Auswirkungen verschiedener Bodenbearbeitungsverfahren auf Ertrag und Qualität von Feldfrüchten und auf bodenökologische und bodenchemische Parameter

Auswirkungen verschiedener Bodenbearbeitungsverfahren auf Ertrag und Qualität von Feldfrüchten

Die Art und Intensität der Bodenbearbeitung wirken sich auf pflanzenbauliche, bodenökologische und ökonomische Parameter aus. Es gibt unterschiedliche Bodenbearbeitungsverfahren wie beispielsweise die wendende Bodenbearbeitung mit dem Pflug, die nicht wendende flache Bearbeitung, bei der nur oberflächlich bearbeitet wird und Ernterückstände an der Bodenoberfläche verbleiben und die Direktsaat, die auf eine Bodenbearbeitung verzichtet. In Baden-Württemberg werden seit 1995 landesweit Versuche zu den Auswirkungen verschiedener Bodenbearbeitungssysteme auf unterschiedliche Parameter wie Produktivität und Auswirkungen auf den Boden (Bodenchemie, Bodenökologie, Bodenphysik) durchgeführt. Die hier zusammengefassten Auswertungen beziehen sich auf die Ergebnisse zwischen 1995 und 2015, insgesamt 21 Jahre. Es wurden die drei oben beschriebenen Verfahren verglichen: a) Pflug, b) nicht wendende flache Grundbodenbearbeitung, c) Direktsaatverfahren. Die Fruchtfolge, der Zwischenfruchtanbau sowie Maßnahmen zur Düngung und zum Pflanzenschutz waren systemangepasst und betriebsüblich.

Die Erträge waren im Durchschnitt über die Standorte, Kulturen und Jahre in der Pflugvariante am höchsten und nahmen ab, je weniger der Boden bearbeitet wurde (Pflug > flache Bearbeitung > Direktsaat). In der Direktsaatvariante wurden im Durchschnitt ca. 10 Prozent geringere Erträge ermittelt als in der Pflugvariante. Dabei reagierten die einzelnen Kulturen nicht einheitlich. Während die Unterschiede zwischen den Bodenbearbeitungsvarianten bei Winterweizen, Roggen und Triticale sehr gering waren, zeigten sich bei Winter- und Sommergerste, Dinkel sowie Zuckerrüben deutliche Ertragsrückgänge bei Direktsaat. Silomais, Körnermais und Winterraps erreichten bei Direktsaat noch 86–92 Prozent der Referenzerträge unter Pflug. Die Gründe für das schlechtere Abschneiden der Direktsaat sind vielfältig. Dazu gehören u.a. eine geringere N-Freisetzung aus dem Boden, stärkere Unkrautkonkurrenz und eine schlechtere Etablierung der Bestände. Im Mittel der Jahre und Kulturen war der Feldaufgang der Pflugvariante am höchsten und bei der Direktsaat am niedrigsten.

Bezüglich der Qualität konnten hinsichtlich des Fusariumbefalls beim DON-Wert (Deoxynivalenol, Mykotoxin) und beim Rohproteingehalt im Korn infolge unterschiedlicher Bodenbearbeitungsvarianten keine nennenswerten Unterschiede festgestellt werden.

Auswirkungen verschiedener Bodenbearbeitungsverfahren auf bodenökologische und bodenchemische Parameter

Die Art und Intensität der Bodenbearbeitung wirkt sich auf pflanzenbauliche, bodenökologische und ökonomische Parameter aus. Es gibt unterschiedliche Bodenbearbeitungsverfahren wie beispielsweise die wendende Bodenbearbeitung mit dem Pflug, die nicht wendende flache Bearbeitung, bei der nur oberflächlich bearbeitet wird und Ernterückstände an der Bodenoberfläche verbleiben und die Direktsaat, die auf eine Bodenbearbeitung verzichtet. In Baden-Württemberg werden seit 1995 landesweit Versuche mit verschiedenen Bodenbearbeitungssystemen auf pflanzenbauliche und bodenökologische Wirkungen durchgeführt. Die hier zusammengefassten Auswertungen beziehen sich auf die Ergebnisse zwischen 1995 und 2015, insgesamt 21 Jahre. Es wurden die drei oben beschriebenen Verfahren verglichen: a) Pflug, b) nicht wendende flache Grundbodenbearbeitung, c) Direktsaatverfahren. Die Fruchtfolge, Düngung, Pflanzenschutz und der Zwischenfruchtanbau waren systemangepasst und betriebsüblich.

Die untersuchten Bearbeitungssysteme hatten weder einen signifikanten Einfluss auf die Nitratgehalte im Herbst und damit auf das Nitratauswaschungspotential, noch auf die Summenparameter der untersuchten mikrobiellen Parameter (mikrobielle Biomasse, Enzymaktivität, N-Mineralisierungspotential etc.) und der Bodenhumusgehalte. Allerdings führten Verfahren reduzierter Bodenbearbeitung bzw. Direktsaatverfahren zu einer starken Schichtung (Stratifizierung) von Humusgehalten, mikrobiellen Parametern und Nährstoffen, v.a. Phosphor. Die stärksten Effekte waren auf die Population und die Biomasse sog. anezischer Regenwürmer zu messen, die besonders bei Direktsaatsystemen deutlich erhöht waren. Anezische Regenwürmer sind tiefgrabende Regenwürmer, die ihre Nahrung an der Bodenoberfläche finden; Direktsaat bietet somit die besten Lebensbedingungen für diese Tiergruppe.

Grafik Schematische Darstellung der Wirkung von Direktsaatsystemen im Vergleich zu Pflugsystemen auf Boden-humusgehalte, mikrobielle Bodenparameter sowie Schichtung von Phosphor
Schematische Darstellung der Wirkung von Direktsaatsystemen im Vergleich zu Pflugsystemen auf Boden-humusgehalte, mikrobielle Bodenparameter sowie Schichtung von Phosphor

Im Hinblick auf die C-Sequestrierung konnte kein Effekt durch konservierende Bearbeitung festgestellt werden, wenn bis zu 50 cm Bodentiefe und die Korrektur der Horizontmächtigkeiten nach Lagerungsdichte in die Berechnung einbezogen werden. Die Luftkapazität ist bei Direktsaat in den oberen Bodenhorizonten vermindert, Trockenrohdichte, Eindringwiderstand und damit Befahrbarkeit sind erhöht. Die Auswirkungen auf die nutzbare Feldkapazität sind im Mittel aller Standorte gering und statistisch nicht abzusichern. Der Bodenwassergehalt ist unter Pflug in den oberen Bodenschichten im Durchschnitt der Vegetationsperiode geringer als unter flacher Bodenbearbeitung und Direktsaat. Die Aggregatstabilität nimmt von Pflug zu Mulch- und Direktsaat deutlich zu.

Beim Direktsaatverfahren wurde in der obersten Bodenschicht eine starke P-Anreicherung festgestellt. Dies kann dazu führen, dass die P-Verbindungen mit Niederschlagswasser reagieren, in Lösung gehen, und anschließend in gelöster Form in den Vorfluter gelangen.

Ein Beitrag von Dr. Kurt Möller, Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg, Außenstelle Rheinstetten-Forchheim.

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