Eiweißpflanzen

Weiße Lupine: Der Star in jeder Fruchtfolge

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Prof. Dr. Bernhard Bauer, Hochschule Weihenstephan-Triesdorf
am Donnerstag, 05.11.2020 - 16:14

Sie fixiert Stickstoff und macht verschiedene Nährstoffe für die Fruchtfolge verfügbar – was die Lupine alles kann, ist althergebrachtes Wissen. Aber gilt das auch für die neuen, ertragsstärkeren Sorten? Wir machen den Faktencheck.

Auf einen Blick

  • Durch das erhöhte Ertragspotenzial und das optimierte Korn-Stroh-Verhältnis ist die N-Nachlieferung für die Nachfrucht nicht mehr so üppig und der Kaliumbedarf auf einem Niveau, das nicht mehr zum althergebrachten Image als Extensivkultur passt.
  • Vor allem bei Trockenheit und Hitze kann ein Kaliummangel ab der Blüte schnell ertragsbegrenzend werden.
  • Lupinen haben das Potential, Phosphatreserven im Boden für die Fruchtfolge zu mobilisieren - aber nur, wenn sie ihr typisches üppiges Wurzelwerk ausbilden können.
  • Lässt die Besiedelung oder Ausbildung der Knöllchenbakterien zu wünschen übrig, werden bei der Fehlersuche oft die Mikronährstoffe vergessen.
  • Hier spielt Molybdän eine wichtige Rolle – seine Aufnahme kann unter anderem durch eine hohe Sulfatgabe gehemmt werden.

Besonders wertvoll für die Fruchtfolge

weiße Lupine-Totreife

Lupinen reichern Nährstoffe an oder machen sie pflanzenverfügbar – von ihr können viele Nachfrüchte profitieren. Die Literatur beschreibt die Lupine – wie auch viele andere Leguminosen – als besonders wertvoll für jede Fruchtfolge. Hier steht nicht nur im Fokus, dass Leguminosen Stickstoff fixieren, sondern auch, dass sie gealtertes Phosphat verfügbar machen. Ebenso geht man davon aus, dass das tiefgehende Wurzelwerk Nährstoffe wie Kalium, Phosphat und Magnesium aus dem Unterboden erschließt und für andere flach wurzelnde Folgekulturen nutzbar macht.

Auswirkungen des hohen Ertragsniveaus bedenken

Allerdings muss man diese Aussagen zum Teil revidieren. Die Rahmenbedingungen haben sich nämlich geändert. Die neuen Sorten der Weißen Lupine haben ein Ertragsniveau, das deutlich über 5 t/ha Kornertrag liegen kann. Bei solchen Erträgen können durch das Korn schon über 220 kg N/ha abgefahren werden. In den Ernteresten sind dann nur noch um die 60 kg N/ha zu finden.
Die Nachlieferung für die Nachfrucht ist also durch das optimierte Korn-Stroh-Verhältnis nicht mehr so üppig. Das führt andererseits aber auch zu einem geringeren Risiko der N-Verlagerung in milden und niederschlagsreichen Wintern, wie wir sie in den letzten Jahren erlebt haben.
Die gesteigerte Ertragsleistung zieht aber auch einen erhöhten Bedarf an Makronährstoffen nach sich. Sofern in der Krume nicht genügend Nährstoffe vorhanden sind, wird dieser aus dem Unterboden gedeckt. Der Unterboden ist allerdings nur auf tiefgründigen Böden mit hohen Bonitäten so „nährstoffreich“, dass davon Weiße Lupinen ihrem gesteigerten Ertragsniveau ausreichend versorgt werden können. Sind zusätzlich tiefwurzelnde Kulturen wie Zuckerrübe und Winterraps in der Fruchtfolge, kann der Unterboden verarmt sein – vor allem bezogen auf Kalium.
Das ist besonders dann sehr wahrscheinlich, wenn langjährig bei der Grunddüngung gespart wurde – oder vor allem bei der Zuckerrübe überraschende Rekordernten eingefahren wurden, die nur durch „geheime Nährstoff-Pools“ im Unterboden möglich waren. Auf diesen Standorten wurden dann die Nährstoffreserven, die die Lupine üblicherweise erschließt, schon geleert.

Kaliummangel kann schnell Ertrag kosten

Weiße Lupinen entziehen im Erntegut je Hektar bei einem Kornertrag von 3 bis 5 t zwischen 35 und 60 kg K2O. Die Erntereste benötigen aber deutlich mehr Kalium. Hier müssen zusätzlich 75 bis 110 kg K2O zur Verfügung stehen. Dies ist der Grund dafür, weshalb die Lupine Nährstoffe aus dem Unterboden (sofern vorhanden) für die Fruchtfolge bereitstellt. Kann der Bedarf nicht aus dem Nährstoffpool der Krume oder des Unterbodens gedeckt werden, ist – vor allem bei Trockenheit und Hitze – ein Kaliummangel ab der Blüte schnell ertragsbegrenzend.
Auf tiefgründigen Böden mit langjähriger Kaliumdüngung auf Entzug können Lupinen in die Fruchtfolge integriert werden, ohne extra für die Lupine Kalium zu düngen. Hier reicht die Kaliumdüngung der Fruchtfolge in der Regel aus. Waren die Kaliumbilanzen allerdings negativ und wurden regelmäßig tiefwurzelnde Kulturen angebaut, dann sollte eine Kaliumdüngung vor der Lupine geplant werden. Die Wahrscheinlichkeit, dass auch der Unterboden keinen großen Kaliumpool zur Verfügung stellt ist dann nämlich hoch.
Als grobe Einschätzung für die Kaliumversorgung des Unterbodens kann eine Grundbodenuntersuchung in 60 bis 90 cm dienen. Allerdings dürfen für die Beurteilung nicht die Gehaltsklassen des Oberbodens herangezogen werden – diese wären deutlich zu hoch! Eine Pflanzenanalyse kurz vor der Blüte gibt Auskunft über den Ernährungsstatus. Allerdings kann zu diesem Zeitpunkt Kalium nicht mehr effizient nachgedüngt werden. Die gewonnene Information dient somit der Düngungsplanung in der Fruchtfolge, nicht aber für die angebaute Lupine.

Flachgründige Böden brauchen Kali-Düngung

Auf flachgründigen Standorten entscheidet die Nährstoffversorgung der Krume über die Düngung. Ist diese knapp (obere Gehaltsklasse B), sollte auf Standorten mit regelmäßiger Trockenheit zwingend zur Lupine Kalium gedüngt werden. Bei abgewirtschafteten Standorten müsste zusätzlich zum Entzug noch mindestens das Kalium für die Restpflanze gestreut werden. Das gedüngte Kalium sollte nicht nur flach eingearbeitet werden. Ziel wäre das Einmischen auf Krumentiefe. Idealerweise erfolgt dies bei schweren Standorten schon im Herbst. Standorte, auf denen eine Frühjahrsfurche funktioniert, können das Kalium auch noch vor der tiefen Bodenbearbeitung im Frühling ausbringen. Wird das Kalium im Herbst gestreut, ist die Kaliumform bei den Niederschlagsmengen in Bayern über Winter nicht ausschlaggebend. Die anionischen Begleitionen Sulfat oder Chlorid werden sich sicher im Bodenprofil verteilen oder sogar ausgewaschen. Ähnlich ist es beim Applikationszeitpunkt nach Vegetationsbeginn.

Wird allerdings auf Böden gestreut, die schon beginnen trocken zu fallen, sollte sulfatisches Kalium genutzt werden. Das liefert dann idealerweise auch das Sulfat, das für den Aufbau des Proteins zwingend nötig ist.

Gealtertes Phosphat wieder verfügbar machen

Lupinen gehören zu den Pflanzen, die gealtertes Phosphat nutzen können. Doch was ist gealtertes Phosphat überhaupt? Das sind Kalzium-Phosphat-Verbindungen, die über die Zeit auf Standorten mit freiem Kalk (pH größer 6,8) entstehen. Im Gegensatz zu den Literaturangaben zeigen die neuen Sorten der Weißen Lupine auch das hohe Ertragspotenzial auf Standorten mit einem pH-Wert von 7. Dadurch eignen sie sich ideal, um innerhalb der Fruchtfolge Phosphat verfügbar für Kulturen zu machen, die selbst diese Phosphat-Quelle im Boden nicht ausreichend erschließen können. Das sind vor allem Mais und Kartoffeln, aber auch viele Gräser.

Lupinen können diese Phosphatverbindungen auch aus dem Unterboden nutzen. Deshalb können Lupinen auf Standorten mit Phosphat im Unterboden gut ernährt werden, auch wenn die P-Konzentrationen in der Grundbodenuntersuchung limitierend sind. Auf flachgründigen Böden funktioniert diese Strategie logischerweise nicht.

Allerdings ist das Abschätzen der gealterten – und somit für die meisten Kulturpflanzen nicht verfügbaren – Phosphatmenge im Boden mittels Grundbodenuntersuchung nicht möglich. Sie soll ja Rückschlusse auf die Phosphat-Verfügbarkeit für „durchschnittliche“ Kulturpflanzen geben. Daher liefert die Grundbodenuntersuchung für Kulturen mit einer sehr hohen P-Aneignungseffizienz wie der Lupine kaum Anhaltspunkte über die für diese Pflanzenart im Boden verfügbare Phosphatmenge.

Aufschluss des Phospahts über organische Säuren

Der Aufschluss von gealtertem Phosphat gelingt den Pflanzen durch die Abgabe von organischen Säuren über die Wurzel, kombiniert mit der räumliche Erschließung des Unterbodens durch die Wurzelarchitektur. Daher ist die gute P-Aneignungsfähigkeit der Lupine erst von etablierten Pflanzen mit ausreichend Blattmasse für die Photosynthese und einem Wurzelwerk mit Tiefgang abhängig.

Deshalb reagiert die Lupine auf Standorten mit knapper P-Versorgung (ab Gehaltklasse B) positiv auf eine platzierte Düngung mit 10 kg P2O5/ha oder einer breitflächig ausgebrachten Menge von 20 kg P2O5/ha. Soll oder darf kein wasserlösliches Phosphat ausgebracht werden (z. B. im Ökolandbau), kann zur Lupine auch Kalziumphosphat gedüngt werden, um dies für die Fruchtfolge schneller pflanzenverfügbar zu machen. Allerdings darf man keine Wunder erwarten – gedüngtes Kalziumphosphat wird auch durch den Lupinenanbau nicht zur schnell wirksamen P-Quelle.

Die Lupine dankt es,wenn man an Bor denkt

Der Nährstoff, der immer wieder bei der Lupine knapp werden kann, ist das Bor. Vor allem durch die vermehrten Winterniederschläge kann das Bor auf leichteren und weniger tiefgründigen Böden leicht ausgewaschen werden. Deshalb sollten auf Standorten mit immer wieder kehrender knapper Bor-Versorgung (Symptome bei Raps oder Zuckerrübe) bis zu einem Ertragsniveau von bis zu 3,5 t/ha eine Blattapplikation mit 150 g Reinbor/ha (1l Bor flüssig) ab dem 6-Blattstadium eingeplant werden. Bei einem höheren Ertragsniveau kann noch mal bis zu 150 g Reinbor/ha bis BBCH 39/51 nachgelegt werden.

Mo und Co: Knöllchenbakterien brauchen Mikronährstoffe

Lässt die Besiedelung oder die Ausbildung der Knöllchen bei Leguminosen zu wünschen übrig, werden die Gründe oft bei der Impfung des Saatguts und der Bodenstruktur gesucht. Die für die Knöllchen wichtigen Mikronähstoffe werden bei der Fehlersuche aber oft vergessen.

Molybdän (Elementsymbol: Mo) ist essentiell für die Knöllchen. Dies kann auf leichten Standorten mit hohem pH-Wert (größer 6,5) und wiederkehrendem Drain-Wasserfluss über Winter leicht verlagert oder ausgewaschen werden. Oder es ist auf sauren Böden (pH unter 5,5) für die Lupine in der Jugendentwicklung kaum verfügbar. Auch eine hohe Sulfatgabe (über 30 kg Sulfat/ha), zum Beispiel durch eine Kaliumdüngung mit Sulfat als Begleition kann die Molybdänaufnahme an der Wurzel hemmen. Als Folge findet man nur wenige Knöllchen an den Wurzeln, oder die Knöllchen funktionieren nicht korrekt.

Wird ein Molybdänmangel vermutet, kann man mit einer Sprühflasche kleinräumig etwas Molybdän ausbringen. Ist eine Blattdüngung ratsam, so ist die Wirkung meist schon nach wenigen Tagen sichtbar – und es kann mit einer ganzflächigen Applikation gegengesteuert werden. Als Gegenmaßnahme bietet sich eine Blattdüngung mit 50 g Natriummolybdat/ha an – und zwar ab dem 4- bis 6-Blattstadium bis spätestens zum Knöllchenwachstum.

Molybdänmangel kann auch durch Bodendünger behoben werden. Allerdings sollte dann der pH-Wert passen – nicht so hoch, dass das Molybdän gleich wieder verlagert werden kann und nicht so niedrig, dass das gedüngte Molybdän in eine für die Pflanzen nicht verfügbare Form umgewandelt wird.

Neben dem Molybdän spielt bei den Knöllchen auch Kobalt (Elementsymbol: Co) eine entscheidende Rolle. Dies kann entweder auf sauren Standorten (pH unter 5) über die Jahre ausgewaschen worden sein, oder es ist auf Standorten mit pH-Werten von über 6,8 für die junge Lupine nicht ausreichend verfügbar.

In der Regel wird über die Düngung des Bodens gegengesteuert, wenn Pflanzenanalysen eine knappe Versorgung mit Kobalt aufzeigen oder auch wenn ein kleinräumiger Düngungsversuch einen verbesserten Knöllchenansatz zeigt.