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.-Biol. Timo Kautz

Datum der Promotion: 15. 04. 2004

Cuvillier Verlag Göttingen 2004
ISBN 3-86537-134-5

Zusammenfassung

Im Rahmen dieser Arbeit wurden sechs verschiedene Kombinationen organischmineralischer Düngung hinsichdich ihrer Wirkung auf das Bodenleben unter Sommergerste miteinander verglichen. Die zweijährigen Untersuchungen erfolgten an drei sehr unterschiedlichen Standorten der Internationalen Organischen Stickstoff-Dauerdüngungsversuche (IOSDV), unter den semiariden Bedingungen Zentralspaniens (IOSDV Madrid), im Übergangsbereich zwischen ozeanisch geprägtem und kontinentalem Klima in Mitteleuropa (IOSDV Berlin-Dahlem) und unter den kühlen kontinentalen Bedingung Nordosteuropas (IOSDV Tartu).
Der Sommergerste-Ertrag wurde an allen Standorten vor allem von alleiniger Mineraldüngung oder kombinierter organisch-mineralischer Düngung erhöht. Im Vergleich der Standorte nahm die Wirkung der organischen Düngung von Süden nach Norden ab.
Im Gegensatz zum Ertrag wurde die organische Bodensubstanz stärker von der Stallmistdüngung als von der mineralischen Düngung beeinflusst. An den Standorten Madrid und Tartu hatte eine Kombination aus Stroh- und Gründüngung keinen Einfluss auf die Humusgehalte, während sich diese Düngungsvariante in Berlin ähnlich fördernd auf den Humus auswirkte wie die Stallmistdüngung. Im Vergleich der Standorte ließen sich von Norden nach Süden abnehmende Kohlenstoffgehalte des Bodens feststellen, was in erster Line auf die klimatischen Unterschiede zurückzuführen ist. Von den untersuchten bodenchemischen Parametern reflektierte der heisswasserlösliche Kohlenstoff am deutlichsten die Wirkung der organischmineralischen Düngung.
Die Individuendichten von Bodenmikroarthropoden sind an den Standorten Berlin-Dahlem und Madrid vor allem durch die kombinierte Stroh- und Gründüngung gefördert worden. Offenbar haben die Tiere von dem jährlichen Eintrag unzersetzter pflanzlicher Rückstände stärker profitiert als von der nur einmal pro Fruchtfolgerotation applizierten Stallmistdüngung. Die mineralische Stickstoffdüngung hatte an allen drei Standorten tendenziell einen fördernden Einfluss auf die Individuendichten von Bodenmikroarthropoden. Dieser Effekt basiert auf der in den mit Mineral-N gedüngten Prüfgliedern größeren Produktion pflanzlicher Biomasse, die eine Nahrungsgrundlage für die Destruentengemeinschaft bildet. Vom nördlichen Standort Tartu zum südlichen Standort Madrid nehmen Individuendichten und Artenzahlen von Bodenmikroarthropoden sukzessive zu, was ebenfalls mit den Einflüssen des Klimas zu erklären ist. Wirkungen der Düngung auf die Diversität der Bodenmikroarthropoden waren nicht nachweisbar und werden vermutlich durch die in den Feldversuchen regelmäßig auftretenden Störungen, z. B. die Bodenbearbeitung, überdeckt.
Im IOSDV Berlin-Dahlem sind auch die mikrobielle Biomasse und die Dehydrogenase-Aküvität am stärksten von der Stroh- und Gründüngung gefördert worden. Die Stallmistdüngung blieb in ihrer Wirkung auf diese Parameter dahinter zurück, was mit der selteneren Applikation und der Qualität der in den Boden eingebrachten organischen Masse zu begründen ist. Mineralische Düngung hatte keine Auswirkungen auf mikrobielle Biomasse und Dehydrogenase-Aktivität. Die Cellulase-Aktivität wurde durch organische Düngung pflanzliche): Herkunft stark und durch mineralische Düngung leicht erhöht. Da die Cellulase-Aktivität vor allem auf cellulosehaltige Einträge reagiert, ist nachvollziehbar, dass dieser Parameter besonders deutlich durch Düngung mit Pflanzenresten und durch die - überwiegend von der mineralischen Düngung beeinflusste - Menge an Ernte- und Wurzelrückständen gefördert wird.
In Berlin und Tartu bestanden positive Korrelationen zwischen den Abundanzen von Bodenmikroarthropoden und dem heisswasserlöslichem Kohlenstoff. Die Präferenz der Tiere für hohe C_hwl-Gehalte des Bodens lässt sich vor allem als Reaktion auf das bessere Nahrungsangebot interpretieren. Es wurden keine Beziehungen zwischen der Abundanz von Collembolen und mikrobiologischen Parametern gefunden. Aufgrund der ermittelten Daten lässt sich die Bedeutung der Bodenmikroarthropoden als Regulatoren der mikrobiellen Aktivität und damit auch als Steuerungsgrößen für Mineralisationsvorgänge skeptisch hinterfragen.
Der Mykorrhizierungsgrad der Sommergerstewurzeln wurde durch die mineralische N-Düngung reduziert. Organische Düngung hatte keine Auswirkungen auf diese Symbiose. Die Ergebnisse sprechen dafür, dass unter den gegebenen Versuchsbedingungen die VA-Mykorrhizapilze keine Bedeutung für die Korn- und Stroherträge der Sommergerste haben.
Eine Bewertung der differenzierten organisch-mineralischen Düngung auf der Grundlage einer Klasseneinteilung ergab, dass aus bodenökologischer Sicht die Stroh-, Blatt- und Gründüngung ohne zusätzliche Mineraldüngung zu bevorzugen ist. Für eine multivalente Gesamteinschätzung der Düngungssysteme wären tiefgehende Untersuchungen ökonomischer und umweltbezogener Aspekte notwendig, die jedoch nicht Gegenstand der vorliegenden Arbeit waren.