Comparative Analysis of Soil Fertility, Productivity and Sustainability of Organic Farming in Central Europe—Part 1: Effect of Medium Manifestations on Conversion, Fertilizer Types and Cropping Systems
Abstract
:1. Introduction
- -
- Site, soil, climate.
- -
- Phases of conversion and development over time.
- -
- Cultivation system, crop rotation and farm type.
- -
- Organic and mineral fertilizer type and intensity.
2. Description of Participating Long-Term Experiments
3. Description of Farm Surveys
4. Description of Soil and Plant Investigation
- -
- NH4- and NO3-nitrogen (N) in 0.0125 molar calcium chloride (CaCl2) solution (Nmin) 0–90 cm soil depth or depth drilling 90–200 cm with ram core probes (6 cm diameter) [80].
- -
- Soluble sulfur (Smin) 0–90 cm depth according to [81].
- -
- pH 0–30 cm soil depth in 0.01 molar CaCl2 [82].
- -
- -
- CaCl2-available magnesium (Mg) at 0–30 cm soil depth [85].
- -
- Total organic carbon (Corg) with elemental analysis (DIN ISO 10694) at 0–30 cm soil depth.
- -
- Total N (Nt) according to [81] at 0–30 cm soil depth.
5. Calculation Tools
- -
- Legume N2 fixation: mostly special methods for suitability in organic farming [86].
- -
- (Aggregated) field or area balances, in exceptional cases farm gate balances for the nutrients N, S, P, K, Mg, according to PARCOM guideline as gross balancing inclusive deposition of nutrients (N, S) via atmosphere, possibly non-legume N fixation, supply via transplant and seed, 100% crediting of organic fertilizers, in case of farm gate balance possibly minus N stable losses [87,88].
- -
- Methods of N-efficiency calculation according to [43].
- -
- Calculation of the N-mineralization according to [89] by using the model CCB (Candy Carbon Balance).
- -
- -
- -
- Calculation of grain equivalents (GE) of the crop species according to [94].
- -
- Designation of value ranges of undersupply (A, B), optimal supply (C) and oversupply (D, E) according to VDLUFA in Germany (https//www.vdlufa.de accessed on 1 July 2022) or adapted to organic farming conditions for plant-available or soluble soil nutrients (P, K, Mg) as well as pH values, evaluation of N and S balance (including deposition) and supply level of decomposable organic matter (humus balance) according to [95].
- -
- -
- Assessment of yield risk respective to errors in crop rotation design according to [30].
6. Biometric Evaluation Methods
7. Data Scope, Processing, and Quality
- -
- -
- -
- -
- No or too little reference to area or farm level or limitation of the investigation methods to nutrient and humus balances under extensive non-consideration of soil investigation results and other sustainability indicators of soil fertility for important statements on nutrient management of farms [73,106,107]. For example, on the Gladbacherhof in Germany, yield-limiting nutrient deficiencies could have been detected and corrected earlier by applying commonly used prophylactic nutrient management practices (see [108,109]).
- -
- Partial use of very imprecise methods for the calculation of leguminous N2 fixation, for humus balancing or Nt soil balance, which, especially in the organic farming forms of application, show only low statistical certainties or hardly any correlation with the reality. Especially in conventional practice, common forms for calculating the N2 fixation of legumes show no correlation with results from exact experiments [110]; see [86]. Extreme and strongly fluctuating findings exist between corresponding results for humus balancing, e.g., with the HE method, compared to Corg content changes in validation experiments [65,98,111]; see [112].
- -
- Use of methods with too shallow sampling depth below the root horizon (e.g., suction cups, lysimeters) to assess the potential for translocation and leaching of nutrients into the subsoil [57,58,113,114,115,116]. Not only due to the periodic cultivation of deep-rooted crop species, these methods are unsuitable for application in organic farming in particular.
- -
- -
- Emphasis on short-sighted measures and successes based on trial results, e.g., according to a first trial phase, without corresponding consideration of results or findings from long enough long-term trials or farm management practices in some current concepts on plant nutrition and fertilization in organic agriculture [117,118].
8. Effect of the Phase of Conversion from Conventional to Organic Farming Practices
9. Effect of the Phase of Consolidation of Organic Farming Management
9.1. General Remarks
Time period: | 1st trial phase (8 years) | 2nd trial phase (6–8 years) |
Comparison between forage crop (FCP) and market crop production (MCP): | ||
-Yield level of crop species: | FCP higher than MCP | MCP higher than FCP. |
-Development Corg content soil: | FCP higher than MCP | MCP higher than FCP. |
-N-translocation subsoil: | Low, no differences | MCP slightly higher than FCP. |
-Crude protein in wheat grain: | MCP higher than FCP | Loamy soil: FCP higher than MCP. |
Sandy soil: MCP higher than FCP. | ||
Influence of increasing organic fertilization: | ||
-Yield level of crop species: | Relatively small differences | Larger yield differences. |
-N-translocation subsoil: | Low, hardly any differences | Increasing with fertilizer level. |
-Development Nt content soil: | Partial decrease | Increase in contents. |
Comparison of fertilizer types: | ||
-Yield level of crop species: | Slurry often higher than stable manure | Stable manure often higher than slurry. |
-Development Corg content soil: | Stable manure increase | Stable manure, green manure clear increase, |
Slurry partial decrease | Slurry small increase. |
| −6 kg N ha−1 (=−12%). |
| Increase Nmin content without closing the gap: |
| +14 kg N ha−1 (=+27%). |
| −4 to −5%. |
| −10%. |
- -
- Relative mineralization extent (%) = 27.903ln(x years) + 11.687 (R2 = 0.980, p < 0.001).
9.2. Differences between Forage and Market Crop Systems
- -
- Forage production system with livestock: removal of the crop by-products and clover-grass growths.
- -
- Market crop system without livestock: leaving the by-products and clover-grass growths on the field.
9.3. Differences between Periodically Applied Fertilizer Types
| (=approx. 2.0–3.0 t ha−1). |
| 115–130%. |
| 150–165%. |
| 120–180%. |
10. Long-Term Manifestation of Cropping Systems
10.1. Comparison of Cultivation Systems with Different Types of Fertilizers
Fertilizer type | Without fertilization | MV with fertilization |
|
| 96 |
|
| 95 |
|
| 85 |
|
| 55 |
10.2. Extended Comparison of Site and Fertilizer Type Using the Example of the Nutrient Nitrogen
10.3. Comparison of Productivity, Soil Fertility and Environmental Impact of Widespread Average Manifestations of Organic Agriculture from Practice and Experiments
- -
- Loam soils: +0.042% Corg DM, −0.006% Nt DM.
- -
- Sandy soils: +0.016% Corg DM, −0.001% Nt DM.
- -
- Under evaluation of 4800 crop years, on average of the farms, potentially yield-limiting deficiencies were found on a total of almost 40% of the arable field plots, mainly as important recommended intervals of cultivation of the crop species in the cultivation sequences were not observed [276].
- -
- Taking into account 10 evaluation criteria in nutrient management, yield-limiting deficiencies were detected on a total of 66% of the field plots: pH value 37%, N balances 18%, humus balances 17%, P contents soil 15%, K contents soil 13%, P balances 13%, K balances 9%, Mg and S balances < 2% [95].
11. Concluding Remarks
- -
- N mineral fertilizer > legume portion crop rotation, commercial fertilizer > green manure > cattle slurry > market crop: straw + clover-grass mulch > stable manure > composts.
- -
- PDL content: green manure > stable manure > compost > cattle slurry.
- -
- KDL content: stable manure > compost > green manure > cattle slurry, commercial fertilizers.
- -
- MgCaCl2 content: stable manure > green manure > cattle slurry (−).
- -
- Smin content: stable manure > cattle slurry (−) > green manure (−).
- -
- High proportion of directly available reactive N in the total N-quantity.
- -
- Clear shift of the NO3-N:NH4-N relation in the Nmin amounts after harvest and in the depth profile in favor of the nitrate fraction, which is characterized by a high mobility, translocation, and leaching.
- -
- By reducing the legume fraction in the periodically cultivated clover-grass mixture by about 40% portions, there is a considerable reduction in N2 fixation. In addition, a substantial decrease in deep-rooted plant species in the mixtures has also occurred, accordingly reducing the nutrient retention and mobilization potential from the subsoil (see [285]).
- -
- Diversified crop rotations.
- -
- Periodic cultivation of deep-rooting plant species.
- -
- Intercropping.
- -
- Green manuring.
- -
- “Green wave” through steady soil cover.
- -
- Creation of a rich landscape.
Funding
Institutional Review Board Statement
Informed Consent Statement
Conflicts of Interest
References
- Luttikholt, L.W.M. Principles of organic agriculture as formulated by the International Federation of Organic Agriculture Movements. NJAS 2007, 54, 347–360. [Google Scholar] [CrossRef]
- Anonymous. Regulation (EU) 2018/848 of the European Parliament and of the Council of 30 May 2018 on organic production and labelling of organic products and repealing Council Regulation (EC) No 834/2007. Off. J. Eur. Union 2018, L150, 1–92. [Google Scholar]
- Hemmerling, S.; Hamm, U.; Spiller, A. Consumption behavior regarding organic food from a marketing perspective—Literature review. Org. Agric. 2015, 5, 277–313. [Google Scholar] [CrossRef]
- Zander, K.; Schleenbecker, R.; Hamm, U. Consumer behaviour in the organic and fairtrade food market in Europe. In Fair Trade and Organic Agriculture: A Winning Combination? Parvathi, P., Grote, U., Waibel, H., Eds.; CAB International: Wallingford, UK, 2018; pp. 51–60. [Google Scholar]
- Anonymous. Organic Farming Statistics. Eurostat Statistics Explained. 2021. Available online: https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/index.php?title=Organic_farming_statistics#Organic_production (accessed on 18 July 2022).
- Von Wistinghausen, E. Düngung und Biologisch-Dynamische Präparate. Feldversuche mit Frischem und Kompostiertem Stallmist, Biologisch-Dynamischen Präparaten und Mineraldüngung im Gemüsebau; Verlag “Lebendige Erde”: Darmstadt, Germany, 1984. [Google Scholar]
- Kjellenberg, L.; Granstedt, A. The K-Trial. A 33-Years Study of the Connections between Manuring, Soils and Crops; Biodynamic Research Institute: Järna, Sweden, 2005; Available online: http://orgprints.org/10765 (accessed on 18 July 2022).
- Anonymous. DOK Versuch Schweiz. In Landwirtschaftl. Forsch, Sonderausgabe 1995; Eidgen; Forschungsanstalt für Agrikulturchemie und Umwelthygiene (FAC): Liebefeld, Switzerland, 1995. [Google Scholar]
- Mäder, P.; Fliessbach, A.; Dubois, D.; Gunst, L.; Fried, P.; Niggli, U. Soil fertility and biodiversity in organic farming. Science 2002, 296, 1694–1697. [Google Scholar] [CrossRef]
- Abele, U. Einfluss mineralischer und organischer Düngung sowie der biologisch-dynamischen Präparate auf Qualitätsmerkmale pflanzlicher Produkte und auf Bodeneigenschaften. Schr. Bundesminist. Ernähr. Landwirtsch. Forsten Reihe A Angew. Wiss. 1987, H345, 1–223. [Google Scholar]
- Bachinger, J. Der Einfluss Unterschiedlicher Düngungsarten (Mineralisch, Organisch, Biologisch-Dynamisch) auf die Zeitliche Dynamik und die Räumliche Verteilung von Bodenchemischen und Mikrobiologischen Parametern der C- und N-Dynamik Sowie auf das Pflanzen und Wurzelwachstum von Winterroggen; Schriftenreihe 7; Institut für Biologisch-Dynamische Forschung: Darmstadt, Germany, 1996. [Google Scholar]
- Heitkamp, F.; Raupp, J.; Ludwig, B. Soil organic matter pools and crop yields as affected by the rate of farmyard manure and use of biodynamic preparations in a sandy soil. Org. Agric. 2011, 1, 111–124. [Google Scholar] [CrossRef]
- Raupp, J.; Pekrun, C.; Oltmanns, M.; Köpke, U. Long-Term Field Experiments in Organic Farming; International Society of Organic Agriculture Research (ISOFAR); ISOFAR Scientific Series 1; Verlag Dr Köster: Berlin, Germany, 2006. [Google Scholar]
- Urbatzka, P.; Cais, K.; Rehm, A.; Rippel, R. Status-Quo-Analyse von Dauerversuchen: Bestimmung des Forschungsbedarfes für den Ökologischen Landbau; Bayer; Landesanstalt für Landwirtschaft, Institut für Agrarökologie, Ökologischen Landbau und Bodenschutz: Freising, Germany, 2011; Available online: https://orgprints.org/id/eprint/19317/ (accessed on 18 July 2022).
- Mayer, J.; Mäder, P. Langzeitversuche—Eine Analyse der Ertragsentwicklung. In Ökologischer Landbau—Grundlagen, Wissensstand und Herausforderungen; Freyer, B., Ed.; UTB: Stuttgart, Germany, 2016; pp. 421–445. [Google Scholar]
- Diez, T.; Weigelt, H. Vergleichende Bodenuntersuchungen von konventionell und alternativ bewirtschafteten Betriebsschlägen. Einführung, Untersuchungskonzept, spatendiagnostische und chemische Untersuchungen. Bayer. Landw. Jahrb. 1986, 63, 979–991. [Google Scholar]
- Gehlen, P. Bodenchemische, Bodenbiologische und Bodenphysikalische Untersuchungen Konventionell und Biologisch Bewirtschafteter Acker-, Gemüse- und Weinflächen. Ph.D. Thesis, Institut für Bodenkunde der Universität, Bonn, Germany, 1987. [Google Scholar]
- Schulte, G. Bodenchemische und Bodenbiologische Untersuchungen Ökologisch Bewirtschafteter Böden in Rheinland-Pfalz unter Besonderer Berücksichtigung der Nitratproblematik. Ph.D. Thesis, University of Trier, Trier, Germany, 1996. [Google Scholar]
- Loes, A.-K.; Ogaard, A.F. Changes in the nutrient content of agricultural soil on conversion to organic farming in relation to farm-level nutrient balances and soil contents of clay and organic matter. Acta Agric. Scand. Sect. B Soil Plant Sci. 1997, 47, 201–214. [Google Scholar]
- Loes, A.-K.; Ogaard, A.F. Concentrations of soil potassium after long-term organic dairy production. Int. J. Agric. Sustain. 2003, 1, 14–29. [Google Scholar] [CrossRef]
- Lindenthal, T. Phosphorvorräte in Böden, Betriebliche Phosphorbilanzen und Phosphorversorgung im Biologischen Landbau. Ph.D. Thesis, Universität für Bodenkultur, Wien, Austria, 2000. [Google Scholar]
- Loes, A.-K. Phosphorus and potassium concentrations in soil after long-term organic farming. Proceed. IFOAM Sci. Conf. 2000, 13, 25. [Google Scholar]
- Vetter, R.; Miersch, M.; Weissbart, J.; Freyer, B.; Rennenkampff, K. Stickstoffversorgung und -Dynamik in Fruchtfolgen Vieharmer Betriebe des Ökologischen Landbaus; Abschlussbericht; ITADA-Sekretatiat: Colmar, France, 2000; Available online: https://orgprints.org/id/eprint/2439/ (accessed on 18 July 2022).
- Watson, C.A.; Bengtsson, H.; Ebbesvik, M.; Loes, A.-K.; Myrbeck, A.; Salomon, E.; Schroder, J.; Stockdale, E.A. A review of farm-scale nutrient budges for organic farms as a tool for management of soil fertility. Soil Use Manag. 2002, 18, 264–273. [Google Scholar] [CrossRef]
- Berry, P.M.; Stockdale, E.A.; Sylvester-Bradley, R.; Philipps, L.; Smith, K.A.; Lord, E.I.; Watson, C.A.; Fortune, S. N, P and K budgets for crop rotations on nine organic farms in the UK. Soil Use Manag. 2003, 19, 112–118. [Google Scholar] [CrossRef]
- Quirin, M.; Emmerling, C.; Schröder, D. Phosphorgehalte und bilanzen konventionell, integriert und biologisch bewirtschafteter Acker- und Grünlandflächen und Maßnahmen zum Phosphorabbau hoch versorgter Flächen. Pflanzenbauwissenschaften 2006, 10, 60–65. [Google Scholar]
- Larsson, M.; Granstedt, A. Sustainable governance of the agriculture and the Baltic Sea—Agricultural reforms, food production and curbed eutrophication. Ecolog. Econ. 2010, 69, 1943–1951. [Google Scholar] [CrossRef]
- Friedel, J.K. HUMUS—Datengrundlage für Treibhausrelevante Emissionen und Senken in Landwirtschaftlichen Betrieben und Regionen Österreichs; Endbericht; Department für Nachhaltige Agrarsysteme, Institut für Ökologischen Landbau, Universität für Bodenkultur: Wien, Austria, 2012. [Google Scholar]
- Kolbe, H. Wie ist es um die Bodenfruchtbarkeit im Ökolandbau bestellt: Nährstoffversorgung und Humusstatus? In Bodenfruchtbarkeit—Grundlage erfolgreicher Landwirtschaft, Proceedings of the Tagung d. Verbandes d. Landwirtschaftskammern (VLK) u. d. Bundesarbeitskreises Düngung (BAD), Würzburg, Germany, 21–22 April 2015; Bundesarbeitskreis Düngung: Frankfurt am Main, Germany, 2015; pp. 89–123. Available online: https://orgprints.org/id/eprint/29539/ (accessed on 18 July 2022).
- Meyer, D.; Schmidtke, K.; Wunderlich, B.; Lauter, J.; Wendrock, Y.; Grandner, N.; Kolbe, H. Berichte aus dem Ökolandbau 2021—Nährstoffmanagement und Fruchtfolgegestaltung in Sächsischen Ökobetrieben. Analyse des Nährstoff und Humusmanagements Sowie der Fruchtfolgegestaltung in 32 Betrieben des Ökologischen Landbaus im Freistaat Sachsen; Dr. H. Kolbe: Schkeuditz, Germany, 2021; pp. 1–104. Available online: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa2-769182 (accessed on 18 July 2022).
- Kolbe, H. Landnutzung und Wasserschutz. der Einfluss von Stickstoff-Bilanzierung, Nmin-Untersuchung und Nitrat-Auswaschung Sowie Rückschlüsse für die Bewirtschaftung von Wasserschutzgebieten in Deutschland. Land Use and Water Protection. Effects on Nitrogen Budget, Nmin-Values, Nitrate Content and Leaching in Germany; WLV Wissenschaftliches Lektorat & Verlag: Leipzig, Germany, 2000. [Google Scholar]
- Stolze, M.; Piorr, A.; Häring, A.; Dabbert, S. Environmental and resource use impacts of organic farming in Europe. In Organic Farming in Europe: Economics and Policy; Universität Hohenheim: Stuttgart-Hohenheim, Germany, 2000; Volume 6. [Google Scholar]
- Niggli, U.; Schmid, O.; Stolze, M.; Sanders, J.; Schader, C.; Fließbach, A.; Mäder, P.; Klocke, P.; Wyss, G.; Balmer, O.; et al. Gesellschaftliche Leistungen der Biologischen Landwirtschaft. Fakten und Hintergründe zu den Leistungen des Biolandbaus; Forschungsinstitut für biologischen Landbau (FiBL): Frick, Switzerland, 2008. [Google Scholar]
- Haas, G. Wasserschutz im Ökologischen Landbau: Leitfaden für Land- und Wasserwirtschaft; Agraringenieurbüro Dr. habil. Guido Haas: Bad Honnef, Germany, 2010; Available online: http://orgprints.org/16897/ (accessed on 18 July 2022).
- Gattinger, A.; Muller, A.; Haeni, M.; Skinner, C.; Fliessbach, A.; Buchmann, N.; Mäder, P.; Stolze, M.; Smith, P.; El-Hage Scialabba, N.; et al. Enhanced top soil carbon stocks under organic farming. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2012, 109, 18226–18232. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- Seufert, V.; Ramankutty, N.; Foley, J.A. Comparing the yield of organic and conventional agriculture. Nature 2012, 485, 229–232. [Google Scholar] [CrossRef]
- Balzer, F.; Schulz, D. Umweltbelastende Stoffeinträge aus der Landwirtschaft. Möglichkeiten und Maßnahmen zu ihrer Minderung in der Konventionellen Landwirtschaft und im Ökologischen Landbau Broschüre; Umweltbundesamt: Dessau-Roßlau, Germany, 2015. [Google Scholar]
- Sanders, J.; Heß, J. Leistungen des Ökologischen Landbaus für Umwelt und Gesellschaft. In Thünen Report 65; Johann Heinrich v. Thünen-Institut: Braunschweig, Germany, 2019. [Google Scholar]
- Kolbe, H. Comparative Analysis of Soil Fertility, Productivity, and Sustainability of Organic Farming in Central Europe. Part 2: Cultivation Systems with Different Intensities of Fertilization and Legume N2 Fixation as well as Perspectives for Future Development. Agronomy 2022, 12, 2060. [Google Scholar]
- Beckmann, U.; Kolbe, H.; Model, A.; Russow, R. Ackerbausysteme im ökologischen Landbau unter besonderer Berücksichtigung von N-Bilanz und Effizienzkennzahlen. In UFZ-Bericht 14; UFZ-Umweltforschungszentrum: Leipzig-Halle, Germany, 2001. [Google Scholar]
- Beckmann, U.; Kolbe, H.; Model, A.; Russow, R. Ackerbausysteme im ökologischen Landbau—Untersuchungen zur Nmin-, N2O-N- und NH3-N-Dynamik sowie Rückschlüsse zur Anbau-Optimierung. In Initiativen zum Umweltschutz 35; Erich Schmidt Verlag: Berlin, Germany, 2002. [Google Scholar]
- Kolbe, H. Effects of increasing fertilization in organic field fodder and arable systems on different soils and climatic conditions of eastern Germany. Ann. Agrar. Sci. 2008, 6, 15–24. [Google Scholar]
- Kolbe, H. Berichte aus dem Ökolandbau 2022—Möglichkeiten und Grenzen der Intensivierung. Zusammenführung der Ergebnisse von Komplexen Dauersystemversuchen zur Untersuchung Ökologischer Anbau- und Düngungsverfahren in Zwei Anbausystemen (Marktfrucht und Futterbau) auf Ertrag, Produktqualität, Bodenfruchtbarkeit und Umweltwirkungen auf Einem Sand- und Lößboden in Sachsen; Dr. H. Kolbe: Schkeuditz, Germany, 2022; pp. 1–443. Available online: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa2-784857 (accessed on 18 July 2022).
- Gruber, H.; Thamm, U. Standortspezifische Auswirkungen einer Langjährigen Ökologischen Bewirtschaftung auf Acker- und Pflanzenbauliche Sowie Umweltrelevante Parameter; Forschungsbericht 22/04; Landesforschungsanstalt für Landwirtschaft und Fischerei: Gülzow, Germany, 2005; Available online: https://orgprints.org/id/eprint/9346/ (accessed on 18 July 2022).
- Zimmer, J.; Dittmann, B. Nährstoffbilanzen im ökologischen Landbau unter Berücksichtigung unterschiedlicher Bewirtschaftungssysteme. In Kongressband; VDLUFA-Schriftenreihe: Bonn, Germany, 2004; Volume 59, pp. 75–83. [Google Scholar]
- Zimmer, J.; Dittmann, B. Nährstoffbilanzen im Ökologischen Landbau unter Berücksichtigung Unterschiedlicher Bewirtschaftungssysteme; LVL Brandenburg: Güterfelde, Germany, 2010; Available online: https://gruendungsnetz.brandenburg.de/sixcms/media.php/4055/N%C3%A4hrstoffbilanzen%20im%20%C3%B6kologischen%20Landbau.pdf (accessed on 18 July 2022).
- Meyer, D.; Kolbe, H.; Schuster, M. Berichte aus dem Ökolandbau 2021—Das Ökofeld Roda. Ergebnisse zur Langjährigen Bewirtschaftung von Feldversuchsflächen der Versuchsstation Roda in Sachsen; Dr. H. Kolbe: Schkeuditz, Germany, 2021; pp. 1–139. Available online: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa2-766432 (accessed on 18 July 2022).
- Zaller, J.G.; Köpke, U. Effects of traditional and biodynamic farmyard manure amendment on yields, soil chemical, biochemical and biological properties in a long-term field experiment. Biol. Fert. Soils 2004, 40, 222–229. [Google Scholar] [CrossRef]
- Köpke, U.; Dahn, C.; Täufer, F.; Zaller, J. Soil fertility properties in a long-term field experiment with organic and biodynamic farmyard manure amendment. In Long Term Field Experiments in Organic Farming; Raupp, J., Pekrun, C., Oltmanns, M., Köpke, U., Eds.; ISOFAR Scientific Series 1; Verlag Dr. Köster: Berlin, Germany, 2006; pp. 33–40. [Google Scholar]
- Oehl, F.; Oberson, A.; Tagmann, H.U.; Besson, J.M.; Dubois, D.; Mäder, P.; Roth, H.-R.; Frossard, E. Phosphorus budget and phosphorus availability in soils under organic and conventional farming. Nutr. Cycl. Agroecosyst. 2002, 62, 25–35. [Google Scholar] [CrossRef]
- Raussen, T.; Richter, F.; Kern, M.; Müller, H.-J.; Gottschall, R.; Bruns, C. Nährstoffrückführung durch Biogut- und Grüngutkomposte in den Ökologischen Landbau Hessens (Öko-Kompost); Endbericht; Hessisches Ministerium für Umwelt, Klimaschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (HMUKLV): Wiesbaden, Germany, 2019. [Google Scholar]
- Kolbe, H. Nährstoff- und Humusversorgung im Ökolandbau. Über die unterschiedlichen Entwicklungstendenzen bei der Bodenfruchtbarkeit. In Der Kritische Agrarbericht 2016; AgrarBündnis Konstanz; ABL Bauernblatt Verlag: Hamm, Germany, 2016; pp. 168–173. [Google Scholar]
- Gutser, R.; Reents, H.J.; Rühling, I.; Schmid, H.; Weinfurtner, K.H. Flächen- und betriebsbezogene Indikatoren auf der Grundlage des Langzeitmonitorings. In Jahresbericht 2002; Forschungsverbund Agrarökosysteme München: München, Germany, 2002; pp. 147–159. Available online: https://mediatum.ub.tum.de/doc/1304992/document.pdf (accessed on 18 July 2022).
- Hege, U.; Fischer, A.; Offenberger, K. Nährstoffsalden und Nitratgehalte des Sickerwassers in ökologisch und üblich bewirtschafteten Ackerflächen. In Forschung für den Ökologischen Landbau in Bayern. Schriftenr; Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL): Freising, Germnay, 2003; Volume 3, pp. 7–13. [Google Scholar]
- Harzer, N. Humus- und Nährstoffhaushalt Ökologischer Betriebe und Systemversuche im Land Sachsen-Anhalt. Diploma Thesis, Universität of Halle-Wittenberg, Halle, Germany, 2006. [Google Scholar]
- Haas, G.; Deittert, C.; Köpke, U. Farm-gate nutrient balance assessment of organic dairy farms at different intensity levels in Germany. Renew. Agric. Food Syst. 2007, 22, 223–232. [Google Scholar] [CrossRef]
- Kelm, M.; Hüwing, H.; Kemper, N. COMPASS Vergleichende Analyse der Pflanzlichen Produktion auf Ökologischen und Konventionellen Praxisbetrieben in Schleswig-Holstein; Endbericht; Christian-Albrechts-Universität: Kiel, Germany, 2007; Available online: https://www.grassland-organicfarming.uni-kiel.de/de/pdf/COMPASS%20Endbericht.pdf (accessed on 18 July 2022).
- Kelm, M.; Loges, R.; Taube, F. N-Auswaschung unter ökologisch und konventionell bewirtschafteten Praxisflächen in Norddeutschland—Ergebnisse aus dem Projekt COMPASS. Beitr. Wiss.-Tagung Ökol. Landbau Hohenh. 2007, 9, 29–32. [Google Scholar]
- Zorn, W. Vergleich der Nährstoffversorgung ökologisch und konventionell bewirtschafteter Ackerflächen—Konsequenzen für die Düngung. In Ökolandbau in Thüringen, Schriftenr, Landwirtschaft und Landschaftspflege in Thüringen; Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft: Jena, Germany, 2007; pp. 53–55. [Google Scholar]
- Breitschuh, T.; Gernand, U. Humusbilanzierung in landwirtschaftlichen Betrieben. In Schlussbericht zum Forschungsvorhaben, Humusbilanzierung Landwirtschaftlicher Böden—Einflussfaktoren und deren Auswirkungen; Engels, C., Reinhold, J., Ebertseder, T., Heyn, J., Eds.; VDLUFA: Speyer, Germany, 2010; pp. 280–313. [Google Scholar]
- Hülsbergen, K.-J.; Schmid, H. Treibhausgasemissionen ökologischer und konventioneller Betriebs-systeme. Emissionen landwirtschaftlich genutzter Böden. KTBL Schrift 2010, 483, 229–483. [Google Scholar]
- TLL. Untersuchung von Nmin-Gehalt und N-Bilanz in Fruchtfolgen im Rahmen des Nmin-Monitorings auf Dauertestflächen. Ergebnisse der Jahre 2005 bis 2009 und langjährige Betrachtungen. In Themenblatt-Nr.: 21.13.210/2010; Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft: Jena, Germany, 2010; Available online: http://www.tll.de/www/daten/untersuchungswesen/boden_duenger/pdf/nmin0710.pdf (accessed on 18 July 2022).
- Kolbe, H. Untersuchungen zum Niveau der Humusversorgung in Sachsen. In Bilanzierungsmethoden und Versorgungsniveau für Humus; Schriftenr; Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG): Dresden, Germany, 2012; Volume H19, pp. 86–107. [Google Scholar]
- Reinicke, F.; Wurbs, D. Erfassung und Auswertung Langjähriger Messreihen von Dauermonitoringflächen. Schriftenr; Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG): Dresden, Germany, 2012; Volume H40. [Google Scholar]
- Brock, C.; Oltmanns, M.; Spiegel, A.-K. Humusmanagement und Humusbilanz Hessischer Öko-Betriebe; Landesbetrieb Landwirtschaft Hessen (LLH): Kassel, Germany, 2013; Available online: https://orgprints.org/id/eprint/22605/ (accessed on 18 July 2022).
- Fischer, A. Auswertung der Standard-Bodenuntersuchungs-Datenbank 2007—2012 für Gesamt-Bayern; Written communication; Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft: Freising, Germany, 2013. [Google Scholar]
- Leisen, E. Veränderung der Mineralstoffgehalte in Böden und Pflanzen von Öko-Milchviehbetrieben in den letzten 15 Jahren. In Leitbetriebe Ökologischer Landbau in Nordrhein-Westfalen, Versuchsbericht 2013; Institut für Organischen Landbau: Bonn, Germany, 2013; pp. 220–226. [Google Scholar]
- Mokry, M.; Recknagel, J. Nährstoffversorgung-Boden ökologisch wirtschaftender Betriebe in BW. In Bodenuntersuchungen und Bodenfruchtbarkeit in Ökobetrieben in Baden-Württemberg; Wintertagung Ökologischer Landbau 6; Breuer, J., Ed.; Landwirtschaftliches Technologiezentrum (LTZ): Augustenberg, Germany, 2013. [Google Scholar]
- Schmid, H.; Braun, M.; Hülsbergen, K.-J. Treibhausgasbilanzen und ökologische Nachhaltigkeit der Pflanzenproduktion—Ergebnisse aus dem Netzwerk der Pilotbetriebe. In Klimawirkungen und Nachhaltigkeit Ökologischer und Konventioneller Betriebssysteme—Untersuchungen in Einem Netzwerk von Pilotbetrieben; Thünen Report; Hülsbergen, K.-J., Rahmann, G., Eds.; Johann Heinrich von Thünen-Institut: Braunschweig, Germany, 2013; Volume 8, pp. 259–293. [Google Scholar]
- Wagner, S.; Zorn, W. Nährstoffversorgung von Böden und Pflanzen im ökologischen und konventionellen Ackerbau. In Ökolandbau in Thüringen 2013 “Entwicklung und Ergebnisse”; Schriftenr; Thüringer Landesanst. für Landwirtschaft: Jena, Germnay, 2013; Volume H5, pp. 86–95. [Google Scholar]
- Kape, H.-E. Nährstoffversorgung Ökobetriebe in MV; Written communication; LMS Agrarberatung: Rostock, Germany, 2015. [Google Scholar]
- Hülsbergen, K.-J. Modellgestützte Analyse und Optimierung betrieblicher Stoffkreisläufe. In Agrarische Stoffkreisläufe, Nährstoffmanagement—Umweltschutz—Ressourceneffizienz, Proceedings of the Agrarwissenschaftliches Symposium 5, Freising, Germany, 25 September 2014; Hans Eisenmann-Zentrum: Freising, Germany, 2014; pp. 15–18. [Google Scholar]
- Hülsbergen, K.-J.; Rahmann, G. Klimawirkungen und Nachhaltigkeit Ökologischer und Konventioneller Betriebssysteme—Untersuchungen in Einem Netzwerk von Pilotbetrieben; Abschlussbericht Förderkennzeichen 06OE160 (TUM) und 06OE353 (TI); Thünen Report 8; Johann Heinrich v. Thünen-Institut: Braunschweig, Germany, 2013. [Google Scholar]
- Kasper, M.; Freyer, B.; Amon, B.; Hülsbergen, K.-J.; Schmid, H.; Friedel, J.K. Modellberechnungen für treibhausgasrelevante Emissionen und Senken in landwirtschaftlichen Betrieben Ost-Österreichs. Beitr. Wiss.-Tagung Ökolog. Landbau Gießen 2011, 11, Bd. 1, 177–180. [Google Scholar]
- Goulding, K.; Stockdale, E.; Watson, C. Plant nutrients in organic farming. In Organic Crop Production—Ambitions and Limitations; Springer: Berlin/Heidelberg, Germany, 2008; pp. 73–88. [Google Scholar]
- Asdal, A.; Bakken, A.K. Nutrient balances and yields during conversion to organic farming in two crop rotation systems. In Designing and Testing Crop Rotations for Organic Farming; Proceedings from an International, Workshop; Olesen, J.E., Eltun, R., Gooding, M.J., Jensen, E.S., Köpke, U., Eds.; Danish Research Centre for Organic Farming (DARCOF): Tjele, Denmark, 1999; pp. 125–132. [Google Scholar]
- Trávníček, J.; Willer, H.; Schaack, D. Organic Farming and Market Development in Europe and the European Union. In The World of Organic Agriculture; Statistics and Emerging Trends, 2021; Willer, H., Trávníček, J., Meier, C., Schlatter, B., Eds.; Research Institute of Organic Agriculture (FiBL): Frick, Switzerland, 2021; pp. 229–266. [Google Scholar]
- KTBL. Faustzahlen für den Ökologischen Landbau; Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft (KTBL): Darmstadt, Germany, 2015. [Google Scholar]
- Anonymous. Statistisches Bundesamt Deutschland: Wiesbaden, Germany. 2020. Available online: https://www.destatis.de/ (accessed on 18 July 2022).
- Wehrmann, J.; Scharpf, H.C. Der Mineralstickstoffgehalt des Bodens als Maßstab für den Stickstoffdüngebedarf (Nmin-Methode). Plant Soil 1979, 52, 109–126. [Google Scholar] [CrossRef]
- Hoffmann, G. Die Untersuchung der Böden. In VDLUFA-Methodenbuch 1; VDLUFA-Verlag: Darmstadt, Germany, 1991. [Google Scholar]
- Kerschberger, M.; Deller, B.; Hege, U.; Heyn, J.; Kape, H.-E.; Krause, O.; Pollehn, J.; Rex, M.J.; Severin, K. Bestimmung des Kalkbedarfs von Acker- und Grünlandböden; Standpunkt; VDLUFA: Darmstadt, Germany, 2000. [Google Scholar]
- Egner, H.; Riehm, H. Die Doppellactatmethode, zit; Methodenbuch, I., von Thun, R., Hermann, R., Knickmann, E., Eds.; Neumann-Verlag: Berlin, Germany, 1955. [Google Scholar]
- Schüller, H. Die CAL-Methode, eine neue Methode zur Bestimmung des pflanzenverfügbaren Phosphates in Böden. Z. Pflanzenern. Bodenkde. 1969, 123, 48–63. [Google Scholar] [CrossRef]
- Schachtschabel, P. Die Magnesiumversorgung nordwestdeutscher Böden und seine Beziehungen zum Auftreten von Mangelsymptomen an Kartoffeln. Z. Pflanzenern. Bodenkde. 1956, 74, 202–219. [Google Scholar] [CrossRef]
- Kolbe, H. Vergleich von Methoden zur Berechnung der biologischen N2-Fixierung von Leguminosen zum Einsatz in der landwirtschaftlichen Praxis. Pflanzenbauwissenschaften 2009, 13, 23–36. [Google Scholar]
- Parcom. PARCOM Guide Lines for Calculating Mineral Balances; Meeting of the ad hoc Working Group on Measures to Reduce the Nutrient Lod from Agriculture 3; PARCOM: The Hague, The Netherlands, 1993. [Google Scholar]
- Kolbe, H.; Köhler, B. Erstellung und Beschreibung des PC-Programms BEFU, Teil Ökologischer Landbau. Verfahren der Grunddüngung, legumen N-Bindung, Nährstoff- und Humusbilanzierung. In BEFU—Teil Ökologischer Landbau; Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG): Dresden, Germany, 2008; Volume H36, pp. 1–256. Available online: https://orgprints.org/id/eprint/15101/ (accessed on 18 July 2022).
- Kolbe, H.; Franko, U.; Thiel, E.; Ließ, E. Verfahren zur Abschätzung von Humusreproduktion und N-Umsatz im ökologischen und konventionellen Ackerbau. In Humusreproduktion und N-Umsatz; Schriftenr; Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG): Dresden, Germany, 2013; Volume H1, pp. 1–119. Available online: https://orgprints.org/id/eprint/23095/ (accessed on 18 July 2022).
- Leithold, G.; Hülsbergen, K.-J.; Michel, D.; Schönmeier, H. Humusbilanz—Methoden und Anwendung als Agrar-Umweltindikator. In Initiativen Umweltschutz 5; Zeller Verlag: Osnabrück, Germany, 1997; pp. 43–54. [Google Scholar]
- Kolbe, H. Site-adjusted organic matter-balance method for use in arable farming systems. J. Plant Nutr. Soil Sci. 2010, 173, 678–691. [Google Scholar] [CrossRef]
- Ebertseder, T.; Engels, C.; Heyn, J.; Hülsbergen, K.-J.; Isermann, K.; Kolbe, H.; Leithold, G.; Reinhold, J.; Schmid, H.; Schweitzer, K.; et al. Humusbilanzierung. Eine Methode zur Analyse und Bewertung der Humusversorgung von Ackerland; Standpunkt; VDLUFA: Speyer, Germany, 2014. [Google Scholar]
- Hülsbergen, K.-J. Entwicklung und Anwendung eines Bilanzierungsmodells zur Bewertung der Nachhaltigkeit Landwirtschaftlicher Systeme; Shaker Verlag: Aachen, Germany, 2003. [Google Scholar]
- Becker, J. Aggregation in Landwirtschaftlichen Gesamtrechnungen über Physische Massstäbe: Futtergersteneinheiten als Generalnenner; Wissenschaftlicher Fachverlag: Gießen, Germany, 1988. [Google Scholar]
- Kolbe, H.; Meyer, D. Schlaggenaue Analyse von 32 Betrieben des ökologischen Landbaus im Freistaat Sachsen: Nährstoff- und Humusmanagement. Ber. Landwirtsch. 2021, 99, 1–38. [Google Scholar]
- Mitscherlich, E.A. Das Gesetz vom Minimum und das Gesetz des abnehmenden Bodenertrages. Landwirtsch. Jahrb. 1909, 38, 537–552. [Google Scholar]
- Berner, A.; Hildermann, I.; Fließbach, A.; Pfiffner, L.; Niggli, U.; Mäder, P. Crop yield and soil fertility response to reduced tillage under organic management. Soil Tillage Res. 2008, 101, 89–96. [Google Scholar] [CrossRef]
- Brock, C. Humusdynamik und Humusreproduktion in Ackerbausystemen und Deren Bewertung mit Hilfe von Humusindikatoren und Humusbilanzmethoden. Ph.D. Thesis, University of Gießen, Gießen, Germany, 2009. [Google Scholar]
- Krauss, M.; Berner, A.; Perrochet, F.; Frei, R.; Niggli, U.; Mäder, P. Enhanced soil quality with reduced tillage and solid manures in organic farming—A synthesis of 15 years. Sci. Rep. 2020, 10, 4403. Available online: https://www.nature.com/articles/s41598-020-61320-8.pdf (accessed on 18 July 2022). [CrossRef]
- Chmelikova, L.; Schmid, H.; Anke, S.; Hülsbergen, K.-J. Nitrogen-use efficiency of organic and conventional arable and dairy farming systems in Germany. Nutr. Cycl. Agroecosyst. 2021, 119, 337–354. [Google Scholar] [CrossRef]
- Küstermann, B.; Christen, O.; Hülsbergen, K.-J. Modelling nitrogen cycles of farming systems as basis of site- and farm-specific nitrogen management. Agric. Ecosyst. Environ. 2010, 135, 70–80. [Google Scholar] [CrossRef]
- Engelmann, K.; Hülsbergen, K.-J. Stickstoffkreislauf und Stickstoffeffizienz. Nat. Nachr. 2012, 1, 15–17. [Google Scholar]
- Schmid, H.; Braun, M.; Hülsbergen, K.-J. Klimawirksamkeit und Nachhaltigkeit von bayerischen landwirtschaftlichen Betrieben. In Angewandte Forschung und Beratung für den ökologischen Landbau in Bayern; Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL): Freising, Germnay, 2012; Volume 4, pp. 137–143. [Google Scholar]
- Castell, A.; Eckl, T.; Schmidt, M.; Beck, R.; Heiles, E.; Salzeder, G.; Urbatzka, P. Fruchtfolgen im ökologischen Landbau—Pflanzenbaulicher Systemvergleich in Viehhausen und Puch. Zwischenbericht 2005–2013; Schriftenr; Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL): Freising, Germany, 2016; Volume 9, Available online: https://www.lfl.bayern.de/mam/cms07/publikationen/daten/schriftenreihe/fruchtfolgen-oekologischer-landbau_pflanzenbaulicher-systemvergleich_lfl-schriftenreihe.pdf (accessed on 18 July 2022).
- Reimer, M.; Möller, K.; Hartmann, T.E. Meta-analysis of nutrient budgets in organic farms across Europe. Org. Agric. 2020, 10, 65–77. [Google Scholar] [CrossRef]
- Hülsbergen, K.-J.; Küstermann, B. Development of an environmental management system for organic farms and its introduction into practice. In Proceedings of the ISOFAR “Researching Sustainable Systems”, Adelaide, Australia, 21–23 September 2005; pp. 460–463. [Google Scholar]
- Sommer, H. Untersuchungen zur Steigerung der Produktionsintensität im ökologischen Landbau am Beispiel des Lehr- und Versuchsbetriebes Gladbacherhof. In Giessener Schriften Ökolog. Landbau 3; Dr. Köster Verlag: Berlin, Germany, 2010. [Google Scholar]
- Munro, T.L.; Cook, H.F.; Lee, H.C. Sustainability indicators used to compare properties of organic and conventionally managed topsoils. Biolog. Agric. Hortic. 2002, 20, 201–214. [Google Scholar] [CrossRef]
- Kolbe, H.; Schuster, M. Bodenfruchtbarkeit im Öko-Betrieb. Untersuchungsmethoden; Broschüre; Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG): Dresden, Germany, 2011; Available online: https://slub.qucosa.de/api/qucosa%3A1641/attachment/ATT-0/ (accessed on 18 July 2022).
- Wendland, M.; Diepolder, M.; Capriel, P. Leitfaden für die Düngung von Acker- und Grünland; Broschüre; Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL): Freising, Germany, 2012. [Google Scholar]
- Hof-Kautz, C. Wie Entwickeln Sich Langjährige Viehlose Fruchtfolgen unter den Bedingungen des Ökologischen Landbaus? Landwirtschaftskammer (LWK) Nordrhein-Westfalen: Köln-Auweiler, Germany, 2019. [Google Scholar]
- Kolbe, H. Zusammenführende Untersuchungen zur Genauigkeit und Anwendung von Methoden der Humusbilanzierung im konventionellen und ökologischen Landbau. In Bilanzierungsmethoden und Versorgungsniveau für Humus; Schriftenr; Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG): Dresden, Germany, 2012; Volume H19, pp. 4–85. Available online: https://orgprints.org/id/eprint/20826/ (accessed on 18 July 2022).
- Jung, J.; Dressel, J.; Kuchenbuch, R. Nitrogen balance of legume-wheat cropping sequences. J. Agron. Crop Sci. 1989, 162, 1–9. [Google Scholar] [CrossRef]
- Stauffer, W.; Spiess, E. Einfluss unterschiedlicher Fruchtfolgen auf die Nitratauswaschung. Agrarforschung 2001, 8, 324–329. [Google Scholar]
- Askegaard, M. Residual effect and leaching of N and K in cropping systems with clover and ryegrass catch crops on a coarse sand. Agric. Ecosys. Environ. 2008, 123, 99–108. [Google Scholar] [CrossRef]
- Heyn, J. Bewirtschaftungsmodelle im Vergleich—Lysimeterversuch in Kassel-Harleshausen. In Wirkung landwirtschaftlicher Nutzung auf die N-Auswaschung Anhand Langjähriger Lysimetermessungen in Mittel- und Nordostdeutschland und Schlussfolgerungen für die Minimierung der N-Befrachtung der Gewässer; Knoblauch, S., Albert, E., Haferkorn, U., Heyn, J., Herold, L., Lippold, T., Lehmann, E., Lorenz, J., Zachow, B., Meißner, R., et al., Eds.; Mehrländerprojekt; Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft: Jena, Germany, 2013; pp. 44–68. [Google Scholar]
- Möller, K.; Friedel, J.K. Pflanzenernährung und Düngung. In Ökologischer Landbau—Grundlagen, Wissensstand und Herausforderungen; Freyer, B., Ed.; UTB-Verlagsgruppe, Haupt Verlag: Bern, Switzerland, 2016; pp. 467–485. [Google Scholar]
- Möller, K. Reformieren statt Romantisieren! Okol. Landbau 2019, 4, 20–22. [Google Scholar]
- Heißenhuber, A.; Ring, H. Ökonomische und umweltbezogene Aspekte des ökologischen Landbaus. Bayer. Landwirt. Jahrb. 1992, 68, 275–305. [Google Scholar]
- Kolbe, H. Qualitäten des Ökologischen Landbaus und Fördermöglichkeiten im Rahmen des agrar-(umwelt)politischen Instrumentariums. In Praktische Ansätze zur Verwirklichung einer Umweltgerechten Landnutzung; Knickel, K.-H., Priebe, H., Eds.; Peter Lang Europäischer Verlag der Wissenschaften: Frankfurt, Germany, 1997; pp. 219–235. [Google Scholar]
- Freyer, B. Umstellung landwirtschaftlicher Betriebe. In Ökologischer Landbau—Grundlagen, Wissensstand und Herausforderungen; Freyer, B., Ed.; UTB-Verlagsgruppe, Haupt Verlag: Bern, Switzerland, 2016; pp. 148–182. [Google Scholar]
- Freyer, B. Ernährungssicherung. In Ökologischer Landbau—Grundlagen, Wissensstand und Herausforderungen; Freyer, B., Ed.; UTB-Verlagsgruppe, Haupt Verlag: Bern, Switzerland, 2016; pp. 183–191. [Google Scholar]
- Möller, D. Betriebswirtschaft. In Ökologische Landwirtschaft; Wachendorf, M., Bürkert, A., Graß, R., Eds.; Eugen Ulmer: Stuttgart, Germany, 2018; pp. 282–296. [Google Scholar]
- Ponisio, L.C.; M’Gonigle, K.L.K.; Mace, K.C.; Palomino, J.; de Valpine, P.; Kremen, C. Diversification practices reduce organic to conventional yield gap. Proc. R. Soc. B 2015, 282, 1–7. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- Kravchenko, A.N.; Snapp, S.S.; Robertson, G.P. Field-scale experiments reveal persistent yield gaps in low-input and organic cropping systems. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2017, 114, 926–931. [Google Scholar] [CrossRef]
- Alvarez, R. Comparing Productivity of Organic and Conventional Farming Systems: A Quantitative Review. Arch. Agron. Soil Sci. 2021. [Google Scholar] [CrossRef]
- Badgley, C.; Moghtader, J.; Quintero, E.; Zakem, E.; Chappell, M.J.; Aviles-Vazquez, K.; Samulon, A.; Perfecto, I. Organic agriculture and the global food supply. Renew. Agric. Food Syst. 2007, 22, 86–108. [Google Scholar] [CrossRef]
- Caldbeck, J.; Sumption, P. Mind the gap—Exploring the yield gaps between conventional and organic arable and potato crops. ORC Bull. 2016, 121, 12–15. [Google Scholar]
- Wilbois, K.-P.; Schmidt, J.E. Reframing the Debate Surrounding the Yield Gap between Organic and Conventional Farming. Agronomy 2019, 9, 82. Available online: https://www.mdpi.com/2073-4395/9/2/82 (accessed on 18 July 2022). [CrossRef] [Green Version]
- Seufert, V. Comparing Yields: Organic Versus Conventional Agriculture. Encycl. Food Secur. Sustain. 2019, 3, 196–208. [Google Scholar]
- Smith, O.M.; Cohen, A.L.; Rieser, C.J.; Davis, A.G.; Taylor, J.M.; Adesanya, A.W.; Jones, M.S.; Meier, A.R.; Reganold, J.P.; Orpet, R.J.; et al. Organic farming provides reliable environmental benefits but increases variability in crop yields: A global meta-analysis. Front. Sustain. Food Syst. 2019, 3, 82. [Google Scholar] [CrossRef]
- Van Grinsven, H.J.M.; Bouwman, L.; Cassman, K.G.; van Es, H.M.; McCrackin, M.L.; Beusen, A.H.W. Losses of Ammonia and Nitrate from Agriculture and Their Effect on Nitrogen Recovery in the European Union and the United States between 1900 and 2050. J. Environ. Qual. 2015, 44, 356–367. [Google Scholar] [CrossRef]
- Offermann, F.; Nieberg, H. Econmic performance of organic farms in Europe. In Organic Farming in Europe: Economics and Policy 5; Universität Hohenheim: Stuttgart-Hohenheim, Germany, 2000. [Google Scholar]
- Kolbe, H. Auswirkungen differenzierter Land- und Bodenbewirtschaftung auf den C- und N-Haushalt der Böden unter Berücksichtigung Konkreter Szenarien der Prognostizierten Klimaänderung im Freistaat Sachsen; Schriftenr; Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG): Dresden, Germany, 2009; Volume H23, Available online: https://publikationen.sachsen.de/bdb/artikel/15007 (accessed on 18 July 2022).
- Anonymous. Erträge im Biologischen und Konventionellen Landbau. 2020. Available online: https://www.oekolandbau.de/handel/marktinformationen/der-biomarkt/marktberichte/ertraege-im-biologischen-und-konventionellen-landbau/ (accessed on 18 July 2022).
- Brückler, M.; Resl, T.; Reindl, A. Comparison of organic and conventional crop yields in Austria. Die Bodenkult. J. Land Manag. Food Environ. 2017, 68, 223–236. [Google Scholar] [CrossRef]
- Kirchmann, H. Why organic farming is not the way forward? Outlook Agric. 2019, 48, 22–27. [Google Scholar] [CrossRef]
- Noleppa, S. Alternative ökologischer Landbau? Eine Analyse anhand ausgewählter ökonomischer und ökologischer Indikatoren. In Proceedings of the Nährstoffeffizienz−Zentrales Kriterium im Pflanzenbau; Tagung des Verbandes der Landwirtschaftskammern e. V. (VLK) und des Bundesarbeitskreises Düngung (BAD), Würzburg, Germany, 11–12. April 2017; Bundesarbeitskreis Düngung (BAD): Frankfurt, Germany, 2017. Available online: https://www.iva.de/sites/default/files/pdfs/wuerzburg_tagung_2017_noleppa.pdf (accessed on 18 July 2022).
- Savage, S. USDA Data Confirm Organic Yields SIGNIFICANTLY Lower than with Conventional Farming. Genetic Literacy Project. 2018. Available online: https://geneticliteracyproject.org/2018/02/16/usda-data-confirm-organic-yields-dramatically-lower-conventional-farming/ (accessed on 18 July 2022).
- De Ponti, T.; Rijk, B.; van Ittersum, M.K. The crop yield gap between organic and conventional agriculture. Agric. Syst. 2012, 108, 1–9. [Google Scholar] [CrossRef]
- Schrama, M.; de Haan, J.J.; Kroonen, M.; Verstegen, H.; Van der Putten, W.H. Crop yield gap and stability in organic and conventional farming systems. Agric. Ecosys. Environ. 2018, 256, 123–130. [Google Scholar] [CrossRef]
- Hoffmann, H.; Hübner, W. Ökologischer Landbau auf leichten Böden—Ertragsparameter und Boden-fruchtbarkeitskennziffern aus dem Demonstrationsversuch Ackerbausysteme in Blumberg bei Berlin. Beitr. Wiss.-Tag. Ökol. Landbau Freis.-Weihensteph. 2001, 6, 171–174. [Google Scholar]
- Gunst, L.; Jossi, W.; Zihlmann, U.; Mäder, P.; Dubois, D. DOK-Versuch: Erträge und Ertragsstabilität 1978 bis 2005. Agrarforschung 2007, 14, 542–547. [Google Scholar]
- Honegger, A.; Wittwer, R.; Hegglin, D.; Oberholzer, H.-R.; de Ferron, A.; Jeanneret, P.; Heijden, M. van der. Auswirkungen langjähriger biologischer Landwirtschaft. Agrarforsch. Schweiz 2014, 5, 44–51. [Google Scholar]
- Neuhoff, D. Ertragspotentiale ökologischer Anbausysteme aus pflanzenbaulicher Sicht. Beitr. Wiss.-Tagung Ökol. Landbau, Eberswalde 2015, 13, 244–247. Available online: https://orgprints.org/id/eprint/27193/ (accessed on 18 July 2022).
- Emmerling, C.; Schröder, D. Ist viehlose Wirtschaft im ökologischen Landbau nachhaltig? In Kongressband 2000; Teil 6; VDLUFA-Schriftenr: Darmstadt, Germany, 2000; Volume 55, pp. 61–67. [Google Scholar]
- Bakken, A.K.; Breland, T.A.; Haraldsen, T.K.; Aamlid, T.S.; Sveistrup, T.E. Soil fertility in three cropping systems after conversion from conventional to organic farming. Acta Agric. Scand. Sect. B Soil Plant Sci. 2005, 56, 81–90. [Google Scholar] [CrossRef]
- Cormack, W. Assessing the sustainability of a stockless arable rotation. In Report OF0318; ADAS: Norfolk, UK, 2005; Available online: https://orgprints.org/id/eprint/10778/ (accessed on 18 July 2022).
- Gosling, P.; Shepherd, M. Long-term changes in soil fertility in organic arable farming systems in England, with particular reference to phosphorus and potassium. Agric. Ecosyst. Environ. 2005, 105, 425–432. [Google Scholar] [CrossRef]
- Quintern, M.; Joergensen, R.G.; Wildhagen, H. Permanent-soil monitoring sites for documentation of soil-fertility development after changing from conventional to organic farming. J. Plant Nutr. Soil Sci. 2006, 169, 564–572. [Google Scholar] [CrossRef]
- Rasmussen, I.; Askegaard, M.; Olesen, J.E. Organic crop rotation experiments—Short-term versus longer-term results. In Proceedings of the Joint Organic Congress, Odense, Denmark, 30–31 May 2006; Available online: https://orgprints.org/id/eprint/7680/ (accessed on 18 July 2022).
- Boldrini, A.; Benincasa, P.; Gigliotti, G.; Businelli, D.; Guiducci, M. Effects of an organic and a conventional cropping system on soil fertility. In Proceedings of the ISOFAR Conference, Modena, Italy, 18–20 June 2008; Volume 2, pp. 324–326. Available online: https://orgprints.org/id/eprint/12381/ (accessed on 18 July 2022).
- Gruber, H. Entwicklung der Grundnährstoffe in einem schwach lehmigen Sandboden Norddeutschlands nach langjähriger ökologischer Bewirtschaftung. Mitt. Ges. Pflanzenbauwiss. 2009, 21, 123–125. [Google Scholar]
- Friedel, K.; Gabel, D.; Ehrmann, O.; Stahr, K. Auswirkungen unterschiedlich langer ökologischer Bodenbewirtschaftung auf Nährstoffverfügbarkeit und bodenbiologische Eigenschaften. In Proceedings of the Wissenschaftstagung zum Ökologischen Landbau, Berlin, Germany, 23–25 February 1999; Volume 5, pp. 182–185. [Google Scholar]
- Loes, A.-K. Studies of the Availability of Soil Phosphorus (P) and Potassium (K) in Organic Farming Systems, and of Plant Adaptations to Low P- and K-Availability. Ph.D. Thesis, University of As, As, Norway, 2003. [Google Scholar]
- Kolbe, H.; Jäckel, U.; Schuster, M. Entwicklung der Nährstoffgehalte und des pH-Wertes im Tiefenprofil von Testflächen im Verlauf der Umstellung auf ökologischen Landbau. Z. Kulturtech. Landentw. 1999, 40, 145–151. [Google Scholar]
- Kolbe, H. Humusumsatz und Nährstoffbilanzen—Ergebnisse und Schlussfolgerungen aus Dauerversuchen Mitteleuropas. In 50 Jahre Dauerversuche L 28 in Methau, Spröda und Bad Salzungen; Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft (TLL): Nossen, Germany; Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG): Nossen, Germany, 2015; Available online: https://www.landwirtschaft.sachsen.de/download/07_Endfassung_Kolbe_Humus_N-Bilanz_DauerversL28_Nossen15-1.pdf (accessed on 18 July 2022).
- Kolbe, H. Corg- und Nt-Bilanz sowie N-Effizienz in Anbausystemen mit mineralischer und organischer Düngung. In Nachhaltige Sicherung der Humusgehalte und Bodenfruchtbarkeit unter Beachtung von Klimawandel und EU-WRRL; Workshop; Kooperation der Landesanstalten und Landesämter für Landwirtschaft; Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG);LfULG: Nossen, Germany, 2016; Available online: https://www.landwirtschaft.sachsen.de/download/II-2_Humus_Workshop_CorgNt-Bilanz_Nossen22_3_16.pdf (accessed on 18 July 2022).
- Mayer, J.; Jarosch, K.A.; Hammelehle, A.; Dubois, D.; Gunst, L.; Bosshard, C.; Frossard, E.; Mäder, P.; Oberson, A. Stickstoffbilanzen in biologischen und konventionellen Anbausystemen—Das Effizienz-Nachhaltigkeits-Dilemma. In Proceedings of the Wissenschaftstagung Ökologischer Landbau, Campus Weihenstephan, Freising-Weihenstephan, Germany, 7–10 May 2017; Available online: https://orgprints.org/id/eprint/31925/ (accessed on 18 July 2022).
- Capriel, P. Standorttypische Humusgehalte von Ackerböden in Bayern. Schr. Bayer. Landesanstalt Landwirtsch. 2010, 5, 1–46. [Google Scholar]
- Kolbe, H. Einfluss des Klimawandels auf Humus- und Stickstoffvorräte im Boden sowie Kompensationsmöglichkeiten Durch Umstellung auf den Ökologischen Landbau am Beispiel von Sachsen. Schriftenr; Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG): Dresden, Germany, 2011; Volume H6, pp. 4–15. Available online: https://publikationen.sachsen.de/bdb/artikel/15132 (accessed on 18 July 2022).
- Kolbe, H.; Schliephake, W.; Müller, P. Berichte aus dem Ökolandbau 2022—Parameterdatensätze von organischen Materialien. Ernte- und Wurzelrückstände und Nährstoffgehalte der Fruchtarten, Nährstoffgehalte Organischer Düngemittel Sowie Abbauverhalten von Organischen Materialien im Boden; Dr. H. Kolbe: Schkeuditz, Germany, 2022; pp. 1–94. Available online: https://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa2-775069 (accessed on 18 July 2022).
- Mäder, P.; Berner, A.; Dierauer, H.U.; Messmer, M. Langjährige Auswirkungen reduzierter Bodenbearbeitung auf unterschiedlichen Standorten. In Proceedings of the Wissenschaftstagung Ökologischer Landbau, Gießen, Germany, 15–18 May 2011; Volume 11. Available online: https://orgprints.org/id/eprint/17771/ (accessed on 18 July 2022).
- Mallast, J.; Rühlmann, J.; Steinmann, H.-H. Wird “Pfluglos” überbewertet? DLG-Mitteilungen 2015, 6, 58–60. [Google Scholar]
- Smith, J.; Smith, P.; Wattenbach, M.; Zaehle, S.; Hierderer, R.; Jones, R.J.A.; Montanarella, L.; Rounsevell, M.D.A.; Reginster, I.; Ewert, F. Projected changes in mineral soil carbon of European croplands and grasslands, 1990–2080. Glob. Chang. Biol. 2005, 11, 2141–2152. [Google Scholar] [CrossRef]
- Sleutel, S.; De Neve, S.; Beheydt, D.; Li, C.; Hofman, G. Regional simulation of long-term organic carbon stock changes in cropland soils using DNDC model: 2. Scenarioanalysis of management options. Soil Use Manag. 2006, 22, 352–361. [Google Scholar] [CrossRef]
- Müller, C.; Eickhout, B.; Zaehle, S.; Bondeau, A.; Cramer, W.; Lucht, W. Effects of changes in CO2, climate, and land use on the carbon balance of the land biosphere during the 21st century. J. Geophys. Res. 2007, 112, 1–14. [Google Scholar] [CrossRef]
- Waldmann, F.; Weinzierl, W. Organische Kohlenstoffvorräte der Böden Baden-Württembergs in Abhängigkeit von Bodentyp, Bodenart, Klima und Landnutzung; Forschungsbericht KLIMOPASS; Landesamt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden Württemberg (LUBW): Karlsruhe, Germany, 2014; Available online: https://pudi.lubw.de/detailseite/-/publication/13155-Organische_Kohlenstoffvorr%C3%A4te_der_B%C3%B6den_Baden-W%C3%BCrttembergs_in_Abh%C3%A4ngigkeit_von_Bodentyp__Bodenart__K.pdf (accessed on 18 July 2022).
- Burgt Van Der, G.J.; Staps, S.; Timmermans, B. Dutch (organic) agriculture, carbon sequestration and energy production. Int. Sci. Conf. Sustain. Farm. Syst. 2008, 5, 88–91. Available online: http://www.louisbolk.org/downloads/2087.pdf (accessed on 18 July 2022).
- Sukkel, W.; van Geel, G.; de Haan, J.J. Carbon sequestration in organic and conventional managed soils in the Netherlands. In Proceedings of the Cultivating the Future Based on Science: 2nd Conference of the International Society of Organic Agriculture Research ISOFAR, Modena, Italy, 18–20 June 2008; Volume 16. Available online: http://orgprints.org/12300 (accessed on 18 July 2022).
- Fliessbach, A.; Oberholzer, H.-R.; Gunst, L.; Mäder, P. Soil organic matter and biological soil quality indicators after 21 years of organic and conventional farming. Agric. Ecosyst. Environ. 2007, 118, 273–284. [Google Scholar] [CrossRef]
- Granstedt, A.; Kjellenberg, L. Organic and biodynamic cultivation—As possible way of increasing humus capital, improving soil fertility and providing a significant carbon sink in Nordic conditions. In Proceedings of the Cultivating the Future Based on Science: 2nd Conference of the International Society of Organic Agriculture Research ISOFAR, Modena, Italy, 18-20 June 2008; Volume 16. Available online: http://orgprints.org/12625 (accessed on 18 July 2022).
- Hülsbergen, K.-J. Kohlenstoffspeicherung in Böden durch Humusaufbau. In Klimawandel und Ökolandbau; KTBL-Schrift; Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e.V. (KTBL): Darmstadt, Germany, 2008; Volume 472, pp. 65–80. [Google Scholar]
- Baveye, P.C.; Schnee, L.S.; Boivin, P.; Laba, M.; Radulovich, R. Soil Organic Matter Research and Climate Change: Merely Re-storing Carbon Versus Restoring Soil Functions. Front. Environ. Sci. 2020, 8, 579904. [Google Scholar] [CrossRef]
- Minasny, B.; Malone, B.P.; McBratney, A.B.; Angers, D.A.; Arrouays, D.; Chambers, A.; Chaplot, V.; Chen, Z.S.; Cheng, K.; Das, B.S.; et al. Soil carbon 4 per mille. Geoderma 2017, 292, 59–86. [Google Scholar] [CrossRef]
- Kolbe, H. Langzeitstudien zur Boden-C-Bindung. In Tagung Kohlenstoffspeicherung als neues Geschäftsmodell für Landwirte. Carbon Farming—CO2-Zertifikate für die Bindung von Kohlenstoff in Böden 14.11. 2019; Kompetenzzentrum 3N Niedersachsen, Werlte; Convention Center, Messegelände: Hannover, Germany, 2019; Available online: https://www.3-n.info/media/4_Downloads/pdf_NwsTrmn_3NVrnstltng_CarbonFarming_Hannover_Kolbe.pdf (accessed on 18 July 2022).
- Don, A.; Flessa, H.; Marx, K.; Poeplau, C.; Tiemeyer, B.; Osterburg, B. Die 4-Promille-Initiative “Böden für Ernährungssicherung und Klima”—Wissenschaftliche Bewertung und Diskussion möglicher Beiträge in Deutschland; Thünen Working Paper 112; Johann Heinrich von Thünen-Institut: Braunschweig, Germany, 2018. [Google Scholar]
- Poulton, P.; Johnston, J.; Macdonald, A.; White, R.; Powlson, D. Major limitations to achieving “4 per 1000” increases in soil organic carbon stock in temperate regions: Evidence from long-term experiments at Rothamsted Research, United Kingdom. Glob. Chang. Biol. 2018, 24, 2563–2584. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- Anonymous. Position Statement on Soil Carbon Sequestration and Its Possible Remuneration through CO2 Certificates; WWF Germany: Berlin, Germany, 2021; Available online: https://www.arc2020.eu/wp-content/uploads/2021/12/Position-Paper-Carbon-Soils_engl_10122021.pdf (accessed on 18 July 2022).
- Rahmann, G.; Aulrich, K.; Barth, K.; Böhm, H.; Koopmann, R.; Oppermann, R.; Paulsen, H.M.; Weißmann, F. Klimarelevanz des Ökologischen Landbaus—Stand des Wissens. Landbauforsch. vTI Agric. For. Res. 2008, 58, 71–89. [Google Scholar]
- El-Hage Scialabba, N.; Müller-Lindenlauf, M. Organic agriculture and climate change. Renew. Agric. Food Syst. 2010, 25, 158–169. [Google Scholar] [CrossRef]
- Kolbe, H.; Beckmann, U.; Model, A. Einfluss von Futterbau- und Marktfruchtsystemen auf Leistungen der Fruchtfolge, Bodenfruchtbarkeit und Umwelt. Beitr. Wiss.-Tag. Ökol. Landbau Wien 2003, 7, 53–56. [Google Scholar]
- Körschens, M. Der organische Kohlenstoff im Boden (Corg)—Bedeutung, Bestimmung, Bewertung. Arch. Agron. Soil Sci. 2010, 56, 375–392. [Google Scholar] [CrossRef]
- Schmitt, L.; Dewes, T. N2-Fixierung und N-Flüsse in und unter Kleegrasbeständen bei viehloser und viehhaltender Bewirtschaftung. Beitr. Wiss.-Tagung Ökol. Landbau Bonn 1997, 4, 258–264. [Google Scholar]
- Surböck, A.; Friedel, J.K.; Heinzinger, M.; Schweinzer, A.; Freyer, B. Auswirkungen unterschiedlicher Vorfrüchte und Düngungssysteme auf Ertrag und Qualität von Winterweizen. Poster. In Proceedings of the Wissenschaftstagung ökologischer Landbau, Campus Weihenstepha, Freising-Weihenstephan, Germany, 7–10 May 2017; Volume 14. Available online: https://orgprints.org/id/eprint/31616/ (accessed on 18 July 2022).
- Schuster, M.; Kolbe, H. Einfluss von Stroh- und Gründüngung auf die Ertrags- und Qualitätsleistung von Hafer in viehlosen Anbausystemen des ökologischen Landbaus. In Berichte aus dem Ökolandbau; Schriftenr; Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG): Dresden, Germany, 2015; Volume H2, pp. 4–41. Available online: https://orgprints.org/id/eprint/29537/ (accessed on 18 July 2022).
- Köhn, W.; Limberg, P. Der internationale organische Stickstoffdüngungsversuch (IOSDV) Berlin-Dahlem nach drei Rotationen. Arch. Acker-Pflanzenb. Bodenk. 1996, 40, 75–95. [Google Scholar]
- Albert, E. Wirkung einer langjährig differenzierten mineralisch-organischen Düngung auf Ertragsleistung, Humusgehalt, Netto-N-Mineralisierung und N-Bilanz. Arch. Acker-Pflanzenb. Bodenk. 1999, 46, 187–213. [Google Scholar]
- Thomsen, I.K.; Samson, M.; Carea, M.; Narducci, V. The influence of long-term inputs of catch crops and cereal straw on yield, protein composition and technological quality of spring and winter wheat. Internat. J. Food Sci. Technol. 2011, 46, 216–220. [Google Scholar] [CrossRef]
- Paul, E.A.; Clark, F.E. Soil Microbiology and Biochemistry; Academy Press: San Diego, CA, USA, 1989. [Google Scholar]
- Sauerbeck, D. Funktion, Güte und Belastbarkeit des Bodens aus Agrikulturchemischer Sicht; Verlag W. Kohlhammer: Stuttgart, Germany, 1985. [Google Scholar]
- Gutser, R.; Ebertseder, T.; Schraml, M.; von Tucher, S.; Schmidhalter, U. Stickstoffeffiziente und umweltschonende organische Düngung. In: Emissionen landwirtschaftlich genutzter Böden. KTBL-Schrifit 2010, 483, 31–50. [Google Scholar]
- Kolbe, H.; Zimmer, J. Leitfaden zur Humusversorgung. Informationen für Praxis, Beratung und Schulung; Broschüre; Verbund der Landesanstalten und Landesämter für Landwirtschaft: Dresden, Germany; Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG): Dresden, Germany, 2015; Available online: https://orgprints.org/id/eprint/29534/ (accessed on 18 July 2022).
- Franko, U.; Kolbe, H.; Thiel, E.; Liess, E. Multi-site validation of a soil organic matter model for arable fields based on generelly available input data. Geoderma 2011, 166, 119–134. [Google Scholar] [CrossRef]
- Koch, W. Versuch Anbausysteme-Vergleich Bernburg. In DLG-Anbausysteme-Vergleich; Agritechnica: Hannover, Germany, 2019. [Google Scholar]
- Müller, P.; Schliephake, W.; Kolbe, H. Berichte aus dem Ökolandbau 2022—Nachwirkungsvermögen von Zwischenfrüchten und organischer Düngung. Einfluss des Zwischenfruchtanbaus auf das Nachwirkungsvermögen Organischer Düngemittel Beim Anbau von Kartoffeln, Weizen und Mais auf einem Lehmboden im Ökologischen Landbau. Ergebnisse aus Feld- und Gefäßversuchen; Dr. H. Kolbe: Schkeuditz, Germany, 2022; pp. 1–138. Available online: https://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa2-775091 (accessed on 18 July 2022).
- Kolbe, H. Wirkungsgrad organischer Düngemittel auf Ertrag und Qualität von Kartoffeln im öko-logischen Landbau. In Berichte aus dem Ökologischen Pflanzenbau; Sächsische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL): Leipzig, Germany, 2007; Volume H9, pp. 22–46. Available online: https://orgprints.org/id/eprint/11010/ (accessed on 18 July 2022).
- Kolbe, H. Wirkung organischer Düngemittel auf Ertrag und Qualität von Kartoffeln im Ökologischen Landbau; Arbeitspapier, FB Pflanzliche Erzeugung; Sächsische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL): Leipzig, Germany, 2008; Available online: https://orgprints.org/id/eprint/13624/ (accessed on 18 July 2022).
- Möller, K.; Schultheiß, U. Organische Handelsdüngemittel im ökologischen Landbau. KTBL-Schrift 2014, 499, 1–392. [Google Scholar]
- Kolbe, H.; Schmidt, E.; Klages, S. Bodenfruchtbarkeit und Düngung. In Faustzahlen für den Ökologischen Landbau; Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft (KTBL): Darmstadt, Germany, 2015; pp. 103–151. [Google Scholar]
- Anonymous. Verordnung (EG) 834/2007 des Rates über die ökologische/biologische Produktion und Kennzeichnung von ökologischen/biologischen Erzeugnissen und zur Aufhebung der Verordnung (EWG) 2092/91. Amtsbl. Eur. Union 2007, L189, 1–23. [Google Scholar]
- Barth, N.; Tannert, R.; Kurzer, H.-J.; Kolbe, H.; Andreae, H.; Jacob, F.; Haferkorn, U.; Rust, M.; Grunert, M. Stickstoffmonitoring Sächsischer Böden; Broschüre; Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG): Dresden, Germany, 2016; Available online: https://publikationen.sachsen.de/bdb/artikel/27511/documents/39179 (accessed on 18 July 2022).
- Meineke, S. Einfluss Mineralischer, Organischer Sowie Organisch-Mineralischer Düngung auf Erträge und Gehalte an Einigen Qualitätsbestimmenden Inhaltsstoffen in Kartoffeln, Möhren, Spinat und Tomaten aus mehrjährigen Feld- und Gefäßversuchen; Cuvillier Verlag: Göttingen, Germany, 1994. [Google Scholar]
- Körschens, M.; Albert, E.; Armbruster, M.; Barkusky, D.; Baumecker, M.; Behle-Schalk, L.; Bischoff, R.; Čergan, Z.; Ellmer, F.; Herbst, F.; et al. Effect of mineral and organic fertilization on crop yield, nitrogen uptake, carbon and nitrogen balances, as well as soil organic carbon content and dynamics: Results from 20 European long-term field experiments of the twenty-first century. Arch. Agron. Soil Sci. 2012, 59, 1017–1040. [Google Scholar] [CrossRef]
- Kolbe, H. Berichte aus dem Ökolandbau 2021—Nährstoffumsatz, Ertrag und Qualität von Kartoffeln. Einfluss mineralischer und Organischer Düngemittel auf den Nährstoffumsatz im Boden Sowie Ertrag und Qualität von Kartoffeln im Ökologischen Landbau; Dr. H. Kolbe: Schkeuditz, Germany, 2021; pp. 1–144. Available online: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa2-767203 (accessed on 18 July 2022).
- Farack, K.; Müller, P.; Schliephake, W.; Kolbe, H. Berichte aus dem Ökolandbau 2021—Dauerversuch zur Organischen und Mineralischen Grunddüngung. Einfluss Steigender Organischer Sowie Mineralischer P- und K-Düngung auf Merkmale der Bodenfruchtbarkeit, Ertrag und Qualität der Fruchtarten in Einem ökologischen Dauerversuch auf Lehmboden; Dr. H. Kolbe: Schkeuditz, Germany, 2021; pp. 1–112. Available online: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa2-768767 (accessed on 18 July 2022).
- Steinshamn, H. Effects of cattle slurry on the growth potential and clover proportion of organically managed grass-clover leys. Acta Agric. Scand. Sect. B Soil Plant Sci. 2001, 51, 113–124. [Google Scholar] [CrossRef]
- Möller, K.; Stinner, W.; Deuker, A. Effects of different manuring systems with and without biogas digestion on nitrogen cycle and crop yield in mixed organic dairy farming systems. Nutr. Cycl. Agroecosyst. 2008, 82, 209–232. [Google Scholar] [CrossRef]
- Askegaard, M.; Olesen, J.E.; Rasmussen, I.A. Long-term organic crop rotation experiments for cereal production—Yield development and dynamics. In Proceedings of the ISOFAR “Researching Sustainable Systems”, Adelaide, Australia, 21–23 September 2005; pp. 198–201. [Google Scholar]
- Weissbach, F. Über die Schätzung des Beitrags der symbiontischen N2-Fixierung durch Weißklee zur Stickstoffbilanzierung von Grünlandflächen. Landbauforsch. Völkenrode 1995, 45, 67–74. [Google Scholar]
- Trott, H.; Wachendorf, M.; Büchter, M.; Taube, T. Stickstoffmanagement in unterschiedlich genutzten Grünlandbeständen unter Berücksichtigung der N-Verluste. In DLG-Ausschuss “Grünland und Futterbau” im Haus Riswick, Kleve, Germany; DLG-Grünlandtag: Frankfurt, Germany, 2003; pp. 25–35. Available online: https://www.dlg.org/fileadmin/downloads/landwirtschaft/themen/ausschuesse_facharbeit/pflanze/gruenland/Gruenlandtagung03.pdf (accessed on 18 July 2022).
- Schmidtke, H. Selbstregelung der N-Zufuhr im Ökologischen Landbau—Ein Wirkungsmechanismus zum Schutz des Grundwassers? Beitr. Wiss.-Tagung Ökol. Landbau Bonn 1997, 4, 21–27. [Google Scholar]
- Schuphan, W. Mensch und Nahrungspflanze. der Biologische Wert der Nahrungspflanze in Abhängigkeit von Pestizideinsatz, Bodenqualität und Düngung; Dr. W. Junk Publishers: The Hague, The Netherlands, 1976. [Google Scholar]
- Köppen, D.; Eich, D.; Kerner, A. Einfluss 80jähriger differenzierter Düngung auf Kartoffelertrag und -inhaltsstoffe bei der Sorte “Adretta” im Statischen Versuch Bad Lauchstädt. Arch. Acker-Pflanzenb. Bodenk. 1990, 34, 63–70. [Google Scholar]
- Kolbe, H.; Beckmann, U. Einfluss extrem unterschiedlich hoher mineralischer und organischer Düngung und Beregnung auf Ertragsleistung der Kulturarten, Bodenfruchtbarkeit und Umwelt-verträglichkeit eines Sandbodens. In Umweltwirkungen von Extensivierungsmaßnahmen; Schriftenr; Sächsische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL): Leipzig, Germany, 2003; Volume H6, pp. 1–41. Available online: https://publikationen.sachsen.de/bdb/artikel/14035/documents/16492 (accessed on 18 July 2022).
- Kolbe, H. Acker-und Pflanzenbaulicher, Ökologischer und Ökonomischer Vergleich Verschiedener Landwirtschaftlicher Bewirtschaftungssysteme Unterschiedlicher Intensität und Schlußfolgerungen für Weitere Notwendige Untersuchungen unter Besonderer Berücksichtigung der Landwirtschaftlichen Bedingungen in den Neuen Bundesländern; Literaturstudie; Institut für Bodenkultur und Pflanzenbau, Sächsische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL): Leipzig, Germany, 1993; unpublished. [Google Scholar]
- Kolbe, H. Nährstoffversorgung und Qualität der Kartoffel. Potato Nutrition and Tuber Quality; Severin Verlag: Göttingen, Germany, 1995. [Google Scholar]
- Gutser, R.; Ebertseder, T. Steuerung der Stickstoffkreisläufe landwirtschaftlicher Betriebe durch effiziente Verwertung der Wirtschaftsdünger. In Neue Wege der Tierhaltung; KTBL-Schrift: Darmstadt, Germany, 2002; Volume 408, pp. 153–168. [Google Scholar]
- Armbruster, M.; Wiesler, F. Dauerversuche der LUFA Speyer—Stickstoff-Ausnutzung organischer Dünger. Internat. Arbeitsgemein. f. Bodenfruchtbarkeit. In Proceedings of the LTFE-Meeting, Gießen, Germany, 18–21 September 2019. [Google Scholar]
- Schröder, J.J.; Jansen, A.G.; Hilhorst, G.J. Long-term nitrogen supply from cattle slurry. Soil Use Manag. 2005, 21, 196–204. [Google Scholar] [CrossRef]
- Scherer, H.W.; Werner, W.; Kohl, A. Einfluss langjähriger Gülledüngung auf den Nährstoffhaushalt des Bodens. 1. Mitteilung: N-Akkumulation und N-Nachlieferungsvermögen. Z. Pflanzenern. Bodenk. 1988, 151, 57–61. [Google Scholar] [CrossRef]
- Richter, C.; Heiligtag, B.; Schmidt, R.; Kölsch, E. Einfluss unterschiedlicher Düngung auf pH, N, C, und die Gehalte an CAL-extrahierbarem K und P im Boden. Z. Pflanzenern. Bodenk. 1997, 160, 107–111. [Google Scholar] [CrossRef]
- Scharf, H.; Schönmeier, H. Organisch und anorganisch gebundener Phosphor im Boden nach langjähriger unterschiedlicher Gülle- und Mineraldüngung. Kühn-Archiv 1997, 91, 35–46. [Google Scholar]
- Bachthaler, G. Einfluss verschiedener Humusdünger auf den Pflanzenertrag auf einer Parabraunerde aus Lößlehm. Landwirtsch. Forsch. 1973, 28, 297–309. [Google Scholar]
- Friedel, J.K.; Dierenbach, E.; Gabel, D. Die Rolle der mikrobiellen Biomasse im C- und N-Kreislauf ökologisch bewirtschafteter Ackerböden. Beitr. Wiss.-Tagung Ökol. Landbau Bonn 1997, 4, 77–83. [Google Scholar]
- Whalen, J.K.; Chang, C.; Olson, B.M. Nitrogen and phosphorus mineralization potentials of soils receiving repeated annual cattle manure applications. Biol. Fertil. Soils 2001, 34, 334–341. [Google Scholar] [CrossRef]
- Meyer, D.; Kolbe, H. Improvement of nitrogen-fertilizer recommendation by consideration of long-term site and cultivation effected mineralization. Agronomy 2021, 11, 2492. [Google Scholar] [CrossRef]
- Kerschberger, M.; Schröter, H. Von wegen sauer! DLG-Mitteilungen 2015, 3, 26–29. [Google Scholar]
- Schubert, S.; Steffens, D. Stickstoff- und Protonenhaushalt in einer Ackerbohnen-Weizen-Fruchtfolge: 18 Jahre Dauerfeldversuch Launsbacher Weg, Abstracts. In Proceedings of the LTFE-Meeting 2019, Gießen, Germany, 18–21 September 2019; Volume 29. [Google Scholar]
- Grunert, M. Nährstoffgehalte Ausgewählter Mineralischer N-, P- und K-Dünger; Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG): Dresden, Germany, 2019. [Google Scholar]
- Werner, W.; Fritsch, F.; Scherer, H.W. Einfluss langjähriger Gülledüngung auf den Nährstoffhaushalt des Bodens. 2. Mitteilung: Bindung und Löslichkeitskriterien der Bodenphosphate. Z. Pflanzenern. Bodenk. 1988, 151, 63–68. [Google Scholar] [CrossRef]
- Whalen, J.K.; Chang, C. Phosphorus accumulation in cultivated soils from long-term annual applications of cattle feedlot manure. J. Environ. Qual. 2001, 30, 229–237. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- Owen, J.; LeBlanc, S.; Filmore, S.A.E. Season-long supply of plant-available nutrients from compost and fertiliser in a long term organic vs. conventional snap bean rotations experiment. In Proceedings of the Cultivating the Future Based on Science: 2nd Conference of the International Society of Organic Agriculture Research ISOFAR, Modena, Italy, 18–20 June 2008; Volume 16. Available online: https://orgprints.org/id/eprint/11798/ (accessed on 18 July 2022).
- Shen, P.; Xu, M.; Zhang, H.; Yang, X.; Huang, S.; Zhang, S.; He, X. Long-term response of soil Olsen P and organic C to the depletion or addition of chemical and organic fertilizers. CATENA 2014, 118, 20–27. [Google Scholar] [CrossRef]
- Bauke, S.L.; von Sperber, C.; Tamburini, F.; Gocke, M.I.; Honermeier, B.; Schweitzer, K.; Baumecker, M.; Don, A.; Sandhage-Hofmann, A.; Amelung, W. Subsoil phosphorus is affected by fertilization regime in long-term agricultural experimental trials. Eur. J. Soil Sci. 2018, 69, 103–112. [Google Scholar] [CrossRef]
- Bull, I.; Diepolder, M.; Grunert, M.; Haferkorn, U.; Heigl, L.; Knoblauch, S.; Koch, D.; Meißner, R.; Ramp, C.; Rupp, H.; et al. Langjährige Untersuchungen zur P-, K-, Mg- und S-Auswaschung aus Landwirtschaftlich Genutzten Böden in Deutschland; Kooperation Lysimeter; Beiheft zur Schriftenreihe “Landwirtschaft und Landschaftspflege in Thüringen”; Neues aus Untersuchung und angewandter Forschung 1; Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft: Jena, Germany, 2018. [Google Scholar]
- Merbach, W.; Herbst, F.; Gans, W.; Völker, U. pH-Wert und Nährstoffverfügbarkeit im “Ewigen Roggenbau” (Halle) im Verlauf von 140 Jahren, Abstracts. In Proceedings of the LTFE-Meeting 2019, Gießen, Germany, 18–21 September 2019; Volume 33. [Google Scholar]
- Wang, Y.; Bauke, S.L.; Von Sperber, C.; Tamburini, F.; Guigue, J.; Winkler, P.; Kaiser, K.; Honermeier, B.; Amelung, W. Soil phosphorus cycling is modified by carbon and nitrogen fertilization in a long-term field experiment. J. Plant Nutr. Soil Sci. 2021, 184, 282–293. [Google Scholar] [CrossRef]
- Erhart, E.; Leichtinger, F.; Hartl, W. Nitrogen leaching losses under crops fertilized with biowaste compost compared with mineral fertilization. J. Plant Nutr. Soil Sci. 2007, 170, 608–614. [Google Scholar] [CrossRef]
- Ruhe, I.; Loges, R.; Taube, F. Vergleichende Analyse der N-Flüsse in Fruchtfolgen N-intensiver und N-extensiver ökologischer Produktionssysteme unter besonderer Berücksichtigung der Nitratverluste. Beitr. Wiss.-Tagung Ökol. Landbau Freis.-Weihensteph. 2001, 6, 237–240. [Google Scholar]
- Taube, F.; Loges, R.; Kelm, M.; Latacz-Lohmann, U. Vergleich des ökologischen und konventionellen Ackerbaus im Hinblick auf Leistungen und ökologische Effekte auf Hochertragsstandorten Norddeutschlands (An economic and ecological comparison of organic and conventional arable farming systems in Northern Germany). Ber. Landwirtsch. 2005, 83, 165–176. [Google Scholar]
- Knoblauch, S.; Albert, E.; Haferkorn, U.; Heyn, J.; Herold, L.; Lippold, T.; Lehmann, E.; Lorenz, J.; Zachow, B.; Meißner, R.; et al. Wirkung landwirtschaftlicher Nutzung auf die N-Auswaschung anhand langjähriger Lysimetermessungen in Mittel- und Nordostdeutschland und Schlussfolgerungen für die Minimierung der N-Befrachtung der Gewässer; Mehrländerprojekt; Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft: Jena, Germany, 2013. [Google Scholar]
- Eltun, R. Comparison of nitrogen leaching in ecological and conventional cropping systems. In Nitrogen Leaching in Ecological Agriculture; Kristensen, L., Stopes, C., Kolster, P., Granstedt, A., Eds.; ABA Academic Publishers: Bicester, UK, 1995; pp. 103–114. [Google Scholar]
- Kwiatkowski, C.A.; Harasim, E. Chemical properties of soil in four-field crop rotations under organic and conventional farming systems. Agronomy 2020, 10, 1045. Available online: https://www.mdpi.com/2073-4395/10/7/1045 (accessed on 18 July 2022). [CrossRef]
- Thorup-Kristensen, K.; Dresboll, D.B.; Kristensen, H.L. Crop yield, root growth, and nutrient dynamics in a conventional and three organic cropping systems with different levels of external inputs and N re-cycling through fertility building crops. Eur. J. Agron. 2012, 37, 66–82. [Google Scholar] [CrossRef]
- Stumm, C.; Köpke, U. Optimierung des Futterleguminosenanbaus im viehlosen Acker- und Gemüsebau. In Proceedings of the Wissenschaftstagung Ökologischer Landbau, Hochschule für nachhaltige Entwicklung, Eberswalde, Germany, 17–20 May 2015; Volume 13. Available online: https://orgprints.org/id/eprint/27196/ (accessed on 18 July 2022).
- Maaß, H.; Blumenstein, B.; Bruns, C.; Möller, D. Alternativen der Kleegrasnutzung in vieharmen und viehlosen Betrieben. In Proceedings of the Wissenschaftstagung Ökologischer Landbau, Campus Weihenstephan, Freising-Weihenstephan, Germany, 7–10 May 2017; Volume 14. Available online: https://orgprints.org/id/eprint/31859/ (accessed on 18 July 2022).
- Hülsbergen, K.-J.; Rauhe, K.; Scharf, H.; Matthies, H. Langjähriger Einfluss kombinierter organisch-mineralischer Düngung auf Ertrag, Humusgehalt und Stickstoffverwertung. Kühn-Archiv 1992, 86, 11–24. [Google Scholar]
- Rogasik, J.; Obenauf, S.; Lüttich, M.; Ellerbrock, R. Faktoreinsatz in der Landwirtschaft-ein Beitrag zur Ressourcenschonung (Daten und Analysen aus dem Müncheberger Nährstoffsteigerungsversuch). Arch. Acker-Pfl. Boden. 1997, 42, 247–263. [Google Scholar]
- Grunert, M. Wirkung langjähriger Kompostgaben—Sächsische Versuchsergebnisse. In Fachtagung “Kompost im Ökolandbau”; LfULG: Nossen, Germany, 2020; Available online: https://www.landwirtschaft.sachsen.de/download/Kompost_Nossen_2020_11_04.pdf (accessed on 18 July 2022).
- Albert, E.; Förster, F.; Ernst, H.; Kolbe, H.; Dittrich, B.; Laber, H.; Handschack, M.; Krieghoff, G.; Heidenreich, T.; Riehl, G.; et al. Umsetzung der Düngeverordnung. Hinweise und Richtwerte für die Praxis; Broschüre; Sächsische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL): Dresden, Germany, 2007; Available online: https://publikationen.sachsen.de/bdb/artikel/15242/documents/18421 (accessed on 18 July 2022).
- Scheller, E.; Koi, U.; Moritz, C. Der Einfluss mehrjähriger Luzerne auf die Nitrat-N-Gehalte der ungesättigten Zone im tieferen Unterboden. Beitr. Wiss.-Tagung Ökol. Landbau Kiel 1995, 3, 189–192. [Google Scholar]
- Kolbe, H.; Schuster, M.; Hänsel, M.; Schließer, I.; Pölitz, B.; Steffen, E.; Pommer, R. Feldfutterbau und Gründüngung im Ökologischen Landbau. Informationen für Praxis und Beratung; Broschüre; Sächsische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL): Dresden, Germany, 2006; Available online: https://orgprints.org/id/eprint/15102/ (accessed on 18 July 2022).
- Thorup-Kristensen, K. Six years results from an organic vegetable crop rotation aimed at self-sufficiency in nitrogen. In Proceedings of the International Horticultural Congress & Exhibition (IHC 2002), Toronto, ON, Canada, 11–17 August 2002; Available online: https://orgprints.org/id/eprint/3874/ (accessed on 18 July 2022).
- Chirinda, N.; Olsen, J.E.; Porter, J.R. Root carbon input in organic and inorganic fertilizer-based systems. Plant Soil 2012, 359, 321–333. [Google Scholar] [CrossRef]
- Pommer, G.; Bachthaler, G. Ertragsbeeinflussende Wirkungen verschiedener Formen der organischen Düngung in langjährigen Getreidefruchtfolgen. Z. Acker-Pflanzenb. 1978, 147, 241–254. [Google Scholar]
- Friedel, J.; Kasper, M.; Schmid, H.; Hülsbergen, K.-J.; Freyer, B. Need for phosphorus input in Austrian organic farming? In Proceedings of the 18th IFOAM Organic World Congress, Istanbul, Turkey, 13–15 October 2014; Volume 4, pp. 37–40. [Google Scholar]
- Gattinger, A.; Skinner, C.; Krauss, M.; Mäder, P. Auswirkungen des langfristigen ökologischen Landbaus auf bodenbürtige Treibhausgasemissionen. In Proceedings of the Innovatives Denken für eine nachhaltige Land- und Ernährungswirtschaft. Beiträge zur 15. Wissenschaftstagung Ökologischer Landbau, Kassel, Germany, 5–8 May 2019; Volume 15. Available online: https://orgprints.org/id/eprint/36205/ (accessed on 18 July 2022).
- Model, A. Spurengasflüsse (N2O, CH4, CO2) in Verschiedenen Anbausystemen des Ökologischen Landbaus. Ph.D. Thesis, Universität of Halle-Wittenberg, Halle/Saale, Germany, 2003. [Google Scholar]
- Model, A.; Beckmann, U.; Russow, R.; Kolbe, H. Trace gas fluxes (N2O, CH4) of two different cropping systems of organic farming. In Greenhouse Gas Emissions from Agriculture Mitigation Options and Strategies, Proceedings of the International Conference, Leipzig, Germany, 10−12 February 2004; Weiske, A., Ed.; Institute for Energy and Environment: Leipzig, Germany, 2004; pp. 31–37. [Google Scholar]
- Heuwinkel, H. N2-Bindung in gemulchtem Kleegras: Messmethodik und Fixierleistung. Beitr. Wiss.-Tag. Ökol. Landbau Freis.-Weihensteph. 2001, 6, 183–186. [Google Scholar]
- Heuwinkel, H.; Gutser, R.; Schmidhalter, U. Auswirkung einer Mulch- statt Schnittnutzung von Kleegras auf die N-Flüsse in einer Fruchtfolge. In Forschung für den Ökologischen Landbau; Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL): Freising, Germany, 2005; pp. 71–79. Available online: https://www.lfl.bayern.de/mam/cms07/publikationen/daten/schriftenreihe/p_19819.pdf (accessed on 18 July 2022).
- Loges, R.; Kaske, A.; Taube, F. Dinitrogen fixation and residue nitrogen of different managed legumes and nitrogen uptake of subsequent winter wheat. In Designing and Testing Crop Rotations for Organic Farming; DARCOF Report; Olesen, J.E., Eltun, R., Gooding, M.J., Jensen, E.S., Köpke, U., Eds.; Danish Research Centre for Organic Farming: Tjele, Denmark, 1999; Volume 1, pp. 181–190. [Google Scholar]
- Smith, S.J.; Sharpley, A.N. Soil nitrogen mineralization in the presents of surface and incorporated crop residues. Agron. J. 1990, 82, 112–116. [Google Scholar] [CrossRef]
- Riley, H.; Løes, A.-K.; Hansen, S.; Dragland, S. Yield responses and nutrient utilization with the use of chopped grass and clover material as surface mulches in an organic vegetable growing system. Biol. Agric. Horticult. 2003, 21, 63–90. [Google Scholar] [CrossRef]
- Albert, E. Wirkung langjähriger differenzierter N-, P- und K-Düngung auf Nährstoffentzug, -bilanz und -ausnutzung sowie Nährstoffgehalt des Bodens. Arch. Acker-Pflanzenb. Bodenkd. 1980, 24, 99–106. [Google Scholar]
- Kolbe, H.; Rikabi, F.; Albert, E.; Ernst, H.; Förster, F. Ansätze zur PK-Düngungsberatung im Ökologischen Landbau. In Kongreßband 1999; VDLUFA-Schriftenr: Darmstadt, Germany, 1999; Volume 52, pp. 223–226. [Google Scholar]
- Kolbe, H. Phosphor und Kalium im ökologischen Landbau-aktuelle Probleme, Herausforderungen, Düngungsstrategien. In Proceedings of the Phosphor- und Kaliumdüngung-brauchen wir neue Düngekonzepte? Tagung d. Verbandes d. Landwirtschaftskammern (VLK) u. d. Bundesarbeitskreises Düngung (BAD), Frankfurt am Main, Germany, 20–21 April 2010; pp. 117–137. Available online: https://orgprints.org/id/eprint/19354/ (accessed on 18 July 2022).
- Korsaeth, A. N, P, and K Budgets and Changes in Selected Topsoil Nutrients over 10 Years in a Long-Term Experiment with Conventional and Organic Crop Rotations. Appl. Environ. Soil Sci. 2012, 2012, 539582. [Google Scholar] [CrossRef] [Green Version]
- Becker, K.; Riffel, A.; Leithold, G. Sicherung des Ertragspotentials von Luzerne-Kleegrasbeständen Durch Verbesserung des Aktuellen Schwefelversorgungszustandes Ökologisch Bewirtschafteter Flächen—Situation und Bedeutung unter Praxisbedingungen; Abschlussbericht zum Forschungsprojekt 2810OE104; Universität: Gießen, Germany, 2015; Available online: https://orgprints.org/id/eprint/29689/ (accessed on 18 July 2022).
- Kolbe, H. Einfluss mineralischer P- und K-Düngung auf die Ertragsreaktion der Fruchtarten in Abhängigkeit von der Nährstoffversorgung des Bodens unter den Anbaubedingungen des ökologischen Landbaus in Deutschland. J. Kult. 2019, 71, 161–181. [Google Scholar]
- Mäder, P.; Berner, A.; Bosshard, C.; Oberholzer, H.-R.; Fitze, P. Soil nutrients and yield of winter wheat grown on Swiss organic farms. In Proceedings of the 13th International IFOAM Scientific Conference, Basel, Switzerland, 28–31 August 2000; Volume 13, p. 26. [Google Scholar]
- Reimer, M.; Hartmann, T.E.; Oelofse, M.; Magid, J.; Bünemann, E.K.; Möller, K. Reliance on biological nitrogen fixation depletes soil phosphorus and potassium reserves. Nutr. Cycl. Agroecosyst. 2020, 118, 273–291. [Google Scholar] [CrossRef]
- Goulding, K.; Stockdale, E.; Fortune, S.; Watson, C. Nutrient cycling on organic farms. J. R. Agric. Soc. Engl. 2000, 161, 65–75. [Google Scholar]
- Cooper, J.; Reed, E.Y.; Hörtenhuber, S.; Lindenthal, T.; Loes, A.-K.; Mäder, P.; Magid, J.; Oberson, A.; Kolbe, H.; Möller, K. Phosphorus availability on many organically managed farms in Europe. Nutr. Cycl. Agroecosyst. 2018, 110, 227–239. [Google Scholar] [CrossRef]
- Kolbe, H.; Meyer, D.; Schmidtke, K. Schlaggenaue Analyse von 32 Betrieben des ökologischen Landbaus im Freistaat Sachsen: Fruchtfolgegestaltung. Ber. Landwirtsch 2021, 99, 1–28. [Google Scholar]
- Sommer, H.; Schmid-Eisert, A.; Franz, K.; Leithold, G. Steigerung der Produktionsintensität im ökologischen Landbau: Ergebnisse einer 14-jährigen Fallstudie am Beispiel des Lehr- und Versuchsbetriebes Gladbacherhof. In Proceedings of the Wissenschaftstagung Ökologischer Landbau, Gießen, Germany, 16–18 May 2011; Volume 11, pp. 159–162. [Google Scholar]
- Reeb, D. Analyse und Bewertung des Humus- und Nährstoffhaushaltes ackerbaulich genutzter Böden des Lehr- und Versuchsbetriebes Gladbacherhof. Diploma Thesis, Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung II, Universität, Gießen, Germany, 2004. Available online: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2004/1811/pdf/ReebDominik-2004-09-24.pdf (accessed on 18 July 2022).
- Riffel, A.; Becker, K.; Leithold, G. Bemessung einer Schwefel-Düngung in einem Luzerne-Kleegras-Bestand im 2. Hauptnutzungsjahr. In Proceedings of the Wissenschaftstagung Ökologischer Landbau, Hochschule für nachhaltige Entwicklung, Eberswalde, Germany, 17–20 May 2015; Volume 13. Available online: https://orgprints.org/id/eprint/27204/ (accessed on 18 July 2022).
- Haug, H.M. Probleme der Umstellung von Konventioneller auf Biologisch-Dynamische Wirtschaftsweise unter besondcerer Berücksichtigung Ackerbaulicher Maßnahmen; Forschungsring für Biologisch-Dynamische Wirtschaftsweise: Darmstadt, Germany, 1974. [Google Scholar]
- Seuri, P. Nitrogen utilization in integrated crop and animal production. In Proceedings of the Cultivating the Future Based on Science: 2nd Conference of the International Society of Organic Agriculture Research ISOFAR, Modena, Italy, 18–20 June 2008; Volume 16. Available online: https://orgprints.org/id/eprint/12304/ (accessed on 18 July 2022).
- Rempelos, L.; Baranski, M.; Wang, J.; Adams, T.N.; Adebusuyi, K.; Beckman, J.J.; Brockbank, C.J.; Douglas, B.S.; Feng, T.; Greenway, J.D.; et al. Integrated soil and crop management in organic agriculture: A logical framework to ensure food quality and human health? Agronomy 2021, 11, 2494. [Google Scholar] [CrossRef]
- Scherer, H.W.; Welp, G. Kompost fördert S-Versorgung der Pflanzen. In Getreide Magazin; Sonderdruck, 3; Universität Bonn: Bonn, Germany, 2008; pp. 1–4. [Google Scholar]
- Förster, S. Einfluss langjährig Differenzierter Organischer Düngung auf S-Bindungsformen und S-Nachlieferung einer Parabraunerde aus Löß. Ph.D. Thesis, Universität of Bonn, Bonn, Germany, 2013. [Google Scholar]
- Kautz, T.; Amelung, W.; Ewert, F.; Gaiser, T.; Horn, R.; Jahn, R.; Javaux, M.; Kemna, A.; Kuzyakov, Y.; Munch, J.-C.; et al. Nutrient acquisition from arable subsoils in temperate climates: A review. Soil Biol. Biochem. 2013, 57, 1003–1022. [Google Scholar] [CrossRef]
- Kühling, I.; Hess, J.; Trautz, D. Nachhaltige Intensivierung und Ökolandbau—Passt das zusammen? Okol. Landbau 2015, 3, 18–20. [Google Scholar]
- Meemken, E.-M.; Qaim, M. Organic agriculture, food security, and the environment. Ann. Rev. Res. Econ. 2018, 10, 39–63. [Google Scholar] [CrossRef]
- Kolbe, H. Fruchtfolgegestaltung im ökologischen und extensiven Landbau: Bewertung von Vor-fruchtwirkungen. Pflanzenbauwiss 2006, 10, 82–89. [Google Scholar]
- Kolbe, H. Fruchtfolgegrundsätze im Ökologischen Landbau; Faltblatt; Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG): Dresden, Germany, 2008; Available online: https://publikationen.sachsen.de/bdb/artikel/13610 (accessed on 18 July 2022).
- Kolbe, H. Anwendungsbeispiele zur standortangepassten Humusbilanzierung im ökologischen Landbau. In Standortangepasste Humusbilanzierung im ökologischen Landbau. Informationen für Praxis, Beratung und Schulung; Broschüre; Sächsische Landesanstalt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG): Dresden, Germany, 2013; Available online: https://orgprints.org/id/eprint/23098/ (accessed on 18 July 2022).
- Stein-Bachinger, K.; Reckling, M. Fruchtfolge. In Kreislauforientierte Ökologische Landwirtschaft—Handlungsempfehlungen für Landwirte und Berater, Bd. I–IV; Stein-Bachinger, K., Reckling, M., Hufnagel, J., Granstedt, A., Eds.; Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF): Müncheberg, Germany, 2013; pp. 27–38. [Google Scholar]
- Döring, T. Fruchtfolgegestaltung. In Ökologische Landwirtschaft; Wachendorf, M., Bürkert, A., Graß, R., Eds.; Verlag Eugen Ulmer: Stuttgart, Germany, 2018; pp. 21–52. [Google Scholar]
- Nowak, B.; Nesme, T.; David, C.; Pellerin, S. Nutrient recycling in organic farming is related to diversity in farm types at the local level. Agric. Ecosyst. Environ. 2015, 204, 17–26. [Google Scholar] [CrossRef]
- Kratz, S.; Schnug, E. Schwermetalle in P-Düngern. Landbauforsch. Völkenrode Spec. Issue 2005, 286, 37–45. [Google Scholar]
- Müller, T.; Römheld, V. Stickstoff- und Phosphorversorgung in ökologisch wirtschaftenden Betrieben—Ein Problem? Landinfo 2005, 4, 12–16. [Google Scholar]
- Römer, W. Phosphor-Düngewirkung von P-Recyclingprodukten. KA Korrespond. Abwasser Abfall 2013, 3, 202–215. [Google Scholar]
- Kehres, B. Biogutkompost im Ökolandbau. HK Humuswirt. Kompost Aktuell 2014, 12, 1–3. [Google Scholar]
- Jedelhauser, M.; Aschenbrenner, M.; Vjestica, L.; Wierer, V.; Fischinger, S.; Binder, C.R. Kriterien für die Akzeptanz von recyceltem Phosphatdünger aus Abwasser und Klärschlamm—Ergebnisse einer Praxisbefragung von ökologisch wirtschaftenden Landwirten. In Proceedings of the Wissenschaftstagung Ökologischer Landbau, Hochschule für nachhaltige Entwicklung, Eberswalde, Germany, 17–20 May 2015; Volume 13, pp. 694–697. [Google Scholar]
- Möller, K.; Oberson, A.; Bünemann, E.K.; Cooper, J.; Friedel, J.K.; Glasner, N.; Hörtenhuber, S.; Loes, A.-K.; Mäder, P.; Meyer, G.; et al. Chapter Four—Improved Phosphorus Recycling in Organic Farming: Navigating Between Constraints. Adv. Agron. 2018, 147, 159–237. [Google Scholar]
- Diacono, M.; Persiani, A.; Testani, E.; Montemurro, F.; Ciaccia, C. Recycling Agricultural Wastes and By-products in Organic Farming: Biofertilizer Production, Yield Performance and Carbon Footprint Analysis. Sustainability 2019, 11, 3824. Available online: https://www.mdpi.com/2071-1050/11/14/3824 (accessed on 18 July 2022). [CrossRef]
- Cucina, M.; Regni, L. New advances on nutrients recovery from agro-industrial and livestock wastes for sustainable farming. Agronomy 2021, 11, 2308. Available online: https://mdpi-res.com/d_attachment/agronomy/agronomy-11-02308/article_deploy/agronomy-11-02308-v2.pdf?version=1637032315 (accessed on 18 July 2022). [CrossRef]
- Jörgensen, R.G. Nährstoffmanagement und Humuswirtschaft. In Ökologische Landwirtschaft; Wachendorf, M., Bürkert, A., Graß, R., Eds.; Verlag Eugen Ulmer: Stuttgart, Germany, 2018; pp. 52–68. [Google Scholar]
- Chandran, S.; Unni, M.R.; Thomas, S. Organic Farming Global Perspectives and Methods; Woodhead Publishing Series in Food Science; Technology and Nutrition: Duxford, UK, 2019. [Google Scholar]
- Jörgensen, R.G.; Fründ, H.-C.; Hinck, S.; Palme, S.; Riek, W.; Siewert, C. Bodenfruchtbarkeit Verstehen, Erhalten und Verbessern; Erling Verlag: Clenze, Germany, 2019. [Google Scholar]
Light Soils (S, Sl, lS) (1) | Medium-Heavy Soils (SL, sL, L, lT, T) (1) | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Location | |||||||
Country | D | D | D | D | D | D | CH |
Test Site | Spröda | Gülzow | Güterfelde | Methau | Roda | Hennef | Therwil |
Altitude (m) | 120 | 5–10 | 41 | 265 | 224 | 65 | 300 |
Type of trial | Exact trial | Large plot trial | Exact trial | Exact trial | Large plot trial | Exact trial | Exact trial |
Climate | |||||||
Mean annual precipitation (mm) | 547 | 542 | 545 | 693 | 711 | 850 | 792 |
Mean annual temperature (°C) | 8.8 | 8.2 | 8.9 | 8.4 | 8.6 | 10.3 | 9.5 |
Soil | |||||||
Soil type (1) | Sl | S–SI | SI | L | L | slU | L |
Clay content (%) | 5–7 | 6–8 | 4 | 15–18 | 12–15 | 12 | 17 |
Specific gravity (g cm−3) | 1.7 | 1.5 | 1.6 | 1.3 | 1.3 | - | 1.4 |
Soil quality index (2) | 30/33 | 33–38 | 23–31 | 70/63 | 68 | 50 | - |
pH value | 5.0 | 6.5 | 6.2 | 5.7 | 6.0–6.6 | 5.3 | 6.3 |
Cultivation and fertilization system | |||||||
Cultivation system | Typical crop rotations for forage production (by-products removed), market crop systems (by-products remain, clover-grass mulching) | Site adapted crop rotations | Crop rotations typical for the site, plowing and non-turning tillage | Typical crop rotations for forage production (by-products removed), market crop systems (by-products remain, clover-grass mulching) | Site adapted crop rotations without livestock and with livestock | Crop rotations with biodynamic preparations | Comparison between conventional and organic crop systems |
Fertilization system (fertilizer types, amount (3)) | Stable manure, slurry, green manure 0.0, 0.5 and 1.0 LU ha−1 N-mineral fertilization | Stable manure 0.8 LU ha−1 | Stable manure 0.0 and 0.7 LU ha−1 | Stable manure, slurry, green manure 0.0, 0.5 and 1.0 LU ha−1 N-mineral fertilization | Stable manure, slurry 0.0 and 1.0 LU ha−1 | Compost, stable manure, additives 0.0 and 1.1 LU ha−1 | Types of stable manure, composted manure, slurry 0.0, 0.6 and 1.2 LU ha−1 N-mineral fertilization |
Crop rotation | |||||||
Clover-grass, grain legumes (share per crop rotation) | Clover-grass 33% | Clover-grass, grain legumes 33% | Clover-grass, grain legumes 29% | Clover-grass 34% | Clover-grass, grain legumes 50% | Clover-grass, grain legumes 33% | Clover-grass, grain legumes 43% |
Cereals (share per crop rotation) | Winter and spring wheat 34% | Winter and spring cereals 50% | Winter rye, triticale 43% | Winter wheat, triticale 33% | Winter wheat, spring barley 33% | Winter wheat, winter rye, spring wheat 50% | Winter wheat 28% |
Root crops, corn, field vegetables (share per crop rotation) | Potatoes, corn 33% | Potatoes 17% | Potatoes, corn 28% | Potatoes, corn 33% | Potatoes 17% | Potatoes 17% | Potatoes, corn 29% |
Literature sources | [40,41,42,43] | [44] | [45,46] | [40,41,42,43] | [47] | [48,49] | [8,9,50] |
Fertilizer Type | DM [% FM] (1) | N [% DM] | NH4-N Part [% of N] | P [% DM] | K [% DM] | Mg [%DM] | C:N Ratio |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Composts, including Stable manure compost | 35–70 | 0.9–2.0 | 4–13 | 0.3–0.6 | 1.0–2.0 | 0.4–0.5 | 16.0–30.0 |
Stable manure | 21–26 | 2.1–2.7 | 15–17 | 0.4–1.2 | 2.4–4.3 | 0.4–0.7 | 14.3–17.7 |
Cattle slurry | 6.6–6.9 | 4.2–5.5 | 38–62 | 0.9–1.0 | 3.6–4.1 | 0.7–0.9 | 7.7–7.8 |
Green manure (clover-grass) | 19.9–20.0 | 2.2–2.7 | 0–3 | 0.2–0.3 | 2.2–2.7 | 0.2–0.3 | 15.1–16.1 |
Attribute | Studies of Organic Farming | Statistical Surveys | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
Number | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 |
Forage and grain legumes (%) | 40 | 33 | 39 | 42 | 40 | approx. 48 (1) |
Cereals (%) | 51 | - | 48 | 47 | 48 | 40 |
Root crops (potatoes, corn, oilseeds, field vegetables) (%) | 9 | - | 13 | 11 | 12 | 12 |
Livestock (LU ha−1) | 0.6 | - | 0.3 | - | 0.5 | 0.4 |
Organic fertilization (kg N ha−1 year−1) | 62 | 44 | 22 | - | 30 | - |
Literature sources | [73] | [29] | [30] | [78] | [79] | [77] |
Study No.: Crop Species | 1a (1) | 1b (2) | 2 | 3 | 4 | 5 | Farm | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | Trials and Other Sources |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1995–2005 | 1995–2005 | 2012–2020 | 2003–2016 | 2016 | - | MV, (s) | 2014 | 2004–2010 | 1961–2009 | 2001–2013 | MV,(s) | ||
W. wheat | 0.56 | 0.59 | 0.47 | 0.64 | 0.58 | 0.62 | 0.58 ± 0.06 | 0.71 | 0.73 | 0.62 | - | 0.71 | 0.69 ± 0.05 |
W. rey | 0.56 | 0.59 | 0.54 | 0.61 | 0.53 | - | 0.57 ± 0.03 | 1.06 | 0.76 | - | - | - | 0.91 |
W. triticale | 0.68 | 0.71 | 0.60 | 0.69 | 0.67 | - | 0.67 ± 0.04 | - | - | - | - | - | - |
W. barley | 0.50 | 0.53 | 0.54 | 0.59 | 0.57 | - | 0.55 ± 0.04 | 0.67 | 0.69 | 0.70 | 0.67 | 0.74 | 0.69 ± 0.03 |
S. barley | 0.56 | 0.60 | - | 0.67 | 0.62 | - | 0.61 ± 0.05 | - | - | - | - | - | - |
Oat | - | 0.74 | 0.76 | 0.68 | 0.66 | - | 0.71 ± 0.05 | 0.83 | 0.85 | - | - | - | 0.84 |
Corn | 0.75 | 0.78 | - | 0.64 | - | 0.73 | 0.73 ± 0.06 | 0.73 | 0.89 | 0.85 | 1.20 | 0.76 | 0.89 ± 0.19 |
Peas | 0.73 | 0.75 | 0.60 | 0.57 | 0.72 | - | 0.67 ± 0.08 | 0.89 | 0.85 | - | 0.80 | - | 0.85 ± 0.05 |
Field beans | - | - | - | 0.71 | 0.79 | - | 0.75 | 0.77 | - | - | - | - | 0.77 |
Soya beans | - | - | - | 0.93 | - | 0.78 | 0.86 | 0.69 | 0.92 | 0.90 | - | 0.96 | 0.87 ± 0.12 |
W. rape | 0.74 | 0.78 | - | - | 0.71 | 0.67 | 0.73 ± 0.05 | - | 0.74 | - | - | - | 0.74 |
Potatoes | 0.54 | 0.54 | 0.53 | 0.51 | 0.64 | 0.69 | 0.58 ± 0.07 | 0.68 | 0.70 | - | 0.82 | 0.65 | 0.71 ± 0.07 |
Sugar beet | 0.90 | 0.95 | - | 0.73 | - | 0.75 | 0.83 ± 0.11 | - | - | - | - | - | - |
Forage legumes, legume-grass | 0.95 | 1.00 | - | - | 0.85 | - | 0.93 ± 0.08 | 0.98 | 0.89 | - | - | 0.87 | 0.91 ± 0.06 |
Mean value | 0.68 | 0.71 | 0.58 | 0.66 | 0.67 | 0.71 | 0.70 ± 0.05 | 0.80 | 0.80 | 0.77 | 0.87 | 0.78 | 0.81 ± 0.04 |
Location | D | D | D | A | S | EU | U.S. | EU/U.S. | EU/U.S./World | NL | EU/U.S. | ||
Farm survey | X | X | X | X | X | X | X | X ? | (X) | ||||
Trial survey | X | X | X | X | |||||||||
Literature sources | [134] | [135] | [136] | [137] | [138] | [139] | [140] | [36] | [141] | [15] |
Attribute | Loamy Soil | Sandy Soil | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
Forage Crop | Market Crop | ms | Forage Crop | Market Crop | ms | |
Dry matter inputs (clover-grass mulch, straw, organic fertilizers) (t ha−1) | 0.87 | 8.76 | - | 0.98 | 4.08 | - |
GE (1) yield (t ha−1) | 0.0983 | 0.1285 | ±1.96 | −0.0449 | 0.0677 | ±2.09 |
Corg (% DM) | 0.004469 | 0.012281 | ±0.104 | 0.002321 | 0.006071 | ±0.091 |
Nt (% DM) | −0.000469 | 0.000094 | ±0.0182 | −0.000571 | −0.000393 | ±0.0183 |
N mineralization (kg ha−1) | 1.123 | 9.799 | ±63.8 | −3.333 | 2.201 | ±54.0 |
Nmin spring (kg ha−1) | 0.600 | 0.080 | ±25.4 | −0.245 | 1.073 | ±20.0 |
Nmin fall (kg ha−1) | 1.729 | 2.160 | ±15.6 | 2.312 | 0.582 | ±35.6 |
PDL (mg 100 g−1) | −0.092121 | −0.034933 | ±0.67 | −0.085469 | −0.080729 | ±0.84 |
KDL (mg 100 g−1) | −0.315089 | 0.103259 | ±2.13 | −0.395833 | −0.044844 | ±2.33 |
MgCaCl2 (mg 100 g−1) | −0.035938 | 0.029018 | ±0.48 | −0.029375 | −0.015625 | ±0.59 |
Attribute | Forage Crop System | Market Crop System | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Stable Manure | Cattle Slurry | N-Mineral Fertilization | ms | Green Manure (Clover Grass) | N-Mineral Fertilization | ms | |
Dry matter inputs (clover-grass mulch, straw, organic fertilizers) (t ha−1) | 2.59 | 1.20 | 0.32 | - | 9.36 | 5.94 | - |
GE yield (t ha−1) | 0.050405 | 0.027720 | −0.002305 | ±1.95 | 0.10884 | 0.088365 | ±2.05 |
Corg (% DM) | 0.0085237 | 0.00504762 | 0.00301508 | ±0.113 | 0.0106923 | 0.00974903 | ±0.086 |
Nt (% DM) | −0.000087264 | −0.000304795 | −0.000473095 | ±0.0184 | 0.000258364 | 0.000013455 | ±0.0203 |
N mineralization (kg ha−1) | 0.46000 | −1.28550 | −1.56050 | ±24.3 | 9.60250 | 5.20100 | ±94.6 |
Nmin spring (kg ha−1) | 0.4470 | 0.3105 | 3.3405 | ±32.1 | 0.8650 | 1.7485 | ±23.9 |
Nmin fall (kg ha−1) | 1.7470 | 2.3040 | 6.4055 | ±40.6 | 2.7905 | 4.9505 | ±38.3 |
PDL (mg 100 g−1) | −0.0212370 | −0.06064772 | −0.14228315 | ±0.75 | −0.03615291 | −0.11133797 | ±1.21 |
KDL (mg 100 g−1) | −0.1711695 | −0.2613278 | −0.4987270 | ±2.03 | 0.12385465 | −0.2751426 | ±1.86 |
MgCaCl2 (mg 100 g−1) | −0.00235201 | −0.0085302 | −0.06548084 | ±0.65 | 0.0087322 | −0.05241251 | ±0.63 |
Fertilizer Type | Fertilizer Supply | GE Yield Crop Rotation | N Removal | N Balance | P Balance | K Balance | Legume N2 Fixation Per Clover-Grass Year | Crude Ash Clover Grass | N Content Cereals |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
[kg N ha−1] | [t GE ha−1] | [kg N ha−1] | [kg N ha−1] | [kg P ha−1] | [kg K ha−1] | [kg N ha−1] | [% DM] | [% DM] | |
Stable manure | +74.9 | +0.66 (~111%) | +9.6 (~109%) | +67.5 | +17.4 | +96.8 | +6.2 (~103%) | +0.49 (~105%) | −0.03 (~99%) |
Green manure | +73.2 | +0.67 (~112%) | +7.7 (~115%) | +65.0 | +6.4 | +62.6 | +15.3 (~110%) | +0.52 (~106%) | +0.06 (~104%) |
Cattle slurry | +78.0 | +0.83 (~115%) | +19.0 (~117%) | +63.0 | +11.7 | +37.1 | +13.2 (~105%) | +0.21 (~103%) | +0.04 (~102%) |
N-mineral fertilizer | +95.6 | +0.58 (~107%) | +19.3 (~120%) | +46.4 | −1.0 | −7.2 | −74.8 (~58%) | −0.20 (~98%) | +0.30 (~115%) |
Mean standard deviation (ms) | - | ±0.32 | ±3.4 | ±3.4 | ±2.1 | ±15.4 | ±3.0 | ±0.13 | ±0.04 |
Fertilizer Type | Crude Protein Content Wheat | Sedimentation Value Wheat | Nitrate Content Potato Tuber | DM Supply | Corg Content Trial End | Soil Organic Matter Balance | N Mineralization | Nmin Spring | Nmin Fall |
[% DM] | [mL] | [mg kg−1 DM] | [t DM ha−1] | [% DM] | [kg HEQ ha−1] (2) | [kg N ha−1] | [kg N ha−1] | [kg N ha−1] | |
Stable manure | −0.20 (~100%) | +3.3 (~109%) | +93 (~145%) | +2.59 | +0.080 (~109%) | +269 (~415%) | +30.0 (~145%) | +3.6 (~110%) | +6.4 (~118%) |
Green manure | +0.20 (~103%) | +4.4 (~114%) | +143 (~142%) | +2.17 | +0.035 (~104%) | +180 (~175%) | +65.2 (~161%) | +9.1 (~126%) | +5.5 (~113%) |
Cattle slurry | +0.20 (~102%) | +6.6 (~121%) | +42 (~152) | +1.20 | +0.026 (~103%) | +137 (~239%) | +4.6 (~108%) | +2.8 (~106%) | +4.9 (~113%) |
N-Mineral fertilizer | +1.50 (~112%) | +22.4 (~175%) | +592 (~393%) | +0.31 | +0.018 (~102%) | +87 (~166%) | +1.5 (~102%) | +15.3 (~137%) | +37.3 (~202%) |
Mean standard deviation (ms) | ±0.23 | ±1.6 | ±18.9 | - | ±0.02 | ±18.0 | ±10.6 | ±3.4 | ±2.7 |
Fertilizer Type | pH Value | PCAL Content | KCAL Content | PDLTranslocation | KDLTranslocation | NTranslocation | N Leaching | N Efficiency (without Nt Soil) | Nt Soil Balance |
[mg 100 g−1] | [mg 100 g−1] | [mg 100 g−1] | [mg 100 g−1] | [kg N ha−1] | [kg N ha−1 year−1] | [%, input = 100%] | [kg N ha−1 year−1] | ||
Stable manure | +0.03 (~101%) | +0.75 (~118%) | +3.44 (~139%) | −0.002 (~83%) | −0.11 (~100%) | +1.0 (~119%) | +0.56 (~110%) | −34.5 (~65%) | +31.8 |
Green manure | +0.11 (~103%) | +1.46 (~130%) | +1.89 (~119%) | +0.158 (~113%) | −0.05 (~105%) | +3.5 (~176%) | +1.79 (~206%) | −14.0 (~69%) | +28.2 |
Cattle slurry | ±0.00 (~100%) | +0.46 (~109%) | +0.84 (~110%) | +0.314 (~146%) | +0.17 (~107%) | +5.2 (~135%) | +2.22 (~161%) | −29.3 (~70%) | +27.6 |
N-mineral fertilizer | −0.04 (~99%) | −0.21 (~95%) | −1.13 (~88%) | +0.337 (~142%) | −0.44 (~94%) | +22.7 (~392%) | +10.85 (~573%) | −20.3 (~75%) | +18.5 |
Mean standard deviation (ms) | ±0.05 | ±0.19 | ±0.56 | ±0.10 | ±0.14 | ±2.4 | ±1.8 | ±2.0 | ±7.8 |
Organic Fertilization | Legume N2 Fixation | N Balance | P Balance | K Balance | Mg Balance | S Balance | Soil Organic Matter Balance (2) | PCAL | KCAL | MgCaCl2 | pH-Value | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
[kg N ha−1] | [kg N ha−1] | [kg N ha−1] | [kg P ha−1] | [kg K ha−1] | [kg Mg ha−1] | [kg S ha−1] | [kg HEQ ha−1/Class] | [mg P 100 g−1/Class] | [mg K 100 g−1/Class] | [mg Mg 100 g−1/Class] | Class | |
Long-Term Trials | ||||||||||||
Loam soils | ||||||||||||
Forage crop systems (by-products removed) | 37 | 87 | ±0 | −17 | −120 | −10 | 0 | +158 C | 3.9 C | 7.4 C | 6.7 B = C | 5.6 B |
Market crop systems (by-products remain, clover-grass mulching) | 33 | 66 | +87 | −7 | −14 | −1 | 8 | +433 D | 4.3 C | 11.6 D | 7.9 B = C | 5.7 B |
Sand soils | ||||||||||||
Forage crop systems (by-products removed) | 32 | 56 | +14 | −10 | −89 | −4 | 7 | +82 C | 5.2 D | 10.4 D | 2.3 A = B | 4.9 B |
Market crop systems (by-products remain, clover-grass mulching) | 30 | 55 | +83 | −2 | −1 | 1 | 12 | +214 C | 7.0 D | 10.7 D | 2.4 A = B | 5.0 B |
Mean values (ms) | 33 | 66 ± 3.0 | 46 ± 3.4 | −9 ± 2.1 | −56 ± 15.5 | −4 ± 2.0 | 7 ± 1.4 | +222 C ± 18.0 | 5.1 ± 0.19 | 10.0 ± 0.56 | 4.8 ± 0.35 | 5.3 ± 0.05 |
Organic Farm Surveys | ||||||||||||
Minimum | 0 | 7 | −23 | −16 | −84 | −10 | 0 | −340 | ||||
Maximum | 166 | 136 | 137 | 26 | 134 | 90 | 16 | 925 | ||||
Mean value (ms) | 44 ± 23 | 57 ± 14 | 28 ± 11 | −6 ± 6 | −26 ± 20 | 11 | 7 | 142 ± 42 | ||||
Class A (%) | 3 | 13 | 7 | 1 | 5 | |||||||
Class B (%) | 9 | 27 # | 27 # | 12 # | 28 | |||||||
Class C (%) | 45 # | 36 | 37 | 23 | 41 # | |||||||
Class D (%) | 31 | 16 | 18 | 24 | 20 | |||||||
Class E (%) | 12 | 8 | 11 | 40 | 6 |
Publisher’s Note: MDPI stays neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations. |
© 2022 by the author. Licensee MDPI, Basel, Switzerland. This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution (CC BY) license (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).
Share and Cite
Kolbe, H. Comparative Analysis of Soil Fertility, Productivity and Sustainability of Organic Farming in Central Europe—Part 1: Effect of Medium Manifestations on Conversion, Fertilizer Types and Cropping Systems. Agronomy 2022, 12, 2001. https://doi.org/10.3390/agronomy12092001
Kolbe H. Comparative Analysis of Soil Fertility, Productivity and Sustainability of Organic Farming in Central Europe—Part 1: Effect of Medium Manifestations on Conversion, Fertilizer Types and Cropping Systems. Agronomy. 2022; 12(9):2001. https://doi.org/10.3390/agronomy12092001
Chicago/Turabian StyleKolbe, Hartmut. 2022. "Comparative Analysis of Soil Fertility, Productivity and Sustainability of Organic Farming in Central Europe—Part 1: Effect of Medium Manifestations on Conversion, Fertilizer Types and Cropping Systems" Agronomy 12, no. 9: 2001. https://doi.org/10.3390/agronomy12092001
APA StyleKolbe, H. (2022). Comparative Analysis of Soil Fertility, Productivity and Sustainability of Organic Farming in Central Europe—Part 1: Effect of Medium Manifestations on Conversion, Fertilizer Types and Cropping Systems. Agronomy, 12(9), 2001. https://doi.org/10.3390/agronomy12092001