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In die Gesamtbewertung von Fruchtfolgen gehört auch eine betriebsspezifische Betrachtung der ökonomischen Leistungen und Kosten der Fruchtarten. Dies illustriert eine Studie zu zwei ökologisch geführter Fruchtfolgen an zwei Standorten (Viehhausen und Puch) in Bayern (Castell et al., 2014). Insbesondere wurden Kleegras und Sojabohne als alternative Vorfrüchte zu Getreide untersucht. Kleegras war hier im Vergleich mit Sojabohne zwar als Vorfrucht zu Winterweizen und Sommergerste hinsichtlich Ertrag und Qualität des Getreides günstiger, jedoch lagen die Deckungsbeiträge der Fruchtfolge mit Soja in Viehhausen wesentlich über denen der Kleegras-Fruchtfolge. In Puch führte hoher Unkrautdruck zu geringen Sojaerträgen. Trotz der ökonomischen Überlegenheit der Soja-Fruchtfolge in Viehhausen, ist jedoch zu bezweifeln, ob diese Fruchtfolge auch langfristig die günstigere ist. Insbesondere zeigte sich, dass die Humusgehalte als wichtiger Gradmesser der Bodenfruchtbarkeit in der Fruchtfolge mit Kleegras über die Zeit zunahmen, während sie sich in der Fruchtfolge mit Soja verringerten.

Ein weiterer Aspekt der Fruchtfolgegestaltung ist die zeitliche Verteilung der Feldarbeiten im Jahr. Eine vielfältige Fruchtfolge kann dazu beitragen, eine möglichst gleichmäßige Nutzung des Arbeitspotenzials zu erreichen. Bei geringer Fruchtartenvielfalt kommt es dagegen zu Arbeitsspitzen, z. B. witterungsbedingte während der Erntezeit.

Neben ökonomischen Gesamtwirkungen von Fruchtfolgen sind auch ökologische Wirkungen wichtig. So führt eine längere und vielfältigere Fruchtfolge zu größerer Fruchtartenvielfalt zu jedem Zeitpunkt, da das Nacheinander der Feldfrüchte immer übersetzt ist in ein Nebeneinander. Dies kann vor allem für Bestäuber von Bedeutung sein, welche insbesondere durch die Blüten verschiedener Blattfruchtarten (Leguminosen, Sonnenblumen, Kreuzblütler) gefördert werden.

Regeln für die Gestaltung von Fruchtfolgen in Ackerbausystemen
Arbeitsschritte bei der Projektierung von Fruchtfolgen

Zur Gestaltung von Fruchtfolgen ist es sinnvoll, einem geregelten Schema für den Ablauf der Arbeitsschritte zu folgen:

 Flächeninventur: Welche Flächen sind für die Fruchtfolge vorgesehen? Wie groß ist die Gesamtgröße in ha?

 Standortbeschreibung, Anbaueignung der für verschiedene Fruchtarten: Welche Boden- und Geländeeigenschaften liegen vor? Gibt es Flächen, die z. B. aufgrund von Hängigkeit oder Tongehalt nicht für bestimmte Kulturarten geeignet sind?

 Zusammenstellung der beabsichtigten Anbaukonzentrationen für den Betrieb. Welche Fruchtarten sollen zu welchen ungefähren Anteilen im Betrieb erzeugt werden? Dies richtet sich unter anderem nach dem Bedarf an betriebseigenem Futter und/oder dem Bedarf an Material für etwaige Biogasanlagen. Auch muss nach Anbaueignung und ökonomischer Lage entschieden werden, welche Fruchtarten geeignet sind. Raps nimmt z. B. in der ÖL wegen Problemen mit Schädlingen, hohem Stickstoffbedarf während der Jugendentwicklung sowie wegen eines hohen Verunkrautungsrisikos nur geringe Anbaukonzen­trationen ein, fällt daher als regelmäßige Komponente in Frucht­folgen der ÖL derzeit aus. Auch Zuckerrübe ist wegen der schwierigen Vermarktungssituation keine attraktive Fruchtart in der Fruchtfolge. Für ökologisch angebauten Dinkel und Soja besteht dagegen eine relativ große Nachfrage.

 Zusammenstellen von geeigneten Rotationsbereichen. Welche Flächen können aufgrund ähnlicher Eigenschaften zu Bereichen mit separaten Fruchtfolgen zusammengefasst werden?

 Festlegung des Ackerflächenverhältnisses in den einzelnen Rotationen. Welche (ungefähren) Anteile der einzelnen Fruchtarten ergeben sich unter Beachtung der notwendigen Anbaupausen und maximalen Anbaukonzentration innerhalb der Rotationsbereiche?

 Aufstellen der Fruchtfolgen. In welcher Reihenfolge sollen die einzelnen Fruchtarten in den Rotationsbereichen stehen? Wie können die Vegetationslücken am besten mit Zwischenfrüchten gefüllt werden?

 Einordnen von Maßnahmen zur Sicherung der Reproduktion der organischen Substanz im Boden. Wie können Humusbilanzen durch organische Dünger ausgeglichen werden? Reichen die im Betrieb vorhandenen organischen Düngemengen aus?

 Jährliches Anpassen der „festen“ Fruchtfolgen an die jeweiligen ökonomischen und ökologischen Rahmenbedingungen.

Regeln zur Fruchtfolgegestaltung bei ackerbaulichen Kulturen. Die in den vorangegangenen Abschnitten besprochenen Wirkungen der Fruchtfolge können in Fruchtfolgeregeln übersetzt werden (Abb. 1.11):

Abb. 1.11 Regeln und Ziele der Fruchtfolgegestaltung

 Auswahl der Arten an den Standort anpassen. Manche Kulturarten wie Raps sind in der ÖL relativ schwierig zu führen (s.o.), oder sind ökonomisch nicht attraktiv. Vor allem aber müssen die Standortbedingungen bei der Auswahl der Fruchtarten berücksichtigt werden. So sollten auf tonigen, nassen oder zu hängigen Böden aus pflanzenbaulichen Gründen und zum Schutz des Bodens z. B. keine Kartoffeln angebaut werden. Auf sandigen Böden wird Roggen dem Weizen vorzuziehen sein. Die Standortfrage ergibt sich auch bei der Auswahl der Futterleguminosen und Futtergräser. Angaben zur Standorteignung sind im Kapitel 1.2.6 zusammengestellt.

 Empfohlene Anbaupausen einhalten. Da der ökologische Landbau in hohem Maße auf präventive und indirekte Maßnahmen des Pflanzenschutzes angewiesen ist, gilt es, Anbaupausen an empfohlenen Werten auszurichten, um Schädlinge und Pflanzenkrankheiten einzudämmen (Tab. 1.1).

 Ausgeglichene Nährstoffbilanzen anstreben. Insbesondere für Stickstoff, aber auch für die anderen Makro- sowie für die Mikronährstoffe sollten über die Fruchtfolge die Nährstoffbilanzen ausgeglichen sein. Potenzielle Verluste, etwa durch Auswaschung sollten weitestgehend minimiert werden (vgl. Abb. 1.9).

 Ausreichenden Leguminosenanteil einbeziehen. Für Stickstoff erfordern ökologisch geführte Fruchtfolgen für eine möglichst geringe Einbeziehung externer Stickstoffquellen einen ausreichenden Anteil an Leguminosen in der Fruchtfolge. Dieser Anteil sollte etwa ein Drittel sein, darunter wird die N-Versorgung der Nichtleguminosen in vielen Fällen nicht ausreichen, bei wesentlich höheren Anteilen kann es jedoch, vor allem beim Einsatz von Körnerleguminosen, zu Problemen mit Pflanzenkrankheiten kommen.

 Humussalden ausgleichen. Humuszehrende Kulturen sollten nur einen geringen Anteil der Fruchtfolge ausmachen und sollten durch den Anbau humusmehrender Fruchtarten ausgeglichen werden (Tab. 1.4). Um ausgeglichene Humusbilanzen zu erreichen, sollte auch möglichst durchgehend von Zwischenfrüchten Gebrauch gemacht werden, welche die vorhandenen Vegetationslücken schließen.

 Herbst- und Frühjahrssaat abwechseln. Die Fruchtfolge sollte möglichst einen Wechsel von Sommerungen und Winterungen vorsehen, insbesondere zur Regulierung von Beikräutern. Vor den Sommerungen sind Vegetationslücken durch Zwischenfrüchte aufzufüllen.

 Aussaat- und Erntetermine beachten. Für die Reihenfolge der Arten müssen die Aussaat und Erntetermine zeitlich benachbarter Kulturen zusammenpassen.

 Vegetationslücken mit Zwischenfrüchten füllen. Die Zwischenfrüchte übernehmen für die Beikrautregulierung, die Kontrollen von Pflanzenkrankheiten und Schädlingen und für den Bodenschutz eine wichtige Funktion.

Zum Abschluss dieses Kapitels seien noch drei Beispiele für Fruchtfolgen von ökologisch wirtschaftenden Betrieben besprochen:

Beispiel 9: Ackerfutter – Ackerfutter – Winterweizen – Winterroggen (ZF) – Hafer (ZF) –Ackerbohne – Dinkel – (ZF) Sommergerste (Blanksaat: Ackerfutter)

Das Beispiel 9 stammt von einem Rinderhaltenden Betrieb. In dieser 8-feldrigen, 2-gliedrigen Fruchtfolge folgen nach 2-jährigem Ackerfutter (mit Futterleguminosen) sechs einjährige Kulturen mit jährlichem Umbruch. Für alle Arten werden die empfohlenen Anbaupausen eingehalten. Die Leguminosen machen rechnerisch einen Anteil von 3/8 = 37,5 % an der Fruchtfolge aus. Winterungen (Winterweizen, Winterroggen und Dinkel) und Sommerungen (Ackerbohne, Sommergerste und Hafer) wechseln einander ab. Wird das Getreidestroh abgefahren, so liefert die Fruchtfolge selbst noch keine ausgeglichene Humusbilanz. Der Ausgleich muss dann durch die Zufuhr organischer Dünger aus der Rinderhaltung erfolgen.

Beispiel 10: Luzerne – Luzerne – Winterweizen (ZF) – Körnermais – Sommergerste (Zwischenfrucht) – Erbse (ZF) – Winterweizen – Winterroggen (Untersaat: Luzerne)

Das Beispiel 10, ebenfalls eine 8-feldrige, 2-gliedrige Fruchtfolge stammt aus Österreich, von einem viehlosen Betrieb östlich von Wien (mittlere Jahrestemperatur: 9,8 °C, mittlere Niederschlagssumme: 520 mm) (Surböck, 2007). Die Fruchtfolge wurde als Leitfruchtfolge nach Umstellung auf ÖL entworfen. Obwohl der Betrieb viehlos ist, wird ein Viertel der Fruchtfolge auf die Luzerne als Futterleguminose verwendet. Obwohl die Luzerne gute Vorfruchtwirkungen hat und insbesondere für den Boden günstig ist, stellt sich hier die Frage nach einer ökonomisch direkteren Verwertung dieser Fruchtart. Um dies näher zu beleuchten, wurden auf dem Betrieb unter anderem zwei alternative Düngungsvarianten geprüft. Bei der Variante A („Gründüngung“) wurde die Luzerne gemulcht und verblieb als Gründüngung auf der Fläche. Die Variante B („Stallmist“) entspricht einer virtuell überbetrieblichen Kooperation mit einem viehaltendem Betrieb. Hier wurde die Luzerne als Grundfutter und das Stroh für die Einstreu im Stall von der Fläche abgefahren. Für eine angenommene Mutterkuhherde mit umgerechnet 0,5 GVE/ha wurde der so erzeugte Mistanfall berechnet und jährlich auf zwei Parzellenversuche aufgeteilt. Im Versuch zeigte sich in Variante B trotz bekannter positiver Effekte von Stallmist eine Ertragsminderung von Winterweizen nach der Luzerne. In Variante B wurde mit der Biomasse auch Stickstoff von der Fläche abgefahren (im Durchschnitt 250 kg N je ha und Jahr). Dem Winterweizen stand daher weniger N zur Verfügung als in der gemulchten Variante. Zudem wurde vermutet, dass die Bedeckung des Bodens mit Luzernemulch die Wasserverdunstung reduzierte und damit in dem durch Trockenheit geprägten Klima die Wasserversorgung des Weizens in Variante A besser war.

Beispiel 11: Kleegras – Kleegras – Kleegras – Kartoffeln – Winterweizen (ZF: Sonnenblume + Wicke) – Rote Beete – Winterweizen

Im Beispiel 11, einer 7-feldrigen, 2-gliedrigen Fruchtfolge liegt der (zeitliche) Leguminosenanteil rechnerisch bei 43 % (ohne Berücksichtigung der Wicke in der Zwischenfrucht). Die nur einjährige Anbaupause zwischen dem ersten und dem zweiten Winterweizen ist knapp bemessen (vgl. Tab. 1.1), wird aber teils dadurch ausgeglichen, dass nach dem zweiten Winterweizen am Ende der Fruchtfolge bis zum Wiederanbau des Weizens in der nächsten Rotation vier Jahre liegen. Das Beispiel 10 stammt vom DOK-Versuch in Therwil in der Schweiz (Fließbach et al., 2007), welcher konventionelle, biologisch-organische und biodynamische Wirtschaftsweise bei gleicher Fruchtfolge miteinander vergleicht. Der zugrundeliegende Feldversuch wurde 1978 angelegt und wird als Dauerversuch bis heute fortgeführt. In den ersten beiden Rotationsdurchläufen wurde das Kleegras nur zweijährig genutzt. Eine Humusbilanz nach VDLUFA (s. Kap. 1.2.1) über die drei Rotationen von 1978 bis 1998 zeigt einen leicht negativen Saldo. Bodenuntersuchungen zum organischen Kohlenstoff-Gehalt (Corg) im Pflughorizont (0–20 cm) be­stätigen sinkende Corg-Werte in den Versuchsvarianten ohne zusätzliche organische Düngung. Aber auch bei organisch-biologischer Wirtschaftsweise wurde trotz organischer Düngung eine leichte Abnahme der Corg-Werte über die Zeit beobachtet (Fließbach et al., 2007).

Zusammenfassung und Ausblick

Die Gestaltung von Fruchtfolgen stellt eine der wichtigsten Steuerungsmöglichkeiten in der ÖL dar. Fruchtfolgen dienen vielfältigen Funktionen, u. a. der langfristigen Ertragssicherung, der Regulierung von Pflanzenkrankheiten, Schädlingen und Beikräutern sowie der Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit. Grundlegende Voraussetzung für das Funktionieren einer geplanten Fruchtfolge ist die zeitliche Passung der saisonal feststehenden Termine (Bodenbearbeitung, Saat, Ernte). Daneben stellen Anbaupausen eine wesentliche Komponente der Fruchtfolgeplanung dar. Sie schwanken je nach Nutzpflanzenart von 1 bis 2 Jahren bei Winterroggen, bis weit über 6 Jahre bei Erbse.

Typische Fruchtfolgen in der ÖL sind relativ lang (meist zwischen fünf und acht Jahren) und artendivers, u. a. wegen der einzuhaltenden Anbaupausen. Sie weisen einen hohen Anteil an Leguminosen auf. Die Stickstoffzufuhr innerhalb der Fruchtfolge wird sichergestellt über Futterleguminosen, z. B. Kleearten im Kleegras (v. a. in Gemischtbetrieben) und über Körnerleguminosen, z. B. Ackerbohnen und Erbsen (v. a. in Marktfruchtbetrieben). Jedoch kann eine hohe Konzentration von Leguminosen problematisch sein, u. a. wegen bodenbürtiger Pilzkrankheiten bei Körnerleguminosen. Humusbilanzen sind ein wichtiges Mittel, um die Nachhaltigkeit von Fruchtfolgen hinsichtlich Bodenfruchtbarkeit zu ermitteln.

Im Kontext der Fruchtfolgegestaltung ergeben sich für die ÖL in Zukunft drei große Herausforderungen. Erstens müssen Fruchtfolgen und die sie bestimmenden Produktions- und Konsumptionssysteme die zugrundeliegenden Nährstoffkreisläufe so weit wie möglich schließen. Exporte und Verluste von N, P, K und anderen Nährstoffen aus dem Betrieb sind unter anderem wesentlich abhängig von Fruchtarten und Fruchtfolge. Während N-Exporte prinzipiell über die Fruchtfolge, d. h. den Einsatz von Leguminosen wieder ausgeglichen werden können, ist die Situation für P und K schwieriger. Hier ist die Rückführung von Nährstoffen nach dem Verbrauch landwirtschaftlich erzeugter Nahrungsmittel unabdingbar. Zweitens müssen Wege gefunden werden, die notwendigerweise langfristigen Planungshorizonte bei der Aufstellung von Fruchtfolgen vor den ökonomischen Zwängen des Marktes zu schützen, insbesondere da nachteilige Fruchtfolgeeffekte oft erst über lange Zeiträume spürbar werden, dann aber nicht einfach reversibel sind. Drittens wird der Klimawandel neue Möglichkeiten, aber auch neue Grenzen für die Fruchtfolgegestaltung bedeuten. Insbesondere die Verschiebung von Vegetationszeiten vieler Kulturarten wird es notwendig machen, an veränderte klimatischen Bedingungen besser angepasste Fruchtfolgen zu gestalten.

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1.2.2Nährstoffmanagement und Humuswirtschaft

R. G. Jörgensen