitin- Stearin- Öl-(cis9) Öl-(cis11) Linol- Linolensäure 

16,7 

1,56 

37,7 

1,07 

39,7 

1,48 

±1,07 

±0,41 

±2,5 

±0,18 

±2,9 

±0,30 

(13,7-19,7) 2 (0,97-2,29) (33,1-44,2) (0,63-1,31) (30,4-43,3) (0,82-2,00) 

1 alle Proben (n=21), 2 Min.- Max.-Werte 

-266 -


Tab. 7: Mittlere Gehalte an gesättigten Fettsäuren (SFA) 1 , einfach ungesättigten 

Fettsäuren (MUFA) 1 , mehrfach ungesättigten Fettsäuren 

(PUFA) 1 (% Gesamtfettsäuren) und Vitamin E 2 (mg/kg T) 

SFA MUFA PUFA Vitamin E 

18,8 

±1,12 

40,1 

±2,4 

-267 - 

41,2 

±3,1 

11,8 

±1,4 

(16,2-22,0) (35,8-46,7) (31,3-45,3) (10,8-13,6) 

1 alle Proben (n=21), 2 Proben LfL (n=7) 


Das vorliegende Analysenmaterial gibt umfangreiche Hinweise über die 

Nährstoffgehalte von Hafer. Die Ergebnisse unterscheiden sich nicht 

grundsätzlich von den bisherigen Tabellenangaben. Allerdings überraschen 

die Werte in ihrer hohen Streubreite zwischen den Einzelproben. 

Dies bestätigt nach wie vor die Notwendigkeit, für eine exakte Rationskontrolle 

auch eine Analyse der Einzelfuttermittel vorzunehmen. Der in 

der Pferdefütterung zuweilen hochgelobte Schwarzhafer unterschied 

sich nicht positiv in den Nährstoffgehalten von Gelb- oder Weißhafer. 

Vorliegend konnten noch am ehesten für Weißhafer in einigen Merkmalen 

Vorteile in den Nährstoffgehalten gesehen werden. 

Danksagung: Der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft, Institut 

für Pflanzenzüchtung, wird für die Überlassung der Haferproben gedankt. 

5. Literatur 

Degussa, 2001: The amino acid composition of feedstuffs, 5. Auflage, Degussa 

AG. 

DGF-Einheitsmethoden 2000, C-VI 10a. 

DLG Futterwerttabellen-Pferde, 1995: 3. Auflage, DLG-Verlag, Frankfurt am 

Main. 

DLG –Futtermitteldatenbank, 2009: http://datenbank.futtermittel.net 

GfE, 1994: Empfehlungen zur Energie- und Nährstoffversorgung der Pferde.


DLG-Verlag, Frankfurt am Main. 

Jeroch, H., Drochner, W., Simon, O., 2008: Ernährung landwirtschaftlicher Nutztiere. 

2. Aufl., Ulmer Verlag Stuttgart. 

Meyer, H., Coenen, M., 2002: Pferdefütterung, 4. Auflage, Parey, Berlin. 

Schürch, A., 1986: Hafer für Mensch und Tier, Vereinigung Schweizerischer Hafermühlen. 

Schwarz, F.J., Sliwinski, H., Schuster, M., Rosenberger, E., 2005: Variation in 

the nutrient composition of different feedstuffs for horses. Pferdeheilkunde 

21, 9-10. 

Strobel, E., Ahrens, P., Hartmann, G., Kluge, H., Jeroch, H., 2001: Gehalte an 

Inhaltsstoffen von Weizen, Roggen und Hafer bei Anbau unter konventionellen 

und den Bedingungen des ökologischen Landbaus. Die Bodenkultur 

52 (4), 221-231. 

VDLUFA-Methodenbuch Band III (Naumann, D., Bassler, R.): Die chemische 

Untersuchung von Futtermitteln. Dritte Auflage 1976 mit 7. Ergänzungslieferung 

2007. 

-268 -


Anwendung der Schätzung der 

Dünndarmverdaulichkeit von Aminosäuren in 

einem Fütterungsversuch mit Ferkeln. 

K. Rutzmoser 1 , H. Lindermayer 1 , G. Propstmeier 1 

1 Institut für Tierernährung und Futterwirtschaft ITE, Grub 

1. Hinführung 

In einem Beitrag von Rutzmoser et al. (2009) wird die Schätzung der Dünndarmverdaulichkeit 

von Aminosäuren (dVQ AS) beim Schwein aus der scheinbaren 

Verdaulichkeit des Rohproteins abgeleitet. Dieses Verfahren ist für alle Futtermittel 

in der Schweinefütterung anwendbar. Damit soll eine Grundlage angeboten 

werden, die Versorgung mit dünndarmverdaulichen Aminosäuren zu bewerten 

und in der praktischen Fütterung zu nutzen. 

Für einen Fütterungsversuch mit Ferkeln (Lindermayer und Propstmeier, 2006) 

soll die Bewertung nach dünndarmverdaulichen Aminosäuren (dvAS) nach den 

Vorgaben der GfE (tabellierte dVQ) mit der genannten Schätzung verglichen 

werden. An diesem Beispiel soll zum einen gezeigt werden, wie die Gehalte in 

verschiedenen Mischungen sich verhalten. Zum anderen soll die Versorgung mit 

Aminosäuren nach den verschiedenen Bewertungen im Vergleich mit dem Bedarf 

dargestellt werden. 

2. Versuchsanstellung 

Bei dem Fütterungsversuch wurde in 4 Gruppen die Hauptproteinquelle verändert. 

Ausgehend von der Vergleichsgruppe mit Sojaextraktionsschrot wurde dieses 

zum Teil mit Fischmehl oder Rapskuchen ausgetauscht. In allen Mischungen 

waren rund 50 % Weizen und 20 bis 25 % Gerste sowie Fumarsäure (1 %) und Mineralfutter 

mit Aminosäuren (3,5 bis 4 %) enthalten. Die gesamte Versuchsdauer 

von 6 Wochen wurde in 2 Fütterungsabschnitte (Wochen 1 bis 4 und Woche 5 und 

6) gegliedert. In der folgenden Übersicht sind die Anteile (in %) an Sojaextraktionsschrot 

und dem ergänzenden Eiweißfutter in den Versuchsgruppen aufgeführt: 

-269 -


Fütterungsabschnitt Woche 1 bis 4 Woche 5 und 6 

Sojaextraktionsschrot 22 | 0 19 | 0 

Dazu Fischmehl 18,5 | 2,5 16 | 2,5 

Dazu Rapskuchen 16 | 10 14 | 10 

Rapskuchen gestaffelt 19 | 5 14 | 10 

Die Energiegehalte der Mischungen wurden im Verdauungsversuch bestimmt 

und lagen im Rahmen der erreichbaren Genauigkeit um 13,5 (13,3 bis 13,6) MJ 

ME/kg. Es wurden im Versuchszeitraum von 9 bis etwa 30,5 kg Lebendgewicht 

recht gute Zunahmen über 500 (500 bis 523) g je Tag erreicht. 

3. Aminosäurengehalte in den Mischungen 

Die Gehalte der bedeutsamen Aminosäuren wurden rechnerisch ermittelt. Die 

Bruttogehalte der Futtermittel wurden den Tabellen bzw. Datenbanken entnommen, 

welche derzeit in der Beratungsarbeit Verwendung finden. Die dünndarmverdaulichen 

Aminosäuren wurden sowohl mit den veröffentlichten Verdaulichkeiten 

nach GfE (2006) wie auch mit den vorgeschlagenen Schätzgleichungen 

(Rutzmoser et al., 2009) berechnet. Für Rapskuchen, der in Liste der GfE (2006) 

nicht enthalten ist, wurde die Verdaulichkeit von Rapsextraktionsschrot eingesetzt. 

Der Berechnungsweg soll am Beispiel von Lysin bei Sojaschrot gezeigt 

werden, wobei die scheinbare Verdaulichkeit des Rohproteins mit 85 % (DLG 

1991) für die Schätzung angesetzt ist und diese Schätzgleichung angewendet 

wird (Rutzmoser et al., 2009): 

dVQ Lysin = 100 – 0,8 * (100 – 85) **1,1 = 84,3 % 

Bruttogehalt Lysin 26,63 g/kg 

Dünndarmverdaulichkeit von Lysin 

Nach GfE Schätzung 

87 % 84,3 % 

Dünndarmverdauliches Lysin 

23,16 g/kg 22,43 g/kg 

Die Bruttogehalte sowie Gehalte an dünndarmverdaulichen Aminosäuren 

(dvAS) nach GfE und Schätzung wurden mit den Anteilen der Futtermittel in den 

Versuchsmischungen gewichtet. Die Ergebnisse von Mischungen des ersten 

Versuchsabschnittes sindin Tab. 1 dargestellt, die Verschiebungen der Anteile 

-270 -


in den weiteren Mischungen verändern die Aussagen kaum. In den Versuchsmischungen 

ergaben sich im Rahmen der dargestellten Genauigkeit gleiche oder 

geringfügig niedrigere dvAS aus der Schätzung gegenüber der GfE-Berechnung. 

Tab. 1: Aminosäuren in Mischungen (g/kg, berechnet) 

Soja (22 %) Lys M+C Thr Trp 

Brutto AS 11,6 7,0 7,5 2,4 

dvAS GfE 10,4 6,1 6,4 2,1 

dvAS Schätz 10,2 5,9 6,3 2,1 

Mit Fischmehl 

(2,5 %) 

Lys M+C Thr Trp 

Brutto AS 11,6 7,3 7,5 2,4 

dvAS GfE 10,4 6,3 6,4 2,1 

dvAS Schätz 10,2 6,2 6,3 2,1 

Mit Rapskuchen 

(10 %) 


Brutto AS 11,8 7,5 7,7 2,5 

dvAS GfE 10,3 6,4 6,4 2,1 

dvAS Schätz 10,2 6,3 6,3 2,1 

4. Aminosäureversorgung 

Die ermittelten Gehalte an Brutto- und dv Aminosäuren wurden mit den aufgenommenen 

Futtermengen verrechnet. Die sich ergebende Aufnahme an Aminosäuren 

ist dann mit den Bedarfswerten zu vergleichen. Die Bedarfswerte sind 

aus Lebendgewicht und Zunahmeleistung nach GfE (2006) abgeleitet und als 

Nettobedarf und Bedarf an dv Aminosäure bestimmt. In Tab. 2 sind die gemitteten 

Werte je Tag zur Aufnahme an Brutto- und dv Aminosäuren sowie zum Bedarf 

über den Versuchszeitraum für die 4 Gruppen aufgeführt. Es fällt auf, dass in allen 

Gruppen bei allen Aminosäuren die Aufnahme an dünndarmverdaulichen AS 

niedriger ist als der ermittelte Bedarf. Bei Lysin und Threonin ist sogar die Brutto- 

-271 -


aufnahme unter dem Bedarf. Offensichtlich ist die Verwertung der Aminosäuren 

für den Nettobedarf günstiger, als in der Bedarfsableitung unterstellt. 

Gegenüber diesen Differenzen sind die Unterschiede in der berechneten Aufnahme 

an dünndarmverdaulichen Aminosäuren nach GfE und der Schätzung 

vernachlässigbar. 

Tab. 2: Aminosäureversorgung der Versuchsgruppen (g/Tag) 

Nur Soja Lys M+C Thr Trp 

Brutto Aufn. 9,0 5,5 5,9 1,9 

Aufn. GfE 8,1 4,8 5,0 1,6 

Aufn. Schätz 7,9 4,7 4,9 1,6 

dvAS Bedarf 10,0 5,2 6,2 1,8 

AS Nettobed. 6,7 3,6 4,3 1,2 

Mit Fischmehl 

(2,5 %) 


Brutto Aufn. 8,7 5,5 5,7 1,8 

Aufn. GfE 7,8 4,8 4,8 1,6 

Aufn. Schätz 7,6 4,7 4,7 1,5 

dvAS Bedarf 10,0 5,2 6,2 1,8 

AS Nettobed. 6,7 3,6 4,3 1,2 

Mit Rapskuchen 

(10 %) 


Brutto Aufn. 8,2 5,4 5,5 1,8 

Aufn. GfE 7,2 4,6 4,5 1,5 

Aufn. Schätz 7,1 4,5 4,5 1,5 

dvAS Bedarf 9,6 5,0 6,0 1,7 

AS Nettobed. 6,4 3,4 4,1 1,2 

Rapskuchen 

(5 %, 10 %) 


Brutto Aufn. 8,4 5,4 5,6 1,8 

Aufn. GfE 7,4 4,7 4,7 1,5 

Aufn. Schätz 7,3 4,6 4,6 1,5 

dvAS Bedarf 9,7 5,1 6,1 1,7 

AS Nettobed. 6,6 3,5 4,2 1,2 

-272 -


5. Verlauf der AS-Versorgung 

In der Abb. 1 ist der Verlauf der Versorgung über die 6 Versuchswochen beispielhaft 

für Lysin in der Gruppe mit 10 % Rapskuchen aufgetragen. Die obere Linie 

beschreibt den Bedarf an dünndarmverdaulichem Lysin, die knapp darunter liegende 

die Aufnahme an Bruttolysin. Die unterste Linie stellt den Nettobedarf für 

Ansatz und Erhaltung dar, darüber liegt die Aufnahme an dv Lysin nach GfE und 

Schätzung. Deren Unterschiede sind so gering, dass die beiden Werte praktisch 

zu einer Linie verschmelzen. 

Abb. 1: Aufnahme und Bedarf von Lysin 


Am Beispiel eines Fütterungsversuches mit verschiedenen Eiweissfuttermitteln 

bei Ferkeln kann gezeigt werden, dass die Bewertung der dünndarmverdaulichen 

Aminosäuren mit den vorgeschlagenen Schätzgleichungen (Rutzmoser 

et al., 2009) gleichwertig ist mit den Vorgaben der GfE (2006). Folglich kann die 

Schätzung der Dünndarmverdaulichkeit von Aminosäuren aus der scheinbaren 

Rohproteinverdaulichkeit als praktikables Verfahren mit hinreichender Genauigkeit 

angesehen werden. Damit wird eine breite Anwendung der Futterbewertung 

mit dünndarmverdaulichen Aminosäuren in der Beratung und praktischen 

Fütterung ermöglicht. 

-273 -


Der Vergleich der Aufnahme an Brutto- und dünndarmverdaulichen Aminosäuren 

mit den Bedarfsrichtwerten deutet auf günstigere Verwertungen der Aminosäuren 

hin gegenüber den in der Bedarfsableitung hinterlegten Annahmen. 

7. Literatur 

DLG, 1991: DLG-Futterwerttabellen – Schweine. 6. Auflage, Frankfurt a. Main. 

GfE, 2006: Ausschuss für Bedarfsnormen der Gesellschaft für Ernährungsphysiologie, 

Empfehlungen zur Energie- und Nährstoff-versorgung von 

Schweinen. Frankfurt a. Main. 

Lindermayer, H., Propstmeier, G., 2006: Ferkelaufzuchtfutter mit diversen Eiweissfuttern 

(Sojaschrot 43, Fischmehl, Rapskuchen). Polykopie Grub. 

Rutzmoser, K., Lindermayer, H., Propstmeier, G., 2009: Ein Verfahren zur Schätzung 

der Dünndarmverdaulichkeit von Aminosäuren beim Schwein. VD- 

LUFA-Schriftenreihe, Kongressband 2009 Karlsruhe, VDLUFA-Verlag, 

(in Druck). 

-274 -


Bestimmung des nutzbarem Rohproteingehaltes 

von Grassilagen in vitro mittels modifiziertem 

Hohenheimer Futterwerttest (moHFT) 

P. Leberl 1 , H. Schenkel 1 

1 Landesanstalt für landwirtschaftliche Chemie, Stuttgart-Hohenheim 


Nach den Betriebszweigauswertungen verschiedener Bundesländer (BZA- 

Rind, 2008; LfL, 2008; Rinderreport BW, 2008) stellt eine hohe Grundfutterleistung 

einen entscheidenden Ko-Faktor für eine erfolgreiche Betriebsführung 

dar. Im Rinderreport BW (2008) wird angeführt, dass Abweichungen in der Höhe 

des Deckungsbeitrags zu 41 % auf Unterschiede in der Grundfutterleistung zurückzuführen 

sind. 

Bei der Grundfutterleistung kommt dem Futterwert von Grassilagen eine wichtige 

Bedeutung zu. Futterwertbestimmend sind neben den charakteristischen 

Rohnährstoffgehalten, wie beispielsweise dem Rohprotein (XP) und Rohfaser 

(XF), insbesondere auch die Gehalte an Energie (ME bzw. NEL) und nutzbarem 

Rohprotein (nXP). Letzteres wird bislang rechnerisch nach DLG (1997) ermittelt, 

wobei einheitliche Abbaubarkeiten (85 bzw. 80 %) in Abhängigkeit vom Rohprotein 

verwendet werden. 

Das Ziel dieser Studie liegt in einem Vergleich der mittels einer vitro-Methode direkt 

bestimmbaren nXP-Gehalte gegenüber den nach DLG (1997) berechneten 

nXP-Werten. Des Weiteren sollte mittels Regressionsberechnung ermittelt werden, 

in welcher Beziehung die einzelnen Nährstoffgehalte zu dem Parameter 

nXP bei Grassilagen stehen. 


Das Untersuchungsmaterial umfasste 12 Grassilagen des ersten Schnittes sowie 

12 Grassilagen der Folgeschnitte aus Baden-Württemberg. Die Grassilagen 

wurden in drei XP-Klassen (11 %, 16 %, 21 %) unterteilt. 

-275 -


Die Bestimmung der Rohnährstoffgehalte erfolgte mittels Nahinfrarotspektroskopie 

(NIRS) entsprechend VDLUFA (2007a). Der Rohasche(XA)-Gehalt der 

Grassilagen wurde im Muffelofen über Veraschung bei 550 °C nach VDLUFA 

(2007b) ermittelt. Der Reinprotein (RP)-Gehalt wurde anhand der Methode nach 

Barnstein (VDLUFA, 2007c) bestimmt. 

Die Analyse des nXP der Grassilagen erfolgte in vitro mit dem modifizierten Hohenheheimer 

Futterwerttest (moHFT) nach Steingaß et al. (2001). Modifiziert zur 

ursprünglichen Methode (VDLUFA, 2007d) sind lediglich der um 2 g/l höhere Ammoniumhydrogencarbonatgehalt 

und der dementsprechend um 2 g/l verminderte 

Natriumhydrogencarbonatgehalt der Pufferlöslung sowie die 8 und 48 h umfassenden 

Inkubationszeiten. Nach abgeschlossener Inkubation wurde eine Ammoniakdestillation 

vom Inkubationsrückstand durchgeführt. Aus der Ammoniakkonzentration 

der Probe und des mitgeführten Blindwertes sowie der N-Menge der 

Grassilageproben wurde das absolute nXP (g/kg TM) für die Zeitpunkte 8 und 48 

h ermittelt. Unter Berücksichtigung der Passageraten (PR) der Futtermittel, wurde 

das effektive nXP (g/kg TM) für die PR 2, 4 und 6 %/h als Funktionswert aus der linearen 

Regression zwischen dem absoluten nXP-Gehalt der Inkubationszeitkombinationen 

(8+48h) gegen den Logarithmus ln(t) (100/P) berechnet. 

3. Ergebnisse 

Tab. 1: Rohnährstoff-, RP- und Energiegehalte der Grassilagen 

n TS XA XP XL XF ADF NDF ME RP 

1. Schnitt 4 340 106 113 25 305 358 544 9,6 73 

Folgeschnitte 

4 335 103 165 35 262 309 481 10,3 87 

4 337 94 213 44 225 270 432 11,1 100 

5 449 102 114 31 256 337 500 9,5 76 

4 404 109 165 40 243 309 480 9,9 99 

3 385 129 213 38 219 285 450 10,2 122 

Nährstoffe (XA, XP, XL, XF, ADF, NDF, RP) in g/kg TM, ME in MJ/kg TM 

In Tabelle 1 sind die Nährstoff-, RP- und Energiegehalte der Silagen dargestellt. 

-276 -


Tab. 2: nXP-Gehalte der Grassilagen in vitro sowie berechnet nach DLG 

(1997) 

n 

nXP 

berechnet 

-277 - 

nXP bei Passagerate 

2 % 4 % 6 %/h 

1. Schnitt 4 122 107 108 109 

4 138 132 139 143 

4 154 133 154 166 

Folgeschnitte 5 122 111 114 116 

4 134 126 138 146 

3 144 123 153 168 

Die Grassilagen wiesen in den drei XP-Klassen unabhängig von der Schnittnummer 

vergleichbare nXP-Gehalte mit einer Spannbreite von 107 bis 168 g/kg TM 

auf. Bei einer PR von 4 %/h ergaben sich die besten Übereinstimmungen mit den 

nach DLG (1997) berechneten nXP-Gehalten. In der XP-Klasse 11 % fiel das berechnete 

nXP generell um 10-15 g/kg TM höher aus, als in vitro ermittelt. 

Tab. 3: Beziehung zwischen Nährstoff-, bzw. Energiegehalt und nXP in vitro 

Parameter Lineare Regression Bestimmtheitsmaß 

XP y = 0,4255x + 64,68 R2 = 76,2 

ADF y = - 0,5213x + 295,98 R2 = 75,8 

Reinprotein y = 0,8376x + 56,68 R2 = 63,2 

NDF y = - 0,3412x + 297,53 R2 = 61,5 

ME y = 25,194x - 120,89 R2 = 54,6 

Gasbildung y = 2,2175x + 38,13 R2 = 28,9 

Zwischen den Parametern XP bzw. ADF-Gehalt und dem in vitro bestimmten 

nXP zeigte sich auf Basis einer linearen Regressionsberechnung eine enge 

Beziehung mit einem R 2 von 76,2 bzw. 75,8 %, während der ME-Gehalt und vor 

allem die Gasbildung mit 54,6 bzw. 28,9 % in einem deutlich loseren Zusammenhang 

zum nXP zu stehen scheinen. 


BZA-Rind, 2008: Betriebszweigauswertung der Milchviehberatungsringe, Arbeitsgemeinschaft 

der Milchviehberatungsringe Rheinland-Pfalz (Hrsg.) 

http://www.dlr.rlp.de/Internet/global/themen.nsf/ALL/E889D6EF84D06 

401C125727C0050C1F1/$FILE/Rinderreport%20Rheinland-Pfalz%20 

2008.pdf.


Deutsche Landwirtschafts-Gesellschaft (DLG), 1997: Futterwerttabellen Wiederkäuer, 

DLG-Verlag Frankfurt am Main. 

Dorfner, G., G. Hofmann 2008: Hohe Grundfutterleistung – ein Schlüssel für den 

erfolgreichen Milchviehhalter, Manuskript für die Zeitschrift „ der fortschrittliche 

Landwirt “, Institut für Agrarökonomie, LfL Bayern. 

Rinderreport Baden-Württemberg, 2008, Kurzfassung, LEL Schwäbisch Gmünd, R. 

Over (Hrsg.) 

http://www.landwirtschaft-mlr.baden-wuerttemberg.de/servlet/ PB/ 

show/1237565_l/Rinderreport%202008%20BW%20Kurzfassung%20 

9.209.pdf. 

Steingaß, H., Nibbe, D., Südekum K.-H., Lebzien P., Spiekers H. (2001): Schätzung 

des nXP-Gehaltes mit Hilfe des modifizierten Hohenheimer Futterwerttests 

und dessen Anwendung zur Bewertung von Raps- und Sojaextraktionsschroten, 

113. VDLUFA Kongress, Kurzfassungen der Referate, 114. 

Verband Deutscher Landwirtschaftlicher Untersuchungs- und Forschungs-anstalten 

(VDLUFA) (Hrsg.), 2007a: Methode 31.2, Untersuchung von Silage (Gras-. 

Mais-) mittels Nahinfrarotspektroskopie im VDLUFA-Netzwerk. In: Handbuch 

der Landwirtschaftlichen Versuchs- und Untersuchungsmethodik (VDLUFA- 

Methodenbuch), Bd. III Die chemische Untersuchung von Futtermitteln, 3. 

Aufl., 7. Ergänzungslieferung VDLUFA-Verlag, Darmstadt. 


(VDLUFA) (Hrsg.), 2007b: Methode 8.1, Bestimmung von Rohasche. In: 

Handbuch der Landwirtschaftlichen Versuchs- und Untersuchungsmethodik 

(VDLUFA-Methodenbuch), Bd. III Die chemische Untersuchung von Futtermitteln, 

3. Aufl., 7. Ergänzungslieferung VDLUFA-Verlag, Darmstadt. 


(VDLUFA) (Hrsg.), 2007c: Methode 4.4.1 Bestimmung von Reineiweiß, Methode 

nach Barnstein. In: Handbuch der Landwirtschaftlichen Versuchs- und 

Untersuchungsmethodik (VDLUFA-Methodenbuch), Bd. III Die chemische 

Untersuchung von Futtermitteln, 3. Aufl., 7. Ergänzungslieferung VDLUFA- 

Verlag, Darmstadt. 


(VDLUFA) (Hrsg.), 2007d: Methode 25.1, Bestimmung der Gasbildung nach 

dem Hohenheimer Futterwerttest. In: Handbuch der Landwirtschaftlichen Versuchs- 

und Untersuchungsmethodik (VDLUFA-Methodenbuch), Bd. III Die 

chemische Untersuchung von Futtermitteln, 3. Aufl., 7. Ergänzungslieferung 


-278 -


Ruminale Abbaubarkeit und Gesamtverdaulichkeit 

von frischem und siliertem Maisstroh 

A.E. Metwally, F.J. Schwarz 

Department für Tierwissenschaften, Lehrstuhl für Tierernährung, Technische 

Universität München, Frreising-Weihenstephan 


In verschiedenen Regionen der Welt ist die ausreichende Bereitstellung von 

Grundfutter für die Wiederkäuerernährung nicht gewährleistet. Daher werden oft 

sehr unterschiedliche pflanzliche Ressourcen in der Gesamtration berücksichtigt. 

Diese sind vorab hinsichtlich ihres Futterwertes ausreichend zu charakterisieren. 

In der vorliegenden Arbeit wurde Maisstroh (MS), das nach der Körnermaisernte 

gehäckselt wurde, unterschiedlichen Behandlungen unterworfen und es wurden 

die Gesamtverdaulichkeit und Futteraufnahme bei Schafen erfasst. Mit dem gleichen 

Futtermaterial wurde auch die ruminale Abbaubarkeit der TM mittels der 

in situ–Messung im Pansen von Kühen bestimmt. 


2.1 Proben und Aufbereitung 

Im vorliegenden Versuch wurde Maisstroh (MS) (Versuchsstation Hirschau), das 

nach der Körnermaisernte (23.10.06) gehäckselt (Häcksellänge 2-3 cm) wurde, 

unterschiedlichen Behandlungen unterworfen: (1) frisches Maisstroh (tiefgefroren); 

(2) Maisstroh siliert (ohne Zusatz); (3) Maisstroh siliert (mit Harnstoff 1,3 % der 

TM); (4) Maisstroh siliert (mit Kofasil liquid 5,0 l/t, (Praxishandbuch Futterkonservierung, 

2006); (5) Maisstroh siliert (mit Kofa grain pH 5 - 7,0 l/t (Praxishandbuch 

Futterkonservierung, 2006)). Für die Silierung wurden vom Maisstroh der entsprechenden 

Behandlungen jeweils etwa 500 kg FM in einer verschweißten Plastikfolie 

für sechs Monate einsiliert. Dann wurde das Material in Plastikbeutel zu 

4 kg aufgeteilt und bis zur Benutzung tiefgefroren. Die Gesamtverdaulichkeit und die 

Futteraufnahme wurden bei Schafen erfasst. Mit dem gleichen Futtermaterial wurde 

auch die ruminale Abbaubarkeit der Trockenmasse (TM) mittels der in situ-Messung 

im Pansen von Kühen bestimmt. Für die in situ-Messung wurde das Probenmate- 

-279 -


rial der verschiedenen Futtermittel nach der Gefriertrocknung zur besseren Homogenisierung 

mittels Schlagkreuzmühle über ein 3 mm Segmentsieb (Nelles & Co., 

Braunschweig) vermahlen. 

2.2 Verdaulichkeitsversuch und Futteraufnahme 

In zwei Durchgängen mit insgesamt 24 Hammeln der Rasse Merino-Landschaf 

(n=5 bzw. 4 pro Behandlung, mittleres Lebendgewicht 75,8±7,8 kg pro Tier) wurden 

die Gesamtverdaulichkeit und die Futteraufnahme erfasst. Die Versuchszeit 

umfasste nach einer Adaptationszeit eine 12-tägige Vorperiode und eine 

10-tägige Sammelperiode. Harnstoff und Sojaextrak tionsschrot wurden zur 

XP-Ergänzung bis zu einem mittleren XP-Gehalt der Gesamtration von 12,0 % eingesetzt. 

Das Futter wurde den Schafen dreimal täglich in einer Gesamtmenge von 2,5 kg 

vorgelegt. Das nicht verzehrte Futter wurde verwogen, analysiert und bei der Verdaulichkeitsberechnung 

berücksichtigt. 

2.3 Ruminale Abbaubarkeit der Trockenmasse 

2.3.1 Versuchstiere und Fütterung 

Die in situ-Versuche wurden an der Versuchsanlage des Lehrstuhls für Tierernährung 

der Technischen Universität München, Weihenstephan, durchgeführt. Es standen 

sechs trockenstehende Kühe der Rasse „Deutsche Holstein“ (Körpermasse etwa 

750 kg) zur Verfügung. Alle Versuchstiere waren mit einer Fistel im dorsalen Pansensack 

versehen. Die Tiere standen in einem vollklimatisierten (20 °C) Stall in Anbindehaltung 

mit Einzeltierfütterung bei strohloser Aufstallung auf Gummimatten. Die 

Fütterung erfolgte jeweils um 07:00 Uhr und um 16:00 Uhr. Während der Versuchsperiode 

bestand die Tagesration pro Kuh aus 1,4 kg TM Maissilage, 4,5 kg TM Heu, 0,2 kg 

Sojaextraktionsschrot sowie 100 g Mineralfutter. Alle Tiere hatten über Selbsttränken 

jederzeit freien Zugang zum Tränkewasser. Zur optimalen Adaption der Tiere an die 

Versuchsration wurde eine 10-tägige Vorfütterung durchgeführt. 

2.3.2 Versuchsdurchführung 

Futterproben der jeweiligen Behandlungen wurden zur Ermittlung der ruminalen Abbaubarkeit 

der Trockenmasse im in situ-Verfahren mit je zwei Wiederholungen pro Tier 

für 0, 2, 4, 8, 16, 24, 48, 72 und 96 Stunden in den Pansen von sechs ruminal fistulierten, 

trockenstehenden Milchkühen inkubiert (Kurtz und Schwarz, 2005). Die Bestimmung 

-280 -


der Gesamt-Auswaschverluste (0 h) an Trockenmasse bzw. die Kalkulation der ruminalen 

Abbauparameter und der effektiven ruminalen Abbaubarkeit der TM erfolgte 

nach McDonald (1981) und Dhanoa (1988) für Passageraten von 6 % pro Stunde. 

2.3.3 Analytik 

Die Analyse der Rohnährstoffe Rohasche (XA), Rohprotein (XP), Rohfett (XL) 

und Rohfaser (XF) der fünf Behandlungen wurde nach dem Weender-Verfahren 

durchgeführt. Zur Messung der Silagequalitäten der verschiedenen Behandlungen 

wurde nach den folgenden Vorschriften vorgegangen: VDLUFA 2004, ΙΙΙ, 

18.1 für pH, VDLUFA 2004, ΙΙΙ, GC-FID für Milchsäure, Essigsäure und Buttersäure, 

und VDLUFA 2004, ΙΙΙ, 4.8.1 für Ammoniak. 


Die Rohnährstoffgehalte des Maisstrohs der verschiedenen Behandlungen 

sind der Tabelle 1 zu entnehmen. Hinsichtlich der Nährstoffzusammensetzung 

gab es nur geringe Unterschiede zwischen den Behandlungen. Der TM-Gehalt 

des frischen Maisstrohs war mit 41 % höher als der des silierten Materials mit 

im Mittel 36 %. Das mit Kofa grain pH 5 silierte Maisstroh hatte einen höheren 

XA-Anteil als das übrige Material, wobei der insgesamt hohe 

XA-Gehalt von im Mittel 16 % als kritisch hervorzuheben ist. Der Harnstoffzusatz 

erhöhte den XP-Gehalt des entsprechend behandelten Maisstrohs im Vergleich 

zu den anderen Behandlungen. Die Silagequalitäten der verschiedenen Behandlungen 

lagen im akzeptablen Bereich (Tabelle 2). 

Tab. 1: Trockenmasse- und Rohnährstoffgehalte (% i.d.TM) von Maisstroh in 

den unterschiedlichen Behandlungen 

Behandlung TM % 

(% i.d. TM) 

XA XP XL XF XX 

1 41,3 13,2 4,61 0,83 32,8 48,5 

2 34,7 16,9 4,72 0,93 31,5 45,9 

3 37,5 16,4 6,18 1,00 32,1 44,4 

4 36,4 14,9 4,85 0,98 33,3 46,0 

5 37,0 20,5 4,54 0,91 30,7 43,4 

-281 -


Tab. 2: Silagequalitäten der verschiedenen Behandlungen (Angabe in % der 

Frischmasse) 

Beh. 

pH- 

Werte 

Milchsäure 

% 

Essigsäure 

% 

-282 - 

Buttersäure 

% 

Ammoniak 

% 

2 5,9 1,6 1,5 ‹ 0,01 0,05 

3 5,4 1,2 1,7 ‹ 0,01 0,10 

4 5,2 2,9 1,2 ‹ 0,01 0,03 

5 5,1 2,6 1,5 ‹ 0,01 0,04 

Die Verdaulichkeiten des Maisstrohs sind der Tabelle 3 zu entnehmen. Die mittlere 

Verdaulichkeit der organischen Substanz (%) betrug für frisches Maisstroh 

nur knapp 50 %. Demgegenüber lag die Verdaulichkeit im Mittel für die silierten 

Varianten mit etwa 53 % etwas, Maisstroh siliert, ohne Zusatz, mit 56 % sogar 

deutlich höher (siehe auch Chaudhry, 1998b). Behandlung 2 führte auch zu einer 

signifikanten Erhöhung der XX-Verdaulichkeit gegenüber allen anderen Behandlungen. 

Nadeau et al. (2000) berichten von einem erheblichen Anstieg der 

wasserlöslichen Kohlenhydrate während des Silagepro zesses aufgrund des 

Abbaus der Hemicellulose; dadurch stieg die Verdaulichkeit. 

Die Futteraufnahme betrug 0,96; 0,90; 0,94; 1,03 und 0,88 kg TM pro Tier für frisches 

Maisstroh, Maisstroh siliert ohne Zusatz, Maisstroh siliert mit Harnstoff, 

Maisstroh siliert mit Kofasil liquid und Maisstroh siliert mit Kofa grain pH 5. 

Tab. 3: Mittlere Verdaulichkeiten der OM und der Rohnährstoffe bei den verschiedenen 

Behandlungen (Angaben in %) 

Behandlung OM XP XL XF XX 

1 49,7b 67,2 44,6 49,5 49,0b 2 56,3a 69,5 54,7 56,9 56,8a 3 54,2ab 71,3 44,4 54,9 50,9b 4 50,8ab 69,1 50,8 52,3 48,5b 5 52,1ab 68,8 53,7 54,1 49,8b Werte mit unterschiedlichen Hochbuchstaben innerhalb einer Spalte unterscheiden 

sich signifikant (P


Tab. 4: Ruminale Abbaubarkeit (TM-Verluste in situ) in Abhängigkeit der Inkubationszeit 

bei den verschiedenen Behandlungen (Angaben in %) 

Beh. 

Inkubationszeit (h) 

0 2 4 8 16 24 48 72 96 

1 26,0 d 24,3 d 29,5 d 36,8 bc 46,4 bc 52,3 bc 63,9 b 68,0 b 69,3 b 

2 35,7 a 31,9 a 37,9 a 41,3 a 49,2 a 55,2 a 65,4 a 69,5 a 70,3 a 

3 32,5 b 28,2 b 34,3 b 37,7 b 48,1 ab 53,3 b 65,4 a 69,1 a 69,8 a 

4 32,6 b 26,1 c 31,9 c 35,4 c 45,2 c 52,0 c 64,0 b 67,2 b 68,4 b 

5 31,4 c 28,3 b 34,4 b 38,3 b 47,0 bc 51,8 c 63,6 b 67,8 b 69,3 ab 

Werte mit unterschiedlichen Hochbuchstaben innerhalb einer Spalte unterscheiden 

sich signifikant (P


Die potentielle Abbaubarkeit der TM (Summe der löslichen Fraktion a und abbaubaren 

Bestandteile b) im Pansen erreichte Werte von etwa 70-72 %. Für die effektive 

ruminale Abbaubarkeit der Trockenmasse wurden Werte von 42-47 % ermittelt. 

Ähnlich der in vivo-Verdaulichkeit zeigte ohne Zusatz siliertes Maisstroh die 

höchste ruminale Abbaubarkeit (p


Chaudhry, A.S., 1998b: Nutrient composition, digestion and rumen fermentation 

in sheep of wheat straw treated with calcium oxide, sodium hydroxide and 

alkaline hydrogen peroxide. Anim. Feed Sci. Technol. 74: 315-328. 

Chaudhry, A.S., 2000: Rumen degradation in sacco in sheep of wheat straw 

treated with calcium oxide, sodium hydroxide and sodium hydroxide plus 

hydrogen peroxide. Anim. Feed Sci. Technol. 83: 313-323. 

Dhanoa, M.S., 1988: On the analysis of dacron bag data for low digestibility feeds. 

Grass Forage Sci. 43, 441-444. 

Kurtz, H., Schwarz, F.J., 2005: In situ-Abbaukinetik von Restpflanzen verschiedener 

Maishybriden im Reifeverlauf. Übers. Tierernährg. 33, 111-120. 

McDonald, I., 1981: A revised model for the estimation of protein degradability in 

the rumen. J. Agric. Sci. (Camb.) 96, 251-252. 

Nadeau, E.M.G., Buxton, D.R., Russell, J.R., Allison, M.J., Young, J.W., 2000: 

Enzyme, bacterial inoculant and formic acid effects on silage composition 

of orchard grass and alfalfa. J. Dairy Sci. 83: 1487-1502. 

Praxishandbuch Futterkonservierung, 2006: Silagebereitung, Siliermittel, Dosiergeräte, 

Silofolien [Hrsg. Bundesarbeitskreis Futter-konservierung], 

7., überarb. Aufl., DLG-Verlag, Frankfurt a. Main. 

VDLuFa, 2004: Methodenbuch, Band III. Die chemische Untersuchung von Futtermitteln. 

3.Aufl., VDLUFA-Verlag, Bonn. 

-285 -


Verdaulichkeit von pansengeschützten Fetten 

beim Schaf 

C. Schröder, F.J. Schwarz 

Department für Tierwissenschaften, Lehrstuhl für Tierernährung, Technische 

Universität München, Freising-Weihenstephan 


Die Energieaufnahme hochleistender Milchkühe ist insbesondere im ersten Laktationsdrittel 

aufgrund einer nur langsam ansteigenden Futteraufnahme gegenüber der 

Energieabgabe nicht ausreichend, so dass nach Möglichkeiten einer zusätzlichen 

Energieversorgung gesucht wird. Eine Variante kann der Einsatz pansengeschützter 

Fette sein. Fett zeichnet sich gegenüber Kohlenhydraten durch eine höhere Energiekonzentration 

aus. Voraussetzung für die Energiebereitstellung ist jedoch eine 

ausreichend hohe Verdaulichkeit. Vorliegend wird in 2 Versuchen mit Schafen die 

Verdaulichkeit von pansengeschützten Fetten überprüft. 


Es wurden 2 Verdauungsversuche mit Hammeln der Rasse Merino-Landschaf durchgeführt. 

In Versuch 1 war jede Behandlung mit 6 Tieren bei einem mittleren Lebendgewicht 

von 67,5 kg ± 6,0 kg, in Versuch 2 mit 4 Tieren bei einem mittleren Lebendgewicht von 

77,5 kg ± 8,6 kg besetzt. In Versuch 1 musste ein Tier wegen Durchfalls aus dem Versuch 

genommen werden. 

2.1 Rationsgestaltung und Versuchsdurchführung 

Die Verdauungsversuche wurden als Differenzversuche mit in der Zusammensetzung 

identischen Grundrationen in Versuch 1 und 2 durchgeführt. Die Grundration 

bestand aus 58,4 % Heu i.d.T und 41,6 % Kraftfutter i.d.T. Das Kraftfutter enthielt 

93 % Weizen, 3 % Melasse und 4 % Mineralfutter. Insgesamt war damit eine „fettarme“ 

Grundration gewährleistet (siehe auch Tab. 2). Den Versuchsrationen wurde 

Fett in einem Anteil von 7,7 % (bezogen auf die T der Gesamtration) zugelegt. Die 

Grundration war daher mit einem relativ hohen Anteil von 92,3 % (bezogen auf T) in 

der Gesamtration enthalten. Allerdings war der zu untersuchende Nährstoff Fett in 

-286 -


knapp vierfacher Menge in der Versuchsration gegenüber der Grundration enthalten, 

so dass die Voraussetzungen für einen Differenzversuch gewährleistet waren. 

Das Fett wurde in das Kraftfutter eingemischt. 

Die Futtermengen waren so ausgelegt, dass etwa das 1,1-1,2-fache des energetischen 

Erhaltungsbedarfs verabreicht wurde. Im Mittel wurden in Versuch 1 1,15 kg 

T, in Versuch 2 1,23 kg T pro Hammel und Tag gefüttert. Die Vorlage erfolgte zweimal 

täglich in der Reihenfolge Kraftfutter – Heu. Alle Rationen wurden zu jeder Zeit gänzlich 

verzehrt. 

Die Haltung der Schafe erfolgte in Stoffwechselkäfigen. Die Versuchsdurchführung 

entsprach der konventionellen Kotsammelmethode mit einer 11-tägigen (Versuch 

1) bzw. 14-tägigen (Versuch 2) Vorperiode und einer 10-tägigen (Versuch 1) bzw. 

11-tägigen (Versuch 2) Sammelperiode. Während des Sammelns wurde der abgesetzte 

Kot zweimal täglich entfernt und in gesamter Menge im Kühlraum aufbewahrt, 

so dass zu Versuchsende entsprechende Mischproben erstellt werden konnten. 

Bei den zu überprüfenden Fetten handelte es sich um handelsübliche Fette, die entweder 

als fraktionierte Fettsäuren oder als Ca-verseifte Fette ausgewiesen und damit 

als „pansenstabil“ (pansengeschützt) bezeichnet wurden. Die fraktionierten Fettsäuren 

werden als F1 (Versuch 1) und F3 (Versuch 2) und die Ca-verseiften Fette als 

F2 (Versuch 1) und F4 (Versuch 2) bezeichnet. 

2.2 Analytik und Statistik 

Die Einzelkomponenten (Heu, Kraftfutter, Fettzulage) und der Kot wurden einer 

Rohnährstoffanalytik (Naumann und Bassler, 1988) unterzogen. Das Fett wurde 

nach HCl-Aufschluss als Gesamtfett bestimmt. Die Fettzulagen wurden außerdem 

hinsichtlich ihres Fettsäuremusters (DGF, 2000) analysiert. 

Die Ergebnisse sind als Mittelwerte mit Standardabweichung der Einzelwerte dargestellt 

und varianzanalytisch mit Hilfe des multiplen t-Tests ausgewertet. 


In Tabelle 1 ist das analysierte Fettsäuremuster der eingesetzten Fette aufgezeigt. 

Erwartungsgemäß nehmen Palmitinsäure bzw. Palmitin- und Stearinsäure sowohl 

-287 -


in den fraktionierten Fettsäuren als auch in den Ca-verseiften Fetten den jeweils 

größten Anteil ein. Tabelle 2 enthält die Angaben hinsichtlich der Rohnährstoffgehalte 

der Grundration und der jeweiligen Zulageration in Versuch 1 und 2. In beiden 

Versuchen waren die Rationen durch einen ausreichenden Rohprotein- und Rohfasergehalt 

gekennzeichnet. Die Unterschiede in der absoluten Höhe der Messwerte 

zwischen den Versuchen ist durch den Einsatz von Heu verschiedener Herkünfte 

verursacht. Der Fettgehalt in der Gesamtration erhöht sich durch die Zulage auf etwa 

8 - 9 % i.d.T der Ration, was für den Verdauungsversuch vertretbar ist. 

Tab. 1: Fettsäuremuster der pansengeschützten Fette (Angabe in % der Gesamtfettsäuren) 

C18:1 

Fraktionierte Fettsäuren 

Versuch 1: F1 10,6 23,9 62,0 0,1 3,2 

Versuch 2: F3 4,2 81,7 1,6 10,1 2,2 

Ca-verseifte Fette 

Versuch 1: F2 7,3 24,0 66,7 0,1 1,7 

Versuch 2: F4 8,5 63,1 9,2 17,5 1,7 

Tab. 2: Rohnährstoffgehalte der Rationen (% i.d.T) 

Rohasche Rohprotein Rohfaser Gesamtfett 

Versuch 1 

Grundration 7,4 17,3 17,1 2,6 

R F1 7,01 16,1 15,8 9,8 

R F2 8,72 16,0 15,9 9,0 

Versuch 2 

Grundration 7,4 13,9 17,6 2,3 

R F3 7,2 1 13,0 17,6 8,4 

R F4 8,2 2 12,9 17,6 8,2 

1 F1/F3 = fraktionierte Fettsäuren; 2 F2/F4 = Ca-verseifte Fette 

In Tabelle 3 sind die mittleren Verdaulichkeiten der organischen Substanz und 

der Rohnährstoffe in den Gesamtrationen dargestellt. Mit Ausnahme der Ration 

F3 in Versuch 2 verändert die Fettzulage die Verdaulichkeit der organischen 

Substanz der Gesamtration wenig. Ähnliche Ergebnisse finden sich auch in ver- 

-288 -


gleichbaren älteren Arbeiten (Coppock und Wilks, 1991, Palmquist, 1991, Ramana 

Reddy et al., 2003). Allerdings nimmt die Fettverdaulichkeit nach Zulage 

der Ca-verseiften Fette in Versuch 1 und 2 bzw. der fraktionierten Fettsäuren in 

Versuch 1 erwartungsgemäß deutlich zu. Überraschend ergab sich in Versuch 2 

nach Zulage der fraktionierten Fettsäuren keine verbesserte Fettverdaulichkeit 

gegenüber dem Fett der Grundration. Vielmehr waren die Kohlenhydrat- und 

Rohproteinfraktionen in der Verdaulichkeit sogar deutlich gemindert. Ein negativer 

Einfluss auf die Rohfaserverdaulichkeit ist bei Zulage nicht pansengeschützter 

Fette, z.B. pflanzlicher Öle, in Abhängigkeit der Höhe der Einmischung und 

des Rohfasergehaltes der Ration zu erwarten (Schwarz und Kirchgeßner, 1995). 

Tab. 3: Mittlere Verdaulichkeiten der Rationen (%) 

Versuch 1 

Org. Substanz 

Rohfaser Gesamtfett NfE 

-289 - 

Rohprotein 

Grundration 78,6±0,7 70,3±1,5 51,2±5,6 b 83,5±0,6 74,9±1,3 

R F1 78,5±0,8 70,0±3,8 71,2±14,5 a 83,5±2,0 75,2±0,8 

R F2 79,1±0,8 70,7±2,1 79,8±4,3 a 83,0±1,0 74,7±1,5 

Versuch 2 

Grundration 75,7±0,8 a 64,6±1,7 a 47,8±4,4 b 81,7±0,8 a 68,8±1,2 a 

R F3 67,4±2,7 b 53,6±2,2 b 39,3±22,9 b 77,6±2,0 b 62,5±2,0 b 

R F4 75,1±0,6a 66,5±0,8a 78,1±2,5a 79,4±0,7b 67,3±0,7a Werte mit unterschiedlichen Hochbuchstaben innerhalb einer Spalte unterscheiden 

sich signifikant (P


re die Zulagekomponente in Versuch 2 erreicht ein inakzeptables Niveau von 

durchschnittlich nur 36 %. Allerdings ist auf die außerordentlich hohe Abweichung 

zwischen den Einzeltieren in beiden Versuchen hinzuweisen, was bei der 

sehr geringen Gesamttierzahl zu berücksichtigen ist. Auch Voigt et al. (2006) 

fanden in Verdaulichkeitsversuchen mit Rindern eine sehr niedrige Verdaulichkeit 

von einer gehärteten Palmfettsäure bzw. von fraktionierten Palmfettsäuren. 

Demnach kann das Bearbeitungsverfahren zur Erstellung von pansenstabilem 

Fett durchaus Einfluss auf die Verdaulichkeit und damit auch auf die Energielieferung 

der Fettzulage haben. 

Tab. 4: Verdaulichkeiten der Fettzulagen („Fettverdaulichkeit“) (%) 

Versuch 1 Versuch 2 

F1 F2 F3 F4 

78,2±20,2b 90,2±6,6a 36,4±30,7b 90,2±3,6a (44,4-93,1)* 

*Min.-Max-Werte 

(79,6-96,6) (8,5-72,4) (87,4-95,1) 


Die Ca-verseiften Fette (F2/F4) erreichen jeweils eine hohe Verdaulichkeit 

von 90 % mit nur geringen Abweichungen zwischen den Einzeltieren. Es errechnet 

sich pro kg Zulage ein Gehalt an ME von 24,1/24,9 MJ bzw. an NEL von 

15,3/15,9 MJ (GfE, 1995). Demgegenüber lagen die Verdaulichkeiten der fraktionierten 

Fettsäuren (F1/F3) im vorliegenden Versuch mit 78 bzw. 36 % deutlich 

niedriger. Dabei waren die außerordentlich hohen Abweichungen zwischen den 

Tieren besonders auffällig. Als Energiegehalt errechnete sich ein ME-Wert von 

24,4 (F1) bzw. 11,3 (F3) MJ/kg bzw. ein NEL-Wert von 14,9 (F1) bzw. 6,0 (F3) MJ/ 

kg Zulage. 

Danksagung: Dem Zentrallabor für Qualitätssicherung und Untersuchungswesen, 

Futtermittelanalytik und Qualität tierischer Produkte (Herrn Dr. M. Schuster) wird für 

die Analytik des Fettsäuremusters der Fettzulage gedankt. 

-290 -


5. Literatur 

Coppock, C.E., Wilks, D.L., 1991: Supplemental fat in high-energy rations for 

lactating cows: effects on intake, digestion, milk yield and composition. J. 

Anim. Sci. 69, 3826-3837. 

DGF-Einheitsmethoden 2000, C-VI 10a. 

GfE, 1995: Zur Energiebewertung beim Wiederkäuer. Proc. Soc. Nutr. Physiol. 

4, 121-123. 

Naumann, D., Bassler, R., 1988: Methodenbuch III, Die chemische Untersuchung 

von Futtermitteln, VDLUFA-Verlag Bonn. 

Palmquist, D.L., 1991: Influence of source and amount of dietary fat on digestibility 

in lactating cows. J. Dairy. Sci. 74, 1354-1360. 

Ramana Reddy, Y., Krishna, N., Raghava Rao, E., Janardhana Reddy, T., 2003: 

Influence of dietary protected lipids on intake and digestibility of straw 

based diets in Deccani sheep. Anim. Feed. Sci. Technol. 106, 29-38. 

Schwarz, F.J., Kirchgeßner, M., 1995: Zum Einfluss von Sojaöl auf die Verdaulichkeit 

und den Energiegehalt von Grundfutter in Wiederkäuerrationen. 

Agribiol. Res. 48, 257-268. 

Südekum, K.-H., 2006: Probleme der Energie- und Proteinversorgung bei Hochleistungskühen. 

33. Viehwirtschaftl. Fachtagung, S. 19-26, Raumberg- 

Gumpenstein. 

Voigt, J., Kuhla, S., Gaafar, K., Derno, M., Hagemeister, H., 2006: Digestibility of 

rumen protected fat in cattle. Slovak J. Anim. Sci. 39, 16-19. 

-291 -


Einfluss einer gestaffelten Supplementierung 

von zwei unterschiedlichen Selenquellen auf 

Leistungsmerkmale von Broilern 

I. Halle 1 , H. Schenkel 2 

1 2 Institut für Tierernährung, FLI, Braunschweig; Universität Hohenheim, Landesanstalt 

für Landwirtschaftliche Chemie, Stuttgart 


Selen (Se) ist als essentielles Spurenelement bekannt. Se kommt im tierischen 

Organismus in verschiedenen Proteinen vor und ist funktioneller Bestandteil von 

Enzymen, wodurch es eine wichtige Rolle beim Schutz der Zellmembranen vor 

oxidativer Zerstörung spielen kann. Der Bedarf an Se für Broiler wird vom NRC 

(1994) mit 0,15 mg pro kg Futter und von der GfE (1999) mit 0,17 mg pro kg Futter 

beziffert. 

Das Ziel der Untersuchungen bestand darin, den Einfluss einer gestaffelten Anreicherung 

des Futters mit einer anorganischen Se-Quelle (Na-Selenit) oder einer 

organischen Se-Quelle (Selenmethionin) auf Leistungsmerkmale an wachsenden 

Broilern zu untersuchen. 


Für den Versuch über 35 Tage an Broilern wurden 504 männliche Küken (Ross 

308) in 7 Gruppen mit jeweils 6 Abteilen a 12 Tieren aufgeteilt. Das Futter wurde 

zur freien Aufnahme angeboten. Einmal wöchentlich erfolgten eine Futterrückwaage 

und die Wägung der Broiler. Die Zusammensetzung der eingesetzten 

Futtermischung geht aus der Tabelle 1 hervor. Se (Na-Selenit/Selenmethionin) 

wurde dem Futter in Konzentrationen von 0,1 mg, 0,2 mg und 0,4 mg pro kg Broilerfutter 

zugesetzt. Nach dem Versuchsabschluss wurde aus jedem Abteil ein 

Broiler, dessen Lebendmasse dem Mittelwert des Abteils der Gruppe entsprach, 

geschlachtet und die Massen an wertvollen Fleischteilen und Organen ermittelt. 

Die statistische Auswertung der Merkmale erfolgte unter Verwendung des Programmpaketes 

SAS (Version 9.1., 2002/2003). Es wurden die signifikanten Unterschiede 

in den Merkmalen zwischen den Gruppen des Versuches über den 

multiplen Mittelwertvergleich (Student-Newman-Keuls-Test) mit einer Irrtums- 

-292 -


wahrscheinlichkeit von P


Die Broiler aus den Gruppen mit 0,2 mg und 0,4 mg Se aus Na-Selenit sowie 0,1 

mg, 0,2 mg und 0,4 mg Se aus Selenmethionin erreichten eine statistisch gesichert 

höhere Mastendmasse und einen niedrigeren Futteraufwand als die Broiler 

aus der Kontrolle und der Gruppe mit 0,1 mg Se aus Na-Selenit. 

Bei der Ausschlachtung ergaben sich keine Unterschiede in den wertvollen 

Fleischteilen und Organgewichten zwischen den Gruppen. 


Die Ergebnisse zeigten, dass eine Supplementierung des Broilerfutters (0,08 mg 

Se/kg) mit 0,2 mg Se pro kg aus der anorganischen Se-Quelle (Na-Selenit) oder 

mit 0,1 mg Se pro kg aus der organischen Se-Quelle (Selenmethionin) ausreichend 

war, um den Bedarf des Broilers an Se abzusichern und damit eine optimale 

Lebendmasseentwicklung der Tiere bei einer günstigen Futterverwertung 

zu erreichen. 

5. Literatur 

GfE, 1999: Empfehlungen zur Energie- und Nährstoffversorgung der Legehennen 

und Masthühner (Broiler). DLG-Verlag, Frankfurt am Main, 

NRC, 1994: Nutrient Requirements of Poultry, National Academy Press, Washington, 

D.C. 

-294 -


VFT-Sonderuntersuchung – Vitamin A im 

Mischfutter 

K.-H. Grünewald 1 , G. Steuer 2 

1 Verein Futtermitteltest (VFT), Bonn, 2 VFT-Koordinierungsstelle, Groß-Umstadt 


Vitamin A ist ein fettlösliches, für Mensch und Tier essentielles Vitamin. Durch 

seine Beteiligung beim Aufbau und Schutz von Haut und Schleimhäuten (Epithelschutzfunktion) 

wirkt es auf die Fruchtbarkeit und die Infektionsabwehr (Widerstandskraft, 

Immunreaktion). Daneben wirkt es auch bei der Regulation der 

Wachstumsvorgänge. Da Vitamin A nicht in den pflanzlichen Futtermitteln vorkommt, 

wird den Mischfuttermitteln üblicherweise Vitamin A zugegeben. 

Bei der Haltung von Nutztieren ist eine ausreichende Versorgung mit Energie, 

Nähr- und Wirkstoffen im Hinblick auf die Bedarfsdeckung für die angestrebte 

Leistung notwendig. Je nach betrieblicher Situation erfolgt somit die Vitaminierung 

des Futters durch den Landwirt (Erstellung von Eigenmischungen mit vitaminiertem 

Mineral- bzw. Ergänzungsfutter) oder dem Hersteller (passender 

Vitamingehalt im Allein- oder Ergänzungsfutter). Bei den hohen Leistungen der 

Tiere sollte aus Sicht von Tierernährung und Tiergesundheit neben dem alimentären 

Bedarf auch ein möglicher Mehrbedarf für Stress- und Zusatzeffekte berücksichtigt 

werden. Vitamin A wird, sofern nicht sofort „verbraucht“, in der Leber 

gespeichert und kann dann dem Tier später bei nicht ausreichender Versorgung 

wieder zur Verfügung gestellt werden. Diese Akkumulation in der Leber kann bei 

längerfristigen überhöhten Gaben erheblich sein. 

Aus Sicht der Humanernährung und des Verbraucherschutzes sind deutlich 

überhöhte Vitamin A-Gehalte in tierischen Lebensmitteln (Leber, Wurst- und 

Verarbeitungswaren) unerwünscht. Aktuell steht daher die Höhe des Vitamin 

A-Zusatzes in Futtermitteln für Nutztiere in der Diskussion. Somit ergeben sich 

folgende Fragen: 

- Welche Vitamin A-Gehalte liegen im Mischfutter in der Praxis vor? 

- Einhaltung der Empfehlungen und futtermittelrechtlichen Vorgaben? 

-295 -



Um die Gehalte in dem in der Praxis eingesetzten Mischfutter einschätzen zu 

können, wurde aus den im Rahmen des VFT beprobten Futtermitteln eine Stichprobe 

auf Vitamin A untersucht. Die Stichprobe umfasste 154 Futter aus dem 

Winter 2005 und Winter 2008. 

Einbezogen waren Rinderfutter (Ergänzer) sowohl für Milchkühe als auch für 

Mastrinder, Alleinfutter für Mastschweine, für Sauen und für Ferkel sowie auch 

Ergänzungsfutter für Schweine aus verschiedenen Regionen Deutschlands. 

Damit wird eine Übersicht zu den Gehalten an Vitamin A im industriell hergestellten 

Nutztierfutter erreicht. 

Die Beprobung erfolge bei Abfertigung der Ware im Werk oder bei Anlieferung 

beim Landwirt unter Beachtung der üblichen Probenahmeregeln. Die Analysen 

erfolgten im Auftrag des VFT bei verschiedenen LUFA-Labors unter Anwendung 

der VDLUFA-Methoden. Abweichungen von der Deklaration sowie extreme 

Werte wurden durch Nachuntersuchungen abgesichert. Im Hinblick auf den geringen 

Umfang der Stichprobe bei einzelnen Futtertypen ist die Aussagefähigkeit 

der Daten begrenzt. Zur Beurteilung der ermittelten Vitamin A-Gehalte der 

einzelnen Futtertypen wurde wie folgt verfahren: 

- Alleinfutter: Berücksichtigung der Befundwerte 

- Ergänzungsfutter: Berücksichtigung der Befundwerte und der Mischungsanteile 

- Vergleich mit den Empfehlungen der Gesellschaft für Ernährungsphysiologie 

(GFE, 1995, GFE, 2001, GFE, 2006) und den Praxisempfehlungen der DLG 

(DLG, 2002, DLG, 2008) 

- Vergleich mit den Futtermittelrechtlichen Vorschriften (EU, 2004) 

3. Ergebnisse 

3.1 Deklarierte und ermittelte Vitamin A-Gehalte 

In Tabelle 1 sind die Anzahl der Futter mit Vitamin A-Zusatz, die konzipierten Vitamin 

Gehalte (Deklaration) sowie die analysierten Gehalte für die einzelnen Futtertypen 

mit Mittelwerten (arithmetisches Mittel) sowie Spanne aufgeführt. Die 

deklarierten Werte beziehen sich beim Milchleistungsfutter nur auf die Futter mit 

-296 -


entsprechendem Zusatz. Auffällig sind die sehr großen Spannen bei den Ergänzungsfuttern, 

bei den Alleinfuttern sind die Spannen deutlich geringer. Bei den 

untersuchten Futtermitteln wurde mit Ausnahme einiger Milchleistungsfutter generell 

ein Zusatz von Vitamin A vorgenommen. 

Tab. 1: Vitamin A-Gehalte im Mischfutter (n=154), IE/kg 

Futtertyp Deklaration Befund 

Milchleist ungs futter 

n Mittel Spanne Mittel Spanne 

(51) 

56 

11 633 

Rindermastfutter 14 25 936 

AF für Mastschweine 34 9 209 

AF für Sauen 14 16 214 

AF für Ferkel 16 19 031 

Ergänzungs futter für 

Schweine 

20 47 348 

3.2 Deklarationsabweichungen 

-297 - 

7 200- 

40 000 

10 000- 

42 000 

7 500- 

12 000 

10 000- 

23 000 

14 000- 

30 000 

20 000- 

100 000 

9 880 

21 677 

9 287 

16 115 

13 650 

44 538 

0- 

32 000 

8 791- 

41 365 

6 400- 

15 000 

5 998- 

24 121 

1 448- 

22 000 

14 900- 

103 400 

Bei der Beurteilung von Deklarationsabweichungen sind die futtermittelrechtliche 

Toleranz nach § 19 FMV und der Analysenspielraum nach VDLUFA zu 

berücksichtigen. Das bedeutet, dass der analytische Befund sich von der Deklaration 

nominell unterscheiden kann, trotzdem die Einhaltung der Deklaration 

gegeben ist. Tabelle 2 zeigt die Häufigkeit der Deklarationsabweichungen 

auf. Bezogen auf die Futter mit entsprechender Vitaminzulage ist der Anteil der 

Futter mit Deklarationsabweichung, insbesondere bei Milchleistungs- und Ferkelaufzuchtfutter, 

auffällig. Auch wenn aufgrund der insgesamt geringen Stichprobengröße 

das Ergebnis nicht überbewertet werden sollte, ist die Quote der 

Deklarationsabweichungen mit 10,7 % beachtlich. Dieser Wert ist vergleichbar 

mit Ergebnissen der amtlichen Kontrolle (BMELV, 2009), aber deutlich höher, als 

in einer älteren Sonderuntersuchung des VFT (Grünewald et al., 2004). Bei 75 % 

der Deklarationsabweichungen handelte es sich um eine Unterschreitung der 

deklarierten Werte.


Anzumerken ist, dass Vitamin A in pflanzlichen Futtermitteln nicht vorkommt. 

Futtermittel tierischen Ursprungs, die Vitamin A enthalten könnten, werden mit 

Ausnahme von Milchprodukten (v. a. für Ferkel) und Fischprodukten (in Sauen- 

und Ferkelfutter) nicht eingesetzt. Lediglich bei den letztgenannten Futtermitteln 

könnte neben dem zugesetzten noch natives Vitamin A vorliegen. 

Tab. 2: Häufigkeit (Anzahl) von Deklarationsabweichungen 

Futtertyp 

Deklarationsabweichung 

n ¯ 

Milchleist ungs futter 56 6 1 

Rindermastfutter 14 - - 

AF für Mastschweine 34 - - 

AF für Sauen 14 1 1 

AF für Ferkel 16 3 1 

Ergänzungs futter für Schweine 20 2 1 

3.3 Ernährungsphysiologische und futtermittelrechtliche Einschätzung 

Für die gewünschten hohen Leistungen ist eine ausreichende Wirkstoffversorgung 

notwendig. Während die Versorgungsempfehlungen des Ausschusses für 

Bedarfsnormen der GfE den rein „alimentären Bedarf“ (Minimalbedarf) umfassen, 

werden von der DLG unter Berücksichtigung von leistungsbeeinflussenden 

Faktoren und Sicherheitszuschlägen z.T. höhere Praxis-Empfehlungen gegeben. 

Der Gesetzgeber begrenzt die Vitamin A-Gehalte durch vorgegebene Höchstwerte 

nur für Futter für Masttiere (Mastrinder, Mastschweine). Für Ferkelfutter werden 

keine Maximalgehalte vorgegeben, hier schließt sich an die Aufzucht der Zeitraum 

der Mast mit entsprechender Begrenzung der Vitamin A-Gehalte an. Bei Sauen 

und Milchkühen, die im Hinblick auf die Reproduktion z.T. einen sehr hohen Bedarf 

haben, gibt es auch keine Höchstwerte, diese Tiere gelangen zwar zur Schlachtung, 

allerdings in geringerer Tierzahl als die Masttiere. Im Hinblick auf die Höchstgehaltsregelung 

sind die nativen Gehalte einzubeziehen d.h. die Summe aus Zusatz 

und nativem Gehalt dürfen den Höchstgehalt nicht überschreiten. 

-298 -


In Tabelle 3 werden für die einzelnen Tierkategorien neben den Empfehlung der 

Gesellschaft für Ernährungsphysiologie für die Gesamtration bzw. Mischung die 

Praxisempfehlungen der DLG aufgeführt. Darüber hinaus sind die futtermittelrechtlichen 

Höchstwerte laut Zusatzstoffregister der EU (2004) für diese Typen 

gelistet. 

Tab. 3: Empfehlungen und Höchstwerte für Vitamin A im Futter 

Tierkategorie 

Versorgungsempfehlungen 

(GfE) 

-299 - 

Praxisempfehlungen 

(DLG) 

IE/kg T IE/kg IE/kg 

Milchkühe 5 000–10 000* siehe GfE - 

Maximalwert 

(EU) 

Mastrinder 3 100–6 700** siehe GfE 13 500 

Mastschweine 2 200 13 500 

Sauen 2 300–4 000* - 

Ferkel 4 000 4 000 - 

gültig für Tagesration; * der höhere Wert gilt für die Trächtigkeit; 

** Basis: 7 500–10 000 IE / 100 kg LM (GfE) 

Die Beurteilung der Nähr- und Wirkstoffgehalte von Ergänzungsfutter bedarf 

einer Berücksichtigung der Rations- / Mischungsanteile mit welchem diese eingesetzt 

werden. Der „Verschnitt“ mit Grobfutter und Getreide führt bei Nähr- und 

Wirkstoffen, die in diesen Komponenten nicht nativ vorkommen (wie Vitamin A) 

zu einer gegenüber den Gehalten im Ergänzungsfutter deutlich niedrigeren Werten. 

Daher werden zur Beurteilung der Vitamin-Gehalte die analysierten Werte 

der Ergänzer entsprechend auf die fertige Mischung umgerechnet (siehe Tabelle 

4). Die zwei einbezogenen Ergänzer für Saugferkel wurden im Hinblick auf die 

während der Säugezeit nur sehr begrenzte und individuell verschiedene Futteraufnahme 

nicht umgerechnet. 

Für die vorliegende Berechnung wird für den Einsatz von Milchleistungsfutter ein 

Kraftfutteranteil von 50 % angenommen, sofern einzelne Milchleistungsfutter in 

deren Einsatzmengen herstellerseits nicht stärker begrenzt waren. Für die Rindermast 

wird ein Kraftfutteranteil von 30 %, ggf. geringere Mischungsanteile laut 

Empfehlung, angenommen. Bei den Ergänzungsfuttern für Mastschweine und 

Sauen wurde der jeweils vom Hersteller vorgegebene Mischungsanteil (bei An-


gabe einer Spanne der mittlere Wert) angenommen und für die weitere Berechnung 

berücksichtigt. 

Tab. 4: Vitamin A-Gehalte im vorgelegten Futter (Mischung) und rechtliche 

Bewertung, IE/kg 

Futter für vorgelegte Mischung ASR** 

-300 - 

Höchstwert 

Mittel Min. Max. % n 

Milchkühe 4 623 0 16 100 ± 25 - - 

Mastrinder 6 304 2 637 12 410 ± 25 13 500 0 

Mastschweine 

9 867 5 680 22 748 ± 25 13 500 1 

Sauen 15 424 5 998 24 121 ± 25 - - 

Ferkel 15 528 1 448 

22 000 

(46 200*) 

* Saugferkelergänzer, Einsatz geringster Mengen zu Milch 

** ASR = Analysenspielraum nach VDLUFA (2001) 

± 25 - - 

Übergehalt 

Die in Tabelle 4 aufgeführten Mittelwerte und Spannen zeigen, dass die Versorgungsempfehlungen 

mit Ausnahmen bei den Milchleistungsfuttern zwar 

deutlich überschritten, die rechtlichen Maximalwerte aber nur in wenigen Fällen 

überschritten werden. Zur Beurteilung der „Verteilung“ der berechneten Vitamin 

A-Gehalte für die „gefütterte Ration“ bzw. „Mischung“ sind in den Abbildungen 1 

bis 3 die Vitamin A-Gehalte in aufsteigender Reihenfolge für die Futter für unterschiedliche 

Tierkategorien aufgeführt. 

I E / k g 

20.000 

16.000 

12.000 

8.000 

4.000 

0 

Empfehlung Milchkühe 

trocken laktierend 

Vitamin A im Rinderfutter 

1 3 5 7 9 1 1 1 3 1 5 1 7 1 9 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 69 

56 MLF; 14 Rindermastfutter (in der Ration) 

Abb. 1: Vitamin A-Gehalt in verabreichtem Milchviehfutter (Ration) 

ASR 

Maximalwert 

Rindermastf. 

Empfehlung 

Rindermastf.


Eine Reihe der Milchleistungsfutter weist Gehalte unterhalb der empfohlenen 

Werte auf, andere liegen deutlich über den Empfehlungen. Die Hälfte der geprüften 

Rindermastfutter weist Werte im Bereich der Empfehlungen auf, die andere 

Hälfte liegt darüber, ohne dass der Höchstgehalt tangiert wird. 

I E / k g 

2 4 .0 0 0 

2 0 .0 0 0 

16 .0 0 0 

12 .0 0 0 

8 .0 0 0 

4 .0 0 0 

0 

Vitamin A im Mastschweinefutter 

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 

Allein- + Ergänzungsfutter für Mastschweine (wie gefüttert) 

Abb. 2: Vitamin A-Gehalt in verabreichtem Schweinemastfutter 

-301 - 

ASR 

Maximalwert 

Maximalwert 

Mastschweinef. 


Empfehlung 


- - DLG, — GfE 

Im Futter für Mastschweine (Alleinfutter bzw. Ergänzerfutter + Getreide) wird der 

empfohlene Gehalt von 2 300–4 000 IE/kg mit im Durchschnitt 9 867 IE/kg deutlich 

übertroffen. Bei vier Futtern liegen die Vitamin A-Gehalte nominell über dem 

Höchstwert, bei Berücksichtigung des Analysenspielraumes liegt für ein Futter 

eine bestätigte Überschreitung vor. 

I E / / k g 

24.000 

20.000 

16.000 

12.000 

8.000 

4.000 

0 

Vitamin A im im Ferkel- und Sauenfutter 

* Dekl. 40.000 / Bef. 46.200 

* Ergänzer für für Saugferkel 

(Einsatz (Einsatz geringer Menge zu Milch) 

Empfehlung 

Ferkelfutter 

1 2 33 4 5 6 7 8 9 10 11 12 12 13 14 15 16 17 18 18 19 2 2 1 22 22 2 2 5 2 2 7 2 2 3 3 1 3 3 3 3 5 

18 18 Ferkel- Ferkel- und 17 Sauenfutter Sauenfutter (Alleinfutter + Ergänzer -> gefütterte Mischung) 

Abb. 3: Vitamin A-Gehalt in verabreichtem Sauen- und Ferkelfutter 

ASR 

Empfehlung 

für Sauen 

- trocken 

- laktierend 

- - DLG; — GfE


Im Futter für Ferkel und Sauen werden mit einer Ausnahme die empfohlenen 

Werte erreicht und meist deutlich überschritten. Gerade bei diesen Tierkategorien 

sind Stresssituationen (Geburt, Laktation, Absetzen, Futterwechsel etc.) sehr 

ausgeprägt, die auch durch ein optimiertes Management nicht vermieden werden 

können. Daher müssen gegenüber den alimentären Empfehlungen höhere 

Gehalte möglich sein und auch eingestellt werden. 

Bei der Milchkuhfütterung wird teilweise eine dreigeteilte Fütterung mit separater 

Mineralfutterergänzung der Tiere durchgeführt. Werden bei einer solchen Rationsgestaltung 

vitaminierte Mineralfutter und vitaminierte Milchleistungsfutter 

gegeben, kann eine sehr hohe Vitamin A-Versorgung resultieren. Andererseits 

sollte bei einer Rationsplanung ohne Zugabe eines vitaminierten Mineralfutters 

auf eine ausreichende Vitaminierung des Leistungsfutters geachtet werden. Im 

Hinblick auf eine Vermeidung von Unterversorgung und auch deutlichen Überversorgungen 

sollte abhängig von der Rationsplanung die Auswahl des Mineralfutters 

und der Milchleistungsfutter hinsichtlich der Vitaminierung berücksichtigt 

werden. 


Im Rahmen einer Stichprobe wurden 154 Mischfutter auf Vitamin A untersucht. 

Die Vitamin A-Gehalte im Mischfutter differieren sehr stark, was auf Unterschiede 

im Einsatzzweck (Alleinfutter, Ergänzungsfutter, Tierkategorie) zurückzuführen 

ist. Bei Berücksichtigung des Rations- bzw. Mischungsanteils der Mischfutter 

resultieren weiterhin große Spannen bei den ermittelten Nährstoffgehalten. 

Im Futter für Sauen und Ferkel werden die Empfehlungen meist deutlich überschritten. 

Im Futter für Mastschweine und Mastrinder werden die Empfehlungen 

nicht so stark überschritten. Das Niveau der futtermittelrechtlichen Höchstgehalte 

wird selten erreicht, lediglich für ein Futter wurde eine Überschreitung des 

Höchstgehaltes bestätigt. 

Die Vitaminierung des ausgewählten Milchleistungsfutters sollte bei der Rationsplanung 

berücksichtigt werden, um einerseits die Versorgung sicherzustellen, 

andererseits eine deutliche Überversorgung durch Einsatz mehrerer vitaminierter 

Produkte zu vermeiden. 

-302 -


Der vorliegende Beitrag dient zur Einschätzung der Vitamin A-Gehalte in dem am 

deutschen Markt angebotenen Mischfutter. Eine Beurteilung der Empfehlungen 

und Höchstgehalte oder eine Einschätzung der über die Empfehlungen hinausgehenden 

Vitamin A-Gehalte obliegt anderen. Zur Ergänzung der vorhandenen 

Daten wird die vorliegende Untersuchung aktuell gezielt fortgesetzt. 

5. Literatur 

BMELV, 2009: Jahresstatistik 2008 über die amtliche Futtermittelüberwachung 

in Deutschland, 07.08.2009, www.bmelv.de/cln_163/SharedDocs/ 

Downloads/Landwirtschaft/Tier/Futtermittel/Futtermittel-Jahresueberwachung-2008-Lang.html?nn=448244. 

DLG, 2002: DLG-Information 1/2002, Leistungs- und qualitätsgerechte Schweinefütterung, 

Teil A: Mastschweine, in Trendreport Spitzenbetriebe 

Schweinemast; Hrsg. Deutsche Landwirtschafts-Gesellschaft, DLG-Verlag, 

Frankfurt / Main. 

DLG, 2008: DLG-Information 1/2008, Empfehlungen zur Sauen- und Ferkelfütterung; 

Hrsg. DLG-Arbeitskreis Futter und Fütterung, DLG-Verlag, Frankfurt 

/ Main. 

EU, 2004: Verzeichnis der zugelassenen Futtermittelzusatzstoffe, Amtsblatt der 

EU, C50, S.1 ff. 

GFE, 1995: Energie und Nährstoffbedarf landwirtschaftlicher Nutztiere, Nr. 6 

Mastrinder, DLG-Verlag, Frankfurt / Main. 

GFE, 2001: Energie und Nährstoffbedarf landwirtschaftlicher Nutztiere, Nr. 8 

Milchkühe und Aufzuchtrinder; DLG-Verlag, Frankfurt / Main. 

GFE, 2006: Energie und Nährstoffbedarf landwirtschaftlicher Nutztiere; Nr. 8 

Schweine, DLG-Verlag, Frankfurt / Main. 

Grünewald, K.-H, Sommer, W., Steuer, G., 2004: Vitamin-Gehalt (A,D,E) im 

Mischfutter für Rinder und Schweine – aus dem VFT, VDLUFA-Schriftenreihe 

Bd. 60, 329-335, Kongressband Rostock, VDLUFA-Verlag, Darmstadt. 

VDLUFA, 2001: Analysenspielräume für Futtermitteluntersuchungen. In: 

Futtermittel rechtliche Vorschriften, Hrsg.: Weinreich, O., Radewahn, P., 

Krüsken, B., Agrimedia Verlag, Bergen. 

-303 -


Untersuchungen zum Einsatz von 

Milchaustauscher in der Fresseraufzucht mit 

Fleckvieh 

T. Ettle, A. Obermaier, H. Schuster, H. Spiekers 

Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft, Institut für Tierernährung und Futterwirtschaft, 

Poing-Grub 


In Bayern ist die Fresseraufzucht im Lebendmassebereich von 80 bis 200 kg ein 

etabliertes Verfahren der arbeitsteiligen intensiven Rindermast mit Fleckvieh. 

Vor dem Hintergrund stark schwankender Preise für Milchaustauscher (MAT) 

und in der Praxis immer noch sehr hohen MAT-Einsatzmengen wurde in zwei 

Versuchen geprüft, ob mit niedrigeren Einsatzmengen pro Tier bzw. mit kostengünstigeren 

Produkten (reduzierter Magermilchpulveranteil) gute Aufzuchtergebnisse 

erzielt werden können. 


An der Versuchsstation Karolinenfeld der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft 

(LfL) wurden zur Thematik des MAT-Einsatzes in der Fresseraufzucht 

2 Fütterungsversuche mit jeweils 42 männlichen Fleckviehtieren über einen 

Versuchszeitraum von jeweils 16 Wochen hinweg durchgeführt. In Versuch 1 

wurden die Auswirkungen einer Reduktion der MAT-Aufwandmenge von 25 auf 

20 kg/Tier überprüft, in Versuch 2 die Konsequenzen der Reduktion des Anteils 

an Magermilchpulver (MMP) im MAT von 40 % auf 10 %. 

Neben dem Milchaustauscher wurden jeweils Maissilage und Heu ad libitum vorgelegt 

und die Aufnahme täglich für die Gruppe erfasst. Pelletiertes Kraftfutter 

(28 % Gerste, 28 % Körnermais, 17 % Rapsextraktionsschrot, 12 % Sojaextraktionsschrot, 

10 % Trockenschnitzel, 1 % Rapsöl, 4 % Mineralfutter) wurden nach 

Plan tierindividuell über Abrufstationen zugeteilt und die aufgenommenen Mengen 

registriert. Die analysierten Inhaltsstoffe und kalkulierten Energiegehalte 

der eingesetzten Futtermittel sind in Tabelle 1 dargestellt. 

-304 -


Die Tiere waren zu Beginn von Versuch 1 und 2 bei einem mittleren Gewicht von 

79 ± 3 und 80 ± 3 kg im Mittel 37 ± 9 und 44 ± 9 Tage alt. Sie wurden unter Berücksichtigung 

von Lebendmasse, Alter und Abstammung (Vater) gleichmäßig auf 

zwei Versuchsgruppen aufgeteilt. Die Tiere wurden getrennt nach Versuchsgruppe 

in 2 Tiefstreubuchten untergebracht. 

Milchaustauscher wurde jeweils nach Plan am Automaten angeboten. In Versuch 

1 wurde bei einheitlicher MAT-Konzentration von 100 g/l über unterschiedliche 

Tränkekurven eine Gesamtaufwandmenge an MAT von 25 bzw. 20 kg /Tier 

in den Versuchsgruppen 1 bzw. 2 angestrebt. Bei dem verwendeten Milchaustauscher 

handelt es sich um ein handelsübliches Produkt mit einem Magermilchpulveranteil 

von 40 %. 

In Versuch 2 wurden die Gruppen 1 bzw. 2 über einen MAT mit 40 % bzw. 10 % 

Magermilchpulveranteil versorgt. Der MAT mit 40 % MMP-Anteil wurde auch in 

Versuch 1 verwendet. Bei dem MAT mit 10 % MMP-Anteil handelt es sich um ein 

Produkt vom gleichen Hersteller. Die Zusammensetzung der beiden MAT laut 

Herstellerangaben ist in Tabelle 2 dargestellt. Je Tier wurden 20 kg MAT bei einheitlicher 

MAT-Konzentration von 100 g/l eingesetzt. Es wurde für beide Gruppen 

ein einheitlicher Tränkeplan verwendet. 

Tab. 1: Rohnährstoff- und Energiegehalte der eingesetzten Futtermittel 

(MAT: Milchaustauscher; MMP: Magermilchpulver) 

TM XA XP XL XF ME 

g/kg g/kg TM MJ/kg TM 

Versuch 1 

MAT, 40% MMP 962 75 223 189 2 (16,6) * 

Kraftfutter 914 75 195 42 64 12,5 * 

Maissilage 400 31 83 35 168 11,3 * 

Heu 

889 56 78 19 348 8,7 * 

Versuch 2 

MAT, 10% MMP 954 83 205 167 10 (16,0) * 

MAT, 40% MMP 956 76 215 191 4 (16,6) * 

Kraftfutter 914 77 193 42 71 12,7 * 

Maissilage 379 30 78 34 197 11,0 * 

Heu 886 58 164 23 286 9,7 * 

* mit „Zifo“ unter Nutzung der hinterlegten Verdaulichkeiten berechnet 

-305 -


Tab. 2: Zusammensetzung (%) der in Versuch 2 eingesetzten Milchaustauscher 

(MAT) laut Herstellerangaben 

MAT mit 

10% MMP 40% MMP 

Molkenpulver, % 41 21 

Pflanzenöl, raffiniert, % 15 18,5 

Molkenpulver, teilentzuckert, % 12 14,5 

Sojaproteinkonzentrat, % 12 - 

Magermilchpulver, % 10 40 

Milchalbuminpulver, % 4 0,5 

Weizenquellmehl, % 3 - 

Milchfett, % 0,4 - 

Weizenquellstärke, % - 4,0 

Aus den Futteraufnahmen und Inhaltsstoffen der Futtermittel wurden die Energie- 

und Rohproteinaufnahmen errechnet. Die Lebendmasse wurde alle 2 

Wochen festgestellt und daraus die Tageszunahmen errechnet. Die Rohnährstoff- 

bzw. Energiegehalte der eingesetzten Futtermittel wurden nach Weender 

analysiert (Naumann et al. 1997) bzw. mit dem Programm „Zifo“ unter Nutzung 

der hinterlegten Verdaulichkeiten berechnet. 

Die statistische Auswertung erfolgte mit dem Programmpaket SAS (Varianzanalyse, 

Mittelwertsvergleich). Wegen eines Tierausfalles und 

krankheitsbedingten deutlichen Minderleistungen eines zweiten Tieres, 

die nicht der Behandlungsvariante im Versuch zugeschrieben werden 

können, kamen in Versuch 1 in der Gruppe 25 kg MAT Daten von 19 Tieren 

zur Auswertung. In Versuch 2 konnten die Daten aller 42 Tiere ausgewertet 

werden. Signifikante Unterschiede (p £ 0,05) wurden mit unterschiedlichen 

Hochbuchstaben gekennzeichnet. 


In Tabelle 3 ist für Versuch 1 die mittlere Aufnahme an Milchaustauscher, Grob- 

und Kraftfutter und die daraus resultierende Nährstoff- und Energieversorgung 

in der Tränkeperiode, im Versuchszeitraum nach dem Absetzen und über den 

gesamten Versuchszeitraum hinweg dargestellt. Während sich die Aufnahme 

an MAT dem Versuchsplan entsprechend deutlich zwischen den Gruppen differenziert, 

zeigt sich in der Aufnahme an Kraftfutter, das restriktiv vorgelegt wurde, 

-306 -


kein Unterschied zwischen den Versuchsgruppen. 

Tab. 3: Mittlere tägliche Futter-, Rohprotein- und Energieaufnahme in den 

Abschnitten mit und ohne Tränke von Versuch 1 

Versuchsgruppe 

[Aufnahme/Tier, Tag] 

-307 - 

25 kg MAT 

(n=19) 

20 kg MAT 

(n=21) 

Tränkeperiode 

TM (kg) 1,40 1,44 

Kraftfutter (kg TM) 0,48±0,08 0,49±0,12 

MAT (kg TM) 0,61±0,02a 0,50±0,04b Grobfutter (kg TM) 0,31 0,45 

Energie (MJ ME) 19,0 18,7 

XP (g) 

Nach Absetzen 

254 243 

TM (kg) 3,81 4,03 

Kraftfutter (kg TM) 

MAT (kg TM) 

1,98±0,02 

-- 

1,95±0,06 

-- 

Grobfutter (kg TM) 1,83 2,08 


XP (g) 

Gesamt 

536 550 

TM (kg) 2,97 3,13 


MAT (kg TM) 0,21±0,01 0,17±0,01 



XP (g) 438 445 

a,b) Angaben mit Hochbuchstaben unterscheiden sich bei p


zu einer Untersuchung zur Fresseraufzucht nach der Vitagro-Methode (LVVG 

Aulendorf, 2002), in der eine von 35,5 auf 9,2 kg reduzierte MAT-Aufwandmenge 

eher zu niedrigeren Futteraufnahmen führte. Allerdings ist zu beachten, dass 

in dieser Untersuchung in beiden Versuchsgruppen ein deutlich anderes MAT- 

Versorgungsniveaus als in vorliegender Untersuchung angestrebt wurde und 

dass darüber hinaus die Differenzierung zwischen den Gruppen in der MAT-Aufnahme 

erheblich größer war, als im eigenen Versuch. Weiterhin wurden in dieser 

Untersuchung neben der MAT-Aufwandmenge auch die Tränkedauer variiert, 

und es ist zu diskutieren, ob die Verteilung der Tränkemenge in der Gruppe 25 kg 

MAT in vorliegender Untersuchung über eine längere Tränkeperiode hinweg zu 

anderen Ergebnissen geführt hätte. 

Insgesamt errechnet sich aus dem dargestelltem Futterverzehr insbesondere 

für die Zeit nach dem Absetzen eine marginal verbesserte Energie- und Proteinversorgung 

für die Versuchsgruppe 20 kg MAT, die sich auch für die Betrachtung 

des gesamten Versuchszeitraumes darstellen lässt. 

Tab. 4: Entwicklung der Lebendmasse und der täglichen Zunahmen in Versuch 

1 

Versuchsgruppe 25 kg MAT 20 kg MAT 

Lebendmasse (kg) 

(n=19) 

(n=21) 

Beginn 

Absetzen 

Ende 

Zunahmen (g/Tag) 

79 ± 4 

110 ± 9 

207 ± 16 

79 ± 3 

110 ± 5 

209 ± 12 

Tränkephase 

nach Absetzen 

im Mittel 

885 ± 207 

1279 ± 130 

1151 ± 133 

876 ± 134 

1314 ± 108 

1172 ± 101 

Tabelle 4 zeigt die Gewichtsentwicklung und den täglichen Zuwachs für die beiden 

Versuchsabschnitte und den gesamten Versuchszeitraum. Zwischen den beiden 

Versuchsgruppen ergeben sich keine Unterschiede. Das Niveau der Zuwachsleistung 

ist dabei in beiden Versuchsgruppen vergleichbar mit früheren Untersuchungen, 

die unter ähnlichen Bedingungen in derselben Einrichtung mit höheren 

MAT-Einsatzmengen (27 bis 30 kg) durchgeführt wurden (Preißinger et al. 2008, 

Spiekers et al. 2006). Insgesamt lässt sich daraus folgern, dass eine Reduzierung 

der MAT-Aufwandmengen von 25 kg auf 20 kg unter vorliegenden Versuchsbedingungen 

in der Fresseraufzucht ohne Leistungseinbussen realisierbar ist. Die Min- 

-308 -


deraufnahme an MAT wird durch eine höhere Grobfutteraufnahme kompensiert. 

In Versuch 2 zeigt sich während der Tränkeperiode bei einer zwischen den Versuchsgruppen 

vergleichbaren Kraftfutter und MAT-Aufnahme eine um knapp 

0,1 kg/Tier und Tag erhöhte Grobfutter-TM-Aufnahme in der Gruppe 10% MMP- 

Anteil im Vergleich zur Gruppe 40% MMP-Anteil (Tabelle 5). 

Tab. 5: Mittlere tägliche Futter-, Rohprotein- und Energieaufnahme in den 

Abschnitten mit und ohne Tränke von Versuch 2 

Versuchsgruppe 

40% MMP 

10% MMP 

[Aufnahme/Tier, Tag] 

Tränkeperiode 

(n=21) 

(n=21) 

TM (kg) 1,38 1,46 


MAT (kg TM) 0,48±0,02 0,48±0,02 



XP (g) 

Nach Absetzen 

237 242 

TM (kg) 3,98 3,95 


MAT (kg TM) -- -- 



XP (g) 

Gesamt 

579 574 

TM (kg) 3,02 3,04 


MAT (kg TM) 0,17±0,01 0,17±0,01 



XP (g) 450 448 

Bei etwas niedrigeren XP- und Energiegehalten im Milchaustauscher mit 10% 

MMP-Anteil ergibt sich für die Versuchsgruppen eine vergleichbare tägliche 

XP- und Energieaufnahme. Analog zu den Ergebnissen aus Versuch 1 scheinen 

die Tiere die etwas geringere Energie- und Nährstoffversorgung über den MAT 

über eine leicht höhere Grobfutteraufnahme kompensiert zu haben. In der Phase 

nach dem Absetzen bis zum Versuchsende lag die tägliche TM-Aufnahme in 

den Gruppen 40% und 10% MMP-Anteil mit 3,98 und 3,95 kg/Tier und Tag auf 

-309 -


vergleichbarem Niveau. Dementsprechend sind auch die tägliche XP- und Energieaufnahme 

in diesem Versuchabschnitt nahezu identisch. Auch im Mittel über 

den gesamten Versuchszeitraum ist die Futteraufnahme und dementsprechend 

die Protein- und Energieversorgung zwischen den beiden Versuchsgruppen annähernd 

gleich. 

Die mittlere Lebendmasse nach dem Absetzen und zu Versuchsende lag 

in den Gruppen einheitlich bei 112 und 201 kg (Tabelle 6). Bei gleichem 

Gewicht zu Versuchsbeginn ergibt sich daraus für beide Versuchsgruppen 

für alle Abschnitte des Versuches ein vergleichbarer täglicher Zuwachs, 

was sich mit den übereinstimmenden XP- und Energieaufnahmen 

deckt. 

Tab. 6: Entwicklung der Lebendmasse und der täglichen Zunahmen in Versuch 2 

Versuchsgruppe 40% MMP 

(n=21) 

-310 - 

10% MMP 

(n=21) 

Lebendmasse (kg) 

Beginn 80±3 80±3 

Absetzen 112±8 112±6 

Ende 201±16 201±15 

Zunahmen (g/Tag) 

Tränkephase 856±147 853±155 

nach Absetzen 1263±143 1269±155 

im Mittel 1120±132 1123±132 

Schwarz und Kirchgeßner (1985) beobachteten bei Fleckviehfressern im Lebendmassebereich 

von etwa 80 bis 180 kg nach Ersatz von MAT mit MMP durch 

MAT ohne MMP geringere Aufnahmen an Kraftfutter und Maissilage sowohl 

in der Tränkeperiode als auch nach dem Absetzen. Trotz vergleichbarer Rohnährstoffgehalte 

in den beiden MAT ergab sich für die Gruppe, die über MAT 

ohne MMP versorgt wurde, eine um etwa 100 g/d erniedrigte Zuwachsleistung. 

Als mögliche Ursache wird der niedrigere Methioningehalt des MAT ohne MMP 

diskutiert Allerdings ergab die Zulage von Methionin zu MAT ohne MMP in einem 

weiteren Versuch identische Leistungen, wie die Verfütterung von MAT ohne 

MMP und ohne Methionin-Ergänzung. 

Knaus et al. (1994a) stellten in der Aufzucht männlicher Fleckviehkälber (ca. 80- 

150 kg) nach Austausch eines MAT mit 50% Trockenvollmilch und 50% MMP


durch MAT mit variierenden Anteilen Trockenmolke und Sojaproteinkonzentrat 

nur in der Stufe mit dem höchsten Anteil Sojaproteinkonzentrat im MAT (knapp 

13 %) Leistungseinbussen fest. In einem weiteren Versuch, in dem MMP und 

Trockenvollmilch im MAT vollständig durch Trockenmolkeprodukte ersetzt wurde, 

zeigte sich kein Leistungseffekt. 

Auch die Auswirkungen des teilweisen Ersatzes von MMP durch Trockenmolke 

und einem Sojaproteinkonzentrat in der Mast weiblicher Fleckviehkälber (90 

– 150 kg) wurde untersucht (Knaus et al. 1994b). Bezüglich der Mastleistungskriterien 

ergab sich nur ein numerischer Vorteil in der Gruppe, die mit MAT mit 

erhöhtem Magermilchpulveranteil gefüttert wurden. Insgesamt zeigen diese 

Untersuchungen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Untersuchung, dass 

insbesondere bei älteren Kälbern ein Einsatz von MAT mit vermindertem MMP- 

Anteil bzw. ohne MMP mit gutem Erfolg möglich ist, solange die Nährstoffgehalte 

des MAT vergleichbar sind und die Qualität der eingesetzten Proteinträger im 

MAT hoch ist. Eine neuere Arbeit (Meyer und Hackelperger, 2008) zeigt darüber 

hinaus, dass solche Produkte auch in der Aufzucht von jüngeren Kälbern direkt 

nach der Kolostralmilchphase ohne Leistungseinbussen einsetzbar sind. 

Insgesamt zeigen die dargestellten Ergebnisse, dass unter den vorliegenden 

Bedingungen und dem realisierten Leistungsniveau durch die Reduktion der 

MAT-Einsatzmengen oder die Verwendung kostengünstigerer Produkte mit 

vermindertem Magermilchpulveranteil erhebliches Einsparungspotential ohne 

Beeinträchtigung der tierischen Leistung besteht. Ob eine Abhängigkeit zur 

Tränkedauer besteht, soll in einem weiteren Versuch abgeklärt werden. 


LVVG Aulendorf, 2002: Fresseraufzuchtverfahren im Vergleich. Vitagro-Methode 

– Konventionelle Aufzucht. Staatliche Lehr- und Versuchsanstalt für 

Viehhaltung und Grünlandwirtschaft Aulendorf. Versuchsbericht 2/2002. 

Meyer, U., Hackelperger, F., 2008: Untersuchungen zum Einsatz von Magermilchpulver 

im Milchaustauscher für Kälber durch Molkenpulver und 

pflanzliche Proteinträger. 120. VDLUFA Kongress in Jena, Kurzfassung 

der Referate, 73. 

Naumann, C., Bassler, R., Seibold, R., Barth, C., 1997: Methodenbuch, Band 3: 

Die chemische Untersuchung von Futtermitteln. VDLUFA-Verlag, Darmstadt. 

-311 -


Preißinger, W.,Obermaier, A., Spiekers, H., 2008: Unterschiedliche Rohproteingehalte 

in der intensiven Fresseraufzucht mit Fleckvieh (LM 80 – 200 kg). 

In: Forum angewandte Forschung in der Rinder- und Schweinefütterung, 

Fulda 2008, Herausgeber: Verband der Landwirtschaftskammern, 105- 

108. 

Knaus, W., Wetscherek, W., Lettner, F., 1994a: Verminderung des Trockenmagermilchanteils 

im Milchaustauschfutter für die Kälberaufzucht. Die Bodenkultur 

45, 349-359. 

Knaus, W., Lettner, F., Wetscherek, W., 1994b: Einsatz des Sojaproteinkonzentrates 

DANPRO A im Milchaustauschfutter für die Kälbermast. Die Bodenkultur 

45, 75-84. 

Schwarz, F.J., Kirchgeßner, M., 1985: Futteraufnahme und Gewichtsentwicklung 

in der Aufzucht männlicher Kälber („Fresser“) zur Bullenmast bei unterschiedlicher 

Proteinversorgung über Vollmilch, Milchaustauscher oder 

Kraftfutter. Bayer. Landw. Jahrb. 62, 667-684. 

Spiekers, H., Gruber, L., Preißinger,W., Urdl,M., 2006: Bewertung und Einsatz 

von Getreideschlempen beim Wiederkäuer; in: 5. BOKU-Symposium 

Tierernährung, 25-34. 

-312 -


Unterschiedliche Aufzuchtintensität von 

Jungrindern und deren Auswirkung auf die 

Milchleistung 

S. Dunkel, K. Trauboth, W.-I. Ochrimenko, H.-J. Löhnert 

Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft, Jena 


Der Grundstein für eine fruchtbare, gesunde und langlebige Kuh mit hoher 

Milchleistung wird in ihrer Aufzuchtphase gelegt. Diese Zeit bis zur ersten Kalbung 

wird als sogenannte „unproduktive Phase“ einer Kuh leider oft unzureichend 

gemanagt und damit eine Reihe von Problemen vorprogrammiert. In der 

Färsenaufzucht geht der Trend aus mehreren Gründen zu einem jüngeren Erstkalbealter 

(24-26 Monate). Ein frühes Erstkalbealter lässt sich aber nur mit einer 

gezielten Fütterung der Jungrinder erreichen. Dabei kommt es darauf an, dass 

die Färsen zum Belegen und Abkalben eine optimale Kondition erreichen. Durch 

die Intensivierung der Kälber- und Jungrinderaufzucht und die damit verbundene 

Senkung des Erstkalbealters kann einerseits direkt Einfluss auf das Verhältnis 

von Aufzucht- zu Nutzungsdauer und damit auf das ökonomische Ergebnis genommen 

werden. Die Jungrinder sollen im ersten Lebensjahr mindestens 350 kg 

Körpermasse erreichen. Das heißt, bei einem Geburtsgewicht von 45 kg müssen 

die Tiere mindestens 830 g tägliche Lebendmassezunahme erreichen. Unabhängig 

vom Erstkalbealter ist in jedem Falle die Aufzucht bis zum 9. Lebensmonat 

deutlich intensiver zu gestalten als im zweiten Lebensjahr. Im zweiten Aufzuchtjahr 

sind tägliche Zunahmen von 700 - 800 g das Ziel, um auch hier Verfettungen 

zu verhindern. Vor allem bei Weidehaltung ist darauf zu achten, dass die 

Tageszunahmen nicht unter 500 g abfallen. 

Das Thema ist eingebunden in das 5-Länderprojekt der Landesanstalten der 

neuen Bundesländer. „Verbesserung der Gesundheit, Fruchtbarkeit und Nutzungsdauer 

von Kühen der Rasse Deutsche Holstein durch optimale Intensität 

der Jungrinderaufzucht“ 

Unterschiedliche Fragestellungen in den Einrichtungen der beteiligten Bundesländer 

nach entsprechender Abstimmung: 

-313 -


• Sachsen; Köllitsch 

• Differenzierte Intensität der Jungrinderaufzucht zur Induzierung unterschiedlicher 

Erstkalbealter. 

• Sachsen-Anhalt; Iden 

• Protein- und Energiebedarfsnormen für die Altersabschnitte der Aufzucht 

auch bei Einbeziehung von USA-Empfehlungen (NRC, 2000); DLG = hoch 

gegen USA = sehr hoch. 

• Thüringen; Jena/Remderoda 

• Einfluss unterschiedlicher Energie- und Proteinversorgung bei Jungrindern 

auf Lebendmasseentwicklung, Milchleistung und Nutzungsdauer (24 gegen 

28 Monate). 

• Mecklenburg-Vorpommern; Dummerstorf 

• Differenzierte Intensität in der Jungrinderaufzucht in Kombination mit unterschiedlich 

langen Weideperioden (Ramin). 

• Hohe Intensität in der Jungrinderaufzucht bei ganzjähriger Stallhaltung und 

unterschiedlichem Erstkalbealter (Dummerstorf). 

• Brandenburg; Groß Kreutz 

• Verfahren der ganzjährigen Weide- bzw. Freilandhaltung mit Zufütterung. 

Aus den genannten Gründen sollten in zwei Einzelfütterungsversuchen mit je 20 

Jungrindern/Gruppe der Einfluss eines unterschiedlichen Ernährungsniveaus 

(24 bzw. 28 Monate Erstabkalbealter) auf verschiedene Aufzucht- und Stoffwechselparameter 

getestet werden. Die Tiere sollen in der Milchviehanlage bis 

zu ihrem Ausscheiden weiter auf Milchleistung, Tiergesundheit und Nutzungsdauer 

untersucht werden. 

2. Lösungsweg 

Von 2002 - 2006 wurden entsprechend der Absprachen zwischen den beteiligten 

Bundesländern an dem Projekt „Jungrinderaufzucht“ zwei Einzelfütterungsversuche 

mit je 20 wachsenden Jungrindern pro Gruppe durchgeführt. 

Versuchsanalyse: 

• Durchführung von zwei Einzelfütterungsversuchen mit 20 Jungrindern/ 

Gruppe. 

• Prüfung des Einflusses eines unterschiedlichen Ernährungsniveaus (24 

bzw. 28 Monate Erstkalbealter) auf verschiedene Aufzucht- und Stoffwechselparameter. 

-314 -


• Monatliche Wägung der Tiere und Berechnung der Ration für die folgende 

Versuchsperiode. 

• Tiere sollen in der Milchviehanlage bis zum Ausscheiden auf Milchleistung, 

Tiergesundheit, Fruchtbarkeit und Nutzungsdauer untersucht werden. 

Tab. 1: Gruppeneinteilung 

Gruppe 1 2 

Ernährungsniveau extensiv intensiv 

n 20 20 

geplanter Abkalbezeitpunkt (Monate) 28 24 

angestrebte Lebendmasseentwicklung (g/Tier/Tag) 650 850 

Lebendmasse zum Abkalbezeitpunkt (kg) 650 650 

3. Ergebnisse 

In zwei Einzelfütterungsversuchen mit je 20 Jungrindern/Gruppe sollte der Einfluss 

eines unterschiedlichen Ernährungsniveaus (24 bzw. 28 Monate Erstkalbealter) 

auf verschiedene Aufzucht- und Stoffwechselparameter getestet 

werden. Das Ziel bestand in der ernährungsphysiologischen Optimierung des 

Aufzuchtniveaus für eine hohe Fruchtbarkeit und Laktationsleistung. Die Wiederholung 

des Aufzuchtversuches 1 erwies sich als notwendig, um über eine 

entsprechende Anzahl von Versuchstieren in den folgenden Laktationen zu verfügen. 

Entsprechend der Zielstellung Abkalbealter 24 bzw. 28 Monate erreichten 

die Jungrinder in beiden Versuchen durch die entsprechende Rationsgestaltung 

eine Lebendmasseentwicklung im gesamten Versuchsabschnitt von ~650 g 

(Extensivvariante) bzw. ~850 g/Tier/Tag (Intensivvariante). 

Die mittlere Trockenmasseaufnahme kann für den geprüften Zeitraum mit 5,35 

bzw. 6,38 kg/Tier und Tag (1. - 308. Versuchstag) angegeben werden. In beiden 

Versuchen erreichten die extensiv ernährten Tiere einen um ca. 30 % niedrigeren 

Besamungsindex gegenüber dem intensiv ernährten Jungrindern (p


Die Tiere der extensiven Fütterungsvariante erreichten im Trend einen erhöhten 

Gehalt an Milchinhaltsstoffen. Die Milchleistung wird in der Laktation durch viele 

Faktoren beeinflusst (Haltung, Fütterung, Management), Tab. 2. 

Tab. 2: Parameter der Fütterungsintensität und Fruchtbarkeit (Jungrinder; 

Versuche 1 und 2) und Milchleistung (1. Laktation, p>0,05) 

Gruppe 1 2 

Fütterungsvariante extensiv intensiv 

Versuch 1 n 19 14 

Besamungsindex 1,50 ± 0,51 2,05 ± 1,15 

Erstkalbealter (Monate) 29,2 ± 1,0 25,0 ± 1,0 

Versuch 2 n 19 16 

Besamungsindex 1,53± 0,61 2,2 ± 1,29 

Erstkalbealter (Monate) 29,0± 0,9 24,6 ± 1,1 

1. Laktation (Versuch 1 und 2) 

Milchleistung (305-Tage) 9179 ± 1386 9091 ± 1642 

Eiweiß (305-Tage) 3,36 ± 0,19 3,34 ± 0,22 

Fett (305-Tage) 4,1 ± 0,5 4,0 ± 0,5 

M i l ch-kg 

60,0 

50,0 

40,0 

30,0 

20,0 

10,0 

0,0 

0 100 200 300 400 500 600 700 

M el ktage 

Extensiv Intensiv Linear (Extensiv) Linear (Intensiv) 

Abb. 1 Streuung Milchleistung in der ersten Laktation 

-316 -


ANKOM Technologie – Vergleich der FilterBag- 

Technik zur Fett- und Faserbestimmung mit den 

amtlichen Methoden nach VDLUFA 

B. Stadler 1 

1 Gesellschaft für Analysentechnik, Salzwedel 


Die Firma ANKOM Technology ist seit 1986 Hersteller von Analysensystemen 

für die Lebens- und Futtermittelanalytik. Dabei ermöglicht die ANKOM FilterBag 

Technologie die halb- oder vollautomatische Analyse von gleichzeitig bis zu 15 

Proben mit den ANKOM – Fettanalysern, die Analyse von gleichzeitig 24 Proben 

mit den ANKOM – Faseranalysern (Rohfaser, ADF, NDF) und die Untersuchung 

von bis zu 100 Proben mit dem ANKOM Daisy II in-vitro Incubator (ADL, NCGD, 

IVTD). 

Für die Fettbestimmung wurde ein ausführlicher Methodenvergleich der AN- 

KOM FilterBag Technologie mit den amtlichen Methoden nach VDLUFA durchgeführt. 

Dabei wurden die Ergebnisse aus ca. 900 Messungen mit Referenz- und 

Ringversuchsproben zur Fettbestimmung mit und ohne Hydrolyse verglichen. 

Die Untersuchungen nach den amtlichen Methoden wurden im Labor des LTZ 

Augustenburg durchgeführt, die Untersuchungen mit der ANKOM FilterBag 

Technologie in der Außenstelle des LTZ in Forchheim und im Labor der Gesellschaft 

für Analysentechnik. 

2. FilterBag Technologie 

Die Basis der ANKOM FilterBag Technologie sind die F57 FilterBags für Faser- 

und In vitro – Bestimmungen sowie die XT4 FilterBags für die Fettextraktion. 

Ankom Technology fertigt diese FilterBags mit einer speziellen 3D-Matrix und erreicht 

dadurch beste Wirkungsgrade bei der Löslichkeit der Komponenten, ohne 

Partikelverlust. 

-317 -


Abb. 1 F57 Filter Bags 

(Faser- und In vitro – 

Bestimmungen) 

• kein Gewebe, Co-Polymer 

• Porenweite 25 µ 

• chemisch inert 

• Asche frei 

3. Systeme für die Fettanalyse 

3.1 Hydrolyse 

-318 - 

Abb. 2 XT4 Filter Bags 

(Fettextraktion) 

• beidseitig mit Teflon laminiertes 

Polymer 

• Porenweite 1µ 

Das ANKOM HCL - Hydrolysesystem ermöglicht eine schnelle Durchführung der 

Hydrolyse als Vorbereitung für die Lösungsmittelextraktion von Fett- und Ölproben. 

3.1.1 Kenndaten 

• 20 Proben gleichzeitig 

• Teflon Behälter 

• automatische Temperaturkontrolle und Spülung 

• vollautomatisch und sicher 

• keine Säuredämpfe (HCl-Filter) 

3.2 Fettextraktionssysteme 

Abb. 1 Hydrolysesystem 

Der ANKOM XT15 ist ein vollautomatisches System für die Durchführung von Fettextraktionen. 

Die Extraktionen erfolgen im geschlossenen Extraktionsgefäß


bei einer Temperatur oberhalb des Siedepunktes von Petrolether. Das Befüllen 

mit Lösungsmittel, die eigentliche Extraktion, Spülen und Rückdestillation des 

Lösungs-mittels erfolgen vollautomatisch. 

3.2.1 Kenndaten 

• Probeneinwaage 1 ... 3 g 

• Extraktionszeiten 20 … 60 min 

• 15 Proben gleichzeitig 

• Geringer Lösungsmittelverbrauch, ca. 2 ml pro 

Probe 

• Autom. Lösungsmittelzuführung / -rückführung 

während des Extraktions-prozesses 

• 97 % Lösungsmittelrückgewinnung 

• Kein ständiges Lösungsmittelhandling durch integrierten 

Vorratsbehälter 

• Offiziell anerkannte Methode AOCS 

• Integrierter Überdruckschutz 

• Komplett gekapselte Steuerelektronik 

Abb. 2 Fettextraktor XT15 

3.3 Methodenvergleich Rohfettbestimmung 

ANKOM / amtliche Methode 

3.3.1 Vergleich der Analysenmethoden 

Ein Vergleich der Analysenmethoden zeigt, dass die ANKOM Gerätesysteme 

zur Fettbestimmung den Vorgaben der amtlichen Methode entsprechen. Zum 

Beispiel ist die Hydrolysezeit und -temperatur frei wählbar und kann bei Bedarf 

der Probenmatrix angepasst werden. Alle in den Tabellen 5, 6 und 7 aufgeführten 

Mittelwerte aus insgesamt ca. 900 Messungen, verteilt auf die verschiedenen 

Verfahren, wurden mit den Standardeinstellungen für die Hydrolyse, 60 min Aufschlusszeit 

bei 95 °C, durchgeführt. 

Bei der Extraktion sind die Zeiten mit den ANKOM Geräten aufgrund des geschlossenen 

Systems deutlich verkürzt und liegen bei 30 bis 60 min, Standardeinstellung 

60 min. Die Forderung der amtlichen Methode, dass bei Soxlethap- 

-319 -


paraten das Lösungsmittel mindesten 10 x / h ablaufen soll wird mit den ANKOM 

Systemen mit 19 x / h mehr als erfüllt. Ein zusätzlicher Vorteil der ANKOM Filter- 

Bag Technologie liegt in der einheitlichen Porenweite von 1 µ bei den FilterBags, 

die eine einheitliche Filtration der Probe unter immer gleichen Bedingungen garantiert. 

Dahingegen gibt es in der amtlichen Methode keine Vorgaben für die Porenweite 

der Extraktionshülsen oder Papierfilter. 

Tab. 1: Vergleich Hilfsmittel 

Amtliche Methode, 

Methodenbuch 3, Rohfett 5.1.1 

Becherglas / Erlenmeyerkolben 

Bimsstein, Watte, Uhrglas 

Heizplatte, fettfreie Papierfilter 

Extraktionshülsen, frei von Pe-trolether 

löslichen Stoffen 

Tab. 2: Vergleich Reagenzien 



Petrolether, 

Siedebereich 40-60 °C 

-320 - 

ANKOM 

FilterBags XT4, Porenweite 1 µ 

FilterBag Schweißgerät 

ANKOM 

Petrolether, 

Siedebereich 40-60 °C 

Salzsäure, 3 mol/l 

Natriumsulfat, wasserfrei 

Salzsäure, 3 mol/l 

Filtrationsmittel, z. B. Kieselgur Celite 

Tab. 3: Vergleich Geräte 



Extraktionsapparat (Soxleth) 

Rückflussmenge so bemessen, 

dass das Lösungsmittel mindestens 

10 x / h abläuft 

ANKOM 

Extraktionsapparat XT10 oder XT15 

Lösungsmittel läuft 19 x / h ab 

Trockenschrank Trockenschrank oder ANKOM Dryer 

Analysenwaage Analysenwaage


Tab. 4: Methodenvergleich – Verfahren A, ohne Hydrolyse 


Methodenbuch 3, 

Rohfett 5.1.1 

Einwaage 5 g 1 bis 2 g 

-321 - 

ANKOM 

Trocknung ca. 2-3 h im Ankom Dryer 

Extraktionszeit 

ca. 6 h + Abdestil-lieren 

des Lösungs-mittels 

Trocknung Rückstand 1,5-2 h im 

Trockenschrank 

ca.30-60 min im geschlossenen 

System bei 90 °C, inklusive 

Rückdestillation Lösungsmittel 

FilterBags ca. 30 min im Ankom 

Dryer 

Tab. 5: Methodenvergleich – Verfahren B, mit Hydrolyse, 3 m HCl 


Methodenbuch 3, Rohfett 

5.1.1 

ANKOM 

Einwaage 2,5 g 0,5 bis 1g Probe + ca. 0,25 g 

Celite 

Hydrolyse 1 h, 100 ml Salzsäure / Probe 

Abkühlen, Zugabe Filtrationsmittel, 

Filtrieren, 

Waschen, Überprüfen ob 

Filtrat Fett enthält 

Trocknung Filter mit Rückstand 1,5 h 

im Trockenschrank 

Extraktionszeit ca. 6 h + Abdestillie-ren des 

Lösungsmittels 

Trocknung Rückstand 1,5 - 2 h im Trokkenschrank 

1 h, 500 ml Salzsäure / 20 Proben 

Automatisches Spülen 3-4 x 

10 min, Überprüfung, ob Filtrat 

Fett enthält, erfolgt durch 

die Mitführung von 2 Blank 

Bags 

ca. 2-3 h im Ankom Dryer 

ca.30-60 min im geschlossenen 

System bei 90 °C, inklusive 

Rückdestillation Lösungsmittel 

FilterBags ca. 30 min im Ankom 

Dryer


Durch die Mitführung von 2 Blank Bags in jeder Serie werden Fettverluste 

bei der Hydrolyse sofort erkannt. Die Blank Bags wiegen nach der Hydrolyse 

mehr als vorher, da durch das Celite in den Blank Bags das Fett aufgesaugt 

wird. Im Ergebnis dessen, wird der normale Gewichtsverlust der 

Blank Bags bei der Extraktion von 0,0020g bis 0,0005g überschritten und 

ist so ein Indikator für Fettverluste während der Hydrolyse. Der ermittelte 

Korrekturfaktor geht automatisch in die Berechnung des Fettgehaltes ein. 

Tab. 6: Ermittelte Korrekturfaktoren 

Nr. / Serie 

Blank 

Bag 

Weight 

Celite 

Weight 

-322 - 

Weight 

after 

Hydrolysis 

Weight 

after 

Extraction 

C1 C2 

Korrekturfaktor 

C3 = 

C1 – C2 

1 / 27.07.09 0,4456 0,2725 0,7177 0,7173 0,0004 

1 / 27.07.09 0,4359 0,2656 0,7014 0,7010 0,0004 

2 / 27.07.09 0,4337 0,2782 0,7121 0,7120 0,0001 

2 / 27.07.09 0,4428 0,2791 0,7218 0,7217 0,0001 

3 / 27.07.09 0,4294 0,2562 0,6858 0,6857 0,0001 

3 / 27.07.09 0,4202 0,2442 0,6645 0,6644 0,0001 

4 / 28.07.09 0,4390 0,2463 0,6854 0,6854 0,0000 

4 / 28.07.09 0,4390 0,2463 0,7222 0,7220 0,0002 

5 / 28.07.09 0,4188 0,2615 0,6802 0,6798 0,0004 

5 / 28.07.09 0,4448 0,2652 0,7095 0,7094 0,0001 

7 / 27.07.09 0,4324 0,2719 0,7047 0,7046 0,0001 

7 / 27.07.09 0,3900 0,2831 0,6732 0,6731 0,0001 

16/18.08.09 0,4120 0,2961 0,7076 0,7071 0,0005 

16/18.08.09 0,4224 0,2450 0,6672 0,6665 0,0007 

17/18.08.09 0,4283 0,2613 0,6889 0,6891 -0,0002 

17/18.08.09 0,4296 0,2865 0,7153 0,7151 0,0002 

18/19.08.09 0,4320 0,2793 0,7103 0,7103 0,0000 

18/19.08.09 0,4226 0,2784 0,7004 0,7004 0,0000 

19/19.08.09 0,4214 0,2679 0,6888 0,6883 0,0005 

19/19.08.09 0,4249 0,2503 0,6748 0,6742 0,0006


3.3.2 Vergleich der Messergebnisse 

Untersucht wurden verschiedene Referenz- und Ringversuchsproben. Dabei wurden 

ca. 900 Messungen, verteilt auf die unterschiedlichen Methoden durchgeführt. 

Methode A: Fettbestimmung ohne Hydrolyse 

Methode B: Fettbestimmung mit Hydrolyse, 3 m Salzsäure 

Methode C: Fettbestimmung mit Hydrolyse, 5 m Salzsäure 

Tab. 7: Vergleichsmessungen Referenzproben 

Methode (Labor) Winterraps Luzerne Roggen 

A (LTZ 1 ) 43,80 2,22 1,98 

A (HLS 2 ) 30,42 1,00 1,73 

A (amtliche Methode) 1,06 1,38 

B (LTZ) 40,52 2,20 2,20 

B (HLS) 43,84 1,98 

B (amtliche Methode) 42,68 2,12 1,81 

C (LTZ) 41,15 3,66 2,11 

C (HLS) 43,90 3,18 2,24 

1 LTZ - Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg 

2 HLS - Gesellschaft für Analysentechnik 

-323 -


Tab. 8: Vergleichsmessungen Ringversuchsproben 2008 

Methode 

RV Bonn 

Probe a 

RV Bonn 

Probe b 

-324 - 

RV 

Sachsen 

Probe a 

RV 

Sachsen 

Probe b 

RV 

Sachsen 

Probe c 

B (LTZ) 12,37 2,62 2,26 2,03 2,57 

B (HLS) 12,68 2,71 2,87 2,66 3,01 

C (LTZ) 12,75 2,84 2,83 2,58 3,12 

C (HLS) 12,77 2,91 2,92 2,94 3,27 

Toleranz min 12,30 2,40 2,91 2,73 3,28 

Toleranz 

max 

Mittelwert 

RV 

13,33 3,01 3,44 3,35 3,59 

12,82 2,69 2,82 2,65 3,06 

4. Systeme für die Faseranalytik 

Der ANKOM 2000 Faseranalysator ist ein vollautomatisches System zur Bestimmung 

von Rohfaser, ADF und NDF. Die Zuführung der benötigten Reagenzien 

und die Spülung der FilterBags erfolgen automatisch und programmkontrolliert. 

Die Auswahl der Methode und der Start des automatischen Ablaufs erfolgen über 

eine Folientastatur. Programmeingaben und der Prozessablauf werden im integrierten 

Display angezeigt. 

Die Analysendurchführung mit dem ANKOM 2000 Faseranalysator ist bei der Bestimmung 

von Rohfaser, ADF und NDF in allen Punkten mit den amtlichen Methoden 

identisch. 

Nach der ADF Bestimmung kann direkt nach dem Trocknen der FilterBags die 

ADL – Bestimmung mit 72 %iger Schwefelsäure im ANKOM Daisy II - In-vitro Inkubator 

durchgeführt werden (4 x 25 Proben gleichzeitig).


4.1 Kenndaten 

• Durchführung der Bestimmungen - CF, ADF, NDF 

• Automatische Zuführung der entsprechenden Chemikalien 

• Vollautomatischer Programmablauf 

• Automatische Spülung der Filter Bags mit Heißwasser 

• Bestimmung von bis zu 24 Proben gleichzeitig 

• Einwaagemenge: 0,5-1,0 g 

• Offiziell anerkannte Methode AOCS 

Abb. 3 A2000 Faseranalyser 

4.2 Methodenvergleich Faserbestimmung 

ANKOM / amtliche Methode 

4.2.1 Vergleich der Analysenmethoden 

Abb. 4 Vergleichsmessungen Rohfaser 

(AOCS, Procedure No. Ba 6a-05) 

Abb. 5 Vergleichsmessungen NDF 

-325 -


Abb. 6 Vergleichsmessungen ADF 

5. ANKOM RF Gas Production System 

Voraussetzung für genaue, reproduzierbare und vergleichbare Versuchsergebnisse 

zur Verdaulichkeit von Futtermitteln bzw. zum Gasbildungspotential, sind 

konstante, kontrollierbare, und genormte Versuchsbedingungen. Mit dem AN- 

KOM RF Gas Production System zur Überwachung und Messung der Kinetik 

mikrobieller Stoffwechselprozesse können diese Bedingungen im Labor gut realisiert 

werden. Gleichzeitig kann der Versuchsaufwand in begrenztem Rahmen 

gehalten werden. Anwendungsbeispiele sind die Bestimmung des energetischen 

Futterwertes (HFT-Test), die Bestimmung der energetischen Nutzbarkeit 

von Biomasse (HBT-Test, VDI 4630) sowie die Bestimmung des Gasbildungspotentials 

nach DIN 38414. 

Das System zur Überwachung und Messung der Gasbildung besteht aus Probengefäßen 

mit RF-Drucksensormodulen, einem USB WLAN Adapter für den 

PC und der Software. Die Messung der Gasentwicklung kann parallel in bis zu 50 

Gefäßen in beliebigen Zeitintervallen erfolgen. Zusätzlich können die Gefäße bei 

einem bestimmten vorgegebenen Druck ohne manuellen Eingriff automatisch 

entlastet werden. Die Druckmessungen werden in einer Excel-Tabelle aufgezeichnet 

und die Gasbildung kann vom Anwender graphisch dargestellt werden. 

-326 -


5.1 Kenndaten 

• Einfaches Messen der Kinetik mikrobieller Stoffwechselprozesse 

• Gefäßkapazitäten – 100 bis 1000 ml 

• Individuelle Einstellungen für jedes Gefäß zur automatischen Druckentlastung 

• Kontinuierliche Computersteuerung jedes Moduls 

• Modular und erweiterbar (bis zu 50 Module) 

• Hochempfindliche Druckmessung 

• Datenschnittstelle mit Excel zur grafischen Darstellung 

• Gasprobeentnahme möglich 

Abb. 7: Starter Kit ANKOM RF Gas Production System 


Durch die ANKOM Filterbag Technologie, werden die klassischen Bestimmungsverfahren 

der Weender-Analyse und der Detergentien-analyse nach van 

Soest wesentlich vereinfacht und der Zeit- und Kostenaufwand auf bis zu 50% 

gegenüber den konventionellen Methoden minimiert. Bei den vollautomatischen 

Gerätesystemen für die Hydrolyse, Fettextraktion und Faserbestimmung laufen 

nach Auswahl der Methode alle Programmschritte, inklusive aller Spülzyklen 

vollautomatisch ab. Dabei werden alle Anforderungen der amtlichen Methoden 

an die Gerätesysteme für die einzelnen Bestimmungsmethoden bei den AN- 

KOM Gerätesystemen voll erfüllt. 

Hauptvorteil der ANKOM Gerätesysteme ist die ANKOM FilterBag Technologie. 

Die festgelegte Porenweite von 25 µ für die F57 FilterBags für Faser- und 

-327 -


In vitro – Bestimmungen sowie von 1 µ für die XT4 FilterBags für die Fettextraktion 

garantiert immer gleiche Bedingungen für die Filtration der Proben. Ankom 

Technology fertigt diese FilterBags mit einer speziellen 3D-Matrix und erreicht 

dadurch beste Wirkungsgrade bei der Löslichkeit der Komponenten, ohne Partikelverlust. 

Die Gleichwertigkeit der ANKOM FilterBag Technologie konnte 

mit den Vergleichsmessungen zur Fettbestimmung eindeutig nachgewiesen 

werden. 

7. Kontakt 

Barbara Stadler, Gesellschaft für Analysentechnik, 

Uelzener Str. 34a, 29410 Salzwedel, 

Tel.: 03901/306945, eMail: barbara.stadler@analysentechnik-hls.de, 

http:// www.analysentechnik-hls.de 

-328 -


Charakterisierung der chemischen 

Zusammensetzung und weiterer 

Futterwertmerkmale von Futtermitteln aus 

Milchviehbetrieben des Öko logischen Landbaus 

D. Breer 1 , M. Kalff 1 , E. Leisen 2 , K.-H. Südekum 1 

1 Institut für Tierwissenschaften, Abteilung Tierernährung, Universität 

Bonn, 2 Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen, Münster 


Die gesetzlichen Rahmenbedingungen und der ideelle Anspruch des Ökologischen 

Landbaus führen zu differierenden Anbaustrategien im Vergleich zur 

konventionellen Wirtschaftsweise. Dies hat zur Folge, dass zum einen teilweise 

ganz andere Futtermittel eingesetzt werden, zum anderen die im Öko logischen 

Landbau produzierten Futtermittel sich in ihren Inhaltsstoffen und damit in Futterwertmerkmalen 

von konventionell produzierten Futtermitteln unterscheiden 

können. Die derzeit zur Verfügung stehenden Tabellenwerke zu Futtermitteln 

basieren vornehmlich auf Werten konventionell produzierter Futtermittel und sind 

daher – so zumindest eine verbreitete Annahme – für die Rationsplanung in ökologischen 

Betrieben nur bedingt einsetzbar. Wichtige Aspekte der Milchviehrationsgestaltung 

im Ökologischen Landbau sind z. B. das Verbot von Extraktionsschroten, 

der vorgeschriebene Weidegang, die Begren zung des Kraftfutteranteils in der 

Ration und der Einsatz einer Vielzahl von Futtermitteln, die im konventionellen Bereich 

nicht zu finden sind und daher keinerlei Tabellenwerte zu Inhaltsstoffen vorliegen 

(Arp et al., 2002; Schumacher, 2002; Demeter-Bund, 2004; Bioland, 2007). 

Ziel dieser Arbeit war es, ökologisch produzierte Futtermittel aus Nordrhein-Westfalen 

(NRW) zu charakterisieren und im Hinblick auf ausgewählte Inhaltsstoffe mit 

Futtermitteln konventioneller Herkunft zu vergleichen. Dies geschah mit besonderem 

Augenmerk auf ihren Einsatz in Milchviehrationen. 


Insgesamt wurden Untersuchungsergebnisse der LUFA aus 1707 Futtermittelproben 

ökologischer Herkunft ausgewertet, wobei es sich um 1653 Grobfut- 

-329 -


termittel, 51 Einzelfuttermittel und drei Mischfuttermittel handelte. Die Proben 

stammten aus ökologisch wirtschaftenden Milchviehbetrieben in NRW aus 

den Jahren 1999 bis 2007. Diese Proben wurden in Futtermittelkategorien eingeteilt 

und mittels beschreibender Statistik (Mittelwert, Standardabweichung, 

Minimum und Maximum sowie Anzahl der Proben für die jeweiligen Variablen) 

charakterisiert. Die Ergebnisse wurden anschließend mit Werten konventioneller 

Futtermittel aus Futtermitteltabellen sowie verfügbaren Auswertungen der 

Landwirtschaftskammer (LWK) NRW verglichen. 

3. Ergebnisse 

Insgesamt lagen 1653 Grobfuttermittelproben aus ökologisch wirtschaftenden 

Milchviehbetrieben vor, die hauptsächlich aus Gras- und Maissilagen bestanden. 

Bei den Einzelfuttermitteln waren vor allem Proben zu diversen Ölkuchen, 

Pülpen, Getreide und Lupinen verfügbar (Tab. 1). Die Probenanzahl pro Jahr 

war nicht gleichmäßig auf 1999 bis 2007 verteilt, sondern variierte und stieg mit 

Einführung einer finanziellen Förderung durch die LWK NRW ab 2006 stark an 

(Abb.1). Insgesamt handelte es sich um 1707 Analyseergebnisse aus insgesamt 

102 Betrieben, die sich auf einen Zeitraum von 9 Jahren erstreckten. 

Tab. 1: Übersicht über die vorliegenden Futtermittelproben aus ökologisch 

wirtschaftenden Betrieben in NRW (ges. n = 1707) 

Grobfuttermittel Anzahl 

Grassilagen 1342 

Maissilage 173 

Heu/ Heulagen 62 

Ganzpflanzensilage 53 

Frischgras 

Einzelfuttermittel 

23 

Ölkuchen 14 

Pülpen 12 

Getreide 10 

Lupine 9 

Luzernepellets, Kartoffeleiweiß, 

Presschnitzelsilage, Möhrentrester 

Je 1 

In Abb. 1 ist die Entwicklung der Probenanzahl pro Jahr dargestellt, wie sie in den 

ökologisch wirtschaftenden Betrieben anzutreffen war. 

-330 -


Anzahl (n) 

Abb. 1: Verteilung der Proben auf die Jahre (n = 1707 Proben aus 102 Betrieben) 

Grobfuttermittel 

Bei den Grünlandsilagen, die den größten Teil der Grobfuttermittelproben stellten, 

wurden die Ergebnisse in den ersten und die Folgeschnitte unterteilt. Die Ergebnisse 

sind in Tabelle 2 zusammengefasst. 

Tab. 2: Charakteristika der Grünlandsilagen aus ökologischen Betrieben (n = 1342), 

verglichen mit konventionell erzeugten Grassilagen aus NRW 2007 (n = 334) 

Grünlandsilagen In der Trockenmasse (TM) 

TM XA XP XL XF SW XZ ADF NDF nXP RNB NEL 

% % % % % % % % g/kg g/kg MJ/kg 

1. Aufwuchs 

Ø 42,2 10,2 14,0 3,2 26,1 3,1 6,6 29,6 52,5 133 1,0 6,1 

min 18,9 6,3 7,5 1,5 19,7 2,3 0,2 19,4 39,8 96 -8,4 4,1 

max 74,9 32,4 21,0 5,1 35,4 4,1 21,0 38,9 69,3 152 11,2 7,1 

s 8,9 2,4 2,4 0,8 2,6 0,3 3,9 2,9 4,9 8,0 3,0 0,3 

n 

Folgeaufwüchse 

332 326 364 119 354 203 326 172 172 348 350 350 

Ø 45,2 11,9 15,0 3,4 25,0 2,9 6,3 28,2 50,9 129 3,5 5,7 


max 82,3 32,0 22,3 4,7 32,9 3,9 22,4 39,3 62,0 147 13,4 6,6 

s 11,4 3,2 2,4 0,6 2,4 0,3 4,0 3,1 4,6 7,7 3,3 0,3 

n 352 343 354 145 352 231 340 188 188 348 351 351 

(Konv. Ø 2007) 38,8 10,1 16,2 4,1 27,1 - 5,1 28,8 51,6 - 4 6,6 

XA: Rohasche; XP: Rohprotein; XL: Rohfett; XF: Rohfaser; SW: Strukturwert; XZ: Zucker; ADF: Saure 

Detergens-Faser; NDF: Neutrale Detergens-Faser; nXP: nutzbares Rohprotein; RNB: Ruminale 

Stickstoff-Bilanz; NEL: Netto-Energie-Laktation; MJ: Megajoule; Ø: Mittelwert; min: Minimum; max: 

Maximum; s: Standardabweichung; n: Anzahl der Proben 

-331 -


Generell konnte bei den Grünlandsilagen ein Anstieg des TM-Gehaltes und des 

XP-Gehaltes vom ersten Schnitt zu den Folgeschnitten beobachtet werden. 

Dies könnte mit einem steigenden Kleeanteil im Laufe eines Jahres erklärt werden. 

Betrachtet man die min- und max-Werte, so waren große Streuungen zu beobachten. 

Hinsichtlich der TM-Gehalte lagen die ökologisch erzeugten Silagen 

etwas höher. Betrachtet man die Rohprotein- und NEL-Gehalte, so waren sie 

den konventionell erzeugten Silagen im Mittel unterlegen. Die Kleegrassilagen 

zeigten eine große Streuung im Bereich der TM, wobei das Mittel höher lag als die 

DLG dieses angibt. Vom ersten zu den Folgeaufwüchsen stieg der Rohproteingehalt 

an (14,6 % auf 16,7 % der TM), erreichte im Mittel jedoch nicht den mittleren 

Wert der DLG-Tabelle. 

Tab. 3: Charakteristika der Kleegrassilagen aus ökologischen Betrieben (n= 

550) verglichen mit Tabellenwerten der DLG Futterwerttabelle 1997 

Kleegrassilagen In der Trockenmasse (TM) 

TM XA XP XL XF SW XZ ADF NDF nXP RNB NEL 

% % % % % % % % g/kg g/kg MJ/kg 

1. Aufwuchs 

Ø 39,5 11,2 14,6 3,3 25,5 3,0 5,8 28,7 49,5 133 2,0 6,1 


max 73,2 24,1 24,5 5,4 35,7 4,3 21,5 37,8 66,3 155 15,3 6,9 

s 10,1 2,6 3,1 1,0 2,9 0,4 4,5 3,6 5,4 8,5 3,9 0,4 

n 217 216 254 71 239 124 214 116 116 241 239 240 

Folgeaufwüchse 

Ø 42,2 12,8 16,7 3,7 24,6 2,9 4,1 27,9 48,8 134 5,3 6,0 


max 80,6 39,8 24,6 5,5 32,1 3,7 19,2 36,3 68,1 156 15,6 6,7 

s 12,5 4,2 2,8 0,7 3,0 0,4 3,6 2,7 4,6 9,5 3,6 0,5 

n 284 283 292 97 284 148 272 148 148 290 290 290 

DLG Ø 35 11,5 17,1 4,6 21,2 - - - - 148 4 6,5 

Abkürzungen siehe Tab.2 

Es lagen weiterhin 64 Heuproben aus dem ökologischen Landbau vor, die mit 

Heuproben aus konventionellem Anbau aus NRW (n = 34) verglichen werden 

konnten. Ergebnis war hier, dass sowohl die Streuung als auch die Höhe der Inhaltsstoffe 

bei beiden Gruppen sehr ähnlich waren (Tab. 4). 

-332 -


Tab. 4: Charakteristika der Heuproben aus ökologischen Betrieben (n = 64), 

verglichen mit konventionell erzeugtem Heu aus konventionellen Betrieben 

in NRW (n = 34) (Pries, 2009) 

Heu In der Trockenmasse (TM) 

TM XA XP XF SW XZ NDF ADF nXP RNB NEL 

% % % % % % % g/kg g/kg MJ/kg 

ökologisch Ø 82,1 8,9 11,2 29,8 3,8 8,0 57,1 29,9 115 -1,0 4,9 

min 60,0 5,0 6,2 20,2 2,5 6,1 56,9 29,5 78 -6,4 3,3 

max 88,3 14,6 21,6 39,2 4,8 9,6 57,2 30,2 152 10,4 6,6 

s 5,1 2,2 3,1 4,4 0,6 1,4 16 3,3 0,7 

n 64 64 64 64 30 6 2 2 64 64 64 

konventionell Ø 84 9,0 11,4 31,1 - - - - 116 0,3 5,0 

min 72,7 5,0 5,3 20,0 - - - - 78 -7,4 3,0 

max 90,2 13,6 20,3 44,1 - - - - 151 9,5 6,5 


Zu Maissilagen lagen 173 Analyseergebnisse aus ökologisch wirtschaftenden 

Betrieben vor. Diese konnten mit insgesamt 482 Maissilageproben aus konventionellen 

Betrieben in NRW verglichen werden. 

Tab. 5: Charakteristika der Maissilageproben aus ökologischen Betrieben 

(n= 173), verglichen mit konventionell erzeugten Maissilagen aus konventionellen 

Betrieben in NRW (n=482) (Pries, 2009) 

Maissilagen In der Trockenmasse (TM) 

TM XA XP XL XF SW XS bXS nXP RNB NEL 

% % % % % % % g/kg g/kg MJ/kg 

ökologisch Ø 32,7 3,7 7,8 2,7 18,9 1,5 30,9 4,6 133 -8,8 6,7 

min 22,2 2,3 5,9 1,5 14,7 1,2 11,7 1,2 123 -11,0 5,8 

max 45,5 7,0 10,9 3,7 26,3 1,8 42,6 6,4 141 -3,4 7,1 

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

n 173 173 173 71 173 90 169 196 172 173 173 

konventionell Ø 33,1 3,7 7,3 - 18,9 - 32,8 - - -9,7 6,7 

XS: Stärke, bXS beständige Stärke 

Weitere Abkürzungen siehe Tab.2 

Insgesamt waren kaum Unterschiede zwischen den ökologisch und den konventionell 

erzeugten Maissilagen festzustellen, lediglich der Stärkegehalt lag im Mittel 

der konventionell erzeugten Maissilagen etwas höher. 

-333 -


Einzelfuttermittel 

In Tab. 1 ist bereits die absolute Anzahl der Analysen der Einzelfuttermittel dargestellt 

worden, wie sie auf den ökologisch wirtschaftenden Betrieben angetroffen 

wurde. Im Folgenden sollen diese der Häufigkeit nach in ihrer Zusammensetzung 

dargestellt werden. 

Ölkuchen 

Tab. 6: Charakteristika der Ölkuchen in den ökologisch wirtschaftenden Betrieben 

in NRW 

Ölkuchen In der Trockenmasse (TM) 

TM XA XP XL XF nXP RNB NEL 

% % % % % g/kg g/kg MJ/kg 

Ø 89,5 6,1 35,3 13,3 14,6 202 22,0 7,8 

min 87,1 5,0 25,4 3,0 5,6 124 15,2 3,6 

max 92,8 6,9 47,1 20,4 34,8 291 33,5 9,3 

s 2,0 0,5 7,6 4,6 9,6 49,6 5,6 1,5 

n 14 14 14 14 14 13 13 13 

Abkürzungen siehe Tab. 2 

Es waren 14 Proben zu verschiedenen Ölkuchen vorhanden. Unter den Proben 

waren Distelkuchen (n = 1), Leinkuchen (n = 5), Sojakuchen (n = 3), Sonnenblumenkuchen 

(n = 3) und Rapskuchen (n = 2). Sojakuchen enthielt die höchsten 

Rohproteingehalte (Ø 45,5 % der TM) und mit im Mittel 9,2 MJ NEL/kg TM den 

höchsten Energiegehalt, wobei der mittlere Fettgehalt nicht der höchste war (Ø 

7,8 % der TM). Die höchsten Rohfettgehalte zeigten die Raps- und Sonnenblumenkuchen 

mit 16-20,4 % der TM. Distelkuchen hatte mit Abstand den höchsten 

Rohfasergehalt der Ölkuchen (34,8 %), dafür den geringsten Energiegehalt mit 

3,6 MJ NEL/kg TM. Die größte Auffälligkeit bei diesen Futtermitteln war jedoch, 

dass die Varianz der Inhaltsstoffe sogar innerhalb derselben Futtersorte auf 

demselben Betrieb enorm war. So kamen auf einem Betrieb 3 Proben Leinkuchen 

vor, die im Rohfettgehalt von 9 bis 16 % der TM schwankten und im Energiegehalt 

von 7,7 bis 8,5 MJ NEL/kg TM aufwiesen. Dies zeigte, dass die Ölkuchen in 

der Herstellung offensichtlich nicht standardisiert waren. 

-334 -


Pülpen 

Zu den Pülpen, lagen 12 Analyseergebnisse aus 3 Betrieben vor. Hierbei handelte 

es sich um Haferpülpen (n = 3), Reispülpen (n = 2) und Sojapülpen (n = 7). In 

Tabelle 7 sind die Ergebnisse näher dargestellt. 

Tab. 7: Charakteristika der Pülpen in den ökologisch wirtschaftenden Betrieben 

in NRW 

Pülpen In der Trockenmasse (TM) 

TM XA XP XL XF nXP RNB NEL 

% % % % % g/kg g/kg MJ/kg 

Ø 28,3 4,7 42,7 11,9 7,1 211 36,4 9,3 

min 20,6 3,5 36,1 3,6 1,9 194 26,7 8,9 

max 38,6 7,6 47,8 23,2 12,3 226 39,7 10,1 

s 5,3 1,3 3,6 6,2 3,6 16,6 6,4 0,6 

n 12 10 12 12 12 4 4 4 


Auch bei den Pülpen war die Sojavarianten die rohproteinreichste (Ø 43,7 % der 

TM) auch waren diese im Mittel mit dem höchsten Rohfaser- (Ø 8,6 %) und höchstem 

Rohfettgehalt (Ø 14 % der TM) vertreten. Die Sojapülpen zeigten ebenso 

wie die Ölkuchen eine enorme Streuung bezüglich der Inhaltsstoffe (XL 7- 23 %, 

XP 36- 48 % der TM). Wie die Ölkuchen, waren die Pülpen enorm heterogen. 

Getreide 

Bei den vorliegenden 10 Analyseergebnissen aus Getreideproben waren 4 nicht 

näher zuzuordnen, da sie als Getreide-Erbsengemisch oder als Getreidemischung 

deklariert waren, ohne nähere Beschreibung, in welchem Mischungsverhältnis 

diese vorlagen oder welche Getreidearten die Mischung enthielt. 

Lediglich 6 Proben waren eindeutig zuzuordnen, wobei es sich um eine Gerstenprobe, 

2 Triticale- und 3 Weizenproben handelte. 

-335 -


Tab. 8: Charakteristika der Getreideproben in den ökologisch wirtschaftenden 

Betrieben in NRW 

Getreide In der Trockenmasse (TM) 

TM XA XP XL XF XS XZ nXP RNB NEL 

% % % % % % % g/kg g/kg MJ/kg 

Ø 85,2 1,7 10,7 2,3 3,7 65,8 4,3 165 -9,2 8,5 

min 82,3 1,2 7,7 2,1 2,5 59,1 2,7 154 -12,3 8,1 

max 87,1 2,2 13,3 2,6 7,4 69,9 5,2 172 -6,2 8,6 

s 2,1 0,4 1,8 0,2 1,9 3,7 0,9 2,0 49,3 0,2 

n 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 


Beim Getreide stellten sich die Weizenproben als die energie- und rohproteinreichsten 

heraus, wohingegen die Gersteprobe den höchste Rohfasergehalt 

und den niedrigsten Energiewert aufwies. Die Triticaleproben lagen dazwischen, 

hatten aber den höchsten Rohaschegehalt. 

Lupine 

Unter den 9 Proben zu Lupinen waren nur je eine Probe aus weißen und eine aus 

getoasteten Lupinen enthalten, die exakt benannt wurden. Die anderen Proben 

wurden nicht weiter bezeichnet. Die Probe der weißen Lupinen zeigte den höchsten 

Rohprotein- und Rohfettgehalt (38,9 % bzw. 10,7 % der TM) auch bezüglich 

des Stärkegehalts lag sie deutlich über dem Gesamtmittel und hatte den geringsten 

Rohfasergehalt. Die Probe aus getoasteten Lupinen fiel lediglich durch den 

geringsten XP-Gehalt auf, der bei 30,4 % der TM) lag. In Tabelle 9 sind die Ergebnisse 

genauer abgebildet. 

Tab. 9: Charakteristika der Lupineproben in den ökologisch wirtschaftenden 


Lupine In der Trockenmasse (TM) 

TM XA XP XL XF XS XZ nXP RNB NEL 

% % % % % % % g/kg g/kg MJ/kg 

Ø 89,1 3,9 33,7 6,8 15,8 13,9 6,1 211 19,6 9,0 

min 85,5 3,4 30,4 5,5 13,9 9,7 5,5 210 19,3 8,9 

max 92,0 4,6 38,9 10,7 17,2 20,3 7,0 212 19,9 9,1 

s 2,0 0,4 2,7 1,8 1,1 4,6 0,6 1,41 0,42 0,1 

n 9 7 9 7 7 5 5 2 2 2 


-336 -


Der Fettgehalt variierte von 5,5 bis fast 11 % der TM, der XP-Gehalt lag zwischen 

30 und fast 40 % der TM. Leider waren hinsichtlich nXP, RNB und NEL nur zwei 

Proben analysiert worden, sodass hier keine große Varianz zu verzeichnen war. 

Milchleistungsfutter 

Es waren insgesamt nur drei Proben von Milchleistungsfuttern des ökologischen 

Landbaus vorhanden, zu deren Zusammensetzung keine genaueren Angaben 

gemacht werden konnten. Lediglich der Rohfasergehalt zeigt eine Spannbreite 

von 5,1 bis 14,5 % in der TM, die sonstigen Inhaltsstoffe zeigen nur geringe 

Schwankungsbreiten und unterschieden sich nicht von konventionell verwendeten 

Milchleistungsfuttern. 

Übrige Einzelfuttermittel 

Es waren weitere Proben zu Einzelfuttermitteln vorhanden, die in der Übersichtstabelle 

(Tab. 10) dargestellt sind. Man kann daraus ersehen, dass im Ökologischen 

Landbau eine Vielzahl von Futtermitteln eingesetzt wird, die in konventionellen 

Betrieben kaum oder gar nicht zu finden sind. 

Tab. 10: Charakteristika der übrigen Futterproben in den ökologisch wirtschaftenden 


In der Trockenmasse (TM) 

Übrige Futtermittel 

(je n = 1) 

TM XA XP XL XF nXP RNB 

ME 

Rind 

NEL 

% % % % % g/kg g/kg MJ/kg MJ/kg 

Futterkartoffeln 21,9 6,27 9,6



Aus den vorliegenden Ergebnissen der Futtermittelanalysen aus ökologisch 

wirtschaftenden Milchviehbetrieben Nordrhein-Westfalens können folgende 

Erkenntnisse abgeleitet werden. Generell wurden im Mittel in den ökologisch erzeugten 

Grobfuttermitteln (vom Grünland) nicht die Rohproteingehalte erreicht, 

die üblicherweise in konventionellen Futtermitteln vorliegen. Die übrigen Charakteristika 

der Grobfuttermittel waren den konventionell erzeugten Futtermitteln 

recht ähnlich, wobei in den ökologisch erzeugten Maissilagen etwas niedrigere 

Stärkegehalte vorlagen. 

Auch die am häufigsten eingesetzten Einzelfuttermittel (Pülpen, Ölkuchen, Lupine) 

konnten sowohl hinsichtlich der Rohprotein- als auch der nXP-Gehalte nicht 

die Werte der in konventionellen Betrieben eingesetzten Extraktionsschrote 

(z.B. Sojaextraktionsschrot) erreichen. Aus diesem Grund stellt gerade die Rohproteinversorgung 

der Milchkuh im ökologisch geführten Betrieb eine besondere 

Herausforderung dar. Zusätzlich bedeutet der vorgeschriebene Mindestanteil 

Grundfutter in der Ration eine Beschränkung der einsetzbaren Kraftfuttermenge. 

Dies bedingt, dass gerade im ökologischen Landbau die Grundfutterqualitäten 

besonders hoch sein müssen, wenn hohe Milchleistungen erzielt werden 

sollen. Berücksichtigt man zudem, dass maximierter Weidegang ein Ziel im 

Milchviehbetrieb des Ökolandbaus ist, jedoch nur zwei der insgesamt 102 Betriebe 

überhaupt Frischgrasproben eingesandt hatten, ist die Datenlage hier völlig 

unzureichend. 

Der Blick auf die gesamte Anzahl der vorliegenden Futterproben (n = 1707), 

verteilt auf die 102 teilnehmenden Betriebe in NRW über einen Zeitraum von 

9 Jahren, untermauert den Eindruck einer gewissen Analyseträgheit in den Betrieben 

des Ökolandbaus (im Mittel 1,9 Proben pro Betrieb und Jahr) und bestätigt 

frühere Aussagen von Müller und Sauerwein (2005). Die Situation wird dadurch 

verschärft, dass Tabellenwerke und -werte zu ökologisch erzeugten Futtermitteln 

sehr spärlich bzw. gar nicht vorhanden sind. Die Daten in den vorhandenen 

Werken stammen vornehmlich aus konventioneller Produktion. Diese Werte als 

Grund lage einer Rationsgestaltung im ökologisch wirtschaftenden Betrieb zu 

verwenden, scheitert zusätzlich an der Tatsache, dass häufig in ökologisch wirtschaftenden 

Betrieben andere Futtermittel eingesetzt werden (müssen) als in 

konventionellen Betrieben. Auch wenn generell von einem großen Einfallsreichtum 

bezüglich der Futtermittelauswahl in ökologischen Milchviehbetrieben ge- 

-338 -


sprochen werden kann, sollten diese aus den genannten Gründen häufiger beprobt 

werden. Dies wird gerade durch die große Variation der Inhaltsstoffe in den 

vorliegenden Analysen untermauert. Somit bedingen fehlende Tabellenwerte 

und eine fehlende Probendichte in ökologisch geführten Milchviehbetrieben 

häufig eine fehlende Orientierungshilfe bei der Rationsgestaltung (Südekum, 

2008). 

5. Literatur 

Arp, B., Steinhöfel, O., Krüger, C., Pache, S., 2002: Ökologische Milch und Färsenproduktion. 

In: Milch- und Färsenproduktion, 3. überarbeitete Auflage. 

Sächsische Landesanstalt für Landwirtschaft. KeineDruckauflage: 

http://www.landwirtschaft.sachsen.de/lfl/publikationen/download/73_11.pdf. 

Bioland (e.V., Verband für organisch-biologischen Landbau, Hrsg.), 2007: Bioland 

Richtlinien, Pflanzenbau, Tierhaltung, Verarbeitung. Bioland e.V., 

Mainz (Stand: 27.11. 2007). 

Demeter- Bund, 2004: Richtlinien für die Anerkennung der Demeter- Qualität, 2. 

Auflage Dezember 2002 (aktualisiert 4/04). Forschungsring für die biologisch-dynamische 

Wirtschaftsweise e.V., Darmstadt. 

DLG 1997: Universität Hohenheim – Dokumentationsstelle (Hrsg.), 1997: DLG- 

Futterwerttabellen Wiederkäuer, 7. Aufl age, DLG-Verlag, Frankfurt/Main. 

Müller, U. und Sauerwein, H., 2005: Gegenüberstellung der Milchqualität und 

des Gesundheitsstatus von Milchkühen von ökologisch bewirtschafteten 

Betrieben im Vergleich zu konventionell wirtschaftenden Betrieben 

im Rheinland. Forschungsbericht 134 der Lehr- und Forschungsschwerpunkts 

„Umweltverträgliche und standortsgerechte Landwirtschaft“ der 

Landwirtschaftlichen Fakultät der Universität Bonn. 

Pries, M. 2009: Mitteilungen der Untersuchungsergebnisse aus konventionellen 

Betrieben in NRW (pers. Mitteilung 22.9.2009) 

Schumacher, U., 2002: Milchviehfütterung im Ökologischen Landbau. Bioland 

Verlags-GmbH, Mainz. 

Südekum, K.-H., 2008: Fütterungsmanagement für die Öko- Milchviehhaltung. 

Ökologie und Landbau 146 (2), 23-24. 

-339 -


Untersuchungen zur Silierung von Biertrebern 

G. Weber 1 ; E. Kaiser 2 

1 BAG Budissa Agroservice GmbH, Malschwitz, 2 Humboldt-Universität zu Berlin 


Biertreber sind ein wertvolles Eiweißfuttermittel vor allem in der Wiederkäuerfütterung 

(JEROCH et al. 1999). Wegen des hohen Wassergehaltes ist das Verderbrisiko 

bei unsachgemäßem Umgang mit diesem Futtermittel allerdings sehr 

hoch und führte in den vergangenen Jahren zu Akzeptanzproblemen bei Landwirten. 

Aus ökologischer Sicht sollte es aber vorrangiges Ziel sein, diese wertvolle 

regionale Proteinquelle über die Verwertung als Futtermittel wieder in den 

landwirtschaftlichen Kreislauf zurückzuführen. 

In einem umfangreichen Forschungsprojekt sollte deshalb untersucht werden, 

unter welchen Voraussetzungen Biertreber erfolgreich gelagert werden können. 

Dabei wurde vor allem die neu entwickelte Siliertechnologie für Nasstreber - das 

Truckbaggingverfahren - als Alternative zu herkömmlichen Siliermethoden detailliert 

untersucht. 


Zur Beurteilung der Qualität der frischen Biertreber wurden zwischen Juni 2006 

und Dezember 2007 an verschiedenen Wochentagen über den gesamten Untersuchungszeitraum 

verteilt Nass- und Presstreberproben in verschiedenen 

Brauereien während der Beladung der Transportfahrzeuge gezogen, jeweils in 

dreifacher Wiederholung. Es wurden jeweils die Rohnährstoffgehalte, die Gehalte 

an Hefen und Schimmelpilzen und die aerobe Stabilität nach HONIG (1990) 

bestimmt. 

Zur Untersuchung des Einflusses verschiedener Faktoren auf die Silagequalität 

von Nass- und Presstrebern wurden Silierversuche unter Praxisbedingungen 

durchgeführt. Im Juni 2006 wurden 25 t Nasstreber aus einer Brauerei in einem 

Freigärhaufen einsiliert. 50 t Nasstreber aus einer weiteren Brauerei wurden mit 

-340 -


der Truckbaggingtechnologie in zwei Folienschläuche (je 25 t) verkippt. In einen 

Folienschlauch wurden unbehandelte Treber gefüllt. Zur Untersuchung der Siliermittelwirkung 

auf die aerobe Stabilität der Nasstrebersilagen wurden in die 

frischen Treber für den zweiten Schlauch bereits in der Brauerei 3 l/t Mais Kofasil 

liquid eingemischt. 50 t Presstreber aus einer dritten Brauerei wurden nach Zwischenverkippung 

mittels Radlader und AG BAG Silopresse in zwei Folienschläuche 

gefüllt. Ein Folienschlauch enthielt die unbehandelte Kontrollvariante, in 

dem zweiten wurden während der Befüllung durch die Silopresse 3 l/t Mais Kofasil 

liquid zugesetzt. Nach 42 Siliertagen wurden alle Silos komplett geöffnet und 

aus drei Schichten Proben für chemische und aus zwei Schichten für mikrobiologische 

Analysen gezogen, jeweils in dreifacher Wiederholung. Zusätzlich wurde 

die aerobe Stabilität nach HONIG (1990) bestimmt. Im Februar 2007 wurde diese 

Versuchsanstellung komplett wiederholt. 

Da beim Truckbaggingverfahren im Gegensatz zur herkömmlichen Nasstrebersilierung 

im Freigärhaufen der Sickersaft im Folienschlauch gehalten werden 

kann, sollte außerdem untersucht werden, welche Wirkung der im Folienschlauch 

verbleibende Sickersaft auf die Silagequalität hat. Dazu wurden im Oktober 2006 

je 25 t Nasstreber aus einer Brauerei mittels Truckbagger in zwei Folienschläuche 

verkippt. Ein Schlauch wurde ebenerdig abgelegt und der Sickersaft in diesem 

Schlauch während der gesamten sechsmonatigen Lagerphase gehalten. Der 

zweite Schlauch wurde mit einem leichten Gefälle abgelegt. Aus diesem Schlauch 

konnte der Sickersaft während der gesamten Lagerdauer ungehindert in Sammelcontainer 

ablaufen. Zur Untersuchung des Einflusses der Lagerdauer wurden in 

bestimmten Intervallen Proben aus beiden Schläuchen in zweifacher Wiederholung 

aus einer repräsentativen mittleren Schicht gezogen und nach der Probenahme 

die Entnahmestelle mittels Reparaturband wieder luftdicht verschlossen. Zur 

Untersuchung der Sickersaftwirkung wurden beide Schläuche nach 178 Siliertagen 

komplett geöffnet und Proben in drei Schichten in dreifacher Wiederholung für 

chemische Untersuchungen gezogen, für mikrobiologische Untersuchungen aus 

einer mittleren Schicht, ebenfalls in dreifacher Wiederholung. 


3.1 Monitoring 

Es wurden insgesamt 72 Nasstreberproben aus vier verschiedenen Brauereien 

und 42 Presstreberproben aus zwei verschiedenen Brauereien untersucht. 

-341 -


Hervorzuheben ist, dass die Rohnährstoffgehalte einer Treberart zwischen den 

verschiedenen Brauereien nur geringfügig schwankten. Bei den Nasstrebern 

aus vier verschiedenen Brauereien unterschieden sich weder Rohfaser-, Rohprotein- 

noch Rohfettgehalte signifikant voneinander und auch die Rohaschegehalte 

wichen nur minimal voneinander ab. Der Besatz der Treber mit Hefen und 

Schimmelpilzen war generell sehr niedrig (siehe Abb. 1). 

Anzahl Proben 

120 

100 

80 

60 

40 

20 

0 

109 

100 

6 

3 

4 

2 

3 

0 log2 log3 log4 log5 log6 log7 

KBE/g FM 

-342 - 

1 

Hefen 

Schimmel 

Abb. 1: Schadkeimkonzentrationen in frischen Nass- und Presstrebern bei 

Abholung in den Brauereien 

Einen ähnlich niedrigen Besatz mit Schadkeimen ermittelten KÜNTZEL (1991) 

und PREIßINGER et al. (2007) in frischen Nasstrebern und KÜNTZEL und SON- 

NENBERG (1997) in frischen Presstrebern. 

Damit stellen die Brauereien dem Landwirt mit den frischen Nass- und Presstrebern 

ein qualitativ hochwertiges Eiweißfuttermittel zur Verfügung, welches nur 

geringfügige Schwankungen im Nährstoff- und Energiegehalt aufweist und futtermittelhygienisch 

unbedenklich ist. Zu beachten ist allerdings die nur geringe 

aerobe Stabilität der frischen Treber, die im Mittel bei etwa zwei Tagen lag. Biertreber 

müssen deshalb entweder innerhalb von zwei Tagen frisch verfüttert oder 

unmittelbar nach Ankunft am Silierort sofort einsiliert werden. 

3.2 Silierversuche 

Bei sehr sauberem Arbeiten konnten im Winterversuch 2007 mit allen Siliertechnologien 

sehr gute Nass- und Presstrebersilagen erzeugt werden. Die Silagen


waren nahezu buttersäurefrei und enthielten nur geringe Mengen an Essigsäure 

(siehe Tab. 1) und es wurden nur geringe Hefe- und Schimmelpilzkeimzahlen 

gefunden. 

Tab. 1: Gärparameter der Trebersilagen nach 42 Tagen Silierdauer (n=3) 

Sommer 2006 

Winter 2007 

Nasstreber Nasstreber 

Presstreber 

Nasstreber Nasstreber 

Presstreber 

FreigärFreigärhaufenhaufen Truckbagger 

AG 

BAGGER 

FreigärFreigärhaufenhaufen Truckbagger 

AG 

BAGGER 

Position 

Oben 

Unten 

Oben 

Unten 

Oben 

Unten 

Oben 

Unten 

Oben 

Unten 

Oben 

Unten 

MS ES PS Bges. Ethanol n-Propanol pH 

% TM % TM % TM % TM % TM % TM 

x 0,24 1,97 0,00 0,00 0,00 1,71 4,48 

s 0,20 0,12 0,00 0,00 0,00 0,26 0,08 

x 0,40 1,37 0,20 1,86 0,00 1,21 4,33 

s 0,62 0,51 0,20 1,18 0,00 0,19 0,08 

x 3,84 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 4,05 

s 0,23 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,02 

x 3,78 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 4,05 

s 0,14 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,03 

x 0,97 1,71 0,00 0,00 0,00 0,94 4,39 

s 0,72 0,33 0,00 0,00 0,00 0,07 0,18 

x 0,24 1,68 0,26 1,65 0,00 1,08 4,31 

s 0,09 0,84 0,07 0,26 0,00 0,44 0,09 

x 0,56 0,46 0,00 0,00 0,00 0,39 4,61 

s 0,27 0,33 0,00 0,00 0,00 0,09 0,09 

x 0,56 0,44 0,00 0,00 0,00 0,36 4,65 

s 0,37 0,34 0,00 0,00 0,00 0,08 0,16 

x 3,90 0,09 0,00 0,00 0,00 0,09 4,06 

s 1,33 0,12 0,00 0,00 0,00 0,16 0,14 

x 2,50 0,67 0,00 0,00 0,00 0,51 4,23 

s 2,03 0,70 0,00 0,00 0,00 0,47 0,26 

x 1,53 0,11 0,00 0,00 0,00 0,00 4,80 

s 0,26 0,10 0,00 0,00 0,00 0,00 0,05 

x 1,37 0,09 0,00 0,05 0,00 0,00 4,79 

s 0,07 0,09 0,00 0,09 0,00 0,00 0,13 

Während mit der Truckbaggingtechnologie in beiden Versuchen sehr gute Silagen 

erzielt werden konnten, war die Qualität der Nasstrebersilagen im Freigärhaufen 

und der Presstrebersilagen im Folienschlauch im Sommerversuch 2006 nur unbefriedigend. 

Dies zeigte sich in sehr niedrigen Milchsäure- und erhöhten Essigsäuregehalten, 

vor allem aber wurden hohe Buttersäuregehalte in der unteren Schicht und 

am Silogrund in Konzentrationen bis 2,7 % gefunden. Da sich das Ausgangsmaterial 

für die beiden Versuche weder im Rohnährstoffgehalt noch im Besatz an Schadkeimen 

unterschied, ist eine Kontamination der Treber bei der Einsilierung zu vermuten. 

Während beim Truckbaggingverfahren die frischen Treber ohne Bodenberührung 

direkt vom Transportfahrzeug in den Folienschlauch verkippt wurden und die Kontaminationsgefahr 

damit minimiert war, kann bei den anderen Verfahren ein Schmutzeintrag 

während der Einsilierung nicht ausgeschlossen werden. 

Zur Bewertung der Sickersaftwirkung auf die Silagequalität wurden zwei Folienschläuche 

mit Nasstrebern aus einer Brauerei an einem Tag gefüllt. Im Schlauch 

-343 -


1 wurde der Sickersaft gehalten, aus Schlauch 2 konnte er während der gesamten 

sechsmonatigen Lagerdauer ungehindert ablaufen. 

Aus Tabelle 2 wird ersichtlich, dass die Silagen beider Schläuche nach 178 Siliertagen 

buttersäurefrei waren. Sowohl in der oberen und unteren Position als auch 

am Schlauchgrund wurden in der Variante mit Sickersaft vergleichbare Gärsäure- 

und Alkoholgehalte gefunden wie im Schlauch, aus dem der Sickersaft 

während der gesamten Lagerdauer ungehindert abfließen konnte. In der oberen 

Schicht wurde vorrangig Milchsäure gebildet in den unteren Schichten etwas 

mehr Essigsäure und Spuren von Alkoholen. Die niedrigen NH 3 -N Werte zeigen, 

dass trotz des hohen Eiweißgehaltes der Nassstreber nur ein sehr geringer Eiweißabbau 

während der sechsmonatigen Silierdauer stattfand. Ähnlich niedrige 

NH 3 -N Gehalte wurden auch von anderen Autoren in Nasstrebersilagen ermittelt 

(BECKHOFF 1985; WYSS 2002; NISHINO et al. 2003). Hefen und Schimmelpilze 

wurden nur an einer Position in zweifacher Wiederholung bestimmt. In beiden 

Schläuchen wurden nach 178 Siliertagen keine Schimmelpilze nachgewiesen 

und Hefen nur in einer Probe von Schlauch 1 im Bereich von 10 4 KBE/kg FM. Die 

Qualität der Nasstrebersilagen war somit nach 178 Siliertagen sehr gut. Signifikante 

Unterschiede zwischen den Varianten mit und ohne Sickersaft wurden 

nicht gefunden. Damit konnte gezeigt werden, dass Nasstreber in Folienschläuchen 

mindestens sechs Monate ohne Qualitätsbeeinträchtigung gelagert werden 

können und dass der Sickersaft bis zum Öffnen der Silos im Schlauch gehalten 

werden kann. Allerdings hatte die Lagerdauer keinen Einfluss auf die aerobe 

Stabilität der Nasstrebersilagen. Auch nach längerer anaerober Lagerung waren 

sie nur 1 - 2 Tage an der Luft stabil. Durch einen Siliermittelzusatz der DLG- 

Wirkungsrichtung 2 (3 l/t Mais Kofasil liquid) konnte im Praxisversuch die aerobe 

Stabilität auf 4,3 Tage erhöht werden. Bei einem geringen täglichen Vorschub ist 

daher ein Siliermitteleinsatz zu empfehlen. 

Die Versuche haben gezeigt, dass das Truckbaggingverfahren im Vergleich zur 

herkömmlichen Trebersilierung einige Vorteile vereint. Das Kontaminationsrisiko 

ist durch die direkte Kette: Trebersilo in den Brauereien - Transportfahrzeug 

- Folienschlauch minimiert, denn jede Fläche für eine Zwischenverkippung bzw. 

jeder Ablageplatz sind potentielle Keimträger. Neben dem verringerten Kontaminationsrisiko 

gewährleistet kein anderes Verfahren einen schnelleren und 

kompletteren Luftabschluss, wodurch mit einer sehr großen Sicherheit gute Silagen 

erzeugt und die Silierverluste minimiert werden können. 

-344 -


Tab. 2: Vergleich der Sickersaftwirkung auf die Gärqualität der Nasstrebersilagen 

nach 178 Siliertagen (n=3) 

Pos. Sickersaft pH NH3-N MS ES PS BS ges. Meth Eth Prop 

% d. Ges.-N % TM % TM % TM % TM % TM % TM % TM 

oben 

unten 

Grund 

mit x 4,0 0,1 1,9 0,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 

(Schlauch 1) s 0,1 0,0 0,4 0,2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1 

ohne x 4,1 0,1 2,8 0,4 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1 

(Schlauch 2) s 0,1 0,0 1,0 0,2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 

Sign. 1) 

n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. 

mit x 4,4 0,1 0,4 1,4 0,0 0,0 0,0 0,1 0,7 

(Schlauch 1) s 0,0 0,0 0,1 0,7 0,0 0,0 0,1 0,1 0,3 

ohne x 4,4 0,1 0,7 1,3 0,0 0,0 0,0 0,1 0,6 

(Schlauch 2) s 0,1 0,0 0,3 0,7 0,0 0,0 0,0 0,1 0,4 

Sign. 1) 

n.s. 2) 

n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. 2) 

n.s. n.s. 

mit x 4,2 0,1 1,8 1,4 0,4 0,0 0,1 0,0 0,5 

(Schlauch 1) s 0,1 0,0 2,7 0,2 0,1 0,0 0,1 0,1 0,2 

ohne x 4,3 0,1 0,6 1,4 0,1 0,0 0,0 0,1 0,7 

(Schlauch 2) s 0,1 0,0 0,0 0,6 0,1 0,0 0,0 0,1 0,3 

Sign. 1) 

n.s. n.s. n.s. 2) 

n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. 

1) Sign. = signifikante Unterschiede eines Faktors (n.s. = nicht signifikant: p>0,05; 

* = signifikant: p≤0,05; ** = hoch signifikant: p≤0,01; *** = höchst signifikant: 

p≤0,001); t-Test bei Varianzhomogenität 

2) approximativer t-Test bei Varianzinhomogenität 

4. Literaturverzeichnis 

Beckhoff, J., 1985: Zur Silierung und zum Nährstoffgehalt von Biertreber, Das 

wirtschaftseigene Futter 31 (3), 209 - 220. 

Honig, H., 1990: Evaluation of aerobic stability, Proc. Eurobac Confer., Uppsala, 

12.-16.8.86, Grovfoder, Grass and Forage Reports, Special Issue 3, 76 - 

82. 

Jeroch, H.; Drocher, W.; Simon, O., 1999: Ernährung landwirtschaftlicher Nutztiere, 

UTB. Ulmer Stuttgart. 

Küntzel, U., 1991: Die Haltbarmachung von Presstrebern- Verderbrisiken und 

Konservierungsmöglichkeiten, 1. Mitteilung: Silierbarkeit von Presstrebern. 

Das wirtschaftseigene Futter 37 (1-2), 113 - 128. 

Küntzel, U.; Sonnenberg, H., 1997: Konservierung von Presstrebern mit Kaliumsorbat, 

Monatsschrift für Brauwissenschaft 50 (9-10), 175 - 181. 

-345 -


Nishino, N.H.; Harada, H.; Sakaguchi, E., 2003: Evaluation of fermentation and 

aerobic stability of wet brewers grains ensiled alone or in combination with 

varios feeds as a total mixed ration, Journal of the Science of Food and Agriculture, 

83, 557 - 563. 

Preißinger, W.; Söldner, K; Obermaier, A.; Spiekers, H., 2007: Zum Futterwert 

von Biertreber, Forum angewandte Forschung 8./9.03.2007, 30 - 35. 

Wyss, U., 2002: Biertrebersilagen: Lagerdauer und Siliermitteleinsatz, Agrarforschung 

9 (1), 14 - 19. 

-346 -


Parameter des Proteinwertes von Biertrebern beim 

Wiederkäuer 

N. Seifried 1 , H. Steingaß 1 , P. Leberl 2 

Universität Hohenheim, 1Institut für Tierernährung, 2Landesanstalt für Landwirtschaftliche 

Chemie 


Biertreber sind ein Nebenprodukt der Bierherstellung. Vor allem unter dem Aspekt 

einer Kreislaufwirtschaft und nachhaltigen Landwirtschaft können sie, aufgrund 

ihrer Zusammensetzung, einen erheblichen Anteil zur Energie- und Nährstoffversorgung 

von Wiederkäuern beisteuern. Während der Energiegehalt in 

den letzten Jahren durch eine Reihe von Untersuchungen abgesichert werden 

konnte (Preißinger et al. 2008), bestehen bezüglich des Proteinwertes noch immer 

unvollständige bzw. divergierende Angaben. 

Ziel der vorliegenden Untersuchung war es, den ruminalen Abbau der Trockenmasse 

(TM) und des Rohproteins (XP) an einem repräsentativen Probenkollektiv 

von Biertrebern zu bestimmen. 


Zu Verfügung standen zehn Biertreberproben (9 siliert, 1 frisch) aus Einsendung 

von Praxisbetrieben aus dem Bundesland Baden-Württemberg. Es erfolgte eine 

Trocknung (60 °C) und die Bestimmung der Rohnährstoffgehalte anhand der 

Weender-Futtermittelanalyse. 

Zur Ermittlung des Trockenmasse (TM)- und Rohprotein (XP)-Abbaus im Pansen 

und der Menge an unabbaubarem Rohprotein (UDP) wurden die vorgetrockneten 

Proben ohne vorherige Vermahlung einer in situ-Inkubation über 0, 2, 4, 

8, 16, 24, 48 und 72 h unterzogen. Die Inkubation erfolgte hierbei im Pansen von 

zwei trockenstehenden ruminal fistulierten Milchkühen des Institutes für Tierernährung 

der Universität Hohenheim. Die Ration der Tiere bestand aus 80 % Heu 

und 20 % Konzentratfutter. Nach der Inkubation erfolgte eine Waschung und 

Trocknung der Proben (80 °C über Nacht). Nach Rückwaage der getrockneten 

-347 -


Beutel wurden die Rohproteinmengen der einzelnen Beutelinhalte bestimmt. 

Aus der Differenz zwischen den Auswaschverlusten (0 h) und der wasserlöslichen 

Fraktion wurden die Verluste an kleinen Partikeln berechnet und der TM- 

bzw. XP-Abbau um diese Größe korrigiert (Weisbjerg et al., 1990). Des Weiteren 

wurden die Abbauparameter a (lösliche Fraktion), b (potenziell abbaubare Fraktion), 

c (Abbaurate von b) und L (Verzögerungszeit bis zum Beginn des Abbaus) 

und daraus der effektive ruminalen Abbau (EDeg) für die Passageraten von 5 

und 8 %/h nach McDonald (1981) berechnet. 

Zusätzlich erfolgte mit dem modifizierten Hohenheimer Futterwerttest (Steingaß 

et al., 2001) die Bestimmung der Gehalte an effektiv nutzbarem Rohprotein 

(nXPe) und UDP für die o. g. Passageraten. Inkubiert wurde in ein Pansensaft- 

Medium-Gemisch bei 39 °C über 8 und 48 h. Aus der Gasbildung und der Ammoniakkonzentration 

der Proben mit und ohne einer Kohlenhydratzulage wurden 

die Gehalte an nXP und UDP ermittelt. 

3. Ergebnisse 

Die Analyse der Rohnährstoffe ergab im Mittel eine Zusammensetzung der untersuchten 

Biertreber im bekannten Bereich. Auffallend ist jedoch eine relativ 

große Spannbreite in den Rohproteingehalten. 

Tab. 1: Rohnährstoffgehalte Biertreber (n=10) 

Mittelwert 

Standardabw. 

-348 - 

Minimum Maximum 

Trockenmasse (g/kg) 251 9,8 235 260 

Rohasche (g/kg TM) 41 4,9 31 47 

Rohprotein (g/kg TM) 273 26,5 236 331 

Rohfett (g/kg TM) 107 7,9 92 120 

Rohfaser (g/kg TM) 167 15,1 146 189 

NFE (g/kg TM) 413 24,5 365 435 

Die in situ ermittelten Abbauparametern a, b, c und L des Trockenmasseverlustes 

im Pansen ergaben eine sehr niedrige potentielle Gesamtabbaubarkeit (a+b) für


t → ∞ mit 59,1 %. Demgegenüber liegt die potentielle Gesamtabbaubarkeit des 

Rohproteins mit 81,5 % relativ hoch. Aufgrund der niedrigen Abbaurate (c) resultiert 

jedoch ein geringer effektiver Rohproteinabbau von ca. 50 bzw. 40 %. 

Tab. 2: Abbauparameter und effektive Abbaubarkeiten in situ (n=10) 

TM a 

b 

c 

XP a 

b 

c 

EDeg 5 

EDeg 8 

% 

% 

%/h 

% 

% 

%/h 

% 

% 

Mittelwert Standardabw. 

5,4 

53,7 

6,6 

3,0 

78,5 

8,0 

50,4 

41,4 

1,8 

5,5 

1,9 

3,3 

5,9 

1,8 

3,4 

3,8 

-349 - 


3,7 

43,7 

4,1 

0,2 

70,2 

5,5 

45,4 

35,6 

9,0 

60,3 

10,3 

7,4 

86,4 

10,3 

56,4 

47,9 

Der modifizierten Hohenheimer Futterwerttest lieferte für die hier angenommenen 

Passageraten einen nXPe-Gehalt von 189 bzw. 224 g/kg TM. Die dazu ermittelten 

UDP-Gehalte stimmen außerdem gut mit den in situ ermittelten Werten 

überein (R² = 0,47/0,73 für UDP5/UDP8). 

Tab.3: Effektives nXP und UDP in vitro (n=10) 

Mittelwert Standardabw. 


nXPe 5 g/kg TM 189 12 163 209 

nXPe 8 g/kg TM 224 14 198 251 

UDP 5 g/kg TM 148 12 125 165 

UDP 8 g/kg TM 182 15 161 201 

Der Vergleich der vorliegenden Ergebnisse mit Tabellenwerten liefert bei 

hoher Passagerate eine gute Übereinstimmung mit den Angaben der niederländischen 

Futterwerttabelle (CVB 2000). Eine Übereinstimmung mit 

der DLG-Futterwerttabelle ergibt sich nur bei Annahme niedriger Passageraten 

von 4 bzw. 5 %/h.


Tab.4: Vergleich der Versuchsergebnisse mit Tabellenwerten 

Biertreber 

Versuch 

in vitro 1 

in situ² 

-350 - 

Biertreber 

siliert 

(CVB 2000) 

Rohprotein (g/kg TM) 273 256 249 

nXP (g/kg TM) 224 1 227 185 

UDP % 59² 61 40 


Biertreber 

siliert 

(DLG 1997) 

Biertreber werden als ein Nebenprodukt der Bierherstellung weltweit in der Wiederkäuerernährung 

eingesetzt. In der praktischen Rationsplanung erschwerend sind jedoch 

die unvollständigen bzw. abweichenden Angaben bezüglich des Proteinwertes. 

Anhand eines in situ und in vitro-Verfahrens wurden die wichtigen Parameter 

des Proteinwertes an einem repräsentativen Probenkollektiv bestimmt. Hierbei 

konnte festgestellt werden, dass Biertreber wenig lösliches XP und einen hohen 

potentiellen XP-Abbau aufweisen. Aufgrund der niedrigen Abbaurate resultiert 

jedoch ein geringer effektiver XP-Abbau. Die ermittelten Daten sind bei hoher 

Passagerate gut mit den Angaben der niederländischen Futterwerttabelle vergleichbar. 

Die DLG-Futterwerttabelle gibt einen höheren XP-Abbau an. 


Central Veevoeder Burau (CVB), 2000: Veevoedertabel. Lelystad. 

Deutsche Landwirtschafts-Gesellschaft (DLG) (1997): Futterwerttabelle für 

Wiederkäuer. DLG-Verlag, Frankfurt. 

McDonald, I., 1981: A revised model for the estimation of protein degradability in 

the rumen. J. Agric. Sci. (Camb.) 96, 251-252. 

Preißinger, W., Obermaier, A., Söldner, K., Steinhöfel, O., 2008: Biertreber – Futterwert, 

Konservierung und erfolgreicher Einsatz beim Wiederkäuer. LfL- 

Information. 

Steingaß, H., Nibbe, D., Südekum, K.-H., Lebzien, P., Spiekers, H., 2001: 113. 

VDLUFA-Kongress, Kurzfassung,114. 

Weisbjerg, M.R., Bhargava, P.K., Hvelplund, T., Madsen, J., 1990: Beretning fra 

Statens Husdyrbrugsforsøg, No. 679.


Einfluss der Fütterung von getrockneter 

Schlempe (Weizen, Gerste, Zucker), Raps- oder 

Sojaextraktionsschrot auf Harnstoffgehalt und 

GLDH-Aktivität im Blut bei Mastbullen 

H. Meiser 1 , T. Ettle 2 , H. Spiekers 2 , W. Preissinger 2 , C. Potthast 

3 , A. Obermaier 2 , M. Majzoub 4 

1 Raiffeisen Kraftfutterwerke Sued GmbH, Würzburg; 2 Bayerische Landesanstalt 

für Landwirtschaft, Institut für Tierernährung und Futterwirtschaft, Poing; 

3 Südzucker AG, Ochsenfurt; 4 Institut für Tierpathologie der LMU, München; 


Zum Einsatz von getrockneter Weizen-Gerste-Schlempe, einem Nebenprodukt 

der Bioethanolherstellung, liegen bereits einige Ergebnisse für die Wiederkäuerfütterung 

vor. Die getrockneten Schlempen sind proteinreich und wurden 

beim Fresser im Austausch gegen Raps- bzw. Sojaextraktionsschrot und bei 

der Milchkuh im Austausch gegen ein eiweißreiches Ergänzungsfutter geprüft 

(Spiekers et al., 2006, Urdl et al., 2006). Beim Fresser zeigten sich bei Einsatz 

von Getreideschlempe im Vergleich zu Raps- bzw. Sojaextraktionsschrot etwas 

niedrigere Tageszunahmen (Spiekers et al., 2006). Neben den als Ursache diskutierten 

niedrigen Lysingehalten könnten die Gründe jedoch auch in anderen 

Bereichen zu suchen sein. Daher wurden in vorliegender Untersuchung neben 

den Auswirkungen des Einsatzes von getrockneter Weizen-Gerste-Zucker- 

Schlempe im Austausch gegen Raps- oder Sojaextraktionsschrot auf die Leistung 

in der intensiven Bullenmast mit Fleckvieh auch Parameter zur Beschreibung 

des Gesundheitsstaus erhoben. 


Es wurde ein Fütterungsversuch mit 135 Mastbullen der Rasse Fleckvieh im 

Lebendmassebereich von 220 bis ca. 730 kg durchgeführt. Es wurden drei Futtergruppen 

gebildet, die sich jeweils auf 4 Buchten verteilten (2 Buchten Vollspaltenboden 

und 2 Buchten Tretmist je Futtergruppe im Vollspaltenbodenstall 

je Versuchsgruppe jeweils eine Bucht mit oder ohne Gummiauflage). In den Fut- 

-351 -


tergruppen wurden Sojaextraktionsschrot (SES), Rapsextraktionsschrot (RES) 

und getrocknete Weizen-Gerste-Zucker-Schlempe (Schlempe) als alleinige 

Eiweißfuttermittel in einer TMR eingesetzt. Die TMR auf Basis Maissilage, Stroh 

und Kraftfutter wurden für die Mastabschnitte Anfangs-, Mittel- und Endmast 

hinsichtlich der Energie- und Rohproteinversorgung angepasst. Für die drei Versuchsgruppen 

galten nahezu isonitrogene und isoenergetische Verhältnisse 

(Tabelle 1). Das Kraftfutter setzte sich aus Körnermais, Weizen, Mineralfutter 

und dem jeweiligen Proteinträger zusammen. In Mastabschnitt 1 lag der Anteil an 

Schlempe, Raps- bzw. Sojaextraktionsschrot am jeweiligen Kraftfutter bei 63,4; 

63,4; bzw. 51,3 %, in den Mastabschnitten 2 und 3 lagen die entsprechenden 

Werte jeweils bei 50,0; 50,0 bzw. 38,0 %. Weitere Hinweise zur Rationsgestaltung 

und Versuchsdurchführung sind bei Ettle et al. (2009) dargestellt. Sowohl 

von den Einzelkomponenten als auch von den TMR wurden in regelmäßigen 

Abständen Proben gezogen und auf den Gehalt an Rohnährstoffen (Naumann et 

al., 1997) analysiert. Die Tiere wurden täglich beobachtet und bei jeder Blutentnahme 

allgemein untersucht. 

Blutproben (n=9 je Fütterungsgruppe) wurden an den Tieren der Tretmistaufstallung 

zu Mastbeginn (3. Tag), zweimal im Mastverlauf (2 und 7 Monate nach 

Aufstallung) sowie bei der Schlachtung (20 h postprandial) entnommen. Nach 

Blutgerinnung und Zentrifugation (1600 g, 10 min) wurden an den bei 5 °C gekühlten 

Serumproben die Messungen innerhalb 0,5 h durchgeführt. Die Harnstoffmessung 

erfolgte mit einem etablierten UV-Test (Guder et al., 1996) bei einer 

Extinktion von 340 nm mit einem Quantifizierungsbereich von 9-120 mg/dl an 

einem Konelab 30i Gerät (Fa. Thermo Scientific). Die Glutamat-Dehydrogenase 

(GLDH)-Aktivitätsbestimmung erfolgte am gleichen Gerät bei gleicher Wellenlänge 

wie bei der Harnstoffmessung mittels GLDH-katalysierter enzymatischer 

Umsetzung von alpha-Ketoglutarat zu Glutamat nach einer standardisierten 

Methode (Glick et al., 1986) und einem Quantifizierungsbereich von 1-80 Units/l. 

Darüber hinaus wurde bei der Schlachtung im Rahmen der amtlichen Schlachttier- 

und Fleischuntersuchung ein allgemein anatomisch-pathologischer Befund 

des Einzeltieres und seiner Organe erhoben. 

Es wurden Leberproben zur patho-histologischen Untersuchung an der Außen- 

und Innenseite des großen Leberlappens mit Kapselanteil (2x2cm große Würfel) 

entnommen und bis zur histologischen Untersuchung in 10%iger Formalinlösung 

aufbewahrt. Die Leberstücke wurden in Kunststoff eingebettet und als 2 µm 

dünne Schnitte angefertigt. Die Hämatoxylin-Eosin-Färbung (H&E) diente als 

Übersichtsfärbung. 

-352 -


Für die Versuchsgruppen Schlempe, RES und SES kamen 44, 44 und 42 Tiere 

zur Auswertung. Die Auswertung der Daten erfolgte mit dem Statistikprogramm 

SAS. Alle Daten zur Mastleistung, Futter- und Nährstoffaufnahme dieser Tiergesamtheit 

wurden auf ein einheitliches Anfangsgewicht korrigiert. Darüber 

hinaus umfasste das statistische Modell als Haupteffekte die Fütterungsgruppe, 

Stallabteil (Tretmist- bzw. Spaltenbodenbereich) sowie die Interaktion zwischen 

Stallabteil und Fütterungsgruppe. In den Ergebnistabellen sind die lsmeans für 

die Fütterungsgruppen und der gepoolte Standardfehler (pSE) dargestellt. Weitere 

Einzelheiten und Daten zur Mast- und Schlachtleistung sind der Arbeit von 

Ettle et al. (2009) zu entnehmen. 

Die Auswertung der Harnstoff- und GLDH-Werte erfolgte mit Hilfe einer 

einfaktoriellen Varianzanalyse. Bei signifikanten P-Werten (P < 0,05) 

wurde mit einem nachgeschalteten Student-Newman-Keuls-Test überprüft, 

welche Mittelwerte sich voneinander unterscheiden. 

Gruppenmittelwerte die sich bei P


Tab. 3: Tägliche TM-, XP-, und ME-Aufnahme sowie Zuwachsleistung der 

zur Blutuntersuchung herangezogenen Tiere im Mittel der gesamten 

Mast (n=9 je Fütterungsgruppe) 

Schlempe RES SES pSE 

TM-Aufnahme, kg/Tier 9,91 9,66 9,26 0,20 

XP-Aufnahme, g/Tier 1166 1125 1100 24,47 

ME-Aufnahme, MJ ME/Tier 115 113 108 2,3 

Zuwachs, g/Tier 1542b 1573b 1685a 37 


Tabelle 2 zeigt die Futter-, Rohprotein- und Energieaufnahme sowie die mittlere 

Zuwachsleistung aller 130 ausgewerteten Tiere im Fütterungsversuch. Die TM- 

Aufnahme unterschied sich im Mittel der Mast zwischen den Versuchsgruppen 

nur geringfügig. Bei einem insgesamt relativ niedrigen Proteinversorgungsniveau, 

das jedoch zwischen den Versuchsgruppen im Mittel der Mast vergleichbar 

war, war die Zuwachsleistung in der Gruppe Schlempe gegenüber der Gruppe 

SES verschlechtert, während sich die Gruppe RES nicht von den Vergleichsgruppen 

unterschied. 

Bei den zur Blutentnahme herangezogenen Tieren zeigte sich ein geringfügig 

verschobenes Bild (Tabelle 3). Die TM-Aufnahme nahm von der Gruppe Schlempe 

über die Gruppe RES zur Gruppe SES hin zumindest numerisch ab, was eine 

gleichgerichtete nominale Abnahme der XP- und ME-Aufnahme bewirkte. Die 

Zuwachsleitungen waren bei den beprobten Tieren in der Gruppe SES deutlich 

(p


messenen Einzeltierwerte der Sojagruppe bewegten sich innerhalb der physiologischen 

Grenzen, zwischen 12,8 und 32,0 mg/dl. Die Rohproteinaufnahme zeigte 

nur geringfügige Unterschiede zwischen den Fütterungsgruppen (Tabelle 3), weshalb 

auf Basis dieser Werte zunächst keine Unterschiede in den Serumharnstoffgehalten 

zu erwarten sind. Allerdings wird der UDP-Gehalt verschiedener Schlempen 

je nach Ausgangsmaterial bei etwa 40% (Weizen) bis 50% (Mais) eingeordnet 

(Spiekers et al., 2006), so dass dieser gegenüber Raps- und Sojaextraktionsschrot 

höhere UDP-Anteil als Erklärung für die niedrigeren Serumharnstoffgehalte in der 

Gruppe Schlempe herangezogen werden könnte. Da die Serumharnstoffgehalte 

in der Gruppe SES jedoch auch höher lagen, als in der Gruppe RES, würde dieser 

Erklärungsansatz auch unterschiedliche UDP-Anteile in Raps- bzw. Sojaextraktionsschrot 

bedeuten. Für diese beiden Futtermittel wird jedoch ein UDP-Anteil von 

30% angenommen (Südekum und Spiekers, 2002). Zwischen einzelnen Chargen 

können jedoch erhebliche Unterschiede bestehen. 

Gegenüber allen anderen Entnahmezeitpunkten waren die Serumharnstoffgehalte 

nach der zwanzigstündigen Nüchterungsphase zum Zeitpunkt der 

Schlachtung bei allen Gruppen deutlich erhöht. Dies könnte zum einen als eine 

Folge der asynchronen intraruminalen Verhältnisse zwischen Energie- und Proteinabbau 

interpretiert werden. Zum anderen kommen erste Anflutungen von 

Ammoniak aus dem Muskelabbau zur Energiegewinnung durch glucoplastische 

Aminosäuren als Ursache in Betracht. 

[mg / dl] 

25 

20 

15 

10 

5 

0 

a 

b 

b 

a 

Harnstoffgehalt-Blutserum 

c 

b 

1 2 3 4 

LG 220 bis730 [kg] 

Einstallung 2 Monate 7 Monate Schlachtung 

Abb. 1: Harnstoffgehalte (mg/dl Blutserum) im Mastverlauf 

a 

b 

b 

-355 - 

a 

b 

b 

Soja 

mg / dl 

12,8-32 

Schlempe 7,7-26 

Raps 7,6-26


[Units / l] 

25 

20 

15 

10 

5 

0 

GLDH-Aktivität 

1 2 3 4 

LG 220 bis 730 [kg] 

Einstallung 2 Monate 7 Monate Schlachtung 

(P25 U/l) vor wie bei den anderen beiden Fütterungsgruppen. 

Eine Enzymaktivität von 25 U/l kann als Toleranzgrenze für klinisch relevante 

GLDH-Werte angesehen werden (Fürll, 2005; Grabner, 1987). 

Ein gestörtes Allgemeinbefinden wurde bei keinem der ausgewerteten Tiere über den 

gesamten Versuchszeitraum beobachtet. Die nach der Schlachtung entnommenen 

Organe sowie die Beurteilung des Schlachtkörpers der zur Blutentnahme herangezogenen 

Tiere ergab ebenso keine Auffälligkeiten. Somit kann von klinisch gesunden


Tieren aller Fütterungsgruppen ausgegangen werden. Für Organschäden, wie etwa 

Nierenschäden, gab es keinerlei anatomisch-pathologische Hinweise. 

Die pathohistologische Untersuchung der einzelnen Lebern ergab bei allen untersuchten 

Leberproben aller Fütterungsgruppen fokale kleinherdige Leberzellgruppennekrosen. 

Dies stellt keinen pathologischen Befund dar, weil kleinste Nekroseherde 

in nahezu jeder Leber vorkommen und nicht zu einer Funktionseinschränkung führen. 

Nur die Lebern der Tiere aus der Schlempe-Gruppe wiesen größere, teils diffuse 

Zellgruppennekrosen auf (Abbildung 3). Letztere erklären auch die im Mittel höheren 

GLDH-Aktivitäten der Serumproben (Flaoyen et al., 1995) der Schlempegruppe gegenüber 

der RES- und SES-Gruppe. Jedoch dürften auch diese Zellnekroseherde 

aufgrund ihrer geringen Anzahl nicht zur Funktionseinschränkung bei den mit Schlempe 

gefütterten Tieren geführt haben. 

Da jedoch die GLDH eine nur 17-19 stündige Halbwertszeit aufweist und die Blutergebnisse 

eine Momentaufnahme darstellen, ist es nicht verwunderlich, dass nicht alle 

Tiere mit einer mikroskopisch sichtbaren Zellnekrose, ebenso eine erhöhte GLDH- 

Aktivität aufwiesen. 

Eine fettige Leberzelldegeneration oder andere pathologische Zustände wurden bei 

keinem der untersuchten Tiere diagnostiziert. 

-357 - 

Diffuse Leberzellnekrose 

Zellinfiltration 

Abb. 3: Mikroskopische Aufnahme eines histologischen Leberschnittes (2 µm) 

nach H&E-Färbung, eines mit Schlempe gefütterten Tieres, in Kunstoff 

fixiert. Diffuse Leberzellnekrosen über kleine bis mittelgroße (ca. 0,5 

mm große) Areale der Leber verteilt mit sekundären Zellinfiltrationen.



In allen Fütterungsgruppen wurden trotz einer eher knappen Rohproteinversorgung, 

die sich in den niedrigen Harnstoffgehalten, besonders der Raps- und 

Schlempegruppe widerspiegelt, insgesamt hohe Zuwachsraten erreicht. Die 

verminderte Mastleistung bei den mit Schlempe gefütterten Tieren gegenüber 

den mit Sojaextraktionsschrot gefütterten Tieren kann nicht auf eine deutlich 

geschädigte Leber (Dahme und Käufer-Weiss, 1988) oder eine sonstige Erkrankung 

der Tiere zurückgeführt werden, da hierfür keine relevanten oder klinischen 

Krankheitssymptome aller Tiere der Gruppe zu den Beprobungszeiten ermittelt 

wurden. Jedoch lag aufgrund der häufiger erhöhten GLDH-Aktivität im Blutserum 

und des speziellen histologischen Leberbefundes gegenüber den anderen 

Fütterungsgruppen tendenziell ein weniger guter Gesundheitszustand der Tiere 

der Schlempe-Gruppe vor. Die Kombination aus hohem Lebergesundheitsstatus 

und den über alle Meßzeitpunkte als physiologisch erscheinenden Harnstoffwerten, 

lag hingegen nur bei den mit Soja gefütterten Tieren, deutlich vor. Diese 

ersten Hinweise sollten vor einer abschließenden Bewertung jedoch an einem 

größeren Tierkollektiv abgesichert werden. Als weiterer Erklärungsansatz für 

die im Vergleich zur Gruppe Soja verminderten Zuwachsraten in der Gruppe 

Schlempe werden die gegenüber Sojaextraktionsschroten deutlich niedrigeren 

Gehalte an Lysin in der Schlempe diskutiert werden (Ettle et al., 2009). 

5. Literatur 

Dahme, E., Käufer-Weiss, I., 1988: Hepatosen in: Grundriss der speziellen pathologischen 

Anatomie der Haustiere. Hrsg. Dahme, e., Weiss, E., 4. Aufl., 

Ferdinant Enke Verl., Stuttgart, S. 206-210. 

Ettle, E., Obermaier, A., Preissinger, W., Hitzlsperger, L., Meiser, H., Spiekers, 

H., Potthast, C., 2009: Forum angewandte Forschung in der Rinder- u. 

Schweinefütterung. 58-61. 

Flaoyen, A., Bratberg, B., Froslie, A., Gronstol, H., 1995: Nephrotoxicity and 

hepatotoxicity in calves apparently caused by experimental feeding with 

Narthecium ossifragum. Vet. Res. Commun. 19, 63-73. 

Fürrl, M., 2005: Rinderkrankheiten, Innere und Chirurgische Erkrankungen. 

Hrsg. Löffler, D. Strauch, D., 2. Aufl., Eugen Ulmer Verl., Stuttgart, S. 388 

u. 470. 

-358 -


Glick, M.R., Ryder, K.W., Jackson, S.A., 1986: Graphical Comparisons of Interferences 

in Clinical Chemestry Instrumentation. Clin. Chem., 32, 470-474. 

Grabner, A., 1987: Richtwerte wichtiger Laborparameter. Hrsg. Tierlab, Ingolstadt, 

S. 40-41. 

Guder, W.G., Narayanan, S., Wisser, H., Zawta, B., 1996: List of Analytes; Preanalytical 

variabels. Samples from Patient to the Laboratory. GIT Verl. 

Darmstadt. 

Naumann, C., Bassler, R., Seibold, R., Barth, C., 1997: Methodenbuch, Band 3: 

Die chemische Untersuchung von Futtermitteln. VDLUFA-Verlag, Darmstadt. 

Spiekers, H., Urdl, M., Preißinger, W., Gruber, L., 2006: 5. BOKU-Symposium 

Tierernährung, Tagungsband, 25-34. 

Südekum, K.-H., Spiekers, H., 2002: Raps- und Sojaextraktionsschrot neu bewertet. 

Kraftfutter 2, 62-68. 

Urdl, M., Gruber, L., Häusler, J., Maierhofer, G., Schauer, A., 2006: Untersuchungen 

zum Einsatz getrockneter Weizen- und Maisschlempe (Starprot) bei 

Wiederkäuern. 33. Viehwirtschaftliche Fachtagung, 26.-27. April, Bericht 

HBLFA Raumberg-Gumpenstein, 51-62. 

-359 -


Ableitung neuer Gleichungen zur Schätzung der 

Umsetzbaren Energie von Mischfutter für Rinder 

M. Pries 1 , A. Menke 1 , E. Tholen 2 , K.-H. Südekum 2 

1 2 Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen, Münster, Universität Bonn, Institut 

für Tierwissenschaften, Bonn 


Die Umsetzbare Energie (ME) ist der generelle Maßstab zur Energiebewertung 

beim Wiederkäuer (GfE 2001). Die Berechnung des ME-Gehaltes eines Futtermittels 

erfolgt dabei aus den verdaulichen Rohnährstoffen nach einer Gleichung 

der GfE aus dem Jahr 1995. Für Milchkühe erfolgt die energetische Bewertung 

auf Basis der Nettoenergie Laktation (NEL), die unter Berücksichtigung der Umsetzbarkeit 

und des Teilwirkungsgrades aus der ME berechnet wird. Im Jahr 

1996 wurden von der GfE Schätzgleichungen für den NEL- und den ME-Gehalt 

in Wiederkäuermischfuttern auf Basis der Rohnährstoffe veröffentlicht. Diese 

Gleichungen finden auch Berücksichtigung in der derzeit gültigen Futtermittelverordnung 

(NN, 2009). Die Schätzgleichungen lauten: 

NEL, MJ/kg ME MJ/kg 

-XA x XF x 0,0000487 XP x 0,0126 

+XP x Gb x 0,0001329 +XF x 0,0225 

+XL x XL x 0,0001601 +XX x 0,0112 

+XF x XF x 0,0000135 +XA x XL x 0,0003975 

+XX x Gb x 0,0000631 -XA x XF x 0,0001993 

+3,81 +EO x EO x 0,0002449 

-0,15 

R² = 0,603; S y.x = 0,1741 

Schätzfehler (%) = 2,06 

-360 - 

R² = 0,646; S y.x = 0,2275 

Schätzfehler (%) = 2,11 

Rohnährstoffe in g/kg, Gb in ml/200 mg, EO = ELOS in %, alle Werte bezogen 

auf Originalsubstanz 

Die Abbildung 1 zeigen einen Vergleich des aus Verdauungsversuchen abgeleiteten 

Energiewertes (in vivo) mit den über die Schätzgleichungen (GfE 1996) 

ermittelten Energiegehalten in 456 Milchleistungsfuttern aus der energetischen


Futterwertprüfung NRW der letzten neun Jahre. Mischfutter mit höherem Energiegehalt 

werden demnach systematisch unterschätzt. Eine Anpassung der 

Schätzgleichungen scheint geboten. 

ME GfE 96 [MJ/kg TM] 

14,0 

13,5 

13,0 

12,5 

12,0 

11,5 

11,0 

10,5 

Milchleistungsfutter ab 1999, LK NRW Haus Riswick, n = 456 

-361 - 

y = 0,5213x + 5,8167 

R 2 = 0,5869 

ME (GfE 1996) 

Linear (ME (GfE 1996)) 

10,0 

10,0 10,5 11,0 11,5 12,0 

ME in vivo [MJ/kg TM] 

12,5 13,0 13,5 14,0 

Abb. 1: Vergleich des aus Verdauungsversuchen abgeleiteten ME-Gehaltes 

(in vivo) mit dem über die Gleichung der GfE (1996) geschätzten ME- 

Wert 


Berücksichtigt wurden Mischfutter für Wiederkäuer aus der energetischen Futterwertprüfung, 

bei denen der Energiegehalt im Rahmen einer Verdaulichkeitsmessung 

gemäß den Vorgaben der GfE (1991) aus den verdaulichen Rohnährstoffen 

abgeleitet wurde. Die Analyse der Rohnährstoffgehalte, der ADForg und 

NDForg sowie der Stärke erfolgte gemäß den Vorschriften des Methodenbuches 

des VDLUFA (2007). 

Aus folgenden Einrichtungen standen Datensätze zur Verfügung: 

• Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen, LZ Haus Riswick, Kleve 

• Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft, Institut für Tierernährung und 

Futterwirtschaft, Poing-Grub


Die Mischfutter wurden in den Jahren 1999 bis 2008 der Verdaulichkeitsprüfung 

unterzogen. Im LZ Haus Riswick wurden Futter aus Nordrhein-Westfalen, Niedersachsen, 

Hessen und Rheinland-Pfalz sowie aus Belgien und den Niederlanden 

geprüft. Tabelle 1 informiert über den Prüfumfang bei verschiedenen Futterarten. 

Tab. 1: Umfang der verschiedenen Futterarten in der energetischen Futterwertprüfung 

Einrichtung 

Anzahl 

gesamt 

MLF RM KF 

Haus Riswick 338 308 27 3 

Grub 11 4 - 7 

Gesamt 349 312 27 10 

MLF = Milchleistungsfutter, RM = Rindermastfutter, KF = Kälberaufzuchtfutter 

Tab 2: Rohnährstoffgehalte, Verdaulichkeiten und Energiegehalte aller ausgewerteten 

Wiederkäuermischfutter, n = 349 

Einheit Mittel s 

5 % 

Quantil 

95 % 

Quantil 

min max 

TM g/kg 888 11,8 869 908 858 929 

XA g/kg TM 77 14,6 61 110 51 140 

XP g/kg TM 232 50,1 188 365 155 455 

XL g/kg TM 42 10,9 30 58 14 129 

XF g/kg TM 105 24,5 66 144 47 216 

XS g/kg TM 208 89,4 67 346 32 490 

XZ g/kg TM 85 21,7 50 120 27 184 

NDForg g/kg TM 299 71,4 178 404 79 468 

ADForg g/kg TM 148 42,6 84 212 50 373 

NFC g/kg TM 349 80,8 223 491 167 577 

Gb 

ml/200 mg 

57,2 4,5 47,4 62,3 38,1 65,3 

TM 

ELOS g/kg TM 792 48,2 709 861 638 924 

DOM % 84 3,1 78 88 72 93 

ME* MJ/kg TM 12,4 0,51 11,6 13,3 10,5 13,9 

NEL* MJ/kg TM 7,73 0,38 7,06 8,32 6,32 8,79 

* aus den verdaulichen Rohnährstoffen abgeleitet 

-362 -


Ingesamt kamen 349 Mischfutter in die Auswertung. Die Datensätze wurden 

nach dem ME-Gehalt sortiert und anschließend wurde jeder fünfte Datensatz der 

Validierungsdatei zugeordnet. Die Tabelle 2 zeigt die Rohnährstoffgehalte der 

Datensätze sowie deren Variationen. 

Es wurden Regressionsgleichungen für die aus der Verdaulichkeitsprüfung ermittelten 

Gehalte an ME mit Hilfe von SAS-Prozeduren im Stepwise-Verfahren 

abgeleitet. In den Schätzmodellen verblieben nur solche Parameter, die ein Signifikanzniveau 

von p = 0,15 unterschritten. Folgende Variablen wurden für die 

Ableitung von Schätzgleichungen berücksichtigt: 

• Rohnährstoffe: XA, XP, XL, XF, ADForg, NDForg, XS 

• in vitro-Kriterien: Gb, ELOS 

Die Verwendung von Rohfaser bzw. NDForg oder ADForg erfolgte alternativ. 

Eine zusätzliche Beschränkung bestand darin, dass ADForg und NDForg nicht 

gleichzeitig als Variablen einer Schätzgleichung fungieren konnten. Des Weiteren 

wurden Gleichungen mit und ohne Absolutglied geprüft. 

3. Ergebnisse 

Maßstab für die Güte von Schätzgleichungen sind das Bestimmtheitsmaß (R²) 

und der relative Schätzfehler. Die Tabelle 3 zeigt die gewählten Variablen von 

acht verschiedenen Schätzgleichungen mit und ohne Berücksichtigung eines 

Absolutglieds und deren Gütekriterien. Ebenfalls angegeben sind die Schätzfehler 

und die Werte für die Verzerrung („bias“), die sich bei Anwendung der Gleichungen 

für die Validierungsdatensätze ergeben. 

Die Schätzfehler der acht geprüften Gleichungen variieren für die Daten der 

Schätzdatei zwischen 1,87 und 3,17 %. Gleichungen ohne Absolutglied weisen 

um 0,46 bis 1,16 Prozentpunkte höhere Schätzfehler auf. Diese Unterschiede in 

den Schätzfehlern sind als erheblich zu betrachten, so dass Gleichungen ohne 

Absolutglied nicht weiter verfolgt werden. 

Bei Gleichungen mit Absolutglied sind die Gasbildungsgleichungen den ELOS- 

Gleichungen geringfügig überlegen. Die Verwendung der Rohfaser führt zu gleichen 

Genauigkeiten wie der Einsatz der Variablen ADForg bzw. NDForg. 

-363 -


Tab. 3: Darstellung der Modelle mit den jeweiligen Variablen sowie Bestimmtheitsmaß, 

Schätzfehler und Bias für die Schätz- bzw. Validierungsdaten 

Angebotene 

Variablen 

Modell 1a Modell 1b Modell 2a Modell 2b 

XA, XP, XL, 

XS, XF,Gb 

XA, XP XL, 

XS, XF, 

ELOS 

-364 - 

XA, XP, XL, 

XS, ADForg, 

Gb 

XA, XP, XL, 

XS, NDForg, 

ELOS 

Gewählte Variablen 

Absolutglied x x x x 

XA x x x x x 

XP x x x x x x x x 

XL x x x x x x x x 

XF x x x x 

XS x x x x x x x x 

NDForg x x 

ADForg x x 

Gb x x x x 

ELOS x x x x 

Schätzdatei, n = 280 

R² 0,80 0,77 0,79 0,76 

Schätzfehler, % 1,87 2,36 2,01 3,17 1,89 2,35 2,04 2,96 

Validierungsdatei, n = 69 

Schätzfehler, % 2,01 2,65 2,06 2,96 2,00 2,64 2,03 2,93 

Bias, MJ ME/kg 

TM 

-0,03 -0,03 -0,03 -0,05 -0,03 -0,02 -0,03 -0,06 

Die Schätzfehler der acht geprüften Gleichungen variieren für die Daten der 

Schätzdatei zwischen 1,87 und 3,17 %. Gleichungen ohne Absolutglied weisen 

um 0,46 bis 1,16 Prozentpunkte höhere Schätzfehler auf. Diese Unterschiede in 

den Schätzfehlern sind als erheblich zu betrachten, so dass Gleichungen ohne 

Absolutglied nicht weiter verfolgt werden. 

Bei Gleichungen mit Absolutglied sind die Gasbildungsgleichungen den ELOS- 

Gleichungen geringfügig überlegen. Die Verwendung der Rohfaser führt zu gleichen 

Genauigkeiten wie der Einsatz der Variablen ADForg bzw. NDForg.


In Analogie zu den Grobfuttergleichungen sollten auch für die Energieschätzung 

von Mischfutter für Rinder Gleichungen mit den Variablen NDForg oder AD- 

Forg gegenüber Schätzungen auf Basis der Rohfaser bevorzugt werden, da die 

Detergenzienfasern eine vollständigere Erfassung der Zellwandbestandteile 

liefern als die Kenngröße Rohfaser. Hinzu kommt die Tatsache, dass die Detergenzienfasern 

weltweit gebräuchlicher sind als die traditionelle Rohfaserfraktion. 

Beachtet werden sollte aber, dass bisher für die NDForg und ADForg keine 

Analysenspielräume bzw. Toleranzen vom VDLUFA bzw. vom Verordnungsgeber 

festgelegt sind. Dies macht einen Einsatz der Schätzgleichungen in der 

amtlichen Futtermittelüberwachung bisher unmöglich. Jedoch dürfte es möglich 

sein, relativ kurzfristig die Analysenspielräume auch für die Detergenzienfasern 

festzulegen, da davon auszugehen ist, dass mittlerweile ausreichende Analysenumfänge 

in den Untersuchungsinstituten zur Festlegung der Analysenspielräume 

vorhanden sind. Aus diesen Erwägungen sollten die Gleichungen 2a und 

2b favorisiert werden. 

Auch bei hohen bzw. niedrigen Gehalten an Rohprotein, Rohfett, Rohfaser und 

Stärke werden mit den neuen Gleichungen zuverlässige Schätzwerte für den 

Energiegehalt ermittelt. Im Vergleich zur Schätzgleichung der GfE von 1996 ergeben 

sich deutliche Vorteile, d. h. es werden genauere Schätzergebnisse insbesondere 

in den Randbereichen der Verteilung erzielt. 


1. Die aktuell gültigen Schätzgleichungen für den Energiegehalt von Wiederkäuermischfuttern 

(GfE 1996) führen insbesondere bei den energiereichen 

Futtern zu einer systematischen Unterschätzung in nennenswerter Größenordnung. 

Ursächlich hierfür ist eine im Vergleich zu den für die Ableitung der bisherigen 

Schätzgleichungen genutzten Mischfuttern geänderte Zusammensetzung 

der Futter, die vor allem zu höheren Stärkegehalten führt. 

2. Für die Ableitung und Validierung neuer Schätzgleichungen stand ein Datenpool 

von 349 Mischfuttern der Jahre 1999 bis 2008 aus zwei Versuchseinrichtungen 

zur Verfügung. Bei diesen Futtern wurde nach einer Verdaulichkeitsmessung 

an Hammeln der Energiegehalt aus den verdaulichen Rohnährstoffen 

abgeleitet. Die Mischfutter können als repräsentativ für das heute am Markt verfügbare 

Kraftfutter betrachtet werden. 

-365 -


3. Es wurden insgesamt acht verschiedene Schätzgleichungen im Hinblick auf 

Schätzfehler und Bestimmtheitsmaß geprüft. Gleichungen ohne Absolutglied 

zeigten einen deutlichen höheren Schätzfehler. Bei den Gleichungen mit Absolutglied 

ergaben sich tendenziell bessere Schätzgenauigkeiten bei solchen 

Modellen, die die in vitro-Größe Gasbildung verwenden. Da die Unterschiede 

im Vergleich zu den ELOS-Gleichungen nicht sehr groß sind und in den bundesweiten 

Untersuchungseinrichtungen beide in vitro-Kenngrößen alternativ zur 

Anwendung kommen, werden zur Schätzung des ME-Gehaltes (MJ/kg TM) die 

beiden folgenden Gleichungen auf der Basis der Gasbildung (2a) und des Gehaltes 

an ELOS (2b) empfohlen: 

Modell 2a Modell 2b 

Absolutglied 7,17 9,67 

XA -0,01171 -0,01698 

XP +0,00712 +0,00340 

XL +0,01657 +0,01126 

XS +0,00200 +0,00123 

NDForg -0,00097 

ADForg -0,00202 

Gb +0,06463 

ELOS +0,00360 

R² 0,79 0,76 

Schätzfehler, % 1,89 2,04 

Rohnährstoffgehalte in g/kg TM, Gb in ml/200 mg TM 

4. Für die in den Schätzgleichungen verwendeten Variablen sollten folgende 

Restriktionen berücksichtigt werden: 

Variable 

Empfohlener Anwendungsbereich 

von 

XA, g/kg TM 55 bis 140 

XP, g/kg TM 155 bis 455 

XL, g/kg TM 15 bis 100 

XS, g/kg TM 35 bis 440 

NDForg, g/kg TM 150 bis 450 

ADForg, g/kg TM 55 bis 370 

Gb, ml/200 mg TM 40 bis 65 

ELOS, g/kg TM 645 bis 920 

5. Weiterhin wird gefolgert, dass die Schätzgleichungen für alle Mischfutter für 

Wiederkäuer (Rinder, Schafe, Ziegen) Gültigkeit besitzen. 

-366 -


6. Der Gehalt an NEL in Mischfuttern für Milchkühe lässt sich aus den ME-Werten 

nach den Vorgaben der GfE (2001) unter Berücksichtigung der Umsetzbarkeit 

der Bruttoenergie und des Teilwirkungsgrades der ME für die Milchbildung kalkulieren. 

5. Literatur 

GfE [Ausschuss für Bedarfsnormen der Gesellschaft für Ernährungsphysiologie], 

1991: Leitlinien zur Bestimmung der Verdaulichkeit von Rohnährstoffen 

an Wiederkäuern, J. Anim. Physiol. Anim. Nutr. 65, 229-234. 


1995: Zur Energiebewertung beim Wiederkäuer. Proc. Soc. Nutr. 

Physiol. 4, 121-123. 

GfE [Ausschuss für Bedarfsnormen der Gesellschaft für Ernährungsphysiologie] 

(1996): Formeln zur Schätzung des Gehaltes an Umsetzbare Energie 

und Nettoenergie-Laktation in Mischfuttern. Proc. Soc. Nutr. Physiol. 5, 

153-155. 


2001: Energie- und Nährstoffbedarf landwirtschaftlicher Nutztiere, 

Nr. 8: Empfehlungen zur Energie- und Nährstoffversorgung der Milchkühe 

und Aufzuchtrinder. DLG-Verlag, Frankfurt a. Main. 

NN, 2009: Grüne Broschüre TE: Das geltende Futtermittelrecht (Dez. 2009) 

Van Soest, P.J., 1963: The use of detergents in the analysis of fibrous feeds. II. A 

rapid method for the determination of fiber and lignin. J. Assoc. Offic. Agric. 

Chem. 46, 829-835. 


(VDLUFA) (Hrsg.), 1976: VDLUFA Methodenbuch, Band 3, mit Ergänzungslieferungen 

von 1983, 1988, 1993, 1997, 2004, 2006 und 2007, 


-367 -


Ein Verfahren zur Schätzung der 

Dünndarmverdaulichkeit von Aminosäuren beim 

Schwein 

K. Rutzmoser 1 , H. Lindermayer 1 , G. Propstmeier 1 

1 Institut für Tierernährung und Futterwirtschaft ITE, Grub 

1. Einführung und Fragestellung 

Die Bewertung der Versorgung mit Aminosäuren auf der Ebene der Dünndarmverdaulichkeit 

wird als genaueres Verfahren in der Schweinefütterung angesehen. 

Die veröffentlichten Empfehlungen für Schweine beruhen auf dünndarmverdaulichen 

Aminosäuren (GfE, 2006). Für die Anwendung sind die Gehalte an 

dünndarmverdaulichen Aminosäuren in Futtermitteln erforderlich. Diese sind 

aus den Bruttogehalten an Aminosäuren mal deren Dünndarmverdaulichkeit 

zu errechnen. Während für Bruttogehalte hinreichend Tabellenwerke verfügbar 

sind, wurden die Dünndarmverdaulichkeiten der Aminosäuren bisher nur an 

einer begrenzten Anzahl von Futtermitteln festgestellt (GfE, 2006). Bei einem 

beachtlichen Teil davon liegen auch nur relativ wenige Versuche vor, was die Sicherheit 

der Angaben einengt. Bei dem erforderlichen Aufwand für solche Untersuchungen 

mit fistulierten Schweinen ist in absehbarer Zeit auch keine entscheidende 

Erweiterung der Datenbasis zu erwarten. Die durchgängige Umsetzung 

der Bewertung mit dünndarmverdaulichen Aminosäuren verlangt aber hinreichend 

genaue Werte für alle in der Schweinefütterung verwendeten Futtermittel. 

Mit dieser Arbeit soll ein Verfahren zur Schätzung der Dünndarmverdaulichkeit 

vorgeschlagen werden, welches allgemein verfügbare und sachlich begründete 

Kennwerte mit hinreichender statistischer Genauigkeit verwendet. 

2. Hintergrund 

In der Schweinefütterung kann davon ausgegangen werden, dass das Rohprotein 

nahezu die Summe der Aminosäuren ist. Deshalb ist das dünndarmverdauliche 

Rohprotein nahezu die Summe der dünndarmverdaulichen Aminosäuren. 

Im Dickdarm bis zur Ausscheidung im Kot können zwar die Aminosäuren 

umgesetzt werden, die Menge an Stickstoff (N) oder Rohprotein verändert sich 

-368 -


jedoch nur geringfügig. Folglich ist eine Verknüpfung der Dünndarmverdaulichkeit 

von Aminosäuren (über die Dünndarmverdaulichkeit des Rohproteins) mit 

der scheinbaren Verdaulichkeit des Rohproteins (Ausscheidung im Kot) naheliegend. 

Da die Verdauungsquotienten des Rohproteins für alle bedeutsamen 

Futtermittel für Schweine tabelliert sind (DLG, 1991), erscheint es zweckmäßig, 

Schätzgleichungen auf dieser Grundlage zu entwickeln. 

3. Datengrundlage 

Zur Ableitung der Gleichungen wurden die bisher veröffentlichten Werte der 

Dünndarmverdaulichkeiten (dVQ) heran gezogen (GfE, 2006). Es sind für 23 

Futtermittel Dünndarmverdaulichkeiten von Rohprotein und Aminosäuren aufgeführt. 

Die Futtermittel mit einer größeren Anzahl an Versuchen (über 12) und 

entsprechend besser gesicherten Werten wurden getrennt bearbeitet. Zu den 

betreffenden Futtermitteln wurden die Daten der scheinbaren Rohproteinverdaulichkeit 

aus den DLG-Futterwerttabellen für Schweine (1991) hinzu gefügt. 

Die reinen Aminosäuren wurden mit Verdaulichkeiten von 100 % wie ein Futtermittel 

behandelt. Weiter wurden die Gehalte der Futtermittel an Bruttoaminosäuren 

aus den in der Beratung verwendeten Dateien verwendet. Diese fassen die 

verfügbaren Tabellenwerke (DLG, 1976, DEGUSSA, 1996, DEGUSSA, 2001) 

und Untersuchungsergebnisse zusammen. 

4. Vorgehensweise 

Es wurde approximativ eine Schätzgleichung der Dünndarmverdaulichkeit der 

Aminosäure (dVQ AS) in Abhängigkeit von der scheinbaren Rohproteinverdaulichkeit 

(sVQ RP) abgeleitet. Die Gleichung in der allgemeinen Form kann folgendermaßen 

beschrieben werden: 

dVQ AS = a + b * (100 – sVQ RP) **c 

Bei der Ableitung der Formel wurde nach diesen Grundsätzen vorgegangen: 

Die scheinbare Rohproteinverdaulichkeit (sVQ RP) wird mit dem Abzugsglied 

(100 – sVQ RP) in den unverdaulichen Teil umgewandelt. Das Absolutglied a 

wird 100 gesetzt, was bei einer sVQ RP von 100 eine dVQ AS von 100 ergibt, was 

für reine Aminosäuren zutrifft. 

-369 -


Das Steigungsmaß b wird so eingestellt, dass die gemitteten Abweichungen 

klein werden. Mit dem Exponentfaktor (hoch **c) wird das X-Glied (100 – sVQ 

RP) potenziert und damit die X-Werte so umgeformt, dass die Funktionslinie in 

der passenden Krümmung an den Werteverlauf angepasst werden kann. 

5. Ableitung der Schätzgleichung am Beispiel Lysin 

In der Abb. 1 ist die Schätzung des dVQ von Lysin abgeleitet. Von den umfangreich 

untersuchten Futtermitteln (und Reinlysin) sind die dVQ Lysin nach GfE gegen 

die scheinbare RP-Verdaulichkeit aufgetragen. Die Formel wird in Steigung 

(b) und Krümmung (c) so angepasst, dass die Schätzung den vorgegebenen 

GfE-Werten nahe kommt. Dabei ergab sich folgende Formel: 

dVQ AS = 100 – 0,8 * (100 – sVQ RP) **1,1 

Abb. 1: Schätzung der dVQ von Lysin (%) aus sVQ RP (%) 

6. Berechnung der Gehalte an dv Lysin 

In der Abb. 2 sind die Gehalte an dv Lysin, berechnet aus der dVQ-Schätzung 

den Gehalten in den Futtermitteln nach GfE-dVQ zugeordnet. Hierzu wurden die 

Bruttogehalte mit den beiden dVQen verrechnet. Es zeigt sich in dieser Form das 

-370 -


sehr hohe Bestimmtheitsmaß von 0,998. Hier kommt zum Ausdruck, dass der 

Fehler der dVQ-Schätzung für die Berechnung der Gehalte an dv Aminosäuren 

nahezu unerheblich wird. Werden alle tabellierten Futtermittel mit dVQ Lysin 

(GfE, 2006), auch mit wenigen Versuchen einbezogen, ergibt sich eine etwas 

größere Reststreuung, das Bestimmtheitsmaß ist mit 0,991 aber immer noch 

sehr hoch. 

Abb. 2: dv Lysin (g/kg) nach GfE und Schätzung 

7. Schätzgleichungen für weitere Aminosäuren 

Vergleichbar der vorher für Lysin gezeigten Vorgehensweise wurden die Dünndarmverdaulichkeiten 

für weitere Aminosäuren abgeleitet. Die gefundenen Gleichungen 

sind nachfolgend aufgeführt. 

dVQ Lysin = 100 – 0,8 * (100 – sVQ RP) **1,1 

dVQ Methionin = 100 – 2,8 * (100 – sVQ RP) **0,6 

dVQ Cystin = 100 – 5,0 * (100 – sVQ RP) **0,5 

dVQ Threonin = 100 – 3,8 * (100 – sVQ RP) **0,6 

dVQ Tryptophan = 100 – 7,0 * (100 – sVQ RP) **0,4 

dVQ Isoleucin = 100 – 5,8 * (100 – sVQ RP) **0,4 

dVQ Leucin = 100 – 3,0 * (100 – sVQ RP) **0,6 

dVQ Valin = 100 – 6,4 * (100 – sVQ RP) **0,4 

-371 -


Mit diesen Gleichungen kann für jedes Futtermittel aus der Verdaulichkeit des 

Rohproteins, welche z.B. in den DLG-Tabellen für Schweine (1991) enthalten ist, 

die Dünndarmverdaulichkeit der aufgeführten Aminosäuren geschätzt werden. 

Mit den üblicherweise aus Tabellen entnommenen Bruttogehalten errechnen 

sich dann die Gehalte an dünndarmverdaulichen Aminosäuren. 

8. Anwendung in der Beratung 

Die gezeigten Schätzgleichungen der Dünndarmverdaulichkeiten der Aminosäuren 

sind in die Tabellenwerke eingearbeitet. In den Datentabellen wird aus 

der gespeicherten Verdaulichkeit des Rohproteins (überwiegend aus den DLG- 

Futterwerttabellen Schweine 1991) und dem ebenfalls gespeicherten Bruttogehalt 

der Aminosäure der Gehalt der dünndarmverdaulichen Aminosäuren Lys, 

Met+Cys, Thr und Trp errechnet und fest gehalten. Diese Rechenvorgänge sind 

auch im Futteroptimierungsverfahren nach Zielwerten ZIFOwin (ZIelwertFutter- 

Optimierung) enthalten, welches den Beratungskräften in Bayern zur Verfügung 

steht und auch von Landwirten erworben werden kann. Werden die Ausgangswerte 

eines Futtermittels verändert, beispielsweise der Rohproteingehalt, werden 

neben anderem auch die dünndarmverdaulichen Aminosäuren nach dem 

geschilderten Vorgang neu berechnet. Im Ergebnis einer Berechnung (Bildschirmanzeige 

oder Ausdruck) werden die Gehalte einer Mischung an Brutto- 

und dünndarmverdaulichen Aminosäuren den zugehörigen Bedarfsrichtwerten 

(Zielwerten) zugeordnet und können mit einander verglichen werden. 


Mit den vorgeschlagenen Schätzgleichungen kann die Dünndarmverdaulichkeit 

von Aminosäuren aus der scheinbaren Rohproteinverdaulichkeit mit hinreichender 

Genauigkeit geschätzt werden. In den entsprechenden Tabellenwerken sind 

Bruttogehalte der Aminosäuren und VQen des Rohproteins für alle Futtermittel 

in der Schweinefütterung verfügbar. Daraus können mit den Schätzwerten der 

Dünndarmverdaulichkeiten die Gehalte an dv Aminosäuren berechnet werden. 

Somit stehen die erforderlichen Gehaltsdaten der Futtermittel zur Verfügung. 

Diese können mit den Empfehlungen zur Versorgung an dünndarmverdaulichen 

Aminosäuren verknüpft werden. Die in der Beratung in Bayern angewendete 

„Zielwert-Futteroptimierung ZIFOwin“ bietet die entsprechenden Daten 

-372 -


an. Die dargestellte Vorgehensweise eröffnet einen gangbaren Weg, die neuen 

Erkenntnisse zum Aminosäurenbedarf in der Fütterung der Schweine umzusetzen. 

Damit kann ein Beitrag dazu geleistet werden, um sowohl kosten- und umweltbelastende 

Überversorgungen wie auch leistungsmindernde Unterversorgungen 

einzuschränken. 

10. Literatur 

DEGUSSA, 1996: Aminosäurezusammensetzung von Futtermitteln. 4. Überarbeitete 

Auflage. 

DEGUSSA, 2001: The Amino Acid Composition of Feedstuffs. 5 th completly revised 

edition . 

DLG, 1976: DLG-Futterwerttabellen – Aminosäuregehalte in Futtermitteln. 

Frankfurt a. Main. 

DLG, 1991: DLG-Futterwerttabellen – Schweine. 6. Auflage, Frankfurt a. Main. 

GfE, 2006 : Ausschuss für Bedarfsnormen der Gesellschaft für Ernährungsphysiologie, 

Empfehlungen zur Energie- und Nährstoffversorgung von 

Schweinen, Frankfurt a. Main. 

-373 -


VFT-Prüfung der mikrobiologischen Qualität von 

Mischfutter 

K.-H. Grünewald 1 , E. Bucher 2 , G. Steuer 3 

1 Verein Futtermitteltest e.V. (VFT), Bonn, 2 Bayerisches Landesamt für Gesundheit 

und Lebensmittelsicherheit, Oberschleißheim, 3 VFT-Koordinierungsstelle, 

Groß-Umstadt 


Im Rahmen der tierischen Produktion kommt der Futterqualität eine bedeu tende 

Rolle zu. Dabei ist neben der Ausstattung mit Energie, Nähr-, Mineral- und Wirkstoffen 

auch die Futterhygiene von entscheidender Bedeutung. Zur Einschätzung 

der Futterhygiene besteht ein großer Informationsbedarf, insbesondere im 

Hinblick auf gesetzliche Anforderungen, wie die Lebensmittelbasis-Verordnung 

(EU, 2002), die Futtermittelhygieneverordnung (EU, 2005) und das nationale 

Futtermittelrecht (BMELV, 2005). Während generelle Infor mationen zur Futtermittelqualität 

(Inhaltsstoffe) über die amtliche Futter mittel kontrolle, das DLG- 

Gütezeichen, die Erhebungen von Beratungs ein richtungen (Landwirtschaftskammern, 

Ämter, Beratungsringe etc.) und den VFT (Warentests) zu bekommen 

sind, liegen im Bereich der Futtermittelhygiene / unerwünschten Stoffe fast nur 

Ergebnisse aus der amtlichen Futter mittelkontrolle (v. a. zu Einzelfuttermitteln) 

und wenige aus Erhebungen einzelner Beratungseinrichtungen (v. a. Komponenten 

wie Grundfutter oder Getreide) sowie DLG und VFT (spezielle Monitorings) 

vor. 

Daher erscheint sinnvoll, Informationen zur Futterhygiene in Mischfutter zu erheben, 

um auch die Qualität der Mischfutter hinsichtlich der Futterhygiene beurteilen 

zu können. Es stellt sich die Frage nach: 

• Umfang mikrobieller Besiedlung, Beurteilung der ermittelten Daten 

• Kontamination mit Mykotoxinen + Beurteilung der Mykotoxingehalte 


Als Grundlage zweier Monitorings zur „Futterhygiene“ wurden die im Rahmen 

des VFT-Warentests im Winter 2004 beprobten Futter gewählt. Im Rahmen einer 

-374 -


Stichprobe wurden Futter für Rinder, Schweine und Legehennen (n = 143) zur 

Prüfung der mikrobiologischen Beschaffenheit untersucht. Wegen der besonderen 

Empfindlichkeit von Tieren mit hoher Produktivität oder sehr jungen Tieren 

wurde die Probenauswahl v. a. auf Futter für Milchkühe, Sauen, Ferkel und Legehennen 

konzentriert. Die Untersuchung umfasste die Bestimmung produkttypischer 

und verderb anzeigender Keime und erfolgte in mehreren LUFA-Labors 

unter Berücksichtigung der vorgesehenen Methode der Keimzählung und Auswertung 

nach IAG-EFMO. Die Beurteilung erfolgte nach dem Orientierungswertschema 

des Arbeits kreises “Futtermittel mikro biologie” der Fachgruppe VI 

(Futtermittel) des VDLUFA (2002). 

Die Prüfung auf Mykotoxine umfasste im Rahmen einer Stichprobe 165 Futter für 

Rinder, Schweine und Geflügel (Legehennen). Die Analyse umfasste die Parameter 

Deoxynivalenol (DON), Zearalenon (ZEA) und Ochratoxin A (OTA). Die 

Analyse erfolgte nach HPLC-Methode in verschiedenen LUFA-Labors. Eine Beurteilung 

erfolgte anhand von Orientierungswerten (OW) (DLG, 2000). 

3. Ergebnisse 

3.1 Mikrobiologische Qualität 

Die Einschätzung der mikrobiologischen Qualität dient der Feststellung der “handelsüblichen 

Reinheit und Unverdorbenheit” der Futtermittel, die nach LFGB rechtlich 

gefordert wird (BMELV, 2005). Zum praktischen Umgang (Hilfestellung) mit dieser 

sehr unbestimmten Regelung wurde seitens des Arbeitskreises Futtermittelmikrobiologie 

auf Basis statistischer Auswertungen der Verteilung der Keimgehalte in 

einer großen Anzahl von Futtermitteln ein Schema von Orientierungswerten erarbeitet, 

das auch bei der amtlichen Kontrolle angewendet wird. Hierdurch ist eine Beurteilung 

der “Handelsüblichkeit”, jedoch nicht der “Schädlichkeit” für das Tier möglich. 

3.1.1 Datenbasis und Ergebnisse 

Die Prüfung umfasste insgesamt 143 Mischfutter (40 Rinderfutter, 81 Schweinefutter 

und 22 Geflügelfutter) - siehe Tabelle 1. Die Rinderfutter und die Schweinefutter 

(mit Ausnahme der Ergänzungsfutter) waren überwiegend pelletiert 

(Erhitzung), die Legehennenfutter v. a. mehlförmig. Während bei Ergänzungsfutter 

und Ferkelfutter überwiegend Sackware beprobt wurde, handelte es sich 

bei Rinderfutter und Sauenfutter überwiegend um lose Ware. 

-375 -


Tab. 1: Aufgliederung der geprüften Futter 

Rinder Schweine LegeMilchküheMastrinder 

Ferkel Sauen 

... 

hennen 

Alleinfutter 38 39 20 

Ergänzungsfutter 33 7 4 2 

gesamt 40 81 22 

Die Erfassung der mikrobiologischen Beschaffenheit erfolgt durch Auszählung 

der verschiedenen 19 Indikatorkeime, die 7 Keimgruppen (KG) zugeordnet werden. 

Die ermittelten Keimzahlen der einzelnen Keimgruppen werden in 4 Keimzahlstufen 

(KZS 1 bis 4) nach dem genannten Orientierungswertschema des 

VDLUFA (2004). eingestuft. Anschließend werden die einzelnen KZS im Rahmen 

dieses Schemas zu einer Qualitätsstufe (QS) zusammengefasst. 

Auf die Darstellung der Zuordnung der einzelnen Keime (Bakterien, Hefen, Pilze) 

auf die KG und die Darstellung der Keimzahlen für die einzelnen Keime soll 

an dieser Stelle verzichtet werden. In Tabelle 2 wird die Häufigkeit der Zuordnung 

der Keimgehalte zu den einzelnen KZS aufgeführt. 

Tab. 2: Zuordnung der Keimgehalte der einzelnen Keimgruppen (KG) zu 

Keimzahlstufen (KZS); Häufigkeit (n) 

KG 1* KG 2** KG 3** KG 4* KG 5** KG 6** KG 7** 

KZS 1 141 134 143 141 142 142 141 

KZS 2 2 8 - 2 1 1 2 

KZS 3 - 1 - - - - - 

KZS 4 - - - - - - - 

* produkttypische, ** verderbanzeigende Keimgruppen 

Das Ergebnis zeigt, dass die Keimgehalte überwiegend in der KZS 1 zu finden sind. 

In einigen Fällen sind die Gehalte der KZS 2 zuzuordnen, in einem Fall der KZS 3. Bei 

Betrachtung der Auffällig keiten im Einzelnen waren verschiedene KG mit produkttypischen 

Bakterien und Pilzen bzw. verderbanzeigenden Bakterien, Pilzen oder Hefen 

betroffen. Der Schwerpunkt der erhöhten Gehalte lag mit 9 Proben (6,3 % der Futter) 

bei KG 2 (verderb anzeigende Keime: Bazillen, Staphylokokken). Es waren sowohl 

mehl förmige als auch pelletierte Futter, Futter mit und ohne Säurezusatz betroffen. 

-376 -


3.1.2 Bewertung der mikrobiologischen Beschaffenheit 

Die Beurteilung erfolgt anhand eines Orientierungswertschemas des Arbeitskreises 

Futtermittelmikrobiologie. Die Definition der einzelnen Qualitäts stufen 

(QS) ist in Übersicht 1, die Zuordnung der geprüften Futter in Tabelle 3 aufgeführt. 

Übersicht 1: Definition der QS zur mikrobiologischen Beschaffenheit 

QS I Handelsübliche Qualität ohne Auffälligkeiten im Keimbesatz 

QS II Keimgehalte leicht erhöht bis erhöht; geringgradige bis mäßige 

Qualitätsminderung 

QS III Keimgehalte deutlich erhöht; Qualität herabgesetzt bis deutlich 

herabgesetzt; Probleme können im Einzelfall auftreten 

QS IV Keimzahlen überhöht / stark überhöht; fortgeschrittener Verderbnisprozess; 

von einer Verfütterung wird abgeraten 

Tab. 3: mikrobiologische Beurteilung der geprüften Futter; Zuordnung der 

Futter zu den Qualitätsstufen QS I bis QS IV, in % 

Futtermittel für Rinder Schweine Legehennen Gesamt 

n 40 81 22 143 

QS I 90,0 91,4 86,4 90,2 

QS II 7,5 8,6 13,6 9,1 

QS III 2,5 0 0 0,7 

QS IV 0 0 0 0 

Insgesamt waren 129 von 143 Futtern (90,2 %) ohne Auffälligkeiten – hier lag 

eine handelsübliche Qualität vor. Diese Futter erreichten somit die Qualitäts stufe 

I (QS I). Dies betrifft alle Futter (unabhängig vom Einsatzbereich Rind, Schwein, 

Legehenne) wie Tabelle 3 zeigt. Allerdings mussten auch 13 Proben (9,1 %) 

wegen leicht erhöhter Keimgehalte in die QS II eingeordnet werden. Der etwas 

höhere Anteil beim Legehennenfutter ist aufgrund der niedrigen Probenzahl 

(n = 22) zu relativieren. Lediglich in einem Fall (0,7 %) erfolgte eine Bewertung in 

QS III (Rinderfutter). Die auffälligen Futter waren aber durchaus für die Fütterung 

geeignet und auch rechtlich nicht zu beanstanden. Es wurde kein Futter mit stark 

-377 -


erhöhten Gehalten verderbanzeigender Keime festgestellt. Bei den Futtern mit 

leicht erhöhten Keimgehalten liegt eine geringgradige Qualitätsminderung vor. 

Die Futter sind grundsätzlich unproblematisch und in der Fütterung einsetzbar, 

ein kleines Risiko kann jedoch bestehen. Auch bei den Ferkelfuttern ist trotz der 

auffälligen Proben in QS II grundsätzlich kein Problem bei der Verfütterung zu erwarten. 

Die KG 4 umfasst u. a. auch die Fusarien. Bei Auffälligkeiten in KG 4 sollte 

ggf. geprüft werden, ob erhöhte Fusariengehalte vorliegen und eine Untersuchung 

auf Mykotoxine erfolgen, da hier gerade Ferkel empfindlich reagieren können. 

Bei Verfütterung des Futters mit QS III an Milchkühe könnten ggf. Probleme 

auftreten. Hier ist die Situation des Einzelfalls zu sehen. 

3.2 Mykotoxine 

3.2.1 Datenbasis und Ergebnisse 

Die Mykotoxingehalte der Futtermittel sind recht unterschiedlich. Grundsätzlich 

wird nicht von einer Normalverteilung ausgegangen, sondern eine nesterweise 

Verteilung der Toxine im Futter angenommen. Bei den hier geprüften Proben 

handelt es sich allerdings um Mischfutter, bei dessen Herstellung die Komponenten 

gleichmäßig vermischt werden, sodass davon auszugehen ist, dass im 

fertigen Mischfutter eine gleichmäßigere Verteilung erreicht wird. Die Gehalte 

der Mykotoxine Deoxynivalenol (DON), Zearalenon (ZEA) und Ochratoxin A 

(OTA) sind in den Abb. 1a-c jeweils in aufsteigender Reihenfolge grafisch dargestellt. 

Median und Spannbreite der ermittelten Gehalte sind in Tabelle 4 zu sehen. 

Tab. 4: Mykotoxingehalte der geprüften Futter (n = 165) 

Mykotoxine DON ZEA OTA 

mg/kg mg/kg µg/kg 

Mittelwert 0,22 0,013 0,55 

Median 0,16 0,008 0,25 

Minimum 0,01 0,001 0,05 

Maximum 4,12 0,101 5,0 

Um trotz unterschiedlicher Analysengenauigkeit der einbezogenen Labors den 

Vergleich der Daten zu ermöglichen, wurden die unterhalb der Nach weis- bzw. 

Bestimmungsgrenze liegenden Werte mit 50 % der jeweiligen „Grenz werte“ für 

die statistische Bearbeitung und Ergebnisdarstellung berücksichtigt. 

-378 -


DON, mg / kg 

5 

4 

3 

2 

1 

0 

1 

10 

19 

28 

37 

46 

55 

64 

73 

OTA, µg / kg 

6 

5 

4 

3 

2 

1 

0 

82 

91 

1 

100 

109 

10 

19 

118 

127 

28 

37 

136 

145 

ZEA, mg / kg 

Abb. 1: Mykotoxin-Gehalte in den geprüften Mischfuttermitteln 

46 

55 

154 

163 

64 

73 

-379 - 

82 

91 

0,15 

0,1 

0,05 

3.2.2 Bewertung der Mykotoxingehalte 

Für die Beurteilung der Mykotoxingehalte sind die unterschiedlichen Nachweisgrenzen 

und Bestimmungsgrenzen für die einzelnen Toxine (s. Tabelle 5) und 

die OW (s. Tabelle 6), zu berücksichtigen. 

Aufgrund der unterschiedlichen Physiologie der verschiedenen Tierarten reagieren 

Schweine generell empfindlicher auf entsprechende Kontaminationen. 

Beim Rind sind allenfalls präruminierende Kälber ähnlich empfindlich. Über die 

Toleranz von Hochleistungskühen gegenüber höheren Toxingehalten wird diskutiert, 

abschließend wird aber bislang davon ausgegangen, dass aufgrund der 

Abbau prozesse im Pansen ausgewachsene Rinder generell unempfindlicher 

sind. Beim Huhn wird von einer noch geringeren Empfindlichkeit ausgegangen. 

Tab. 5: Nachweis- und Bestimmungsgrenzen bei den einbezogenen Labors 

Mykotoxine DON ZEA OTA 

mg/kg mg/kg µg/kg 

Nachweisgrenze 0,02-0,05 0,0025-0,007 0,25-0,3 

Bestimmungsgrenze 0,05-0,1 0,005-0,020 0,1-1,0 

0 

1 

100 

109 

10 

19 

118 

127 

28 

37 

136 

145 

46 

55 

154 

163 

64 

73 

82 

91 

100 

109 

118 

127 

136 

145 

154 

163


Tab. 6: Orientierungswerte 

Mykotoxine DON ZEA 

Tierkategorie mg/kg mg/kg 

Präruminierende Wiederkäuer (junge Kälber) 2,0 0,25 

Milchkühe 5,0 0,5 

Mastrinder 5,0 -* 

Präpubertierende weibl. Schwein (junge Z.Sau) 1,0 0,05 

Zuchtsauen + Mastschweine 1,0 0,25 

Legehennen 5,0 -* 

* nach derzeitigem Wissensstand sind keine OW erforderlich, da üblicherweise 

vorkommende Gehalte keine Effekte auslösen 

Der Status der Belastung der Mischfutter mit Mykotoxinen ist durch die Häufigkeit 

der positiven Befunde wie auch durch deren Höhe gekennzeichnet. In Tabelle 7 

ist die Anzahl der 165 geprüften Futter nach Tierart sowie die Häufigkeit der Höhe 

/ Qualität des Befundes gelistet. Die Qualität des Befundes wird hier untergliedert 

in „nicht bestimmbar“, „gering“ (bestimmbar aber < OW) und größer als OW. 

Tab. 7: Anteil Futter mit Mykotoxinbefund und Überschreitung OW, % 

Mykotoxin DON ZEA OTA 

Futter für Ri Schw LH Ri Schw LH Ri Schw LH 

n 43 94 28 43 94 28 43 94 28 

nicht bestimmbar 

26 18 21 51 49 39 60 73 75 

bestimmbar 

und < OW 

74 79 79 49 47 61 40 27 25 

> OW 0 3 0 0 4 0 - - - 

Ri = Rind, Schw = Schwein, LH = Huhn 

Es ist festzuhalten, dass beim DON nur in einem kleinen Umfang keine positiven 

Ergebnisse vorlagen. Bei etwa drei Viertel der Futter lagen bestimmbare Werte 

unterhalb der OW vor. Nur in 3 Fällen wurde der OW überschritten. Bei ZEA und 

OTA waren deutlich größere Anteile der Futter ohne positiven Befund bzw. ohne 

messbares Ergebnis. Der OW bezüglich ZEA wurde bei 4 Schweinefuttern übertroffen. 

Bei Ochratoxin A gibt es keine Orientierungswerte für Futtermittel, da 

diese nicht notwendig erscheinen. Sogar bei Unterstellung der sehr niedrigen 

-380 -


Orientierungswerte für Lebensmittel wären aber auch beim Ochratoxin A nur 8 

Futter insgesamt mit einer Überschreitung des OW festzustellen (7 x Rind, 1 x 

Schwein). 

Werden die Gehalte der einzelnen Mykotoxine bei den untersuchten Proben 

verglichen, so zeigt sich, dass diese nicht miteinander korrespondieren - siehe 

Abbildung 2. Dies zeigt, dass die Analyse eines einzelnen Mykotoxins keine Aussage 

über das Niveau anderer Toxine geben kann. 

DON, mg / kg 

5 

4 

3 

2 

1 

0 

0,15 

ZEA, mg / kg 

0,05 

1 

9 

17 

25 

33 

41 

49 

57 

65 

73 

81 

89 

97 

0,1 

0 

-381 - 

105 

113 

121 

129 

137 

145 

153 

161 

1 

9 

17 

25 

3 

41 

49 

57 

65 

73 

81 

89 

97 

105 

113 

121 

129 

137 

145 

153 

161 

OTA, µg / kg 

6 

5 

4 

3 

2 

1 

0 

1 

9 

17 

25 

3 

41 

49 

57 

65 

73 

81 

89 

97 

105 

113 

121 

129 

137 

145 

153 

161 

Abb. 2: Gehalte an DON, ZEA und OTA der einzelnen Proben 

4 Zusammenfassung 

Im Rahmen von zwei Monitorings wurden an Proben aus dem Warentest die mikrobiologische 

Qualität von Mischfutter für Rinder, Schweine und Lege hennen 

sowie die Mykotoxingehalte untersucht.


Die Untersuchung auf mikrobiologische Beschaffenheit umfasste 143 Proben. 

Für 90,2 % wurde eine normale Qualitätsstufe I (QS I) bestätigt. Bei 13 Proben 

(9,1 %) ergab sich Qualitätsstufe II; solche Futter sind ohne Probleme einsetzbar. 

Nur eine Probe fiel in die QS III; das Futter ist noch verwendbar, Probleme bei 

der Verfütterung sind aber nicht grundsätzlich auszuschließen. Es gab kein Futter 

mit stark erhöhten Keimgehalten (QS IV). 

Das Monitoring auf Mykotoxine umfasste 165 Proben. Je nach Toxin war keine 

bzw. eine geringe Belastung festzustellen. Für wenige Proben wurden höhere 

Mykotoxingehalte ermittelt. Es sind keine Differenzen zwischen Futter für unterschiedliche 

Zieltiere zu sehen. 

Damit ist die “Futterhygiene” bei Mischfutter weitgehend in Ordnung. Dies trägt 

zur Sicherheit und guter Qualität der hieraus gewonnenen Lebensmittel bei. 

5. Literatur 

BMELV, 2005: Lebensmittel- und Futtermittelgesetzbuch (LFGB), Bundesgesetzblatt 

Teil I Nr. 55, 06.09.2005, 2618-2669. 

DLG, 2000: Mykotoxine vermeiden statt bekämpfen, DLG Mitteilungen 8/2000, 

12-17 . 

EU, 2002: Verordnung (EG) Nr. 178/2002 des EU Parlamentes und des Rates 

vom 28.01.2002 (LM-Basis-VO), Amtsblatt der Europäischen Union, 

L 31/2002 vom 01.02.2002, 1-24. 

EU, 2005: Verordnung (EG) Nr. 183/2005 des EU Parlamentes und des Rates 

vom 12.01.2005 (FMHygVO), Amtsblatt der Europäischen Union, 

L 35/2005 vom 08.02.2005, 1-22. 

VDLUFA, 2002: Orientierungswertschema zur Auswertung der Ergebnisse mikrobiologischer 

Untersuchungen zwecks Beurteilung von Futtermitteln 

nach § 7 (3) Futtermittelgesetz . 

VDLUFA, 2004: Verfahrensanweisung zur mikrobiologischen Qualitätsbeurteilung: 

Methodenbuch III – 28.1.4. 

-382 -

VDLUFA Schriftenreihe 65 Düngung 

Ergebnisse zwölfjähriger N-, P- und K-Bilanzen 

Thüringer Landwirtschaftsbetriebe 

W. Zorn 1 , H. Heß 1 , L. Herold 1 

1 Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft, Jena 


Ein effizientes Nährstoffmanagement stellt eine wichtige Grundlage für eine erfolgreiche 

und nachhaltige Landbewirtschaftung dar. In diesem Zusammenhang 

ermöglicht die Nährstoffbilanzierung eine rückwirkende Bewertung der ausgebrachten 

Düngung und gibt Hinweise auf eventuelle Optimierungspotenziale. 

Mit dem Inkrafttreten der Düngeverordnung von 1996 sind Landwirtschaftsbetriebe 

ab 10 ha LF verpflichtet, einen Nährstoffvergleich für N, P und K zu erstellen 

(Anonym, 1996). Nach der Novellierung der Verordnung im Jahr 2006 ist die 

Verpflichtung zur Berechnung der K-Bilanz entfallen (Anonym, 2006). 

Seit dem Erntejahr 1997 kontrolliert die Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft 

die Nährstoffvergleiche ausgewählter Landwirtschaftsbetriebe und wertet 

diese anonym aus. Auf dieser Grundlage sind repräsentative Aussagen über 

das Düngeverhalten der Thüringer Landwirte möglich. Nachfolgend werden 

ausgewählte Ergebnisse dargestellt. 


Seit Beginn der Erhebungen erfolgt die Berechnung des Nährstoffvergleiches für 

N, P und K nach der Feld-Stall-Bilanz sowie die Anrechnung der N-Verluste von 

Wirtschaftsdüngern gemäß der jeweils gültigen Düngeverordnung. In die Auswertung 

wurden jährlich 120 bis 180 Landwirtschaftsbetriebe einbezogen. Das 

entspricht einer jährlich ausgewerteten Fläche von ca. 89.000 bis 178.000 ha LF. 

Darunter befinden sich 54 repräsentative Landwirtschaftsbetriebe mit ca. 

57.000 ha LF, deren Nährstoffvergleiche in jedem Jahr ausgewertet wurden. 

Für diese Betriebe liegen die Nährstoffbilanzen für insgesamt zwölf Düngejahre 

(1997 bis 2008) sowie für die Jahre 2003 bis 2005 zusätzlich die N-, P- und K-Salden 

nach der Hoftorbilanz vor. 

-383 -

Düngung Kongressband 2009 

Die Thüringer Landwirtschaft ist durch intensiven Ackerbau und überwiegend 

extensive Grünlandbewirtschaftung gekennzeichnet. Der Tierbesatz betrug im 

Jahr 2008 0,47 Großvieheinheiten je ha. Die landwirtschaftliche Fläche wird zu 

77,4 % als Ackerland und zu 22,6 % als Grünland genutzt (TMLNU, 2009). Auf 

dem Ackerland erfolgt überwiegend der Anbau von Getreide einschließlich Körnermais 

(63,4 %) und Ölfrüchten (19,9 %), gefolgt von Silo- und Grünmais (7,2 %) 

und Feldfutter ohne Mais (5,2 %). Hackfrüchte (1,9 %) und Hülsenfrüchte (1,6 %) 

nehmen nur einen geringen Anbauumfang ein. Im Düngejahr 2008 lagen die Erträge 

der Hauptkulturen im Bereich des langjährigen Mittels (Abb. 1). Damit war 

eine durchschnittliche Nährstoffabfuhr vom Feld verbunden. 

dt/ha Getreide Ölfrüchte 

80 

60 

40 

20 

0 

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 

Abb. 1: Mittlerer Getreide- und Ölfruchtertrag in Thüringen 1997 bis 2008 

3. Ergebnisse 

3.1 N-Bilanz 

Im Mittel aller ausgewerteten Landwirtschaftsbetriebe schwanken die N-Bilanzsalden 

in den Düngejahren 2005 bis 2008 im Bereich +33 bis +38 kg N/ha (Tab. 

1). Aufgrund des relativ niedrigen Tierbesatzes beträgt die N-Zufuhr über Wirtschaftsdünger 

nur 23 bis 28 kg N/ha. Die N-Zufuhr über betriebsfremde organische 

Dünger (z. B. Kompost, Klärschlamm) liegt in jedem Jahr unter 10 kg N/ha. 

Die Hauptposition der N-Zufuhr stellt erwartungsgemäß mit 114 bis 122 kg N/ha 

die mineralische N-Düngung dar. Die Höhe der N-Abfuhr mit der Ernte schwankt 

zwischen 120 und 129 kg N/ha nur gering. 

-384 -


Tab. 1: Mittlere N-Bilanzen (kg N/ha) von 121 bis 127 Landwirtschaftsbetrieben 

(Düngejahre 2005 – 2008) 

Position 2005 

n = 122 

-385 - 

2006 

n = 127 

2007 

n = 121 

2008 

n = 124 

N-Ausscheidung der Tiere 1) 28 23 23 23 

organische Düngestoffe 7 6 9 7 

Mineraldüngung 122 114 120 120 

symbiotische N-Bindung 9 11 2) 13 2) 11 2) 

Saat- und Pflanzgut 1 nicht berücksichtigt 

Zufuhr gesamt 167 154 165 161 

Abfuhr 129 120 129 128 

Saldo +38 +34 +36 +33 

1) = nach Abzug der Stall-, Lagerungs- und Ausbringungsverluste gemäß 

Düngeverordnung 1996 bzw. 2006/2007 

2) = resultiert aus der Erhöhung des Richtwertes der symbiotischen N-Bindung 

auf Grünland von 20 auf 30 kg N/ha. 

Die Spannweite der betrieblichen N-Salden ist bei Betrachtung eines Düngejahres 

erheblich. Tabelle 2 gibt einen Überblick über die Stichprobe für das Düngejahr 2008. 

Tab. 2: Mittlere N-Salden sowie N-Zufuhr über Mineral- und Wirtschaftsdünger 

von 124 Landwirtschaftsbetrieben im Düngejahr 2008 

N-Saldoklasse 

kg N/ha 

Anzahl 

Betriebe % 

Mittlere N-Zufuhr (kg N/ha) über 

Mineraldünger Wirtschaftsdünger1) < 0 14 11 40 25 

0 … 25 34 27 108 24 

25,1 … 50 43 35 130 17 

50,1 … 60 11 9 142 34 

60,1 ... 70 8 7 124 35 

70,1 ... 80 8 7 159 28 

80,1 ... 90 3 2 152 14 

> 90 3 2 200 1 

1) = nach Abzug der Stall-, Lagerungs- und Ausbringungsverluste gemäß 

Düngeverordnung 1996 bzw. 2006/2007


11 % der Betriebe wiesen negative N-Salden auf. 62 % verfügten über N-Bilanzsalden 

zwischen 0 und + 50 kg N/ha. Die einjährigen N-Salden von 18 % der Betriebe 

überschreiten 60 kg N/ha und signalisieren Handlungsbedarf zur Reduzierung 

der N-Überschüsse. 

Die Höhe des N-Saldos korreliert mit der mineralischen N-Düngung, während die 

N-Zufuhr über Wirtschaftsdünger in der Regel eine untergeordnete Rolle spielt. 

Strategien zur Reduzierung überhöhter betrieblicher N-Salden sind deshalb auf 

die Optimierung der mineralischen N-Düngung zu konzentrieren. 

Die betrieblichen Jahres-N-Salden weisen eine erhebliche Spannweite auf. Abbildung 

2 zeigt die Minimal-, Mittel- und Maximalwerte der zwölf Jahres-N-Salden 

von 56 Landwirtschaftsbetrieben. 

150 

100 

50 

0 

-50 

-100 

* 

* 

* 

-386 - 

** nur 6 Jahre 

max 

Mittelwert 

min 

* nur 3 Jahre 

Abb. 2: Spannweite der Jahres-N-Salden von 56 Thüringer Landwirtschaftsbetrieben 

1997 bis 2008, nach steigendem Mittelwert geordnet 

Die Ursachen für die sehr hohe Variabilität sind komplex und umfassen sowohl 

Änderungen in der Betriebsstruktur als auch Managementfaktoren sowie Witterungseinflüsse 

auf Jahresertrag und -nährstoffabfuhr. Dieses Ergebnis unterstreicht 

die Notwendigkeit beider Bewertung von Nährstoffsalden mehrjährige 

Mittelwerte heranzuziehen. 

Tabelle 3 gibt einen Überblick über die dreijährigen Mittelwerte der N-Salden 

von 56 Landwirtschaftsbetrieben für die Düngejahre 2006 bis 2008. Nur 9 % 

der Betriebe weisen N-Salden über 60 kg N/ha und kein Betrieb über 70 kg N/ha 

auf. Gemessen an den zulässigen N-Salden nach der Düngeverordnung vom 

27.02.2007 liegt kurzfristig kein Handlungsbedarf zur Senkung der N-Über-


schüsse vor. Weitergehende Aktivitäten zum Einhalten des zulässigen N-Saldos 

von 60 kg N/ha für die Düngejahre 2009 bis 2011 und Folgejahre sind nur von 

einem geringem Anteil der Thüringer Landwirtschaftsbetriebe zu unternehmen. 

Die Senkung zulässiger N-Salden zum Beispiel zur Umsetzung der Europäischen 

Wasserrahmenrichtlinie oder bei einer Novellierung der Düngeverordnung 

erhöht jedoch den Handlungsbedarf zur Optimierung der N-Düngung. 

Tab. 3: Mittlere dreijährige N-Salden von 56 Landwirtschaftsbetrieben (Mittelwert 

2006 bis 2008) 

N-Saldo 

kg N/ha 

Anzahl Betriebe % 

< 0 3 5 

0 … 30 19 34 

30,1 ... 60 29 52 

60,1 ... 70 5 9 

70,1 ... 80 0 0 

80 ... 90 0 0 

> 90 0 0 

Unter den trockenen Standortbedingungen Thüringens bestehen Witterungsbedingte 

Risiken für die N-Bilanz. Ertragsausfälle infolge anhaltender Trockenheit 

(zuletzt 2002 und 2003) führen zu einer unterdurchschnittlichen N-Abfuhr und 

erhöhen bei fehlender Korrekturmöglichkeit für die Höhe der N-Düngung den 

Jahres-N-Saldo (Abb. 3). 

60 

50 

40 

N-Saldo 

30 

kg N/ha 

20 

10 

0 

-387 - 

y = -0,6287x + 121,21 

R 2 = 0,6092 

100 110 120 130 140 

N-Abfuhr kg N/ha 

Abb. 3: Beziehung zwischen dem Jahres-N-Saldo und der N-Abfuhr 1997 bis 

2008 

Mit zunehmender N-Abfuhr sinkt der mittlere N-Saldo. Ein hohes Ertragsniveau 

hat bei geringen Änderungen der N-Zufuhr zumeist einen Rückgang des N-Saldos 

zur Folge.


3.2 Vergleich von Feld-Stall- und Hoftorbilanz 2003 – 2005 

Die Methode der Nährstoffbilanzierung war häufig Gegenstand intensiver Diskussionen. 

Der Standpunkt des VDLUFA zur Humusbilanzierung (VDLUFA, 

2007) favorisiert die Hoftorbilanz. Im Rahmen der Düngeverordnung ist die Berechnung 

der Feld-Stall-Bilanz oder der aggregierten Schlagbilanz vorgegeben 

(DüV, 2007). 

Im Mittel von 56 Landwirtschaftsbetrieben liegen die dreijährigen N-, P- und 

K-Salden nach der Hoftorbilanz über den Werten nach der Feld-Stall-Bilanz 

(Tab. 4). Die größten Differenzen sind bei Stickstoff vorhanden. Mit steigendem 

Tierbesatz nimmt die Differenz deutlich zu (Ergebnisse nicht dargestellt). 

Tab. 4: Mittlere N-, P- und K-Salden von 56 Landwirtschaftsbetrieben nach 

Hoftor- und Feld-Stall-Bilanz (Mittel 2003–2005) 

Bilanzform 

N-Saldo 

kg N/ha 

-388 - 

P-Saldo 

kg P/ha 

K-Saldo 

kg K/ha 

Hoftorbilanz 49 -5,2 -6,6 

Feld-Stall-Bilanz 37 -8,3 -9,8 

3.3 P- und K-Bilanz und ihre Wirkung auf die P- und K-Versorgung 

der Böden 

Infolge der langjährige stark reduzierten oder ganz unterlassenen mineralischen 

P- und K-Düngung und des gestiegenen Nährstoffexports durch den zunehmenden 

Anbau von Marktfrüchten sind die mittleren P- und K-Bilanzsalden während 

des gesamten Auswertungszeitraums negativ (Abb. 4). Besonders dramatisch 

ist die Entwicklung bei P. Im Mittel der ausgewerteten 54 Landwirtschaftsbetriebe 

liegen in jedem Düngejahr Negativsalden zwischen -5 und -10 kg P/ha vor. Nur 

5 der 54 Betriebe weisen positive kumulative zwölfjährige P-Salden auf, während 

die überwiegende Mehrheit der Betriebe die P-Vorräte des Bodens in diesem 

Zeitraum vermindert hat. 

Die Folge dieser Entwicklung ist eine dramatische Vergrößerung des Flächenumfangs 

mit sehr niedriger und niedriger P- und K-Versorgung der Böden 

(Tab. 5). Gegenwärtig sind in Thüringen 43 % des Ackerlandes und 59% des


Grünlandes unzureichend mit P versorgt. Sehr niedrige und niedrige K-Gehalte 

sind auf 18 % des Ackerlandes sowie auf 38 % des Grünlandes anzutreffen. Trotz 

negativer K-Bilanzsalden verläuft die Abnahme der K-Versorgung langsamer als 

bei der P-Versorgung. Ursache dafür sind die hohen K-Reserven vieler Standorte 

(z. B. Muschelkalk-, Keuper- und Rötböden). 

kg/ha 

60 

40 

20 

0 

-20 

-40 

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 

Abb. 4: Mittlere N-, P- und K-Salden von 54 Landwirtschaftsbetrieben im Zeitraum 

1997 bis 2008 (Feld-Stall-Bilanz) 

Tab. 5: P- und K-Versorgung Thüringer Acker- und Grünlandböden 2004 - 

2007 

Nährstoff 

Flächenanteile (%) in den Gehaltsklassen1) Ackerland 

A B C D E 

P 13 30 26 16 15 

K 

Grünland 

2 16 30 31 21 

P 32 27 17 11 13 

K 12 26 23 19 20 

1) A = sehr niedriger, B = niedriger, C = anzustrebender/mittlerer, D = hoher, E 

= sehr hoher Gehalt 


Aus den Ergebnissen zwölfjähriger Ergebnisse zur Nährstoffbilanzierung können 

unter den Thüringer Bedingungen folgende Schlussfolgerungen gezogen 

-389 - 

N 

P 

K


werden: 

- Die nachhaltige Verwertung des Nährstoffanfalls aus der Tierhaltung ist in 

Thüringen aufgrund des niedrigen Tierbesatzes in der Regel unproblematisch. 

- Die betrieblichen NPK-Salden unterliegen erheblichen Jahresschwankungen. 

Die Bewertung des Düngungsmanagements ist deshalb nur auf der 

Grundlage mehrjähriger Mittelwerte möglich. 

- Trockenheitsbedingte Ertragsausfälle erhöhen das Risiko erhöhter N-Salden. 

- Die N-Saldenobergrenzen der aktuellen Düngeverordnung können bei gutem 

betrieblichem Düngemanagement eingehalten werden. Bei überwiegend 

extensiver Grünlandbewirtschaftung besteht ein Optimierungserfordernis 

hinsichtlich in erster Linie auf dem Ackerland. 

- Langjährig negative P- und K-Salden haben zur Abnahme der P-und K-Versorgung 

der Böden geführt und erfordern die Rückkehr zu einer bedarfsgerechten 

P- und K-Düngung. 

5. Literatur 

Anonym, 1996: Verordnung über die Grundsätze der guten fachlichen Praxis 

beim Düngen (Düngeverordnung) vom 26.01.1996. BGBl. I Nr. 6 S. 118. 

Anonym, 2006: Verordnung über die Anwendung von Düngemitteln, Bodenhilfsstoffen, 

Kultursubstraten und Pflanzenhilfsstoffen nach den Grundsätzen 

der guten fachlichen Praxis beim Düngen (Düngeverordnung-DüV) vom 

10.01.2006. BGBl. I Nr. 2 S. 20. 

Thüringer Ministerium für Landwirtschaft, Naturschutz und Umwelt (TMLNU), 

2009: Bericht zur Entwicklung der Landwirtschaft in Thüringen 2009. 116 . 


(VDLUFA) (Hrsg.), 2007: Standpunkt Nährstoffbilanzierung im 

landwirtschaftlichen Betrieb. Speyer, 21.06.2007, 9 S., Eigenverlag. 

-390 -


NH 3 -N Verlustpotenziale bei Harnstoffdüngung 

auf unterschiedlichen Böden: Ergebnisse von 

Modellversuchen und Erhebungsuntersuchungen 

A. H. Wissemeier, W. Weigelt, U. Thiel, G. Pasda, 

W. Zerulla 

BASF Agrarzentrum Limburgerhof, Limburgerhof 


Neben der Nitratauswaschung stehen in den letzten Jahren vermehrt gasförmige 

Stickstoffemissionen durch landwirtschaftliche Aktivitäten im Fokus lokaler, 

nationaler und globaler ökologischer Betrachtungen. Ziele dabei sind, Stickstoffflüsse 

zu erfassen, zu quantifizieren und einzuschränken wo das, gemessen 

an Nachhaltigkeitskriterien, sinnvoll und geboten erscheint (vgl. Geupel et al., 

2009). Emissionen von Ammoniak (NH 3 ) spielen dabei eine bedeutende Rolle. 

Sie werden als Ursache für Eutrophierung und Bodenversauerung aber auch als 

Vorläuferstoff für die Bildung von Feinstaub und damit mit einer unmittelbaren Dimension 

für die menschliche Gesundheit diskutiert. Weltweite Abschätzungen 

für NH 3 -Emissionen in die Atmosphäre gehen von ca. 54 Mt NH 3 -N pro Jahr aus 

(Bouwman et al., 2002). Diese Emissionen sind zum weitaus größten Teil anthropogen 

bedingt, wobei die Landwirtschaft und hier insbesondere die Viehhaltung 

zumeist der größte Emittent ist. Für Mineraldünger spielt weltweit betrachtet als 

Quelle von NH 3 -Emissionen der Harnstoff sowohl der absoluten Menge nach als 

auch bezüglich der Emissionsraten die größte Rolle (Bouwman et al., 2002). 

Ziel der vorliegenden Untersuchung war es, sich einen Überblick zu verschaffen, 

wie hoch das Potenzial für gasförmige NH 3 -N Verluste nach einer Düngung mit 

gekörntem Harnstoff für unterschiedliche agrarisch genutzte Böden in Deutschland 

anzusetzen ist. Hierzu wurden deutschlandweit 106 Bodenproben gesammelt 

und unter Laborbedingungen auf gasförmige NH 3 -N Verluste hin untersucht 

sowie über Bodenparameter das Verlustpotenzial aller gesammelten Bodenproben 

berechnet. 

-391 -



Im Frühjahr 2004 wurden nach einheitlichen Vorgaben 106 Proben landwirtschaftlich 

bewirtschafteter Oberböden (0-10 cm) genommen und an das Agrarzentrum 

nach Limburgerhof geschickt. Die Auswahl der Standorte erfolgte ohne 

festgelegtes Raster oder Vorgaben nach Opportunität. Das Ziel war, ein vielfältiges 

und geographisch weit gestreutes Probenaufkommen prüfen zu können. 

Zum Zeitpunkt der Probenahme waren 52 Flächen ohne Bewuchs, 39 Flächen 

ackerbaulich bestellt und eine Bodenprobe stammte aus Grünland. Für 14 Bodenproben 

wurden entsprechende Angaben nicht mitgeteilt. Die geographische 

Verteilung der Bodenproben aus 10 Bundesländern ist Abb. 3 zu entnehmen. 

Vor den Laboruntersuchungen wurden alle Bodenproben luftgetrocknet und auf 


Aktivität die prozentualen NH 3 -N Verluste über 14 Tage hinweg bei mittleren Abweichungen 

von unter 10 % für alle 106 Böden berechnet werden können. 

Abb. 1: Klimakammer mit Installation der Volatilisationsanlage zur Erfassung 

gasförmiger NH 3 -N Verluste. 

Gasförmige NH 3 -N Verluste 

(% von gedüngtem Harnstoff-N) 

Versuchsdauer [Tage] 

0 2 4 6 8 10 12 14 

0 

20 

40 

60 

80 

-393 - 

Boden Bruch 

Boden Limburgerhof 

Abb. 2: Gasförmige NH 3 -N Verluste nach Düngung von 500 mg Harnstoff-N/ 

Gefäß auf zwei Böden unter Laborbedingungen. 

32 % 

75 %


Abb. 3: Geographische Verteilung der 106 untersuchten Bodenproben. 

3. Ergebnisse 

Das Spektrum der pH-Werte und Urease-Aktivitäten der 106 untersuchten Boden ist 

in Abb. 4 dargestellt. Die pH-Werte der Oberböden von im Mittel 6,7 umfassen Werte 

von unter pH 5 bis zu pH 7,6. Alle Böden wiesen Urease-Aktivität auf. Der Boden mit 

der geringsten Urease-Aktivität hydrolysierte 10 µg Harnstoff-N/g Boden-TM x 4 h, 

-394 -


der Boden mit der höchsten Aktivität im gleichen Zeitraum 270 µg Harnstoff-N. 

0 

10 

Anzahl Böden 

20 

30 

40 


4. Diskussion 

Die direkt und indirekt gemessenen Laborwerte zum Verlustpotenzial an gasförmigem 

NH 3 -N nach Düngung von Harnstoff sind nicht mit Verlusten unter 

fluktuierenden Bedingungen im Freiland gleichzusetzen. Zu den Faktoren die in 

Laborversuchen höhere NH 3 -N Verluste begünstigen gehören gegebenenfalls 

höhere Temperaturen im Labor als im Frühjahr im Freiland unserer Breiten sowie 

ein hoher Luftwechsel in den Gefäßen. Als weiterer Faktor ist das in den Gefäßen 

sehr hohe flächenbezogene Düngungsniveau zu nennen. Dass mit steigender 

Harnstoffdüngung in Laborversuchen die NH 3 -N Verluste auch prozentual steigen, 

konnte von Fenn et al. (1987) und Wissemeier und Weigelt (2009) gezeigt 

werden. Ursächlich hierfür könnte ein stärkerer pH-Anstieg durch eine frühere 

Erschöpfung der OH-Pufferung des Boden mit steigenden Aufwandmengen 

an Harnstoff sein. Nicht zuletzt ist anzuführen, dass im verwendeten System 

über die 14 Tage hinweg keine Beregnung stattfand, die den Harnstoff hätte in 

den Boden einwaschen können. Einwaschung in den Boden oder Platzierung 

im Boden kann gasförmige NH 3 -N Verluste aus Harnstoff einschränken und die 

Düngewirkung des Harnstoffs verbessern (Kämpfe et al., 1982). In Modellen zur 

N-Wirksamkeit von Harnstoff wird der Niederschlag unmittelbar nach der Düngung 

positiv berücksichtigt (Bussink und Oenema, 1996). Andererseits konnte 

in Abhängigkeit des Bodens von Wissemeier und Weigelt (2009) aber auch 

gezeigt werden, dass es trotz Platzierung oder Einwaschung des Harnstoffs 

in den Boden zum Teil noch zu erheblichten NH 3 -N Verlusten kommen kann. In 

seinen Literaturauswertungen zu NH 3 -Emissionen verschiedener Düngemittel 

geben Bouwman et al. (2002) an, dass sich in Laborversuchen im Vergleich zum 

Feldversuch um ca. 50 % höhere mittlere Emissionsraten messen lassen. Dass 

NH 3 -N Verlustmessungen im Labormaßstab zumindest der Größenordnung 

nach aber verlässliche Daten liefern, konnte in einer Studie von Wissemeier et 

al. (2009) mit Rasendüngern gezeigt werden. Die in der Volatilisationsanlage 

gemessenen NH 3 -N Verluste von 12 Düngemitteln beschrieben deren pflanzenbauliche 

Ertragswirkung mit einem erstaunlich hohen Bestimmtheitsmaß von 

80 %. 

Zusammenfassend kann man folgern, dass größenordnungsmäßig eine Halbierung 

der Emissionswerte wie sie in Abb. 5 dargestellt sind als realistisches Verlustpotenzial 

angesehen werden können. Dessen tatsächliche Realisierung als 

N-Verlust dürfte dann wesentlich von den Witterungsbedingungen am gegebenen 

Standort abhängig sein. 

-396 -



Alle 106 deutschlandweit gesammelten agrarisch genutzten Oberböden wiesen 

Urease-Aktivität auf und zeigten in den Laboruntersuchungen ein zum Teil erhebliches 

Verlustpotenzial an gasförmigem NH 3 -N nach Düngung mit Harnstoff. 

Im Mittel der 106 Böden ließen sich über 14 Tage hinweg 50 % des oberflächig gedüngten 

Harnstoff-N als NH 3 -N Verluste ausweisen. Keiner der Böden wies weniger 

als 17 % NH 3 -N Verluste unter den gegebenen Untersuchungbedingungen 

auf. Die Maximalwerte lagen bei gut 70 %. Es wird diskutiert, dass etwa eine Halbierung 

der gefundenen Laborwerte das realistische Verlustpotenzial der Böden 

widerspiegeln dürfte. 

6. Danksagung 

Neben Mitarbeitern und Kollegen danken die Autoren Herrn Prof. Thomas Ebertseder, 

Weihenstephan, Herrn Hermann Kurpjuweit, Mannheim, und Herrn Kurt 

Schaefer, Otterndorf, für die Zusendung von Bodenproben. 

7. Literatur 

Bouwman, A. F., Boumans, L. J. M., Batjies, N. H., 2002: Estimation of global NH3 volatilization loss from synthetic fertilizers and animal manure applied to 

arable lands and grassland. Glob. Biogeochem. Cycles 16, 8-22. 

Bussink, D. W. und Oenema, O., 1996: Differences in rainfall and temperature 

define the use of different types of nitrogen fertilizer on managed grassland 

in UK, NL and Eire. Neth. J. Agric. Sci. 44, 317-338. 

Geupel, M., et al., 2009: Hintergrundpapier zu einer multimedialen Stickstoff- 

Emissionsminderungsstrategie. Umwelt Bundesamt, Berlin. 

Fenn, L. B., Malstrom, H. L., Wu, E., 1987: Ammonia losses from surface-applied 

urea as related to urea application rates, plant residue and calcium chloride 

addition. Fert. Res. 12, 219-227. 

Kämpfe, K., Linke, E., Herold, l., Torner, D., 1982: Ergebnisse der Prüfung von 

PPDA-Harnstoff in Feldversuchen mit Wintergetreide. Arch. Acker- u. 

Pflanzenbau u. Bodenkd. 26, 717-724. 

May, P. B., Douglas, L. A., 1976: Assay for soil urease activity. Plant Soil 45, 301- 

-397 -


305. 

Terman, G.L. 1979: Volatilization losses of nitrogen as ammonia from surfaceapplied 

fertilizers, organic amendments, and crop residues. Adv. Agron. 

31,189-223. 

Wissemeier, A. H., Weigelt, W., 2009: Einfluss von Platzierung und Bodenfeuchte 

auf gasförmige NH -N Verluste nach Düngung mit Harnstoff. VDLUFA- 

3 

Schriftenreihe Bd. 65 dieser Band. 

Wissemeier, A. H., Weigelt, W., Haehndel, R. 2009: Ammonia volatilization and 

N-efficiency of different turfgrass fertilizers in laboratory studies and pot trials 

in the open. Eur. J. Turfgrass Sci. 40, 111-115. 

-398 -


Einfluss von Platzierung und Bodenfeuchte auf 

gasförmige NH 3 -N Verluste nach Düngung mit 

Harnstoff 

A. H. Wissemeier, W. Weigelt 

BASF Agrarzentrum Limburgerhof, Limburgerhof 


Ziel der Untersuchungen war es, in Modellversuchen abzuschätzen, inwieweit 

eine Einarbeitung von Harnstoff in den Boden, bzw. dessen Platzierung in 

unterschiedlicher Bodentiefe, gasförmige NH 3 -N Verluste verringern kann. In 

Kleingefäßen unter Laborbedingungen wurden gasförmige NH 3 -N Verluste direkt 

gemessen und in Mitscherlichgefäßversuchen indirekt bestimmt. Maß der 

indirekten Bestimmungen war die N-Ausnutzung des Harnstoffs ohne und mit 

Beregnung unmittelbar nach der Düngung. Eine weitere Kontrolle in den Gefäßversuchen 

bestand darin, Harnstoff plus Ureaseinhibitor zu düngen um damit 

die NH 3 -N Verluste zu verringern. Diese Möglichkeit ist einschlägig beschrieben 

(Bock und Kissel, 1988; Schraml et al., 2005). Zum Einsatz kam dabei ein von der 

BASF neu entwickelter Ureaseinhibitor. 


Die Untersuchung gasförmiger NH 3 -N Verluste bei unterschiedlicher Platzierungstiefe 

und Bodenfeuchte in Kleingefäßen entsprachen in Versuchsaufbau 

und Durchführung der von Wissemeier et al. (2009) beschrieben Methodik. Die 

Kleingefäße mit der Düngung des gekörnten Harnstoffs in unterschiedlicher 

Platzierungstiefe sind in Abb. 1 dargestellt. Die Bestimmung der maximalen 

Wasserkapazität (MWK) der Böden erfolgte in Anlehnung an das VDLUFA Methodenbuch. 

Die Versuche in der Vegetationshalle des Agrarzentrums Limburgerhof wurden 

in Mitscherlichgefäßen mit 6,5 kg Boden durchgeführt (Jung, 1967). Bei den Versuchen 

mit Weidelgras erfolgte die Düngung jeweils nachdem eine Grasnarbe 

etabliert war. In den Versuchen zur Harnstoffplatzierung in Mitscherlichgefäßen 

-399 -


wurden 0,6 g Harnstoff-N je Gefäß (flächenbezogen ca. 190 kg N/ha) gedüngt. Bei 

der Bodentiefe 8 bzw. 4 cm wurde angefeuchteter Limburgerhofboden (50 % MWK) 

überschichtet. Für die nächsthöhere Platzierung wurde obenauf gedüngter Harnstoff 

mit einem Spatel eingearbeitet (0-3 cm Tiefe). Harnstoff wurde ohne Zusatz - sowie 

stabilisiert mit einem Ureaseinhibitor - gedüngt. Die Düngung erfolgte am 01.07.09. 

Nach der Düngung wurde der Boden auf 50 % MWK feucht gehalten, um 7 Tage nach 

der Düngung je Gefäß 5 Maissamen (`Shorty´) auszusäen. Nach weiteren 37 Tagen 

erfolgte die Ernte der Sprosse, um in deren Trockenmasse die N-Menge mittels Elementaranalyse 

nach Dumas zu bestimmen. Die apparente N-Ausnutzung errechnete 

sich abzüglich der N-Menge der ungedüngten Kontrollen. Dieser methodische Ansatz 

lehnt sich an die Arbeit von Terman und Hunt (1964) an. 

Die verwendeten Böden stammten aus Limburgerhof (schluffiger Sand, pH 6,8), Bad 

Lauchstädt (sandiger Schluff, pH 7,0), Bruch (humoser Ton, pH 7,6), Dudenhofen (toniger 

Schluff, pH 6,9), Dürnast (schluffiger Lehm, pH 6,4), Hannover (Lehm, pH 7,1), La 

Veuve (toniger Lehm, pH 7,5) und Schwegenheim (sandiger Schluff, pH 6,7). 

Abb. 1: Versuchsgefäße mit Harnstoff-Körnern, die obenauf oder unterschiedlich 

tief im Boden platziert wurden, um volatile NH 3 -N Verluste 

zu messen. 

-400 -



Niederschläge nach der Düngung führen zur Einwaschung des leichtlöslichen 

Harnstoffs in den Boden. Die apparente N-Ausnutzung war daher auch erwartungsgemäß 

in einem Weidelgrasversuch in der Variante mit Beregnung unmittelbar 

nach der Düngung mit 76 % höher als in allen anderen Varianten mit einer 

späteren Beregnung (Abb. 2). Bereits eine Beregnung nur zwei Tage nach der 

Düngung führte zu einer signifikant geringeren N-Ausnutzung. Ab 8 Tagen ohne 

Beregnung nach der Düngung wurden die niedrigsten N-Ausnutzungsraten (52– 

54 %) ermittelt. 

Abb. 2: Apparente N-Ausnutzung von Weidelgras in Mitscherlichgefäßen 

nach Düngung von Harnstoff mit sofortiger Beregnung nach der Düngung 

von oben (Kontrolle) oder Bewässerung über Trichter für die 

ersten 2-10 Tage nach Düngung. 

Zur Überprüfung, ob tatsächlich von fehlenden NH 3 -N Verlusten bei unmittelbarer 

Beregnung nach der Düngung auszugehen ist, wurde bei verschiedenen Böden 

auch Harnstoff ohne und mit Zusatz an Ureaseinhibitor gedüngt. Die Ergebnisse 

der N-Ausnutzung im Mitscherlichgefäßversuch zeigten, dass bei jedem 

der verwendeten Böden die N-Ausnutzung trotz unmittelbarer Einwaschung 

nach der Düngung von Harnstoff plus Ureaseinhibitor größer war als bei Harnstoff 

ohne Inhibitor (Tab. 1). 

-401 -


Tab. 1: Apparente N-Ausnutzung (%) von Weidelgras in Mitscherlichgefäßen 

über 5 Schnitte hinweg (Kulturdauer 77 d) nach Düngung von 1,2 g 

Harnstoff-N/Gefäß ohne oder mit UI bei unmittelbarer Beregnung 

nach der Düngung 

Boden 

Limburgerhof 

-402 - 

Boden 

Bruch 

Boden 

La Veuve 

Harnstoff 64 % 79 % 77 % 

Harnstoff +Ureaseinhibitor 72 % 84 % 81 % 

Die durchgängig höhere N-Ausnutzung von Harnstoff plus Ureaseinhibitor kann 

als deutlicher Hinweis gewertet werden, dass die Beregnung von oben im verwendeten 

Versuchssystem in der Vegetationshalle am Standort Limburgerhof 

während der Vegetationsperiode nicht ausreichte, gasförmige NH 3 -N Verluste 

gänzlich zu verhindern. Der Einfluss der Platzierungstiefe von Harnstoff im Boden 

auf gasförmige NH 3 -N Verluste wurde daraufhin zunächst im Labor- und anschließend 

im Gefäßversuch weiter untersucht. 

Eine Platzierung des Harnstoffs in 1, 2, 3 oder 4 cm Bodentiefe führte, unabhängig 

von der Düngungshöhe, zumindest nach 7 oder 14 Tagen zu kaum eingeschränkten 

gasförmigen NH 3 -N Verlusten im Vergleich zur Obenauf-Düngung (Abb. 3). 

Deutlich stärker als durch die Harnstoff-Platzierung im Boden war das Niveau der 

NH 3 -N Verluste durch das Düngungsniveau im vorliegenden Versuch beeinflusst. 

Abb. 3: Gasförmige NH 3 -N Verluste nach Düngung von Harnstoff unterschiedlicher 

Menge und Platzierung im Laborversuch mit Boden Limburgerhof 

bei 50 % MWK (n = 3, ±SD)


Zur weiteren Überprüfung der Befunde wurden die Untersuchungen um den 

Boden Dürnast erweitert und die Bodenfeuchte von lufttrocken bis zu 110 % der 

MWK variiert (Abb. 4). Die Ergebnisse der Obenauf-Düngung zeigten das sehr 

niedrige NH 3 -N Verlustpotenzial nach Harnstoff-Düngung von Boden Dürnast im 

Vergleich zu Limburgerhof-Boden. Bei lufttrockenem Boden kam es zu keinen 

NH 3 -N Verlusten. Das erklärt sich durch die Wasserabhängigkeit der Spaltung 

des Harnstoffs (Hydrolyse) zum gasförmigen NH 3 . 

Interessanter ist, dass das Optimum der NH 3 -N Verluste in Abhängigkeit der Bodenfeuchte 

sich sehr breit darstellt und selbst bei über 100 % der MWK noch hohe 

NH 3 -N Verluste auftraten. Die Platzierung des Harnstoffs in 4 cm Bodentiefe führte 

bei beiden Böden zum gleichen Verlustmuster wie die Obenauf-Düngung. Einzig 

das Niveau der NH 3 -N Verluste war durch die Platzierung erniedrigt. Es betrug 

aber selbst beim sorptionsstärkeren Boden Dürnast in 4 cm Tiefe noch ca. 30 % 

der Verluste der Obenauf-Düngung. 

Die gasförmigen NH 3 -N Verluste bei 4 cm Platzierungstiefe in % der Verluste bei 

Obenauf-Düngung für vier weitere, zufällig ausgewählte Böden sind in Tab. 2 zusammengestellt. 

Man erkennt ausgeprägte Unterschiede zwischen den Böden. 

Bei einem Teil der Böden verminderte die Platzierung des Harnstoffs die NH 3 -N 

Verluste nur um 10-20 %, während bei anderen Böden die Verluste in der Größenordnung 

von bis zu ca. 90 % vermindert waren. 

Tab. 2: Gasförmige NH 3 -N Verluste nach Düngung von Harnstoff bei 4 cm 

Platzierungstiefe in % der Verluste bei Obenauf-Düngung bei zwei 

Bodenfeuchten (Volatilisationsversuch über 14 d; *Daten vgl. Abb. 4) 

Bodenherkunft Bodenfeuchte 

20 % der MWK 

-403 - 

Bodenfeuchte 

50 % der MWK 

Limburgerhof* 91 % 91 % 

Dürnast* 30 % 17 % 

Dudenhofen 87 % 89 % 

Schwegenheim 100 % 71 % 

Hannover 23 % 59 % 

Bad Lauchstädt 28 % 5 % 

Zu berücksichtigen ist bei den Modellversuchen unter Laborbedingungen, dass 

zum einen mit vergleichsweise hohen flächenbezogenen N-Aufwandmengen 

von ca. 500 kg Harnstoff-N/ha gearbeitet wurde (Abb. 4, Tab. 2). Zum anderen


führte der hohe Luftwechsel in den Kleingefäßen zu einer effektiven Entfernung 

des NH 3 aus der Bodenluft, so dass die gemessenen Labordaten Verlustpotenziale 

darstellen und nicht mit Werten unter fluktuierenden Freilandbedingungen 

gleichgesetzt werden können. 

Abb. 4: Gasförmige NH 3 -N Verluste nach Düngung von 250 mg Harnstoff-N/Gefäß 

im Laborversuch bei unterschiedlicher Bodenfeuchte (n = 3, ± SD) 

Abschließend wurde daher in der Vegetationshalle im Freien unter weitgehend 

natürlichen und fluktuierenden Umweltbedingungen ein Platzierungsversuch 

durchgeführt, der als Kontrolle auch Harnstoff plus Ureaseinhibitor 

umfasste. Sieben Tage nach der Düngung wurde in die Gefäße Mais als Monitoringkultur 

eingesät. Die apparente N-Ausnutzung im Aufwuchs ist für die 

einzelnen Varianten in Abb. 5 dargestellt. Man erkennt, dass die N-Ausnutzung 

bei Harnstoff ohne Ureaseinhibitor mit jeder weiteren Tiefenplatzierung systematisch 

zunahm und bei 8 cm Platzierungstiefe 83 % erreichte. Nur 25 % des 

netto gedüngten Harnstoff-N ließen sich dagegen bei Obenauf-Düngung im 

Spross wiederfinden. Für jede Platzierungstiefe verbesserte der Ureasein- 

-404 -


hibitor die N-Ausnutzung des Harnstoffs, was unter den ansonsten gleichen 

Kulturbedingungen als Unterschied in der gasförmigen NH 3 -N Verflüchtigung 

zu interpretieren ist. Um Faktor 3 verbesserte der Ureaseinhibitor die N-Ausnutzung 

bei Obenauf-Düngung und selbst bei 4 cm Platzierungstiefe war noch 

ein signifikanter der Unterschied zugunsten der Variante plus Ureaseinhibitor 

vorhanden. Der im Mittel höhere Wert der Variante Harnstoff plus Ureaseinhibitor 

in 8 cm Tiefe passt in dieses Bild, war aber nicht mehr signifikant. 

Abb. 5: Apparente N-Ausnutzung von Mais im Gefäßversuch mit Mais in der Vegetationshalle 

nach Aussaat 7 Tage nach Düngung von 0,6 g Harnstoff-N 

ohne und mit Ureaseinhibitor in unterschiedlicher Bodentiefe (n = 4, ± SD) 


In Labor- und Vegetationshallenversuchen konnte gezeigt werden, dass sich 

durch Platzierung von Harnstoff im Boden gasförmige NH 3 -N Verluste einschränken, 

aber nicht notwendigerweise auch verhindern lassen. Ablagetiefe 

und der Bodentyp sind wichtige Einflussgrößen auf die NH 3 -N Verluste, während 

der Einfluss selbst sehr hoher Wassergehalte des Bodens auf die gasförmigen 

NH 3 -N Verluste aus Harnstoff eher von untergeordneter Bedeutung waren. 

-405 -


5. Literatur 

Bock, B. R., Kissel, D. E. (Hrsg.), 1988: Ammonia volatilization from urea fertilizers. 

National Fertilizer Development Center, Tennessee Valley Authority, 

Muscle Shoals, Alabama, USA. 

Jung, J., 1967: Eine neue Vegetationshalle zur Durchführung von Gefäßversuchen. 

Z. Acker- u. Pflanzenbau 126, 293-297. 

Schraml, M., Weber, A., Gutser, R., Schmidhalter, U., 2005: Abatement of gaseous 

nitrogen losses from surface-applied urea with a new urease inhibitor. 

In: Li, C. J., et al. (Hrsg.) Plant nutrition for food security,… . Tsinghua University 

Press, 1012-1013. 

Terman, G. L., Hunt, C. M., 1964: Volatilization losses of nitrogen from surfaceapplied 

fertilizers, as measured by crop response. Soil Sci. Soc. Am. Proc. 

28, 667-672. 

Wissemeier, A. H., Weigelt, W., Thiel, U., Pasda, G., Zerulla, W., 2009: NH -N 3 

Verlustpotenziale bei Harnstoffdüngung auf unterschiedlichen Böden: 

Ergebnisse von Modellversuchen und Erhebungsuntersuchungen. VD- 

LUFA-Schriftenreihe Bd. 65, 391-398. 

-406 -


Ammonium-Depot-Düngung zu Winterweizen im 

Feldexperiment 

S. Donath 1 , J. Döhler 1 , I. Großmann 2 , R. Schulz 1 , S. Gruber 2 , 

W. Claupein 2 , T. Müller 1 

1 2 Institut für Pflanzenernährung, Institut für Pflanzenbau und Grünland, Universität 

Hohenheim, Stuttgart 


In der konventionellen Landwirtschaft wird die mineralische N-Düngung zu Winterweizen 

üblicherweise breitwürfig ausgebracht und auf drei (ggf. vier) Gaben 

aufgeteilt. Bei der Ammonium-Depot-Düngung (in Anlehnung an das CULTAN- 

+ Verfahren; Sommer, 2005) erfolgt dagegen eine NH -dominierte N-Düngung in 

4 

einer einzigen Gabe zwischen Vegetationsbeginn und Schossen. Es wird erwar- 

+ tet, dass durch die hohe NH -Konzentration im Zentrum des Depots die Nitrifi- 

4 

kation gehemmt wird und durch das lokale Wurzelwachstum an der Grenze zum 

Depot eine kontinuierliche, bedarfsgerechte Aufnahme des Stickstoffs erfolgt 

(Sommer, 2005). 

In Feldversuchen 2007 und 2008 wurde überprüft, ob (1) eine platzierte Ober- 

+ flächenapplikation NH -betonter N-Dünger auf tiefgründigen, lehmigen Böden 

4 

+ + zur Ausbildung eines NH -Depots führt, (2) die N-Versorgung über das NH4 - 

4 

+ Depot ausreicht und (3) das NH -Depot zur Ernte aufgebraucht ist. Des Weite- 

4 

ren wurde geprüft, ob Ertrag und Qualität des Winterweizens das gleiche Niveau 

erreichen wie bei konventioneller geteilter N-Düngung. Als zusätzliche Variante 

wurde die einmalige breitwürfige Ausbringung von Stickstoff in die Versuche mit 

einbezogen. 


Die Versuchsvarianten sind in Tabelle 1 dargestellt. Sie lassen sich neben einer 

Kontrollvariante ohne N-Düngung in die unterschiedlichen Applikationsarten (1) 

konventionelle, geteilte Ausbringung, (2) einmalig breitwürfige Ausbringung sowie 

(3) einmalig platzierte Applikation gruppieren. 

-407 -


Tab.1: Applikationsarten, ausgebrachte Dünger, und Düngetermine. 

Art der Applikation 

Düngemittel 2007/08 Düngetermine (BBCH) 

Kontrolle kein Dünger (2008) 

geteilte Gaben 

einmalig 

breitwürfig 

einmalig platziert 

(in Streifen) 

KAS/ AHL/ Gülle 1. Vegetationsbeginn 

2. Schossen 

Harnstoff (2007) 

3. Ährenschieben 

KAS 2007: BBCH 25-29 

2008: BBCH 21-31 

Harnstoff 

AHL „sehr früh“ 1 

AHL „früh“ 

-408 - 

2007: ------------ 

2008: BBCH 21 

2007: BBCH 25-29 

2008: BBCH 21-25 

AHL „spät“ 

2007: BBCH 31-35 

2008: BBCH 29-31 

Harnstoff 2007: BBCH 25-29 

1 nicht berücksichtigt, da zu wenige Wiederholungen. 

Die Versuche wurden in Kooperation mit dem Regierungspräsidium Tübingen 

2007 auf sieben und 2008 auf elf Feldern zusammen mit Landwirten in den Landkreisen 

Tübingen und Biberach in Baden-Württemberg geplant und durchgeführt. 

Jedes Feld des statistischen Streulagenversuchs (Blockanlage) enthielt 

vier bis acht Behandlungen, angelegt als Streifenanlage ohne Wiederholungen. 

Ein Feld stellte einen Block dar und somit jeweils eine Wiederholung. 

Vorherrschende Bodenart auf den Versuchsstandorten ist Lehm (L, sL, uL, tL, 

lT). Angebaut wurden 10 gängige Winterweizensorten, die sowohl Bestandesdichtetypen, 

als auch Ährentypen und Korndichtetypen umfassen. Halmstabilisatoren 

wurden nicht eingesetzt. Die N-Düngermenge lag in Abhängigkeit von 

der N-Düngebedarfsermittlung im Frühjahr bei ca. 200 kg N ha -1 . 

Die Auswertung erfolgte über eine vier-faktorielle Kovarianzanalyse (SAS), wobei 

als Faktoren das jeweilige Feld, die Düngevariante, die organische Düngung 

(betriebsüblich) und das gesamte N-Angebot (N min im Frühjahr plus ausgebrachter 

Dünger-N) gewählt wurden. Die Irrtumswahrscheinlichkeit α wurde auf < 

0,05 festgelegt, wobei die Ergebnisse mit Standartfehler dargestellt sind.


Im Jahr 2007 war der Winter im Vergleich zum langjährigen Mittel zu warm und 

zu feucht, wodurch eine frühzeitige Bestandesentwicklung gefördert wurde. Das 

Frühjahr war dagegen zu warm und zu trocken. Im April zum Zeitpunkt der Düngung 

fiel praktisch kein Niederschlag. 

Im Jahr 2008 hingegen war das Frühjahr (März, April) kühler und feuchter als im 

Mittel, die Folgemonate Mai bis Juli jedoch zu trocken. Dies hatte eine verzögerte 

Bestandesentwicklung zur Folge. Das darauffolgende Niederschlagsdefizit zum 

Ährenschieben hatte zudem einen ungünstigen Einfluss auf die Ertragsentwicklung. 

3 Ergebnisse und Diskussion 

3.1 Depotbildung und -entleerung 

Die gemessenen Konzentrationen an Nitrat und Ammonium in den Depotvarianten 

zeigen, dass die platzierte Oberflächenapplikation zur Ausbildung eines 

+ NH -Depots geführt hat. Zum Beispiel betrug in der Variante AHL „früh“ 10 Tage 

4 

nach der Düngung die N-Konzentration 275 mg N kg-1 Boden, wobei der Anteil 

+ -1 des NH -N bei 245 mg N kg Boden lag (Abb. 1). Bei den betriebsüblichen Dün- 

4 

+ - gungsvarianten konnten hingegen nur maximal 5 mg NH -N bzw. 20 mg NO3 -N 

4 

kg-1 Boden gemessen werden. 70 Tage nach der Düngung (BBCH 37-51) lag die 

N-Konzentration mit 20 mg kg-1 Boden auf dem Niveau der breitwürfig gedüngten 

Varianten. 

Abb. 1: N-Gehalte im Depot 2008 von AHL - früher Düngertermin 

+ Zur Ernte war das NH -Depot vollständig aufgebraucht. Die Nmin-Proben des 

4 

Oberbodens (0-30 cm) nach der Ernte zeigten keine signifikanten Unterschiede 

zwischen konventioneller und NH -Depot Düngung (Abb. 2). Ähnliche Ergebnis- 

4 

se erzielten auch Zimmer (1990) und Weimar (1995). Die N -Gehalte lagen bei 

min 

- 1 durchschnittlich 17 kg NO -N ha . 

3 

-409 -


Abb. 2: Nmin- Gehalte nach der Ernte im Oberboden (0-30 cm) 

Eine Auswaschung in tiefere Bodenschichten (30-60 cm) hat nicht stattgefun- 

- den. Die NO -N-Gehalte der Nmin-Proben lagen auf einem sehr niedrigen Niveau 

3 

- -1 zwischen 5 und 15 kg NO -N ha (Ergebnisse nicht dargestellt). 

3 

3.2 N-Entzüge 

Die N-Entzüge wurden im Jahr 2007 u.a. in BBCH 39 (Blatthäutchenstadium) 

zum Ende des Schossens und zur Abschlussernte bestimmt. In BBCH 39 waren 

alle Düngevarianten ausgebracht, mit Ausnahme der Variante AHL „spät“, in der 

zu diesem Zeitpunkt ein signifikant niedrigerer N-Entzug gemessen wurde. Die 

unterschiedlichen N-Aufnahmen in Abhängigkeit vom Applikationszeitpunkt 

wurden jedoch später ausgeglichen, so dass spätestens zur Ernte identische 

Entzugshöhen erreicht wurden (Abb. 3). Dieses Ergebnis steht im Widerspruch 

zu Untersuchungen von Weimar und Walg (2001), die einen höheren N-Ausnutzungsgrad 

des CULTAN-Verfahrens gegenüber der betriebsüblichen Düngung 

fanden. 

Zur Ernte lagen die N-Entzüge durch die oberirdische Biomasse bei durchschnittlich 

283 kg N ha -1 . Da nur ca. 200 kg N ha -1 gedüngt worden waren, stammte 

der restliche Stickstoff aus der Mineralisierung. 

-410 -


Abb. 3: N-Entzüge (Spross) 2007 zur Ernte 

3.3 Kornertrag und Rohproteingehalt 

In beiden Versuchsjahren wurden keine signifikanten Unterschiede in den Kornerträgen 

der Düngungsvarianten gemessen. Wie Abbildung 4 zeigt, war 2007 

das Ertragsniveau der platzierten Varianten gleich hoch wie bei der geteilten, 

betriebsüblichen Düngung, wobei keine Unterschiede zwischen den Ausbringungszeitpunkten 

der AHL-Depots bestanden (Abb. 4). Erstaunlicherweise 

zeigten auch die einmalig breitwürfigen Applikationen identische Erträge. Im 

Jahr 2008 (Ergebnisse nicht dargestellt) war das Ertragsniveau aufgrund der 

Trockenheit zum Ährenschieben um 8 dt ha -1 geringer. In beiden Jahren trat kein 

Lager auf. 

Im Jahr 2007 konnte mit durchschnittlich 13,7% Rohproteingehalt (Abb. 5) eine 

hohe Qualität erzielt werden. Harnstoff als Depot appliziert wies allerdings einen 

im Vergleich zum Mittelwert um 0,53% geringen Rohproteingehalt auf, was möglicherweise 

auf gasförmige N-Verluste zurückzuführen ist. 

Im Jahr 2008 wurde witterungsbedingt ein geringerer durchschnittlicher Rohproteingehalt 

von 11,4% erreicht, wobei keine signifikanten Unterschiede zwischen 

den AHL-Depotvarianten und den betriebsüblichen Kontrollvarianten bestanden 

(Ergebnisse nicht dargestellt). 

-411 -


Abb. 4: Kornertrag 2007 (P = 0,050) 

Abb. 5: Rohproteingehalt 2007 (P = 0,050) 

Die von u.a. von Sommer (2005) und Weimar (1995) beschriebenen Ertrags- und 

Qualitätsvorteile konnten demnach nicht beobachtet werden. 

-412 -



Eine platzierte Applikation von NH -Düngern führte auf den untersuchten tief- 

4 

+ gründig lehmigen Standorten zur Bildung eines NH -Depots, das den N-Bedarf 

4 

des Winter-Weizens deckte und nach der Ernte vollständig entleert war. Die N- 

Entzüge waren gleich hoch wie bei konventioneller geteilter Düngung. In beiden 

Versuchsjahren wurden identische Kornerträge wie bei konventioneller Düngung 

erzielt. Die Rohproteingehalte der AHL-Depot-Varianten und der geteilten 

Düngung unterschieden sich nicht. 

Überraschenderweise konnten auch mit einer einmaligen breitwürfigen Applikation 

gleich hohe Erträge und Rohproteingehalte wie mit der konventionellen, 

geteilten Düngung sowie der Depotdüngung erzielt werden. Deshalb muss hinterfragt 

werden, ob auf den untersuchten Standorten (tiefgründige Lehmböden; 

Klimabedingungen SW-Deutschlands) bei einmaliger N-Düngung eine Platzierung 

erforderlich ist. 

5. Literatur 

Sommer, K., 2005: CULTAN-Düngung - Physiologisch, ökologisch, ökonomisch 

optimiertes Düngungsverfahren für Ackerkulturen, Günland, Gemüse, 

Zierpflanzen und Obstgehölze. Verlag Th. Mann, Gelsenkirchen. 

Weimar, S., 1995: Untersuchungen zur Dynamik des spezifisch gebundenen 

Ammoniums begüllter Böden der Niederrheinischen Bucht. Dissertation 

Univ. Bonn. 

Weimar, S., Walg, O., 2001: Bedarfsgerechte Stickstoffdüngung von Rebanlagen 

durch das CULTAN-Verfahren. [Buchverf.] Martin Kücke. Anbauverfahren 

mit N-Injektion (CULTAN). Braunschweig : FAL Völkenrode. 

Zimmer, W., 1990: Untersuchungen zur Anreicherung und Mobilisierung 1M- 

HCl-extrahierbaren Ammoniums in Böden in Abhängigkeit von der Form 

und Art der Stickstoffdüngung. Dissertation Univ. Bonn. 

-413 -


N-Aufnahme, Ertrag und Ertragskomponenten von 

Winterraps in Abhängigkeit von der N-Form mit 

und ohne Nitrifikationsinhibitor 

T. Appel 1 , I. Pahlmann, S. Wilmsmann, F. Glas 

1 Fachhochschule Bingen 


Nitrifikationsinhibitoren können dazu genutzt werden, Ammonium dünger vor 

einer schnellen Nitrifikation im Boden zu bewahren und so eine Ernährung der 

Pflanzen mit Ammonium zu fördern. RapsAS ist ein ammoniumbetonter Mischdünger, 

der unter anderem Nitrat, Ammonium und einen Nitrifikationsinhibitor 

(DMPP) sowie Magne sium, Schwefel und Bor enthält. Neben den physiologischen 

Vortei len der Ammoniumernährung spricht in der Praxis für diesen Dünger, 

dass die gesamte vom Raps benötigte N-Menge zu Vegetations beginn in 

einer einzigen Gabe appliziert werden kann. Aufgrund des vor Nitrifikation geschützten 

Ammoniumanteils ist der Stickstoff vor Auswaschung geschützt und 

steht den Pflanzen über eine längere Phase als kontinuierlich fließende N-Quelle 

zur Verfügung. Bei die ser Düngestrategie wird zum einen die Überfahrt für eine 

zweite N-Gabe gespart und außerdem wird das potenzielle Risiko einer Verspätung 

bei der zweiten N-Gabe vermieden. Ob diese Düngungs strategie (einmalige 

N-Gabe zu Vegetationsbeginn) unter den früh sommertrockenen Standortbedingungen, 

wie beispielsweise in Bingen die Regel sind, wirklich erfolg reich 

ist, wurde in Feldversu chen überprüft. 


In den Jahren 2005 bis 2007 wurden Feldversuche mit unterschied lichen N-Düngerformen 

mit und ohne Nitrifikationsinhibitor DMPP angelegt und die N-Aufnahme 

und der Ertrag gemessen. Im Ver suchsjahr 2007 wurde außerdem untersucht, 

mit welchen Ertrags komponenten der Winterraps auf die unterschiedliche 

N-Verfügbar keit reagiert. Die Versuche wurden auf drei unterschiedlichen 

Stand orten in der Nähe von Bingen durchgeführt (Tabelle 1). 

-414 -


Tab. 1: Standort- und Versuchsmerkmale 

Versuchsjahr 2005 2006 2007 

Substrat Auenlehm ca. 

60 cm mächtig 

über Kies, 

grundwasserfern 

(> 3 m) 

Textur des Feinbodens 

0-30 cm 

Ton 17,9 % 

Schluff 52,2 % 

Sand 29,7 % 

Jahresniederschlag 

August 

bis Juli 

Jahresdurchschnittstemperatur 

August bis 

Juli 

Fruchtfolge Winterweizen- 

Winterweizen- 


Organische 

Düngung 

-415 - 

diluvialer Lehm mehr als 90 cm mächtig, 

grundwasserfern (> 3 m) 

Ton 26,8 % 


Sand 43,8 % 

405 l/m 2 358 l/m 2 532 l/m 2 

10,3 °C 10,6 °C 12,3 °C 

Wintergerste- 

Mais- 


Ton 20,8 % 


Sand 55,1 % 

Wintergerste- 

Mais- 


30 m 3 /ha Rindergülle im Herbst 

jeweils zur Stoppelbearbeitung vor dem Raps 

Rapssorte Alkido Talent Taurus 

Nmin im Frühjahr 

vor der Düngung 

N-Düngung (kg 

N/ha) 

Versuchsanlage 

4 kg N/ha 

0-60 cm 

160 bzw. aufgeteilt 

90 + 70 

Kleinparzellen 

9 m x 3 m, 

5 Varianten, 

6 Parallelen 

9 kg N/ha 

0-90 cm 


90 + 77 

Großparzellen 

70 m x 12 m, 

3 Varianten, 

6 Parallelen 

11 kg N/ha 0-90 cm 


90 + 80 

Großparzellen 

40 m x 12 m, 

4 Varianten, 

6 Parallelen 

Alle Standorte waren mit den Grundnährstoffen P, K, Mg und B mindestens ausreichend 

versorgt.


Folgende Düngungsvarianten wurden in allen drei Jahren geprüft: 

Variante „ASS + KAS“(= konventionelle Düngung): Ammonsulfat salpeter 

(ASS) zu Vegetationsbeginn + Kalkammonsalpeter (KAS) im Stadium 

30/31 

Variante „ASS + KAS spät“: ASS zu Vegetationsbeginn + KAS ver spä tet appliziert 

im Jahr 2005 im Stadium BBCH 34/35, 

im Jahr 2006 im Stadium BBCH 55/57, 

im Jahr 2007 im Stadium BBCH 57/59) 

Variante „RapsAS“ (Mischdünger aus NO 3 -N und NH 4 -N mit Nitrifikationsinhibitor) 

zu Vegetationsbeginn 

Folgende Düngungsvarianten wurden außerdem geprüft: 

Im Jahr 2005 „Piamon S“ (22,6 % Harnstoff-N und 10,4 % NH 4 -N) 90 kg N/ha 

zu Vege ta tionsbeginn + 70 kg N/ha in Form von Harnstoff im Stadium 

BBCH 30/31 

Im Jahr 2005 außerdem eine Variante „ohne N-Düngung“ 

Im Jahr 2007 „Urea S“ (Harnstoffdünger) 170 kg N/ha zu Vege ta tionsbeginn 

Die Körnerernte erfolgte im Jahr 2005 (Kleinparzellen) mit einem Parzellenmähdrescher 

mit Seitenschneidwerk. Die Großparzellen in den Jahren 2006 und 

2007 wurden im Kerndrusch beerntet und der Ertrag mit der im Mähdrescher 

integrierten Ertragserfassung aufge zeichnet. Als Mähdrescher kamen im Jahr 

2006 ein Claas Lexion 470 und im Jahr 2007 ein Lexion 550 mit 6,6 m Schneidwerkbreite 

zum Einsatz. Im Jahr 2006 erfolgte die Ernte am 7.7., im Jahr 2007 am 

28.6. nachdem der Drusch witterungsbedingt mehrfach aufge schoben werden 

musste. 

Um die N-Aufnahme des Rapses während der Vegetation zu ermit teln, wurden 

zum Ende der Blüte Probeschnitte von 3 m 2 (2005) bzw. 5 m 2 (2006 und 2007) 

durchgeführt. Hierzu wurden aus jeder Parzelle die Rapspflanzen ca. 3 cm über 

der Erdoberfläche mit einem Mäh balken geschnitten, vom Feld geborgen und 

dann im Labor gehäck selt, getrocknet, vermahlen und mittels Elementar ana lyse 

(Vario Max, Fa. Elementar) auf C, N und S untersucht. 

Um den N min -Gehalt im Boden während der Vegetationszeit zu be stimmen, wurden 

aus den einzelnen Parzellen je 6 Bohrkerne aus den Tiefen 0-30, 30-60 und 

60-90 cm entnommen und die jeweiligen Tiefen zu Mischproben je Parzelle ver- 

-416 -


einigt. Die Proben wurden im Labor mit 0,01 M CaCl 2 extrahiert und austauschbares 

Am monium und Nitrat im gefilterten Extrakt analysiert (Continuous-Flow- 

Analy ser, Fa. Skalar). 

Um festzustellen, über welche Ertragskomponenten der Raps die möglicherweise 

unterschiedliche N-Verfügbarkeit kompensiert, wur de im Jahr 2007 die 

Ertragsstruktur analysiert. Hierzu wurde eine 1 m 2 große Fläche jeder Parzelle 

am 12.6., ca. 1-2 Wochen vor Er reichen der Mäh druschreife, beprobt. Die Beprobung 

wurde in Ver längerung der 5 m langen und 1 m breiten Gasse durchgeführt, 

die bei der Ganzpflanzenernte in den Parzellen entstanden war. Diese 

Vor gehensweise hatte zweierlei Vorteile. Zum einen ergab sich so eine saubere 

Schnittkante und zum zweiten fand die Probennahme da durch 5 bis 6 m weit im 

Bestand statt. Sie war damit geringeren Randeffekten unterworfen als eine Probennahme 

direkt an der Be standeskante. 

Abb. 1: Schema der Ertragsstrukturanalyse 

-417 - 

Pflanzenzahl je m 2 

Für jede Triebfraktion separat: 

1. Anzahl Schoten zählen 

2. Körner per Hand ausreiben und die 

Masse der Körner je Triebfraktion 

ermitteln 

3. Tausendkornmasse bestimmen 

4. Errechnen: 

� Schotenzahl je Pflanze 

� Kornzahl je Schote 

� Ertrag je m 2 

In jeder Parzelle wurden die Rapspflanzen in ca. 5 cm Höhe mit ei ner Rebschere 

abgetrennt und die Anzahl Pflanzen je m 2 erfasst. Sehr kleine Pflanzen (Stengeldurchmesser 

< 1 cm) und solche ohne Schoten sowie bereits abgestorbene 

Pflanzen wurden nicht mitge zählt. Die abgetrennten Pflanzen wurden vorsichtig 

geborgen und ins Labor transportiert. Nach dem Schema in Abbildung 1 wurden 

die Pflanzen dort in Haupttriebe, Seitentriebe erster Ordnung sowie Seitentriebe 

zweiter und höherer Ordnung untergliedert.



3.1 Nmin im Boden 

Die Nmin-Untersuchungen im Boden zeigten, dass in der Raps-AS-Variante tatsächlich 

ein Teil des Stickstoffs über längere Zeit als Ammonium im Boden konserviert 

wurde und im Frühjahr auch in dieser Variante kein Stickstoff in tiefere 

Horizonte ausgewaschen wurde. Dies zeigt Abbildung 2 exemplarisch für das 

Jahr 2005. 

kg N/ha 

kg N/ha 

45 

40 

35 

30 

25 

20 

15 

10 

5 

0 

45 

40 

35 

30 

25 

20 

15 

10 

5 

0 

NH4-N 

< 1 kg 

Oberboden 0 - 30 cm 

Ohne N-Düngung RapsAS ASS+KAS ASS+KAS spät 

Unterboden 30 - 60 cm 

-418 - 

NH4-N 

< 1 kg 

NO3-N NH4-N 

NH4-N 

< 1 kg 

Ohne N-Düngung RapsAS ASS+KAS ASS+KAS spät 

Abb. 2: Nmin im Boden im Versuchsjahr 2005 am 22.3., un mit tel bar vor der 

verspäteten zweiten N-Düngung 

Die Nmin-Beprobung Anfang Mai 2007 lässt erkennen, dass die be sonders spät 

(am 29.3.) durchgeführte verspätete KAS-Applikation dazu führte, dass der 

gedüngte Stickstoff in dieser Variante vom Pflanzenbestand bis zur Blüte nicht 

mehr vollständig aufgenommen wurde. Das ist an den erhöhten Nitrat-Gehalten 

im Boden erkennbar (Abbildung 3). Eine bedeutende Auswaschung von Nitrat in 

den Unter boden fand aber auch in dieser Variante nicht statt.


kg N/ha 

kg N/ha 

20 

15 

10 

5 

0 

20 

15 

10 

5 

0 

Oberboden 0 - 30 cm 

RapsAS ASS+KAS ASS+KAS spät UreaS 

Unterboden 30 - 60 cm 

-419 - 

NO3-N NH4-N 

RapsAS ASS+KAS ASS+KAS spät UreaS 

Abb. 3: Nmin im Boden im Versuchsjahr 2007 am 7.5., sechs Wo chen 

nach der verspäteten zweiten N-Düngung 

3.2 N im Aufwuchs 

Die Varianten „RapsAS“, „ASS+KAS“, und „ASS+KAS spät“ hatten bis zur Blüte 

des Rapses gleich viel Stickstoff im Aufwuchs akkumu liert (Tabelle 2). Zu diesem 

Zeitpunkt war noch kein bedeutsamer Ab fall älterer Blättern zu beobachten. 

Im Jahr 2005 war es möglich, den Versuch mit einer Variante ohne N-Düngung 

durchzuführen. Bemerkenswert ist, dass in dieser Variante mehr als 100 kg N/ 

ha im oberirdischen Aufwuchs gefunden wurden, obwohl zu Vegetationsbeginn 

im Frühjahr nur 4 kg Nmin im Boden vorhanden waren. Das deutet auf eine 

beträchtliche N-Nach lieferung durch Mineralisation von Stickstoff aus der organischen 

Substanz des Bodens hin. Auf der anderen Seite betrug die appa rente 

Wiederfindung des Düngerstickstoffs im Aufwuchs nur ca. 50 % (Apparente 

Wiederfindung = N im Aufwuchs gedüngt minus un gedüngt geteilt durch die N- 

Düngermenge). Im Boden waren zum Zeit punkt der Blüte nur sehr geringe Nmin- 

Mengen zu finden (Daten nicht gezeigt). Ein großer Teil des Dünger stickstoffs 

war offenbar sehr schnell in organischer Form im Boden festgelegt worden und 

es ist kaum anzunehmen, dass dies nur in den Stoppeln und Wurzeln des Rapses 

geschah. Die Stoppeln und Wurzeln der gedüngten Parzellen hätten dann näm-


lich zum Zeitpunkt der Blüte 80 kg N mehr Stickstoff beinhalten müssen als die der 

ungedüngten. Es ist eher anzunehmen, dass ein beachtlicher Teil des Dünger-N 

am N-Umsatz im Boden beteiligt war und über die Bodenflora in boden bürtige organische 

Verbindungen überführt wurde. Ein derart reger N-Umsatz im Boden 

bedeutet aber gleichzeitig, dass ein vorüber gehender Mangel an düngerbürtigem 

N (z.B. durch verspä tete zwei te N-Gabe induziert) problemlos durch die N- 

Nachlieferung von bo denbürtigem N kom pensiert werden kann. 

Tab. 2: N im Aufwuchs (kg N/ha) des Rapses am Ende der Blüte, Mittelwerte 

von n = 6 Parallelen, Standardabweichung des Mit tel wertes in Klammer 

Düngung Versuchsjahr 

2005 2006 2007 

Ohne N-Düngung 105,0 (5,1) 

RapsAS 186,8 (6,5) 144,7 (6,9) 203,3 (18,2) 

ASS+KAS 186,3 (5,6) 144,7 (6,0) 205,7 (16,9) 

ASS+KAS spät 186,9 (4,3) 144,8 (2,6) 206,9 (20,4) 

Piamon S 186,6 (3,7) 

Urea S 179,9 (9,3) 196,8 (15,0) 

3.3 Mähdrusch-Erträge 

Die Kornerträge aus dem Mähdrusch waren im Versuchsjahr 2005 nur etwa halb 

so hoch wie der Ertrag auf der restlichen Fläche des Schlages, die in gleicher 

Höhe betriebsüblich mit Harnstoff gedüngt worden war (Tab. 3). Offenbar traten 

beim Dreschen der Kleinpar zellen mit dem Parzellenmähdrescher beträchtliche 

Drusch verluste auf. In den folgenden Jahren wurden deshalb Großparzellen 

ange legt, die mit praxisüblichen Mähdreschern beerntet werden konnten. 

In den Jahren 2006 und 2007 entsprachen die Erträge auf den Ver suchsparzellen 

in der Größenordnung denjenigen, die auf vergleich baren Flächen des Betriebes 

geerntet wurden. Eine Schlechtwetter periode verhinderte im Jahr 2007 auf den 

Betriebsflächen ebenso wie auf den Versuchsparzellen eine frühzeitigere Ernte. 

-420 -


Tab. 3: Mähdrusch-Erträge (dt Korn/ha), Mittelwerte von n = 6 Pa rallelen, 

Standardabweichung des Mittel wertes in Klammern 

Düngung Versuchsjahr 

2005 2006 2007 

Ohne N-Düngung 13,8 (2,2) 

RapsAS 18,9 (1,6) 39,9 (1,6) 35,3 (2,0) 

ASS+KAS 21,7 (3,0) 41,0 (1,0) 35,9 (2,1) 

ASS+KAS spät 19,3 (2,9) 40,6 (1,0) 38,3 (0,9) 

Piamon S 19,3 (3,0) 

Urea S 41,0 a) 33,6 (1,9) 

a) Ertrag auf der restlichen Fläche des Schlages, der in gleicher Höhe betriebsüblich 

mit Harnstoff gedüngt worden war 

3.4 Ertragsstrukturanalyse 

g TM / m 2 

600 

500 

400 

300 

200 

100 

0 

Haupttrieb Seitentrieb 1. Ord. Seitentrieb 2. ff Ord. 

RapsAS ASS ASS+KAS + KAS ASS + KAS Spät spät UreaS 

Abb. 4: Kornertrag im Versuchsjahr 2007 ermittelt aus der Ana lyse der Ertragsstruktur, 

die Fehlerbalken kennzeichnen die Standardabweichung 

der Mittelwerte der Gesamterträge 

Im Jahr 2007 wurde die Ertragsstruktur untersucht, um zu verstehen, auf welche 

Weise der Rapsbestand vorübergehend suboptimale düngerbürtige N-Versorgung 

kompensiert. Die Ergebnisse zeigen für die RapsAS-Variante den höchsten 

und für die Variante „ASS+KAS spät“ den geringsten Ertrag (Abbildung 4). 

Der Ertragsvorteil der RapsAS-Variante beruhte vor allem auf den Samen in den 

Schoten der Seitentriebe 1. Ordnung. Diese Fraktion trug bei allen Varianten 

-421 -


mehr als 50 % zum Gesamtertrag bei. Die Seitentriebe 1. Ordnung wurden durch 

die RapsAS-Düngung offenbar besonders gefördert, weil die volle N-Menge den 

Pflanzen besonders frühzeitig zur Verfü gung stand. Dies erklärt allerdings auch, 

weshalb das offenbar vorhandene Ertragspotential der RapsAS-Variante beim 

Drusch nicht realisiert werden konnte. Die Schoten dieser besonders wichti gen 

1. Seitentriebfraktion reiften schneller als die der Seitentriebe höherer Ordnung. 

Der witterungsbedingt verzögerte Drusch im Jahr 2007 wirkte sich deshalb in 

Form von Verlusten durch vorzeitiges Aufplatzen der Schoten in der 1. Seitentriebfraktion 

besonders stark aus. 


Die Versuche zeigen, dass alle Düngestrategien zu vergleichbaren Erträgen 

führten, weil der Raps ein gewaltiges Potential besitzt, vor übergehend suboptimale 

düngerbürtige N-Versorgung zu kompen sieren. Diese Kompensation 

beruht zum einen offenbar darauf, dass die Pflanzen einen Teil des Ertragspotentials 

auf die Seitentriebe höherer Ordnung verlagern. Zum anderen zeigte der 

Raps ein beachtli ches Vermögen, sich während der Vegetation Stickstoff aus 

der Mineralisation der organi schen Substanz des Bodens anzueig nen. 

Unter diesen Bedingungen kann ein Betrieb diejenige Strategie wählen, die ihm 

den größten Nutzen auch außerhalb der reinen Er tragsüberlegung bringt. Ein 

Ansatz wäre es, diejenigen Düngemittel zu verwenden, die auch in den anderen 

Kulturen vornehmlich einge setzt werden und so den Betriebsmitteleinkauf optimal 

zu gestalten. 

-422 -


Nährstoff- und Humuswirkung organischer Dünger 

– dargestellt am Beispiel des IOSDV-Versuchs der 

LUFA Speyer 

M. Armbruster 1 , R. Bischoff, 1 F. Wiesler 1 

1 LUFA Speyer, Speyer 


In Deutschland werden etwa 42 % der gesamten Stickstoffdüngermenge in Form 

wirtschaftseigener Dünger, Klärschlamm oder Kompost ausgebracht (KTBL, 

2005). Das Interesse an der Nutzung des in den organischen Düngern enthaltenen 

Nährstoffpotentials ist gerade in Zeiten hoher Düngemittelpreise wieder 

stark gestiegen und auch aus Sicht des Umwelt- und Ressourcenschutzes von 

größter Relevanz. Im Gegensatz zu Mineraldünger-N, der den Pflanzen schon 

im Anwendungsjahr in hohen Anteilen zur Verfügung steht, ist der Stickstoff aus 

organischen Düngern jedoch zu einem wesentlich geringeren Anteil unmittelbar 

pflanzenverfügbar. Organische Dünger weisen vielmehr sowohl eine Humus- 

als auch eine Nährstoffwirkung auf. Bei Düngern mit guter Humuswirkung ist die 

kurzfristige Nährstoffwirkung in der Regel gering und umgekehrt. Bei der Kombination 

von organischer und mineralischer Düngung bestehen komplexe, langfristige 

Wechselwirkungen, die auch nur in langfristig angelegten Dauerversuchen 

untersucht werden können. Ein entsprechender Versuch ist der „Internationale 

Organische Stickstoffdauerdüngungsversuch (IOSDV)“, der im Jahre 1984 auf 

verschiedenen Standorten in Europa angelegt wurde und in dem die Wirkung einer 

Kombination von organischer (Stallmist, Ernterückstände/ Zwischenfrüchte) 

und mineralischer Düngung auf Ertrag und Qualität der Ernteprodukte sowie die 

Stickstoffausnutzung untersucht wird (Körschens, 2000). Wir geben im Folgenden 

einen Überblick über die auf dem Standort Rinkenbergerhof in den letzten 24 

Jahren erzielten Ergebnisse. 


Der Versuchsstandort Rinkenbergerhof liegt im Oberrheingraben nördlich von 

Speyer auf 99 m über NN. Bei dem Boden handelt es sich um eine Braunerde bis 

Pseudogley-Braunerde aus Terrassensanden des Rheins und des Speyerba- 

-423 -


ches mit einer Ackerzahl von 25 bis 35. Der C org -Gehalt lag vor Versuchsbeginn 

im Jahre 1983 bei 0,83 %. Die nutzbare Feldkapazität beträgt etwa 10 %. Im langjährigen 

Mittel fallen knapp 600 mm Jahresniederschlag, die durchschnittliche 

Jahrestemperatur beträgt 10,0 °C. Aufgrund der geringen Wasserkapazität des 

Bodens und des relativ niedrigen Grundwasserstandes von ca. 3 m wird der Versuch 

zur Vermeidung von Trockenschäden im Bedarfsfall beregnet. Die durchschnittliche 

jährliche Beregungsmenge betrug im Zeitraum 1984 bis 2004 88 mm 

(Zuckerrübe: 168 mm; Winterweizen: 65 mm; Wintergerste: 30 mm). 

Der IOSDV-Versuch wird seit 1984 mit der Fruchtfolge Zuckerrübe – Winterweizen 

– Wintergerste durchgeführt. Die mineralische Düngung mit Grundnährstoffen 

erfolgt in allen Varianten einheitlich mit durchschnittlich 31 kg P, 121 kg K und 

28 kg Mg pro Hektar und Jahr. 

Die organische Düngung wird dreifach variiert (Tab. 1). Die Variante 1 erhält 

keine organische Düngung und auch die Erntereste (Stroh, Zuckerrübenblatt) 

werden abgefahren. In der Variante 2 werden im Herbst jeweils vor Zuckerrüben 

300 dt ha -1 Stallmist ausgebracht, die Erntereste werden abgefahren. In der Variante 

3 verbleiben die Erntereste auf dem Feld (durchschnittlich 39 dt TM ha -1 Zukkerrübenblatt 

und jeweils 50 dt TM ha -1 Weizen- oder Gerstenstroh). Zusätzlich 

erfolgt nach Wintergerste ein Zwischenfruchtanbau (Ölrettich). Zur Zwischenfruchtansaat 

werden 50 dt TM ha -1 Stickstoff mineralisch gedüngt. 

Im Mittel der Jahre wurde in Variante 2 durch den Stallmist 47 kg N, 19 kg P sowie 

76 kg K pro Hektar und Jahr ausgebracht. Variante 3 erhielt insgesamt durch 

die Zufuhr an Ernteresten sowie die N-Düngung der Zwischenfrucht und zur 

Förderung der Strohrotte 71 kg N (davon 19 mineralisch), 9 kg P sowie 111 kg 

K pro Hektar und Jahr. Durch die zusätzliche Zufuhr von Phosphor und Kalium 

über die organischen Dünger und die gleichzeitig einheitliche Grunddüngung 

des gesamten Versuches haben sich im Laufe des Versuchs unterschiedliche 

Phosphor- und Kalium-Gehalte im Boden eingestellt. Ausgehend von einer hohen 

Phosphor- und Kalium-Versorgung zu Versuchsbeginn liegen diese mit 

12 mg P 100 g -1 und 12 mg K 100 g -1 in der Variante ohne organische Düngung, 

13 mg P 100 g -1 und 15 mg K 100 g -1 in der Stallmistvariante und 14 mg P 100 g -1 

und 17 K mg 100 g -1 bei Zufuhr von Ernterückständen und Gründüngung allerdings 

in allen Varianten in einem guten Versorgungsbereich (Versorgungsstufen 

„C“ und „D“). 

-424 -


Die mineralische Stickstoffdüngung wird in allen Varianten in fünf Stufen gesteigert. 

Dabei wurde die höchste N-Stufe so gewählt, dass das Ertragsoptimum 

am Standort überschritten werden sollte. 

Tab. 1: Versuchsvarianten. 

Organische Düngung 

1 ohne 

2 Stallmist 300 dt FM ha-1 zu Zuckerrüben 

3 Ernterückstände (Stroh; Rübenblatt) und Zwischenfrucht nach 


Mineralische Stickstoff-Düngung [kg N ha-1 a-1 ] 

Zuckerrüben Winterweizen Wintergerste 

N0 0 0 0 

N1 60 60 50 

N2 120 120 100 

N3 180 180 150 

N4 240 240 200 

2 Ergebnisse 

2.1 C org -Gehalte im Boden und Humusbilanzierung 

Die Auswirkungen der langjährig differenzierten Düngung auf die C org -Gehalte 

im Oberboden sind in Abb. 2 dargestellt. In allen Varianten ohne organische Düngung 

erniedrigte sich der C org -Gehalt von 0,83 auf 0,60 bis 0,70 %. Damit liegen 

die niedrigsten Werte nur noch knapp über dem Grenzwert für tonarme Böden 

der Direktzahlungsverpflichtungsverordnung („Cross Compliance“) in Höhe von 

0,58 % C org (1 % Humus). Durch eine Stallmistgabe von 300 dt FM ha -1 im dreijährigen 

Rhythmus konnte der Ausgangswert dagegen in etwa gehalten und durch 

den Verbleib der Ernterückstände auf dem Feld sogar in der Regel leicht erhöht 

werden. In allen Varianten kommt sehr deutlich der fördernde Einfluss steigender 

Mineraldünger-N-Gaben auf die Humusgehalte im Boden zum Ausdruck. 

Dies ist auf die höheren Erträge bei zunehmender Stichstoff-Düngung zurück- 

-425 -


zuführen, die auch zu einer höheren Wurzelbiomasse beitragen. Ähnlich wie 

die Humusgehalte stiegen die Gesamt-N-Gehalte im Oberboden in der Variante 

Stallmist und noch deutlicher in der Variante Ernterückstände / Gründüngung 

über die Ausgangswerte an, während sie ohne organische Düngung zurückgingen 

(nicht dargestellt). 

-Gehalt [%] 

C org 

1.2 

1.0 

0.8 

0.6 

0.4 

0.2 

0.0 

ohne organische Düngung 

Stallmist 

Ernterückstände und Gründüngung 

Ausgangswert 1983 

N0 N1 N2 N3 N4 

N-Steigerungsstufen 

Abb. 2: Auswirkung langjährig differenzierter organischer Düngung und mineralischer 

Stickstoffdüngung auf die C org -Gehalte im Oberboden (0- 

30 cm) des IOSDV-Versuches Speyer. Probenahme 22.01.2007, 23 

Jahre nach Versuchsbeginn 

Für den IOSDV-Versuch wurden auch über die Humusbilanzmethode nach 

VDLUFA (VDLUFA, 2004) Kohlenstoffgehalte im Oberboden berechnet. Dabei 

wurde bei Getreideanbau ein jährlicher Verlust von Humus-Kohlenstoff von 

280 kg ha -1 , bei Zuckerrübenanbau von 760 kg ha -1 verwendet. Bei Zwischenfruchtanbau 

wurde ein Gewinn von 160 kg ha -1 Humus-Kohlenstoff verwendet. 

Die Humusreproduktion der organischen Dünger im Standpunkt wurde auf die 

Trockenmasse umgerechnet, so dass sich pro Tonne zugeführter Trockenmasse 

von Stallmist, Stroh und Rübenblatt eine Humusreproduktion von 160, 110 

und 80 kg Humus-Kohlenstoff ergab. Bei der Berechnung wurde nur das Oberbodenkompartiment 

von 0-30 cm berücksichtigt, wobei bei der Umrechnung 

von Kohlenstoffmengen in Bodengehalt eine Trockenrohdichte von 1,5 g cm -3 

verwendet wurde. In der Abb. 3 sind die 23 Jahre nach Versuchbeginn gemessenen 

Werte (Mittelwert über alle Stickstoff-Stufen) den nach der VDLUFA-Bilanzierung 

berechneten Werten gegenübergestellt. Es zeigt sich dabei eine gute 

-426 -


Übereinstimmung zwischen Messwerten und berechneten Werten. In der Abb. 4 

ist zusätzlich der zeitliche Verlauf der Kohlenstoffgehalte dargestellt. Auch wenn 

die Messwerte der Einzeljahre relativ stark um die berechneten Werte schwanken, 

wird die zeitliche Tendenz der Messwerte gut von den berechneten Werten 

beschrieben. 

-Gehalt [%] 

C org 

1.2 

1.0 

0.8 

0.6 

0.4 

0.2 

0.0 


Stallmist 


berechnete Werte 

Ausgangswert 1983 

Abb. 3: Vergleich der gemessenen C org -Gehalte (Säulen) im Oberboden (0- 

30 cm; Mittelwert über alle N-Stufen) des IOSDV-Versuches Speyer 

mit den nach der VDLUFA-Humusbilanzmethode berechneten Werten 

(durchgezogene Stiche). Werte 23 Jahre nach Versuchsbeginn 

-427 -


-Gehalt [%] 

-Gehalt [%] 

-Gehalt [%] 

C org 

C org 

C org 

1.2 

1.0 

0.8 

0.6 

0.4 

1.2 

1.0 

0.8 

0.6 

0.4 

1.2 

1.0 

0.8 

0.6 

0.4 

Ohne organische Düngung 

Feld I . Feld II . Feld III . 

Stallmist 

Ernterückstände und Zwischenfrucht 

1984 1988 1992 1996 2000 2004 2008 

Jahr 

Abb. 4: Zeitlicher Verlauf von gemessenen und nach VDLUFA-Humusbilanz 

berechneten Kohlenstoff-Werten im Oberboden (0-30 cm) für den 

IOSDV-Versuch der LUFA Speyer. Mit Feld I, II bzw. III sind die parallel 

angebauten Kulturen bezeichnet 

2.2 Erträge 

In den folgenden Abbildungen sind die durchschnittlichen Erträge von Zuckerrüben 

(Abb. 5), Winterweizen (Abb. 6) und Wintergerste (Abb. 7) für den gesamten 

Untersuchungszeitraum dargestellt. Die Zuckerrübenerträge stiegen unabhängig 

von der organischen Düngung bis zur höchsten Stickstoffstufe N4 an. Erwar- 

-428 -


tungsgemäß wurde der höchste bereinigte Zuckerertrag jedoch schon bei einem 

niedrigeren N-Angebot zwischen den Stufen N2 und N3 erreicht. Hervorzuheben 

ist, dass organische Düngung ausnahmslos zu höheren Rübenerträgen 

und mit Ausnahme der Stufe N4 auch zu höheren bereinigten Zuckererträgen 

führte. Dieser Effekt war sehr ausgeprägt ohne bzw. mit niedriger mineralischer 

N-Düngung und etwas weniger stark bei zunehmender Höhe der mineralischen 

N-Düngung. Hierin kommt die vorwiegende Nährstoffwirkung des organischen 

Düngers bei niedriger Mineraldüngung und die vorwiegende Humuswirkung (positive 

Effekte auf Bodenstruktur und Wasserhaushalt) des organischen Düngers 

bei hoher Mineraldüngung zum Ausdruck. Ohne bzw. bei niedriger mineralischer 

N-Düngung deutet sich auch eine Überlegenheit der Variante „Ernterückstände 

und Gründüngung“ über die Variante „Stallmist“ an. 

Abb. 5: Mittlere Zuckerrüben- (Frischmasse) und bereinigte Zucker-Erträge 

in Abhängigkeit von organischer Düngung und mineralischer Stickstoff-Düngung 

Ein ähnliches Bild wie bei Zuckerrüben zeigte sich auch bei Winterweizen, wobei 

die positiven Effekte der organischen Düngung bei unterlassener bzw. niedriger 

mineralischer N-Düngung sogar noch deutlicher und die Überlegenheit der 

Variante „Ernterückstände und Gründüngung“ über die Variante „Stallmist“ bei 

niedriger mineralischer N-Düngung noch größer war. Dies dürfte auf der guten 

Nährstoffwirkung der Rübenblattdüngung vor Winterweizen beruhen. Aufgrund 

-429 -


des relativ engen C/N-Verhältnisses ist der im Rübenblatt gebundene Stickstoff 

schnell verfügbar. 

Abb. 6: Mittlere Winterweizen-Kornerträge (86 % TS) in Abhängigkeit von organischer 

Düngung und mineralischer Stickstoff-Düngung 

Abb. 7: Mittlere Wintergersten-Kornerträge (86 % TS) in Abhängigkeit von 

organischer Düngung und mineralischer Stickstoff-Düngung 

-430 -


Bei Wintergerste stiegen die Kornerträge in allen organischen Düngungsvarianten 

bis zur Stufe N3 (150 kg N ha -1 ) an und fielen in der höchsten N-Stufe aufgrund 

von häufigem Lager wieder etwas ab. Wenn auch weniger deutlich als bei Weizen, 

so war auch bei Gerste eine Überlegenheit der Varianten mit organischer N- 

Düngung über die Varianten ohne organische N-Düngung insbesondere in den 

niedrigen und mittleren N-Stufen festzustellen. Im Gegensatz zu Winterweizen 

war die Variante „Ernterückstände und Gründüngung“ der Variante „Stallmist“ 

praktisch nie überlegen, was wiederum die positiven Effekte des Rübenblatts vor 

Winterweizen als relativ schnell wirksamen organischen Stickstoffdünger unterstreicht. 

2.2 N-Salden und N-Ausnutzung 

Neben dem Einfluss auf die Erträge und die Qualitäten der Ernteprodukte ist aus 

Sicht eines nachhaltigen und ressourcenschonenden Umgangs mit Düngemitteln 

eine Betrachtung der N-Salden und der N-Ausnutzung erforderlich. Abbildung 

8 zeigt, dass die N-Salden bei organischer Düngung in aller Regel höher 

sein werden als bei rein mineralischer Düngung, was auf die in der Regel wesentlich 

langsamere N-Freisetzung aus organischen Düngern zurückzuführen ist, 

die dann durch höhere Düngermengen ausgeglichen wird. 

Abb. 8: Durchschnittlicher N-Saldo in Abhängigkeit von organischer Düngung 

und mineralischer Stickstoff-Düngung 

-431 -


Besonders deutlich wird die unterschiedliche Wirksamkeit vieler organischer 

und mineralischer Düngemittel bei Berechnung der N-Ausnutzung des Düngers. 

Dazu wird die N-Aufnahme der ungedüngten Variante von der N-Aufnahme der 

gedüngten Variante abgezogen und durch die N-Zufuhr geteilt. Abbildung 9 

zeigt, dass die N-Ausnutzung von Stallmist und den Ernterückständen ohne N- 

Mineraldüngung selbst bei einem über 20-jährigen Versuchszeitraum mit 21 bis 

24 % sehr niedrig war (Variante „N0“). Umgekehrt war die N-Ausnutzung mit 57 

bis 62 % am höchsten in den Varianten mit mineralischer N-Düngung ohne jede 

organische Düngung. Sobald eine N-Zufuhr in Form von organischem Material 

erfolgt, erniedrigt sich die N-Ausnutzung. Hier muss jedoch betont werden, dass 

Stroh, Gründüngung (abhängig vom C/N-Verhältnis) und Stallmist eine wesentlich 

langsamere N-Freisetzung aufweisen als viele andere organische Dünger 

(siehe unten). 

N-Ausnutzung [%] 

80 

60 

40 

20 

0 


Stallmist 


N0 N1 N2 N3 N4 

N-Steigerungsstufen 

Abb. 9: Stickstoff-Ausnutzung in Abhängigkeit von organischer Düngung und 

mineralischer Stickstoff-Düngung im Versuchszeitraum 

3 Zusammenfassung 

Der auf der Versuchsstation Rinkenbergerhof der LUFA Speyer seit über 20 Jahren 

laufende IOSDV-Versuch belegt eindeutig die positiven Effekte einer organischen 

Düngung auf die C org -Gehalte im Boden. Der Vergleich der gemessenen 

C org -Gehalte im Oberboden mit nach dem VDLUFA-Standpunkt „Humusbilanzierung“ 

berechneten Gehaltsänderungen ergab für den leichten Sandstandort 

-432 -


gute Übereinstimmungen. Daneben hatte die organische Düngung auch positive 

Effekte auf die Erträge von Zuckerrüben, Winterweizen und Wintergerste. 

Bei niedriger mineralischer N-Düngung waren diese Effekte stärker und spiegeln 

vor allem die Nährstoffwirkung des organischen Düngers wider. Positive 

Effekte bei hoher mineralischer N-Düngung sind dagegen vorwiegend auf die 

Humuswirkung, insbesondere dessen positive Effekte auf bodenphysikalische 

Eigenschaften zurückzuführen. Genauso wie auf die positiven Eigenschaften 

der organischen Düngung verweisen die Versuche aber auch auf deren Risiken, 

das heißt insbesondere relativ hohe N-Bilanzüberschüsse und niedrigere 

Ausnutzungsgrade der zugeführten N-Menge. Allerdings kann die Nährstoffwirkung 

unterschiedlicher organischer Dünger sehr unterschiedlich sein. Sie 

ist nach Weihenstephaner Untersuchungen schnell, und gemessen an den Mineraldüngeräquivalenten 

hoch, bei Düngern wie Jauche, Fleisch- und Fleischknochenmehlen, 

Hühnertrockenkot und Biogasgülle, mittel bei dünnflüssigem 

Klärschlamm und Rindergülle und langsam bzw. niedrig bei Stallmist und Bioabfallkompost 

(Gutser et al., 2005). 

4. Literatur 

Gutser, R., Ebertseder, Th., Weber, A., Schraml, M., Schmidhalter, U., 2005: 

Short-term an residual availability of nitrogen after long-term application of 

organic fertilizers on arable land. J. Plant Nutr. Soil Sci. 168, 439-446. 

Körschens, M. (Hrsg.), 2000: IOSDV Internationale organische Stickstoffdauerdüngungsversuche. 

UFZ-Bericht Nr. 15/2000, UFZ-Umweltforschungszentrum 

Leipzig-Halle GmbH. 

Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft (KTBL), 2005: 

Faustzahlen für die Landwirtschaft. 13. Auflage, Darmstadt. 


(VDLUFA) (Hrsg.), 2004: Standpunkt Humusbilanzierung. Methode 

zur Beurteilung und Bemessung der Humusversorgung von Ackerland. 

VDLUFA-Standpunkt, Bonn. 

-433 -


Anpassung der Richtwerte für die P- 

und K-Düngung bei langfristig hohen 


W. Zorn 1 , H. Schröter 1 

1 Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft, Jena 


Die letzten Jahre waren durch dramatische Änderungen der Preise für Phosphat- 

und Kalidüngemittel gekennzeichnet. Langfristige Prognosen gehen auch weiterhin 

von starken Schwankungen sowohl der Düngemittel- als auch der Erzeugerpreise 

für landwirtschaftliche Produkte bei insgesamt hohem Düngemittelpreisniveau aus. 

Die volatilen Düngemittel- und Erzeugerpreise treffen auf die stark gesunkene P- 

und K-Versorgung der Böden in vielen Ackerbaugebieten. Zum Beispiel weist in 

Thüringen 43 % des Ackerlandes eine niedrige und sehr niedrige P-Versorgung 

auf. Daraus resultiert eine zunehmende Mangelernährung der Kulturen, zu deren 

Vermeiden eine gezielte Düngung erforderlich ist. Die starken Preisschwankungen 

haben die Diskussion über die kurz- und langfristig optimale P- und K-Düngung unter 

den jeweils aktuellen betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkten verstärkt. 

Das VDLUFA-Konzept zur P- und K-Düngung (VDLUFA, 1997 und 1999) orientiert 

sich an einem fünfstufigen Gehaltsklassenschema und der Ausrichtung der 

Düngungshöhe zum langfristigen Erreichen und Erhalten der Gehaltsklasse C 

(anzustrebender bzw. mittlerer Gehalt) im Boden. Das Konzept steht im Mittelpunkt 

der Diskussion. 

Nachfolgend werden aktuelle Ergebnisse zur P- und K-Düngung unter dem Gesichtspunkt 

einer möglichen Anpassung der Düngungsempfehlungen an langfristig 

hohe Düngemittelpreise zusammengefasst. 


Die Überprüfung der Richtwerte für die P- und K-Düngung erfolgt in Thüringen 

auf Grundlage von statischen Parzellenfeldversuchen. Die P- und K-Dünger 

-434 -


wurden in den Versuchen vor der Saat appliziert und in den Boden eingearbeitet. 

In zusätzlichen einjährigen Versuchen wurde die Wirkung der P-Düngung zu 

Wintergetreide auf Standorten mit niedriger und sehr niedriger P-Versorgung untersucht. 

Zur P-Düngung wurden in allen Versuchen wasserlösliche Phosphate 

verwendet. Versuchsziel war neben der Ertragswirkung der P- bzw. K-Düngung 

auch die erforderliche Düngermenge. Die Bodenuntersuchungen auf den P- und 

K-Gehalt erfolgten nach der CAL-Methode. 

3. Ergebnisse 

Ergebnisse aktueller Feldversuche belegen die Notwendigkeit von Zuschlägen 

zur Abfuhrdüngung bei P-Gehaltsklasse A und B, die zu deutlichen Mehrerträgen 

im Vergleich zur Düngung nach Abfuhr führt und eine messbare Nachwirkung 

in den Folgejahren erwarten lässt. Bei Getreide kann die K-Düngung moderat 

reduziert werden, bei Kulturen mit hohem K-Entzug wie Raps, Hackfrüchten, 

Mais und Ackerfutter jedoch nicht. In den Gehaltsklassen D und E war die P- und 

K-Düngung nicht lohnend. 

Insgesamt sind bei der pflanzenbaulichen und betriebswirtschaftlichen Bewertung 

der P- und K-Düngung nicht nur ihre kurzfristige Wirkung im Anwendungsjahr 

sondern auch deren langfristige Reaktion (Nachwirkung in den Folgejahren) 

sowie deren Effekte auf die Qualität der Ernteprodukte zu beachten. 

Ein Beispiel für die Entwicklung der Boden-P-Gehalte und deren Auswirkung auf 

die Ertragsentwicklung bei differenzierter P-Düngung zeigen die Ergebnisse des 

statischen P-Düngungsversuchs auf der Lössparabraunerde in Dornburg/Saale. 

Der Versuch wurde im Jahr 1993 angelegt. Der P-Gehalt zu Versuchsbeginn 

betrug 8,0 … 8,5 mg P/100g Boden und entsprach der Gehaltsklasse D (sehr hoher 

Gehalt). 

Bei unterlassener P-Düngung ist der Boden-P-Gehalt nach 10 Versuchsjahren 

in die obere Hälfte der Gehaltsklasse B gesunken. Die P-Düngung in Höhe von 

70 % sowie 100 % der Abfuhr hatte leicht sinkende Boden-P-Gehalte zur Folge, 

die Variante 130 % der Abfuhr leicht steigende. 

-435 -


mg P/100g 

12 

10 

8 

6 

4 

2 

0 

1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 

-436 - 

Gehaltsklasse 

E 

D 

C 

B 

A 

130% Abfuhr 

100% Abfuhr 

70% Abfuhr 

ohne P 

Abb. 1: Entwicklung der Boden-P-Gehalte im statischen P-Düngungsversuch 

Dornburg/Saale 

Abbildung 2 zeigt die Ertragsminderungen durch unterlassene P-Düngung (Boden-P-Gehalte 

vergl. Abb. 1) im Vergleich zur P-Abfuhrdüngung in Gehaltsklasse 

C. Die Ertragsminderungen nehmen parallel zu den sinkenden Boden-P-Gehalten 

zu und betragen in Gehaltsklasse B 5 bis 7 dt/ha bei Sommergerste (SG) 

und Winterweizen (WW) sowie 3 dt/ha bei Winterraps (WRa). 

dt/ha 

0 

-2 

-4 

-6 

-8 

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 

SG 

WW 

WW 

SG 

KE 

WRo 

WRa 

WW 

SM 

WW 

-12 dt/ha 

SG 

Abb. 2: Ertragsminderung durch unterlassene P-Düngung im statischen P- 

Düngungsversuch Dornburg/Saale (P0 zu P-Abfuhrdüngung) 

Verschiedene Prognosen gehen für Thüringen langfristig von einer Abnahme 

der Niederschläge während der Vegetationsperiode, jedoch höheren Winterniederschlägen 

aus. Es ist bekannt, dass bei ungünstigen Bedingungen für die


Nährstoffaufnahme durch die Pflanzen die Ertragsvariabilität und die Ertragsminderungen 

bei suboptimalem Nährstoffangebot zunehmen. Ein Beispiel 

hierfür zeigen ausgewählte Ergebnisse des statischen P-Düngungsversuchs 

auf der Muschelkalkrendzina Haufeld. Der Boden-P-Gehalt der Variante ohne 

P-Düngung betrug in den Versuchsjahren 2002 bis 2004 6,9 … 7,2 mg P/100g 

Boden (= Gehaltsklasse C). Bei Jahresniederschlägen von > 600 mm in den 

Jahren 2002 und 2004 ist eine Ertragswirkung der P-Düngung zu Winterweizen 

ausgeblieben. Im Trockenjahr 2003 mit einer Jahresniederschlagssumme von 

nur 377 mm, aber überdurchschnittlich hohen Niederschlägen im Herbst 2002 

hat die P-Düngung zu hohen Mehrerträgen geführt, die mit zunehmender P- 

Düngermenge noch angestiegen sind. Bei Austrocknung der Krume, wie sie für 

das Frühjahr 2003 anzunehmen ist, war eine hohe P-Zufuhr erforderlich, um die 

Pflanzen ausreichend mit zu ernähren. Die prognostizierte Zunahme der Frühjahrstrockenheit 

bedingt daher einen höheren P-Düngebedarf bzw. eine höhere 

P-Versorgung des Bodens im Vergleich zu Standorten mit gesicherter Wasserversorgung. 

Aus den K-Düngungsversuchen können vergleichbare Schlussfolgerungen 

gezogen werden (Ergebnisse nicht dargestellt). 

Tab. 1: Kornertrag (dt/ha) von Winterweizen und -gerste im statischen P-Düngungsversuch 

Haufeld 2002 bis 2004 (Muschelkalkverwitterungsboden, 

Boden-P-Gehalt: Gehaltsklasse C/D) 

P-Düngung 

(Niederschlag) 

2002 


(660 mm) 

-437 - 

2003 


(377 mm) 

2004 


(601 mm) 

0 79,7 77,0 85,7 

70% der Abfuhr 79,1 81,3 85,7 



Die Wirkung der K-Düngung bei niedrigem Boden-K-Gehalt belegen Ergebnisse 

des statischen K-Düngungsversuches in Bad Salzungen. In der 

ersten Versuchsphase (1999 bis 2003) mit K-Gehaltsklasse C im Boden 

war die Ertragsdifferenz beim Anbau von Getreide zwischen ohne K-Düngung 

und den Varianten mit K-Düngung relativ gering. Nach dem Abfall 

in die Gehaltsklasse B betrug die Ertragsdifferenz zwischen ohne K und 

100 % der K-Abfuhr im Mittel von 4 Ernten (3*Getreide, 1*Körnererbse) 

10 % bzw. 6 dt/ha (Tab. 2).


Tab. 2: Korn- bzw. Knollenertrag (dt/ha) nach differenzierter K-Düngung im 

statischen K-Düngungsversuch Bad Salzungen (Buntsandsteinverwitterungsboden, 

K-Gehaltsklasse B) 2004 bis 2008 

Jahr Kultur 

K-Düngung % der K-Abfuhr 

ohne 70 100 130 

2004 Körnererbse 38,4 39,5 47,4 43,3 

2005 Winterweizen 86,7 88,8 88,8 89,9 

2006 Sommergerste 45,0 47,2 49,5 51,9 

2008 Winterweizen 71,9 76,2 79,5 78,6 

Mittelwert 

(relativ) 

2007 

Kartoffel 

(relativ) 

60,5 

(100) 

594 

(100) 

-438 - 

62,9 

(104) 

649 

(109) 

66,3 

(110) 

694 

(117) 

65,9 

(109) 

722 

(122) 

Deutlich höhere Mehrerträge hatte die K-Düngung zu Kartoffel im Jahr 2007 zur 

Folge, wobei mit zunehmender Höhe der K-Düngung die Knollenerträge weiter 

gestiegen sind. Der Mehrertrag durch 130 % der K-Abfuhr im Vergleich zu ohne 

K-Düngung betrug 22 %. 

Abb. 3: Wirkung differenzierter K-Düngung auf die Verfärbung von Kartoffelknollen 

im statischen K-Düngungsversuch Bad Salzungen 2007 

(links: ohne K, 1,76 % K i. TM; rechts: K-Düngung nach Abfuhr, 2,59 % 

K i. TM) 

Die unterlassene K-Düngung bei niedrigem Boden-K-Gehalt hatte Qualitätsmängel 

(Knollenverfärbungen) zur Folge, die bei ausreichender K-Düngung 

nicht aufgetreten sind.


Die Ertragswirkung der K-Düngung des Versuches in Bad Salzungen bestätigt 

Ergebnisse aus anderen K-Düngungsversuchen, wonach beim Anbau von Kartoffel, 

Zuckerrübe, Raps und Futterpflanzen ein höherer K-Düngebedarfs im 

Vergleich zu Getreide und Körnerleguminosen besteht und diese Kulturen auch 

in Gehaltsklasse C eine K-Düngung erhalten sollten. 

Für Versuchsstandorte mit hoher und sehr P- bzw. K-Versorgung (Gehaltsklasse 

D und E) kann zusammengefasst werden, dass mit Ausnahme von Trockenjahren 

keine oder nur geringe Mehrerträge eingetreten sind und deshalb eine P- 

bzw. K-Düngung nicht lohnend war. 

Zur Bewertung der P-Düngewirkung in P-Gehaltsklasse A stehen keine Versuche 

auf Versuchsstationen zur Verfügung. Deshalb wird dieser Frage in einjährigen 

Versuchen auf Praxisstandorten nachgegangen. Abbildung 4 zeigt das 

Ergebnis eines einjährigen P-Düngungsversuches auf einer Lößschwarzerde. 

dt/ha 

115 

110 

105 

100 

95 

90 

85 

90,6 

101,5 

-439 - 

105,2 

109,2 

80 

P-Gehalt 

nach Ernte 

ohne P 50% Abfuhr 100% Abfuhr 

P-Düngung 

150% Abfuhr 

mg P/100g Boden 1,7 A 2,2 A 2,2 A 3,4 B 

Abb. 4: Kornertrag von Winterweizen im einjährigen P-Düngungsversuch 

Dachwig 2008 (Lößschwarzerde; 2,1 mg P/100g vor Versuchsanlage) 

Die P-Düngung zur Saat hatte sehr hohe Mehrerträge durch P-Düngung zur Folge, 

die mit steigender Höhe der P-Düngung zunehmen. Die P-Gabe von 150 % 

der Abfuhr bewirkte eine Ertragsteigerung von 18 dt/ha und bestätigt damit die 

Notwendigkeit einer P-Düngung über der Abfuhr, wenn der Boden eine sehr 

niedrige P-Versorgung aufweist. Gleichzeitig ist der CAL-lösliche Boden-P-Ge-


halt nach der Ernte auf 3,4 mg P/100g gestiegen. 

Der gezielte Einsatz von Wirtschafts- und Sekundärrohstoffdüngern kann unter 

Berücksichtigung der Nährstoffversorgung des Bodens einen betriebswirtschaftlich 

sinnvollen Beitrag zur P- und K-Düngung leisten (Tab. 3). 

Tab. 3: Mögliche Anpassungsreaktionen für die P- und K-Düngung bei hohen 


Gehaltsklasse 

Höhe der mineralischen 

Düngung 

Einsatz von Wirtschafts- und Sekundärrohstoffdüngern 

A über Entzug1) alle Möglichkeiten für die P- und K-Zufuhr 

über Wirtschafts- und Sekundärrohstoff- 

B über Entzug dünger nutzen 

1) 

C 

D 

E 

unter Entzug / 

Entzug 

keine mineralische 

P- bzw. K-Düngung 

1) = Einsatz wasserlöslicher P-Dünger 

Wirtschafts- und Sekundärrohstoffdünger 

zur Erhaltungsdüngung nutzen 

kein vordringlicher Einsatz von Wirtschafts- 

und Sekundärrohstoffdüngern 

Auf der Grundlage der Ergebnisse aktueller Feldversuche in Thüringen zur P- 

und K-Düngung ist eine Änderung der Gehaltsklassen für P nicht erforderlich. 

Jedoch sind für Thüringer Standortbedingungen Korrekturen der daraus abgeleiteten 

P-Düngungsempfehlungen bei hohen Düngemittelpreisen angezeigt 

(Tab. 4). Eine eventuelle Präzisierung der Richtwerte für die K-Gehaltsklassen 

insbesondere in Getreidebetonten Anbausystemen erfordert weitere Untersuchungen. 

Bei veränderten wirtschaftlichen Rahmenbedingungen ist die Rückkehr zur 

pflanzenbaulich optimalen P- und K-Düngung anzustreben, um unter Beachtung 

langfristig begrenzter Ressourcen einen Beitrag zum langfristigen Erhalt 

der Bodenfruchtbarkeit zu leisten. 

-440 -


Tab. 4: Vorschlag für die P-Düngung des Ackerlandes bei hohen Düngerpreisen 

in Thüringen 

Gehaltsklasse 

A 

B 

C 

P-Gehalt 

mg P/100g 

bis 1,2 

1,3 – 2,4 

2,5 – 3,6 

3,7 – 4,8 

4,9- 6,1 

6,2 – 7,2 

Höhe der P-Düngung 

kg P/ha 

Abfuhr +25 kg P/ha 




Abfuhr 

Abfuhr -10 kg P/ha 

D 7,3 – 10,4 keine mineralische 

P- bzw. K-Düngung 

E > 10,4 


Langfristig hohe Düngemittelpreise erfordern eine Anpassung der P- und K-Düngungsempfehlungen. 

In den Gehaltsklassen D und E ist aufgrund geringer erzielbarer 

Mehrerträge bzw. ausbleibender Düngewirkung keine Düngung erforderlich. 

Die Gehaltsklasse C sollte weiterhin der anzustrebende Gehalt im Boden 

bleiben und langfristig angestrebt bzw. erhalten werden (Klimawandel, Qualität, 

Pflanzengesundheit, N-Ausnutzung, Nachwirkung der Düngung). Bei Vorliegen 

der Gehaltsklassen A und B ist eine befristete Reduzierung der Zuschläge mit 

Inkaufnahme von geringen Ertragsverlusten möglich. Diese Zusammenhänge 

bedingen eine zunehmende Bedeutung der Teilflächendifferenzierten P- und K- 

Düngung. Gleichzeitig sollten Wirtschafts- und Sekundärrohstoffdünger gezielt 

zur P- und K-Versorgung unterversorgter Teilflächen eingesetzt werden. 

5. Literatur 


(VDLUFA) (Hrsg.), 1997: Standpunkt Phosphordüngung nach 

Bodenuntersuchung und Pflanzenbedarf. Darmstadt, 16.09.2007, 8, Eigenverlag. 


(VDLUFA) (Hrsg.), 1999: Standpunkt Kalium-Düngung nach 

Bodenuntersuchung und Pflanzenbedarf. Darmstadt, 14.09.1999, 5, Eigenverlag. 

-441 -


Ansätze für eine effizientere Nutzung des 

Phosphors 

W. Römer 

Universität, Abtg. Pflanzenernährung, Göttingen 

These 1 

Die Weltvorräte an Rohphosphaten sind begrenzt. Laut U.S. Geological Survey 

(2007) reichen die zu den gegenwärtigen Bedingungen abbaubaren Vorräte 

noch 124 Jahre (n. Quelle 52). 

Tab. 1: Weltproduktion von Rohphosphat, die Weltreserve sowie die Basisreserve 

in Mio. t (Nr.52) 

Weltproduktion 

2006 

-442 - 

Reserve 1 

Basisreserve 

2 

Welt insgesamt 145,0 18000 50000 

Davon: 

China 32,0 6600 13000 

United States 30,7 1200 3400 

Morocco and Western Sahara 25,3 5700 21000 

Russia 11,0 200 1000 

Ausreichend für Jahre, ca. 124 345 

1) Teil der Basisreserven, die zu heutigen Bedingungen und Anforderungen abbaubar 


2) Identifizierte Ressourcen mit minimalen Kriterien an die Qualität der Rohphosphate 

und die Produktionsbedingungen. 

These 2 

Das 1909, also vor 100 Jahren, von E.A. Mitscherlich veröffentlichte „Gesetz des 

Minimums und das Gesetz des abnehmenden Bodenertrages“ gilt auch heute 

noch.


Abb. 1: Abhängigkeit des Haferertrages (Korn, Stroh, Wurzeln) von der Phosphatgabe 

im Gefäßversuch mit Quarzsand (auszugsweise nach Mitscherlich, 

1909; Quelle 32) 

These 3 

Die vom VDLUFA 1997 vorgeschlagene Einteilung der Böden in 5 P-Gehaltsklassen, 

vor allem aber die dazu empfohlenen P-Düngergaben sind aus ökonomischen 

und ökologischen Gründen neu zu bewerten. Für vermutlich die meisten 

Böden sind 4 mg laktatlöslicher Phosphor pro 100 g Boden völlig ausreichend. 

Tab. 2: Definition der P-Gehaltsklassen (GK) für den leichtlöslichen (pflanzenverfügbaren) 

Phosphor im Boden und P- Düngeempfehlungen; 

nach VDLUFA-Standpunkt (1997) , nach Quelle 53 

Gehaltsklasse (GK) // mg 

P / 100g Boden 

A 

≤ 2,0 

B 

2,1-4,4 

Kurzdefinition 

Sehr niedriger Gehalt 

Düngeempfehlung: stark erhöhte Düngung gegenüber der Empfehlung in GK „C“ 

Düngewirkung auf Ertrag hoher Mehrertrag 

auf Boden Gehalt im Boden steigt deutlich an 

Niedriger Gehalt 

Düngeempfehlung: erhöhte Düngung gegenüber der Empfehlung in GK „C“ 

Düngewirkung auf Ertrag mittlerer Mehrertrag 

auf Boden Gehalt im Boden steigt an 

-443 -


C 

4,5-9,0 

D 

9,1-15,0 

E 

≥ 15,1 

Anzustrebender Gehalt 

Düngeempfehlung: Erhaltungsdüngung in der Regel nach P-Abfuhr 

Düngewirkung auf Ertrag geringer Mehrertrag 

Hoher Gehalt 

auf Boden Gehalt im Boden bleibt erhalten 

Düngeempfehlung: verminderte Düngung gegenüber der Empfehlung in GK „C“ 

Düngewirkung auf Ertrag Mehrertrag meist nur bei Blattfrüchten 

Sehr hoher Gehalt 

auf Boden Gehalt im Boden nimmt ab 

Düngeempfehlung: keine Düngung 

Düngewirkung auf Ertrag keine 

auf Boden Gehalt im Boden nimmt ab 

Die P-Düngermenge (kg P ha -1 ), die über den Pflanzenentzug nötig ist, um den 

Gehalt des Bodens an laktatlöslichem P um 1 mg / 100 g Boden zu erhöhen, beträgt 

ca. 100 kg P ha -1 (Quellen:28, 29). 

Um den Boden von ca. 4 auf 9 mg P / 100 g Boden (Gehaltsklasse: C untere zu oberer 

Grenze) anzuheben, sind also ca. 500 kg P ha -1 nötig. Bei 4 € kg P sind das 2.000 €! 

Feldversuche bei Göttingen und im Raum Walsrode zeigen, 4 mg P/100g 

Boden reichen aus: 

Abb. 2: Abhängigkeit des BZE von Zuckerrüben im Jahre 2000 vom CAL- 

P-Gehalt des Bodens im Herbst 1999. (P-Gehaltsklassen nach VD- 

LUFA-Standpunkt, Sept. 1997)(vgl. Römer et al., 2004) 

-444 -


Relativertrag (%) 

170 

160 

A B 

C 

D 

E** 

Dü P 0 

Dü P 25 

Dü P 50 

150 

Dü P 100 

Ei P 0 

140 

Ei P 25 

Ei P 50 

130 

Ei P 100 

Ho P 0 

120 

Ho P 25 

Ho P 50 

110 

Ho P 100 

100 

90 

80 

70 

60 

50 

0 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 

mg P/100g Bd. 

Relativerträge* in Abhängigkeit vom (DL-) P-Gehalt des Bodens im Vorjahr auf drei Sandstandorten 

(Düshorn, Eickeloh, Hodenhagen) bei jeweils vier unterschiedlichen Düngungsstufen, 1989 - 2007; 

*bezogen auf den Kornertrag bzw. den BZE bzw. den Knollenertrag der P-ungedüngten Variante, P 0 = 100%), 

**P-Gehaltsklassen nach VDLUFA-Standpunkt, Sept. 1997 

Abb. 3: Relativerträge* in Abhängigkeit vom (DL-)P-Gehalt auf drei Sandstandorten 

(Düshorn, Eickeloh, Hodenhagen) bei vier P-Stufen, 

1989 - 2007; nach Römer, Claassen und Hilmer bisher unveröffentlicht.* 

bezogen auf den Kornertrag bzw. den BZE bzw. den Knollenertrag 

der P-ungedüngten Variante, P 0 = 100 %) 

**P-Gehaltsklassen nach VDLUFA-Standpunkt, Sept. 1997. 

These 4 

Das theoretische P-Rückgewinnungspotential des jährlich in Deutschland anfallenden 

Klärschlamms und der Tiermehle und Fleischknochenmehle ist so hoch, 

dass mehr als die Hälfte des gegenwärtig importierten Mineraldünger-P durch P- 

Recyclingprodukte ersetzt werden könnte. 

-445 -


Tab. 3: P-Potentiale in Abfallstoffen bei 90 prozentiger Rückgewinnungsquote 

(nach Nr. 41, 47) 

Mio. t TM % P t P 

Klärschlamm 2,40 2 48.000 

Tiermehle 0,40 3 12.000 

Fleischknochenmehle 0,16 6 9.600 

Summe 69.600 

Mineraldünger-P 

Einsatz in D 2003/04 

These 5 

-446 - 

108.000 

Die P-Vorräte vieler Ackerböden sind durch das hohe P-Düngungsniveau von 

den 60er bis 90er Jahren (P-Bilanzüberschüsse 20-29 kg P ha -1 ) stark angestiegen. 

Es gab Anreicherungen von bis zu 1.000 kg P ha -1 . Diese Vorräte sind zu reaktivieren. 

P-Überschuss (kg P ha -1 ) 

35 

30 

25 

20 

15 

10 

5 

0 

-5 

1950 1960 1970 1980 1990 2000 

Langzeitveränderung der Flächenbilanz-Überschüsse 

bei Phosphor in der Landwirtschaft (nach Werner, 2006) 

Abb. 4: Langzeitveränderung der Flächenbilanz-Überschüsse bei Phosphor 

(Werner 2006; Qu. 57)


These 6 

Es gibt einige zweikeimblättrige Kulturpflanzen, die können stärker sorbierte 

Phosphate besser nutzen als z.B. Gramineen. Eine Aufgabe der Züchtung ist es, 

das P-Aneignungsvermögen der Kulturpflanzen zu verbessern. 

Tab. 4: Einfluss der P-Düngung auf TM-Ertrag und P-Entzug von Mais und 

Weißlupine auf einer P-fixierenden Roterde (Oxisol) (vgl. Römer und 

Gerke, 1998; Quelle 39) 

Spross-TM P-Entzug 

g rel. mg rel. 

------------------------- Mais ------------------------ohne 

P 5 100 a 1) 6 100 a 

mit P 13 236 b 22 366 b 

--------------------- Weißlupine --------------------ohne 

P 7,4 100 a 20 100 a 

mit P 7,6 103 a 26 130 b 

unterschiedliche Buchstaben stehen für signifikante Unterschiede bei p = 0,05. 

Ergebnis: Weißlupine hat ein deutlich höheres P-Aneignungsvermögen als 

Mais, braucht also weniger P im Boden. Ursache dafür ist die je Einheit Wurzellänge 

höhere Exsudation an organischen Säuren wie z. B. Citrat (Tab. 5), die 

Phosphationen im Boden durch Ligandenaustausch mobilisieren und damit die 

P-Aufnahme zu verbessern. 

Tab. 5: Exsudation von Citrat aus den Wurzeln von Mais und Weißlupine bei 

variiertem P-Angebot 

- P 

nmol cm 

+ P 

-1 h-1 Mais 0,020 0,015 

Weißlupine 0,320 0,015 

Quellen: 7, 26, 18 

-447 -


Durch die Übertragung des Citratsynthetase –Gens aus Möhrenmitochondrien 

in Wurzelzellen des Eukalyptus ist es gelungen, die Citratsynthetase-Aktivität in 

den transgenen Pflanzen zu erhöhen (Abb. 5), ihre Ctratexsudation zu fördern 

und damit die P-Verfügbarkeit im Boden zu steigern. Folge: Erhöhung der P-Aufnahme. 

CS activity (unit / mg protein) 

0,10 

0,08 

0,06 

0,04 

0,02 

0,00 

GUT5 CS11 CS15 CS18 

Abb. 8: Citrat-Synthase-Aktivität in Kontrollpflanzen (GUT5) und 

Abb. 5: Citrat-Synthase-Aktivität 3 verschiedenen transgenen in Kontrollpflanzen Pflanzentypen (GUT5) (CS11, und 3 CS15, verschiede- 

CS18) von Eucalyptus (Suzuki et al. 2003). 

nen transgenen Pflanzentypen (CS 11, CS15, CS18) von Eukalyptus 

(Suzuki et al., 2003). Die transgenen Pflanzen scheiden mehr Citrat aus, 

mobilisieren mehr Phosphat und nehmen mehr P auf als die Kontrollen 

These 7 

Auf dem Wege der marker-gestützten Züchtung kann es gelingen, neue ertragreiche 

und P-effiziente Sorten zu züchten. Bei Reis ist dies schon möglich. 

Nachdem es gelungen war, die mutmaßlichen Merkmalsorte (QTLs) für die P- 

Aufnahme in den 12 in Frage kommenden Chromosomen bei Reis zu identifizieren, 

war es möglich, durch gezielte Kreuzungen diese Gen-Abschnitte aus der 

P-effizienten , aber ertragsarmen indischen Maissorte Kosalath in die P-ineffiziente, 

aber ertragstarke japanische Reissorte Nipponbare zu übertragen und 

diese P-effizienter zu machen. Abb. 6 zeigt, dass die neuen Nipponbar-Linien bei 

niedrigem P-Angebot deutlich mehr P aufnehmen als die Ausgangsform. 

-448 -


P-Aufnahme (mg P Pflanze -1 ) 

70 

60 

50 

40 

30 

20 

10 

0 

Nipponbare 

NIL-C498 

NIL-C443 

P-Konzentration im Boden (mg P kg-1 5 11 22 47 

Boden) 

Abb. Abb. 6: 11: Wirkung des des Boden-P-Gehaltes (Bray-2) (Bray-2) auf die auf P-Aufnahme die P-Aufnahme der Sorte 

von Nipponbare und und zwei 2 nahen isogenen Linien Linien (NILs), (NILs), die QTLs die für 

hohe QTLs P-Aufnahme für hohe P-Aufnahme tragen (Wissuwa tragen und (Wissuwa Ae, 2001) und Ae, 2001). 

These 8 

Die Variabilität der inneren P-Verwertung der Kulturpflanzen (kg TM g -1 aufgenommener 

Phosphor) ist beachtlich hoch. D. h., die Züchtung hat hier ein großes 

Betätigungsfeld, um die innere P-Verwertung zu steigern und damit den Bedarf 

von außen zu reduzieren. 

-449 -


Tab. 6: P-Tab. Entzug und P-Verwertung von Silomaissorten (Landesversuch 

mit 22 Sorten, 1993) (auszugsweise nach Quelle: 40) 

Sorte P-Entzug P-Verwertung 

Sortenmittel 25 kg P ha -1 515 kg TM kg P -1 

relativ 100 % 100 % 

Legat 86 124 

Azur 85 114 

Amadeus 88 105 

Lixis 131 86 

Merlin 113 104 

GD 5 % 23 13 

Literaturhinweis: 

Das ausführliche Referat mit allen Literaturangaben findet man unter Römer, W.: 

Ansätze für eine effizientere Nutzung des Phosphors auf der Basis experimenteller 

Befunde. In: „Bericht über Landwirtschaft“, Hrsg.: Bundesministerium für 

Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz, Bd. 87 (1), Mai 2009, 5-30. 

-450 -


Einfluss von „Effektiven Mikroorganismen“ (EM-1) 

auf das Umsatzverhalten von Wurmhumus 

R. Schulz, I. Papantoniou, T. Müller 

Institut für Pflanzenernährung, Universität Hohenheim, Stuttgart 


Das Garten-, Friedhofs- und Forstamt der Landeshauptstadt Stuttgart verwendet 

Wurmhumus zur Sanierung von Standorten geschädigter Straßenbäume. 

Die Substrateigenschaften und somit der Sanierungserfolg sollen nach Aussage 

der Hersteller durch den Einsatz von „Effektiven Mikroorganismen“ (EM-1) verbessert 

werden. 

In einem Inkubationsversuch unter kontrollierten Bedingungen wurde untersucht, 

ob durch Zusatz von EM-1 zu Wurmhumus die mikrobielle Aktivität angeregt 

und die Mineralisierung von organisch gebundenem N erhöht wird. 


Die EM-1 Lösung (EM = „Effektive Mikroorganismen“; Bodenhilfsstoff) enthält 

nach Herstellerangaben 3 % EM-1 (Milchsäurebakterien, photosynthetisch aktive 

Bakterien, Hefe), 3 % Zuckerrohrmelasse und 94 % Wasser. Die EM-1-Lösung 

wurde von der Fa. EMIKO frisch hergestellt und nach ca. 1 Woche für den 

Versuchsansatz verbraucht. In der Lösung wurden 2 % C und 0,05 % N mit einem 

Analysenautomaten der Fa. „elementar“ ermittelt. 

Ausgesuchte Kenngrößen des verwendeten Wurmhumus der Fa. TerraVerm 

waren: pH (H2O): 6,4, AOS (abbaubare org. Substanz): 62%, Org. C: 36%, Gesamt-N: 

1,33%, C/N: 27 (Herstellerangaben). 

Der Inkubationsversuch wurde mit vier Versuchsparallelen bei 10 °C und 18 °C 

in einem randomisierten Block-Design mit regelmäßigem Positionswechsel der 

verwendeten 2-l-Weckgläser innerhalb der Blöcke auf den verschiedenen Ebenen 

der Inkubationsschränke durchgeführt. Die Gefäße enthielten zu Versuchsbeginn 

500 g frisches Substrat (optimierter Wassergehalt: 175 % TS) ohne oder 

mit 10 ml sterilisierter und nicht sterilisierter EM-1-Lösung (Menge entspricht 

-451 -


Herstellerempfehlung) sowie je ein Becherglas mit 1 M NaOH und Wasser. Das 

in der Natronlauge aufgefangene CO 2 wurde über Rücktitration mit 0,5 M HCl 

zu Versuchsbeginn täglich und später in 2- bis 4-tägigen Abständen gemessen 

(Isermeyer, 1952). Als Kontrolle dienten Gefäße mit Quarzsand zur Erfassung 

der ambienten CO 2 -Konzentration. 

Die Nmin-Beprobung erfolgte erstmalig zu Versuchsbeginn, dann während des 

Versuchs in zunehmend größeren Zeitabständen (insgesamt 5 Probenahmen). 

Die Kompostproben wurden mit 0,5 M K 2 SO 4 extrahiert und Nitrat und Ammonium 

mit einen “Continuous-Flow-Analysator” (Bran&Lübbe) bestimmt. 

Die statistischen Berechnungen (Varianzanalyse, Tukey HSD-Test) wurden mit 

SigmaStat 3.5 (Fa. Systat) durchgeführt. 

Versuchsvarianten: 

1. W10: Wurmhumus bei 10 °C 

2. WEM10: Wurmhumus + EM-1-Lösung bei 10 °C 

3. WEMst.10: Wurmhumus + EM-1-Lösung (sterilisiert) bei 10 °C 

4. W18: Wurmhumus bei 18 °C 

5. WEM18: Wurmhumus + EM-1-Lösung bei 18 °C 

6. WEMst.18: Wurmhumus + EM-1-Lösung (sterilisiert) bei 18 °C 

3 Ergebnisse und Diskussion 

3.1 Mikrobielle Respiration 

Erwartungsgemäß erhöhte sich bei allen Varianten die Freisetzung von CO 2 als 

Maß für die mikrobielle Aktivität mit steigender Temperatur (Abb. 1). 

Die Zugabe von EM-1-Lösung führte ebenfalls zu einer signifikanten Erhöhung 

der mikrobiellen Respiration. Diese war allerdings überwiegend auf Substrateffekte 

zurückzuführen, wie der geringe Unterschied zwischen den nicht sterilisierten 

Varianten (WEM) und sterilisierten Varianten (WEMst.) zeigt (Abb. 1). Infolge 

Zufuhr leicht verfügbarer C-Quellen in Form von Zuckerrohrmelasse (200 mg 

C pro Gefäß) nahm die CO 2 -Freisetzung bei den Varianten mit Zusatz von EM- 

1-Lösung im Zeitraum von 7 Tagen im Vergleich zu den Varianten ohne Zusatz 

um mehr als das Doppelte zu. Die Verminderung der Zunahme der mikrobiellen 

Respiration nach 4 bzw. 6 Wochen Inkubationsdauer war offensichtlich auf den 

-452 -


Verbrauch dieser leicht verfügbaren C-Quellen zurückzuführen. So nahm der 

Anteil von EM-1-Kohlenstoff an der gesamten CO 2 -Freisetzung bereits nach den 

ersten Tagen deutlich ab (Abb. 2). 

mg CO2-C / Gefäß 

400 

300 

200 

100 

0 

f 

e 

Summe CO2-C / Gefäß nach 

7 28 42 Tagen 

e 

d 

d 

d 

c 

d 

d 

W10 WEM 10 WEMst.10 

Variante 

W 18 WEM18 WEMst.18 

Abb. 1: Kumulative Freisetzung von CO 2 in 7, 28 bzw. 42 Tagen Inkubation. 

(Varianten: s. Material & Methoden. Unterschiedliche Buchstaben 

zeigen signifikante Unterschiede in den jeweiligen Inkubationszeiträumen; 

P=0,050) 

% CO2-C 

40 

30 

20 

10 

0 

0-3 3-7 7-14 

Tage 

14-28 28-42 

-453 - 

e 

c 

c 

WEM10 

WEMst.10 

WEM18 

WEMst.18 

Abb. 2: Rechnerischer Anteil von EM-1-Kohlenstoff an der CO 2 -Freisetzung 

im Verlauf der Inkubation (Varianten: s. Material & Methoden) 

a 

a 

a 

b 

b 

b


Unabhängig von Substrateffekten war bei 18°C die mikrobielle Respiration in den 

nicht sterilisierten EM-1-Varianten im Verhältnis zu den vergleichbaren sterilisierten 

Varianten in einer Größenordnung von 5 bis 7 % signifikant erhöht (Abb. 1). Diese Effekte, 

die auf den Einfluss von EM-1-Bakterien zurückzuführen sein könnten, wurden 

in früheren Inkubations- und Gefäßversuchen (Schenk zu Schweinsberg-Mickan 

und Müller, 2008) sowie in Feldversuchen (Mayer et al., 2007) nicht gefunden. 

3.2 N min -Gehalte 

Der Anteil von NH4-N am Gesamt-N von Wurmhumus (1,33 %) war mit 13 mg 

NH4-N kg-1 TS gering und veränderte sich während der Inkubation kaum. 

Die Nitratgehalte im Wurmhumus waren mit 3,3 g NO3-N kg-1 TS relativ hoch. 

Dies deutet darauf hin, dass in dem verwendeten Wurmhumus bereits vor der 

Inkubation eine Mineralisierung bzw. Nitrifikation stattgefunden hatte. Während 

zu Beginn der Inkubation NO 3 -N überwiegend immobilisiert wurde, stiegen nach 

4 Wochen die NO 3 -N-Gehalte wieder an (Abb. 3). Ein Einfluss der EM-Zugabe 

auf die Nitrifikation war nicht nachzuweisen. 

mg NO3-N / kg Substrat (trocken) 

5000 

4000 

3000 

2000 

1000 

0 

n.s. a ab b n.s. 

0 4 8 11 29 

Tage 

-454 - 

n.s. 

Beginn 

W10 

WEM10 

WEMst.10 

W18 

WEM18 

WEMst.18 

Abb. 3: Entwicklung der Nitratgehalte während der Inkubation. 

(Varianten: s. Material & Methoden. Unterschiedliche Buchstaben 

zeigen signifikante Unterschiede; P=0,050)



Die signifikante Erhöhung der Respiration durch EM-1-Zugabe zu Wurmhumus 

war überwiegend auf Substrateffekte infolge Zufuhr leicht verfügbarer 

C-Quellen zurückzuführen und kam deshalb rasch zur Geltung. 

Bei höherer Temperatur (18°C) ließ sich eine signifikante Steigerung der CO 2 - 

Freisetzung in der nicht sterilisierten EM-1-Variante im Vergleich zur sterilisierten 

Variante nachweisen, die möglicherweise auf den Einfluss von EM-1- 

Bakterien zurückgeführt werden kann. Diese Steigerung in der CO 2 -Freisetzung 

machte aber nur etwa 5 bis 7 % der Gesamtfreisetzung aus. 

Die hohen Nitratgehalte im verwendeten Wurmhumus deuten darauf hin, dass 

in dem Substrat bereits vor der Inkubation eine Mineralisierung bzw. Nitrifikation 

stattgefunden hatte. Ein Einfluss der EM-Zugabe auf N-Mineralisation/- 

Immobilisation und Nitrifikation konnte unter den beschriebenen Versuchsbedingungen 

nicht nachgewiesen werden. 

5. Litertur 

Isermeyer, H., 1952: Eine einfache Methode zur Bestimmung der Bodenatmung 

und der Karbonate im Boden. Z. Pflanzenernähr. Bodenkd. 56, 26-38. 

Mayer, J., Scheid, S., Widmer, F., Fließbach, A. Oberholzer, H.-R., 2007: Wirkungen 

von Effektiven Mikroorganismen EM auf pflanzliche und bodenmikrobiologische 

Parameter im Feldversuch. IN: Zikeli, S., Claupein, W., 

Dabbert, S., Kaufmann, B., Müller, T., Valle Zárate, A.: Beiträge zur 9. 

Wissenschaftstagung Ökologischer Landbau: Zwischen Tradition und 

Globalisierung, Hohenheim, Band 1, 41-44. 

Schenck zu Schweinsberg-Mickan, M. und Müller, T., 2009: Impact of effective 

microorganisms (EM) and other biofertilizers on microbial characteristics, 

organic matter decomposition and plant growth. J. Plant Nutr. Soil Sci. 

172,704-712. 

-455 -

Bodenuntersuchung Kongressband 2009 

Eine Schnellmethode (NIRS) zur Bestimmung von 

Stickstoff und Kohlenstoff der wasserlöslichen 

organischen Substanz (WOS) in Bodenextrakten 

W. Wenzl 1 , W. Hartl 2 , I. Diethart 2 , H. Unterfrauner 3 

1 2 3 LFZ Raumberg-Gumpenstein, Irdning; Bioforschung-Austria, Wien; BO- 

WASAN, Graz 


Das Angebot an aufnehmbarem Stickstoff ist für die Pflanzenproduk-tion ertragsbestimmend. 

Während im konventionellen Ackerbau die Mineraldüngung 

am Entzug ausgerichtet werden kann, ist die Pflanzenernährung im Ökolandbau 

auf die unbestimmte Nachlieferung aus organischen Reserven angewiesen. Ein 

Unterangebot führt zur Ertragsminderung - die über den Jahresbedarf der Kultur 

hinausgehende Menge gelangt dagegen ungenutzt in die Umwelt und wirkt 

belastend. Im Hinblick auf ein tolerierbares Saldo der Zu- und Abfuhr einerseits 

und auf die Ertragssicherheit andererseits kommt daher der Erforschung von 

Indikatoren, mit denen leicht mineralisierbare Substanzen des Bodens effizient 

gemessen werden können, eine steigende Bedeutung zu (Hartl u. Wenzl, 1997; 

Isermann u. Isermann, 2004). Da verfügbare organische Substanzen aus dem 

Vorrat mehr oder weniger leicht in die Wasserphase übertreten und damit pflanzenaufnehmbar 

werden (Rusch, 1968), besteht ein Ansatzpunkt darin, den Gehalt 

an Stickstoff und Kohlenstoff im Wasserextrakt zu bestimmen. Je nach Temperatur 

und Ionenkonzentration der Auszugslösung wird auf diese Weise ein Teil 

oder das gesamte Potential an mineralisierbaren, wasserlöslichen organischen 

Substanzen (WOS) des Bodens bestimmbar (WENZL, 1990). Die chemischen 

und biologischen Eigenschaften der WOS sind durch die für die abbauenden Mikroben 

energieliefernden Schritte vom Protoplasma über „detritisches“ Pepton 

und Aminosäuren bis zum mineralischen Stickstoff in einem relativ engen Rahmen 

vorgegeben (Odum, 1998). 

2. Ausgangslage und Zielsetzung 

Analytisch können WOS durch den Stickstoff- (Norg) und Kohlenstoffgehalt 

(C org ) definiert werden. Die am Sorptionskomplex gespeicherten oder bodenge- 

-456 -

VDLUFA Schriftenreihe 65 Bodenuntersuchung 

lösten WOS bestehen aus zwei chromatographisch trennbaren Größenfraktionen. 

Der Hauptteil des Norg findet sich in einer ungefärbten Größenfraktion von 

+-12.000 Da und kann gemäß seiner proteinähnlichen Natur als stickstoffreicher 

Nichthuminstoff (SRNH) bezeichnet werden. In einer zweiten Fraktion sind gefärbte 

Substanzen (Fulvo- und Huminsäuren) mit komplexeren Großmolekülen 

(> 70.000 Da) enthalten, die ein weites C/N-Verhältnis der Wasserextrakte bedingen 

können (Wenzl 1987). Löslicher organischer Stickstoff und Kohlenstoff 

können in unterschiedlich geringen Mengen in der Bodenlösung, im Sicker- oder 

Oberflächenwasser oder aber in definierten wässrigen Bodenauszügen erfasst 

werden. In der Literatur sind Methoden beschrieben, bei denen die Auszugsbedingungen 

von Kalt- bis Heisswasser oder verschiedene Ionenkonzentrationen 

bis zur Anwendung eines elektrischen Spannungsfeldes variieren (Nemeth 

1979, Bronner 1979, Higuchi 1981, Schulz 1990, Houba 1991, Wenzl 1997). 

Es besteht für Norg eine sehr enge Beziehung zwischen den unterschiedlichen 

Methoden: Beispielsweise korreliert nach Appel und Steffens (1988) Cl 2 - und 

EUF-extrahierbarer Stickstoff, jedoch unterscheiden sich die absoluten Mengen 

stark. Durch wiederholte Extraktion kann auch das gesamte Reservoir an WOS 

ausgeschöpft werden (Wenzl 1990). Im Hinblick auf die Frage nach der biochemischen 

Natur zeigen die Muster von 17 häufigsten Aminosäuren in verschiedenen 

Wasserextrakten enge bis sehr enge Beziehungen: 

Tab.: 1 Aminosäuremuster verschiedener Wasserextrakte 

Verglichene Proben R2 EUF-Norg - Calciumchloridextrakt 21° C 0,6667 

EUF-Norg - Phosphatboratextrakt 39° C 0,9023 

Phosphatboratextr. 39° C - Calciumchloridextrakt 21° C 0,8514 

Diese Befunde bestätigend, berichtet Matsumoto (2004), dass für verschiedene 

Extrakte sehr ähnliche Aminosäurekompositionen gefunden wurden - unabhängig 

vom Bodentyp und der Verschiedenheit des zugeführten organischen 

Materials. Es wird vermutet, dass potentiell verfügbarer Norg über Aluminium 

und Eisen an Ton adsorbiert ist. Hassink (1997) fand bei der Modellierung der 

protektiven Kapazität des Bodens (Bevorratungsvermögen an Norg) eine enge 

Beziehung zur aktuellen Belegung und Gesamtmenge der Tonfraktion. Das 

Gesamtpotential an WOS, welches beispielsweise durch heiße Extraktion mit 

Phosphatboratpuffer erhalten wird, kann bis zu 10 % des Bodenstickstoffs betragen. 

Zwischen Norg und Corg besteht je nach der Extraktionsmethode eine 

-457 -


gleichsinnige Abhängigkeit mit einer Schwankungsbreite der C/N-Verhältnisse 

zwischen 4 und 15 (Wenzl, 1997). Eigner (2005) zeigte auf, dass entsprechend 

den Ergebnissen von Dauerversuchen die Einbeziehung des EUF - C org s eine 

differenzierte organische Düngung deutlicher widerspiegelt, als N org . Für die in 

der Literatur beschriebenen Methoden konnten anhand von Dauerfeldversuchen 

sowie in der Praxis Korrelationen der N org - Werte zum Ertragsgeschehen 

bzw. zu den Stickstoffentzügen gefunden werden (Bronner, 1979; Körschens, 

1990; Houba, 1991; Matsumoto, 2004). Die routinemäßige Bodenuntersuchung 

ist im Hinblick auf die organische Ausstattung auf elementaren Stickstoff 

und Kohlenstoff beschränkt. Die das Stickstoffangebot mitbestimmenden bzw. 

im Biolandbau ertragsdominierenden Anteile in Form von WOS entziehen sich 

aufgrund der komplexen Stoffwechseldynamik einem direkt objektivierbaren 

analytischen Zugang, ungeachtet der in den Eluaten mittels Elementaranalyse 

oder nach chemischem Aufschluss gut reproduzierbaren Werte. Eine effiziente 

Schnellanalyse von N org und C org könnte für die Stickstoffdüngung und die Humuspflege 

entscheidende Vorteile bringen, da mit einer entsprechenden Datendichte 

zum mehr oder minder bodentypischen Potential eine Abschätzung der 

Nachlieferung in Abhängigkeit von den standörtlichen Bedingungen erleichtert 

wird. 

Die Anwendung der Nahen Infrarotspektroskopie (NIRS) zur Ermittlung von 

Rahmengrößen der Bodenfruchtbarkeit wurde von verschiedenen Autoren beschrieben 

(Wenzl, 1995; Reeves et al.,1999; Malley et al., 1999; Wagner et al., 

2000; BIONIRS-Literaturstudie, 2002; Ludwig et al., 2002; Pfeiffer et al., 2007; 

Terhoeven-Urselmans et al., 2007). In der gegebenen Komplexität der ertragswirksamen 

Parameter sind die jeweiligen unteren Anwendungsgrenzen entscheidend: 

Beispielsweise werden diese für die Humusgrößen Cges mit 0,35 % 

und Nges mit 0,04 % angegeben (Reischl, 2002). Die Potentiale der WOS in Kulturböden 

liegen im Bereich von +-0,1 % C und +- 0,01 % N wesentlich niedriger. 

Eine spektroskopische Analyse so geringer Mengen an WOS direkt in Eluaten 

ist aufgrund des Wasserpeaks im entscheidenden Wellenlängenbereich kaum 

möglich. Als Alternative bietet sich an, verschiedene feste Trägermaterialen 

einzusetzen und WOS im getrockneten Zustand zu bestimmen. Ziel der Arbeit 

ist, Phosphatpufferextrakte in einer homogenen Matrix möglichst einfach an den 

Messstrahl heranzubringen und mit gesicherten Daten praxistaugliche Kalibrationsmodelle 

zu erstellen. 

-458 -



Für die Elemantaranlyse wurde das Gerät MULTI – NC (Analytik Jena) eingesetzt. 

Die katalytische Oxidation der Proben erfolgte bei 800° C im Sauerstoffstrom auf 

einem Platinkatalysator. Die Bestimmung des gebildeten NO erfolgte mittels Chemolumineszenzdetektor, 

die CO 2 - Erfassung mit NDIR. Zur Kalibration von DOC 

wurde Kaliumhydrogenphthalat–Standardlösung verwendet, die Kalibration 

von TNb erfolgte mit Ammoniumsulfat/Kaliumnitrat. Die Proben wurden mit 2 m 

HCl auf pH 2 eingestellt und 5 Minuten ausgeblasen. Eluate (10 g Boden in 50 ml 

PPB-Puffer,1h Stunde im Überkopf-schüttler bei 39 °C, niedertourig zentrifugiert) 

wurden 1: 20 verdünnt eingesetzt. Um gesicherte Werte zu erhalten, wurden die 

Eluate auch einer CFA–Analyse unterzogen (System FLOW-Sys, Alliance). In 

diesem Analyseverfahren mit kontinuierlichem Fluss von Probe und Reagenzien 

und einem integrierten UV Digestor mit chemischer Oxidation (Peroxodisulfat) 

wurden DOC und Stickstoff als Nitrit photometrisch bestimmt. Die Böden stammen 

vom biologisch bewirtschafteten Grünland des LFZ - Raumberg-Gumpenstein 

(kalkhaltige Braunerde) und von Ackerbauversuchen der Bioforschung - Austria in 

Wien (grauer Auboden). Verwendet wurden: Glasfaserfilter (Whatman GF/A 47), 

FOSS FiberCups ® , IPUS Nanosilikat ® , die Spektroskope FOSS XAD und SENSO- 

WORKS; UNSCRAMBLER ® für die MVDA. 

4. Ergebnisse 

Für gelösten Stickstoff und Kohlenstoff wurden mit unterschiedlichen klassischen 

Methoden folgende Übereinstimmungen erhalten: 

Tab 2. Übereinstimmung zweier unabhängiger C-N-Methoden (n > 25) 

Norg Elementaranalyse - Continuous Flow, CFA R2 = 0,9335 

Corg Elementaranalyse - Continuous Flow, CFA R2 = 0,9919 

Die ungleiche Wirkungsweise der thermischen Katalyse bzw. Oxidation durch 

UV-Strahlung hatte zur Folge, dass bei der Detektion mit IDC in der Elementaranalyse 

etwa 10 % weniger löslicher C jedoch 12 % mehr organischer N als in der 

CFA gemessen wurden. Die Ursache konnte nicht geklärt werden, jedoch wird 

firmenseitig bei einer schwer aufschließbaren Testsubstanz (Na-Dodecylbenzolsulfonat) 

eine Wiederfindung von 78 % angegeben, womit der geforderte Wert 

von 55,83 % nach JP XIII (Japanischer Performancetest) wesentlich überschrit- 

-459 -


ten wird. Die zentrifugierten Eluate wurden auf die Filter unverdünnt aufgebracht, 

gefriergetrocknet, gemessen und eine hohe Übereinstimmung von klassischen 

Methoden und NIRS gefunden: 

Abb.1 und 2: N org und C org mit NIRS - Filtertechnik 

Um den Analysengang zu vereinfachen, wurden WOS mit Hilfe von IPUS-Nanosilikat® 

und FOSS-Fibercup®s direkt auf das homogene Alumosilikat übergeführt. Mit 

minimalem Arbeitsaufwand können auf diese Weise WOS nach dem zweifachen 

Phasenwechsel (Boden - Wasser, Wasser - Trägermaterial) und Lufttrocknung bei 

55 ° C für 2 h in kurzer Zeit analysiert werden. Wie in den Abbildungen 3 und 4 dargestellt, 

zeigen die kreuzvalidierten NIRS -Modelle mit R 2 von über 0,9 ebenfalls wie bei 

der Filtertechnik sehr enge Korrelationen zwischen Mess- und Prognosewert. Das 

Gesamtpotential von Norg und Corg in der WOS kann auf diese Weise im Bereich 

von unter 0,5 mg/100 g Boden bzw. von etwa 15 kg/ha effektiv erfasst werden. 

Abb. 3 und 4 : N org und C org mit NIRS-Trägertechnik 

-460 -


5. Diskussion 

Bei einer direkten Ermittlung von interessierenden Bestandteilen in komplexen 

Naturstoffen mit Hilfe der Nahen Infrarotspektroskopie werden aufgrund der 

chemischen und strukturellen Heterogenität im Bereich von Gehaltswerten von 

unter 0, 1 % die Messgrenzen rasch erreicht. Eine Extraktion kann als präparativer 

„Reinigungsschritt“ verstanden werden, der die WOS von einer undefinierten 

Matrix trennt. Die Verwendung von Glasfaserfiltern als homogener Stoffträger 

ist gut geeignet, die Extrakte trocken an den Messstrahl heranzubringen. 

Eine Bedingung dafür ist jedoch die Gefriertrocknung der Filter, da es aufgrund 

der hydrophoben Oberfläche und zufälligen Anordnung der Glasfasern zu einer 

diffusen Verteilung der WOS bei der Verdunstung des Wassers kommt. Die Verwendung 

von Alumosilikat als Trägermaterial bringt dagegen durch die Oberflächenladung 

und kristalline Struktur die mehrfach entscheidenden Vorteile einer 

adsorptiven Wechselwirkung mit der organischen Substanz, einer raschen Abtrocknung 

und einer guten Homogenität der Probe. 

Phosphatpufferextrakte (PPB-Extrakte) werden in der Futteranalytik im sog. 

Cornell-System (CNCPS) zur Bestimmung des löslichen Proteins in pflanzlicher 

Biomasse eingesetzt (Fox et al.,1992). Den Einsatz des Phosphatpuffers in der 

Bodenanalytik beschrieben Higuchi 1982 in einer japanischen Originalarbeit im 

Hinblick auf das N-Ange-bot im Reisanbau und Matsumoto (2000) und Miyazawa 

(2007) in anderen Kulturen sowie bei grundlegenden biochemischen Fragen. 

Sposito (2004) beschreibt Phosphat-Borat-Ionen als typische „Adsorptionseinhüllende“. 

Diese können offensichtlich organische Moleküle über einen weiten 

pH-Bereich von den oberflächenaktiven, funktionellen Gruppen der Bodenminerale 

verdrängen und in Lösung bringen. Phosphate verstärken auch die Ionenladung 

an der Oberfläche von Proteinen und erhöhen dadurch die Bindungsfähigkeit 

von Wassermolekülen (Wade, 2005) und damit auch die Lösbarkeit von 

proteinähnlichen Substanzen aus dem Humus. 

Prinzipiell können verschiedenste Extrakte auf einfachste Weise mit Hilfe von 

Foss-Fibercups ® auf Ipus-Nanosilikat ® übergeführt und mit NIRS exakt gemessen 

werden, wenn der C org - bzw. N org - Gehalt den Wert von 1 mg/l Auszugslösung 

übersteigt oder 20 g bis 60 g Bodenprobe pro 100 ml Extraktionsflüssigkeit eingesetzt 

werden. 

-461 -


6. Zusammenfassung und Ausblick 

Der Einsatz der Nahen Infrarotspektroskopie ist gut geeignet, wasserlöslichen 

organischen Stickstoff und Kohlenstoff in Bodenextrakten zu bestimmen. Voraussetzung 

für die Erstellung von Kalibrationen sind mit unabhängigen klassischen 

Meßmethoden bestimmte und gesicherte Eingangswerte wie dies nach 

einem Laborvergleich des LFZ – Raumberg - Gumpenstein und der Bioforschung 

Austria in dieser Arbeit erfolgte. Die Verwendung von Glasfaserfiltern 

ermöglicht es, die organischen Komponenten der WOS in getrockneter Form in 

den Messstrahl zu bringen, wenn durch eine Gefriertrocknung eine homogene 

Verteilung der wässrigen und gefärbten Bodenextrakte gewährleistet ist. Eine 

wesentliche Vereinfachung der Methode kann durch die Trägertechnik unter 

Verwendung von Nanosilikat® und Fibercup®s erreicht werden. Somit steht 

eine robuste und kostengünstige Schnellmethode zur Verfügung, um löslichen 

und verfügbaren Stickstoff und Kohlenstoff in Bodenproben zu bestimmen. Die 

organische Ausstattung des Bodens bzw. das aktuelle Potential der Stickstoffnachlieferung 

können damit besser eingeschätzt und in die Düngungsplanung 

einbezogen werden. Eine vorausschauende Quantifizierung des tatsächlich der 

Pflanze zur Verfügung stehenden Stickstoffs wird mit geringem Aufwand möglich. 

In Kombination mit GIS - basierten Standortattributen, die einen unmittelbaren 

stoffdynamischen Einfluss auf die Nachlieferung von Stickstoff ausüben, 

kann auf der Basis von regional dokumentierten Ertragsdaten mit NIRS die Stickstoffdüngung 

weiter optimiert werden (Mayer, 2000; Urban et. al., 2001). 


Appel T., Steffens D., 1988: Vergleich von Elektro-Ultrafiltration (EUF) und Extraktion 

mit 0,01 molarer CaCl2-Lösung zur Bestimmung des pflanzenverfügbaren 

Stickstoffs im Boden. Z. Pflanzenernähr. Bodenk. 151, 127-130. 

Bronner H., Bachler W., 1979: Der hydrolysierbare Stickstoff als Hilfsmittel für die 

Schätzung des Stickstoffnachlieferungsvermögens von Zuckerrübenböden. 

Landwirtsch. Forschung 32/2, 255-261. 

BIONIRS, NIR – Measurement – Technique of N Organic Concentration in Agriculture 

Soils, Entwicklung eines Verfahrens zur Ermittlung der Bioverfügbarkeit 

von Stickstoff und Kohlenstoff aus der organischen Substanz 

in Böden, Sedimenten und Komposten (EU-CRAFT-Projekt BIONIRS. 

QLK5-CT-2002-713 55 ,5/2003-6/2005) . 

Eigner H., Kempl F., Horn D., 2005: Organic nitrogen and Carbon in EUF-extrakts 

-462 -


as parameters for the charakterisatio of different sites of sugar beet growing, 

68 th IIRB-Congress,Maastricht. 

Fox, D.G., Sniffen, C.J., Russel, J.B., 1992: Cornell net carbohydrate and protein 

system (CNCPS) Journal of Animal Science, Vol 70, Issue 11 3578-3596, 

Copyright © 1992 by American Society of Animal Science. 

Hassink, J., Andrew, P., Whitmore, A., 1997: Model of the Physical Protection of 

Organic Matter in Soils, DLO Research Inst. for Agrobiology and Soil Fertility 

(AB-DLO), P.O. Box 129, 9750 AC Haren, NL. 

Hartl W., Wenzl W., 1997: Möglichkeiten zur Reduzierung von Nährstoffbilanzüberschüssen 

in der Landwirtschaft durch Berücksichtigung wirksamer 

organischer Substanzen (WOS) im Boden. VDLUFA Kongressband Leipzig, 

1997. 

Higuchi M., 1982: Characterization of soil organic nitrogen extracted with phosphate 

buffer. Jpn. J. Soil Sci. PlantNutr., 31, 1–5. 

Houba V.J., Novozamsky G., 1991: Aspects of the study of 0.01 mol CaCl2 as extracting 

solution for different N fractions in soils. Repository Wageningen 

University and Researchcenter Publications. 

Isermann R., Isermann K., 2004: Bedeutung optimaler Humuszustände und 

entsprechender Humusbilanzen für eine nachhaltige Ernährung aus der 

Sicht der Nährstoff- und Energiehaushalte. 116. VDLUFA-Kongress, Universität 

Rostock, 13.-17. September 2004. 

Körschens, M., Schulz, E., Behm, R., 1990: Heißwasserlöslicher C und N im Boden 

als Kriterium für das N-Nachlieferungsvermögen. 

Zentralblatt für Mikrobiologie, 145, 305-311. 

Ludwig B., Khanna P., Bauhus J., Hopmans P., 2002: Near infrared spectroscopy 

of forest soils to determine chem. and biological properties related to 

soil sustainability. Forest Ecol Manag 171: 121-132. 

Malley D., Yesmin L., Wray D., Edwards S., 1999: Application of Near-Infrared 

Spectroscopy in analysis of soil mineral nutrients. Commun. Soil Sci. Plant 

Anal. 30, 999-1012. 

Mayer W., 2000: pers. Mittlg. PROGIS Software GmbH, Postgasse 6, 9500 Villach 

. 

Miyazawa K., Murayama T., 2007 Heterogeneity of neutral phosphate buffer 

extractable soil organic matter, Soil Science and Plant Nutrition 53, 1–6 

2007. 

-463 -


Matsumoto S., Ae N., 2004: Characteristics of extractable soil organic nitrogen 

determined by using various chem. solutions and its signific. for nitrogen 

uptake by crops. Soil Sci. Plant Nutr., 50, 1–9. 

Németh, K., 1979: The availability of nutrients in the soil as determined by electroultrafiltration 

(EUF). Adv. Agronomy 31, 155-188. 

Olfs H.W., 1995: Ermittlung des N-Düngerbedarfs von Winterweizen: Eignung 

verschiedener N-Fraktionen und Düngerberatungssysteme. In: Agribiol. 

Res. 48 (2), p. 127-137. 

Odum E., 1998: Ökologie: Grundlagen – Standorte – Anwendungen. Thieme, 

Stuttgart 1998. 

Pfeiffer, G., Hoffmann, A., Biskupek-Korell B., 2007: Kalibrations-erstellung für 

ein FT-NIRSpektrometer zur schnellen Bestimmung von Bodenart, Kohlenstoff-, 

Stickstoff- und Schwefelgehalt niedersächsischer Bodenproben, 

Tagungsband zur VDLUFA-Tagung 2007. 

Reeves J., McCarty G., Meisinger J., 1999: Near infrared reflectance spectroscopy 

for the analysis of agricultural soils. J. Near Infrared Spectrosc. 7, 

179-193. 

Reischl, A., Zbiral, J., Srnkova,J.,Dumler-Gradl, R., Kaschner, J., Wittenbecher, 

M., 2006: Grenzüberschreitendes Bodenmonitoring By/CZ: 

Abstimmung der Analysenverfahren, Bayerisches Landesamt für Umwelt, Leopoldstraße 

30, 95615 Marktredwitz *Central Institute for Suprervising and 

Testing in Agriculture, Hroznova 2, 656 06 Brno. 

Rsuch, H.P., 1968: Bodenfruchtbarkeit: Eine Studie biologischen Denkens, OLV 

Organischer Landbau, ISBN 3-922201-45-8. 

Schulz, E., 1990: Die heißwasserextrahierbare C-Fraktion als Kenngrösse zur 

Einschätzung des Versorgungszustandes der Böden mit organischer 

Substanz (OS).Tag.-Ber. Akad. Landwirtsch.-Wiss., Berlin 295, 269-275. 

Terhoeven-Urselmans T., Ilein F., Schmidt H., Ludwig B., 2007: Kann man mit 

Nahinfrarot-Spektroskopie die Bodenfruchtbarkeit bestimmen? 9. Wissenschaftstagung 

Ökolog. Landbau, Hohenheim. 

Urban H., Hartl W., Wenzl W., 2001: Umweltmonitoring (Mobile Mapping) und 

digitalisierte Basisanalytik - innovative Ermittlungsverfahren von biologischen 

Standort- und Prozessparametern für ein umfassendes GIS zur 

Optimierung ökologisch orientierter Landbewirtschaftung 9. Gumpensteiner 

Lysimetertagung, Irdning. 

-464 -


Wade M. A., 2005: „Meating“ flavor and succulence: phosphates and salts, along 

with binders and extenders such as whey protein concentrate, soy-based 

products and gums, are used for the purpose of moisture retention. Prepared 

Foods, Oct, 2005 bnet © 2009. 

Wagner, B., Gutser, R., Schmidhalter, U., Nätscher, L., 2000: Einsatzmöglichkeiten 

der NIR-Spektroskopie zur Erfassung verschiedener N-Potentialgrößen 

in landwirtschaftlich genutzten Böden, 112. VDLUFA Kongress, 

Stuttgart-Hohenheim. 

Wenzl, W., Kandeler, E., Danneberg, O.H., 1987: Untersuchungen zur chemischen 

Natur des heißwasserlöslichen Stickstoffs. VDLUFA Schriftenreihe 

23, S.1097-1105, Kongreßband 1987 Koblenz. 

Wenzl, W., 1990: Extraktion und Charakterisierung von stickstoffreichen Huminstoffen 

einer Braunerde. VDLUFA Schriftenreihe 32, S 337- 344, Kongreßband 

Berlin. 

Wenzl, W., 1995: Nahe Infrarotanalyse zur Bestimmung der Standortdynamik 

löslicher organischer Bodenbestandteile. VDLUFA Schriftenreihe 40, S 

323-326, Kongreßband Garmisch-Partenkirchen. 

Wenzl, W., 1997: Bestimmung der Speicherung wasserlöslicher organischer 

Substanzen (WOS) und der N-Nachlieferung des Bodens als wesentlicher 

Faktor für Düngeempfehlungen auf der Grundlage von Nährstoffbilanzierungen. 

Berichtreihe des UBA Bd. 20 (Conference Paper Vol.:20) 

zur Tagung ”Stoffbilanzierung in der Landwirtschaft - ein Instrument für 

den Umweltschutz ?” 

-465 -


Boden- und reliefbedingte Unterschiede auf 

Schlägen erfordern eine teilflächendifferenzierte 


K. Severin 1, J. Boess 2 

1 2 Landwirtschaftskammer Niedersachsen, Hannover, Landesamt für Bergbau, 

Energie und Geologie (LBEG), Hannover 


In Deutschland weisen viele Schläge boden- und reliefbedingt mehr oder weniger 

starke kleinräumige Unterschiede in den Standortbedingungen auf. Diese 

Heterogenität der Schläge nimmt mit zunehmender Schlaggröße zu. Die Heterogenitäten 

werden verstärkt durch unterschiedliche Bewirtschaftungsweisen und 

-intensitäten der Bewirtschafter und Vorbewirtschafter eines Schlages (Schlaghistorie). 

Die genannten Heterogenitäten der Schläge sind Anlass für Betriebe, die teilflächendifferenzierte 

Bewirtschaftung einzuführen. Eine teilflächendifferenzierte 

Bewirtschaftung auf Grundlage einer Hofbodenkarte führt zu neuen, präziseren 

Informationen über standörtliche Unterschiede. 

Ziel des Projektes ist die Erarbeitung einer normierten Verfahrensweise für die 

Herstellung der Hofbodenkarte, die Bodenprobenahme und die Bodenuntersuchung, 

die Ableitung von Düngeempfehlungen sowie die Erstellung von Düngerapplikationskarten. 

Diese normierte Verfahrensweise ist Voraussetzung für die 

Erzielung vergleichbarer, messbarer Erfolge bei der Präzisionspflanzenproduktion. 

Das Projekt (Severin, K., Boess, J., 2008) wurde durchgeführt in der Vogler-Region 

im Weserbergland, die sich in Südniedersachsen befindet. Die Vogler-Region 

ist durch stark wechselnde Böden von hochertragsfähigen Lössböden bis 

flachgründigen Grenzertragsböden gekennzeichnet. Neben den heterogenen 

Oberbodeneigenschaften treten auf gleichen Schlägen ebenso heterogene Unterbodeneigenschaften 

auf. 

-466 -


2. Methodik 

Grundlage für alle Anwendungen für die GPS/GIS-Technologie dieses Projektes 

war die Erstellung der Hofbodenkarte. Aufbauend auf die Hofbodenkarte werden 

weitere Auswertungsmöglichkeiten (Nährstoffkarten, Mähdruschertragskarten, 

Erosionskarten) angepasst und validiert. 

2.1 Erstellung einer Hofbodenkarte 

Die Hofbodenkarte ist eine detaillierte, hochauflösende Bodenkarte, die ein genaues 

Bild der Bodenverhältnisse eines Betriebes liefern soll. Hierfür sind die 

bisher gebräuchlichsten Bohrstockkartierverfahren nicht ausreichend und zu 

aufwendig. Es wurde daher ein spezielles Kartierverfahren erarbeitet, bei dem 

verschiedene altbekannte Informationsgrundlagen, wie geowissenschaftliche 

Karten und anderes, zur Interpretation von hochauflösenden geophysikalischen 

Messungen (elektrische Leitfähigkeit des Bodens) herangezogen werden (geologische 

Karten, Bodenkarten, Bodenschätzungskarten, Luftbilder lagen von 

diesem Gebiet vor) (Boess, J., 2007). Alle Informationen werden digital und georeferenziert 

erfasst und mit GIS-Werkzeugen verarbeitet und ausgewertet. Endprodukt 

ist eine Datenbank, in der alle Bodendaten enthalten sind. 

Zunächst ist eine Bewertung der Standorte hinsichtlich ihrer Heterogenität 

vorzunehmen. Als Quellen bieten sich geologische Karten und insbesondere 

Bodenkarten an. Zum anderen kann eine Auswertung der Bodenschätzung Anhaltspunkte 

über die Heterogenität landwirtschaftlicher Flächen liefern. 

Seit einigen Jahren werden zunehmend Ernteertragsdaten erhoben, mit denen 

ebenfalls Heterogenitätsbestimmungen von Böden vorgenommen werden. 

Durch Voruntersuchungen (Auswertung vorhandener Unterlagen) kann die ökonomische 

Sinnhaftigkeit einer teilflächenspezifischen Bewirtschaftung ermittelt 

werden. 

Zur weiteren Ermittlung von Bodenunterschieden wurden Leitfähigkeitsmessungen 

der Standorte durchgeführt. Die Ergebnisse der Leitfähigkeitsmessungen 

lassen keine absolute Aussage zum Tongehalt und zur Bodenart zu. Deshalb 

werden die Leitfähigkeitsmessergebnisse mit Angaben von realen Boden- 

-467 -


profilen abgeglichen (z. B. die bestimmenden Grablöcher der Bodenschätzung). 

Es zeigte sich, dass auf Grundlage der Leitfähigkeitsmessung die Ausweisung 

von homogenen Flächen verbessert und insbesondere die Flächen der Bodenschätzung 

weiter differenziert werden können. Auch wurden Strukturen sichtbar, 

die das 50-m-Bohrraster der Bodenschätzung nicht erfasst hatten. 

Alle Daten wurden nach der Geländeüberprüfung zu einer Bodenkarte verarbeitet. 

Die Hofbodenkarte besteht aus einer Flächendatei, die die geografische Umgrenzung 

der Schläge und ausgewiesener Teilflächen enthält und einer Profildatenbank, 

die ausführliche Profilinformationen in einem vom LBEG genormten 

Format enthält. 

Beide Dateien sind miteinander verknüpfbar. 

Die Daten wurden vom LBEG erhoben, aufbereitetet und gespeichert. 

2.2 Probenahmekarten 

Grundlage für die Probenahme von Bodenproben für die chemische Analyse 

(Nährstoffe, Schadstoffe) ist die Auswahl möglichst homogener, bodenkundlich 

einheitlicher Flächen. 

Für die Auswahl dieser Flächen wird die Hofbodenkarte herangezogen. 

Auf der Bodenkarte werden Beprobungsteilflächen ausgewählt nach Textur im 

Ober- und Unterboden, Reliefposition (Kuppen, Hänge, Senken und Talungen), 

aberodierten Kuppen und Kolluvien am Hangfuß, Nutzungsgeschichte (unterschiedliche 

Vorbesitzer, Schlagzusammenlegungen, Verlegung von Feldwegen 

u. a.). Bei der Beprobung sind alte Silomietenplätze, Mistlagerplätze und 

Ähnliches auszunehmen (Dokumentation). 

Für die Beprobungsstrategie wird das lineare Verfahren gewählt. Die Beprobungslinien 

werden vom Bearbeiter der Hofbodenkarte vor der Probenahme in 

die Beprobungsareale eingetragen. Auf der Probenahmelinie werden in der Regel 

20 Einstichpunkte gleichmäßig verteilt (Abb. 1). 

-468 -


Abb. 1: Hofbodenkarte mit den daraus abgeleiteten Beprobungsflächen 

(blaue Grenzen) und den Beprobungslinien für die Sammelprobe 

In die Bodenbeprobungskarte und die Tabellen werden die Einstichpunkte georeferenziert 

eingetragen bzw. die Lage der Einstichpunkte dokumentiert. 

In die Untersuchungen wurden vier Marktfruchtbetriebe einbezogen. Die Betriebsfläche 

dieser Betriebe beträgt zwischen 200 und 600 ha. 

Für die teilflächen- und bodenspezifische Bodenuntersuchung haben LBEG und 

Landwirtschaftskammer normierte Verfahrensschritte festgelegt. 

Die Bodenprobenahme und Analysenergebnisse werden dem Landwirt als Beprobungsflächenkarte 

zusammen mit dem Excel-Dokument mit den Bodenanalysenergebnissen 

zur Verfügung gestellt. 

3. Ergebnisse 

3.1 Nährstoffkarten 

Auf Grundlage der Beprobungsflächenkarte werden teilflächenspezifische 

Nährstoffkarten für die einzelnen Betriebe erstellt. 

Die Bodennährstoffgehalte der einzelnen Betriebe sind vor allem abhängig vom 

Düngungsniveau des Betriebes. Auf Schlägen, die ausschließlich mineralisch 

gedüngt worden sind, liegen die Nährstoffgehalte von Phosphor und Kalium so- 

-469 -


wie der pH-Wert überwiegend in den Gehaltsklassen B und C, vereinzelt auch in 

Klasse A (Abb. 2). Zwischen den einzelnen Teilflächen der jeweiligen Schläge 

streuen die Gehalte zwischen den Gehaltsklassen A einerseits und D bis E andererseits. 

Abb. 2: P-Versorgungsklassen, Beispielsbetrieb 

Bei einer Probenahme des gesamten Schlages, zum Beispiel entsprechend 

Düngeverordnung, würde die Nährstoffversorgung nur unrealistisch dargestellt 

werden. Insbesondere Teilflächen mit sehr niedrigen Nährstoffgehalten, 

auf denen in nächster Zukunft mit Ertragsdepressionen durch Nährstoffmangel 

zu rechnen ist, werden bei einer Bodenuntersuchung des ganzen Schlages kaschiert. 

3.2 Ertragskarten – Zusammenhang zwischen den Erträgen der 

Teilschläge sowie den Bodeneigenschaften und den Nährstoffgehalten 

im Boden 

Nach Abgleich der Bodenkarten mit den Ertragskarten konnten in ca. 30 % der 

Fälle Zusammenhänge zwischen den Bodeneigenschaften und den Erträgen 

festgestellt werden. 

Auf zur Vernässung neigenden Schlägen wurde in dem sehr frühjahrstrockenen 

-470 -


und sommerfeuchten Jahr 2007 deutlich weniger geerntet als im relativ normalen 

Jahr 2006. 

Auf einem untersuchten Schlag besteht ein Zusammenhang zwischen der Ertragshöhe 

einerseits und der nutzbaren Feldkapazität und den Nährstoffgehalten 

andererseits (Abb. 3). 

Abb. 3: Zusammenhang zwischen Ernteerträgen, nutzbarer Feldkapazität 

und Nährstoffgehalten 

Die niedrigen Nährstoffgehalte auf den Hochertragsteilflächen sind auf jahrelange 

hohe Ernteentzüge, die hohen Nährstoffgehalte auf den Niedrigertragsflächen 

dagegen auf niedrige Ernteentzüge zurückzuführen. Die Ertragsunterschiede 

auf diesen Teilflächen beruhen auf den unterschiedlich hohen nutz- 

-471 -


baren Feldkapazitäten der einzelnen Teilflächen. Die Ertragsunterschiede auf 

diesem Schlag sind ursächlich zurückzuführen auf die Unterschiede der Wasserversorgung 

während der Ertragsbildung und nicht auf die Unterschiede der 

Nährstoffgehalte. 

Andere Schläge weisen dagegen keine durch die Textur und Nährstoffgehaltsunterschiede 

geprägte Ertragsstruktur auf. Niedrige Erträge an den Rändern 

und Vorgewenden sind auf Störungen des Bodengefüges zurückzuführen. 

4. Diskussion und Schlussfolgerung 

Die Hofbodenkarten dienen sowohl der Planung der Pflanzenbaumaßnahmen 

als auch deren Dokumentation. 

Für die Bodenprobenahme können von den durchgeführten Untersuchungen 

folgende Schlussfolgerungen abgeleitet werden: 

Auf Schlägen mit boden-, relief- und bewirtschaftungsbedingten Unterschieden 

ist eine teilflächendifferenzierte Bodenuntersuchung notwendig. 

Auf vielen Schlägen führt eine ganzflächenhafte Beprobung zu teilweise unrealistischen 

Informationen über die Nährstoffversorgung. 

Voraussetzung für die teilflächendifferenzierte Bodenuntersuchung ist eine Hofbodenkarte. 

Eine teilflächendifferenzierte Bodenbeprobung muss nach standardisierten 

Verfahren vorgenommen werden (Hofbodenkarte – Beprobungskarte – Nährstoffversorgungskarte 

– Düngerapplikationskarte). 

Eine Dokumentation der Bodendaten (Hofbodenkarte mit Flächendatei, Profildatenbank) 

und der Untersuchungsergebnisse (Labordaten, Nährstoffversorgung, 

Düngerapplikation) muss nach standardisierten Verfahren durchgeführt 

werden. 

Für die teilflächenspezifische Bodenprobenahme, für die Erstellung der Nährstoffkarten 

und der Düngerapplikationskarten haben LBEG und Landwirt- 

-472 -


schaftskammer Niedersachsen mit LUFA Nord-West ein normiertes Verfahren 

entwickelt. 

Im Hinblick auf zukünftig hohe Nährstoffpreise lohnt sich die Erstellung von Nährstoff- 

und Düngerapplikationskarten. Auf Schlägen mit heterogener Nährstoffversorgung 

werden mit teilflächenspezifischer Düngerapplikation gezielt Nährstoffdefizite 

ausgeglichen und starke Nährstoffanreicherungen ausgeschlossen. 

Durch diese Möglichkeiten können Nährstoffe gezielter eingesetzt werden 

als bisher. 

Das Projekt wurde finanziert vom Niedersächsischen Ministerium für Ernährung, 

Landwirtschaft, Verbraucherschutz und Landesentwicklung. 

5. Literatur 

Boess, J., 2007: Nutzung geophysikalischer Verfahren zur Verbesserung hoch 

auflösender Bodenkarten für die teilflächenspezifische Bewirtschaftung. 

– Z. dt. Ges. Geowiss., 158: 165-176; Stuttgart. 

Severin, K., Boess, J., 2008: Einführung der GPS/GIS-Technologie in die Betriebsführung 

landwirtschaftlicher Betriebe der Vogler-Region. Endbericht, 

unveröffentlicht. Landwirtschaftskammer Niedersachsen, Oldenburg. 

-473 -


Neue Gerätetechnik bei der Elektro- 

Ultrafiltration (EUF) hilft bei der Prognose der 

Phosphatverfügbarkeit auf kalkhaltigen Böden 

C. Horn 1 , T. Appel 1 , D. Steffens 2 

1 Fachhochschule Bingen, 2 Universität Gießen 


Aus carbonatreichen Böden ist es schwierig, Phosphor zu extrahie ren. Dies trifft 

sowohl für die Elektro-Ultrafiltration als auch für die Extraktion mit Calcium-Acetat-Lactat 

(CAL) zu. 

Bei hohem Gehalt an reaktivem Carbonat wird die Pufferkapazität der CAL-Lösung 

erschöpft. Dadurch steigt der pH-Wert an, weshalb sich wiederum weniger 

Ca 2+ Ionen und Ca–Phosphate lösen. 

Bei der EUF-Methode führen hohe Carbonatgehalte zu einem be sonders hohen 

pH-Wert der Bodensuspension in der EUF-Mittel zelle, da es sich um eine ungepufferte 

Lösung handelt. Der hohe pH-Wert führt dazu, dass nur wenig Ca-Phosphat 

in Lösung geht und nur wenig P aus solchen Böden extrahiert werden kann. 

Im Routinebetrieb wird bei der EUF-Methode nach Nemeth (1982) eine erste EUF- 

Fraktion hergestellt, indem die Bodensuspension 30 Minuten lang bei maximal 

200 V und mit einer maximalen Strom stärke von 15 mA filtriert wird. Es steigt die 

Stromstärke aufgrund des Elektrolytgehalts in der Suspension über 15 mA an, wird 

die Spannung durch das EUF-Gerät automatisch soweit abgeregelt, so dass die 

Stromstärke von 15 mA nicht überschritten wird. Die Begrenzung der Stromstärke 

ist nötig, um zu verhindern, dass, bedingt durch den elektrischen Stromfluss, die 

Temperatur in der Suspension ansteigt. Im Anschluss an die erste EUF-Fraktion 

wird die Filtra tion der Suspension bei maximal 400 V und maximal 150 mA fortgesetzt. 

Die Spannung wird dann bei dieser 2. EUF-Fraktion automatisch so ge regelt, 

dass die Stromstärke von 150 mA nicht über schrit ten wird. Für die meisten Böden 

hat die Span nungsre gelung keine Bedeutung. Bei den stark carbonat haltigen Böden 

ist die elektrische Leitfähigkeit der Suspension allerdings so hoch, dass die 

Spannung über die gesamte Dauer der Filtration ab geregelt wird. 

-474 -


Für beide Bodenuntersuchungsmethoden, CAL und EUF, wurden Möglichkeiten 

erarbeitet, um die geringe P-Ausbeute bei den stark carbonathaltigen Böden 

rechnerisch zu korrigieren. Bei der CAL-Methode wird die tatsächlich extrahierte 

P-Menge an hand des im Extrakt gemessenen pH-Wertes nach der folgenden 

Formel korrigiert (Zorn, 1998): 

Die Korrektur kommt zur Anwendung, wenn der pH-Wert im CAL-Extrakt auf über 

4,3 ansteigt. Wenn der pH-Wert im Extrakt den Be trag von 5,6 übersteigt, wird der 

Wert 5,6 in der Formel für die Kor rektur verwendet (Korrekturobergrenze). Die 

pH-Korrektur wird ab einem Carbonat gehalt von ca. 10 % relevant. 

Bei der EUF-Methode wird die tatsächlich extrahierte P-Menge an hand der in der 

2. EUF-Fraktion extrahierten Calciumgehalte nach folgender Formel korri giert: 

Dabei bedeutet Ca2 die in der 2. EUF-Fraktion extrahierte Ca-Menge (mg/100 g 

Boden). Die Korrektur kommt nur dann zur Anwendung, wenn der Ca2-Wert über 

65 mg/100 g Boden liegt. Für jedes mg über 65 wird die P-Menge der 1. EUF-Fraktion 

(P1) um 4 %-Punkte und die der 2. EUF-Fraktion (P2) um 2 %-Punkte erhöht. 

Im Justus-Liebig Labor in Rain am Lech stehen seit einiger Zeit EUF-Geräte mit 

neuer Technik zur Verfügung. Diese Geräte werden elektronisch geregelt und 

sind in der Lage, verschiedene Betriebs parameter während der Extraktion aufzuzeichnen. 

Diese Technik ermöglicht es beispielsweise, charakteristische Verlaufskurven 

der Spannung während der Elektro-Ultrafiltration zu erstellen. Ein im 

Gewächshaus durchgeführter P-Düngungsversuch mit Zuckerrüben sollte dazu 

genutzt werden, zu studieren, ob sich die charakte ristischen Verlaufskurven der 

Spannung dazu nutzen las sen, die Nährstoffverfügbarkeit im Boden besser einzuschätzen. 

-475 -



2.1 Gefäßversuche mit Zuckerrüben 

Mit sieben unterschiedlichen Böden wurde im Gewächshaus ein Gefäßversuch 

angelegt (Tab. 1). Die Versuchsböden wurden mit der der neuen EUF-Technik 

untersucht und der Verlauf der angelegten Spannung während der Filtration aufgezeichnet. 

Je Boden wurden 12 Gefäße à 25 l gefüllt, die Hälfte der Böden wurde 

mit P (umge rechnet 100 kg P 2 O 5 /ha) gedüngt. Die andere Hälfte erhielt keinen P- 

Dünger. Alle Böden wurden mit anderen Pflanzen nährstoffen optimal versorgt. 

Je Gefäß wurden zwei Rüben angezogen, nach sieben Monaten geerntet und 

auf ihre Inhaltsstoffe untersucht. 

Um zu überprüfen, welche Bedeutung die Art und die Konzentration des Elektrolyts 

in der Suspension während der Filtration hat, wurden darüber hinaus noch 

weitere methodische Experimente vorge nommen. Hierzu wurde NaCl und CaCl 2 

in unterschiedlicher Menge zur Bodensuspension in der EUF-Mittelzelle gegeben. 

Tab. 1: CAL und EUF-P-Gehalte in den Versuchsböden (mg P/100 g) sowie 

pH-Werte in den CAL-Extrakten, Carbonatgehalte und mg Ca/100 g in 

der 2. EUF-Fraktion (EUF-Ca2) 

Boden 1 

Markredwitz 

Boden 2 

Fürfeld 

(Sch) 

Boden 3 

Fürfeld 

(Hew) 

-476 - 

Boden 4 

Schrana - 

wand 

Boden5 

Eckelsheim 

Boden6 

Giebelstadt 

EUF-P 2,6 4,5 5,8 0,55 3,4 4,5 2,0 

P korrigiert 2,6 4,9 5,8 0,84 5,1 4,5 2,0 

Boden7 

Wolkshausen 

EUF-Ca2 32,8 67,4 35,4 81,0 79,2 54,0 43,1 

CAL-P 2,6 8,9 8,5 7,2 8,3 6,8 3,0 

P korrigiert 2,6 8,9 8,5 16,7 8,3 6,8 3,0 

CAL-pH-Wert 4,14 4,18 4,15 5,69 4,26 4,18 4,17 

Carbonat [%] 0,14 1,36 0,41 82,5 2,6 0,6 0,31



3.1 Gefäßversuche mit Zuckerrüben 

Bei sechs der sieben Böden des Versuchs bewirkte die P-Düngung höhere Erträge 

(Abbildung 1). Bei Boden Nr. 3 war der Ertrag aller dings mit und ohne P- 

Düngung sehr gering, weil die Pflanzen unter einem boden bürtigen Pilz litten. 

Der größte durch die P-Dün gung bedingte Ertragsanstieg wurde beim Boden Nr. 

4 (Schra na wand), einer stark carbo nathaltigen Schwarzerde aus Österreich, erzielt. 

BZE [t/ha] 

7 

6 

5 

4 

3 

2 

1 

0 

Markredwitz 

Fürfeld (Sch) 

Fürfeld (Hew) 

Bereinigter Zuckerertrag (BZE) 

Schranawand 

Eckelsheim 

-477 - 

Giebelstadt 

Wolkshausen 

ohne P Düngung 

mit P Düngung 

Abb.1: Bereinigter Zuckerertrag (BZE) in Abhängigkeit vom Boden und der 

P-Düngung, Mittelwerte von n=6 Parallelen, die Feh lerbalken kennzeichnen 

die Standardabweichung der Mittelwerte 

Durch den hohen Carbonatgehalt von 83 % extrahierte die EUF-Me thode nur 

0,5 mg P/100 g Boden (Tabelle 1). Auf grund des EUF-Ca2-Wertes, der mit 81 

mg/100 g deutlich über 65 liegt, wird der P-Gehalt rechnerisch auf 0,8 mg P je 100g 

Boden um 60 % nach oben korrigiert. Allerdings ist bei diesem Boden der korrigierte 

EUF-P-Ge halt immer noch sehr gering und nach der EUF-Methode wäre eine 

P-Düngung zu em pfehlen. Ob die P-Verfügbarkeit auf diesem Schwarzerdeboden 

tatsächlich so schlecht ist, wie die EUF-Werte nahelegen, kann aufgrund der 

P-Aufnahme der Pflanzen und der P-Konzentration in den Blättern bezweifelt 

werden (Abb. 2). Beide waren im Boden „Schranawand“ gleich oder höher als im


Bo den Nr. 7 (Wolkshausen). Der EUF-P-Wert des Bodens „Wolks hau sen“ war 

zwar ebenfalls niedrig, aber mit 2 mg P je 100 g Boden immer noch mehr als doppelt 

so hoch wie der korrigierte EUF-P-Wert des Bodens „Schranawand“. Aus 

den Ergebnissen lässt sich schlie ßen, dass der Boden Schra nawand zwar eindeutig 

P-Düngebedarf aufwies, aber nicht ganz so stark an P verarmt war, wie die 

EUF-Methode bei diesem extrem carbonathaltigen Boden anzeigt. 

P-Aufnahme [mg /Pflanze] 

P-Konzentration Blatt 

[mg P/ g TM] 

300 

250 

200 

150 

100 

50 

0 

4,0 

3,5 

3,0 

2,5 

2,0 

1,5 

1,0 

0,5 

0,0 

Marktredwitz 

Marktredwitz 





Schranawand 

Schranawand 

w 

Eckelsheim 

Eckelsheim 

-478 - 

Giebelstadt 

Giebelstadt 

Wolkshausen 

Wolkshausen 

ohne P-Düngung 

mit P- Düngung 

ohne P-Düngung 

mit P-Düngung 

Abb. 2: P-Aufnahme der Pflanzen und P-Konzentration in den Blättern, Mittelwerte 

von n = 6 Parallelen, die Feh lerbalken kenn zeichnen die Standardabweichung 

der Mittelwerte 

Ein völlig anderes Resultat lieferte die CAL-Methode. Mit 7,2 mg P je 100 g Boden 

gehörte der Boden „Schranawand“ noch in die Gehalts klasse C (ausreichend 

versorgt). Wird die Korrekturfunktion ange wandt, dann ergibt sich rechne risch 

sogar eine korrigierte P-Kon zentration von 17 mg CAL-P je 100 g Bo den (Tabelle 

1), was deutlich über dem anzustrebenden Wert liegt.


Die unter kontrollierten Bedingungen im Gewächshaus erzielten Re sultate zeigen 

also, dass die Einschätzung der P-Verfügbarkeit auf sehr stark carbonathaltigen 

Böden mit der EUF- und der CAL-Me thode mitunter schwierig ist. 

3.2 Spannungsverlauf während der Elektro-Ultrafiltration 

Unter Umständen bietet die neue EUF-Technik die Möglichkeit, Zusatzinformation 

zu erlangen, um die P-Verfügbarkeit in den extrem carbonathaltigen 

Böden besser einschätzen zu können. Die Abbil dungen 3 zeigt 

den Spannungsverlauf während der Filtration der Bö den Nr. 4 (Eckelsheim) und 

Spannung [V] 

Spannung [V] 

-479 - 

Eckelsheim 

450 

400 

350 

300 

250 

200 

150 

100 

Eckelsheim 

50 

0 

Schranawand, 2.7.08 

450 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 

400 

Extraktionsverlauf [min] 

350 

300 

250 

200 

150 

100 

50 

0 

Schranawand 

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 


Abb. 3: Spannungsverlauf während der Elektro-Ultrafiltration der Böden 

Schranawand (83 % Carbonat) und Eckelsheim (2,6 % Carbonat) 

Eckelsheim (286a) 

Schranawand (312)


Nr. 5 (Schranawand). Der Carbo natgehalt ist in den beiden Böden unterschiedlich 

(Ta belle 1). Der Schranawand-Boden enthält 83 % Carbonat, der Eckelsheim-Boden 

nur 2,6 %. Dieser Unter schied ist anhand des in der 2. EUF-Fraktion 

extrahierten Cal ciums (79 bzw. 81 mg Ca je 100 g Boden) analytisch nicht mehr zu 

unterscheiden. Die Ver laufskur ven der Spannung unterscheiden sich allerdings 

deutlich. Während beim Boden Schranawand bereits nach wenigen Sekun den 

schlag artig die Spannung abgeregelt wird, er folgt die Abrege lung beim Bo den 

Eckelsheim etwas verzögert und nicht so stark wie beim Boden Schranawand 

(Abregelung auf ca. 75 V beim Boden Eckelsheim und auf ca. 50 V beim Boden 

Schrana wand). Bereits in den ersten 2 Mi nuten der 1. Fraktion (1.-30. Minute) 

werden deutliche Unterschiede zwischen den Spannungskurven sichtbar. So 

ist nicht nur die Ge schwindigkeit der Abregelung, sondern auch das erreichte Niveau 

ein charakteristisches Merkmal. Das Gleiche gilt für den Spannungs verlauf 

in der 2. Fraktion (30.-35. Minute). 

3 Zugabe von Salzlösung zu der Bodensuspension 

Die Zugabe einer Salzlösung zu der Bodensuspen sion in der EUF-Mittelzelle führt 

zu einer sehr schnellen und tiefen Abrege lung der Spannung (Abbildung 4). Der 

Spannungsverlauf ist allerdings völlig anders als bei den stark carbonathaltigen 

Spannung [V] 

450 

400 

350 

300 

250 

200 

150 

100 

50 

0 

Boden Standard Regensburg, 1.8.07, 0+2000 ul CaCl2 

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 


-480 - 

ohne CaCl2 

mit CaCl2 

Abb. 4: Spannungsverlauf eines carbonatfreien Bodens mit und ohne Zugabe 

von 2 ml 0,1 M CaCl 2 zur Bodensuspen sion in der EUF-Mittelzelle


Böden, weil die Ionen aus der Salzlösung durch die Elektro-Ultrafiltration mit der 

Zeit aus der Lö sung entfernt werden und so die Leitfähigkeit der Suspension abnimmt. 

Die Spannung wird deshalb durch das EUF-Gerät nach und nach wieder 

hoch geregelt. Bei carbonathaltigen Böden ist das nicht der Fall, weil mit der Zeit 

zunehmend Carbonat in Lösung geht und die Leitfähig keit der Lösung mit der 

Zeit oftmals zu nimmt. 

Für die Interpretation der Ergebnisse der EUF-Methode ist es wichtig zu wissen, 

ob die Abregelung der Spannung zu einer relevanten Minderextraktion an 

Nährelementen führt. Unter Zugabe unter schied licher Mengen an Salzlösung 

wurde der carbonatfreie Boden, der auch für die Ergebnisse in Abbildung 4 verwendet 

wurde, mit der EUF-Methode untersucht. Abbildung 5 zeigt am Beispiel 

des extra hierten Phosphors, dass die Spannungsabregelung keinen Einfluss 

auf die extrahierte P-Menge hatte. Unabhängig von der zugefügten Menge an 

Salzlösung und der damit induzierten Spannungsabrege lung waren die extrahierten 

P-Mengen etwa gleich. Dieses Ergebnis mag zunächst erstaunen, weil 

mit der niedrigeren Spannung doch auch die Feldstärke in der EUF-Mittelzelle 

abnimmt. Allerdings ist das elektrische Feld nicht für das In-Lösung-Gehen des 

Phosphors verantwortlich, son dern lediglich für dessen Transport in Form von 

Ionen durch die Ultramembran. Für die Menge des mit der EUF-Me thode insgesamt 

aus dem Boden extrahierten Phosphors ist offen bar die Lö sungskinetik der 

limitierende Faktor und nicht der Trans port durch die Ultramembran. 

EUF-P [mg/ 100g Boden] 

12 

10 

8 

6 

4 

2 

0 

Gesamtanalyse von Phosphat (P1 + P2) 

0 500 1000 2000 4000 8000 

Zugabe von Salzlösungen [µl] 

-481 - 

CaCl2 

NaCl 

Abb. 6: EUF-extrahierbares P in Abhängigkeit von der Zugabe unterschiedlicher 

Mengen an 0,1 M CaCl 2 - bzw. NaCl-Lö sung, die Fehlerbalken 

kennzeichnen die Standardabwei chung von n = 3 Messungen



Bei Böden mit extrem viel Kalk ist es schwierig, die P-Verfügbarkeit für die Pflanzen 

mit der EUF- oder der CAL-Methode einzuschätzen. Die neue EUF-Technik 

bietet die Chance, durch die zusätzliche Information über den Spannungsver lauf 

während der Ultra-Filtration, die Phosphorverfügbarkeit besser prognostizieren 

zu können. 

5. Literatur 

Németh, K. 1982: Electro-ultrafiltration of aqueous soil suspension with simultaneously 

varying temperature und voltage, Plant and Soil 64, 7-23. 

Zorn, W. 1998: Untersuchungen zur Charakterisierung der Phosphatverfügbarkeit 

in Thüringer Carbonatböden, Dissertation Humboldt-Universität, Berlin. 

-482 -


Zehn Jahre Energie- und Nährstoffbilanzierung 

in Luxemburg: Die Erfolge einer Beratung im 

Spannungsfeld Ökonomie-Ökologie 

R. Lioy, J. Albers, T. Dusseldorf, D. Klöcker, R. Reding 

(CONVIS – Herdbuch Service Élevage et Génétique – Société Coopérative, Ettelbrück 

/ Großherzogtum Luxemburg) 


Das Ende 2007 abgeschlossene fünfjährige „NEB-Beratungsprojekt zur Verbesserung 

der biologischen Effizienz der landwirtschaftlichen Betriebe und Entwicklung 

wichtiger, praxisorientierter Kriterien zur Bewertung der ökologischen 

und sozioökonomischen Nachhaltigkeit“ gab den Beratern der CONVIS s.c. die 

Gelegenheit, die im Vorfeld des BIO80-Projektes (Laufzeit 1997-2002) begonnene 

Arbeit für eine nachhaltige Gestaltung der Landwirtschaft in Luxemburg 

fortzusetzen. In beiden Projekten (sie wurden vom Luxemburger Staat zu 80 % 

co-finanziert) waren vor allem Nährstoff- und Energiebilanzen als Instrumente 

der Beurteilung und der Verbesserung landwirtschaftlicher Prozesseffizienz 

verwendet worden. Flankierend dazu waren Düngeplanung, Futter- und Rinderberatung 

entscheidende Elemente der Nachhaltigkeitsstrategie des CON- 

VIS-Beraterteams, die wie weiter unten gezeigt wird, nicht nur entscheidend zur 

Umweltverträglichkeit der Landwirtschaft beigetragen, sonder auch den teilnehmenden 

Landwirten zu erheblichen Geldeinsparungen verholfen hat. 

Im Folgenden wird eine kurze Übersicht der wichtigsten Resultate des NEB-Projektes 

skizziert und ein Rückblick über die Entwicklung der Nährstoff- und Energiesalden 

der letzten 10 Jahre gegeben. 


Die Kennzahlen der bilanzierten Betriebe (Tab.1) besagen, dass es sich im europäischen 

Vergleich um relativ große Betriebe handelt, die stark viehbetont sind. 

Die meisten Betriebe betrieben Milchproduktion mit einer Durchschnittsquote 

von knapp 400.000 l und einer durchschnittlichen Milchleistung pro Kuh und Jahr 

von etwa 7.500 l. 

-483 -


Der Bilanzierungsansatz war in den Projektjahren sowohl für die Nährstoffe als 

auch für die Energie die Hoftorbilanz. Es handelt sich also um eine reine Import- 

Export-Bilanz ohne Berücksichtigung von Faustzahlen betreffend die N-Deposition 

und die N2-Fixierung. Die Mengenangaben für Betriebsmittel und Produkte 

stammen aus der betrieblichen Buchführung, die Nährstoff- bzw. Energiegehalte 

wurden von der Literatur abgeleitet. 

Tab.1: Kennzahlen der am NEB-Projekt teilnehmenden Betriebe 

LN (ha) 119 kg verkaufte Milch 391.023 

Acker (ha) 60 Anzahl Milchkühe 52 

Grünland (ha) 59 kg Milch/Kuh 7.450 

Futterfläche ha) 93 kg Kraftfutter/Kuh u. Tag 6,19 

GVE/ha 1,58 Grundfutterleistung (kg) 2.822 

kg N-org/ha 104 Grundfutterleistung (%) 38 

Bilanziert wurden die Buchführungsjahre 2001-2005, der Rückblick betrifft den 

zehnjährigen Zeitraum 1996-2005. 


Der durchschnittliche N-Überschuss im Zeitraum 2001-2005 betrug 123 kg/ha 

(Abb.1). Dies bedeutet eine Überziehung des festgelegten maximalen N-Saldo 

(95,5 kg/ha) in Höhe von 27 kg/ha. Die Festlegung des max. N-Saldo erfolgt durch die 

Summe von 40 kg N/ha als maximaler Verlust in der Pflanzenproduktion zuzüglich 

35 kg N/ha pro jede GVE, die im Betrieb vorhanden ist, für die Tierproduktion. Dies 

ermöglicht die Festlegung eines betriebsspezifischen tolerierbaren N-Saldos. Eine 

Betrachtung der Entwicklung des N-Inputs und des N-Outputs (Abb.2) verdeutlicht, 

das im Projektzeitraum die Exporte an Stickstoff kontinuierlich zugenommen haben, 

während der Input keine eindeutige Tendenz zeigt. Letzteres liegt auch mit der 

Tatsache zusammen, dass der Preis des mineralischen N-Düngers in der Projektzeit 

erheblich geschwankt hat. Dies hat Einfluss auf die Importe von N-Düngern und 

darüber hinaus auf das Ergebnis der Bilanz. Wie in Abb. 3 ersichtlich ist, die N-Salden 

waren in den letzen zehn Jahren stark vom Preis des KAS abhängig. 

Die Phosphor- und Kalium-Bilanzen weisen für den Untersuchungszeitraum geringe 

Überschüsse von 5 kg P/ha (Abb. 4) und von 12 kg K/ha (Abb. 5). Für beide Bilanzen 

ist besonders wichtig die Feststellung, dass auch nach Abzug des importierten 

-484 -


mineralischen P- bzw. K-Dünger die Bilanz ausgeglichen wäre. Dies bedeutet, dass 

bei einer gleichmäßigen Verteilung der organischen Dünger auf die Fläche der bilanzierten 

Betriebe die Abfuhr an P und K durch die Ernte der Kulturen ausgeglichen 

wäre. Die Zielsalden für die P- und K-Bilanzen (Tab. 2) wurden besonders für die Versorgungsstufe 

C absichtlich eng gehalten, um die Landwirte dazu zu bewegen, das 

Maximum an Kapital aus dem organischen Dünger heraus zu ziehen. 

Tab. 2: Zielsalden für die P- und K-Bilanzen 

Versorgungsstufe B C D 

Zielintervall (kg/ha) Toleriert Optimum Toleriert 

P-Saldo (P 2 O 5 ) +5ó+25 ±5 –5ó–25 

K-Saldo (K 2 O) +20ó+50 ±20 –20ó–50 

Im Hinblick auf die Entwicklung der Nährstoffsalden am Hoftor in den Jahren 1996- 

2005 (Abb. 6) ist festzustellen, dass für alle drei Nährstoffe NPK ein erfreulicher Trend 

zur Reduzierung der Überschüsse eingesetzt hat, wenn auch im unterschiedlichen 

Umfang. Im Bereich Stickstoff waren die Erfolge am geringstem, wobei ab 1999 

(Spitzenjahr mit 145 kg/ha N-Überschuss) der N-Saldo um 25 bis 30 kg/ha zurückgegangen 

ist. Die P-Salden haben sich seit Beginn der Bilanzierung von 10 auf 4 kg P/ 

ha reduziert, die K-Salden haben sich von 23 auf 12 kg/ha halbiert. Diese Ergebnisse 

zeugen für die Güte der Beratungstätigkeit, die offensichtlich in der Lage war, die 

Landwirte zum Effizienten Einsatz der vorhandenen Hofdünger zu bewegen. 

Das zweite Instrument zur Optimierung des Ressourceneinsatzes in der Luxemburgischen 

Landwirtschaft, nämlich die Energiebilanz, liefert ebenso erfreuliche Ergebnisse. 

Im Schnitt der Betriebe und der Projektjahre 2001-2005 ist ein Energiegewinn 

in Höhe von 8 GJ/ha zu verzeichnen (Abb.7). Besonders wichtig in diesem Zeitraum 

war die Entwicklung der Erzeugung erneuerbarer Energien auf den bilanzierten Betrieben. 

Wie Abb. 8 zeigt, ist in diesen Jahren der Anteil von Biogasstrom, Biogaswärme 

und von non-food-Raps am Gesamtoutput kontinuierlich gestiegen. Im Schnitt 

betrug dieser Anteil 5,2 %, so dass die Energieerzeugung an dritter Stelle in der Luxemburgischen 

Landwirtschaft nach Pflanzen- und Tierproduktion als gesamtlandwirtschaftliche 

Ausrichtung betrachtet werden kann. Dies war eine der Gründe für 

die Entwicklung der Energiesalden von einem eher niedrigen Niveau in den Jahren 

1996-2000 zu einem deutlich höheren Niveau in den Jahren 2001-2005. Ein weiterer 

-485 -


Grund dürften wohl die rücklaufenden Viehzahlen, Milchkühe vor allem, sein (gleicher 

Milchquote bei steigender Leistung der Tiere): Dies erhöht den Energieoutput 

(aber auch die Ausfuhr an NPK) und verbessert dadurch die Bilanzen. 

Die erzielten Ergebnisse können auch unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung 

der CO 2 -Bilanz sowie der Ökonomie quantifiziert werden (Tab. 3). Die reinen Einsparungen 

an Betriebsmitteln bewirken nämlich einen Rückgang der Emissionen 

von CO 2 -Äquivalenten in Höhe von 90 kg/ha, dass ca. 4 % der Gesamtemissionen 

aus dem Import und Transport der Betriebsmittel ausmacht. Dem rechnen sich noch 

85 kg CO 2 /ha zu, die als „carbon credits“ bei der Verstromung von Biogas anfallen. 

Insgesamt verbessert sich die CO 2 -Bilanz um 3 %. Eine theoretische Hochrechnung 

für ganz Luxemburg ergibt eine Einsparung an CO 2 in Höhe von 11.000 t, die mit den 

„credits“ aus dem Biogas-Strom auf 22.000 t klettern. Dies ist ein Beitrag der gesamten 

Landwirtschaft zur Bekämpfung der Klimaerwärmung und macht deutlich, dass 

auch geringe Verbesserungen auf der Ebene der Betriebe in der Aggregation auf 

Landesebene beträchtliche Zahlen hervorbringen können, zumal die eingesparten 

t CO 2 auch monetär gehandelt werden können (der aktuelle Preis liegt bei 20 EUR/t 

CO 2 ). Im ökonomischen Bereich konnte man eine Einsparung von rund 20,- EUR/ha 

aus der Reduzierung der Betriebsmittel verbuchen, weitere 11,- EUR/ha kommen 

noch vom Erlös der Einspeisung von Biogas-Strom. Hochgerechnet für ganz Luxemburg 

ergibt sich ein Einsparvolumen von 2,5 Mio. EUR, die zusammen mit den 

Erlösen vom Biogasstrom auf fast 4 Mio. EUR steigen. 

Tab. 3: Durch das NEB-Projekt realisierte Einsparungen und Hochrechnung* 

für ganz Luxemburg 

-486 -


Um ein Gefühl zu bekommen, wie diese Summen in Verhältnis zu den Ausgaben 

der Betriebe für das NEB-Projekt stehen, lohnt es sich, die Tab. 4 anzuschauen. 

Hier wird deutlich, dass das jährlich eingesparte Volumen in Euro mehr als vier 

Mal so hoch liegt, wie die Ausgaben für die Beratung in seiner breiteren Form 

(Energie- und Nährstoffbilanzen + Düngeplanung + Futterberatung). Würde 

man auch die Erlöse der Biogas-Verstromung dazu zählen, steigt dieses Verhältnis 

auf fast das siebenfache. Dies alles macht deutlich, dass die im Rahmen des 

NEB-Projektes erfolgte Beratung nicht nur den Anforderungen gerecht geworden 

ist, die Umweltbelastung der Betriebe zu verringern, sondern sie sich auch 

als gewinnbringend für die am Programm teilnehmenden Landwirte erwiesen 

hat. 

Tab.4: Vergleich zwischen im Projekt realisierten Verbesserungen und Beratungs-Kosten 

pro Betrieb 

4 Empfohlene Literatur 

Eine Ausführliche Beschreibung des NEB-Projektes mit allen Ergebnissen 

sowie mit einer exhaustiven Literaturliste kann unter: WWW.CONVIS. 

LU/Beratung gefunden werden. Die PDF-Datei NEBplus-Abschlussbericht 

mit allen erwähnten Informationen steht zum downloaden bereit. 

-487 -


ANHANG (Abbildungen) 

Abb.1 

Abb.2 

Abb.3 

-488 -


Abb.4 

Abb.5 

Abb.6 

-489 -


Abb.7 

Abb.8 

Abb.9 

-490 -

VDLUFA Schriftenreihe 65 Saatgut 

Ergebnisse von Heterogenitätsuntersuchungen 

zertifizierter Saatgetreidepartien 

W. Jackisch, B. Krellig 1 , G. Wustmann² 

1 Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie, Nossen, 

²Staatliche Betriebsgesellschaft für Umwelt und Landwirtschaft, Dresden 


Die homogene Verteilung der Beschaffenheitswerte in zertifizierten Getreidepartien 

wird im Saatguthandel unterstellt. In der Fachliteratur liegen einzelne 

Veröffentlichungen über nachgewiesene Heterogenität in Saatgutpartien vor, 

sie betreffen überwiegend Gräser und Futterpflanzen. Obwohl von der Internationalen 

Vereinigung der Saatgutprüfung (ISTA) bereits 1962 statistische 

Verfahren zur Überprüfung der Heterogenität in die Vorschriften aufgenommen 

wurden, sind publizierte Ergebnissen von Heterogenitätsprüfungen bei Saatgetreide 

selten. Mit der losen Lagerung mehrerer Partien Saatgetreide in einem 

Großsilo stellt sich die Homogenitätsproblematik in einer größeren Dimension. 

Neueste Ergebnisse über die Beschaffenheit von 2.274 Getreidepartien aus 

fünf Bundesländern, die in 597 Großsilos lagerten, zeigen, dass die überwiegende 

Anzahl der in Großsilos eingelagerten Partien als homogen anzusehen sind 

(Jackisch und Krellig, 2008). Durch Misch- und Vermengungsprozesse während 

der Füllung und Leerung der Silos erhebt sich die Frage, ob eine nachgewiesene 

Homogenität der Siloinhalte zum Zeitpunkt der losen Einlagerung auch bei der 

Absackung in verschiedenste Teilmengen erhalten bleibt. Zu dieser Problematik 

erfolgten Untersuchungen an kommerziellen Saatgutpartien, die lose in Silos 

lagerten. 

2. Material und Methodik 

In die Heterogenitätsprüfung wurde der Inhalt von Silos mit einer unterschiedlichen 

Anzahl lose eingelagerten Partien einbezogen. Zu Beginn der Untersuchungen im 

Jahre 2007 erfolgten bei drei Silos mit je einer eingelagerten Partie Sommergerste 

entsprechende Überprüfungen, im Jahr 2008 bei fünf Großsilos mit mehreren eingelagerten 

Partien Wintergetreide. Tabelle 1 liefert die Übersicht zu den in der Un- 

-491 -

Saatgut Kongressband 2009 

tersuchung erfassten Fruchtarten, Sorten, Tonnagen und zu den Ergebnissen der 

Heterogenitätsprüfung bei Füllung der Silos mit mehreren Partien. 

Tab. 1: Charakterisierung der in Silos eingelagerten Getreidepartien 

Erntejahr 

Fruchtart Sorte Partien/Silo Masse in dt 

je Silo 

-492 - 

Vereinb.-Test 

bei Einlagerung* 

2007 Gerste Pasadena 1 204 nicht geprüft 

Gerste Marthe (7) 1 250 nicht geprüft 

Gerste Marthe (3) 1 250 nicht geprüft 

2008 Triticale Talentro 6 2.000 i. R. 

Weizen Akteur 5 1.500 i. R. 

Weizen Julius 16 4.000 i. R. 

Weizen Cubus 14 3.344 i. R. 

Gerste Highlight 8 2.400 i. R. 

*) i.R. = Werte der Partien liegen innerhalb der zulässigen Spannweiten nach ISTA-Tab. B1-B3 

Die bei der Einlagerung gezogenen Proben sind die amtlichen Proben für die Zertifizierung 

der Partien (Z-Proben), während die zum Zeitpunkt der Auslagerung entnommenen 

1 kg- Primärproben (A-Proben) von zufällig ausgewählten Abfülleinheiten 

(Big-Bags) stammen. Als Indikatormerkmale der Homogenität werden die 

Qualitätsparameter für die Saatgutanerkennung genutzt: die technische Reinheit 

(Rh), der Besatz mit anderem Getreide und die Keimfähigkeit (KF). Für alle Proben 

wurde die Reinheit an 100 g, der Besatz in Stck./500 g und die Keimfähigkeit an 

4 x 100 Samen entsprechend den Vorschriften ermittelt. Die Ergebnisse werden 

als Kontrollkarten mit Toleranzgrenzen ausgewiesen. 

) z s x T theor ⋅ ± = 

( . α 

Als statistisches Testverfahren für die Prüfung der Differenzen der Probenmittelwerte 

wird die Varianzanalyse genutzt (α = 0,01). 

3. Ergebnisse 

3.1 Heterogenitätsuntersuchungen an Reinheitswerten 

3.1.1 Reinheitswerte bei loser Lagerung einer Partie/Silo 

Die Untersuchungsergebnisse 2007 betreffen die Lagerung von einer Sommergerstenpartie/Silo. 

In allen drei Silos erfolgte zum Zeitpunkt der Füllung keine He-


terogenitätsprüfung. Bei der Abfüllung in Big-Bags (Fassungsvermögen 10 dt) 

wurde von jedem Big-Bag eine 1 kg Probe entnommen. Stellvertretend für diese 

drei Silos werden die 25 Prüfergebnisse nach Abfüllung der Partie ’Marthe‘ aus 

Silo 7 als Kontrollkarte dargestellt (Abb. 1). Die Reinheitswerte der Proben streuen 

zwischen 99,4 % und 99,8 % um den Mittelwert von 99,54 %. Kein Einzelwert liegt 

außerhalb des berechneten Toleranzbereiches (T o = 99,93 % und T u = 99,15 %). 

Reinheit (%) 

100,0 

99,8 

99,6 

99,4 

99,2 

99,0 

98,8 

0 5 10 15 20 25 

Anzahl Big-Bags 

Abb. 1: Reinheitswerte von 25 Big-Bag-Proben aus der Sommergerstenpartie 

’Marthe’ nach Absackung aus dem Silo 7 (Attest: 250 dt, 

Rh = 99,5 %) 

Für die beiden anderen überprüften Partien Sommergerste trifft dies ebenfalls 

zu. Hier wurden nachstehende Werte beobachtet und daraus die oberen und unteren 

Toleranzgrenzen ermittelt: 

Sorte Rh-Mittel Max Min To Tu Marthe (7) 99,5 99,8 99,4 99,9 99,2 

Marthe (3) 99,9 100 99,8 100 99,7 

Pasadena 99,9 100 99,8 100 99,7 

Somit sind die überprüften Partien Sommergerste bezogen auf das Merkmal 

Reinheit bei der Auslagerung als homogen einzustufen. 

3.1.2 Reinheitswerte bei loser Lagerung mehrerer Partien/Silo 

Das Untersuchungsmaterial aus dem Jahr 2008 repräsentiert die lose Lagerung 

von mehreren Getreidepartien pro Großsilo. In den fünf Silos lagen die Reinheitswerte 

der einzelnen Partien (Z-Proben) innerhalb der zulässigen Abweichungen 

-493 - 

To 

Tu


nach ISTA-Tabelle B1, so dass der eingelagerte Siloinhalt zum Zeitpunkt der Befüllung 

als homogen anzusehen ist. Es wird untersucht, ob die bei der Auslagerung beobachteten 

Reinheitswerte der A-Proben von den Werten der amtlichen Z-Proben 

wesentlich voneinander abweichen. Stellvertretend für alle Silos aus der Ernte 2008 

werden zunächst die Ergebnisse der Reinheitsprüfung von vierzehn eingelagerten 

Weizenpartien der Sorte ’Cubus‘, die lose in einem Silo lagerten, und von zehn nach 

dem Zufallsprinzip entnommenen Einzelproben bei der Abfüllung in Big-Bags detailliert 

aufgezeigt. Aus der graphischen Darstellung (Abb. 2) ist ein unbedeutend höherer 

Mittelwert bei den A-Proben gegenüber den Z-Proben zu erkennen. 

Reinheit (%) 

100,0 

99,5 

99,0 

98,5 

98,0 

WW Cubus 

Z-Proben, R = 99,2% A-Proben, R = 99,3% 

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 

Anzahl Proben 

Abb. 2: Reinheit von 14 Weizenpartien der Sorte ’Cubus‘ (Lagerung lose in einem 

Silo) und von 10 entnommenen Einzelproben bei der Siloleerung 

Tab. 2: Reinheitsmittel der Saatgutpartien/Silo (Z-Proben) und der Proben bei 

der Auslagerung (A-Proben) sowie die Extremwerte der Prüfserien im 

Vergleich zu den berechneten zulässigen Toleranzgrenzen 

Silo- Siloinhalt Reinheitsmittel Rh-Spannweite Toleranzgrenzen 

Nr. Z-Proben A-Proben gesamt Max Min To Tu 1 TIW Talentro 99,6 99,4 99,5 99,8 99,1 99,9 99,1 

2 WW Akteur 99,8 99,7 99,7 99,9 99,5 100 99,4 

3 WW Julius 99,5 99,3 99,4 99,8 99,0 99,8 99,0 

4 WW Cubus 99,2 99,3 99,2 99,6 98,9 99,7 98,7 

5 GW Highlight 99,8 99,8 99,8 99,9 99,7 100 99,5 

Die Mittelwertdifferenz von 0,1 % zwischen Z- und A-Proben liegt im Zufallsbereich 

und ist nicht signifikant (F beob. = 2,45 < 7,95 = F krit. ). Die Mittelwerte der Z- und A-Proben 

aus den einzelnen Silos - einschließlich der Maximum- und Minimumwerte - sind in 

Tabelle 2 ausgewiesen. Die Differenzen zwischen Z- und A-Proben betragen in den 

-494 -


fünf Silos bei den Mittelwerten maximal 0,2 %. Alle Reinheitswerte der Proben liegen 

innerhalb der abgeleiteten Toleranzbereiche für jedes Silo. Die überprüften Großsilos 

mit mehreren eingelagerten Partien, die bei der Einlagerung als homogen eingestuft 

waren, sind, bezogen auf das Merkmal Reinheit, auch bei der Abfüllung als 

homogen zu werten. 

3.2 Heterogenitätsuntersuchungen an Keimfähigkeitswerten 

3.2.1 Keimfähigkeitswerte bei loser Lagerung einer Partie/Silo 

Stellvertretend für die drei Silos aus dem Jahr 2007 mit je einer eingelagerten 

Partie wird das Ergebnis der Auslagerunsproben von der Partie mit dem niedrigsten 

KF-Durchschnittswert aller Proben als Kontrollkarte dargestellt. 

KF (%) bei n = 400 

98 

96 

94 

92 

90 

88 

0 5 10 15 20 25 

Anzahl Big-Bags 

Abb. 3: Keimfähigkeit von 25 Big-Bag-Proben aus der Sommergerstenpartie 

’Marthe’ nach Absackung aus dem Silo 3 (Attest: 250 dt, KF = 92 %) 

Die KF 400 -Werte der 25 Proben aus Silo 3 streuen zwischen 94,3 % und 89,5 % 

um den Mittelwert von 92,5 %. Kein Einzelwert liegt außerhalb des berechneten 

Toleranzbereiches (T o = 95,9 % und T u = 89,2 %). Für die beiden anderen überprüften 

Partien Sommergerste trifft dies ebenfalls zu, hier wurden nachstehende 

Werte beobachtet und daraus die Toleranzgrenzen berechnet: 

Sorte KF-Mittel Max Min To Tu Marthe (7) 96,3 98,0 95,0 99 94 

Marthe (3) 92,5 94,3 89,5 96 89 

Pasadena 96,7 98,0 95,5 99 94 

-495 -


Alle drei überprüften Partien Sommergerste, die einzeln in einem Silo lagerten, 

sind bezogen auf das Merkmal Keimfähigkeit bei der Abfüllung in Big-Bags ebenfalls 

als homogen einzustufen. 

3.2.2 Keimfähigkeitswerte bei loser Lagerung mehrerer Partien/Silo 

Bei den fünf Silos aus dem Jahr 2008 lagen die KF-Werte der einzelnen Partien 

innerhalb der zulässigen Abweichungen nach ISTA-Tabelle B2; der eingelagerte 

Siloinhalt zum Zeitpunkt der Befüllung ist somit als homogen anzusehen. Es 

wird untersucht, ob die bei der Auslagerung beobachteten KF-Werte von den 

Werten der amtlichen Z-Proben signifikant abweichen. 

KF (%), n = 400 

100 

98 

96 

94 

92 

90 

WW Cubus 

Z-Proben, KF = 96,5% A-Proben, KF = 97,0% 

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 

Anzahl Proben 

Abb. 4: Keimfähigkeit von 14 eingelagerten Weizenpartien in einem Großsilo 

der Sorte ’Cubus‘ und von 10 Einzelproben bei der Leerung des Silos 

Stellvertretend für alle Silos aus der Ernte 2008 werden auch hier die 

KF-Ergebnisse aus dem Großsilo mit vierzehn eingelagerten Weizenpartien 

der Sorte ’Cubus‘ und der zehn nach dem Zufallsprinzip entnommenen 

Einzelproben bei der Abfüllung in Big-Bags detailliert dargestellt. 

Die ermittelten Keimfähigkeiten können als eine zeitliche Folge von 

Prüfergebnissen unabhängiger Proben im Prozess der Ein- und Auslagerung 

der Saatware, in diesem Fall von 3.344 dt, angesehen werden. Demnach liegen 

24 KF-Ergebnisse von je 4 x 100 geprüfter Samen zur statistischen Bewertung 

vor. Nach der zweifaktoriellen Varianzanalyse sind keine Mittelwertunterschiede 

in der Keimfähigkeit zwischen den 24 Proben (F beob. = 1,05 < 2,09 = F krit. ) und den 

vier Wiederholungen (F beob. = 0,83 < 4.08 = F krit. ) vorhanden. Alle KF-Werte der bei 

der Ein- und Auslagerung gezogenen Proben liegen im Zufallsbereich, der durch 

das Gesamtmittel und der empirischen Fehlervarianz determiniert ist. Die beobachteten 

KF-Mittelwerte, einschließlich der Maximum- und Minimumwerte der 

Z- und A-Proben, aus den einzelnen Silos sind in Tabelle 3 ausgewiesen. 

-496 -


Tab. 3: Keimfähigkeitsmittel der Saatgutpartien/Silo (Z-Proben) und der Proben 

bei der Auslagerung (A-Proben) sowie die Extremwerte der Prüfserien 

im Vergleich zu den berechneten zulässigen Toleranzgrenzen 

Silo- Siloinhalt Keimfähigkeitsmittel KF-Spannweite Toleranzgrenzen 

Nr. Z-Proben A-Proben gesamt Max Min To Tu 1 TIW Talentro 94,5 94,7 94,6 97,8 92,3 98 92 

2 WW Akteur 98,3 97,9 98,0 99,3 97,0 100 96 

3 WW Julius 97,0 97,2 97,1 98,8 94,8 99 95 

4 WW Cubus 96,5 97,0 96,7 98,3 95,5 99 94 

5 GW Highlight 97,3 98,2 97,7 98,8 96,0 100 96 

Alle beobachteten Maximum- und Minimumwerte der Keimfähigkeit in den einzelnen 

Silos liegen innerhalb der Toleranzbereiche. Die eingelagerte Partien/ 

Silo sind nach dem Merkmal Keimfähigkeit nicht nur zum Zeitpunkt der Befüllung 

sondern auch zum Zeitpunkt der Vermarktung (Abfüllung) als homogen zu bewerten. 

3.3 Heterogenitätsuntersuchungen an Besatz mit anderem Getreide 

Bei den drei Silos mit je einer eingelagerten Sommergerstenpartie weisen die Attestwerte 

einen Besatz mit anderem Getreide von 3, 2 bzw. 1 Stck./500g auf. In 

den A-Proben dieser Silos liegen die Einzelwerte zwischen 3 und 0 Stck./500g, 

wobei kein Wert außerhalb des theoretisch erwarteten Zufallbereiches liegt. 

Von den fünf überprüften Großsilos mit mehreren eingelagerten Partien weist 

nur ein Silo im Mittel der Z-Proben einen Besatz mit anderem Getreide von 

0,7 Stck./500g auf. Die Proben aus den anderen Großsilos sind frei von anderen 

Getreidesamen. Nach der Streuung der Werte in den untersuchten Proben und 

dem insgesamt geringen Besatz können alle Silos nach ISTA-Tabelle B3 als homogen 

eingestuft werden. 

4. Diskussion und Schlussfolgerungen 

Die Einschätzung ‚homogen’ ist nach der Heterogenitätsüberprüfung in dem 

Sinn zu interpretieren, dass die Grundgesamtheit (Saatgut partie bzw. Siloinhalt) 

für jedes zertifizierte Qualitätsmerkmal einen Wert aufweist, der annähernd dem 

‚wahren’ Wert entspricht und alle Teilmengen der Grundgesamtheit, die an verschiedene 

Landwirtschaftsbetriebe geliefert werden, weitgehend identische äu- 

-497 -


ßere Qualitätsmerkmale (Reinheit, Besatz, Keimfähigkeit) besitzen. Die Nachweisführung 

für die Einhaltung der gelieferten und garantierten Qualität ist durch 

Stichprobenprüfungen (Labormethoden) oder durch Begutachtung am Feldaufwuchs 

möglich. Die Erfahrungen aus der amtlichen Saatgutverkehrskontrolle 

zeigen, dass äußerst selten Beanstandungen betreffs der technischen Reinheit, 

des Besatzes und/oder der Keimfähigkeit auftreten. Die vorliegenden Ergebnisse 

der Heterogenitätsprüfung von Weizen-, Gerste- und Triticalepartien stützen 

diese Erfahrung, wobei die Homogenitätseinschätzung von dem Umfang der 

Grundgesamtheit unabhängig ist. Interessant ist, dass nicht nur die Resultate 

repräsentativer Sammelproben verschiedener Partien in einem Großsilo innerhalb 

der zulässigen Abweichungen liegen, sondern auch alle Einzelprobenergebnisse 

zufällig ausgewählter Abfülleinheiten (Big-Bags). Daraus schlussfolgernd 

weist jede Teilmenge einer homogenen Grund gesamtheit annähernd 

die wahren Parameter dieser Grundgesamtheit auf. Bei der Beschickung und 

Leerung von Silos sind keine relevanten Segregationseffekte aufgetreten. Die 

statistische Ein schätzung - alle Siloinhalte in dieser Studie sind homogen - dürfte 

primär darin liegen, dass nur Partien eines Erzeugerbetriebes in einem Silo 

erfasst wurden. Das bedeutet, es wurde nur Saatware einheitlichen Ursprungs, 

die unter gleichen Bedingungen (Vermehrungsfläche, Intensität, Witterung, 

Drusch) produziert wurde, in einem Silo eingelagert. Das Fazit dieser Erkenntnis: 

Bei loser Lagerung umfangreicher Grundgesamtheiten sollte sich das Zertifizierungsverfahren 

nach den strukturellen und technologischen Gegebenheiten der 

Saatgutproduktion richten. Für die Zertifizierung von mehreren eingelagerten 

Saatgetreidepartien in einem Großsilo auf einem Attest eignen sich stratifizierte 

Probenahmeverfahren in Kombination mit Homogenitätstests, analog den 

Festlegungen in den ISTA-Vorschriften für Graspartien (Appendix B), welche 

in Großbehältern lose lagern und in der Gesamtmasse die vorgeschriebenen 

Höchstgewichte überschreiten. 


Die Heterogenität einer unterschiedlichen Anzahl lose eingelagerter Saatgetreidepartien 

in Silos wurde untersucht. Im Jahre 2007 erfolgten bei drei Silos mit je 

einer eingelagerten Partie Sommergerste und im Jahr 2008 bei fünf Großsilos 

mit mehreren eingelagerten Partien/Silo Prüfungen zur Homogenität. Die Prüfung 

der Vereinbarkeit mehrerer Saatgutpartien in einem Silo erfolgte auf der 

Grundlage des Verfahrens der in den ISTA-Vorschriften für Grasarten festgeleg- 

-498 -


ten Spielräume. Nach diesen Spannweiten-Tests unterschieden sich die Reinheits-, 

Besatz- und Keimfähigkeitswerte der eingelagerten Partien nicht signifikant 

voneinander. Die Prüfung auf Homogenität der ausgelagerten Saatware/ 

Silo erfolgte an Einzelproben. Die statistischen Testverfahren für die Prüfung der 

Differenzen der Probenmittelwerte zeigen für jedes Silo die identische Einschätzung 

‚nicht heterogen’ (P = 0,01). Sowohl die Silos mit einer Partie als auch die 

Großsilos mit 5 bis 16 eingelagerten Partien (1.500 – 4.000 dt/Silo) weisen bei der 

Auslagerung keine signifikanten Abweichungen von den Mittelwerten der Einlagerung 

auf. Die abgesackte und ausgelieferte Saatware aus den überprüften Silos 

mit einer Gesamtmasse von 13.948 dt (52 Partien) ist nach den statistischen 

Tests homogen. 

6. Literatur 

ISTA, 2009: International Rules for Seed Testing. International Seed Testing Association. 

Zürich, Schweiz. 

Jackisch, W., Krellig, B., 2008: Analyse der Vereinbarkeit von Qualitätsparametern 

lose lagernder Getreidepartien in Großsilos. VDLUFA-Schriftenreihe 

Bd. 64, 660-668, Kogressband 2008 Jena, VDLUFA-Verlag, Darmstadt. 

-499 -


Der Heubachtest - Untersuchung von Maissaatgut 

auf die Abriebfestigkeit des Beizmittels 

A. Jonitz 1 , K. Hüsgen 1 

1 Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg, Karlsruhe 


Als Folge des Bienensterbens im vergangenen Jahr wurden vorbeugende Maßnahmen 

getroffen, um derartige Schäden künftig auszuschließen. So wurde die Zulassung 

der Beizmittel aus der Stoffklasse der Neonikotinyle sowie des Methiocarb 

für die Beizung von Mais ausgesetzt und Sämaschinen müssen für die Aussaat von 

gebeiztem Mais technische Voraussetzungen erfüllen die sicherstellen, dass die 

Abdrift von Beizstaub bei der Aussaat minimiert ist. 

Die beim Mais als Beizmittel verwendeten Wirkstoffe Clothianidin, Imidacloprid und 

Thiamethoxam haben keine Wiederzulassung erhalten, während der Wirkstoff Methiocarb 

seit Februar 2009 wieder für die Beizung von Mais zugelassen ist. Darüber 

hinaus trat die Verordnung über das Inverkehrbringen und die Aussaat von mit bestimmten 

Pflanzenschutzmitteln behandeltem Maissaatgut in Kraft (BMELV). 

Hiernach sind alle in Deutschland aufbereiteten und mit dem Wirkstoff Methiocarb 

behandelten Maissaatgutpartien ab Beizstation mit Hilfe des sogenannten Heubachtests 

auf Abriebfestigkeit zu untersuchen. Dabei soll ein Abriebgrenzwert von 

0,75 g/100 000 Korn sicherstellen, dass nur eine geringst mögliche Menge des Wirkstoffes 

als potentiell abdriftender Staub in der Saatware vorhanden ist. Betriebe, die 

Saatmais aufbereiten, müssen die Einhaltung dieses Grenzwertes gewährleisten, 

wobei jede Saatgutcharge dem sogenannten Heubachtest zu unterziehen und das 

Ergebnis zu dokumentieren ist. Die Bestimmung des Heubachtestes dient dabei 

nicht der Produktionskontrolle, sondern der Qualitätsbestimmung der vollständig 

aufbereiteten, also verkaufsfertig gebeizten Ware. Nur Saatware, die den Grenzwert 

nicht überschreitet, ist verkehrsfähig. 

2. Untersuchungsprogramm, Durchführung und Methode 

Das LTZ Augustenberg ist für die Untersuchung von Kontrollproben auf Grenz- 

-500 -


werteinhaltung zuständig und untersuchte nach Einrichtung der Methode 40 

Proben direkt ab Beizstation aus Saatware, die zur Anerkennung bestimmt war. 

Darüber hinaus wurden stichprobenartig 20 Partien von im Handel befindlicher 

Ware mit dem Heubachtest untersucht. In einem zusätzlichen Versuch konnten 

von 20 Partien je drei ganze Säcke auf ihren Abrieb und Abriebfestigkeit hin untersucht 

werden. 

Tab. 1: Probenart, Probenumfang und -Spezifikation 

Anerkennung Handel Sackproben 

Probenzahl 40 20 20 

Beizstellen 2 > 5 9 

Länder Deutschland 7 5 

Züchter 5 7 6 

Sorten 22 18 16 

Kaliber S, B ... S, B ... S, B ... 

Probenahme automatischer Nobbe-Stecher Direkt- 

Probenehmer 

Entnahme 

Behandlung TMTD 

+ Mesurol 

-501 - 

Mesurol 

+ 4 Wirkstoffe 

kombiniert 

Mesurol 

+ 4 Wirkstoffe kombiniert 

Im Rahmen des Anerkennungsverfahrens wird aus der mittels des automatischen 

Probenehmers gezogenen Mischprobe eine Teilprobe von mindestens 

500 g sorgfältig für die Durchführung des Heubachtests am LTZ entnommen. 

Zusätzlich werden vom Aufbereiter 1-2 Parallelproben an Privatunternehmen 

zur Untersuchung geschickt. Es gilt Dokumentationspflicht der Ergebnisse aus 

dem Heubachtest und die Einhaltung des Grenzwertes von 0,75 g/100 000 Korn 

ist Voraussetzung für die Freigabe der Ware zum Verkauf. Zusätzlich wird eine 

stichprobenartige Überprüfung der Dokumentation sowie Kontrolluntersuchung 

durch das LTZ Augustenberg durchgeführt. Dabei muss sowohl die Probenahme 

an der Beizstelle als auch der Transport so schonend als möglich erfolgen um 

die Beizqualität, wie sie unmittelbar nach der Beizbehandlung vorliegt, unverändert 

erfassen zu können. 

Vor der Untersuchungsdurchführung ist eine Konditionierung der Proben erforderlich. 

Hierzu werden die Proben in der offenen Papiertüte in einen klimatisierten 

Schrank bei 20°C (+/- 2°C) und 50 % relative Luftfeuchte (+/- 10 %) für mindestens 

48 h inkubiert.


Um Feuchtigkeitsänderungen während der Untersuchung zu vermeiden muss 

der Heubachtest bei definierten Raumbedingungen: 20 bis 25°C und 30 bis 50 % 

relative Luftfeuchte durchgeführt werden. Die Messung selbst wird als Doppelbestimmung 

an 2 x 100 g (+/- 1g) gebeiztem Mais durchgeführt und ist bei einer 

Differenz der Einzelergebnisse von mehr als 20 % zwingend zu wiederholen. 

Abb. 1: Heubachgerät, Dustmeter Typ I 

Das Heubachgerät besteht aus einer Steuereinheit, einer Vakuumpumpe, einer 

Edelstahltrommel zur Probenbearbeitung, einem nachgeschaltetem Grobabscheider 

sowie dem Feinstaubfilter, der die im Heubachgerät standardisiert erzeugten 

Feinstaubpartikel aufnimmt (siehe Abbildung 1). 

Durch Drehung der Edelstahltrommel (30 rpm für 120 sec.) wird standardisiert 

„mechanischer Stress“ auf die gebeizte Ware ausgeübt, während die Vakuumpumpe 

mit einem konstanten Luftsog (20 l/min) die in der Probe vorhandenen und 

erzeugten Stäube aus der Probe herausträgt. Dabei fallen die Grobpartikel im sogenannten 

Grobabscheider an, der Feinstaub < 0,35 mm schlägt sich auf dem Filterpapier 

nieder. Die Masse des Feinstaubes wird bestimmt, indem die gesamte 

Filtereinheit vor und nach der Behandlung im Heubachgerät auf 0,00001 g genau 

abgewogen wird. Die Werte der Doppelbestimmungen werden mit Hilfe von Excel 

auf ihre Vereinbarkeit hin überprüft und sodann unter Berücksichtigung der 

Tausendkornmasse auf die Masse Feinstaub pro 100 000 Korn hochgerechnet. 

Die Tausendkornmasse muss dabei entweder bekannt sein - dies ist bei Proben 

aus den Anerkennungsverfahren der Fall - oder separat bestimmt werden. 

-502 -


GW 

Überschreitung 

MW 

minus 

20 % 

MW 

(g/100 000 

Korn) 

Abweichung 

(%) 

Einzelwerte 

(g/100 000 

Korn) 

TKM 

(g) 

Abrieb 

MW (g) 

Abrieb 

(g) 

Teilprobe 

Nr. 

0,0 0,62 0,50 nein 

a 0,0022 0,62 

0,0022 284,0 

b 0,0022 0,62 

a 0,0025 0,91 

0,0025 364,0 

b 0,0025 0,91 

a 0,0012 

0,0011 268,0 0,32 

b 0,0011 0,29 

1 


2 


3 

a 0,0014 

4 

0,0016 263,0 0,37 


b 0,0018 0,47 

4 

c 0,0012 

0,0013 263,0 

WDH 

0,31 


d 0,0014 0,37 

4 MW 0,0014 263,0 0,38 0,38 0,30 nein 

-503 - 

a 0,0020 

5 

0,0023 357,3 0,71 


b 0,0026 0,93 

5 

c 0,0026 

0,0027 357,3 

WDH 

0,93 

7,0 0,96 0,77 ja 

d 0,0028 1,00 

5 MW 0,0025 357,3 0,89 0,89 0,71 nein 

Tab. 2: Berechnung von Heubachwerten aus den Messwerten, MW = Mittelwert, GW = Grenzwert


Einige Berechnungsbeispiele sind in der Tabelle 2 aufgezeigt. Dabei sind bei 

Nr. 1 bis 3 die Versuchswiederholungen innerhalb der Toleranz von 20 %, der 

Mittelwert aus den beiden Proben kann somit bestimmt werden. In einem letzten 

Schritt werden noch 20 % des Ergebnisses als Messunsicherheit abgezogen um 

den endgültigen „Heubachwert“ zu erhalten. 

Die in der Tabelle 2 aufgeführte Probe Nr. 4 ist ein Beispiel für die Überschreitung 

der Toleranz (21,3 %) bei der Versuchswiederholung. In diesem Falle musste die 

Untersuchung komplett wiederholt werden - das Endergebnis resultiert hier, gemäß 

der Verordnung aus dem Mittelwert aller vier Einzelbestimmungen, abzüglich 

der Messunsicherheit und liegt somit bei 0,5 g. 

Das Beispiel Nr. 5 zeigt ebenfalls eine Toleranzüberschreitung bei der zweiten 

Bestimmung, hierbei kommt es sogar zu einer Grenzwertüberschreitung von 

0,77 g/100 000 Korn. Dieser Wert wird jedoch durch die Mittelwertbildung über 

alle vier Bestimmungen wieder relativiert und so ein Endergebnis von 0,71 g erreicht, 

welches sodann unterhalb des Grenzwertes liegt. 

Tab. 3: Rechenbeispiel zum Einfluss der Tausendkornmasse auf den Heubachwert, 

MW = Mittelwert, GW = Grenzwert 

Nr. Abrieb 

MW (g) 

TKM 

(g) 

6 A 0,0025 378,6 0,87 

1,02 

6 B 0,0025 379,0 0,87 

1,02 

Einzelwerte 

(g/100 000 

Korn) 

-504 - 

Mittelwert 

(g/100 000) 

MW 

minus 

20 % 

GW 

Überschreitung 

0,944 0,75 nein 

0,945 0,76 ja 

Der Einfluss der Tausendkornmasse ist bei den vorliegenden Untersuchungen 

nicht unerheblich. Am Rechenbeispiel der Tabelle 3 zeigt sich, dass bereits 0,4 g 

Unterschied in der Tausendkornmasse eine Grenzwertüberschreitung bedingen 

können. Daher gilt es der Bestimmung der Tausendkornmasse hohe Beachtung 

zu schenken und insbesondere beim Vergleich von Ergebnissen zu berücksichtigen, 

wie dieser Wert zustande gekommen ist.


Wurde die Bestimmung der Tausendkornmasse nach den Methoden der Internationalen 

Vereinigung für Saatgutprüfung (ISTA) an mindestens 2 500 bzw. 8 x 100 Technisch 

Reinen Samen durchgeführt oder wurden die 100 g Samen (~ 330 Samen) einschließlich 

Bruchkorn gezählt, abgewogen und auf tausend Korn hochgerechnet? 

3. Ergebnisse 

Die im Rahmen des Anerkennungsverfahrens untersuchten Proben wiesen im 

Mittel einen Heubachwert von 0,44 g/100 000 Korn auf, was 59 % des Grenzwertes 

und damit grundsätzlich guten Beizqualitäten entspricht. Die Einzelergebnisse lagen 

dabei zwischen 0,21 g und 0,75 g (siehe Tabelle 4 sowie Abbildung 2). Es gab 

keine Grenzwertüberschreitung, wenngleich auch einzelne Ergebnisse nahe dem 

Grenzwert lagen. Die Paralleluntersuchungen bei Privatfirmen ergaben im Mittel 

0,31 g/100 000 Korn und lagen etwas unterhalb der vom LTZ festgestellten Werte. 

Tab. 4: Ergebnisse von Proben im Anerkennungsverfahren, von im Handel 

beprobter Ware sowie von Sackproben beim Endverbraucher 

g/100 000 Korn Anerkennung Handel Sackproben 

Heubachwert 

LTZ, Mittelwert 

Heubachwert 

LTZ, Mittelwert 

Heubachwert 

Firmen 

Grobstaub 

(1,2 mm) 

Mittelwert 

0,44 0,41 0,39 

0,21 - 0,75 0,16 - 0,87 0,08 - 0,81 

0,31 0,32 - 

nb nb 5,91 

Staubanteil nb nb 1,54 - 23,64 

Wirkstoffanteil mg 

Methiocarb 

Mittelwert 

Wirkstoffanteil mg 

Methiocarb 

5,2 5,7 20,92 

3,96 - 6,65 4,38 - 6,84 0,44 - 57,51 

-505 -


Abb. 2: Ergebnisse vom Heubachtest der Anerkennungsproben, GW = 

Grenzwert, MW = Mittelwert aller Proben 

0,80 

0,70 

g Abrieb/100 000 Korn 

0,60 

0,50 

0,40 

0,30 

0,20 

0,10 

GW 

MW 

0,00 

34 38 28 7 30 16 21 37 12 13 20 27 8 14 35 19 22 24 6 15 33 39 17 11 2 26 23 9 4 32 36 10 5 18 29 1 25 3 31 40 

Probe 

Die im Handel, mit Hilfe des Nobbe-Probenstecher gezogenen Proben, wiesen 

mit 0,41 g/100 000 Korn ähnliche Heubachwerte wie die ab Beizstelle entnommenen 

Proben aus dem Anerkennungsverfahren auf. Doch zeigten diese eine 

größere Spannweite von 0,16-0,87 g/100 000 Korn - hier wären einzelne Grenzüberschreitungen 

festzustellen - der Grenzwert gilt bekanntermaßen jedoch nur 

für Proben ab Beizstation. Auch bei den im Handel gezogenen Proben liegen die 

Heubachwerte der Firmen etwas unterhalb denen des LTZ. 

Die Wirkstoffanteile an Methiocarb liegen bei 5,2 und 5,7 mg/100 000 Korn und 

somit im anwendungsüblichen Bereich. Tendenziell zeigten sich sowohl bei den 

Anerkennungs- wie auch bei allen anderen Proben beim kleinsamigen, runden 

Kaliber S im Vergleich zum großflachen Kaliber B geringere Heubachwerte, was 

eine unterschiedliche „Beizeignung“ der beiden Kaliber vermuten lässt. 

Zuletzt wurden 20 Proben, die als je drei ganze Säcke pro Partie beim Endverbraucher 

geholt und sodann sorgsam im Portionen von je 1 kg über ein 1,2 mm 

Sieb „abgesiebt“ wurde um den locker anhaftenden Staub zu bestimmen. Es 

konnte keine eindeutige Abhängigkeit des Heubachwertes von der Saatgutbehandlung 

festgestellt werden. Die Heubachwerte von Ware ab der Beizstelle 

-506 -


unterschieden sich nicht grundsätzlich von den Werten der Saatware, die bereits 

dem Transport bis zum Endverbraucher hinter sich gebracht hatte. Die festgestellten 

Staubanteile < 1,2 mm lagen im Mittel bei 5,91 g/100 000 Korn, während 

sich die Einzelwerte zwischen 1,54 und 23,64 g/100 000 bewegten und so eine 

vergleichsweise große Schwankungsbreite aufwiesen. Der Wirkstoffanteil in 

diesem Staub lag um knapp das Vierfache höher als beim Feinstaub aus dem 

Heubachtest (siehe Tabelle 3). Die Grobstaubmengen liegen in der Größenordnung 

100-fache Menge des Feinstaubes. Die folgende Grafik zeigt die zusammengehörigen 

Wertepaare des festgestellten Grobstaubes aus der Absiebuntersuchung 

und den jeweiligen Heubachwert. 

g / 100 000 K Heubach 

0,90 

0,80 

0,70 

0,60 

0,50 

0,40 

0,30 

0,20 

0,10 

-507 - 

R 2 = 0,961 

R 2 = 0,4088 

0,00 

0 

Probe 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 

Heubach Grobstaub 

Abb. 3: Ergebnisse vom Heubachtest und der Absiebeuntersuchung im Vergleich 

Wie in Abbildung 3 dargestellt, lässt sich tendenziell mit Zunehmen des Heubachwertes 

auch ein höherer Anteil von Grobstaub in den Säcken feststellen. 

Dennoch weisen einzelne Proben selbst bei hohem Grobstaubanteil nur niedrige 

Heubachwerte auf oder umgekehrt, so z. B. Probe 11 und Probe 15. Die Beschaffenheit 

der Partie im Bezug auf den Staubanteil hat demnach einen Einfluss auf 

die letztendliche Beizqualität und den Heubachwert, dennoch scheint es mit entsprechender 

Beiztechnologie möglich zu sein, auch bei stärker mit Grobstaub 

verunreinigten Saatgutpartien niedrige Heubachwerte zu erzeugen und den geforderten 

Grenzwert einzuhalten. 

18 

16 

14 

12 

10 

8 

6 

4 

2 

g / 100 000K Absieben



In der vergangenen Maissaison 2009 sind bei den Heubachuntersuchungen 

in Baden Württemberg keine Überschreitungen des Grenzwertes von 

0,75 g/100 000 Korn aufgetreten, wobei einzelne Werte grenzwertnah lagen. 

Die im privaten Auftrag festgestellten Heubachwerte lagen etwas unterhalb der 

am LTZ Augustenberg festgestellten Werte. 

Es traten keine Unterschiede der Heubachwerte zwischen den Saatgutpartien 

ab Beizstation, aus dem Handel oder bei der beim Endverbraucher entnommenen 

Sackware auf. 

Tendenziell wiesen die kleineren Korngrößen (Kal. S) geringere Heubachwerte 

auf als die größeren Körner (Kal. B) 

In den Säcken wiesen die Staubmengen (< 1,2 mm) große Schwankungen auf, 

deren Ursache noch geklärt werden müsste. 

Die Wirkstoffanteile von Methiocarb lagen dabei im aufwandüblichen Bereich 

und unterschieden sich bei hohen Heubachwerten nicht von denen bei niedrigen. 

Es wäre interessant zu untersuchen, ob es Zusammenhänge zwischen der 

Kornform, fallweise zwischen Sorte, Korntyp oder Genotyp der Maissorte und 

den Heubachwerten gibt, um zukünftig die Beiztechnologie an die individuellen 

Bedingungen jeder einzelnen zu beizenden Saatgutpartie optimal anzupassen. 

Somit sollte es künftig noch besser möglich sein, einen unerwünschten Eintrag 

von Beizmitteln in die Umwelt zu vermeiden. 

5. Literatur 

BMELV, Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz, 

2009: Verordnung über das Inverkehrbringen und die Aussaat von 

mit Pflanzenschutzmitteln behandeltem Maissaatgut vom 11. Februar 

2009, Bundesanzeiger Nummer 23, 519-520. 

-508 -


Fusarienbefall an Winterweizen Saatgut der Ernte 

2007 

A. Jonitz, L. Zeidler 


1. Einführung: 

Der Befall von Getreide mit mykotoxinbildenden Pilzen ist durch die in der EU- 

Verordnung (EG) Nr. 856/2006 vom 6. Juni 2005 festgelegten Höchstwerte für 

unverarbeitetes Getreide von 1250 µg/kg Desoxinivalenon (DON) und 100 ug/ 

kg Zearalenon (ZEA) zu einem entscheidenden Qualitätskriterium für die Vermarktungs-fähigkeit 

des Erntegutes geworden. Die DON und ZEA bildenden 

Schaderreger finden sich vornehmlich bei der Pilzgattung Fusarium, in der sich 

samenbürtige - also mit dem Saatgut übertragbare Schaderreger - befinden. Diese 

werden neben den Gattungen Alternaria, Cladosporium, Drechslera, Epicoccum 

und Botrytis den sogenannten Feldpilzen zugeordnet und sind zum Teil phytopathogen. 

Demgegenüber stehen die Lagerpilze der Gattungen Aspergillus, 

Penecillium und Mucor, bei denen vor allem bei nicht fachgerechter Lagerung 

des Erntegutes eine starke Pilzvermehrung, verbunden mit Mykotoxinproduktion, 

auftreten kann und das Getreide für die menschliche Ernährung und auch für 

Futterzwecke wertlos oder gar schädlich machen. Letztendlich muss stark belastetes 

Getreide sogar als Sondermüll entsorgt werden. Gerade die Fusarien verursachen 

in Abhängigkeit von den Wetterverhältnissen zum Blütezeitpunkt des 

Getreides erhebliche Qualitätsminderung bis hin zur völligen Unbrauchbarkeit. 

Im Referat Saatgut des LTZ Augustenberg wurden aufgrund des Gefahrenpotentials 

dieser pilzlichen Schaderreger bereits mehrere wissenschaftliche Arbeiten 

- so zum Beispiel Befallserhebung am badenwürttembergischen Saatgetreide 

sowie Arbeiten wie z.B. zur Ökologie und Konkurrenzverhalten der Schaderreger 

- durchgeführt, um Veränderungen im Auftreten und in der Befallshäufigkeit 

derartiger Schadorganismen frühzeitig zu erkennen. 

2. Material und Methode 

In der hier vorgestellten Diplomarbeit von Frau Leonie Zeidler wurden aus der 

Saatgetreideernte 2007 insgesamt 910 Weizenproben von 5 Sorten, die in unter- 

-509 -


schiedlichen klimatischen Anbauregionen in Baden-Württemberg erwachsen 

sind, auf den Befall mit pilzlichen Schaderregern mit Schwerpunkt auf der Gattung 

Fusarium untersucht. Dabei wurden die 10 Gebiete Bodensee, Heilbronn, 

Kraichgau, Ost-Württemberg, Oberschwaben, Waldshut, Odenwald, Mittlerer 

Oberrhein, Schwarzwald Baar nach geologischen, topographischen und klimatischen 

Kriterien ausgewählt, da sie sich zum einen deutlich im Klima unterscheiden 

und zum zweiten bereits in früheren Arbeiten behandelt wurden, was eine 

Beobachtung der mehrjährigen Entwicklung der Befallssituation ermöglicht (Tabelle 

1). 

Dabei finden sich sowohl trocken-warme Gebiete wie der Kraichgau mit 11,3°C 

Durchschnittstemperatur und 548 mm Niederschlag im Jahresmittel 2007 wie 

auch kühl-feuchte Gebiete mit mittleren Temperaturen von 9,8°C und 1095 mm 

Niederschlag wie der Odenwald im Untersuchungsprogramm. 

1961-90 1961-90 1992-94 1992-94 2007 2007 

Gebiete 

M Temp. 

(°C) 

N 

(mm) 

M Temp. 

(°C) 

N 

(mm) 

M Temp. 

(°C) 

N 

(mm) 

Odenwald 9,4 1025 9,8 757 9,8 1095 

Mittelwert Franken 8,6 846 9,5 804 10,5 870 

Mittelwert Mittlerer Oberrhein 9,8 778 11,3 836 11,3 890 

Mittelwert Kraichgau 9,8 776 10,4 841 11,3 548 

Heilbronn 9,8 758 10,7 757 10,9 740 

Mittelwert Ost-Württemberg 7,7 931 8,9 838 10,5 1043 

Schwarzwald-Baar 6,7 889 7,7 864 8,3 1000 

Mittelwert Oberschwaben 7,6 902 8,5 821 9,8 1042 

Waldshut 9,1 1155 - - 10,4 1263 

Bodensee 9,1 1009 - - 9,7 834 

Mittelwert 8,76 907 9,6 815 10,25 932 

Tab. 1: Mittlere Jahrestemperaturen und Niederschläge der Untersuchungsgebiete 

im Jahr 2007 

Von jeder Weizensorte wurden pro Standort 15 Proben à 400 Korn nach 10 minütiger 

Oberflächendesinfektion mit Natriumhypochlorit (1%ig) auf PDA-Agar aufgelegt 

und für 7 Tage bei 20° C und 12 h Weißlicht und 12 h UV (254 mm) inkubiert. 

-510 -


3. Ergebnisse 

Bei 99% aller Weizenkaryopsen traten ein oder zwei samenbürtige Pilze auf, 

lediglich 1% der Samen wies keinen oder sogar 3 verschiedene Pilze auf. Abbildung 

1 zeigt den Befall mit den Pilzgattungen Alternaria, Fusarium, Epicoccum, 

Aspergillus, Botrytis, Chaetomium, Cladosporium, Drechslera, Gonatobotrys, 

Harzia, Nigrospora, Penecillium, Pesta, wobei die drei Erstgenannten bei allen 

Weizensorten und in allen Gebieten die höchsten Befallsstärken erreichten. Im 

Folgenden wird vornehmlich der Befall mit der Gattung Fusarium näher betrachtet. 

-511 - 

0,5 Befall = 1 Erreger pro Korn 

Abb. 1: Befall der Weizenproben mit unterschiedlichen Feld und Lagerpilzen 

Durchschnittlicher Befall an 75 Weizenproben 

Bei den 5 Weizensorten Dekan, Limes, Potenzial, Tommi und Toras wurden auf 

75 Einzelproben insgesamt 25 verschiedene Fusarienarten festgestellt, dabei 

sind Sortenunterschiede in Abhängigkeit von der Anbauregion festzustellen. 

Die höchsten Befallsgrade wurden über alle Sorten und Regionen durch F. poae


(99 %) verursacht, gefolgt von F. sporotrichiodes (88 %), F. graminearum (85 %) 

und F. nivale (80 %) - allesamt Mykotoxinbildner. Die geringsten Befallsgrade 

wurden von F. moniliforme (6 %), F. acuminatium (6 %), F. crookwellense (5 %), 

F. subglutinans (5 %), F.scirpi (1 %) und F. solani (4 %), verursacht (Abbildung 2). 

Abb. 2: Durchschnittlicher Befallsgrad [%] mit Fusarien bei den 75 untersuchten 

Weizenproben 

3.1 Befall bei den unterschiedlichen Sorten 

Die am häufigsten auftretenden Fusarienarten in allen Gebieten waren bei der 

Sorte Dekan F. chlamydosporum, F. graminearum, F. nivale, F. poae und F. 

sporo-trichioides, mit einem Befall bis zu 0,15. 

Während F. chlamydosporum, F. graminearum und F. nivale bei der Sorte Dekan 

vor allem in den feuchteren Gebieten wie Odenwald, Franken und Waldshut begünstigt 

waren, konnte der höchste Befall von F. poae und F. sporotrichioides in 

den weniger feuchten aber warmen Regionen Heilbronn und mittlerer Oberrhein 

festgestellt werden. F. nivale zeigte sich, wie auch in der Literatur beschriebenen, 

vorzugsweise auf Weizen der kühleren Regionen Franken, Schwarzwald Baar 

und Waldshut in Befallsstärke bis zu 0,14 (Abbildung 3). Die Regionen mit gering- 

-512 -


stem Fusarienbefall sind Ost Württemberg (1043 mm, 10,5 °C), Oberschwaben 

(1042 mm, 9,8 °C) und das Bodenseegebiet (843 mm, 9,7 °C). 

Abb. 3: Befall der Weizensorte Dekan mit den Fusarienarten F. chlamydosporium, 

F. graminearum, F. nivale (= Microdochium nivale), F. poae 

und F. sporotrichioides 

Auch bei der Sorte Tommi fallen F. graminearum, F. nivale, F. poae und F. sporotrichiodes 

mit den höchsten Befallsstärken auf. Im Gegensatz zur Sorte Dekan 

liegt hier nur ein geringer Befall mit F. chlamydosporum vor. 

In den einzelnen Gebieten zeigten oftmals einzelne Sorten durch geringeren 

Befall eine bessere Anbaueignung, so z.B. die Sorte Dekan in Oberschwaben 

und im Bodenseegebiet, die Sorten Limes und Toras im Schwarzwald Baar Kreis 

oder die Sorte Potenzial und Tommi in den Gebieten Mittlerer Oberrhein, Waldshut, 

Odenwald, Franken und Kraichgau. Die regional angepasste Sortenwahl 

hat einen maßgeblichen Einfluss auf das Befallsrisiko mit Fusarien. 

Im Mittel über alle Sorten war der stärkste Fusarienbefall mit fast 0,5 im Gebiet 

Heilbronn (740 mm; 10,9°C) festzustellen, gefolgt von Franken (870 mm, 10,5°C) 

und Odenwald (1095 mm; 9,8°C). Die Gebiete mit den geringsten Befällen sind 

die trockenen und wärmeren Regionen Mittlerer Oberrhein (890 mm; 11,3°C), 

-513 -


Kraichgau (548 mm; 11,3°C) und Ost-Württemberg (1043 mm, 10,5°C). Dabei 

variiert der Pilzbefall innerhalb der Gebiete und der Sorten. 

0,5 Befall = 1 Erreger pro Korn 

Abb. 4: Mittlere Befallshäufigkeit mit Fusarien in den zehn Vergleichsgebieten 

3.2 Vergleich der Fusarienarten in 2007 mit den früheren Untersuchungen 

Untersuchungen zur Befallssituation von Winterweizen mit Fusarien liegen von 

Schuy, 1989 und von Schweyda 1992 bis 1994 vor. Während Schuy insgesamt 

11 Fusarienarten vorfand waren es bei Schweyda 16 und in der aktuellen Arbeit 

von Zeidler 2007 sogar 25. Der Vergleich der Jahresmittelwerten von Temperatur 

und Niederschlagsmenge der Vergleichsgebiete (Tabelle 1) lässt aktuell 

jeweils höhere Jahresmittelwerte erkennen, was ganz grundsätzlich stärkere 

Befallsgrade begünstigt. Dabei ist es jedoch immer die aktuelle Witterung zum 

Blütezeitpunkt des Getreides, welche die tatsächliche Infektionsstärke sehr 

stark beeinflusst zu berücksichtigen. Die feuchtwarme Witterung war 2007 für 

eine Infektion der Getreideblüten mit Fusarium sehr günstig, so dass ein starker 

Befall des Getreides mit Fusarien zu erwarten war. 

Übereinstimmend mit den früheren Untersuchungsjahren wurden die drei bedeutenden 

Mykotoxinbildner F. graminearum, F. nivale und F. poae jeweils mit 

nahezu 70 % nachgewiesen. Befallsgrade von mindestens 30 % waren bei F. 

-514 -


avenaceum, F. culmorum und F. sporotrichioides festzustellen. Somit ist der Befallsgrad 

der häufigsten und vor allen bedeutendsten toxinbildenden Fusarienarten 

vor zehn Jahren und 2007 nahezu identisch, was den weiteren Forschungsbedarf 

in der Bekämpfung dieser Schaderreger aufzeigt. 


Die vorgestellte Arbeit zeigt die Aktualität der Befallsproblematik von Getreide 

mit der Pilzgattung Fusarium im Vergleich mit Untersuchungen der Jahre 

1989 und 1992-94. 

Die meisten Karyopsen waren mit einem oder zwei samenbürtigen Pilzen befallen, 

dabei fanden sich neben Fusarium 14 weitere Pilzgattungen. Die Befallsspektren 

waren bei den fünf Weizensorten in den 10 Vergleichsgebieten 

ähnlich. 

Es wurden 25 Fusarienarten mit Befallshäufigkeiten bis zu 0,13 - das entspricht 

52 Pilze pro 100 Korn - nachgewiesen. 11 Fusarienarten wurden an 

allen Sorten nachgewiesen. Die Befallsstärke zeigte Abhängigkeit von Sorte 

und Anbauregion, dabei ist der höchste Befall im feuchtwarmen Gebiet Heilbronn, 

geringster Befall in Ost Württemberg und im Kraichgau zu verzeichnen. 

Wie aus der Literatur bekannt, bestätigte sich auch in dieser Arbeit, dass nach 

den Vorfrüchten Mais oder Getreide im Vergleich zu Hack- und Blattfrüchten 

höhere Befallswerte beim Weizen zu beobachten sind. 

Die bedeutenden Mykotoxinbildner F. graminearum, F. nivale und F. poae 

zeigten abermals, wie bereits vor 14 Jahren in der Arbeit von Schuy, die höchsten 

Befallsgrade. 2007 wurden im Vergleich zu den vorangegangenen Untersuchungen 

9 zusätzliche Fusarienarten nachgewiesen, während gleichzeitig 

eine leicht erhöhte Befallshäufigkeit festzustellen war. 

Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass die Kenntnisse der Befallssituation 

des Saatgutes und die kontinuierliche Beobachtung desselben bedeutend 

sind, um das Gefahrenpotential solcher samenbürtiger Erreger einzuschätzen 

und gegebenenfalls vorbeugend gezielten Pflanzenschutz, z.B. in Form von 

Beizung, zu betreiben um einen gesunden Pflanzenaufwuchs zu erreichen, 

mykotoxinfreies Erntegut zu ermöglichen und die Ausbreitung von samenbürtigen 

Schaderregern zu minimieren. 

-515 -


Vorbehandlung mit 4%igem Ethanol bei Saatgut 

der Wiesenrispe (Poa pratensis L.) 

C. Sandritter 1 , M. Kruse 1 

1 Universität Hohenheim, Fachgebiet Saatgutwissenschaft und –technologie, 

Stuttgart 


Die Wiesenrispe wird sowohl in Rasen- als auch in Futtermischungen genutzt. 

Angebaut wird sie auf stark belasteten Flächen wie Spiel- und Sportplätzen. Bedeutung 

als Futtergras erlangt sie durch ihre hohe Futterwertzahl. 

Die Wiesenrispe ist unter den Gräsern diejenige Art, die am langsamsten keimt 

und zusätzlich noch eine sehr langsame Anfangsentwicklung zeigt. Die Auswertung 

von Keimversuchen kann bei Wiesenlieschgras beispielsweise schon nach 

10 Tagen erfolgen, bei Wiesenrispe aber erst nach 28 Tagen (ISTA-Vorschriften, 

2009). Diese unterschiedlichen Keimverhalten führen in Mischungen zu Problemen. 

Heute ist in weiten Bereichen der gewerblichen Gemüse-, Zier- und Gewürzpflanzenproduktion 

die Vorbehandlung des Saatguts zur Verbesserung des 

Feldaufgangs unentbehrlich. 

1.1 Hydropriming mit 4%igem Ethanol 

Die hier verwendete Behandlung entspricht einem Hydropriming in 4%igem 

Ethanol. Durch das Einquellen während eines Hydroprimings beginnen erste 

Stoffwechselprozesse der Keimung, die u. a. der Reparatur von Schäden an 

DNA und Membransystem dienen. Diese Prozesse laufen dann während des 

Quellens nach der Aussaat verkürzt ab, wodurch die vorbehandelten Samen einen 

Vorsprung vor nicht vorbehandelten Samen erhalten. Der Zusatz von Ethanol 

erfolgte auf Grund dessen verschiedener Wirkungen. Unter anderem dient 

Ethanol der Dormanzbrechung (Corbineau et al., 1991, Taylorson und Hendricks, 

1979) und der Stimulation der Respiration (Rychter et al., 1979), außerdem 

-516 -


werden Glykolyse und Krebszyklus gefördert (Corbineau et al., 1991, Miyoshi 

und Sato, 1997). Das alles wird für die Keimung benötigt, und wenn diese Faktoren 

gefördert werden, kann damit auch indirekt die Keimung gefördert werden. 

Ein weiterer Effekt des Ethanols ist die desinfizierende Wirkung, womit eventuell 

anhaftende Krankheitserreger abgetötet werden könnten. 


Für die Versuche wurden 13 Saatgutpartien der Wiesenrispe verwendet. Darunter 

waren fünf Sorten mit einer Partie, zwei Sorten mit drei Partien und eine Sorte 

mit zwei Partien. Keimbeginn, T 50 , T 75 und maximale Keimfähigkeit wurden als 

Parameter erfasst, um eine Beschleunigung der Keimung feststellen zu können. 

T 50 ist die Zeit, zu der 50 % der maximalen Keimfähigkeit erreicht ist, analog dazu 

T 75 . Behandelt wurden 2×100 Samen. Es gab drei Varianten: eine Kontrolle, eine 

Behandlung Hydropriming mit Wasser (HP Wasser ) und eine Behandlung Hydropriming 

mit 4%igem Ethanol (HP Ethanol ). 

Mit der Partie 12 wurden Vorversuche mit 1 %, 2 %,4 % und 8 % Ethanol durchgeführt. 

Die Behandlung dauerte 24 h. Dabei stellte sich heraus, dass Ethanol 

in der Konzentration von 4 % am besten wirkte. Daher wurden alle 13 Partien mit 

4%igem Ethanol behandelt. 

Nach der Behandlung wurden die Samen abgewaschen und danach im Luftstrom 

bei 30 °C getrocknet. Im Anschluss daran wurden sie für 14 Tage bei 6 °C 

gelagert. Danach wurde ein ISTA-Keimversuch bei 10/30 °C angelegt, der täglich 

ausgezählt wurde, um ausreichend Datenpunkte für eine Keimkurve zu bekommen. 

3. Ergebnisse 

Beispielhaft werden hier zwei Partien herausgegriffen, auf deren Ergebnisse näher 

eingegangen wird. Außerdem wird auf besondere Punkte eingegangen. 

-517 -


Gekeimte in % 

100 

90 

80 

70 

60 

50 

40 

30 

20 

10 

0 

Partie 10 

0 5 10 15 20 25 30 

Zeit in Tagen 

-518 - 

Kontrolle 

Hydropriming 

Hydropriming mit 

ETH 4% 

Abb. 1: Keimkurven der Partie 10, gezeigt werden die Varianten Kontrolle, 

Hydropriming und Hydropriming mit Ethanol 

Zeit in Tagen 

24 

21 

18 

15 

12 

9 

6 

3 

0 

Partie 10 

KFmax: 82 % 84 % 76,5 % 

* 

Kontrolle Hydropriming Hydropriming mit 

Ethanol 

* 

* 

* 

KB 

T50 

T75 

Abb. 2: Dauer von Keimbeginn (KB), T 50 und T 75 , sowie erzielte maximale 

Keimfähigkeit (KF max ) von der Partie 10; jeweils dargestellt Kontrolle, 

Hydropriming und Hydropriming mit Ethanol. Sternchen bedeuten 

signifikanten Unterschied zur Kontrolle


Bei der Partie 10 konnte sowohl die Keimung beschleunigt als auch vereinheitlicht 

werden (Abb. 1). Die Keimkurve der mit Ethanol behandelten Samen startet 

früher und verläuft steiler, so dass zu einem früheren Zeitpunkt schon die 

maximale Keimfähigkeit erreicht wird. Werden die Parameter Keimbeginn, T 50 , 

T 75 und Keimfähigkeit betrachtet (Abb. 2), so wurde bei T 50 , T 75 eine signifikante 

Beschleunigung erzielt. Der Keimbeginn ist im Vergleich zur Kontrolle zwar um 

1 Tag früher, dies ist aber nicht signifikant. Bei T 50 konnte eine Beschleunigung 

um 4 Tage im Vergleich zur Kontrolle erzielt werden. Priming mit Ethanol hat im 

Vergleich zum Priming mit Wasser einen zusätzlichen Effekt von 1,5 Tagen. Die 

T 75 konnte im Vergleich zur Kontrolle um 6,75 Tage verbessert werden, die Behandlung 

mit HP Ethanol hat einen zusätzlichen Effekt von 5 Tagen im Vergleich zur 

Behandlung nur mit HP Wasser . Die Keimfähigkeit ist bei der Behandlung mit HP Ethanol 

im Vergleich zur Kontrolle 7,5 % schlechter. Die Behandlung nur mit HP Wasser ist 

um 2 % besser als die Kontrolle (nicht signifikant). 

Bei der Partie 1 konnte im Gegensatz zur Partie 10 keine Beschleunigung erreicht 

werden (Tab. 1 und Tab. 2). Durch die Zugabe von Ethanol verlangsamte sich 

die Keimung im Vergleich zur Behandlung HP Wasser . Im Vergleich zur Kontrolle 

ist die Keimgeschwindigkeit gleichgeblieben (Keimbeginn) bzw. hat sich nur um 

0,25 Tage bei T 50 und 0,75 Tage bei T 75 beschleunigt. Die Keimfähigkeit hat sich 

nicht signifikant verändert. Im Vergleich zur Kontrolle ist sie um 0,75 % besser, und 

im Vergleich zum Priming mit Wasser 1 %. 

Bei den Partien 3 (Tab. 1) und 13 (Tab. 2) konnte die Keimfähigkeit signifikant verbessert 

werden im Vergleich zur Kontrolle, im Vergleich zu HP Wasser konnte die 

Keimfähigkeit zwar auch noch zusätzlich verbessert werden, aber nicht signifikant. 

Die Keimfähigkeit wurde nur bei der Partie 2 signifikant durch die Behandlung mit 

HP Ethanol verschlechtert. Bei den Partien 4, 6, 7, 8 und 10 wurde die Keimfähigkeit 

nicht signifikant verschlechtert. 

Gemittelt über alle 13 Partien (Tab. 2), konnte das Hydroprimg mit 4 % Ethanol keine 

zusätzlichen Verbesserungen zum Hydropriming mit Wasser mehr erreichen. 

Im Vergleich zur Kontrolle konnte eine Beschleunigung erreicht werden, beim 

Keimbeginn 0,65 Tage, bei T 50 2,25 Tage und bei T 75 sogar 2,8 Tage. Die Keimfähigkeit 

wurde nicht schlechter, im Gegenteil, sie nahm im Vergleich zur Kontrolle 

um 3,3 % zu (nicht signifikant). 

-519 -


Tab. 1: Verbesserung der Keimparameter bei den Partien 1-7 durch Hydropriming 

mit Ethanol (HP Ethanol ) im Vergleich zur Kontrolle und zum Hydropriming 

mit Wasser (HP Wasser ). Positive Werte zeigen eine Verbesserung 

(kürzerer Keimbeginn (KB), kürzere T 50 und T 75 und höhere Keimfähigkeit 

(KF). Sternchen bedeuten signifikanten Unterschied zu HP Ethanol 

Parameter 

KB 

(Tage) 

T 50 

(Tage) 

T 75 

(Tage) 

K max 

(%) 

HP Ethanol 

im Vergleich 

zu 

Partie 

1 2 3 4 5 6 7 

Kontrolle 0 1,25* 1* 1,5* -0,75 0,75 0,5 

HP Wasser -2* 0 -0,5 0 -1,5 0,5 -0,5 

Kontrolle 0,25 3* 2,5* 3* 1,5* 2,5* 1,25* 

HP Wasser -2* 0 1 1 -0,5 1 0 

Kontrolle 0,75 3,25* 1,75 2,25* 1,5* 2,75* 1,75* 

HP Wasser -1,5* 1 1,5 0,5 0,5 1,5* 1 

Kontrolle 0,75 -10* 35* -1,5 0,75 -3,5 -3,25 

HP Wasser 1 -6,5 9,5 9,5 5 -6 -7 

-520 -


Tab. 2: Verbesserung der Keimparameter bei den Partien 8-13 und Mittelwert 

(MW) durch Hydropriming mit Ethanol (HP Ethanol ) im Vergleich zur Kontrolle 

und zum Hydropriming mit Wasser (HP Wasser ). Positive Werte zeigen 

eine Verbesserung (kürzerer Keimbeginn (KB), kürzere T 50 und 

T 75 und höhere Keimfähigkeit (KF). Sternchen bedeuten signifikanten 

Unterschied zu HP Ethanol 

Parameter 

KB 

(Tage) 

T 50 

(Tage) 

T 75 

(Tage) 

K max 

(%) 

HPEthanol im Vergleich 

zu 

Kontrolle 

Partie 

8 9 10 11 12 13 MW 

1,25* -0,75 1 1,25 2,25* -0,75 0,65 

HP Wasser 1* -1,5* 2 -1 0,5 -1,5 -0,35 

Kontrolle 

3* 1* 4* 2* 4,5* 2* 2,25* 

HP Wasser 1* -1* 2,5* -1 1 0 0,23 

Kontrolle 

3,25* 1* 6,75* 2* 5,25* 4* 2,79* 

HP Wasser 2* -1* 5* -0,5 1 0 0,85 

Kontrolle 

-3 2 -5,5 3,25 4,5 24* 3,3 

HP Wasser 1 2,5 -7,5 8 5,5 4,5 1,5 


Bei einzelnen Partien kann mit der Behandlung mit HP Ethanol eine signifikante Beschleunigung 

der Keimung und auch eine Vereinheitlichung erreicht werden im 

Vergleich sowohl zur Kontrolle als auch zur Behandlung mit HP Wasser . So kann der 

Keimbeginn um bis zu 2,5 Tage vorverlegt werden, die T 50 um bis zu 4,5 tage und 

die T 75 um bis zu 6,75 Tage. Nur bei einer Partie konnte keine Beschleunigung erreicht 

werden. Bei allen anderen zumindest bei einzelnen Parametern. 

Im Mittel sind die Effekte immer positiv, aber im Vergleich zu HP Wasser konnte kein 

zusätzlicher signifikanter Effekt erzielt werden. Andererseits war der Zusatz von 

-521 -


Ethanol nur in einzelnen Fällen schädlich. Im Mittel ist der Zusatz leicht förderlich 

für die Keimfähigkeit (nicht signifikant). 

5. Literatur 

Corbineau, F., Gouble, B., Lecat, S., Côme, D., 1991: Stimulation of germination 

of dormant oat (Avena sativa L.) seeds by ethanol and other alcohols. 

Seed Science Research, 1, 21-28. 

ISTA (Hrsg.), 2009: Internationale Vorschriften für die Prüfung von Saatgut. 

Miyoshi, K., Sato, T., 1997: The effects of ethanol on the germination of seeds of 

Japonica and Indica rice (Oryza sativa L.) under anaerobic and aerobic 

conditions. Annals of Botany, 79, 391-395. 

Rychter, A., Janes, H. W., Chin, C.-K., Frenkel, C., 1979: Effect of ethanol, acetaldehyd, 

acetic acid and ethylene on changes in respiration and respiratory 

metabolites in potato tubers. Plant Physiology, 64, 108-111. 

Taylorson, R. B., Hendricks, S. B., 1979: Overcoming dormancy in seeds with 

ethanol and other anesthetics. Planta, 145, 507-510. 

-522 -


Heterogenität bei Gräsermischungen 

C. Reinhardt 1 , J. Pfäfflin 1 , M. Kruse 1 

1 Universität Hohenheim, Fachgebiet Saatgutwissenschaft und -technologie, 

Stuttgart 


Die Internationalen Vorschriften für die Prüfung von Saatgut der ISTA enthalten 

keine Regelungen für die Beprobung von Saatgutmischungen. Gerade bei 

Gräsermischungen mit Komponenten, die unterschiedliche Fließeigenschaften 

und spezifische Dichten besitzen, kann eine Separierung der Komponenten 

während der Bearbeitung der Partie oder auch bei der Probenahme selbst entstehen. 

Deswegen sind gerade hier sachgerechte Probenahmevorschriften für 

die Saatgutverkehrskontrolle dringend notwendig. Durch die Erweiterung der 

OECD-Seed-Scheme für Grassaatgut auf Gräsermischungen und die dabei vorgesehene 

Nachkontrolle der Mischungen hat diese Notwendigkeit sogar noch 

zugenommen. 

Aus diesem Grund ist das Ziel des Projektes, eine Verfahrensvorschrift für die 

Probenahme für Saatgutmischungen insbesondere von Gräsern zu erstellen 

und der ISTA zur Aufnahme in die ISTA-Vorschriften vorzuschlagen. Das Projekt 

ist in drei Teilprojekte unterteilt. Im ersten Teilprojekt wird eine Übersicht der in 

Deutschland produzierten Mischungen zusammengestellt, um hieraus repräsentative 

Mischungen zu ermitteln, die dann im zweiten Teilprojekt beprobt und 

auf Heterogenität geprüft werden. Im dritten Teilprojekt wird die in der ISTA übliche 

Probenahmemethodik für die Eignung bei Gräsermischungen geprüft. 

Das Projekt wird aus Mitteln des Bundesministeriums für Ernährung, Landwirtschaft 

und Verbraucherschutz (BMELV) über die Bundesanstalt für Landwirtschaft 

und Ernährung (BLE) gefördert. 


2.1 Heterogenität der Mischungspartien 

Für die Erstellung der Übersicht der in Deutschland produzierten Mischungen 

wurden über die Saatgutanerkennungsstellen 17 000 Mischungsanträge aus 

-523 -


den Wirtschaftsjahren 2006/07 und 2007/08 ausgewertet und Angaben zur Zusammensetzung 

der Mischung, der Partiegröße, der Behältergrößen und dem 

Verwendungszweck der Mischungspartien erfasst. 

Aus diesem Datensatz wurden 30 Mischungstypen bestimmt, die die Mischungen 

insgesamt hinreichend repräsentieren. Mischungspartien dieser Typen wurden 

im aktuellen Markt beprobt und auf Heterogenität untersucht. Hierbei werden je 

Partie 20 Proben von mind. 100 g von verschiedenen Stellen entnommen, getrennt 

gehalten und auf Reinheit, insbesondere auf die Anteile der Mischungskomponenten, 

die Keimfähigkeit (KF) und die Tausendkornmasse (TKM) hin untersucht. 

Alle Untersuchungen wurden nach den ISTA-Vorschriften vorgenommen. Für die Untersuchung 

der Reinheit wurden aus den 100 g durch Probenteilung mittels eines Riffelteilers 

etwa 3,5 g gewonnen, was im Durchschnitt 2500 Samen entspricht. Die Keimfähigkeit 

wurde für den Test der Heterogenität mit zwei Wiederholungen á 100 Samen 

durchgeführt. Die Tausendkornmasse wurde an der Fraktion der reinen Samen nach 

den ISTA Vorschriften mit jeweils acht Wiederholungen mit je 100 Samen bestimmt. 

Die anschließende Überprüfung auf Heterogenität erfolgte mittels H- und R- 

Wert-Test nach den ISTA-Vorschriften 2009. Da es für diese Tests noch keine 

speziellen Koeffizienten für Mischungen gibt, wurde zunächst der Test für die 

art-reine Ware verwendet. Für die Tausendkornmasse ist dieser Test nicht anwendbar. 

Deshalb wurde die Streuung der acht Widerholungen innerhalb einer 

Bestimmung mit der Streuung zwischen den 20 Proben verglichen. 

2.2 Untersuchung der Probeteilungsverfahren 

Die Teilungsgenauigkeit bei Gräsermischungen wurde für folgende sechs Probeteilungsverfahren 

bestimmt: 

- Rotationsteiler 

- zwei Riffelteiler mit 10 bzw. 18 Riffeln 

- Handhalbierungsmethode und 

- Zentrifugalteiler mit zwei Vorgehensweisen 

Bei dem Zentrifugalteiler wurden zwei Varianten verglichen: 1. Gerät beim Einfüllen 

der Probe bereits eingeschaltet (nach ISTA-Vorschriften 2009) 2. Gerät erst 

nach dem Einfüllen einschalten (nach ISTA Handbook for Seed Sampling 2005). 

Für die Untersuchung wurden drei Mischungen mit jeweils 100 g erstellt. Haupt- 

-524 -


komponente war immer das Welsche Weidelgras mit 87,5 %. In Mischung a wurden 

12,5 % Weißklee (Trifolium repens L.) zugemischt, in Mischung b 12,5 % 

Wiesenlieschgras (Phleum pratensis L.) und in Mischung c 12,5 % Rotes Straußgras 

(Agrostis capillaris L.). Diese Arten mit wirtschaftlicher Bedeutung wurden 

wegen ihrer Fließeigenschaften ausgesucht. Alle 100 g Proben wurden mit vier 

Teilungsschritten auf 6,25 g geteilt wobei die Teilproben immer auf derselben 

Seite des Probenteilers bzw. auf dieselbe Weise entnommen wurde. Insgesamt 

wurden alle Teilungen 20fach wiederholt. 

Die Signifikanz der Abweichung vom wahren Wert wurde mit Hilfe eines t-Tests 

berechnet (alpha = 0,05). Für die Ermittlung der signifikant höheren Streuung 

wurde ein einseitiger F-Test verwendet (alpha = 0,05). Die dafür benötigte theoretische 

Standardabweichung wurde anhand der Binomial-Verteilung nach Steiner 

und Kruse (1993) berechnet. 

3. Ergebnisse 

3.1 Heterogenität 

Lieschgras 

4% 

Rispen 

8% 

Schwingel 

24% 

kleinkörnige 

Leguminosen 

4% 

Rest 

3% 

-525 - 

Weidelgräser 

57% 

Abb. 1: Massenanteile der Artengruppen aus den erfassten 14 710 Mischungsanträgen 

der Wirtschaftsjahre 2006/07 und 2007/08 

Von den erfassten 17 075 Mischungsanträgen wurden nach einer ersten Plausibilitätskontrolle 

721 Anträge aufgrund von Unstimmigkeiten oder fehlender Angaben 

herausgenommen (Rechenfehler, mehr als 12 Komponenten, fehlende 

Angaben zu den Mischungskomponenten). Im zweiten Schritt wurden 143 Mischungsanträge 

mit äußerst seltenen Kombinationen von zudem sehr seltenen 

Arten und weitere 1 501 Mischungsanträge mit reinen Sortenmischungen einer


Art aussortiert. Es verblieben 14 710 Mischungsanträge mit einem Gesamtvolumen 

von etwa 50 000 t. Diese Mischungsanträge verteilen sich recht ausgewogen 

auf beide Wirtschaftsjahre. Die Verteilung der Artengruppen auf die 

14 710 Mischungsanträge ist in Abbildung 1 dargestellt. 

Die drei Artengruppen Weidelgräser, Schwingel und Rispen haben die größten 

Masseanteile der erfassten Mischungen. Innerhalb der Kategorie Weidelgräser 

dominiert das Deutsche Weidelgras mit 84 %, in der Kategorie Schwingel der 

Rotschwingel mit 94 % und in der Kategorie Rispen die Wiesenrispe mit 97 %. In 

der Artengruppe kleinkörnige Leguminosen dominiert keine der Arten. 

Am häufigsten traten Kombinationen der Artengruppen Weidelgräser, Schwingel 

mit oder ohne Rispen mit etwa 64 % auf. Alle weiteren, sehr vielfältigen Kombinationen 

mit Arten aus mehr als drei Artengruppen treten jeweils nur mit sehr 

geringen Häufigkeiten auf. Mischungen mit mehr als 4 Komponenten werden 

überwiegend für landwirtschaftliche Verwendungszwecke produziert, da sie für 

Wiesen- und Weidenutzung, Gründüngung und/oder Brache verwendet werden. 

Die Massen der Artengruppen getrennt nach den Verwendungszwecken 

Rasen und Landwirtschaft sind in Abbildung 2 aufgeführt. Diese Einflüsse wurden 

bei der Auswahl der repräsentativen Mischungen berücksichtigt. 

Masse in kt 

20 

15 

10 

5 

0 

Weidelgräser 

Schwingel 

Rispen 

-526 - 

Lieschgras 

Rasen 

kl.-körn. Leguminosen Landwirtschaft 

Abb. 2: Verwendete Masse (in kt) der Artengruppen aus den erfassten 14 710 

Mischungsanträge der Wirtschaftsjahre 2006/07 und 2007/08 getrennt 

nach Verwendungszweck Rasen und Landwirtschaft


Tab. 1: Ergebnisse des Heterogenitätstest H- und R-Werte (nach ISTA) der 

technischen Reinheit und der Anteile der Einzelkomponenten (in 

Klammern: Deklaration der Komponente in %; * signifikante Heterogenität 

bei art-reiner Ware) 

Komponenten technische Reinheit Einzelkomponenten 

H- / R-Wert 

Mittelwert H- / R-Wert 

Mischung 1 

0.36 1.46 (%) 

Festuca rubra (25) 25.53 0.25 3.74 

Lolium perenne (65) 64.8 0 3.61 

Poa pratensis (10) 9.67 0.68 2.79 

Mischung 2 

2.49* 2.20 

Festuca rubra (35) 34.8 1.64* 7.41 

Lolium perenne (65) 65.2 2.21* 7.41 

Mischung 3 

1.39* 2.22 

Agrostis capillaris (10) 9.51 1.88* 4.09 

Festuca rubra / 

F. ovina (90) 

90.49 2.49* 4.09 

Mischung 4 

0.03 1.56 

Festuca pratensis (20) 14.79 0.25 4.52 

Festuca rubra (5) 8.06 0 1.85 

Lolium perenne (40) 42.63 4.18* 9.6 

Pleum pratensis (20) 18.81 7.23* 8.02* 

Poa pratensis (10) 10.98 0.08 2.83 

Kräutermischung (5) 4.73 9.12* 1.41 

Mischung 5 

0.37 1.16 

Festuca rubra (40) 40.01 0.71 6.77 


Poa pratensis (10) 10.07 0 2.68 

Mischung 6 

1.76* 3.01 


Poa pratensis (30) 28.82 0.18 3.94 

Mischung 7 

4.48* 4.04* 

Festuca rubra (25) 25.52 30.91* 18.77* 

Lolium perenne (70) 68.92 53.06* 23.78* 

Poa pratensis (5) 5.56 8.54* 5.02* 

Mischung 10 

0.08 1.09 

Lolium perenne / 

L. multiflorum 

57.39 37.31* 29.04 

(60) 

Trifolium pratense (40) 42.61 45.01* 29.04* 

-527 -


Bislang wurden acht als repräsentativ ausgewählte Mischungen beprobt und die 

20 gezogenen Erstproben wurden auf Reinheit und Zusammensetzung untersucht. 

Zur vorläufigen Prüfung wurde der ISTA Heterogenitätstest für art-reiner 

Ware mit folgenden Ergebnissen verwendet: Bei der technischen Reinheit waren 

vier der acht Partien heterogen. Bei den Anteilen der Komponenten waren 

fünf der acht Partien heterogen (Tabelle 1). Es ist dabei einerlei ob nur eine oder 

alle Komponenten Heterogenität zeigen, das gleiche gilt für die Keimfähigkeit, 

die an drei der acht Partien bereits bestimmt wurde. Hier waren alle Mischungen 

heterogen. Auch bei der Untersuchung der Tausendkornmasse zeigt sich bei 

vier Partien eine signifikante Variation zwischen den Erstproben im Vergleich zur 

Streuung der Wiederholungen innerhalb einer Bestimmung. 

3.2 Untersuchung der Probeteiler 

Die Abweichung des gefundenen Anteils der feinsamigen Komponente vom 

wahren Wert war nur beim Rotationsteiler bei der Mischung a und dem kleinen Riffelteiler 

bei den Mischungen a und b nicht signifikant verschieden (Abbildung 3). 

Bei der Mischung c mit dem Roten Straußgras wurden für alle Probenteilungsverfahren 

signifikante Abweichungen vom wahren Wert gefunden. Dies zeigt 

das Problem der zuverlässigen Teilung vom Mischungen mit sehr unterschiedlichen 

Komponenten. Gemittelt über alle drei Mischungen zeigen von allen Probeteilern 

die Riffelteiler und der Rotationsteiler die geringeren Abweichungen. 

Abweichung vom wahren Wert 

2.0% 

1.0% 

0.0% 

-1.0% 

-2.0% 

-3.0% 

-4.0% 

-5.0% 

-6.0% 

* 

* 

* 

Rotationsteiler Riffelteiler (10) Riffelteiler (16) Hand- 

Halbierung 

* * 

* 

* 

* 

Mischung a Mischung b Mischung c 

-528 - 

* 

Zentrifugalteiler 

(Motor an) 

* 

* 

* 


(Motor aus) 

Abb. 3: Abweichung des gefundenen Anteils der feinsamigen Komponente 

vom wahren Wert (12,5 %) nach Teilung mit sechs verschiedenen 

Probeteilungsverfahren (* = signifikant bei alpha = 0,05) 

* 

*


Zusätzlich zur Abweichung des Mittelwertes wurde auch die Standardabweichung 

zwischen den 20 Wiederholungen berechnet. Zu deren Bewertung wurde 

die nach der Binomial-Verteilung theoretisch zu erwartende Streuung berechnet 

(Steiner und Kruse, 1993). Eine nicht signifikant größere Standardabweichung 

zeigten nur der Rotationsteiler bei allen Mischungen und der größere Riffelteiler 

bei den Mischungen a und b (Abbildung 4). Alle anderen Kombinationen erbrachten 

signifikant größere Streuungen, was auf die Probeteiler oder auch auf die Bedienung 

der Probeteiler zurückzuführen ist. 

Abweichung der SD 

2.0 

1.5 

1.0 

0.5 

0.0 

-0.5 

-1.0 

* 

* 

* 

Rotationsteiler Riffelteiler (10) Riffelteiler (16) Hand-Halbierung Zentrifugalteiler 

(Motor an) 

* 

Mischung a Mischung b Mischung c 

-529 - 

* 

* 

* 

* 

* 

* 

* 

* 


(Motor aus) 

Abb. 4: Abweichung der gemessenen von der erwarteten Standardabweichung 

der verschiedenen Probeteilungsverfahren (* = signifikant bei 

alpha = 0,05) 


Die Umfrage bei den Annerkennungsstellen hat einen sehr guten Überblick über 

die Erstellung von Gräsermischungen in Deutschland ergeben. Insgesamt wurden 

17 075 Mischungsanträge (= Mischungspartien) der zwei Wirtschaftsjahre 

mit einer Gesamtmasse von über 60 000 t erfasst. Die häufigste Kombination 

besteht aus den Kategorien Weidelgräser, Schwingel und Rispen. Nach der 

Auswertung wurden repräsentative Mischungstypen für die Beprobung zur Heterogenitätsuntersuchung 

identifiziert. Die ersten Ergebnisse der Reinheitsuntersuchung 

zeigen eine doch erhebliche Heterogenität der Mischungspartien. 

Für einen neuen Heterogenitätstest werden aber noch mehr zu prüfenden Partien 

benötigt. 

*


Der Test der Probeteiler hat erste Anhaltspunkte gegeben, welche Probenteilungsverfahren 

für Mischungen geeignet sind und welche nicht. Es müssen aber 

noch mehr Mischungen geprüft werden, um sicher zu stellen wie groß die Unterschiede 

zwischen den Probeteilern sind. 

5. Literatur 

Steiner, A.M., Kruse, M., 1993: Der Probenahmefehler. GAFA, 12/93, 390-391. 

-530 -


Sauerstoffbedarf ausgewählter Kulturarten während 

der Keimung 

S. Bopper 1 , M. Kruse 1 

1Universität Hohenheim, Fachgebiet Saatgutwissenschaft und -technologie, 

Stuttgart 


Eine typische Quellungskurve eines keimenden Samens zeigt meist einen sigmoiden 

Verlauf der Wasseraufnahme und kann in eine lineare (I), eine Plateau- 

(II) und eine weitere ansteigende lineare Phase (III) unterteilt werden. Bewley 

(1997) hat diesen drei Phasen die Hauptstoffwechselaktivitäten während der 

Keimung zugeordnet. Zur Zeit der Phase I sind überwiegend Reparaturprozesse 

aktiv, um die bei Trocknung eines reifenden Samens entstandenen zellulären 

Defekte zu reparieren. In der nachfolgenden Plateau-Phase II gerät die Wasseraufnahme 

ins Stocken, aber der Synthesestoffwechsel beginnt anzulaufen, um 

u. a. erste neue Mitochondrien und Proteine zu synthetisieren. Den Übergang zur 

Phase III stellt das Durchbrechen der Keimwurzel durch die Frucht- und Samenschale 

dar und somit ist das Stadium der sichtbaren Keimung erreicht. Die Kinetik 

der Aufnahme von Sauerstoff in den Samen folgt weitgehend der von Wasser. In 

den sehr frühen Stadien der Keimung, wenn die Hüllorgane noch geschlossen 

sind, steht dem Embryo deshalb nur wenig Sauerstoff zur Verfügung. 

Für die grundlegenden zellulären Aktivitäten während der Keimung wie Atmung, 

Enzym- und Organellaktivität, RNA- und Protein-Synthese wird Energie benötigt. 

Diese Energie stammt bei den meisten Arten aus der Zellatmung, für welche 

Sauerstoff als Elektronenakzeptor unerlässlich ist (Roberts, 1973). Die Hauptenergiequelle 

ist die Glukose welche in einem ersten Schritt, der Glykolyse, zu 

Pyrovat verstoffwechselt wird. Ist kein Sauerstoff vorhanden erfolgt die Energiegewinnung 

durch die alkoholische Gärung, welche aber bei Weitem nicht so 

effizient ist, wie die Zellatmung bei Vorhandensein von Sauerstoff. Nur mit Sauerstoff 

erfolgt die Energiegewinnung in den Mitochondrien durch die Stoffwechselwege 

des Citratzyklus und der Elektronentransportkette. Ein anderer Stoffwechselprozess, 

der Sauerstoff als Elektronenakzeptor benötigt, ist der Pentosephosphatweg. 

-531 -


Die Bedeutung von Sauerstoff ist nun von Art zu Art verschieden. Zum Beispiel 

benötig Raps einen Mindestsauerstoffgehalt von 2-3% wo hingegen Sorghum 

nur 0,015% benötigt (Black et al., 2008). 


2.1. Q 2 -Keimmetohde 

Der relative Verbrauch an Sauerstoff während der Keimung eines Samens kann 

mit dem Gerät Q 2 -Scanner der Firma ASTEC Global optisch gemessen werden. 

Hierfür werden Samen in einem kleinen hermetisch verschlossenen Luftvolumen 

zur Keimung gebracht. Dies geschieht z. B. in Vertiefungen einer Mikrotiterplatte 

oder in Mikroröhrchen, jeweils mit einem bestimmten Volumen einer 

0,2%igen Agar-Lösung gefüllt, in welche ein einzelner Samen gegeben wird. 

Unabdingbar ist, dass jede Vertiefung der Mikrotiterplatte bzw. jedes Röhrchen 

gasdicht, insbesondere sauerstoffdicht, verschlossen wird. Dafür werden die 

Mikrotiterplatten mit einer Folie im Heißschweißverfahren verschlossen und 

die Röhrchen mit einem Deckel incl. Dichtungsring verschraubt. 48 der so verschlossenen 

Röhrchen werden zu einer Platte zusammengefasst. Das Gerät 

kann gleichzeitig 16 Platten messen. Daraus ergibt sich die maximale Anzahl an 

Samen, die pro Versuchsdurchlauf gemessen werden können, von 1 536 (16 * 96 

Samen) bei Mikrotiterplatten und von 768 Samen (16 * 48 Samen) bei Verwendung 

der Röhrchen. Eine Auswertung der Keimlinge kann nun direkt nach einer 

O 2 -Messung erfolgen. Des Weiteren ist es möglich, nach einem Versuchsdurchlauf 

die Röhrchen zu öffnen, in einen Klimaschrank zu stellen und die Keimung 

der Samen bis zu einer Auswertung nach ISTA (2009) weiterzuführen. 

2.2. Q 2 -Technik 

Der sich während der Keimung verringernde Sauerstoffgehalt wird in einem Intervall 

von 30 Minuten über die Dauer von ca. vier Tagen anhand eines Fluoreszenzindikators 

mit dem Q 2 -Scanner optisch gemessen. Da die Fluoreszenz des 

Indikators direkt vom Sauerstoffgehalt in dem jeweiligen verschlossenen Volumen 

abhängig ist, lässt sich anhand einer Kalibrierfunktion der Sauerstoffverbrauch 

schätzen. Als Ergebnis erhält man eine meist sigmoid abfallende Kurve 

für den Sauerstoffgehalt. 

-532 -


Für die vorliegende Arbeit wurde Saatgut von Rotklee, Zwiebel, Weidelgras, 

Saatwicke, Weizen und Hafer ausgewählt, um deren Sauerstoffverbrauch während 

der Keimung zu messen. Dafür wurden je 48 Samen wie zuvor beschrieben 

in Mikroröhrchen zum Keimen gebracht und die Sauerstoffabnahme über die 

Dauer von 120 h gemessen. Jedem Samen stand das gleiche Restvolumen an 

Luft zur Verfügung, da die Röhrchen mit einer definierten Menge an Agar-Lösung 

gefüllt wurden. Des Weiteren wurde in einer Mikrotiterplatte der Sauerstoffverbrauch 

von künstlich abgetöteten Rapssamen und einer Kontrolle verglichen. 

3. Ergebnisse 

Die Q 2 -Messung der Kulturarten, welche in Mikroröhrchen zum Keimen gebracht 

wurden, sind in Abbildung 1 dargestellt. Der x-Achse ist die Messzeit in Stunden 

zu entnehmen und der y-Achse der relative Sauerstoffgehalt in Prozent. Zu beachten 

ist hierbei, dass der Volumenanteil von Sauerstoff (21%) in normaler Luft 

gleich 100% gesetzt ist. 

Die Abbildung 1 (A) zeigt die Ergebnisse für die Rotkleesamen. Der relative Sauerstoffgehalt 

nimmt während der ersten 20 Stunden bei allen Samen sehr einheitlich 

linear ab. Erst danach sind klare Unterschiede zu erkennen. Zum Ende der Messung 

hin gibt es Samen die kaum Sauerstoff verbraucht haben, aber es sind auch Samen 

zu beobachten, die den Sauerstoff vollständig verbraucht haben. Die Auswertung 

der Samen direkt nach der Q 2 -Messung ergab, dass im Bereich über 70 % rel. Sauerstoffgehalt 

vorwiegend gequollene Samen zu finden waren, welche sich nach Weiterführung 

der Keimung mit ISTA-Abschluss als tote Samen herausstellten. 

Die Abbildung 1 (B) zeigt die Ergebnisse für die Zwiebelsamen. Über die ersten 

40 h hinweg ist kaum Sauerstoff verbraucht worden. Danach erfolgt eine etwas 

unscharfe Aufteilung in zwei Gruppen. Die eine Gruppe von Samen verbraucht 

weiterhin kaum bis keinen Sauerstoff und die andere Gruppe mit den meisten 

Zwiebelsamen weist zum Ende des Versuchsdurchlaufs einen Sauerstoffgehalt 

von 40-80 % auf. Nur sehr wenige Samen erreichen einen rel. Sauerstoffgehalt 

von unter 10 % nach 120 h. Im Vergleich dazu hatten einige Rotkleesamen zu diesem 

Zeitpunkt schon über 30 h keinen Sauerstoff mehr zur Verfügung. Die Auswertung 

direkt nach der Sauerstoffmessung ergab, dass es sich bei der oberen 

Gruppe von Samen meist um gequollene Samen gehandelt hat. Nach der Weiterführung 

der Keimung waren in diesem Bereich meist tote Samen zu finden. 

-533 -


(A) (B) 

(C) (D) 

(E) (F) 

Abb. 1: Relative Abnahme des Sauerstoffgehalts von jeweils 48 Samen verschiedener 

Kulturarten in einem gasdichten Volumen; (A) Rotklee, (B) 

Zwiebel, (C) Weidelgras, (D) Saatwicke, (E) Weizen, (F) Hafer 

-534 -


Die Abbildung 1 (C) zeigt die Ergebnisse für Weidelgrassamen. Während der 

ersten 60 h ist kaum eine Änderung des rel. Sauerstoffgehalts festzustellen und 

eine Auswertung nach der Sauerstoffmessung ergab, dass nur einige Samen 

unter 60% rel. Sauerstoffgehalt nach 120 h bereits eine kurze Keimwurzel zeigten. 

Ein Sauerstoffgehalt von 30% wird von fast keinem Samen unterschritten. 

Die Abbildung 1 (D) zeigt die Ergebnisse für Saatwickesamen. Es fällt der bei den 

vorherigen Arten so nicht gefundene hyperbel-ähnliche Verlauf der Kurven auf. 

Bereits zu Beginn des Versuchs wird Sauerstoff von den Samen rasch verbraucht 

und der Sauerstoffgehalt sinkt bei allen Samen nach 120 h unter 30%. Die Kurven 

unterscheiden sich in ihrer Krümmung und bereits nach 30 h haben die ersten Samen 

den zur Verfügung stehenden Sauerstoff vollständig verbraucht. Im Bereich 

von 60 h sind vereinzelt Samen zu beobachten, die einen abrupten linearen Abfall 

des rel. Sauerstoffgehalts aufweisen. 

Die Abbildungen 1 (E und F) zeigen die Ergebnisse für Weizen- und Hafersamen, 

die sehr ähnlich sind. Die Kurven verlaufen sehr heterogen, wobei auch hier 

gleich zu Beginn schnell Sauerstoff verbraucht wird. Zu beobachten sind sehr 

rasch sigmoid fallende Kurven, die bereits bei Hafer nach ca. 20 h einen rel. Sauerstoffgehalt 

von 0% erreichen, wohingegen dies bei Weizen erst nach ca. 40 h 

der Fall ist. Neben den sigmoid verlaufendne Kurven sind aber auch bei beiden 

Proben beinahe lineare Kurven zu beobachten. Eine Auswertung der Samen 

nach der Q 2 -Messung ergab keine klaren Erkenntnisse bei der Zuordnung von 

gekeimten und ungekeimten Samen zum Verlauf der einzelnen Kurven. 

Abb. 2: Relative Abnahme des Sauerstoffgehalts von 96 Raps-Samen; Behandlung 

„Kontrolle“ und Behandlung „Mikrowelle“ 

-535 -


Bei den vorherigen Untersuchungen trat immer wieder die Frage auf, ob tote und 

frische Samen einen Sauerstoffverbrauch haben und wenn ja, wie hoch dieser 

ist. Um dieser Frage nachzugehen, wurde in einem weiteren Versuch Rapssaatgut 

künstlich in einer handelsüblichen Mikrowelle abgetötet. 48 der so behandelten 

Samen wurden mit 48 weiteren Samen einer Kontrolle in eine Mikrotiterplatte 

gegeben und der rel. Sauerstoffverbrauch jedes Samens wurde gemessen. Die 

Ergebnisse sind in Abbildung 2 zu sehen. 

Zu beobachten ist, dass die Samen der Kontrolle erwartungsgemäß Sauerstoff 

verbrauchen. Die Kurven zeigen einen mehr oder minder linear abfallenden Verlauf. 

Nach ca. 50 h haben die ersten Samen den gesamten Sauerstoff verbraucht. 

Die abgetöteten Samen zeigen hingegen, dass bis zu 30 h nach Versuchsstart 

kein Samen Sauerstoff verbraucht. Erst danach weisen vereinzelte Samen zu 

verschiedenen Zeitpunkten einen schwachen bis starken Sauerstoffverbrauch 

auf. Teilweise wird auch von einzelnen abgetöteten Samen der zur Verfügung 

stehende Sauerstoff vollständig verbraucht. 

4. Zusammenfassung und Diskussion 

Die Q 2 -Technik ermöglicht in einem automatischen Verfahren die Messung des 

Sauerstoffverbrauchs einzelner Samen während der Keimung. Die verwendeten 

Keimmethoden können an die Samengröße und den gewünschten Untersuchungsumfang 

angepasst werden. Bei der Verwendung von Mikroröhrchen ist 

eine Weiterführung der Keimung in einem Klimaschrank möglich. 

Aufgrund der gezeigten Ergebnisse lässt sich nun vermuten, dass die Kinetik 

des Sauerstoffverbrauchs von Art zu Art sehr verschieden ist. Die Kurven zeigen 

einen linearen, sigmoiden oder hyperbel-ähnlichen Verlauf. Selbst innerhalb einer 

Untersuchungsprobe wie bei Hafer oder Weizen ist der Sauerstoffverbrauch 

sehr heterogen. Aber der Vergleich des rel. Sauerstoffverbrauchs verschiedener 

Kulturarten ist auf Grund der Samengröße und insbesondere der Embryogröße 

schwierig, da in dem hier vorgestellten Versuch immer das gleiche Luftvolumen 

den Samen zur Verfügung stand. Betrachtet man z. B. Samen der Saatwicke und 

des Rotklees, verdeutlicht dieser Vergleich besonders den Einfluss der Samengröße 

auf das Nettoluftvolumen, welches jedem Samen zur Verfügung stand. 

Als Nettoluftvolumen bezeichnet man das Volumen eines Röhrchens minus dem 

Volumen der Agar-Lösung und des Samens. Daher wird es in Zukunft bei derar- 

-536 -


tigen Vergleichen verschiedener Kulturarten sinnvoll sein, die Samengröße und 

die Embryogröße als zusätzlichen Faktor bei der Versuchsanlage mit aufzunehmen. 

Dies könnte z .B. durch verschiedene Mengenzugaben der Agar-Lösung 

realisiert werden. 

Bei der Auswertung der Samen nach einem Q 2 -Versuch war auffallend, dass 

auch tote Samen letzten Endes einen Verbrauch an Sauerstoff aufwiesen. Eine 

Erklärung dafür wäre sicherlich, dass die den Samen anhaftenden Bakterien 

und Pilze auch für ihre Energiegewinnung Sauerstoff verbrauchen und damit 

das Messergebnis beeinflussen. Denn das Gerät misst nur, dass sich der Sauerstoffgehalt 

ändert und kann nicht unterscheiden, ob der Sauerstoff von einem 

Samen oder von Mikroorganismen verbraucht wurde. Für den Rückgang des 

Sauerstoffgehaltes bei den in der Mikrowelle abgetöteten Samen könnte eine Erklärung 

sein, dass bei dort ablaufenden chemischen Zersetzungsprozessen des 

toten Gewebes auch Sauerstoff als Elektronenakzeptor benötigt wird. Dieser so 

verbrauchte Sauerstoff würde auch das Messergebnis beeinflussen. 

Zudem ist bei der gesamten Q 2 -Methote zu beachten, dass der vorgestellte Test 

selbst Sauerstoffmangelstress verursacht, denn jedem Samen steht nur eine bestimmte 

Menge an Sauerstoff zur Verfügung. Somit geraten stoffwechselaktive 

Samen im Verlauf eines Versuchs unter Sauerstoffstress. In der hier beschriebenen 

Versuchsanstellung stand z. B. einigen keimenden Saatwickensamen über 

80 h kein Sauerstoff zur Verfügung. Der Einfluss des Sauerstoffstresses ist in 

weiteren Versuchen zu untersuchen. 

Generell soll es mit den Ergebnissen später möglich sein, Saatgutpartien der 

betreffenden Kulturarten hinsichtlich ihres Keimvermögens besser beurteilen 

zu können. Denkbar ist es, keimende, dormante und tote Samen einer Partie mit 

Hilfe dieser Methode zu unterscheiden. Des Weiteren kann beurteilt werden, ob 

eine Saatgutpartie heterogen oder homogen im Bezug auf die Stoffwechselleistung 

der Einzelsamen ist, was ein Triebkraftkriterium sein kann. 

5. Literatur 

Bewley, J.D., 1997: Seed germination and dormancy. The Plant Cell, Band 9, 

1055-1066. 

Black, M., Bewley, J.D., Halmer, P., 2008: Table G.6. The Encyclopedia of Seeds: 

-537 -


Science, Technology and Uses. CABI, Wallingford. 

International Seed Testing Association (ISTA) (Hrsg.), 2009: Internationale Vorschriften 

für die Prüfung von Saatgut. Bassersdorf, Schweiz. 

Roberts, E.H., 1973: Oxidative processes and the control of seed germination. 

Seed Ecology, (Hrsg. W. Heydecker), 189-218, Butterworth, London. 

-538 -


Strategien gegen Zwergsteinbrand (Tilletia 

controversa) und Steinbrand (Tilletia caries) im 

ökologischen Getreidebau 

M. Dressler 1 , B. Voit 1 , P. Büttner 2 , B. Killermann 1 

1 Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft, Institut für Pflanzenbau 

und Pflanzenzüchtung, Freising, 2 Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft, 

Institut für Pflanzenschutz, Freising 


Steinbrand und der regional ab einer Höhe von 400 m vorkommende Zwergsteinbrand, 

sind die häufigsten Krankheiten im Öko-Landbau (Huss, 2006). Besonders 

in Jahren mit günstigen Infektionsbedingungen treten die Krankheiten 

verstärkt auf. So konnte am Erntegut 2004 ein erhöhter Steinbrandbefall nachgewiesen 

werden. Der trockene Herbst 2003 und das damit verzögerte Auflaufen 

des Getreides begünstigten die Steinbrandinfektion. Die vorherrschenden Lichtverhältnisse 

unter der lang andauernden Schneedecke des Winters 2005/2006 

bei offenem Boden führten zu einem vermehrten Zwergsteinbrandbefall. Ist das 

Erntegut stark mit Brandsporen befallen, kann dieses nicht weiter verwendet 

oder vermarktet werden. 

Im Rahmen des Forschungsprojektes wird untersucht inwieweit die Schwellenwerte 

für Zwergsteinbrand (Tilletia controversa) und Steinbrand (Tilletia caries) 

am Saatgut ausreichen, oder muss künftig das Sporenpotenzial im Boden 

stärker berücksichtigt werden. Bei Steinbrand liegt der Schwellenwert für das 

Saatgut in Bayern bei 20 Sporen/Korn, während für Zwergsteinbrand noch kein 

Schwellenwert vorhanden ist. 


Da es sich um ein Forschungsvorhaben auf nationaler Ebene handelt, wurden 

Öko-Praxisflächen, die bereits einen Brandsporenbesatz im Boden aufwiesen, 

über Deutschland verteilt ausgewählt. Die Versuche wurden an Standorten in 

Bayern (BY), Baden-Württemberg (BW), Sachsen (SN), Nordrhein-Westfalen 

-539 -


(NRW) sowie in Oberösterreich (OÖ) durchgeführt. Der Versuchsstandort in 

Oberösterreich wurde gewählt, da er als sehr sicher für das Auftreten von Zwergsteinbrand 

gilt. 

Die Anlage der mehrfaktoriellen Feldversuche (Saatzeit, Sorte, Infektionsstufe) 

erfolgten als randomisierte Streifenanlagen mit vier Wiederholungen. Die Parzellengröße 

betrug je Standort 10 – 13 m². Neben der Kontrolle wurde von jeder 

Sorte homogen infiziertes Saatgut (20 Sporen/Korn, 100 Sporen/Korn) ausgesät. 

Das Auftreten des Zwergsteinbrandes ist sehr stark witterungsabhängig, daher 

sollte an diesen drei Standorten zusätzlich jeweils eine Variante mit künstlicher 

Bodeninfektion (0,5 g Sporen/m²) angelegt werden. Die Versuche für Zwergsteinbrand 

wurden in unterschiedlicher Höhenlage, mit einer als anfällig (A) sowie 

einer als weniger anfällig (B) geltenden Weizen- und Dinkelsorte angebaut. 

Die Steinbrandversuche wurden mit einer anfälligen Weizensorte (A) und der 

weniger anfälligen Weizensorte (E), zu einem frühen und späten Saatzeitpunkt 

angebaut. Witterungsbedingt fand 2007 in Sachsen nur eine Früh- und in Nordrhein-Westfalen 

nur eine Spätsaat statt. 

Während der Vegetation wurden mehrmals Bonituren auf den Befall mit Brandkrankheiten 

in den Parzellen durchgeführt. Am Erntegut wurde der Brandsporenbesatz 

nach der ISTA Methode (Handbook on Seed Health Testing, Working 

Sheet No 53) bestimmt. Um eine Aussage über die Entwicklung des Sporenpotenzials 

im Boden geben zu können, sollte dies nach der Saat und nach der Ernte 

untersucht werden. Die Bestimmung des Sporenpotenzials im Boden wurde 

ebenfalls nach der ISTA Methode durchgeführt. Vorher erfolgte das Auswaschen 

der Sporen mittels eines Nass-Siebverfahrens aus dem Boden. 


Der Zwergsteinbrand infiziert überwiegend über den Boden während der Bestokkung. 

Als infektionsfördernd gilt ein nicht gefrorener Boden bei niedrigen Temperaturen 

(0 °C bis 5 °C) sowie diffuse Lichtverhältnisse, wie sie unter Schnee vorzufinden 


Trotz fehlender Schneedecke im Jahr 2007/2008, reichten die Lichtverhältnisse 

-540 -


(Nebel, bewölkter Himmel) während der Bestockung scheinbar aus, um an allen 

Standorten einen unterschiedlich hohen Befall zu verursachen (Abb. 1). Wie zu 

erwarten, war der Brandsporenbesatz am Erntegut bei der Variante Bodeninfektion 

am höchsten. Dieser wies am Standort in Oberösterreich (OÖ) signifikant 

den höchsten Befall auf. Die als weniger anfällig geltende Sorte B konnte sich 

an keinem Standort und keiner Variante deutlich von der als anfälligen geltendenden 

Sorte A absetzen. An den anderen Standorten traten im Versuchsjahr 

2007/2008 zwischen den Varianten keine signifikanten Unterschiede auf. 

Abb. 1: Sporenbesatz am Erntegut (Zwergsteinbrand) bei Winterweizen auf 

den Standorten Bayern, Baden-Württemberg und Oberösterreich 

nach der Bodeninfektion und den unterschiedlichen Saatgutinfektionsstufen 

Der Sporenbesatz im Boden ist an den Standorten und in den Varianten sowohl 

bei der Saat als auch nach der Ernte (2008) inhomogen verteilt (Tab. 1). Dabei 

zeigte sich, dass der Befall stark vom Standort abhängig ist. Ein Zusammenhang 

zwischen dem Sporenpotenzial im Boden (zur Saat) und dem Befall am Erntegut 

war nach dem ersten Versuchsjahr nicht erkennbar. Bei Befallsauftreten kam es 

zu einem Ansteigen des Sporenpotenzials im Boden. 

Der Dinkel zeigte gegenüber dem Winterweizen an allen Standorten und Varianten 

am Erntegut (2008) einen deutlich niedrigeren Befall. Selbst in der Variante 

Bodeninfektion war der Befall in Oberösterreich bei der anfälligen Sorte A nur bei 

78 Sporen/Korn. Nach dem ersten Versuchsjahr waren zwischen den Standorten, 

Behandlungen und Sorten keine signifikanten Unterschiede feststellbar. 

-541 -


Da der Dinkel mit Vesen ausgedrillt wird, bedarf es einer endgültigen Klärung, 

inwieweit diese als eine Barriere gegenüber der Infektion wirken. Aufgrund des 

insgesamt geringen Infektionsniveaus sind die Schwankungen zwischen den 

Standorten, Infektionsstufen und Sorten gering. Durch den geringen Befall kam 

es zu keiner deutlichen Tendenz des Sporenpotenzials im Boden zur Saat und 

nach der Ernte (2008). 

Tab. 1: Sporenpotenzial im Boden (Zwergsteinbrand) bei Winterweizen zum 

Zeitpunkt der Saat und nach der Ernte auf den Standorten Bayern 

(BY), Baden-Württemberg (BW) und Oberösterreich (OÖ) bei der Bodeninfektion 

und den unterschiedlichen Saatgutinfektionsstufen 

BY BW OÖ 

Anzahl Sporen im 

Boden* 

-542 - 


Boden* 


Boden* 

Sorte Behandlung zur Saat nach Ernte zur Saat nach Ernte zur Saat nach Ernte 

Sorte A Kontrolle 174 159 73 130 29 101 

Sorte B Kontrolle 213 216 145 288 15 144 

Sorte A 

Sorte B 

0,5 g Sporen/m² 

Bodeninfektion 

0,5 g Sporen/m² 

Bodeninfektion 

349 677 87 202 102 518 

547 835 245 101 260 519 

Sorte A 20 Sporen/Korn 217 1620 130 72 7 72 

Sorte B 20 Sporen/Korn 151 692 231 15 0 15 


Sorte B 100 Sporen/Korn 216 489 84 245 15 0 

* Die Angaben erfolgen als durchschnittliche Anzahl Sporen in 10 g Boden 

Nach den zur Zeit vorliegenden Untersuchungen des Versuchsjahres 

2008/2009, ist beim Zwergsteinbrand das Infektionspotenzial des Bodens nach 

der Saat auch dieses Jahr an allen Standorten unterschiedlich hoch und inhomogen 

verteilt. Bei der Ährenbonitur (% befallene Ähren/m²) war der Befall bei 

Winterweizen an den Standorten unterschiedlich hoch. Mit Abstand am höchsten 

war der Befall nach einem schneereichen Winter am Standort in Baden- 

Württemberg. Bei der Variante Bodeninfektion lag dieser bei der anfälligen Sorte


A bei 37 % und bei der weniger anfälligen Sorte B bei 22 %. Nur an diesem Standort 

waren die Sortenunterschiede deutlich erkennbar. 

Auch in diesem Versuchsjahr war der Dinkel gegenüber dem Winterweizen deutlich 

weniger befallen. Die Sortenunterschiede waren nur am Standort in Baden- 

Württemberg deutlich erkennbar. 

Gegenüber dem Zwergsteinbrand infiziert der Steinbrand während der Keimung. 

Das Temperaturoptimum für die Infektion liegt um 10 °C. Weicht die Temperatur 

deutlich ab, sinkt die Infektionsrate. Da die Infektion während der Keimung erfolgt 

und sehr temperaturabhängig ist, wurden eine Frühsaat- und Spätsaatvariante 

durchgeführt. Das Erntegut der Frühsaat zeigte einen deutlich höheren Sporenbesatz 

gegenüber der Spätsaat (Abb. 2). 

Abb.2: Steinbrandbesatz am Erntegut bei Winterweizen auf den Standorten 

Bayern, Baden-Württemberg und Sachsen bei den unterschiedlichen 

Saatgutinfektionsstufen und der Frühsaat 

Die gegenüber Steinbrand anfällige Sorte A war an allen Standorten und Infektionsstufen 

stärker als die weniger anfällige Sorte E befallen. Aufgrund der niedrigeren 

Auflauftemperaturen bei der Spätsaat sank an allen Standorten der Befall 

am Erntegut (Abb.3). 

-543 -


Abb. 3: Steinbrandbesatz am Erntegut bei Winterweizen auf den Standorten 

Bayern, Baden-Württemberg und Nordrhein-Westfalen bei den unterschiedlichen 

Saatgutinfektionsstufen und der Spätsaat 

Am stärksten war das Erntegut (2008) mit über 42 000 Sporen/Korn am Standort 

in Bayern befallen. Signifikant niedriger lag der Befall in Bayern bei der weniger 

anfälligen Sorte E. Durch den späten Saattermin (Ende November) in NRW, 

blieb, bedingt durch die sehr niedrigen Keimtemperaturen, eine Infektion auch 

bei der anfälligen Sorte aus. An allen Standorten und Saatzeiten wies die Variante 

100 Sporen/Korn bei der anfälligen Sorte A den höchsten Befall auf. Anhand 

der Kontrolle (befallsfreies Z-Saatgut) konnte bestätigt werden, dass eine Infektion 

über den Boden erfolgte (Killermann et al., 2008, Voit et al., 2007). 

Das Sporenpotenzial im Boden zur Saat war an den Standorten unterschiedlich 

hoch sowie in den Varianten inhomogen verteilt. Dabei zeigte sich, dass ein hohes 

Sporenpotenzial im Boden, wie am Standort in Sachsen mit über 2 100 Sporen 

in 10 g Boden, nicht automatisch auch zu einem hohen Befall am Erntegut 

(Tab. 2, Abb. 2) führte. Entscheidend für das Befallsauftreten war der Witterungsverlauf 

während der Keimung. Ist das Auflaufen des Getreides durch Trockenheit, 

wie am Standort in Bayern verzögert, führt dies zu einer langen Infektionszeit 

für Steinbrand. 

Nach der Ernte (2008) wurde weiterhin am sächsischen Standort das höchste Infektionspotenzial 

festgestellt, aufgrund des geringen Befalls führte dies nicht zu 

einer Zunahme des Infektionspotenzials, sondern eher zu einer abnehmenden 

-544 -


Tendenz (Tab.2). Generell lässt sich sagen, dass es bei Befallsauftritt mit Steinbrand 

auch zu einem Befallsanstieg der Sporen im Boden kommt (Tab. 2 und 

Tab. 3). 

Tab. 2: Sporenpotenzial im Boden (Steinbrand) bei Winterweizen - Frühsaat 

zum Zeitpunkt der Saat und nach der Ernte auf den Standorten Bayern 

(BY), Baden-Württemberg (BW) und Sachsen (SN) bei unterschiedlichen 

Saatgutinfektionsstufen 

Sorte Behandlung 

BY BW SN 

Anzahl 

Anzahl 

Anzahl 

Anzahl Spo- 

Anzahl Spo- 

Anzahl Spo- 

Sporen im 

Sporen im 

Sporen im 

ren im Boden* 

ren im Boden* 

ren im Boden* 

Boden* zur 

Boden* zur 

Boden* zur 

nach Ernte 

nach Ernte 

nach Ernte 

Saat 

Saat 

Saat 


Sorte E Kontrolle 0 173 145 86 662 746 


Sorte E 20 Sporen/Korn 115 216 86 44 907 705 




Tab. 3: Sporenpotenzial im Boden (Steinbrand) bei Winterweizen - Spätsaat 

zum Zeitpunkt der Saat und nach der Ernte auf den Standorten Bayern 

(BY), Baden-Württemberg (BW) und Nordrhein-Westfalen (NRW) bei 

unterschiedlichen Saatgutinfektionsstufen 

Sorte Behandlung 

BY BW NRW 

Anzahl Anzahl Anzahl Anzahl Anzahl Anzahl 

Sporen im Sporen im Sporen im Sporen im Sporen im Sporen im 

Boden* zur Boden* nach Boden* zur Boden* nach Boden* zur Boden* nach 

Saat Ernte Saat Ernte Saat Ernte 


Sorte E Kontrolle 58 130 404 44 43 44 






-545 -


Das Sporenpotenzial zur Saat 2008 war an den Standorten unterschiedlich hoch 

und wieder inhomogen verteilt. Am höchsten war dies wieder am Standort in 

Sachsen (bis zu 1 600 Sporen/10 g Boden). Aufgrund dieses hohen Sporenpotenzials 

und der günstigen Witterung führte dies zu einer Infektion. Der Ährenbefall 

lag bei der anfälligen Sorte A bei rund 5 % und unter 1 % bei der weniger anfälligen 

Sorte E bei der Frühsaat. An den anderen Standorten lag der Ährenbefall 

bei der anfälligen Sorte A maximal bei 1 %. Durch den späteren Saattermin sank 

der Befall an allen Standorten deutlich ab. In Sachsen lag der Ährenbefall bei 

der anfälligen Sorte bei 1 %. An allen Standorten waren die Sortenunterschiede 

deutlich vorhanden. 


Anhand der Ergebnisse lässt sich beim Zwergsteinbrand derzeit kein Zusammenhang 

zwischen Sporenpotenzial im Boden und am Erntegut erkennen. Sortenunterschiede 

konnten nur im Erntejahr 2009 festgestellt werden. 

Beim Steinbrand hatte das Erntegut der Frühsaat einen deutlich höheren Sporenbesatz 

mit Steinbrand als die Spätsaat. Die Sortenwahl entscheidet signifikant 

über das Befallsauftreten. Es konnte bestätigt werden, dass der Steinbrand 

auch vom Boden aus infizieren kann. 

5. Dank 

Mein Dank gilt allen, am Projekt beteiligten Landwirten, Versuchsanstellern, Kooperations- 

und Diskussionspartnern sowie Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern 

der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft. Besonderer Dank geht an die 

Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE) in Bonn für die finanzielle 

Förderung. 

6. Literatur 

Huss, H., 2006: Zwergsteinbrand: ein ernstes Problem. Bio-Austria - Neues aus 

der Landesorganisation Niederösterreich, 12-13. http://www.raumberg-gumpenstein.at/cms/index.php?option=com_content& 

task=view&id=166&ltemid=199, (Abruf 01.09.2008). 

-546 -


Killermann, B., Voit, B., Büttner, P., 2008: Brandkrankheiten bei Weizen – Erfahrungen 

und Ergebnisse aus der Saatgutuntersuchung und Stand der derzeitigen 

Diskussion. 41-44 Tagungsband der 58. Jahrestagung der Vereinigung 

der Pflanzenzüchter und Saatgutkaufleute Österreichs, 20.-22. 

November 2007, Raumberg-Gumpenstein. 

Voit, B., Killermann, B., 2007: Steinbrand (Tilletia caries) bei Weizen - Erfahrungen 

und Ergebnisse aus der Saatgutuntersuchung. VDLUFA Schriftenreihe 

Bd. 62/2007, 563-567. 

-547 -


Überwachung von Saatgut auf GVO 

Verunreinigungen - eine analytische 

Herausforderung? 

B. Speck 1 

1 Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg LTZ, Karlsruhe 


Der weltweite Anbau von gentechnisch veränderten Pflanzen hat auch im letzten 

Jahr um weitere 10 Millionen Hektar zugenommen. Auch wenn sich dieser Anbau 

klar auf außereuropäische Staaten konzentriert, ist es auch bei größter Sorgfalt 

seitens der Züchter- und Aufbereitungsfirmen nicht auszuschließen, dass auch 

konventionelle Warenströme auf dem Weltmarkt mit gentechnisch verändertem 

Saatgut in Berührung kommen. Bis heute hat die EU jedoch keinen Schwellenwert 

für GVO (Gentechnisch veränderte Organismen) umgesetzt. Somit gilt 

grundsätzlich für jegliche GVO-Beimengung die Nulltoleranz, auch nach dem 

Beschluss der Agrarministerkonferenz im September 2003, das EU-Moratorium 

für den Anbau von gentechnisch veränderten Organismen aufzuheben. 

2. Analytik 

Eine Saatgutpartie kann zum Beispiel bei Mais bis zu 40 t wiegen. Dies entspricht 

bei einer durchschnittlichen Tausendkornmasse etwa 120 Millionen Maiskörnern. 

Die Einsendeprobe an das Überwachungslabor enthält derzeit 6000 Körner 

(~ 0,005 % der Partie). Am LTZ Augustenberg werden für das Screening nach 

Teilung über einen Riffelprobenteiler 3000 Körner abgezählt und gewaschen, um 

eventuell anhaftende nicht vermehrungsfähige Teile eines GVO zu entfernen. Anschließend 

werden diese Körner getrocknet, homogenisiert und gemahlen. Aus 

diesem homogenen Mehl werden in Doppelbestimmung 3 g (~ 2 x 9 Körner) Mehl 

zur Extraktion und Aufreinigung der DNA entnommen. Letztendlich gehen, jeweils 

wiederum in Doppelbestimmung, 2 µl gereinigte DNA in die Untersuchung ein 

(~ 0,0012 Korn, ~ 1 ppt der beprobten Partie). Die Analysemethode der Polymerase-Kettenreaktion 

ermöglicht es bei allen zu prüfenden Kulturarten, ein GVO-Korn 

in 10 000 konventionellen Körnern zu erfassen. Somit ist sichergestellt, dass jeder 

-548 -


GVO in der Untersuchungsprobe eindeutig nachgewiesen werden kann. Bei der 

Überwachung von Schwellenwerten bei Saatgut kommen gegenüber dem Bereich 

der Lebens- und Futtermittelüberwachung bedeutsame Fragen auf. Besonders 

wenn es darum geht, eine Überschreitung nachzuweisen. 

Worauf würde sich der Schwellenwert von Saatgut beziehen, oder auf welcher 

Basis soll er gemessen werden? 

• Körneranteil? 

• Gewichtsanteil von GVO? 

• Kopienverhältnis bezogen auf haploide Genome? 

Leider kann zwischen den drei Maßeinheiten auch bei Berücksichtigung von 

Faktoren keine direkte Äquivalenz, ohne größere Irrtumswahrscheinlichkeit, 

hergestellt werden. 

Im Sinne des Gentechnikgesetztes wäre sicher die Quantifizierung des GVO- 

Körneranteils ideal. Hier wäre klar der Bezug zum möglichen Feldaufgang hergestellt. 

Diese Art der Quantifizierung ist jedoch mit sehr hohem personellem und 

zeitlichem Aufwand für das Labor verbunden, da eine große Zahl an Teilproben 

notwendig ist, wenn der wahre gv-Kornanteil der Partie mit möglichst kleiner Irrtumswahrscheinlichkeit 

erfasst werden soll. 

Die derzeit am häufigsten angewendete Quantifizierung gibt den Gewichtsanteil 

des GVO an. Der Grund für diese Häufigkeit ist, dass die meisten zertifizierten 

Referenzmaterialien als Mehle mit definierten gv-Gewichtsanteilen zur Verfügung 

stehen. 

Für die dritte Möglichkeit, bei der quantitativen Bestimmung von gentechnisch 

veränderten Bestandteilen, das Kopienverhältnis bezogen auf haploide Genome 

als Maßeinheit der Quantifizierung zu verwenden, spricht sich die EU-Kommission 

in ihrer Empfehlung 2004/787/EC aus. Als Vorteil wird besonders die 

Vergleichbarkeit der Ergebnisse über die gesamte Produktionskette bis hin zum 

verarbeiteten Lebensmittel in der Ladentheke gesehen. Weiterhin können DNA 

Kopienverhältnisse direkt aus Real time PCR-Ergebnissen gewonnen werden. 

Wird die Messung mit Real-Time-PCR unter Verwendung von Plasmidstandards 

oder normierten Mehlen durchgeführt, ist ferner die Vergleichbarkeit verschiedener 

Labore am besten gewährt. 

-549 -


Eine Umrechnung der mittels Real-Time PCR ermittelten Genkopienverhältnisse 

auf Gewichtsprozente ist fallweise mit einer größeren Irrtumswahrscheinlichkeit 

belegt, da der Umrechnungsfaktor von komplizierten biologischen Faktoren 

abhängt. Bei hemizygotem Material ist es z.B. bei Mais von Bedeutung, ob die 

maternalen oder die paternalen Samenanteile gentechnisch verändert sind. 

Diese biologischen Faktoren sind im Regelfall nicht bekannt. 

3. Prüfpläne 

Zunächst soll das Vorgehen zur Überwachung der derzeit gültigen Nulltoleranz 

dargestellt werden. Garantieren könnte man den wahren Wert einer Partie nur, 

wenn wirklich jedes einzelne Korn entsprechend überprüft würde. Da diese Vorgehensweise 

selbstverständlich unrealistisch ist, müssen praktikable Prüfpläne 

erarbeitet werden. Nach dem aktuellen Saatgutkonzept (Konzept zur Untersuchung 

von Saatgut auf Anteile gentechnisch veränderter Pflanzen, Unterausschuss 

„Methodenentwicklung“ der Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft, 2005) 

wird in der Überwachung die folgende Betrachtung angewendet: Das Untersuchungsergebnis 

muss negativ sein, und eine wahre Verunreinigung der Partie 

von 0,1 % muss mit einer Wahrscheinlichkeit von mindestens 95 % zu einem positiven 

Ergebnis und damit zu einer Ablehnung der Partie führen (Laffont et al., 

2005; Kruse, 2005). 

Abb. 1: Prüfplan für die Überwachung der Nulltoleranz 

Dies wäre der Fall, wenn eine von drei Teilproben zu je 1000 Samen positiv wäre. 

Die Ergebnisse der Überwachung in den letzten Jahren zeigen, dass in etwa ein 

-550 -


bis zwei Prozent der beprobten Partien Beimengungen von GVO im Spurenbereich 

nachgewiesen werden konnten. Die Werte lagen jeweils unter der Bestimmungsgrenze 

von 0,1 % und waren somit nicht quantifizierbar. 

Für den Fall, dass ein zum Anbau zugelassener Event nachgewiesen wurde, 

muss im Hinblick auf den derzeit gültigen Vollzugsschwellenwert von 0,1% die 

Überschreitung nachgewiesen werden. Als Ausgangsmaterial für die Überprüfung 

des Schwellenwertes von 0,1 % sind mindestens 6000 Körner erforderlich 

(Abbildung 2). Dies ist unabhängig davon, ob die Untersuchung mit qualitativen 

Analysen diverser Teilproben erfolgt oder durch eine direkte Quantifizierung mit 

real-time-PCR. 

Annahmewahrscheinlichkeit 

100% 

80% 

60% 

40% 

20% 

AQL 

AL 

LQL 

quantitative Prüfpläne 

0% 

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 

Wahre GVO-Kontamination in der Saatgutpartie (Genkopienprozente) 

Abb. 2: Quantitative Prüfpläne bei verschiedenen Körnerzahlen 

-551 - 

Prüfplan 1: 1x 3000 Körner 

Prüfplan2: 2x 3000 Körner 

Prüfplan 3: 3 x 3000 Körner 

Würden diese 6000 Korn auf sechs Teilproben verteilt, wäre die Überschreitung 

des Schwellenwertes in der Probe ab vier positiven Teilproben belegt (Tabelle 1, 

Abbildung 3).


Tab. 1: Annahme der Probenverunreinigung 

Anzahl positive 

Teilproben 

Verunreinigung [%] 

3 x 1000 Korn 6 x 1000 Korn 10 x 300 Korn 

1 0,04 % 0,02 % 0,04 % 

2 0,11 % 0,04 % 0,07 % 

3 0,07 % 0,12 % 

4 0,11 % 0,17 % 

5 0,18 % 

Qualitative Prüfpläne mit 6000 Körnern 

Anzahl positiver Teilproben 

Anzahl positiver Teilproben 

Abb. 3: Qualitative Prüfpläne bei verschiedenen Körnerzahlen 


Je niedriger der zukünftige Schwellenwert sein wird, desto höher ist der Gesamtaufwand 

von Seiten der Überwachung. Auch aus Sicht der Labore wäre es 

praktikabel und wünschenswert den Vorschlägen des ständigen Ausschusses 

-552 -


„Gentechnik“ zu folgen. Nach den Ausführungen des Wissenschaftlichen Ausschusses 

für Pflanzen, würde ein Schwellenwert von 0,3 % für Raps und Mais zu 

einem GVO-Gehalt von 0,81 % bzw. 0,57 % im Endprodukt führen (Hans Walter 

Rutz, 2005). Dies deckt sich auch mit Empfehlungen aus der Messtechnik, dass 

der Schwellenwert bei quantitativen Verfahren mindestens 3 Standardabweichungen 

über der Bestimmungsgrenze von 0,1% liegen sollte. Erst ab dieser 

Größenordnung kann eine relativ sichere Aussage erfolgen, ob ein Schwellenwert 

über- oder unterschritten ist, unabhängig davon ob quantitative, oder qualitative 

Prüfpläne Anwendung fanden. 

Ergebnisse unter der Bestimmungsgrenze von 0,1 % sollten bei sicherheitsüberprüften 

GVO keine Vollzugsrelevanz haben. Dies hätte selbstverständlich nur 

dann eine diskussionsfähige Grundlage, wenn die Züchter grundsätzlich zu jeder 

Anerkennungspartie ein belastbares Zertifikat über die GVO-Freiheit der Partie 

vorlegen würden. 

5. Literatur 

Rutz, H.W., 2005: „Schwellenwerte“ für Saatgut. Ausgewählte Vorträge, GPZ 

e.V., Göttingen, 233 – 238. 

Konzept zur Untersuchung von Saatgut auf Anteile gentechnisch veränderter 

Pflanzen, Unterausschuss „Methodenentwicklung“ der Bund/Länder- 

Arbeitsgemeinschaft (LAG), Stand: 28.06.2005. 

Laffont, J., Remund , K.M., Wright, D., Simpson, R.D., Gregoire, S., 2005: Testing 

for adventitious presence of transgenic material in conventional seed 

or grain lots using quantitative laboratory methods: statistical procedures 

and their implementation, Seed Science Research 15, 197-104. 

Kruse, M., 2005: Prüfpläne für die Untersuchung von Saatgut auf GVO Verunreinigungen. 

Ausgewählte Vorträge, GPZ e.V., Göttingen, 220 – 227. 

-553 -

Autorenindex Kongressband 2009 

Autorenindex 

Albers, J. 482 

Albert, E. 116 

Appel, T. 413, 473 

Armbruster, M. 72, 422 

Balachandar, D. 149 

Barthelmes, G. 237 

Bechtold, K. 42, 99 

Benckiser, G. 149 

Bermuth, S. 132 

Bischoff,R. 422 

Boess, J. 465 

Bopper, S. 538 

Brauneis, S. 213 

Breer, D. 328 

Breuer, J. 126, 256 

Brock, C. 180 

Bucher, E. 373 

Bundschuh, B. 201 

Böttcher, U. 112 

Büscher, W. 141 

Büttner, P. 538 

Claupein, W. 406 

Danier, J. 261 

Daubitz, P. 116 

Deller, B. 87 

Diethart, I. 455 

Donath, S. 406 

Dressler, M. 538 

Dunkel, S. 312 

Dusseldorf, T. 482 

-554 - 

Döhler, J. 406 

Ebel, G. 237 

Elsäßer, M. 168 

Ettle, T. 303, 350 

Finck, M. 42, 52, 87, 99 

Flaig, H. 168 

Fritsch, S. 11 

Glas, F. 413 

Großmann, I. 406 

Gruber, S. 406 

Grünewald, K.-H. 294, 373 

Haase, N. U. 192 

Halle, I. 291 

Hartl, W. 455 

Hartwig, H. 42, 103, 187 

Heinrich, A. 261 

Herold, L. 382 

Heß, H. 382 

Hinrichs-Berger, J. 11 

Hintemann, Th. 52, 87 

Horn, C. 473 

Hrenn, H. 256 

Hüsgen, K. 499 

Isermann, K. 79, 246 

Isermann, R. 79, 246 

Jackisch, W. 490 

Jonitz, A. 499, 508 

Kage, H. 112 

Kaiser, E. 339 

Kalff, M. 328

VDLUFA Schriftenreihe 65 Autorenindex 

Kannaiyan, S. 149 

Killermann, B. 538 

Klöcker, D. 482 

Knuth, P. 15 

Krellig, B. 490 

Kruse, M. 515, 522, 538 

Kruse, S. 229 

Kumar, K. 149 

Leberl, P. 274, 346 

Leisen, E. 328 

Leithold, G. 180 

Lindermayer, H. 268, 367 

Lioy, R. 64, 482 

Löhnert, H.-J. 312 

Majzoub, M. 350 

Maya, S. 149 

Meiser, H. 350 

Menke, A. 359 

Metwally, A.E. 278 

Müller, K. 112 

Müller, T. 72, 126, 406, 450 

Obermaier, A. 303, 350 

Ochrimenko, W.-I. 312 

Otten, I. 52, 87 

Pahlmann, I. 112, 413 

Papantoniou, I. 450 

Pasda, G. 390 

Paul, R. 162 

Peticzka, R. 213 

Pfäfflin, J. 522 

Potthast, C. 350 

Preissinger, W. 350 

-555 - 

Pries, M. 359 

Propstmeier, G. 367 

Propstmeier, G. 268 

Ranjithkumar, R. 149 

Reding, R. 482 

Reinhardt, C. 522 

Reinsch, M. 52, 87 

Roitsch, J. 141 

Ruser, R. 72 

Rutzmoser, K. 268, 367 

Römer, W. 441 

Sandritter, C. 515 

Schade, R. 221 

Schenkel, H. 256, 274, 291 

Schlaipfer, M. 213 

Schlegel, G. 261 

Schmidhalter, U. 132 

Schröder, C. 285 

Schröter, H. 433 

Schulz, F. 180 

Schulz, R. 126, 406, 450 

Schuster, H. 303 

Schwarz, F.J. 261, 278, 285 

Schöne, A. 203 

Seifried, N. 346 

Severin, K. 465 

Sharif, R. 126 

Somitsch, W. 213 

Speck, B. 547 

Spiekers, H. 303, 350 

Stadler, B. 316 

Steffens, D. 473

Autorenindex Kongressband 2009 

Steingaß, H. 346 

Steuer, G. 294, 373 

Sujatha, K. 149 

Südekum, K.-H. 328, 359 

Thiel, U. 390 

Tholen, E. 359 

Trauboth, K. 312 

Trenkle, A. 22 

Tucher, von S. 132 

Unterfrauner, H. 213, 455 

Voit, B. 538 

Weber, G. 339 

Weigelt, W. 390 

-556 - 

Weigelt, W. 398 

Wenzl, W. 455 

Wieser, H. 132 

Wiesler, F. 72, 422 

Wilmsmann, S. 413 

Wissemeier, A. H. 390, 398 

Wustmann, G. 490 

Zeidler, L. 508 

Zerulla, W. 390 

Zimmer, J. 221 

Zorn, W. 382, 433 

Übelhör, W. 42, 99, 103, 187


-557 -

Produktivität in der Landwirtschaft - ein Widerspruch?, Teil II

Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.

Template löschen?

Als Template speichern?