Landesanstalt für Pflanzenbau und Pflanzenschutz, Mainz and Stiftung Ökologie und Landbau, Bad Dürkheim (Eds.) (2002) Bodenbearbeitung und Bodengesundheit. Zwischenergebnisse im Projekt Ökologische Bodenbewirtschaftung in Wörrstadt-Rommersheim (Rheinhessen, Rheinland-Pfalz) [Soil cultivation and soil health - first results of the project "ecological soil management" (POEB) in Woerrstadt-Rommersheim (Rhineland-Palatinate/Germany)]. Schriftenreihe der Landesanstalt für Pflanzenbau und Pflanzenschutz, Mainz, no. 13. Landesanstalt für Pflanzenbau und Pflanzenschutz, Mainz und Stiftung Ökologie und Landbau, Bad Dürkheim.
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Summary
Das Projekt Ökologische Bodenbewirtschaftung (PÖB) dient der Erforschung und Demonstration von Bodenbewirtschaftungsverfahren, die die Erhaltung des Gleichgewichtes und die ökologischen Funktionsfähigkeit von Agrarökosystemen über unsere Generation hinaus gewährleisten sollen.
1. Methoden
Die komplexen Zusammenhänge des Ökosystems Boden sind nach wie vor nur zu einem Bruchteil erforscht, erschweren Messungen und Interpretationen. Deshalb war die Entwicklung von Methoden zur komplexen Bodenbeurteilung von Anfang an eine der wichtigsten Projektaufgaben.
Zentral war die Modifizierung der Spatendiagnose nach GÖRBING zur wissenschaftlich auswertbaren Erweiterten Spatendiagnose durch Andrea Beste im Zuge ihrer Dissertation (BESTE 2002) Auch die methodische Fortentwicklung von Verfahren zur Mesofauna-Erfassung ist ein Beitrag des Projekts zur wissenschaftlichen Grundlagenforschung über Bodenleben in ökologisch bewirtschafteten Ackerböden. (KUSSEL in SOEL 1995-2000).
2. Niederschläge und Temperatur
Im üblicherweise sommertrockenen Rheinhessen waren in den ersten sechs Jahren sehr große Klimaschwankungen zu verzeichnen: Das bisher feuchteste Jahr war 1995 mit 648 mm Niederschlag, während im bisher trockensten Jahr 1997 436 mm Niederschlag gemessen wurde. Im kältesten Jahr 1996 betrug die Temperatur 7,9°C im Mittel, während das wärmste Jahr 1999 die Durchschnittstemperatur von 10,7°C aufwies.
3. Erträge
Die Erträge waren zu Versuchsbeginn nach vorheriger intensiver konventioneller Bewirtschaftung noch sehr hoch (Winterweizen über 60dt/ha), sanken dann aber ohne jegliche Düngung (außer Gründüngung) sehr schnell auf mittlere Werte des ökologischen Anbaus.
Die konsequent nichtwendende Grundbodenbearbeitung mit dem Schichtengrubber zeigt vor allem bei den Sommerkulturen eine Tendenz zu niedrigeren Erträgen im Vergleich zu Schichtenpflug und Pflug. Die Ursache wird im höheren Samenunkrautdruck dieser konservierenden Bodenbearbeitung vermutet, wie es bei nichtwendender Bodenbearbeitung bekannt ist.
Der eigentliche Untersuchungs- und Demonstrationsgegenstand des Projektes ist jedoch nicht die Ertragsoptimierung, sondern die langfristige Sicherung der Bodengesundheit durch ökologische Anbauverfahren.
4. Auswirkungen auf den Boden
4.1 Beikrautflora
OESAU und EYSEL dokumentieren bis zu 20% höhere Deckungsgrade durch Beikräuter bei den nichtwendenden Bearbeitungsverfahren.
Hierzu geben die bisherigen Ergebnisse verschiedener Untersuchungen Auskunft. OESAU dokumentiert die Erhöhung der Artenvielfalt der Beikrautflora durch eine Steigerung von 35 Arten bei Projektbeginn auf 80 Arten im Jahre 2000. Dies stellt eine für Rheinhessen ungewöhnlich hohe Anzahl dar, wo die typischen Werte bei sieben bis zehn Arten pro Ackerfläche liegen.
Die Art der Bodenbearbeitung beeinflusst die Anzahl der Arten von Beikräutern nicht signifikant.
4.2 Bodenchemie, Bodenbiologie und Bodenphysik
Die bodenchemischen Parameter zeigen wie erwartet im bisherigen Versuchszeitraum keine großen Veränderungen. Mit Ausnahme des zunehmenden Kohlenstoffgehalts, der eine Humusvermehrung bei reduzierter Bodenbearbeitung anzeigt, verändern sich die pflanzenverfügbaren Phosphor- und Kaligehalte kaum. Eine vorsichtige Nährstoffbilanzrechnung von EMMERLING (2002 in diesem Band) ergibt eine ausgeglichene Stickstoffbilanz sowie eine P-Abfuhr unter 15 kg/ha/a sowie eine K-Abfuhr von ca. 20 kg/ha/a.
Deutlich wirkt sich jedoch die Variation der Grundbodenbearbeitung auf bodenbiologische Parameter aus: Bezogen auf die gesamte Krume ermittelt EMMERLING (2002, in diesem Band) nach sechs Versuchsjahren zwischen sieben und zehn Prozent höhere Gehalte an mikrobieller Biomasse sowie um sechs bis acht Prozent erhöhte Aktivitäten der Bodenmikroorganismen. Auch LENZ (1999) ermittelt höhere mikrobielle Aktivitäten bei nichtwendender Bodenbearbeitung.
Interessanterweise lässt sich sogar eine Erhöhung des Humusgehalts in der Ackerkrume bei reduzierter Bodenbearbeitung signifikant nachweisen (EMMERLING 2002 in diesem Band).
Die größeren Bodenlebewesen reagieren ebenfalls deutlich mit einer höheren Individuenzahl auf flach- bzw. nichtwendende Bodenbearbeitung: Die Abundanzen der Regenwürmer und auch die Individuenanzahl der Mesofauna nehmen zu, je weniger der Boden gewendet wird. HEIBER (in Vorbereitung) konstatiert eine höhere Fraßaktivität der Mesofauna bei nichtwendender Bodenbearbeitung.
Die bodenphysikalischen Werte, die sich in der Erweiterten Spatendiagnose zu einem abgerundeten Bild des Bodenzustands formen, bestätigen ebenfalls die bodenschonende Wirkung von flach- bzw. nichtwendenden Bodenbearbeitungsverfahren: Die Schichtengrubbervarianten ergeben eine deutlich höhere Stabilität der Bodenaggregate (Krümelstabilität) im Schlämmtest mit Wasser, was vermutlich auf die Lebendverbauung durch Mikroorganismen zurückzuführen ist (HAMPL ET AL 2001). Ein gleichmäßigerer Anstieg der Abscherwiderstände in der Tiefe sowie höhere Infiltrationsraten von Wasser unterstreichen diese strukturkonservierende Wirkung von nichtwendender Bodenbearbeitung (VOIGT 1998).
4.5 Spross- und Wurzelentwicklung
Untersuchungen zu Spross- und Wurzelentwicklung der Kultur- und Gründüngungspflanzen sollen das Zusammenspiel Boden-Bodenleben-Pflanzen dokumentieren. PLÜMER (2002, in diesem Band) stellt tendenziell höhere Wurzeldichten bei reduzierter Bodenbearbeitung fest.
5. Ausblick
Die Untersuchungen der restlichen Projektphase sollen die Dokumentation der Bodenentwicklung komplettieren und Entscheidungshilfen für den Einsatz von Bodenbearbeitungsverfahren liefern.
Summary translation
Further information in English see at http://www.soel.de/english/poeb_ueber_e.html
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