Mitten im Lehr- und Versuchsfeld der Landwirtschaftlichen Fakultät der Uni Halle wächst seit 1878 Jahr für Jahr Winterroggen. Der „Ewige Roggen“ ist Deutschlands ältester noch laufender Dauerfeldversuch – weltweit ist nur „Broadbalk“ im britischen Rothamsted älter. Auf rund 6.000 Quadratmetern wird ausgesät, gewartet, geerntet und wieder von vorn begonnen. Kein großes Spektakel, eher stille Ausdauer: Boden, Pflanzen, Wetter.

Julius Kühn, 1862 als erster Professor für Landwirtschaft in Deutschland nach Halle berufen, kaufte das Feld selbst und legte den Versuch an. Die ursprüngliche Frage war schlicht und bis heute ziemlich wichtig: Kann Mineraldünger Stallmist ersetzen? Die Antwort lautet inzwischen ja. Kühn richtete die reine Roggen-Monokultur ein, um die langfristigen Wirkungen mineralischer und organischer Düngung miteinander zu vergleichen.

Vier Parzellen, ein sehr langes Gedächtnis

Das Feld ist in Parzellen geteilt, die seit Beginn unterschiedlich, aber jeweils konstant behandelt werden: Eine erhält Stallmist, eine Mineraldünger, eine beides, eine gar nichts. Angebaut wird kontinuierlich Winterroggen (Secale cereale L.) in Selbstfolge. Der Boden ist ein aus Sandlöß entstandener Parabraunerde-Tschernosem im Schwarzerdegebiet Sachsen-Anhalts, im östlichen Harzvorland.

Die ungedüngte Fläche liefert dauerhaft den geringsten Ertrag – und bringt trotzdem auch nach fast 150 Jahren noch Roggen hervor. Über Jahrzehnte waren es dort etwa 1,5 Tonnen pro Hektar, ungefähr die Hälfte des Ertrags eines gedüngten Vergleichsfeldes. Dem Boden werden dabei jährlich große Mengen Kalium, Phosphor und Stickstoff entzogen.

Ganz ohne Nachschub ist die Fläche allerdings nicht. Stickstoff kommt mit Regen, Schnee und Abgasen auf den Acker. Die Pflanzen greifen außerdem auf Vorräte im Boden zurück und tauschen mit Bakterien Produkte ihrer Photosynthese gegen Nährstoffe. Eine weitere Parzelle wurde von 1893 bis 1953 mit Stallmist gedüngt und danach nicht mehr behandelt. Bis heute bringt sie mehr hervor als die niemals gedüngte Fläche. Der Vorsprung ist kleiner geworden, aber nach mehr als 70 Jahren ohne Dünger noch da.

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Ob dabei das Bodenmikrobiom seine Finger im Spiel hat, untersuchen die Forschenden derzeit – vor allem die Unterschiede bei Bakterien und Pilzen. 1962 hatte Karl Schmalfuß außerdem auf jeweils einem Drittel der Parzellen die Roggenselbstfolge ersetzt: durch kontinuierlichen Maisanbau sowie durch einen Fruchtwechsel aus Roggen und Kartoffeln. So sollte sich beobachten lassen, wie unterschiedliche Ernterückstände die Humusgehalte verändern.

Ordner, Flaschen und eine Wetterstation

Seit September sind die vollständigen Versuchsdaten digitalisiert und öffentlich zugänglich. Früher steckten sie hand- und maschinenschriftlich in Aktenordnern. In einer einsturzgefährdeten Scheune lagerten zudem Boden- und Pflanzenproben aus 148 Jahren. Rund 6.000 Braunglasflaschen wurden gesäubert, neu beschriftet und digital erfasst. Das klingt nach Archivarbeit, nach Staub und müden Schultern – ist aber für die Forschung ein ziemlich großer Schritt.

Zum Versuch gehört seit 1878 auch eine Wetterstation am selben Standort. Sie misst Temperatur, Niederschlag und Sonnenscheindauer, ohne Standortwechsel und ohne größere Lücken. Der Dreißigjahresdurchschnitt der Tage mit mindestens 30 Grad Celsius hat sich verdoppelt.

Bei großer Hitze stellen Roggenpflanzen Wachstum und Photosynthese vorübergehend ein. Was sie in dieser Zeit verlieren, holen sie später nicht vollständig auf. Dazu kommen Wind, Sturm und Hagel. Bei starkem Regen und kräftigen Böen knickt der Roggen um – er „geht ins Lager“ –, dann lässt sich kaum noch etwas ernten. Hitze- und Unwetterschäden haben nach den Beobachtungen an Häufigkeit und Intensität zugenommen.

Bis in die 1960er-Jahre blieben die Erträge niedrig. Neue Sorten, besserer Pflanzenschutz und verbesserte Technik ließen sie danach steigen. Seit etwa 2000 stagnieren sie jedoch und schwanken stärker von Jahr zu Jahr. Weil Anbauverfahren und Versuchsanordnung nicht verändert wurden, führen die Forschenden das auf klimatische Stressfaktoren zurück. Die bisher veröffentlichten Ertragsdaten reichen bis 2018; wie sich die späteren Dürrejahre ausgewirkt haben, soll in kommenden Veröffentlichungen ausgewertet werden.

In Dürrejahren gingen die Erträge meist auf den stark gedüngten Flächen am stärksten zurück. Dort begrenzten klimatische Faktoren den Ertrag, nicht fehlende Nährstoffe. Die Stallmistparzellen kamen besser durch solche Stressjahre, weil Humus Wasser speichern und als Puffer wirken kann. Auch der seit 1878 gemessene Kohlenstoffgehalt im Oberboden zeigt Veränderungen, die nicht bloß eine einzelne Parzelle betreffen.

Vom Kaiserreich bis zur Drohne

Zwei Weltkriege, Inflation, NS-Zeit, DDR und deutsche Wiedervereinigung hat der Versuch überstanden. Mehrfach war sein Fortbestand trotzdem gefährdet – wegen des nötigen Personals, der Technik und der Finanzierung. Seit 2007 steht die gesamte Versuchsstation als Denkmal des Landes Sachsen-Anhalt unter Schutz. Sie ist damit vor Kürzungen ebenso geschützt wie vor Bebauung. Als Kulturdenkmal ist der Versuch anerkannt.

Die Leitung liegt heute beim Institut für Bodenkunde und Pflanzenernährung der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg. Neben den langen Messreihen kommen Bodensonden, Drohnen mit Spektralaufnahmen und genetische Untersuchungen des Bodenlebens zum Einsatz. Der alte Acker bekommt also moderne Augen – und bleibt trotzdem derselbe Ort.

In Deutschland gibt es derzeit noch rund 30 Dauerfeldversuche unter unterschiedlichen Boden- und Klimabedingungen. Ein weiterer bedeutender Versuch ist der „Statische Düngungsversuch“ von Wilhelm Schneidewind in Bad Lauchstädt. Dort werden die langfristigen Auswirkungen organischer und mineralischer Düngung auf Erträge, Erntequalität und Bodenfruchtbarkeit untersucht. Vergleichbare Langzeitversuche sind aus dem britischen Forschungsinstitut Rothamsted bekannt.

Warum solche Felder nicht einfach verschwinden dürfen

Die Art der Landbewirtschaftung verändert Boden und Umwelt erheblich. Wissenschaftlich geplante und ausgewertete Feldversuche machen sichtbar, was sonst leicht untergeht: Entwicklungen beim Humusgehalt, bei der Bodenstruktur, bei der Effizienz der Nährstoffnutzung und bei Nährstoffverlusten.

Dauerfeldversuche liefern dafür die Grundlage, weil sie Folgen unterschiedlicher landwirtschaftlicher Bewirtschaftungsverfahren erfassen und quantifizieren können. Ihre langfristige Bewirtschaftung ist allerdings mit erheblichem Aufwand verbunden. Auf einer Fachveranstaltung wurden Ergebnisse zu mineralischer und organischer Düngung sowie zur Bodenbearbeitung vorgestellt – aus Dauerfeldversuchen in Sachsen, Thüringen, Sachsen-Anhalt und Brandenburg. Im Hallenser Roggenfeld raschelt derweil der nächste Jahrgang im Wind.

Quelle: MDR Wissen
Weitere Informationen: Wikipedia, „Ewiger Roggenbau“
Kontext: Sächsisches Staatsministerium für Landwirtschaft