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In die Deutsche Nachhaltigkeitsstrategie soll ein Indikator zum Schutz des Bodens aufgenommen werden. "Indikator Bodenschutz"

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Boden ist Produktionsgrundlage für die Landwirtschaft und Standort für die Erzeugung gesunder Lebensmittel. Über 90 Prozent der weltweiten Lebensmittelproduktion hängen unmittelbar vom Boden ab, das zeigt seine große Bedeutung für die Ernährungssicherung.

Boden ist eine nicht erneuerbare Ressource, die immer knapper wird. Daher ist eine nachhaltige Sicherung der Produktionsfunktionen, insbesondere durch emissionsarme Produktionsprozesse und eine möglichst hohe Rohstoffeffizienz notwendig. Dieses Ziel verfolgt auch die Bundesregierung mit zahlreichen Maßnahmen, um die Nutzung der Böden durch die Land- und Forstwirtschaft nachhaltig zu gestalten. Deshalb engagiert sich Deutschland national und international für den Bodenschutz auch unter den Bedingungen des Klimawandels.

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Bedeutung der Bodenfruchtbarkeit für den ökologischen Landbau

Ein Beitrag von Dr. Hans Marten Paulsen, Thünen-Institut für Ökologischen Landbau, Trenthorst

Eine gute Bodenfruchtbarkeit ist die Grundlage einer nachhaltigen Landwirtschaft. Der ökologische Landbau hat sie stets als Basis seiner Erzeugung benannt und ist besonders auf sie angewiesen. Physikalische, chemische und biologische Prozesse beeinflussen das Bodengefüge, den Wasser- und Lufthaushalt, die Temperaturregulierung, die Nährstoffversorgung sowie das Vorkommen von Schädlingen und Krankheitserregern in Böden und damit wichtige Parameter der Bodenfruchtbarkeit.

Im ökologischen Landbau sollen Nährstoffe idealerweise erst nach Umsatz im Boden von den Pflanzen aufgenommen werden, Düngemittel eher eine langsame Löslichkeit haben. Düngung soll – bevorzugt betriebsintern oder lokal organisiert – mit der Rückführung organischer Düngemittel, wie Stallmist, Gülle, Biogasgülle und Kompost, vorgenommen werden. Daneben wird Stickstoff durch den Anbau von Klee und anderen Leguminosen durch biologische Fixierung aus der Luft in das System gebracht.

Schwächen in Bezug auf die Nachlieferung von Nährstoffen können im ökologischen Landbau in der Regel nicht durch „Feuerwehrmaßnahmen“ ausgeglichen werden. Vielfältige Fruchtfolgen und organische Düngung müssen langfristig positiv wirken. Für die Bodenfruchtbarkeit bedeutet dies, dass im Boden ein Puffer bestehen muss, aus dem kontinuierlich Nährstoffe für das Pflanzenwachstum bereitgestellt werden können. Weiterhin muss Wasser verfügbar und eine gute Durchwurzelbarkeit gegeben sein.

Wichtige Maßnahmen für den Aufbau und den Erhalt der Bodenfruchtbarkeit sind die ausreichende Zufuhr organischer Substanz zur Regulierung der Humusgehalte, die Aufrechterhaltung eines geeigneten pH-Wertes durch Kalkzufuhr und das Vermeiden von Bodenverdichtungen durch an die Witterung angepasste Bodenbearbeitungstermine, geeignete Technik sowie ein optimiertes Befahrungsmanagement.

Die vielfältigen biologischen Prozesse im Boden sind von großer Bedeutung für die Nährstofffreisetzung, die Bodenstruktur und die Unterdrückung von bodenbürtigen Krankheiten und Schädlingen der Kulturpflanzen. Der Regenwurm hat hier als "Ökosystemingenieur“ die plakativsten Wirkungen. Durch nährstoffreiche Wurmlosung fördert er die Aggregatbildung und den Lebendverbau im Boden, durch Röhren sorgt er für Wurzelzugang in tiefe Bodenschichten und fördert die Wasseraufnahmefähigkeit von Böden. Er kann durch Zeitpunkte der Bodenbearbeitung, Phasen der Bodenruhe und Zufuhr organischer Stoffe stark gefördert werden. Allerdings ist die tatsächliche Bedeutung biologischer Vorgänge im Boden, – z.B. auch die der Bakterien, Pilze, Collembolen – nur schwer für den Pflanzenbau quantifizierbar. Bodenleben wird daher mit Managementmaßnahmen eher in seiner Gesamtheit adressiert, als organismenspezifisch gefördert. Besonders wichtig ist dabei die Zufuhr von Pflanzen- bzw. Ernterückständen und organischen Düngemitteln, die den Bodenorganismen als Nahrung dienen.

ein Bodenprofil mit in dem Wurzeln und ein Regenwurm zu sehen sind Wurzeln und Regenwürmer im Unterboden, Quelle: Paulsen

Durch die genannten Grundsätze und Zusammenhänge ergeben sich bei der Bodenfruchtbarkeit auch Herausforderungen für die Forschung und Praxis. Zwei wichtige Themenbereiche wie die Bodenmüdigkeit und die Ausnutzung von Phosphor sind nachfolgend beschrieben:

Blickpunkt: Bodenmüdigkeit beim langjährigen Anbau von Leguminosen

Bodenmüdigkeit, oder auch Nachbaukrankheit genannt, bedeutet, dass bestimmte Pflanzen nach mehrjährigem Anbau nicht mehr gut wachsen und der Ertrag eingeschränkt ist. Die Ursachen hierfür sind vielseitig. Diskutiert werden das Zusammenspiel negativ wirkender Mikroorganismen sowie die Ausscheidungen der Pflanzenwurzeln bei der Zersetzung von Wurzelrückständen. Neben den noch unbekannten Ursachen können auch pflanzenschädigende Nematoden, bodenbürtige Schadpilze oder ungünstig wirkende Bodenfaktoren, wie z.B. Bodenverdichtungen, die Symptome der Bodenmüdigkeit verstärken.

Nährstoffmangel kann durch Düngung behoben, die Wirkung bioaktiver Substanzen durch Fruchtwechsel vermindert werden. Dem Einfluss von Schaderregern im Boden kann durch ausreichend lange Anbaupausen, Fruchtwechsel, Züchtung und Anbau resistenter Arten entgegengewirkt werden. Im ökologischen Landbau müssen zusätzlich zum Wirtschaftsdünger auch Grünleguminosen, wie Klee oder Luzerne, zum Stickstoffeintrag in die Fruchtfolgen integriert werden; zusätzlich werden Körnerleguminosen, wie Futtererbsen, Bohnen oder Lupinen für die Futtermittelproduktion angebaut. Inwieweit sich die verschiedenen Leguminosenarten in Fruchtfolgen nachteilig beeinflussen und welche Aspekte der Bodenfruchtbarkeit hier ausgleichend wirken ist nur teilweise bekannt. Leguminosenmüdigkeit tritt im ökologischen Landbau z. T. prägnant beim Anbau von Futtererbsen und auch bei Weißklee auf. Aus der Forschung entstanden zum Beispiel Wachstumstests auf Bodenmüdigkeit (Fuchs et al., 2014) und gezielte Anbauempfehlungen für Artenmischungen verschiedener Kleesorten in Grünland, die weniger anfällig für z.B. Nematoden sind (Søegaard und Møller, 2006).

Blickpunkt: Effiziente Ausnutzung von Phosphor aus Böden und Düngemitteln

Mineralischer Phosphor aus geogenen Lagerstätten ist weltweitbegrenzt. Daher ist es zunächst wichtig Phosphor aus der Nahrungskette zu recyceln und den im Boden gebundenen sowie mit Düngemitteln zugeführten Phosphor effizient auszunutzen. Hierbei gilt es zu vermeiden, dass Phosphor in in schwer löslichen Formen im Boden festgelegt wird. Seine Mobilisierung ist auch eine Frage der Bodenfruchtbarkeit. Mykorrhizapilze, Mikroorganismen und Pflanzen sind z. B. in der Lage Phosphor durch Ausscheidungen aus stabileren Formen herauszulösen (Richardson et al., 2009). Eine hohe biologische Aktivität in Böden fördert damit die Phosphorlöslichkeit. Phosphor, der in biologischen Prozessen zirkuliert, hat relativ schnelle Umsatzraten und kann direkt von den Pflanzen aufgenommen werden. Für die Forschung bleibt herausfordernd herauszufinden, in welchem Umfang biologische Prozesse gezielt zur P-Mobilisierung genutzt werden können, damit Phosphor den Kulturpflanzen bei knapper werdendem Angebot im Boden in ausreichendem Maße zur Verfügung steht. Bekannt sind zum Beispiel Pflanzen mit höherer Effizienz bei der Phosphoraufnahme (Eichler-Löbermann et al., 2008) oder auch die Bedeutung von Regenwurmkot für die Phosphorversorgung aus dem Unterboden (Kautz et al., 2013).

Literatur

Eichler-Löbermann, B., Köhne, S., Kowalski, B. & Schnug, E. (2008): Effect of catch cropping on phosphorus bioavailability in comparison to organic and inorganic fertilization. Journal of Plant Nutrition, 31(4), 659-676.
Fuchs, J. G., Thuerig, B., Brandhuber, R., Bruns, C., Finckh, M. R., Fließbach, A., . . . Lucius, T. (2014): Evaluation of the causes of legume yield depression syndrome using an improved diagnostic tool. Applied Soil Ecology, 79, 26-36. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.apsoil.2014.02.013
Kautz, T., Amelung, W., Ewert, F., Gaiser, T., Horn, R., Jahn, R., . . . Köpke, U. (2013): Nutrient acquisition from arable subsoils in temperate climates: A review. Soil Biology & Biochemistry, 57, 1003-1022. doi: DOI 10.1016/j.soilbio.2012.09.014
Richardson, A. E., Barea, J. M., McNeill, A. M. & Prigent-Combaret, C. (2009): Acquisition of phosphorus and nitrogen in the rhizosphere and plant growth promotion by microorganisms. Plant and Soil, 321(1-2), 305-339. doi: DOI 10.1007/s11104-009-9895-2
Søegaard, K. & Møller, K. (2006): Can higher legume diversity reduce clover soil fatigue? Joint European Organic Congress, 30 - 31 May 2006. Odense, Denmark. http://orgprints.org/7542.

Stand:
15.11.16

Inhalt des Dossiers

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Sonderdruck - Den Boden im Blick

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Dieser Sonderdruck enthält einen Auszug aus der Ausgabe 4-2015 von B&B Agrar, der Zeitschrift für Bildung und Beratung des aid infodienstes.

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Am 16. November 2015 veranstaltete der Zentralverband Gartenbau e.V. zusammen mit dem Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft eine Tagung mit dem Thema "Gesunder Boden –Gesunder Gartenbau"

Broschüren vom aid infodienst e.V.

Magazin "lebens.mittel.punkt" der i.m.a - Auzug aus Heft 1/2015

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