Humboldt-Universität zu Berlin - Albrecht Daniel Thaer-Institut für Agrar- und Gartenbauwissenschaften

Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades im Fachgebiet Acker- und Pflanzenbau der Humboldt-Universität zu Berlin

Dipl.-Ing. agr. Jana Epperlein

Datum der Promotion: 16. 10. 2001

Shaker Verlag Aachen 2002
ISBN 3-8322-0090-8

Zusammenfassung

Auf zwei Praxisbetrieben in der Uckermark in Brandenburg wurden dreijährige vergleichende Untersuchungen zum Einfluss konservierender und konventioneller Bodenbearbeitung auf bodenphysikalische, bodenchemische und bodenbiologische Parameter eines sandigen Lehmstandortes durchgeführt. Ziel der Untersuchungen war eine komplexe Betrachtung des konservierenden Anbausystems im Vergleich zur wendenden Bearbeitung.
Der konservierend wirtschaftende Betrieb befand sich zu Beginn der Forschungen im fünften Jahr der Umstellung auf konservierende Bodenbearbeitung.
Bewusst wurden dabei für die Erhebung große landwirtschaftliche Unternehmen ausgewählt, um bekannte Forschungsergebnisse unter Praxisbedingungen zu untersuchen. Dabei wurde auch die Schwierigkeit deutlich, welchen Einfluss die Standortheterogenität auf viele Untersuchungsparameter ausübte und vielfach die Einzelwirkung des Faktors Bodenbearbeitung überdeckte. Deshalb wurden einige Untersuchungsparameter auch im standardisierten Parzellenfeldversuch in der Versuchsstation des ZALF Müncheberg in Dedelow überprüft.
In Gefäßversuchen konnten zusätzlich bodenphysikalische Zusammenhänge des Pflanzen- und Wurzelwachstum nach differenzierter Bodenbearbeitung im Bodenmonolithen getestet werden.
Die konservierende Bodenbearbeitung zeigt aufgrund der fehlenden Lockerung höhere Dichte- und Festigkeitswerte in 0 - 15 cm Bodentiefe. Die Festigkeitswerte, gemessen mit dem Horizontalpenetrometer, weisen eine heterogene Verteilung innerhalb der Untersuchungsfläche auf.
Mit steigender Dichte im Oberboden bei konservierender Bearbeitung ging eine kontinuierliche Abnahme des Porenvolumens einher.
Im krumennahen Unterboden konnte durch die verminderte Eingriffsintensität eine Auflockerung der Dichte und eine leichte Zunahme der Grobporenvolumina festgestellt werden. Diese Tatsache wurde gleichfalls durch die höhere Luftleitfähigkeit im Unterboden bestätigt. Die hohe Dichte im Oberboden setzt bei konservierender Bearbeitung die Luftleitfähigkeit herab.
Mittels computeropographischen Messungen konnten in ungestörten Bodenröhren die gemessenen Dichte- und Festigkeitswerte der differenziert bearbeiteten Standorte bestätigt werden.
Die Dichtebestimmung mit CT-Messung in HE-Einheiten bietet eine einfache und schnelle Möglichkeit, natürlich gelagerte Bodenproben zerstörungsfrei und hochauflösend auf ihre Dichte zu untersuchen.
Der Humusgehalt in der oberen Bodenschicht stieg durch den Oberflächennahmen Verbleib der organischen Reststoffe in der konservierenden Bearbeitung an. Dadurch wurde eine deutliche Förderung der biologischen Aktivität, gemessen an der Bodenatmung und dem Zelluloseabbau, festgestellt.
Mit zunehmender Bodentiefe sank der Humusgehalt bei nicht wendender Bodenbearbeitung, insgesamt konnte über den Versuchszeitraum keine Erhöhung des Gesamthumusgehaltes in der Ackerkrumme nach konservierender Bearbeitung nachgewiesen werden.
Einhergehend mit dem höheren Humusgehalt und der biologischen Aktivität verbesserte sich die Bodenstruktur.
Die Aggregatstabilität war bis 40 cm Bodentiefe bei konservierender Bearbeitung höher als bei konventioneller Pflugarbeit.
Die tiefgrabenden Lumbricidenarten profitierten in der konservierenden Bearbeitung von dem günstigen Nahrungsangebot an der Bodenoberfläche.
So erhöhte sich der Anteil L. terrestris tendenziell bei konservierender Bewirtschaftung, im Parzellenfeldversuch wurde eine 50%ige Erhöhung dieser Art festgestellt. Auf dem konservierend bearbeiteten Praxisschlag wurde im Vergleich zur Pflugarbeit eine höhere Regenwurmbiomasse, welche die Leistungsfähigkeit der Population kennzeichnet, ermittelt.
Die Untersuchungen zu den Laufkäfergesellschaften lieferten differenzierte Ergebnisse, hier spielten eine Reihe von externen Einflüssen, wie Temperatur, Nahrungsangebot und Konkurrenz eine entscheidende Rolle, welche den Einfluß der Bodenbearbeitung überdeckten.
Festgehalten werden kann, dass durch nichtwendende Bodenbearbeitung vor allem große Käferarten geschont werden können. Auf die Spinnenpopulation konnte ein Einfluss der Bearbeitung sichtbar gemacht werden, diese wurde durch die reduzierte Bearbeitungsintensität in ihrem Auftreten gefördert.
Im Unkrautkeimversuch wurde, durch die fehlende Einarbeitung in tiefere Schichten, erfahrungsgemäß ein höherer Unkrautdruck in der oberen Bodenschicht festgestellt.
Allerdings war keine Verschiebung des Artenspektrums bei konservierender Bearbeitung zu verzeichnen, d.h. eine Erhöhung der Wurzelunkräuter war ebenfalls nicht nachweisbar.
Somit ist bei der konservierenden Bodenbearbeitung mit anderen Bekämpfungsschwerpunkten zu rechnen, bei richtigem Unkrautmanagement und Fruchtfolgewissen im System beherrschbar.
Die Mineralisierung war auf den konservierend bearbeiteten Flächen verlangsamt, es wurde weniger N_min in 90 cm Bodentiefe verlagert.
Die Gefäßversuche der ungestörten Bodenröhren spiegelten die Dichte- und Festigkeitsbedingungen der Praxisflächen wieder. Hier reagierten die getesteten Pflanzen unterschiedlich in der Pflanzen- und Wurzeltrockenmassebildung auf die Bearbeitungsvarianten.
Winterweizen hatte gleiche bzw. tendenziell höhere Pflanzentrockenmasse bei konservierender Bearbeitung, Ölrettich reagierte mit verminderten Erträgen. Sommergerste hatte in der konservierenden Bearbeitung niedrigere bzw. gleiche Trockenmasseerträge wie in der konventionellen Variante zu verzeichnen.
Das Hauptwurzelsystem wurde in beiden Bearbeitungsvarianten in der oberen Bodenschicht 0 - 15 cm gebildet.
Ein negativer Einfluss der Dichte auf das Wurzelwachstum konnte bei der Direktsaatvariante und in der Fruchtart Sommergerste nachgewiesen werden.
Die konservierende Variante hatte bei Winterweizen höhere Gesamtwurzelmassen ausgebildet, in der Bodenschicht 0 - 15 cm wurde eine 30 % höhere Wurzelmasse festgestellt.
Die flache Lockerung der konservierenden Variante förderte damit eindeutig das Wurzelwachstum, eine tiefe Lockerung konnte keine bessere Wurzelentwicklung bewirken.
Sommergerste reagierte mit abnehmenden Wurzellängen bei zunehmender Dichte, in der Fruchtart Winterweizen konnten über den zweijährigen Versuchszeitraum kein eindeutiger Einfluss der Dichte auf die Wurzellänge festgestellt werden.
Zuckerrüben in Direktsaat und Sommergerste bei konservierender Bearbeitung im Praxisvergleich ergaben deutlich niedrigere Erträge im Vergleich zur Pflugbearbeitung.