Abteilung Grünland und Futterbau/Ökologischer Landbau

Grünland

Effekte einer variierten Grünlandbewirtschaftung auf Ertrag, Futterqualität und Weißkleeleistung

von H. Trott, M. Wachendorf und F. Taube 

1 Einleitung

Dauergrünland ist eine der wichtigsten Futterkomponenten spezialisierter Milchviehbetriebe Nordeutschlands. Es umfasst etwa 70 bis 80% der gesamten Futterbaufläche Schleswig-Holsteins. Die dominierenden Nutzungsformen sind Mähweiden gefolgt von Weiden und Wiesen. Vor dem Hintergrund hoher N-Bilanzüberschüsse auf Dauergrünland (Trott et al., 2002) sind zur Optimierung des Grünlandmanagements Kenntnisse über die Auswirkungen unterschiedlicher Bewirtschaftungsmaßnahmen auf die Produktivität und die Futterqualität erforderlich. In diesem Zusammenhang ist die botanische Zusammensetzung von besonderem Interesse. Die positiven Effekte des Weißklees auf die Ertragsleistung und die Futterqualität werden in der Literatur hinreichend behandelt (z.B. Caradus et al., 1996).

Die meisten Untersuchungen zur Produktivität, Futterqualität und Bestandeszusammensetzung von Dauergrünland beziehen sich auf ausschließliche Weide- oder Schnittsysteme, weitaus weniger auf Mähweiden (z.B. Schils et al., 1999). Ziel dieser Untersuchung war es, die oben beschriebenen Parameter über einen weiten Gradienten von Nutzungsformen und Düngungsintensitäten zu vergleichen und zu bewerten.

2 Material und Methoden

Über einen Versuchszeitraum von 5 Jahren wurden im Rahmen des interdisziplinären Forschungsprojektes „N-Projekt Karkendamm“ (Taube & Wachendorf, 2000) die Auswirkungen unterschiedlicher Bewirtschaftungsmaßnahmen auf die Bestandeszusammensetzung, den Ertrag und die Futterqualität untersucht. Im Mittelpunkt standen Nutzungssysteme mit reiner Weidenutzung (W), Mähweiden mit einem Schnitt (MWI) bzw. zwei Schnitten (MWII) und nachfolgender Umtriebsweide, sowie Bestände mit 4maliger Schnittnutzung (S). Innerhalb dieser Behandlungen wurde die mineralische und organische Düngungsintensität variiert (0, 100, 200, 300 kg N ha-1 als KAS; 0 bzw. 20 m³ Rindergülle ha-1). Die Beweidung erfolgte mit Färsen bei einer mittleren Beweidungsdauer von 2 Tagen und jeweils anschließender Nachmahd. Herbizidapplikationen wurden bei Überschreiten kritischer Krautanteile in allen Varianten simultan durchgeführt. Zu jeder Nutzung wurde der Trockenmasseertrag und - im Falle der beweideten Varianten - der Weiderest ermittelt. Die botanische Zusammensetzung wurde durch Fraktionierung der Ernteproben in Gras, Klee und Kraut bestimmt. Jeweils im September/Oktober der Versuchsjahre wurden die Ertragsanteile einzelner Arten nach Klapp & Stählin (1936) geschätzt. Die Bestimmung der Qualitätsparameter erfolgte mittels NIRS. Die N2-Fixierungseffizienzen (kg Nfix dt Klee-TM-1) wurden auf Grundlage der Differenzmethode anhand ungedüngter, weißkleefreier Schnitt- und Weidebestände berechnet (Haystead, 1981). Durch Multiplikation mit den Kleeerträgen ergab sich die Menge an fixiertem N in diesen Varianten. Die Werte für MWI und MWII wurden anteilig aus der N2-Fixierung unter Schnitt- und Weidenutzung ermittelt.

3 Ergebnisse und Diskussion

Die Leistungsfähigkeit von Grünlandbeständen steht in einem engen Zusammenhang mit der botanischen Zusammensetzung, wobei dem Weißklee aufgrund seiner N-fixierenden Eigenschaft eine besondere Bedeutung zukommt. Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse der Varianzanalyse für ausgewählte Kenngrößen der Bestandeszusammensetzung, der Produktivität und der Futterqualität. Eine gesteigerte N-Zufuhr durch mineralische Düngung und Exkremente förderte vornehmlich die Konkurrenzkraft der Gräser zu Lasten der Kraut- und Leguminosenanteile. Letztere bestanden nahezu ausschließlich aus Trifolium repens und nahmen mit zunehmender N-Düngung exponentiell ab (Abb. 1A). Nutzungsformen mit hoher Beweidungsintensität (W, MWI) zeigten vor allem bei niedrigem Düngungsniveau deutlich geringere Kleeanteile [ungedüngt: 17-18%] als unbeweidete (S) [ungedüngt: 32%] oder weniger intensiv beweidete Systeme (MWII) [ungedüngt: 30%]. Die biologische N2-Fixierung war eine wichtige N-Quelle und nahm entsprechend der Kleeanteile mit steigender Stickstoffdüngung ebenfalls exponentiell ab (Abb. 1B). Die mittlere fixierte N-Menge variierte zwischen 0,7 und 118 kg N ha-1 a-1 und zeigte eine ähnliche Differenzierung zwischen den Nutzungssystemen, wie sie bereits bei den Kleeanteilen beschrieben wurde. Demnach waren mindestens zwei Schnittnutzungen in einem Umtriebsweidesystem notwendig, um die Kleeanteile und die N2-Fixierung nachhaltig zu steigern. Zwischen den Versuchsjahren traten ausgeprägte Fluktuationen der Kleeanteile auf mit entsprechenden Auswirkungen auf die N2-Fixierung, den Ertrag und die Qualität des Grünlandaufwuchses. So wurden im Jahre 2001 ausgesprochen hohe Fixierungsleistungen von 215 kg N ha-1 a-1 in S und MWII, 192 kg N ha-1 a-1 in W und 160 kg N ha-1 a-1 in MWI beobachtet. Die Krautfraktion wurde vom gemeinen Löwenzahn (Taraxacum officinale) dominiert [95-100%]. Herbizidapplikationen verhinderten weitgehend ein Überhandnehmen des Löwenzahns. In nur 14% aller Aufwüchse überschritten seine Ertragsanteile den unter agronomischen Gesichtspunkten kritischen Wert von 20% d. TM. Generell war das Risiko hoher Krautanteile bei geringer oder ausbleibender N-Düngung am höchsten. In ausschließlich weidegenutzten Beständen lagen die mittleren Krautanteile bei 6% und waren damit deutlich geringer als in den Mähweiden und den ausschließlich schnittgenutzten Behandlungen (10-12%). Neben Taraxacum officinale kann auf sandigen Standorten ein Ausbreiten der Quecke (Agropyron repens) die Qualität der Grasnarbe beeinträchtigen. Im Mittel der 5 Versuchsjahre lagen die Ertragsanteile bei allen Behandlungen unter 20%. Obgleich die Unterschiede zwischen den Jahren immens waren, ließen sich keine Entwicklungstendenzen im Zeitablauf erkennen. Die Schwelle der Bekämpfungswürdigkeit von 30 - 40% des Gesamtertrages wurde nur in einzelnen Aufwüchsen z.B. bei extremer Trockenheit überschritten. Folglich war die Bekämpfung der Quecke nicht erforderlich.

Tab. 1: F-Werte und Signifikanzniveaus der Varianzanalyse (Pr>F) für die Ertragsanteile Klee, die N2-Fixierung, den NEL-Ertrag und den Rohproteingehalt


Ertragsanteile Klee N2-Fixierung NEL-Ertrag Rohproteingehalt
Nutzungssystem (sys) 17,38 *** 31,88 *** NS 53,32***
Mineral. N-Düngung (n) 296,83 *** 333,01 *** 160,69***
Gülledüngung (g) 10,67 * NS 13,79*** NS
sys*n 7,58*** 14,33*** 2,82** 12,17***
sys*g 4,29** NS 6,50*** NS
n*g NS NS NS
sys*g*n NS NS NS NS

NS: nicht signifikant; *P<0.05; **P<0.01; ***P<0.001.

 

Abb. 1: Kleeanteile (A) und fixierte N-Mengen (B) in Abhängigkeit vom Nutzungssy stem und von der Gesamt-N-Versorgung (Mittel von 1997-20019

 Die mittleren Energieerträge variierten in Abhängigkeit von der N-Düngung zwischen 40 und 73 GJ NEL ha-1 a-1 mit nur geringen Unterschieden zwischen den Nutzungssystemen (Abb. 2A). Die signifikante Interaktion Nutzungssystem x mineralische N-Düngung zeigt, dass die N-Verwertungseffizienz der eingesetzten Dünger in Nutzungssystemen mit hohen Kleeanteilen (S, MWII) deutlich reduziert war. MWII profitierte insbesondere bei niedrigem Düngungsniveau von zusätzlichem Exkrementstickstoff bei gleichzeitig hohen Kleeanteilen.

Abb. 2: Energieerträge (A) und Rohproteingehalte (B) in Abhängigkeit vom Nutzungssystem und von der Gesamt-N-Versorgung (Mittel von 1997-2001)

 Die Futterqualität entsprach in allen Behandlungen den Anforderungen einer grundfutterbasierten Rationszusammenstellung für laktierende Milchkühe. Die Energiekonzentrationen variierten nur wenig zwischen den Varianten [Æ 6.5–7.0 MJ NEL kg TM-1]. Die etwas erhöhten Energiegehalte in W [Æ 6.9 MJ NEL kg TM-1], die mit zunehmender N-Düngung anstiegen, waren vor allem auf die höhere Nutzungsfrequenz zurückzuführen. Die Rohproteingehalte [Æ16–24%] wurden sowohl durch die N-Düngung als auch durch die Art der Nutzung beeinflusst (Abb. 2B). In S und MWII profitierten die Rohproteingehalte auf niedrigem N-Düngungsniveau von den hohen Kleeerträgen. In solchen Beständen führten die sich stark ändernden Kleeanteile im Jahresablauf zu unterschiedlichen Futterqualitäten mit dem Risiko sehr hoher Rohproteingehalte in der 2. Vegetationshälfte. Für hochleistende Milchkühe sollte in der frühen Laktation (30 kg Milch, 3.5% Fett, 3% Eiweiß) in einer energiereichen Ration ein Rohproteingehalt von etwa 18% bereitgestellt werden, um negative Effekte auf die Milchleistung zu vermeiden (Nrc, 2001). Während unter Weidenutzung nur 16% der Aufwüchse diesen Wert unterschritten, waren 55% der Aufwüchse in S durch niedrigere Rohproteingehalte gekennzeichnet. Sehr hohe Rohproteingehalte von bis zu 30% traten vor allem in Spätsommer- und Herbstaufwüchsen auf, wurden aber auch in der ersten Vegetationshälfte bei hoher N-Intensität beobachtet. Solche Proteingehalte sind aus tierphysiologischer Sicht kritisch zu bewerten und führen zu hohen N-Verlusten.

4 Schlussfolgerung

Insbesondere Umtriebsweidesysteme mit zwei Schnittnutzungen (MWII) profitieren von N-Quellen wie Exkremente und symbiontischer N2-Fixierung. Daraus resultiert eine deutlich höhere Produktivität auf niedrigem N-Düngungsniveau gegenüber reinen Weide- und Schnittsystemen. Die Integration nur eines Schnittes in Umtriebsweidesysteme steigert die Kleeanteile und die Produktivität nicht in gleichem Maße. In Nutzungssystemen mit geringen Kleeanteilen (MWI, Weide) ist die Effizienz der eingesetzten Düngemittel deutlich erhöht. Die Futterqualität der untersuchten Mähweiden genügt ebenso wie die der Weide- und Schnittvarianten den Anforderungen einer grundfutterbasierten Rationszusammenstellung für laktierende Milchkühe. Das Risiko hoher Löwenzahnanteile ist bei niedriger N-Düngung am größten und wird durch eine Schnittnutzung in Umtriebsweiden erhöht. Eine Bekämpfung der Quecke ist bei den hohen Nutzungsfrequenzen nicht erforderlich.

5 Literatur

  • Caradus, J.R., D.R. Woodfield & A.V. Stewart, 1996: Overview and vision for white clover. In: White Clover: New Zealand’s Competitive Edge. Symposium of the New Zealand Grassland Association, Lincoln, NZ, 1-6.
  • Klapp, E. & A. Stählin, 1936: Standorte, Pflanzengesellschaften und Leistung des Grünlandes. Verlag E. Ulmer, Stuttgart.
  • Schils, R.L.M., Th. V. Vellinga & T. Kraak, 1999: Dry-matter yield and herbage quality of a perennial ryegrass/white clover sward in a rotational grazing and cutting system. Grass and Forage Science 54: 19-29.
  • Nrc, 2001: Nutrient Requirements of Dairy Cattle – Seventh Revised Edition, 2001. National Academy Press, Washington, D.C..
  • Taube, F. & M. Wachendorf, 2000: The Karkendamm Project: A system approach to optimize nitrogen use efficiency on the dairy farm. Proceedings of the 18th General Meeting of the European Grassland Federation, Aalborg, May 22-25, 449-451.
  • Trott, H., B. Ingwersen, M. Wachendorf & F. Taube, 2002: Management of permanent grassland for reduced nitrogen surplus – Results from an integrated research project. Proceedings of the 19th General Meeting of the European Grassland Federation, La Rochelle, May 27-30, 740-741.
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