Bodenfruchtbarkeit Allgemeines

Inhalt Landwirtschaftliche Vergleichsgebiete in Sachsen Bodenfruchtbarkeit Boden nach dem BBodSchG Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit Grundsätze der Guten fachlichen Praxis nach § 17 Abs. 2 BBodSchG Bodentypen in Sachsen Bodenarten Möglichkeiten die Bodenart zu bestimmen

Landwirtschaftliche Vergleichsgebiete in Sachsen Die Landwirtschaft, deren Strukturen und die wirtschaftlichen Bedingungen werden zu einem großen Teil von den natürlichen Standortfaktoren bestimmt. So sind die Bodeneigenschaften, das Klima und das Relief entscheidende Faktoren für die Ausbildung von Produktionsverfahren und bestimmen maßgeblich die Anbaustruktur sowie die Ertragsfähigkeit und somit die Wirtschaftlichkeit der Standorte. Sächsisches Landesamt für Umwelt, Geologie und Landwirtschaft (LfULG)

Landwirtschaftliche Vergleichsgebiete in Sachsen

Bodenfruchtbarkeit „Immer und zu allen Zeiten ist es der Boden mit seiner Fruchtbarkeit gewesen, der über das wohl und Wehe eines Volkes entschieden hat.“ Justus von Liebig *1803 †1873

Bundes-Bodenschutzgesetz (BBodSchG) Gesetz vom 17.03.1998, zuletzt geändert 31.08.2015) Boden = oberste Schicht der Erdkruste, einschließlich der flüssigen und gasförmigen Bestandteile, ohne Grundwasser Boden muss nach dem Gesetz folgende Funktionen erfüllen: Lebensraum für Menschen, Tiere, Pflanzen, Bodenorganismen Bestandteil des Naturhaushalts, insbesondere mit seinen Wasser- und Nährstoffkreisläufen Abbau-, Ausgleichs- und Aufbaumedium für stoffliche Einwirkungen auf Grund der Filter-, Puffer- und Stoffumwandlungseigenschaften, insbesondere zum Schutz des Grundwassers Standort für die Land- und Forstwirtschaftliche Nutzung

Bundes-Bodenschutzgesetz (BBodSchG) Anforderungen zum Schutz des Bodens, diese zielen vorwiegend auf … Schutz vor Wassererosion Schutz vor Winderosion Schutz des Bodengefüges § 4 Pflichten zur Gefahrenabwehr schädliche Bodenveränderungen nicht auslösen Maßnahmen gegen schädliche Bodenveränderungen ergreifen § 17 Gute fachliche Praxis in der Landwirtschaft nachhaltige Sicherung der Bodenfruchtbarkeit

Bodenfruchtbarkeit = ein komplexer Ausdruck für alle das Pflanzenwachstum bzw. die Biomasseproduktion beeinflussenden mineralogischen, physikalischen, chemischen und biologischen Bodeneigenschaften und Prozesse ist ein Maß für die Effektivität der Wirkung der übrigen Wachstumsfaktoren am Wuchsstandort einer Pflanze, wie Relief, Klima, Wasser und aller acker- und pflanzenbaulicher Maßnahmen die Bodenfruchtbarkeit wird am Ertrag gemessen top agrar (2011): Bodenfruchtbarkeit – was ist das? Ackerbau – Ausgabe 07/2011

Bodenfruchtbarkeit Allgemein zeichnen sich fruchtbare Böden durch ein reichhaltiges Vorkommen an… aus: Na Ca K Mg Fe organischer Substanz

Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit eine langfriste Bindung von organischen Kohlenstoff in Böden (sog. Kohlenstoff-Sequestrierung) lässt sich nur über eine dauerhafte und lückenlos umgesetzte humusfördernde Bewirtschaftung realisieren organischer Kohlenstoffvorrat in den Böden steigt langsam an die Humusanreicherung im Boden ist reversibel → Humusabbau führt zur CO2-Freisetzung für ein nachhaltiges Humusmanagement ist die Zufuhr von organischer Substanz von zentraler Bedeutung KTBL (2017): Klimaschutz in der Landwirtschaft. Emissionsminderung in der Praxis. KTBL-Heft 119

Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit eine wichtige Möglichkeit die Bodenfruchtbarkeit zu erhalten ist der Anbau von Zwischenfrüchten/Mischungen, daraus ergeben sich beispielhafte Vorteile… gleich hohe oder höhere Biomasse und Wurzelerträge mehr und vielfältigere Wurzelausscheidungen, dadurch mehr Humusbildung und mikrobielle Aktivität Nährstoffmobilisierung effizientere Nutzung von Licht, Wasser und Nährstoffen Unkrautunterdrückung weniger Nährstoffverluste durch Erosion und Auswaschung top agrar (2011): Bodenfruchtbarkeit – was ist das? Ackerbau – Ausgabe 07/2011

Grundsätze der Guten fachlichen Praxis nach § 17 Abs. 2 BBodSchG Bodenbearbeitung unter Berücksichtigung der Witterung hat grundsätzlich standortangepasst zu erfolgen Bodenstruktur soll erhalten/verbessert werden Bodenverdichtung so weit wie möglich vermeiden Bodenabträge möglichst vermeiden (standortangepasste Nutzung, Hangneigung, Wasser- und Windverhältnisse berücksichtigen) Hecken, Feldgehölze, Feldraine und Ackerterrassen, die zum Schutz des Bodens notwendig sind, müssen erhalten werden biologische Aktivität des Bodens durch entsprechende Fruchtfolgegestaltung erhalten und fördern standorttypischen Humusgehalt erhalten

Böden in Sachsen Böden der Altmoränenlandschaften Böden der Löss- und Sandlösslandschaften Böden der Berg- und Hügelländer Böden der überregionalen Flusslandschaften Nähere Informationen sind dem dazugehörigem Handout zu entnehmen

Böden in Sachsen LfULG (2004): Bodenschutz in der Landwirtschaft

Bodentypen - Standorthauptgruppen Die Bodenarten ergeben sich aus den Anteilen der mineralischen Bestandteile mit unterschiedlichen Korngrößen: Sie werden unterteilt in Sand, Schluff und Ton. „Lehm“ ist ein Gemisch aus diesen Bestandteilen. Die Bodenart bestimmt die Bodenstruktur und damit die Eigenschaften des Wasser- und Nährstoffhaushaltes der Böden.

Bodenarten Bodenart Korngröße Beschreibung Ton < 0,002 mm sehr feinkörnig Schluff 2 – 0,063 mm feinkörnig Sand 0,063 – 2 mm mittelkörnig Kies 2 – 63 mm grobkörnig Steine > 63 mm sehr grobkörnig

Möglichkeiten die Bodenart zu bestimmen Fingerprobe zur Bestimmung der Bodenart Bodenprobe zwischen den Handflächen zu einer etwas bleistiftdicken Wurst ausrollen → Probe ist nicht ausrollbar = Sandbodenarten → Probe ist ausrollbar = sandige Lehme und Tone

Möglichkeiten die Bodenart zu bestimmen Krümeltest (ist ungenauer) zur Bestimmung der Bodenart Bodenprobe (nicht zu nass und nicht zu trocken) in der Hand kurz zusammenpressen, dann die Hand öffnen Was passiert beim Krümeltest? Anteil der Feinerde [%] Bodenart Boden rieselt durch die Finger 0 – 5 Sand Boden krümelt und bröckelt durch die Finger 5 – 40 Lehm Boden ist formbar, einzelne Risse beim Zusammenbacken 40 – 50 schwerer Lehm Boden ist zu Würsten modellierbar 50 reiner Ton

Möglichkeiten die Bodenart zu bestimmen Schlämmprobe abgesiebte Bodenprobe (Ø < 2 mm) wird in Wasser aufgeschlämmt. Grobe Partikel setzen sich schnell ab, feine Partikel nur langsam.

Möglichkeiten die Bodenart zu bestimmen Schlämmprobe Durchführung: 1. Bodenprobe im Messzylinder schütteln und mit Wasser auffüllen 2. Messzylinder schließen und schütteln 3. Messzylinder abstellen und beobachten 4. Schichtdicken nach 5 / 10 und 20 min messen Trübung des Wassers wird durch sehr feine Schwebeteilchen verursacht

Übersicht – günstige Struktur des Bodens Oberfläche je nach Anforderung rau bis fein Einzelaggregate erkennbar nicht verschlämmte Oberfläche Makroporen (Regenwurmgänge) erkennbar Regenwurmlosung (Bedeckung mit Mulchmaterial) LfULG (2004): Bodenschutz in der Landwirtschaft

Übersicht – ungünstige Struktur des Bodens Oberfläche zu fein bzw. zu grob Oberflächenverschlämmung bzw. Krustenbildung keine Makroporen (Regenwurmgänge) erkennbar nicht genügende Bodenbedeckung (z. B. durch Mulchmaterial) LfULG (2004): Bodenschutz in der Landwirtschaft

Übersicht – günstige Struktur des Bodens Oberboden Krümelgefüge bzw. Mischgefüge aus Krümeln (1 – 10 mm Ø) und locker-porösen Bröckeln (< 50 mm Ø) gleichmäßig dichte Feindurchwurzelung Ernterückstände weitgehend abgebaut bzw. in Rotte gleichmäßig braune Farbe erdiger Geruch Übergangsbereich allmählicher Übergang LfULG (2004): Bodenschutz in der Landwirtschaft

Übersicht – ungünstige Struktur des Bodens Oberboden Klumpengefüge scharfkantig, wenig poröse Aggregate (z. B. Polyeder oder Prismen) ungleichmäßige & gestörte Feindurchwurzelung unverrottete & ungleichmäßig verteilte Ernterückstände (z. B. Strohmatratzen) mit Verpilzungen graublaue Verfärbungen fauliger Geruch Übergangsbereich abrupter Übergang LfULG (2004): Bodenschutz in der Landwirtschaft

Übersicht – günstige Struktur des Bodens Unterboden kein Plattengefüge erkennbar lockeres (nicht verdichtetes) Kohärent- (typisch für Lössböden), Einzelkorn- (typisch für Sandböden) oder Aggregatgefüge ungestörte Tiefendurchwurzelung zahlreiche vertikal verlaufende Makroporen (Regenwurmgänge) LfULG (2004): Bodenschutz in der Landwirtschaft

Übersicht – ungünstige Struktur des Bodens Unterboden Plattengefüge erkennbar verdichtetes Kohärent- (typisch für Lössböden), Einzelkorn- (typisch für Sandböden) oder Aggregatgefüge gestörte Tiefendurchwurzelung wenige bzw. keine vertikal verlaufende Makroporen (Regenwurmgänge) LfULG (2004): Bodenschutz in der Landwirtschaft

Bodengefügeschutz das Bodengefüge (Bodenstruktur) ist die räumliche Anordnung der festen Bodenbestandteile Menge und Form der Poren werden bestimmt Poren sind abwechselnd mit Wasser oder Luft gefüllt Abhängigkeit der Struktur u. a. von … Bodenart Menge & Art der organischen Substanz biologische Aktivität Form der Bodenbearbeitung Belastung durch aufliegende Bodenschichten & Maschinen Wasserhaushalt LfULG (2004): Bodenschutz in der Landwirtschaft

Bedeutung & Funktion des Bodengefüges speichert Wasser & Nährstoffe für Pflanzen sichert den Fluss von Wasser & Nährstoffen im Boden versorgt die Pflanzenwurzeln mit Sauerstoff ist Lebensraum für das Bodenleben (z. B. Regenwürmer) trägt die landwirtschaftlichen Maschinen LfULG (2004): Bodenschutz in der Landwirtschaft

Prozesse im Bodengefüge durch die landwirtschaftliche Bearbeitung jedes Bodengefüge hat eine gewisse Stabilität gegenüber mechanischer Belastung geringe Belastung → Boden reagiert elastisch und nimmt nach der Belastung seine Ausgangsform an hohe / starke Belastung → plastische Verformung des Bodens (man kann die Radspuren sehen) LfULG (2004): Bodenschutz in der Landwirtschaft

Prozesse im Bodengefüge durch die landwirtschaftliche Bearbeitung Bodenverdichtung: entsteht durch Kontaktflächendruck durch Maschinen, resultierend aus Radlast(en) und Reifenauflagefläche(n) aufgrund starker Belastung werden Poren zusammengedrückt & Bodenpartikel enger zusammengepackt Poren werden unterbrochen und so auch der Wasserfluss behindert Porenvolumen des Bodens wird geringer Dichte des Bodens erhöht sich Rückverdichtung zur Herstellung von Bodenschluss bei der Sattbettbereitung ist erwünscht LfULG (2004): Bodenschutz in der Landwirtschaft

Prozesse im Bodengefüge durch die landwirtschaftliche Bearbeitung Bodenscherung: entsteht durch Reifenschlupf Bodenkörper wird seitlich in sich verschoben, dadurch verändern sich die Porenformen Durchgängigkeit von Poren kann zerstört werden Lagerungsdichte des Bodens bleibt davon unberührt Gefüge wird instabiler und anfälliger für Verdichtung LfULG (2004): Bodenschutz in der Landwirtschaft

Prozesse im Bodengefüge durch die landwirtschaftliche Bearbeitung Bodenschadverdichtung: Porensystem ist soweit verformt, dass die Versorgung der Pflanzen mit Luft, Wasser & Nährstoffen dauerhaft beeinträchtigt ist Gefährdung besteht v. a. für den Unterboden von Acker- & Grünland, da hier Gefügeschäden i.d.R. nicht durch Bodenbearbeitung behoben werden können meistens wirken Verdichtung & Scherung zusammen LfULG (2004): Bodenschutz in der Landwirtschaft

Ursachen von Bodenbelastung es besteht eine Abhängigkeit zwischen den Bodeneigenschaften und der mechanischen Belastung bei der landwirtschaftlichen Nutzung LfULG (2004): Bodenschutz in der Landwirtschaft

Folgen von Bodenbelastung Wurzelwachstum wird gehemmt Abnahme von Porenvolumen führen zu einer Abnahme der Leitfähigkeit für Wasser & Luft dies kann Sauerstoffmangel oder Vernässung verursachen Ertragseinbußen starke Einschränkung der Befahrbarkeit des Bodens durch Vernässung Nährstoffverluste, dass die Pflanzen weniger Nährstoffe dem Boden entziehen können Sauerstoffmangel ist lebensfeindlich für die Bodenorganismen LfULG (2004): Bodenschutz in der Landwirtschaft

Folgen von Bodenbelastung Sauerstoffmangel geht mit einem Rückgang der biologischen Aktivität einher → Nährstoffe werden dadurch schlechter fixiert oder pflanzenverfügbar gemacht → Nährstoffauswaschung & Gefährdung von Grund- & Oberflächenwasser können resultieren Sauerstoffmangel führt zu Denitrifikation & Fäulnis Ausgasung von Stickstoffdioxid (Lachgas) und Fäulnisgasen treibt den Klimawandel voran verringerte Wasserleitfähigkeit des Bodens erhöht den Oberflächenabfluss (Erosionsgefahr) und vermindert die Grundwasserneubildung LfULG (2004): Bodenschutz in der Landwirtschaft

Welche Bodeneigenschaften beeinflussen die mechanische Belastung des Bodens? Bodenfeuchte (Bf): herabsetzen der Stabilität des Bodengefüges (bei hoher Bf) Wasser in den Poren fördert die Bodenverformung Befahren / Bearbeiten nasser Böden ist eine der Hauptursachen für Bodenschadverdichtung Bodenart & Anteil an organsicher Substanz: es besteht eine große Beeinflussung auf das Bodengefüge Aggregierungsvermögen Quellungs- & Schrumpfungsvermögen Verdichtungs- & Wiederauflockerungsvermögen LfULG (2004): Bodenschutz in der Landwirtschaft

Welche Bodeneigenschaften beeinflussen die mechanische Belastung des Bodens? Bodengefüge: die feuchteabhängige Stabilität des Bodengefüges entscheidet über die elastische Druckkompensationsfähigkeit die Druckstabilität ist neben der Feuchte von der Vorverdichtung und dem Scherwiderstand abhängig LfULG (2004): Bodenschutz in der Landwirtschaft

mechanische Belastung des Bodens Radlast: hohe Radlast bei kleiner Reifenauflagefläche führt zu hohem Bodendruck und hoher Tiefenwirkung des Drucks Kontaktfläche: kleine Kontaktfläche bei großer Last verursacht einen hohen Flächendruck Reifeninnendruck: hoher Reifeninnendruck befördert eine ungleichmäßige Lastabstützung bei kleiner Aufstandsfläche LfULG (2004): Bodenschutz in der Landwirtschaft

mechanische Belastung des Bodens Überrollhäufigkeit & Belastungsdauer: häufiges Überrollen und lange Belastungen erhöhen das Verformungsrisiko des Bodens nach Möglichkeit jedes Jahr die selben Fahrgassen wiederbenutzen bei der Ernte mit vollem Anhänger möglichst nicht quer über den Acker fahren, sondern in den Fahrgassen Reifenschlupf: Drehung des Reifens ist schneller als die Fahrgeschwindigkeit bewirkt v. a. Scherung des Bodens Reifenstollen: begünstigen Scherung an der Bodenoberfläche LfULG (2004): Bodenschutz in der Landwirtschaft

Bodenschutz – Vorsorgemaßnahmen im Bereich der Technik Radlast: Verringerung des Leer- / Ladungsgewichts Erhöhung der Achsenanzahl „Hundegang“ Kontaktfläche (Reifenaufstandsfläche): Einsatz von Breit- / Terrareifen, Zwillingsreifen, Kettenlaufwerke Reifeninnendruck: Reifendruckregelanlagen geringerer Reifeninnendruck bei gut verformbaren Reifen vergrößert die Auflagefläche und reduziert den Bodendruck LfULG (2004): Bodenschutz in der Landwirtschaft

Bodenschutz – Vorsorgemaßnahmen im Bereich der Technik Schlupf: Allradantrieb, Differenzialsperren, große Kontaktflächen optimale Ballastierung verringert das Schlupfrisiko eine effiziente Zugkraftübertragung hilft Schlupf zu reduzieren, z. B. Zapfwellengetriebene Anbaugeräte verringern den Zugkraftbedarf Reifenstollen: Grünlandreifen helfen die Grasnarbe zu schonen bei trockenen Bedingungen auch auf dem Feld, z. B. als Zugfahrzeug beim Überladewagen einsetzbar LfULG (2004): Bodenschutz in der Landwirtschaft

Bodenschutz – Vorsorgemaßnahmen im Bereich der Arbeitsverfahren Fahrgassensysteme: Lasteneinträge auf Teilbereiche begrenzt breite Fahrgassen mit bodenschonenden Reifen GPS-gestützte Parallelfahreinrichtungen: einmal festgelegte Fahrgassen jedes Jahr neu benutzen konservierende Bodenbearbeitung: keine Pflugsohle Stabilität des Bodengefüges wird allgemein verbessert mechanische Belastungen können besser aufgefangen werden Onlandpflügen: schont den Unterboden LfULG (2004): Bodenschutz in der Landwirtschaft