14.11.2019 Seite 0 Christopher Poeplau

Tagung „Kohlenstoffspeicherung“ – Agritechnica Hannover

Humusmanagement in der Landwirtschaft – Ergebnisse der Bodenzustandserhebung

PD Dr. Christopher Poeplau

Thünen Institut für Agrarklimaschutz

Hannover, 14.11.2019

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Tagung „Kohlenstoffspeicherung“ – Agritechnica Hannover

20

80

40

60

100

Mio

t C

O2-

Äq

uiv

ale

nte

Jahre

CO2 aus Böden

CH4 aus Tierhaltung

N2O aus N-Umsatz

Bodenzustandserhebung Landwirtschaft - Ziele

• ~11% der nationalen Treibhausgasemissionen aus der Landwirtschaft

• Boden größte terrestrische C-Speicher

• Änderung im Humusgehalt sind Klimarelevant

Müssen berichtet werden unter UNFCCC

Bisher: nur Landnutzungsänderungen

EU529 (2013): Auch Bewirtschaftung

Künftige Anrechnung auf Klimaschutzziele

Steigende Anforderungen an die Berichterstattung

Humus auch entscheidend für Bodenfruchtbarkeit!

14.11.2019 Seite 2 Christopher Poeplau

Tagung „Kohlenstoffspeicherung“ – Agritechnica Hannover

2008 2018

Konzeption

2011

1. Spatenstich Probennahme & Laboranalysen

3104.

Spatenstich

Labor-

analysen

2015

wissenschaftliche Auswertung

2017

Abschluss-bericht

Qualitätskontrollen & Dokumentation

Bodenzustandserhebung Landwirtschaft - Ablauf

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Tagung „Kohlenstoffspeicherung“ – Agritechnica Hannover

• 8 x 8 km Raster

• Acker, Grünland, Sonderkulturen

• 3107 Standorte

• Freiwillige Beteiligung d. Landwirte

• Fragebogen

Alleinstellungsmerkmal:

Einzige Inventur bis 1m Tiefe und mit Bewirtschaftungsdaten

Bodenzustandserhebung Landwirtschaft - Raster

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Tagung „Kohlenstoffspeicherung“ – Agritechnica Hannover

Standortaufnahme, Bodenprobenahme

• 1 m3 Profilgrube & Rammkernsondierungen

• gestörte Bodenproben: chemische Analysen

• ungestörte Bodenproben: physikalische Analysen

10 m

14.11.2019 Seite 5 Christopher Poeplau

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Laboranalysen

• Nt-Gehalt

• Corg-Gehalt

• Grobbodengehalt

• Trockenrohdichte des Feinbodens

• Bodenart

• Canorg-Gehalt

• Wurzelbiomasse (grob)

• pH-Wert

• Nahinfrarotspektren

• Corg-Fraktionen (ausgewählte Standorte)

Corg-Vorrat, Nt-Vorrat

in Tiefenstufen

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Tagung „Kohlenstoffspeicherung“ – Agritechnica Hannover

Bewirtschaftungsdaten

• 10 Jahre Flächenbewirtschaftung

• Fruchtfolgen

• Ertrag

• Ernterestmanagement

• Düngung, Kalkung

• Bodenbearbeitung

• Beweidung

• Mulchschnitt

• meliorative Maßnahmen

• Landnutzungshistorie

• Betriebsspiegel

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Tagung „Kohlenstoffspeicherung“ – Agritechnica Hannover

Böden

Corg-Vorrat in terrestrischen Ökosystemen

Seite 9

Corg-Vorrat in terrestrischen Ökosystemen in Deutschland (Wald- und Agrarökosysteme): 5 Milliarden t Corg

Böden Landwirtschaft (0-90 cm)

Böden Wald (0-90 cm)

Vegetation Wald

Vegetation Landwirtschaft

48% 23%

26%

3%

mit Streuauflage

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Mittlere Vorräte an organischem Kohlenstoff C

org

-Vo

rrat

(t

ha-1

)

Acker Grün- land

Sonder- kultur

Moorböden und moorähnliche Böden

mineralische Böden

Moorböden haben rund 5 × mehr Corg als Mineralböden (0-100 cm)

Mineralböden (0-100 cm): • Acker: 96 t Corg ha-1

• Grünland: 135 t Corg

ha-1

Organische Böden: 25% des gesamten C-Vorrats auf 6% Fläche

14.11.2019 Seite 9 Christopher Poeplau

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Räumliche Variabilität der C Vorräte in Deutschland

Acker Grünland Moor- und moorähnliche Böden

C-Vorrat

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Steuergrößen für räumliche Variabilität

Statistisches Modell: Selbstlernender Algorithmus (Random Forest)

• C:N-Verhältnis (schwarz humose Sande)

• Tongehalt

• Landnutzung (Acker/Grünland)

• Grundwasserstufe

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Potenzielle Änderungen im C-Vorrat unter aktuellem Management

Quelle

Senke

Keine Änderung

Co

rg [

t h

a-1a-1

]

SOC

Cin

Mineralisation

Erntereste

Organische Dünger

CO2

Neutral

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Modellierte Trends

• Acker: Signifikante Verluste von Humus

• Grünland: keine signifikanten Änderungen

BDF

Inventur N=139 N=139 N=991 N=13 N=13 N=320

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Wiederbeprobung

Welche Corg-Vorratsänderungen ließen sich mit einer wiederholten BZE nachweisen?

Ellert et al., 2008

• Abhängig von Stichprobenumfang und Variabilität

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Skalenebene n MDD (t Corg ha-1) MDD (%)

Skalenebene „Deutschland“ 3104 0,97 1

mineralische Böden Acker 1873 1,25 2

mineralische Böden Dauergrünland 691 2,05 2

Skalenebene „Beprobungspunkt“ 8 16,55 17

Corg-Vorratsänderungen von 0,2 t ha-1 a-1 sind realistisch (Acker).

Diese ließen sich auf nationaler Skala nach 5 bis 10 Jahren nachweisen.

Wiederbeprobung

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Einfluss der Landnutzungsgeschichte

• 75% aller Beprobungspunkte in Niedersachsen hatten eine Landnutzungsänderung in den letzten 250 Jahren

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Maßnahmen zum Humusaufbau: Zwischenfrüchte

Meta-Studie zum Einfluss des langjährigen Zwischenfrucht-anbaus auf die Corg-Vorräte in Böden

• 37 Standorte, 139 Flächen

Mittlere Corg-Anreicherung: 0,32 t ha-1 a-1

Viele Synergien

2016: Zwischenfrüchte vor ca. 45% der Sommerkulturen

Poeplau und Don 2015

14.11.2019 Seite 17 Christopher Poeplau

Tagung „Kohlenstoffspeicherung“ – Agritechnica Hannover

Welche Maßnahmen haben Potenzial?

Ackerbau

Verbleib, Rückführung von Ernteresten

Grünland

Ertragssicherheit stärken

Zwischenfrüchte, Untersaaten

Mehrjähriger Feldfutterbau (Kleegras, Luzernegras)

Organische Düngung

Anlage von Hecken, Feldgehölzen

Anhebung Grundwasserstand

Erhalt von Dauergrünland

Umwandlung von Acker in Grünland

Mineralische Düngung

Organische Düngung

Anlage von Hecken (?) Anhebung Grundwasserstand

• Passende Maßnahmen sind standort- und betriebsspezifisch!

• C-Speicherung im Boden ist reversibel!

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Tagung „Kohlenstoffspeicherung“ – Agritechnica Hannover

Fazit

• Die erste BZE-LW stellt eine wichtige Grundlage für das Monitoring von Bodenkohlenstoff dar

• Wiederholungsbeprobung ist geplant (bis 2028 abgeschlossen)

• Im Kontext Carbon Farming kann sie helfen, Hot-Spot Regionen von hohen Vorräten und potenziellen Verlusten abzubilden

Boden-C ist kleinräumig variabel, es braucht relativ große Änderungen, um diese signifikant nachweisen zu können

Bei Wiederbeprobung an exakt gleicher Stelle Wie hält man diese geheim?

Die Landnutzungsgeschichte des Standorts sollte bekannt sein, bzw. es braucht eine geeignete Referenz um den allgemeinen Trend abzuschätzen

C-Speicherung im Boden ist reversibel

14.11.2019 Seite 19 Christopher Poeplau

Tagung „Kohlenstoffspeicherung“ – Agritechnica Hannover

www.thuenen.de/de/ak/projekte/carbohedge

sophie.drexler@thuenen.de

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