Die Diversifizierung von Fruchtfolgen mit Leguminosen bietet einen zusätzlichen Ansatz ackerbauliche Probleme in Systemen ohne chemisch-synthetischen Pflanzenschutz zu lösen bzw. abzumildern (DAFA, 2012). Leguminosen eröffnen das Potenzial z.B. fruchtartenspezifische Pathogene zu minimieren und damit Pflanzenschutzmittel einzusparen (Munier-Jolain & Collard, 2006) und erhöhen durch N-Fixierung die Verfügbarkeit von Stickstoff.

Leguminosen reagieren empfindlich auf Selbstfolgen, weshalb größere Anbauabstände von bis zu 10 Jahren erforderlich sein können (Bainard et al., 2017). Dies steht in Widerspruch, die Anbaufläche von Leguminosen zu vergrößern und Anbausysteme mit geringem Pflanzenschutzmitteleinsatzes zu stärken. Forschungsbedarf besteht insbesondere im direkten Vergleich von Fruchtfolgen mit und ohne Leguminosen, die mehrere Fruchtfolgezyklen umfassen. Darüber hinaus ist die mögliche Anbauhäufigkeit von Leguminosen insbesondere in Bezug auf Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Leguminosenarten und mit anderen Kulturarten kaum untersucht.

Ziel des Teilprojektes ist die Analyse und Simulation möglicher Anpassungen in der Fruchtfolge durch Prüfung alternativer Düngerniveaus/-zeitpunkte, Reihenabstand, Sortenwahl im Hinblick auf die Steigerung der Produktivität und Stabilität, basierend auf den Daten der NOcsPS-Projektphase 1 (2019-2024). Darüber hinaus werden Anbauhäufigkeit, zeitliche Abfolge und Wechselwirkungen von Leguminosen in der Fruchtfolge einschließlich in Gemengen in einem Exaktversuch evaluiert und mögliche Anpassungsstrategien für NOcsPS-Fruchtfolgen konzipiert.

Hypothesen:

• Effekte der einzelnen Faktoren des Bestandesmanagements in NOcsPS Fruchtfolgen können durch Pflanzenwachstumsmodelle quantifiziert und weitere Anpassungen durch Modellsimulationen evaluiert werden.
• Die optimierte Abfolge unterschiedlicher Leguminosenarten und der Gemengeanbau ermöglichen die Erhöhung der Leguminosen-Anbauhäufigkeit in Fruchtfolgen.

Unsere Forschung besteht aus drei verschiedenen Arbeitsprogrammen:

WP1: Modellierung des NOcsPS Systemversuchs und Evaluierung der Langzeiteffekte in Fruchtfolgen

Bewertung des Pflanzenwachstumsmodells DSSAT zur Vorhersage der Ernteerträge der unterschiedlichen Kulturen in der Fruchtfolge, unter dem Einfluss von Reihenabstand sowie verschiedener mineralischer N-Düngungsraten.

WP2: Integration von Leguminosen in NOcsPS-Fruchtfolgen

Im Rahmen eines dreijährigen Exaktversuchs am Versuchsstandort Ihinger Hof werden Anbauhäufigkeit, zeitliche Abfolge und Wechselwirkungen von Leguminosen (Soja, Kichererbse, Linse in Gemenge) sowie die Auswirkungen auf die Folgekulturen über die gesamte Fruchtfolge untersucht. Dafür werden Daten zum Blattflächenindex, der Biomasse, Stickstoffkonzentration (Boden/Pflanze) und den Ertragsparametern erhoben

WP3: Modellgestützte Evaluierung möglicher Anpassungen von NOcsPS-Fruchtfolgen

Basierend auf den Ergebnissen aus WP1 und WP2 werden die langfristigen Auswirkungen verschiedener Bewirtschaftungsmethoden und Fruchtfolgefelder auf Wachstum, Entwicklung und Ertrag der unterschiedlichen Kulturpflanzen sowie der Wasser-, Kohlenstoff- und Stickstoffprozesse im Boden modelliert und evaluiert.