Möglichkeiten zur Erhaltung und Verbesserung der ...

Fachhochschule Erfurt

Fakultät für Landschaftsarchitektur, Gartenbau und Forst

Bachelor - Studiengang Gartenbau

Wintersemester 2013 / 14

Möglichkeiten zur Erhaltung und Verbesserung der Bodeneigenschaften durch

bodenschonende Verfahren im Freiland-Gemüsebau

Bachelorarbeit

Eingereicht von:

Florian Frisch

Matrikelnummer: 10111929

7. Semester

Brumbyer Straße 42

06429 Nienburg

OT Neugattersleben

Referent: Herr Dr. Dirk Blankenburg

Korreferent: Herr Prof. Dr. Winfried Mann

Erfurt, ausgegeben am 29.10.2013

abgegeben am 07.01.2014

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung..................................................................................................................1

2 Boden.........................................................................................................................3

2.1 Definition................................................................................................................................3

2.2 Bodenentstehung...................................................................................................................3

2.3 Mechanische Bodeneigenschaften........................................................................................4

2.3.1 Konsistenz................................................................................................................5

2.3.2 Statische Festigkeit..................................................................................................5

2.4 Bodenstruktur und Bodengefüge...........................................................................................6

2.5 Bodenarten............................................................................................................................8

2.5.1 Sandböden...............................................................................................................8

2.5.2 Lehmböden...............................................................................................................9

2.5.3 Tonböden..................................................................................................................9

2.6 Bodenporen, Bodenwasser und Bodenluft..........................................................................10

2.6.1 Porenvolumen........................................................................................................10

2.6.2 Porengröße.............................................................................................................10

2.6.3 Bodenwasser..........................................................................................................11

2.6.4 Bodenluft.................................................................................................................13

2.6.5 Bodenwärme..........................................................................................................14

2.7 Edaphon..............................................................................................................................15

2.7.1 Bodenflora..............................................................................................................15

2.7.2 Bodenfauna............................................................................................................16

2.8 Humus.................................................................................................................................17

2.8.1 Definition.................................................................................................................17

2.8.2 Humuskreislauf.......................................................................................................17

2.8.3 C/N -Verhältnis.......................................................................................................19

2.9 Bodenfruchtbarkeit...............................................................................................................21

2.10 Bodenmüdigkeit.................................................................................................................23

3 Konventionelle Bodenbearbeitung.......................................................................24

3.1 Ziele der Bodenbearbeitung................................................................................................24

3.2 Aufgaben der konventionellen Bodenbearbeitung...............................................................24

3.3 Gründe für die konventionelle Bodenbearbeitung...............................................................25

3.4 Bodenbearbeitung im Kulturverlauf.....................................................................................25

3.5 Auswirkungen auf den Boden..............................................................................................27

3.6 Auswirkungen auf die Bodenfruchtbarkeit...........................................................................29

4 Bodenschonende Verfahren..................................................................................30

4.1 Technische Möglichkeiten....................................................................................................32

4.2 Verbesserte konventionelle Bodenbearbeitung...................................................................33

4.3 Konservierende Bodenbearbeitung.....................................................................................33

4.4 Strip-Till-Verfahren...............................................................................................................34

4.5 Gründüngung und Pflanzenarten........................................................................................35

4.5.1 Leguminosen..........................................................................................................35

4.5.2 Kreuzblütler............................................................................................................36

4.5.3 Gräser.....................................................................................................................36

4.6 Zwischenfruchtbau...............................................................................................................36

4.7 Untersaaten.........................................................................................................................37

4.8 Brachesysteme....................................................................................................................38

4.8.1 Rotationsbrache.....................................................................................................38

4.8.2 Dauerbrache...........................................................................................................38

5 Diskussion..............................................................................................................39

6 Fazit..........................................................................................................................43

7 Zusammenfassung.................................................................................................45

8 Literaturverzeichnis...............................................................................................46

9 Abkürzungsverzeichnis.........................................................................................49

10 Abbildungsverzeichnis........................................................................................50

1 Einleitung

Der Boden ist, trotz moderner Produktionsverfahren, das wichtigste

Produktionsmittel in Landwirtschaft und Gartenbau. Daher sollte er, seinem Wert

entsprechend, die Aufmerksamkeit erhalten, die ihm zusteht, um weiterhin seine

Fruchtbarkeit zu erhalten bzw. zu verbessern und damit auch unsere Ernährung zu

sichern.

Bereits früh wurde erkannt:

„Es gibt in der ganzen Natur keinen wichtigeren, keinen der Betrachtung

würdigeren Gegenstand als Boden! Es ist ja der Boden, welcher die Erde

zu einem freundlichen Wohnsitz der Menschen macht; er allein ist es,

welcher das Zahllose Heer der Wesen erzeugt und ernährt, auf welchem

die ganze belebte Schöpfung und unsere eigene Existenz letztlich

beruhen.“ (FALLOU 1862)

Der Gemüsebau ist eine der intensivsten Nutzungsformen des Bodens. Dabei wird

der Boden durch viele Faktoren beansprucht. Dies liegt zum einen an den Kulturen

selbst, weil der Großteil des Pflanzensortimentes starkzehrender Natur sind, die

einen hohen Nährstoff- und Wasserbedarf haben. Der Boden muss daher eine

optimale Speicherfähigkeit und Nachlieferfähigkeit für Nährstoffe und Wasser haben

und so beschaffen sein, dass sich das Wurzelsystem der Pflanzen optimal

ausbilden kann. Zum anderen wird der Boden, für die optimale mechanische

Beschaffenheit, stark mit der Bodenbearbeitung belastet. Durch den mehrmaligen

Anbau pro Saison auf einer Fläche, sind mehrere Bodenbearbeitungsmaßnahmen

nötig, die den Boden mischen und lockern. Die bekannteste

Bodenbearbeitungsform ist das Pflügen. Dieses Verfahren hat, aufgrund seiner

Vorteile eine lange Tradition, da es den Boden lockert und wendet, wodurch

Pflanzen und Pflanzenrückstände in den Boden eingemischt werden und frischer

rückstandsfreier Boden an die Oberfläche gelangt. Dieser kann optimal weiter

bearbeitet werden.

Neben weiteren Bodenbearbeitungsmaßnahmen, wie beispielsweise das Grubbern

und Eggen, bürgt besonders das Pflügen viele Nachteile für den Boden. Der große

Vorteil besteht jedoch darin, dass die konventionelle Bodenbearbeitung das

1

sicherste und einfachste Verfahren ist und das höchste Ertragspotential bietet.

Daher beschäftigt sich diese Arbeit mit den Verfahren der Bodenschonung. Hierfür

wird zunächst das Grundlegende zum Boden selbst erläutert, wie er aufgebaut ist,

welche Eigenschaften er besitzt und welche Vorgänge in ihm ablaufen. Ein Boden

ist keineswegs nur tote Substanz, vielmehr ein interaktives Zusammenspiel der

Bodenbestandteile, die die Eigenschaften schaffen, welche den Boden erst als

Standort für Pflanzen auszeichnen.

Dazu werden die im Boden ablaufenden Vorgänge erläutert und wie sich die

verschiedenen Bodenbearbeitungsmaßnahmen auf den Boden und dessen

Vorgänge auswirken.

Ziel dieser Arbeit ist es, einen Überblick zu schaffen, welche Verfahren es zur

schonenden Bearbeitung des Bodens gibt und ob sie in den Freilandgemüsebau

übertragbar sind. Dazu werden die bekannten Verfahren aufgeführt und erläutert.

Um sie auf ihre Eignung für den Gemüsebau zu prüfen, werden dabei die

Auswirkungen auf den Boden betrachtet und mit der konventionellen

Bodenbearbeitung verglichen. Der Vergleich berücksichtigt neben den

Auswirkungen auf den Boden auch die ökonomischen Aspekte, die aufzeigen

sollen, ob die bodenschonenden Verfahren ökonomisch für die Betriebe tragbar

sind.

2

2 Boden

2.1 Definition

Boden hat verschiedene Bedeutungen. Allgemein und im Bauwesen wird er als

Untergrund für Bauwerke oder als Grundstück, im Sinne von Grund und Boden,

gesehen. In der Bodenkunde, Biologie und Geologie wird er als oberste, belebte

Verwitterungsschicht der Erdkruste beschrieben. (Internet 1)

Anders als Tiere und Pflanzen sind Böden nicht genau abgrenzbare Naturkörper

und bilden keine selbständiges Individuum. SCHROEDER (1992) bezeichnet den

Boden als Grenzphänomen der Erdoberfläche, die Pedosphäre. In ihr überlagern

sich Lithosphäre, Atmosphäre, Hydrosphäre und Biosphäre. (SCHROEDER 1992)

Nach SCHALLER (2008) ist der Boden ein Hauptbestandteil unserer Umwelt. Für

den Gartenbau und die Landwirtschaft ist der Boden das wichtigste Mittel für die

Pflanzenproduktion.

Er ist Lebensraum für mannigfaltige Mikro- und Makroorganismen, die bedeutend in

den Auf- und Abbauprozessen des Bodens wirken. Der Boden wirkt zudem, wegen

seiner physikalischen Eigenschaften, als Puffer gegen Temperaturveränderungen

und gegenüber dem Wassertransport zwischen Grundwasser und Atmosphäre.

Außerdem ist der Boden wegen seiner chemischen Eigenschaften ein Puffer für den

pH-Wert und die im Bodenwasser gelösten Nährstoffe.

(SCHALLER 2008, Internet 1)

2.2 Bodenentstehung

Das Zusammenspiel von chemischen, physikalischen und biologischen Prozessen

hat die Böden geschaffen. Zu den bodenbildenden Faktoren gehören das

geologische Ausgangsgestein, Vegetation und Tierwelt, Relief, Wasser, Klima und

auch die Tätigkeit der Menschen. Der Boden ist das Ergebnis von abbauenden

Prozessen, wie der Verwitterung und Mineralisierung, sowie von aufbauenden

Prozessen, zu denen die Tonmineral- und Humusbildung gehören. Dazu gehören

auch Verlagerungsprozesse, wie zum Beispiel die Auswaschung von Basen, wie

beispielsweise die Tondurchschlämmung.

3

Abbauende Prozesse, auch Verwitterung genannt, sind sowohl physikalische

Vorgänge, als auch meist anschließend chemische, die auf das Ausgangsgestein

wirken. Mit der physikalischen oder mechanischen Verwitterung, wird das Wirken

von Kräften auf das Gestein bezeichnet. Diese Kräfte werden durch Luft- und

Wasserbewegung, Temperaturwechsel, Frostsprengung und Pflanzensprengung

hervorgerufen.

Mit dem fortlaufenden Einwirken dieser Kräfte wird das Gestein immer weiter

zerkleinert und die Oberfläche des Gesteins je Raumeinheit vergrößert sich. Um so

weiter das Gestein zerkleinert wird, das heißt, je größer die Oberfläche wird, desto

mehr Angriffsfläche bietet sich und um so stärker ist die Verwitterung. Das rührt

daher, dass fast alle chemischen Prozesse in wässriger Lösung ablaufen. So ist

auch ersichtlich, dass eine größere Oberfläche des Gesteins eine größere

Angriffsfläche für das Wasser bildet. Das Wasser hat hier die führende Rolle, denn

es kann Mineralien durch chemische Prozesse aus dem Gestein herauslösen,

verlagern und austauschen. Neben den wässrigen Lösungen, bildet die

Hydrolytische Verwitterung eine weitere wichtige Rolle. Unter Hydrolyse ist die

Zerlegung von Salzen, unter der Einwirkung der Ionen des Wassers, zu verstehen.

Bei der Hydrolyse der Gesteine, also der Silikate, entstehen pflanzenverfügbare

Nährstoffe, so zum Beispiel aus Feldspat das Kalium.

Weiterhin kann Gestein auch durch Oxidation, also durch Reaktion mit Sauerstoff,

verwittern. Hierbei oxidiert das Eisen durch den im Bodenwasser oder in der

Bodenluft enthaltenen Sauerstoff, an den Kristallstrukturen. Erkennbar ist dies zum

Beispiel an der Braunfärbung von Granit. (SCHALLER 2008, SCHEFFER /

SCHACHTSCHNABEL 2002, Internet 1)

2.3 Mechanische Bodeneigenschaften

Zur Erhaltung und Verbesserung der Ökonomie, landwirtschaftlicher und

gärtnerischer Betriebe, werden unsere Kulturböden heute ausschließlich maschinell

bearbeitet. Bei der Bodenbearbeitung muss daher besonders auf die Einwirkung der

Bodenbearbeitungsmaßnahmen auf die Bodenstruktur geachtet werden.

Je nach Bodenart und -feuchtigkeit besitzt der Boden, für die Bearbeitung

verschiedene mechanische Eigenschaften. Dazu gehören das Quellungs- und

Schrumpfverhalten, die Konsistenz, Reibung und Festigkeit. (SCHALLER 2008,

SCHROEDER 1992)

4

Für das Quellen und Schrumpfen des Bodens, ist das im Boden enthaltene Wasser

verantwortlich. Vorwiegend bei tonigen und tonhaltigen Böden, lässt sich das

Quellen durch Wasseraufnahme, also das Ausdehnen des Bodens durch kapillare

und osmotische Kräfte, in und an den Tonteilchen, beobachten. Umgekehrt

schrumpft der Boden, wenn das Wasser aus ihm entzogen wird. In längeren

Trockenperioden werden daher Risse im Boden sichtbar, die unter Umständen

mehrere Zentimeter breit sein können. (SCHALLER 2008)

2.3.1 Konsistenz

Die Konsistenz eines Bodens, ist durch den Zusammenhalt seiner Bodenteilchen

(Kolloide) gekennzeichnet. Sie ist abhängig von der Bodenart, Körnung und

Bodenfeuchtigkeit. Böden mit einem geringen Kolloidgehalt, beispielsweise

Sandböden, haben dem zur Folge eine geringe Formbeständigkeit und einen

geringen Widerstand gegen Formveränderungen. Böden mit einem hohen Gehalt

an Kolloiden, beispielsweise Tonböden, sind dagegen, gerade im trockenen

Zustand, formbeständig. (SCHALLER 2008)

2.3.2 Statische Festigkeit

Die statische Festigkeit eines Bodens ist ausschlaggebend für die Bearbeitbarkeit

und den Zeitpunkt der Bodenbearbeitung. Sie umfasst die Verdichtbarkeit, die

Scherfestigkeit und den Durchdringungwiederstand des Bodens. Wie stark die

Verdichtbarkeit, groß die Scherkräfte und hoch der Durchdringungswiederstand des

Bodens sind, hängt wieder von der Bodenart und -feuchtigkeit ab. Demnach kann

ein feuchter, ton- und hohlraumreicher Boden, stärker als ein trockener Sandboden

verdichtet werden. In der Praxis sollte daher also die Bodenfeuchtigkeit über die

durchzuführenden Maßnahmen entscheiden.

Die Scherfestigkeit ist der Widerstand während einer Verschiebung, zum Beispiel

beim Pflügen. Hier wird der Pflugbalken vom bestehenden Bodenkörper abgeschert

bzw. abgeschnitten.

Anhand des Durchdringungswiderstandes lässt sich mit einer Bodensonde die

Wirkung der Bodenbearbeitungsmaßnahme kontrollieren. So ist zum Beispiel eine

Pflugsohle durch einen hohen Widerstand gekennzeichnet. (SCHALLER 2008)

5

2.4 Bodenstruktur und Bodengefüge

Nach SCHALLER (2008) wird unter Bodengefüge, oder Bodenstruktur, die

räumliche Anordnung der festen Bodenteilchen verstanden. Diese Struktur ist im

ständigen Wandel, da die Prozesse der Hohlraumbildung und Hohlraumvernichtung,

sowie Aggregatbildung und Aggregatvernichtung, fortwährend einhergehen. So

entsteht das, für jeden Boden typische, Gefüge. Diese Prozesse, sowie das

Bodengefüge selbst, werden durch Eingriffe in den Boden, wie die

Bodenbearbeitung, gestört. Je nach Form und Aufbau der Gefügekörper, wird in

mehrere Gefügeformen unterschieden.

Einzelkorngefüge

Einzelkorngefüge zeichnen sich durch einzeln vorliegende Bodenteilchen aus,

welche, aufgrund von Humusmangel, keine Bodenaggregate gebildet haben.

Verkittungsgefüge

Das Verkittungsgefüge ist durch miteinander verkittete, also fest verbundene,

Bodenteilchen gekennzeichnet.

Massivgefüge

Aufgrund des Kolloidcharakters der Bodenteilchen, also Verbindungen durch Ton

oder Huminstoffe, sind die Bodenteilchen zu einer zusammenhängenden, festen

Masse miteinander verbunden.

6

Platten-, Polyeder- oder Prismengefüge

Die Bodenteilchen sind zu großen Gefügekörnern geformt und liegen dicht gepackt

im Boden vor. Diese Strukturen lassen sich durch ihre äußere Form, mit den vielen

Ecken und Kanten, vor allem in schweren Böden, gut erkennen.

Krümel-, Bröckel- oder Klumpengefüge

Diese Gefügeformen sind vorwiegend in der humosen Krume guter Kulturböden zu

finden und durch ihre rundliche Form gekennzeichnet.

Bröckelgefüge entstehen in Böden mit gutem Kulturzustand, die aber nur einen

geringen Anteil von Ton und Humus haben. Die einzelnen Bröckel haben eine

Größe von bis zu 20 mm. In mittelschweren und schweren Böden mit schlechtem

Kulturzustand, sind auch größere Aggregate, so genannte Klumpen mit über 20

mm, auffindbar.

Optimal ist der Struckturzustand eines Bodens, wenn er durch einen großen Anteil

an zusammenhängenden, porösen, mechanisch- und wasserbeständigen Krümeln

gekennzeichnet ist. Die Krümel haben dabei eine Größe von 0,2 bis 5 mm und sind

durch eine heterogene Struktur, wie in Abbildung 1 zu sehen, gekennzeichnet. Die

einzelnen Krümel werden vorwiegend durch Huminstoffe verkittet, also fest

verbunden und sind damit mechanisch sowie gegen Wasser beständig.

(SCHALLER 2008, SACHWEH 2001, KRUG 2002)

7

Abbildung 1: Schematische Darstellung eines Bodenkrümels (Quelle: SCHALLER 2008)

2.5 Bodenarten

Die Bodenarten werden anhand ihrer Zusammensetzung, an verschiedenen

Korngrößen, ermittelt. Zur Beurteilung der Korngrößen, wird dabei in zwei Gruppen

unterschieden. Die erste Gruppe ist der Grobboden, er umfasst das gesamte

Gestein, was größer als 2 mm ist und für die Pflanzenkultivierung eine

untergeordnete Rolle spielt. Die Zweite Gruppe ist der Feinboden, dessen

Korngrößen kleiner als 2 mm sind. Zur Beurteilung eines Bodens wird daher die

Zusammensetzung der Korngrößen, die so genannte Textur, herangezogen. Grund

dafür ist die Auswirkung der Textur auf den Boden in Bezug auf Wasser-, Luft- und

Wärmehaushalt sowie die Bearbeitbarkeit. Die Textur gilt aber auch für die

Beurteilung der chemischen, chemisch-physikalischen und biologischen

Eigenschaften.

Dabei wird der Feinboden in drei, für die Pflanzenkultivierung relevante,

Korngrößenfraktionen unterschieden. Die größte Fraktion wird als Sand bezeichnet

und erstreckt sich über eine Korngröße von 2 bis 0,063mm. Sie lässt sich in die drei

Untergrößen Grobsand, Mittelsand und Feinsand aufteilen.

Die nächstkleinere Fraktion wird als Schluff bezeichnet, dessen Korngrößen sich

von 0,063 mm bis 0,002 mm erstrecken. Schluff lässt sich wie Sand in die drei

Untergrößen Grobschluff, Mittelschluff und Feinschluff unterteilen.

Die kleinste Fraktion ist der Ton mit Korngrößen von unter 0,002 mm, also kleiner

als 2 µm.

Zur Ermittlung der Bodenart, werden die ermittelten Anteile von Sand, Ton und

Schluff in die Koordinaten des Körnungsartendreiecks (Anhang 1) eingetragen. An

der Stelle, an der sich die Werte kreuzen, kann die entsprechende Bodenart

entnommen werden. (SCHALLER 2008, SCHEFFER / SCHACHTSCHNABEL 2002,

SCHROEDER 1992)

Die Bodenarten bestehen im Wesentlichen aus drei Haupt - Bodenarten, die nach

ihrer Korngröße unterschieden werden.

2.5.1 Sandböden

Da Sandböden hauptsächlichst aus einer groben Textur bestehen, besitzen sie eine

gute Wasserführung und eine gute Durchlüftung. Nachteilig ist jedoch der geringe

Gehalt feiner Bodenteilchen, insbesondere von Tonkolloiden. Somit ist das

8

Speichervermögen für Wasser und Nährstoffe entsprechend gering, was sich, ohne

eine gezielte Bewirtschaftung, negativ auf die Ertragsfähigkeit des Bodens auswirkt.

Außerdem sind Sandböden, durch die geringe Speicherfähigkeit, stark von den

einzelnen Niederschlagsmengen und deren Verteilung über das Jahr abhängig.

Aufgrund ihres aktiven Bodenlebens, welches, besonders durch die gute

Erwärmbarkeit und Dürchlüftung, organisches Material sehr schnell umsetzt, sind

Sandböden, bei warmer und feuchter Witterung sowie einem geringen oder

fehlenden Pflanzenbestand, stark auswaschungsgefährdet. Daher sollten bei

Sandböden die Bewirtschaftung sowie die durchzuführenden Kulturmaßnahmen

genau geplant werden. Neben der Düngung und Bewässerung, können

Maßnahmen zu Bodenverbesserung erforderlich werden, so beispielsweise das

Einbringen von ton- und humushaltigem Material, wie Komposten. (SCHALLER

2008, Internet 2)

2.5.2 Lehmböden

Lehmböden gehören, mit ihrem hohen Anteil von 30 bis 40 % Ton sowie Schluff und

den ergänzenden 60 bis 70 % Sand, zu den fruchtbarsten Kulturböden. Durch die

hohen Tongehalte sind die Böden bindig, haben also eine starke Bindungskraft

zwischen den Bodenteilchen und können damit ausreichend Wasser und Nährstoffe

speichern. Außerdem begünstigt die gute Durchlüftung die biologische Aktivität des

Bodens. Neben der ausreichenden Versorgung der Böden mit organischem

Material, ist es wichtig, Bodenbearbeitungsmaßnahmen möglichst nur dann

durchzuführen, wenn die Bedingungen optimal sind. Die Böden neigen bei der

Bearbeitung mit schweren Maschinen und bei feuchter Witterung zu Verdichtungen.

(SCHALLER 2008)

2.5.3 Tonböden

Reine Tonböden sind, wegen ihres sehr hohen Anteils an feinem mineralischem

Gestein, als Kulturböden ungeeignet. Trotz ihres enorm hohen Speichervermögens

für Wasser und Nährstoffe, haben sie nur eine sehr schlechte Durchlüftung und

Wasserführung. Wegen ihres hohen Wassergehaltes erwärmen sie sich im Frühjahr

schlecht und sind meist noch von der Winterfeuchtigkeit gesättigt. Dies

verschlechtert auch die Bedingungen für die Mikroorganismen des Bodens und der

9

Pflanzenwurzeln, wodurch die gesamte biologische Aktivität behindert wird. Hinzu

kommt die schlechte Bearbeitbarkeit und die eventuell notwendige Entwässerung

(Dränung) der Flächen. Weiterhin muss der Boden, durch Einbringen von

organischem Material, verbessert werden. Besonders Tonböden neigen bei

Trockenheit zu Rissbildung und sehr festen Gefügekörpern. (SCHALLER 2008)

2.6 Bodenporen, Bodenwasser und Bodenluft

2.6.1 Porenvolumen

Als Porenvolumen wird der gesamte, sich im Bodenhorizont befindliche Hohlraum

bezeichnet und in Volumenprozent angegeben. Dieser entsteht durch die

unregelmäßigen Formen der Bodenteilchen, die aneinander liegen und aufgrund

ihrer Form nicht das gesamte Volumen ausfüllen können. Auch innerhalb von

Gefügekörpern gibt es Hohlräume und Poren.

Dabei haben Sandböden das geringere und dagegen Lehm- und Tonböden das

größere Porenvolumen. Das gesamte Porenvolumen dient zur Aufnahme und zum

Transport des Bodenwassers sowie der Bodenluft und trägt somit maßgeblich zur

Fruchtbarkeit des Bodens bei.

Hervorzuheben ist aber die Tatsache, dass, in einem mit Wasser gesättigten Boden,

das gesamte Porenvolumen belegt ist und der Boden somit an Sauerstoff verarmt.

Ein Boden mit guter Krümelstruktur hat meist ein Porenvolumen von etwa 50 %,

wovon nach SCHALLER (2008), drei Fünftel des Porenvolumens mit Wasser gefüllt

sein sollen, um optimale Bedingungen für die Pflanzen bereitzustellen.

Das Porenvolumen in der bearbeiteten Ackerkrume unterliegt, durch

Bodenbearbeitungsmaßnahmen, Witterung und Bewuchs, einer ständigen

Veränderung. (SCHEFFER 2002)

2.6.2 Porengröße

Wie auch bei der Textur der Böden, ist beim Porenvolumen die Verteilung der

einzelnen Porengrößen, wegen deren unterschiedlicher Eigenschaften, von großem

Interesse. Die Verteilung der Poren ist neben dem Bodenzustand von der Bodenart

abhängig. Dabei werden die Porengrößen in Grob-, Mittel-, und Feinporen unterteilt.

Grobporen haben einen relativ großen Durchmesser von über 10 µm und können

daher kein Wasser halten, weil es sich frei in ihnen bewegen kann. Sofern keine

10

Staunässe im Boden vorherrscht, fließt das Wasser durch die Gravitation aus den

Poren, welche dadurch frei werden und dem Lufthaushalt des Boden dienen.

Mittelporen haben einen Durchmesser von 10 bis 0,2 µm. Das Wasser kann in

ihnen gegen die Schwerkraft gehalten werden und ist ganz pflanzenverfügbar.

Feinporen haben dagegen, mit einem Durchmesser von weniger als 0,2 µm, sehr

kleine Poren. Die kapillaren Kräfte in ihnen, sind so stark, dass weder Schwerkraft,

noch die Saugspannung der Pflanzenwurzeln das Wasser aus ihnen entziehen

können. Daher wird das in Feinporen gebundene Wasser auch „Totwasser“

genannt. (SCHEFFER 2002)

2.6.3 Bodenwasser

Bodenwasser ist das Wasser, welches durch Niederschläge in den Boden gelangt,

oder aus dem Grundwasser in den Boden aufsteigt und gehalten wird, wie in

Anhang 2 verdeutlicht wird.

Dabei wird Wasser, das in den Fein- und Mittelporen gehalten wird, als Haftwasser

bezeichnet. Wasser, was nicht im Boden gehalten werden kann und durch die

Grobporen aufgrund der Schwerkraft abfließt, wird als Sickerwasser bezeichnet.

Aufgrund der Anziehungs- und Kapillarkräfte in und zwischen den Bodenteilchen,

übt der Boden eine Saugspannung auf das Wasser aus und bindet so das

Haftwasser. Diese Saugspannung rührt aus der Wasseranbindungskraft der

einzelnen Bodenteilchen und der Anziehungskraft der einzelnen Wassermoleküle

untereinander. Diese Bindungskräfte sind bei trockenem Boden hoch und bei

feuchtem Boden entsprechend gering. Wegen des großen Wertebereichs der

Saugspannung und der unterschiedlichen Eigenschaften der Böden, wird dessen

Feuchtezustand mit dem pF-Wert angegeben. Dieser ist ein relativer Wert, der zur

einheitlichen Beurteilung des Feuchtezustandes der Böden und damit der

Wasserverfügbarkeit für die Pflanzen, eingeführt wurde. Grund dafür ist, dass

gleiche Wassergehalte in verschiedenen Böden unterschiedliche Saugspannungen

verursachen. So ist ein Lehmboden mit 20 Volumenprozenten Wasser trocken, ein

Sandboden dagegen nass.

Zur Beurteilung des Bodenfeuchtezustandes mittels pF-Wert, gibt es den

Wertebereich von 0 bis 7. Dabei steht der Wert 0 für einen sehr nassen und Wert 7

für einen sehr trocken oder dürren Boden. Er errechnet sich aus dem Logarithmus,

11

der im Boden anliegenden Wassersäule, in Zentimeter. So hat ein Boden mit der

Saugspannung von 1 bar (1 bar entspricht 10 m Wassersäule), also einer

Wassersäule von 1000 cm, einen Logarithmus von 3 und dem entsprechend einen

pF-Wert von 3, der einem ausreichenden und pflanzenverfügbaren Wassergehalt

entspricht. Ein Boden mit dem Wert 7 dagegen, hat eine Saugspannung von etwa

10.000 bar, was einem nahezu wasserfreien Boden entspricht. In Abbildung 2 wird

dies veranschaulicht.(SCHROEDER 1992, SCHALLER 2008)

Die maximale Menge an Haftwasser in einem natürlich gewachsenen Boden, ist die

Feld-Kapazität (FK). Jedoch kann die Pflanze nicht über die gesamte Menge des

Haftwassers verfügen, da ein Teil durch die stärkeren Bindungskräfte der

Bodenteilchen gebunden ist. Der verfügbare Wassergehalt des Bodens, die

nutzbare Feldkapazität, befindet sich in dem Bereich zwischen dem Maximalwert

der Feldkapazität und dem Welkepunkt (WP). Der Welkepunkt entspricht dabei dem

Wassergehalt des Bodens, bei dem alle Pflanzen, außer Trockenheits- und

Salztoleranten, kein Wasser mehr aus dem Boden aufnehmen können. Wie groß die

Feldkapazität ist, hängt dabei von der Textur, dem Bodengefüge, Bodenart und

Humusgehalt ab. In Abbildung 2 wird dies veranschaulicht. (SCHROEDER 1992)

12

Abbildung 2: Verfügbarkeit des Bodenwassers anhand der Wasserspannungskurve und des pF-Wertes (Quelle: SCHROEDER 1992)

2.6.4 Bodenluft

Der Wasser- und Lufthaushalt ist für alle Prozesse und Lebewesen im Boden

ausschlaggebend. Er hängt von den Bodeneigenschaften, wie dem Humusgehalt,

der Textur und den Bearbeitungsmaßnahmen, ab.

Zudem hängen Bodenluft und Bodenwasser direkt zusammen und beeinflussen sich

gegenseitig, da sie sich den selben Porenraum teilen. So hat beispielsweise

Staunässe eine Verarmung an Bodenluft zur Folge. Veranschaulicht wir dies in

Abbildung 3.

Speziell für Umsetzungsprozesse wie der Mineralisierung und Humifizierung ist die

Bodenluft von großer Bedeutung, da hier die Prozesse, abhängig von der

Luftqualität, gefördert oder gebremst werden.

Der Gasaustausch zwischen Bodenluft und der Atmosphäre findet größtenteils

durch Diffusionsvorgänge statt. Dies beruht auf den unterschiedlichen

Partialdrücken in der Atmosphäre und im Boden. Des weiteren wir die Bodenluft

auch durch Makroporen befördert. (SCHALLER 2008, SCHROEDER 1992)

13

Abbildung 3: Verteilung von Wasser und Luft im Boden (Quelle: SCHALLER 2008)

2.6.5 Bodenwärme

Sie beeinflusst die Aktivität der Bodenorganismen und damit die Geschwindigkeit

der Umsetzungen im Boden sowie auch Verwitterungsvorgänge, Mineralisierung

und Humifizierung. Dabei liegen die optimalen Temperaturen für Bodenorganismen

bei ca. +25°C (ALSING 1995).

Zugeführt wird die Wärme dem Boden nur durch die Einstrahlung der Sonne an der

Bodenoberfläche, wobei die zugeführte Wärmemenge von einer Reihe von Faktoren

abhängig ist. Hierzu zählen die Tages- und Jahreszeit, Bodenfarbe, Ausrichtung

und Neigung des Geländes, sowie die Witterung.

Wie stark sich der Boden daraufhin erwärmt und vor allem wie tief, hängt von der

Wärmeleitfähigkeit des Bodens ab. Diese wiederum ist besonders von der

Bodenfeuchtigkeit, aber auch in gewissem Maße von der Bodenart und Textur

abhängig. Eine hohe Wärmeleitfähigkeit bewirkt, dass im Tagesverlauf die

Temperaturschwankungen an der Bodenoberfläche geringer sind, da die Wärme

besser an den Unterboden weitergegeben wird. Ist die Wärmeleitfähigkeit im

Gegensatz dazu gering, verstärken sich die Schwankungen an der Oberfläche, da

weniger Wärme an den Unterboden weitergegeben wird. Dies hat aber zur Folge,

dass die Bodenoberfläche, aufgrund der geringen Wärmenachlieferung aus dem

Unterboden, nachts stärker auskühlt. Trockene, helle Sandböden erwärmen sich

daher nur in der obersten, dünnen Bodenschicht und bleiben in der unteren kalt. Im

Gegensatz dazu stehen Tonböden, die meist relativ feucht sind und eine dunklere

Farbe haben. Sind Tonböden aber stark feucht, beispielsweise bei Staunässe,

zählen sie zu den kalten Böden.

Die Wärmeabgabe aus dem Boden erfolgt dagegen durch Strahlung und

Verdunstung von Wasser an der Bodenoberfläche. (SCHROEDER 1992,

SCHALLER 2008, ALSING 1995)

14

2.7 Edaphon

Das Edaphon bezeichnet die Gesamtheit aller im Boden lebenden Organismen,

unterteilt in Bodenflora und Bodenfauna. Jedoch werden höhere Pflanzen, zu denen

die Kulturpflanzen zählen, sowie deren Wurzeln, nicht dazu gezählt.

2.7.1 Bodenflora

Die Bodenflora umfasst alle pflanzlichen Organismen, die im Boden leben. Dabei

sind hier nicht direkt die Pflanzen gemeint. Stattdessen spielen Bakterien, Pilze und

Algen die viel wichtigere Rolle. In fruchtbaren Böden sind Bakterien mit bis zu 0,2

Gewichtsprozenten des Bodens vorhanden, was pro Hektar bis zu 4 Tonnen Masse

ergibt. Die Hauptaufgabe der Mikroorganismen liegt in den

Stoffumwandlungsprozessen im Boden. Diese können grob in vier Gruppen

unterteilt werden. Zur ersten Gruppe gehören nitrifizierende Bakterien. Zur zweiten

Gruppe gehören luftstickstoffbindende Bakterien. Zur dritten Gruppe gehören

cellulosezersetzende Bakterien und die vierte Gruppe beinhaltet die Strahlenpilze

(Aktinomyceten). Unter den Pilzen im Boden finden sich zum Großteil die

Schimmelpilze, zu denen bekannte Gattungen wie Botrytis Pers. ex Fr., Fusarium

Link und Verticillium zu finden sind. Am ehesten sind sie aus der Phytomedizin

bekannt, da sie, für viele wichtige Kulturpflanzen, Schaderreger sind. Im Boden

jedoch sorgen sie, mit als erste Organismen, für den Abbau organischer Stoffe. Die

während der Abbauprozesse als Stoffwechselprodukte anfallenden Kleb- und

Schleimstoffe der Mikroorganismen, dienen dabei unter anderem zur Stabilisierung

der Bodenaggregate. Nicht nur die Stoffwechselprodukte der Organismen

stabilisieren das Bodengefüge, ebenso wichtig sind dabei die Pilze, vielmehr ihr

Myzel. Das Zusammenspiel der Stoffwechselprodukte mit dem Pilzmyzel wird als

Lebendverbauung bezeichnet. Dabei verflechtet, verklebt und verkittet das

Pilzmyzel und der Bakterienschleim die Bodenpartikel. Dies ist ein sehr wichtiger

Beitrag für das Krümelgefüge unserer Böden.

Wie stark der Besatz an Mikroorganismen ist, hängt jedoch von den Bedingungen

ab. Zu denen zählen die Art und Menge der Pflanzenreste, Niederschläge,

Bodenklima, Bodenstruktur, pH-Wert sowie die Eingriffe in den Boden durch

bodenbearbeitende Maßnahmen. Die Aktivität der Organismen ist immer stark von

der Temperatur und der Feuchtigkeit im Boden abhängig. Das Optimum für

Bakterien liegt bei einer Temperatur von 25°C und einem Wassergehalt von 25

15

Gewichtsprozenten. Das Optimum für Pilze liegt ebenfalls bei 25°C, aber einem

Wassergehalt von etwa nur 15 Gewichtsprozenten. Somit ergibt sich bei unserem

Klima eine gewisse Dynamik der Mikroorganismen. Das Maximum der Aktivität

herrscht im Frühjahr, wegen der steigenden Temperaturen und der noch im Boden

vorhandenen Feuchtigkeit aus dem Winter. Im Sommer hingegen stellt sich ein

Minimum aufgrund des fehlenden Wassers ein. Des weiteren haben neben den

klimatischen Faktoren auch wieder die acker- und pflanzenbaulichen Maßnahmen

einen maßgeblichen Anteil an der biologischen Aktivität der Organismen, so

beispielsweise das Brechen von Verkrustungen der Bodenoberfläche, um den

Gasaustausch aufrecht zu erhalten. (SCHALLER 2008, KLAPP 1954)

2.7.2 Bodenfauna

Die Bodenfauna umfasst alle tierischen Lebewesen im Boden. Sie lässt sich in vier

Kategorien unterteilen. Die Megafauna umfasst dabei große Organismen wie Mäuse

und Regenwürmer, die Makrofauna u.a. Asseln, Insekten, Regenwürmer und

Spinnen. Die Mesofauna beinhaltet u.a. Milben und Fadenwürmer und zur

Mikrofauna gehören Geißeltierchen, Wurzelfüßer und Wimpertierchen. Die Masse

oder Anzahl dieser Organismen im Boden schwankt stark von einem bis zu

mehreren Hunderttausend Lebewesen je Gramm Boden. Insgesamt beträgt der

Gewichtsanteil, tierischer Organismen je Hektar Boden, zwischen einer und drei dt.

Humusreiche Böden und gärtnerische Erden, wie Kompost, sind dabei am

dichtesten besiedelt. Die großen Vorkommen in humusreichen Böden und

Substraten lassen erahnen, dass sie die Wegbereiter der Mineralisierung und

Humifizierung sind. Durch ihre nagenden, beißenden und zermahlenden Tätigkeiten

bewirken die Organismen, aus Meso-, Makro- und Megafauna bestehend, die

Aufbereitung des organischen Materials für weitere Organismen, wie Bakterien und

Pilze.

Besonders Regenwürmer spielen eine wichtige Rolle. Sie sorgen, durch die

Aufnahme und innere Vermengung von mineralischen und organischen

Bodenbestandteilen, für den Aufbau von Ton-Humus-Komplexen. Darüber hinaus

tragen sie zur Durchmischung (Bioturbation) des Bodens, bzw. der

Krumenbestandteile bei. (SCHALLER 2008, KLAPP 1954)

16

2.8 Humus

2.8.1 Definition

Humus ist der zentrale Baustein gesunder Böden. Er ist wesentlich für den

Nährstoff- und Wasserhaushalt, sowie für die Strukturbildung der Böden

verantwortlich. Weiterhin ist Humus maßgebend an den Bodenbildungsprozessen

beteiligt und sorgt so für die Gefügestabilität, sowie für das Wasser- und

Nährstoffspeichervermögen.

Von Humus wird, im Zusammenhang von stabiler, organischer Masse im Boden,

gesprochen. Dabei handelt es sich um Ton-Humuskomplexe, die durch vielfältige

Umsetzungsprozesse im Boden entstehen. Ausgangsstoffe für die Bildung von Ton-

Humuskomplexen sind nicht nur Huminstoffe, die zum Großteil während der

Humifizierung aber auch in geringem Maße während der Mineralisierung gebildet

werden. Sondern auch die Tonblättchen und die entgegen gesetzt geladenen Ionen

der Nährelemente sind grundlegende Bestandteile dieser Komplexbildung.

Als organische Masse im Boden, werden neben dem Humus, auch aus seine

Ausgangsstoffe, Nebenprodukte und die toten sowie lebendigen Bodenorganismen

bezeichnet. Zur lebenden organischen Masse gehören dabei, die Bodenfauna mit

den tierischen Lebewesen wie Insekten, Tieren, Bakterien und die Bodenflora mit

den pflanzlichen Lebewesen, zu denen neben den Gefäßpflanzen auch die Algen,

Flechten und Pilze gehören. (SACHWEH 2001, DUNST 2011, HAMPL 1996, KLAPP

1954, SCHEFFER 2002)

2.8.2 Humuskreislauf

Die gesamte Natur besteht aus Kreisläufen. So ist auch der Humus, vielmehr der

Kohlenstoff, einem ständigen Kreislauf unterlegen.

Pflanzen nehmen während ihres Wachstum, das Kohlendioxid aus der Luft und die

in dem Bodenwasser gelösten Nährstoffe N, P, K, Mg, Fe, Mn, Cu, Zn und B, mit

dem Wasser, aus dem Boden, auf. Mithilfe der Sonnenenergie, dem Wasser und

der Nährstoffe, wird das CO2, in der Pflanze, in seine Bestandteile Kohlenstoff und

Sauerstoff aufgespalten, wobei der Kohlenstoff dem Aufbau der Pflanzenmasse

dient und der Sauerstoff in die Atmosphäre abgegeben wird. Somit wird der

Kohlenstoff aus dem CO2, mit den aufgenommenen Nährstoffen und Wasser, in

vielen verschiedenen pflanzeneigenen Verbindungen, beispielsweise in Form von

17

Kohlenhydraten, Ligninen oder Proteinen gebunden.

Stirbt eine Pflanze, oder deren Teile ab, sind diese organischen Verbindungen so

lange gebunden, bis sich Bedingungen für die Zersetzung dieser einstellen. Die

Zersetzenden Mikroorganismen besiedeln bei günstigen Bedingungen die toten

Pflanzenreste und beginnen damit, die pflanzeneigenen Verbindungen

aufzuspalten.

Dies geschieht, indem die Ausgangsstoffe, also die als Streu auf dem Boden

aufliegenden Pflanzenreste, Wurzelrückstände u.v.m. durch die Tätigkeiten der

Bodenorganismen in den Boden eingemischt, zersetzt und aufgespalten werden.

Dabei entstehen zwei Humusformen:

Nährhumus

Er besteht aus leichtzersetzlicher, organischer Substanz, beispielsweise aus

Kohlenhydraten, Pektinen, organischen Säuren und stickstoffbeinhaltenden

Eiweißverbindungen. Die Hauptrolle des Nährhumus besteht in der Bereitstellung

der Nahrung und Energie für Mikroorganismen. Energielieferant sind dabei alle

Stickstoffhaltigen, organischen Verbindungen. Der Nährhumus wird durch die

Mikroorganismen mineralisiert, wodurch alle Nährstoffe aus dem Nährhumus

freigesetzt werden. Die freigesetzten Nährstoffe liegen danach in

pflanzenverfügbaren Formen vor und können direkt, von anderen Pflanzen

verwertet, oder an die Ton-Humus-Komplexe, angelagert werden. (KLAPP 1954,

DUNST 2011)

Dauerhumus

Dauerhumus ist ein Endprodukt aus den Ab-, Um- und Aufbauvorgängen der

Mikroorganismen des Bodens. Er besteht aus langkettigen, schwerzersetzlichen

Kohlenstoffverbindungen, beispielsweise Lignine, Gerbstoffe, Fette, Wachse und

schwer zersetzliche Proteine. Diese reichern sich bei der Mineralisierung im Boden

an (Humifizierung), wodurch der Kohlenstoffanteil im Boden ansteigt. Bei

Dauerhumus handelt es sich dabei um eine meist stabile Form, die für die

Krümelbildung und damit für die Bodenstruktur verantwortlich ist. Dauerhumus wird

in, an die Tonteilchen angebundener Form (Ton-Humus-Komplexe), nur wenig

abgebaut und kann somit über einen sehr langen Zeitraum stabil bleiben. (KLAPP

1954, DUNST 2011)

18

2.8.3 C/N -Verhältnis

Das C/N – Verhältnis ist das im Boden vorhandene Verhältnis von Kohlenstoff zu

Stickstoff. Es gibt dabei an, ob ein Boden organische Masse als Dauerhumus

enthält, oder rasch mineralisiert. Dabei ist unter Kohlenstoff, die im Boden

befindliche organische Substanz zu verstehen. Stickstoff ist dabei, neben der

Funktion als Pflanzennährstoff, auch als Nahrungsquelle für die zersetzenden

Mikroorganismen im Boden zu verstehen.

Ist im Boden, gegenüber dem Kohlenstoffanteil der organischen Substanz, viel

Stickstoff vorhanden, so erhalten die Mikroorganismen ausreichend Nahrung, was

deren Aktivität steigert und dazu führt, dass viel Nährhumus zu pflanzenverfügbaren

Nährstoffen mineralisiert wird. Hier ist das Verhältnis, von Kohlenstoff zu Stickstoff,

eng. (KLAPP 1954, DUNST 2011, SACHWEH 2001)

Beispiel: Die Kultur Blumenkohl benötigt für ein optimales Wachstum, je nach

Sorte und Wuchsverhalten, eine Stickstoffmenge von 250 bis 350 Kg/ha.

Davon entfallen je nach Ertrag, 100 bis 120 Kg N/ha auf das abgefahrenen

Erntegut. Weitere 150 bis 250 Kg N/ha sind in den auf dem Feld verbliebenen

Ernteresten enthalten. Somit können allein im Boden noch bis zu 100 Kg N/ha

verbleiben. Diese Restmenge an Stickstoff hat darin ihre Begründung, dass

Blumenkohl, bis zur Ernte, in vollem Wachstum steht, wofür Nährstoffe benötigt

werden. Tritt zum Ende der Kultur und damit schon vor der Ernte ein Mangel an

Nährstoffen ein, so leidet die Qualität des Produktes. (KRUG 2002)

Große Mengen an Stickstoff, sind somit eine gute und ausreichende

Nahrungsquelle für die Mikroorganismen des Bodens. Bei sommerlicher Witterung

und einem warmen Boden werden die Ernterückstände nach der Einarbeitung rasch

zersetzt und mineralisiert. Dies führt dazu, dass neben den schon vorhandenen

Restnährstoffen, sich auch die mineralisierten Nährstoffe aus den Ernterückständen

im Boden sammeln. In dem Beispiel des Blumenkohls, können so, nach

vollständiger Umsetzung und Mineralisierung, was bei entsprechender Witterung im

Sommer ungefähr zehn Wochen dauert, bis zu 350 Kg N/ha im Boden vorliegen.

Hat der Boden dabei nicht genügend Pufferkapazität, sind die vorliegenden

Nährstoffe stark durch Niederschläge auswaschungsgefährdet und gehen damit

verloren. Selbst stabil gebundener Dauerhumus, wird durch zu hohe

Stickstoffgehalte zunehmend abgebaut, womit dem Boden die Grundlage seiner

Speicherfähigkeit entzogen wird.

19

An dieser Stelle würde sich der Anbau einer Folgekultur, beispielsweise eine

weitere, starkzehrende Kultur, oder eine Gründüngung, zum Erhalt der

überschüssigen Nährstoffe anbieten.

Im Gegensatz steht das weite C/N - Verhältnis, das für viel, in der organischen

Masse gebundenen, Kohlenstoff und wenig Stickstoff steht. Ist dies der Fall,

mangelt es den Mikroorganismen an Stickstoff und schränkt damit deren Tätigkeit

ein, was dazu führt, dass nur wenig bis keine organische Substanz mineralisiert

wird. In diesem Fall werden alle in der organischen Substanz gebundenen

Nährstoffe erhalten. Ist das Verhältnis jedoch zu weit, weil viel organische Masse

mit einem hohen Kohlenstoffgehalt, beispielsweise in Form von Lignin und

Zellulose, in einen stickstoffarmen Boden gelangt, wird jeglicher verfügbarer

Stickstoff, für die Zersetzung durch die Mikroorganismen, gebunden. Diesen

benötigen die bodenbürtigen Mikroorganismen zum Aufbau und Erhalt eigener

Köpersubstanz. Dieser Fall wird als Stickstoffsperre bezeichnet. (Internet 3, KLAPP

1954, DUNST 2011, SACHWEH 2001)

20

2.9 Bodenfruchtbarkeit

Die Fruchtbarkeit eines Bodens gibt Aufschluss darüber, wie aktiv und leistungsfähig

die Biozönose und damit die Umsetzungsprozesse, des Bodens sind. Die

Biozönose ist dabei die interaktive Lebensgemeinschaft, in der die

Bodenorganismen sowohl untereinander, als auch direkt mit den physikalischen und

chemischen Bodeneigenschaften im Zusammenhang stehen. (EVERS 1998)

Die Bodenfruchtbarkeit ist daher, zum einen von dem Gehalt an Ton-Humus-

Komplexen und zum anderen von einem Aktiven Bodenleben abhängig.

Humus ist dabei der zentrale Baustein der Ton-Humus-Komplexe, welche durch das

Bodenleben entstehen. Je höher dabei der Humusgehalt ist, desto besser sind all

die Eigenschaften, welche mit Humus im Zusammenhang stehen.

In ackerbaulich genutzten Böden ist der Humusgehalt, mit einem Bereich von 1 bis

3%, gering (Schaller, 2008). Dagegen liegt der Humusgehalt, von als Wiese oder

Weide genutzten Böden, bei ungefähr 8% (Internet 4). (Internet 5, SCHALLER

2008)

Schätzung der Bodenfruchtbarkeit anhand der Reichsbodenschäzung

Mit der Einführung der Reichsbodenschätzung im Jahr 1934, wurde ein einheitliches

System zur Beurteilung der Ertragsfähigkeit eines Ackerbodens errichtet.

Hintergründe waren neben der besseren ackerbaulichen Nutzung, vor allem

politischer und finanzieller Natur. So wurden anhand der Ertragsfähigkeit eines

Bodens, die zu entrichtende Steuern festgelegt. Im Rahmen der

Reichsbodenschätzung wurde eine Bodeninventur zu Erfassung der Böden in ganz

Deutschland durchgeführt.

So gibt es drei Kriterien, nach denen ein Boden beurteilt wird:

Kriterium Nr. 1: Ist die Einteilung, anhand des Anteils abschlämmbarer Teilchen

kleiner 0,01 mm, in acht mineralische Bodenarten und eine Moorgruppe, wie sie in

Anhang 3 dargestellt sind.

Kriterium Nr. 2: Ist die Entstehung der Böden. Dabei wurde unterteilt in:

durch eiszeitliche Ablagerung entstandene Diluvialböden;

in Lößböden, welche durch Wind transportiertes und abgelagertes Gesteinsmaterial

entstanden sind;

21

in Alluvialböden, welche aus Ablagerungen des Wassers, in den Niederungen von

Tälern und Küsten, entstanden sind; und, aus dem anstehenden Muttergestein,

ohne Umlagerung von Material, entstandene Verwitterungsböden, eingeteilt.

Anhand der Entstehung können Rückschlüsse auf Nährstoffreserven des Bodens,

die im Ausgangsgestein gebunden sind, geschlossen werden. Dazu gehören

beispielsweise Calcium, Eisen, Kalium und Magnesium.

Kriterium Nr. 3: Ist die Zustands- oder Entwicklungsstufe. Zu dessen Ermittlung

wird ein mindestens 1 m tiefes Bodenprofil freigelegt, um damit die Durchwurzelung,

Grundwasserstand, Bodenfarbe, Verdichtungen, Bleichungen, Entkalkungen,

Tiefgründigkeit der humushaltigen Schicht und die Krümelung zu beurteilen. In der

modernen Bodenkunde kann anhand der Entwicklungsstufe nicht nur die

Entwicklung, sondern auch das Altern eines Bodens ermittelt werden. Dabei wird in

sieben Zustandsstufe unterschieden, wobei Stufe 1 den leistungsfähigsten und

Stufe 7 den ungünstigsten Zustand bezeichnet. Ungünstig beschreibt in diesem

Zusammenhang entweder einen unentwickelten Gesteinsboden oder einen alten

ausgelaugten Heidesand, welcher einmal Kulturboden war.

Mithilfe der drei Kriterien Bodenart, Entstehung und Zustandsstufe werden, unter

Rücksichtnahme auf die Grundwasserverhältnisse, die Bodenklassen erstellt. Als

Maßgabe diente der beste deutsche Boden, dem der Bodenwert 100 zugeordnet

wurde. (SCHALLER 2008, SCHEFFER / SCHACHTSCHNABEL 2002,

SCHROEDER 1992)

22

2.10 Bodenmüdigkeit

Bodenmüdigkeit ist eine Erscheinung, die sich vor allem im Ertragsverhalten der

angebauten Kultur bemerkbar macht. Die Ursachen dafür sind mannigfaltig und

resultieren aus der einseitigen Nutzung der Flächen. Die Erscheinung der

Bodenmüdigkeit ist nicht neu. KLAPP (1954, S. 169) führte hierzu aus: „Die Natur

kennt keine ausgedehnten, bleibenden Reinbestände einzelner Pflanzenarten, […]“.

Die Bodenmüdigkeit resultiert aus der Eigenunverträglichkeit der Kultur, also aus

der Anreicherung von wachstumsbeeinträchtigenden Hemmstoffen, welche die

Pflanze selbst über die Wurzel abgibt. Weiterhin aus der einseitigen Auslaugung der

im Boden vorhandenen Nährstoffe. Zum anderen siedeln sich verstärkt

Schadorganismen, wie Nematoden und Bodenbürtige Krankheiten, beispielsweise

die Weißstängligkeit (Sclerotinia sclerotiorum Fuckel), an. Folgen sind Störungen

der im Boden lebenden Organismen und damit der Umsetzungsprozesse im Boden.

Daraus entsteht eine Störung des Gleichgewichtes innerhalb der Biozönose.

Die Symptome sind bei allen Pflanzenarten unterschiedlich ausgeprägt und können

bei Extremsituationen wie Trockenheit sichtbar werden. Durch die unzureichende

Versorgung der Pflanzen aus dem Boden, werden diese oftmals anfällig gegenüber

Krankheiten und Schädlingen.

Der Bodenmüdigkeit kann mit einer weit stehenden Fruchtfolge, mit vielen

unterschiedlichen Pflanzenarten entgegengewirkt werden. Aus ökonomischer Sicht

ist dies jedoch aufgrund des großen Flächen- und Maschinenbedarfs nicht möglich.

Daher kann der Bodenmüdigkeit zwar mit einem erhöhten Aufwand an Düngern

und Wasser entgegengewirkt werden, jedoch verschlechtert sich die Effizienz der

Kultur und weitere Probleme, so beispielsweise die Versalzung der Böden durch

Nährstoffträgersalze der Düngemittel, sind zu erwarten. (KLAPP 1954, ALSING

1995, Internet 6)

23

3 Konventionelle Bodenbearbeitung

3.1 Ziele der Bodenbearbeitung

Ziele sind es, unter den ökonomischen Aspekten, die bestmöglichen

Standortbedingungen für die Kulturpflanzen zu schaffen. Nach KLAPP (1954) soll

die Bodenbearbeitung bei der Förderung günstiger und bei der Unterdrückung

ungünstiger Bodeneigenschaften wirken, sowie die Fruchtbarkeit erhalten und

verbessern. Außerdem soll ein optimaler Bodenzustand für die Kulturpflanzen

möglichst lange erhalten bleiben und sich positiv auf das Bodenleben, Wasser-,

Luft-, und Wärmehaushalt, sowie den Stoffumsatz auswirken. (KLAPP 1954,

AMAZONEN-WERKE, Internet 7)

3.2 Aufgaben der konventionellen Bodenbearbeitung

Bei der konventionellen Bodenbearbeitung sollen, neben der Schaffung

bestmöglicher Standortbedingungen, weitere Ziele verfolgt werden. Dazu zählen die

Schaffung eines geeigneten Saat- bzw. Pflanzbettes, die Unkrautregulierung sowie

der Schutz vor Erosion durch Wind und Wasser.

Zu den Aufgaben der Bodenbearbeitung gehören daher das Einmischen und

Einarbeiten von organischen Reststoffen, wie Ernterückständen, um eine

rückstandsfreie Bodenoberfläche zu erhalten. Damit wird sichergestellt, dass

nachfolgende Bearbeitungsmaßnahmen behinderungsfrei durchgeführt werden

können. Ebenso wird damit die Herstellung eines optimalen Porenvolumens, mit

einer günstigen Verteilung der Porengrößen, erreicht. Weiterhin soll ein ebenes,

feinkrümeliges und ausreichend rückverdichtetes Saat- bzw. Pflanzbett entstehen,

das frei von Fremdkörpern und zu großen Bodenaggregaten ist. Außerdem dazu

gehören die Regulierung der Unkräuter, das Dränen des Bodens und die Erlangung

der zur Bodenformung nötigen Bodeneigenschaften. Die Bodenformung,

beispielsweise zu Dämmen, findet dabei besonders im Kartoffel- sowie

Spargelanbau Anwendung. (SCHÜSSELER / ZABELTITZ 2004, KLAPP 1954,

SACHWEH 2001)

24

3.3 Gründe für die konventionelle Bodenbearbeitung

Getreu dem Motto „reiner Tisch“, liegt der Grund, für den Erhalt dieser

Bodenbearbeitungsmethode, in der Einfachheit des Verfahrens. Durch das Pflügen

wird das Unkraut reguliert und bekämpft, Ernterückstände in den Boden gebracht

und Schaderreger unterdrückt. Dies war nötig, da es bis zur Einführung der

chemisch-synthetischen Pflanzenschutz- und Düngemittel, keine schlagkräftigen

oder nur sehr aufwendige und ertragsarme Verfahren der großflächigen

Pflanzenproduktion gab. Außerdem werden gute Bodenbedingungen geschaffen,

welche das Pflanzenwachstum positiv beeinflussen. Weiterhin ist die Organisierung

der Flächen und deren Bestellung einfach, da nur ein Minimum an Fruchtfolge

eingehalten werden muss, ganz im Gegensatz zur Direktsaat oder -pflanzung nach

der Ernte. Die saubere Ackeroberfläche ermöglicht zudem einen störungsfreien

Einsatz von Technik zur Aussaat und Pflanzung der neuen Kultur. (SCHÜSSELER /

ZABELTITZ 2004, KLAPP 1954, SACHWEH 2001)

3.4 Bodenbearbeitung im Kulturverlauf

Bei der herkömmlichen Bodenbearbeitung erfolgt die Grundbodenbearbeitung im

Herbst, nach der Kulturperiode, mit dem Pflug. Der Pflug ist ein

Bodenbearbeitungsgerät, welches einen so genannten Pflugbalken aus der

Ackerkrume schneidet und diesen wendet. Dabei wird der Pflugbalken soweit

gedreht, dass die Oberseite mit den aufliegenden Pflanzen und

Pflanzenrückständen in den Boden gelangt. Der untere Teil des Pflugbalken gelangt

somit nach oben, an die Oberfläche und ist frei von Pflanzenrückständen, sofern die

im Vorjahr eingearbeiteten, gut verrottet sind. Über den Winter wird der Boden

liegen gelassen, so dass der Frost, durch Frostsprengung, die Frostgare schaffen

kann. Durch das Pflügen wird die Ackerkrume gelockert und das Porenvolumen

erhöht sich. Außerdem wird durch die Unterbrechung der Kapillare, die unproduktive

Verdunstung im Frühjahr vermindert und der Saat steht somit ein Großteil des sich

in der Krume befindlichen Wassers zu Verfügung.

Vor der Bestellung der Fläche mit einer Kultur, wird die Oberfläche so bearbeitet,

dass ein ebenes und feinkrümliges Saat- bzw. Pflanzbett entsteht. Dafür eignen sich

Geräte wie die Fräse, Kultivator, Grubber, Schleppe, Egge und Kreiselegge. Sie

zerkleinern auf verschiedenste Weise, die noch zu großen, zusammenhängenden

25

Bodenaggregate und erzeugen so, bei passenden Bedingungen, die für die Saat

oder Pflanzung optimalen Bedingungen.

Nach der Bestellung der Flächen gilt der Unkrautregulierung besondere

Aufmerksamkeit. Unkräuter sind dabei alle Pflanzen, die den Kulturpflanzen mehr

schaden als nutzen, also eine direkte Konkurrenz darstellen. Sie können dabei nicht

nur den Kulturpflanzen eine Konkurrenz darstellen, sondern auch Pflege- und

Erntearbeiten behindern.

Zu den vorbeugenden Maßnahmen gehören eine gewisse Feldhygiene, bei der auf

Einschleppung von Unkräutern geachtet wird. Weiterhin wird die unbestellte Fläche

in der Wachstumszeit mit mechanischen Verfahren, wie beispielsweise dem

Striegeln oder Grubbern, behandelt, wodurch aufgelaufene Pflanzen abgeschnitten,

herausgezogen oder mit Boden überdeckt werden.

Nach der Bestellung der Fläche ist im Gemüsebau, aus ökonomischen Gründen,

eine Behandlung mit einem bodenwirksamen Herbizid üblich, die direkt nach der

Pflanzung, mit der Pflanzenschutzspritze, appliziert wird und gegen keimende

Unkräuter wirksam ist. Das Verfahren ist durch große Arbeitsbreiten schlagkräftig

und die Wirksamkeit der Behandlung hält, je nach verwendetem Mittel und

Standortbedingungen, bis zu fünf Wochen an.

Mechanische Verfahren, wie das Hacken dagegen, haben wegen der geringen

Arbeitsbreiten einen hohen Zeitbedarf und werden daher nur angewendet, wenn der

Einsatz von Herbiziden nicht mehr möglich ist, oder der Boden, aufgrund von

Verschlämmung, einer Lockerung bedarf, um die Kruste zu brechen, Unkräuter zu

bekämpfen und die Verdunstung zu minimieren.

Nach dem Schließen des Bestandes, also das vollständige Bedecken des Bodens

durch die Kulturpflanze, sind keine weiteren Bodenbearbeitungsmaßnahmen, außer

dem Freihalten der Fahrgassen für die Ernte, mehr nötig.

Nach der vollständigen Ernte der Kultur, werden die Ernterückstände, je nach

Weiternutzung der Fläche, durch den Einsatz der Bodenfräse, Scheibenegge,

Grubber oder Pflug, abhängig von den Standortbedingungen, in den Boden

eingearbeitet. Die Einmischung in den Boden fördert die Zersetzung der

Pflanzenrückstände sowie das Auflaufen von Samen und trägt somit, durch

Verminderung von Unkräutern und Vernichtung von Keimherden bildenden

Pflanzenrückständen, zur Feldhygiene bei.

Durch die große Beanspruchung des Bodens durch die Bodenbearbeitung und das

26

Befahren der Flächen mit schweren Maschinen, besonders unter widrigen

Bedingungen, wie nassem Boden, wird der Unterboden oft stark verdichtet und

muss gelockert werden, um Staunässe und eine Behinderung des

Wurzelwachstums zu vermeiden. Dazu eignen sich Tiefenlockerer, wie der

Bodenmeißel. Sie heben den Boden mit ihren Scharen an und bewirken dadurch

das aufbrechen der Verdichtungen, wie beispielsweise der Pflugsohle. (KRUG 2002,

SACHWEH 2001)

3.5 Auswirkungen auf den Boden

Besonders hinsichtlich des Bodens, hat die konventionelle Bodenbearbeitung ihre

Nachteile. Geräte wie die Fräse und der Pflug erzeugen, besonders bei falscher

Handhabung, Verdichtungszonen im Boden. Beim Pflug wird dabei von der Pflug-

und bei der Fräse von der Frässohle gesprochen. Hinzu kommt das Gewicht des

Schleppers, das zusätzlich vom Boden getragen werden muss. Im Gemüsebau sind

die Schlepper, besonders im Verfahren des Beetanbaus, meist mit einer schmalen

Bereifung ausgestattet, die eine bessere Flächenauslastung ermöglicht. Die

Schlepper und Geräte haben ein hohes Gewicht, und verdichten die Fahrspuren

damit zusätzlich. Die größten Verdichtungen entstehen beim Pflügen, da der

Schlepper stets, mit jeweils einem Vorder- und Hinterrad, in der Furche fährt und

sich der Pflug ebenfalls auf dieser Sohle abstützt. In welchem Maße der Boden

verdichtet wird, hängt dabei von seinen Eigenschaften, hauptsächlichst Ton- und

Wassergehalt, ab. In Abbildung 4 sind die Grenzfeuchtigkeiten, für die

Bodenbearbeitung auf bestimmten Bodenarten, dargestellt.

27

Abbildung 4: Darstellung der Grenzfeuchtigkeiten der Bodenarten für die Bodenbearbeitung (Quelle: Krug 2002)

Ist der Boden dabei sehr tonhaltig und zu feucht für die Bearbeitung, wird diese

Sohle stark verdichtet, was zur Verringerung des Porenvolumens und zur

Verschmierung der Kapillaren führt. Somit behindern verdichtete Sohlen im Boden,

den Wasser- und Lufthaushalt und damit das Wurzelwachstum und letztendlich das

gesamte Wachstum der Pflanzen. Ursachen für das verminderte Wachstum, ist, bei

starken Niederschlägen, die geringe Wasserableitung in den Unterboden, was zu

Staunässe und damit zu Luftmangel im Boden führt.

Durch Maßnahmen, wie das Tiefenlockern mit dem Bodenmeißel, welche die

Pflugsohle aufbrechen sollen, werden die Verdichtungen selbst nicht beseitigt.

Stattdessen bilden sich dadurch Großkrumen, in denen die Verdichtungen weiter

bestehen bleiben.

Zudem wird der Boden, durch das Pflügen selbst, sehr stark gelockert, was sich

negativ auf die Tragfähigkeit des Bodens auswirkt und beim Einsatz schwerer

Maschinen, mit hohen Radlasten, zu einer wiederum erhöhten

Verdichtungsempfindlichkeit führt. Weitere Folgen des Pflügens, sind die

Vermischung der Bodenschichten und damit die Förderung von totem Boden an die

Bodenoberfläche und der Zerstörung des Lebensraumes der Bodenlebewesen. Die

Ernte- und Pflanzenrückstände werden zu tief in den Boden eingearbeitet, wo sie

durch Luftmangel schlechter zersetzt werden können und weiterhin an der

Bodenoberfläche keine Schutzfunktion für den Boden mehr erfüllen können.

Hierdurch steigt die Gefahr der Erosion durch Wind und Wasser.

Zudem wird dem Boden durch übermäßige Bodenbearbeitungsmaßnahmen,

besonders die mechanische Unkrautregulierung, erheblicher Schaden zugefügt. Der

Grund dafür liegt in der zertrümmernden Wirkung der Gerätewerkzeuge auf die

Bodenkrümel.

Wie auch bei der Nährstoffversorgung der Pflanzen, gilt das Minimumprinziep. Das

bedeutet, dass der am wenigsten verfügbare Faktor über die Gesamtleistung des

Systems entscheidet. So beeinträchtigt beispielsweise eine schlechte Bodenluft,

aufgrund von Verschlämmung der Bodenoberfläche oder einer schlechten Textur,

negativ die Aktivität der im Boden lebenden Organismen. Gründe dafür sind die

fehlende Bedeckung der Bodenoberfläche und ein zu geringer Humusgehalt im

Boden. Dies hat zur Folge, dass sowohl die Wurzeln der Pflanzen, als auch die

Mikroorganismen unter Sauerstoffmangel leiden, wodurch die Nähstoffumsetzung

behindert wird und damit direkt und indirekt Wuchsdepressionen an den Pflanzen

28

auftreten. Dadurch werden Maßnahmen wie die Bodenlockerung und der erhöhte

Einsatz von Düngemitteln notwendig. (KLAPP 1954, SCHALLER 2008)

Der biologische Landbau hat dabei den großen Nachteil, dass in der

Unkrautregulierung nicht auf chemisch-synthetische Pflanzenschutzmittel

zurückgegriffen werden kann. Dies hat zu Folge, dass biologisch wirtschaftende

Betriebe vorwiegend auf den regelmäßigen Pflugeinsatz angewiesen sind und viele

weitere mechanische Maßnahmen einsetzen müssen, die den Boden nicht nur

aufgrund der reinen Maschinenwirkung, durch Zertrümmerung der Bodenkrümel,

sondern auch durch die hohe Belastung, der Zugmaschine selbst, schädigen.

(SCHÜSSELER / ZABELTITZ 2004; AMAZONEN-WERKE 2011, DUNST 2011,

KLAPP 1954)

3.6 Auswirkungen auf die Bodenfruchtbarkeit

Allgemein wirkt sich die konventionelle Bodenbearbeitung, ohne ausreichende

Zufuhr von organischem Material, negativ auf die Bodenfruchtbarkeit aus.

Durch das Pflügen und andere Bodenbearbeitungsmaßnahmen, wie das

Tiefenlockern, wird das Bodenleben nachhaltig gestört, wodurch die

humusaufbauenden Prozesse gestört werden oder sogar nahezu zum Erliegen

kommen. Hinzu kommt der Eintrag von Sauerstoff, durch das starke Lockern, in den

Boden, wodurch der Humusabbau durch mineralisierende Prozesse gefördert wird.

Der Verlust von Humus beeinträchtigt somit grundlegend die Bodenfruchtbarkeit,

weil mit dessen Abnahme, auch die Wasser- und Nährstoffspeicherfähigkeit,

Bodenleben sowie die Bodenstruktur und Textur, negativ beeinflusst werden.

(DUNST 2011, SCHÜSSELER / ZABELTITZ 2004, KLAPP 1954)

29

4 Bodenschonende VerfahrenIn der landwirtschaftlichen Pflanzenproduktion, schreitet der Prozess der

Umstellung, von konventioneller Bodenbearbeitung, auf die pfluglose

Bodenbearbeitung voran. Gründe dafür waren und sind die Erkenntnisse, dass der

Boden durch eine starke Bearbeitung seine Struktur verliert und damit anfällig wird.

Am deutlichsten wurde diese Thematik anhand der Erosion durch Wasser und

Wind.

Nach HORMES (2013), ist der Boden für viele Leute eine unbekannte Größe. Das

meiste Geld wird in die Bearbeitung der obersten Bodenschicht von 20 cm

investiert, also für Maschinen und Treibstoff. Viel wichtiger ist aber die Bodenschicht

unter dem Bearbeitungshorizont. In den Zeiten, in denen die Wetterextreme

zunehmen, so beispielsweise die Sommertrockenheit, ist die

Wasserspeicherfähigkeit der Böden gefragt. Diese ist jedoch nur gegeben, wenn

das Bodenleben, vor allem die Regenwürmer aktiv sind.

Regenwürmer sind bedeutend für den Wasserhaushalt und die Bodenfruchbarkeit,

da sie zum einen für die Durchmischung der Bodenbestandteile sorgen, als auch

den Boden mit Makroporen versehen. Regenwürmer nehmen dabei sowohl

mineralische Bodenbestandteile, sowie auch durch Pilze und Bakterien vorbereitete,

organische Masse zusammen auf und vermengen diese durch ihre Darmtätigkeit zu

Ton-Humus-Komplexen. Die Makroporen, also die Gänge der Regenwürmer

(Abbildung 5), verleihen dem Bodengefüge seine Stabilität, da sie, wie in Abbildung

6 zu sehen, von den Regenwürmern mit Kot ausgekleidet werden. Dieser Kot

enthält zum einen stabile und stabilisierende Ton – Humuskomplexe und zum

anderen pflanzenverfügbare Nährstoffe. Die Wurmgänge sind sehr wichtig für die

Wasserableitung von der Oberfläche und auch für die Verteilung und Speicherung

des Wassers im Unterboden. Außerdem dienen sie dem Gasaustausch. Weiterhin

werden Regenwurmröhren von Pflanzenwurzeln, wie in den Abbildungen 5 und 6 zu

sehen, bevorzugt aufgesucht, da sie sich in ihnen mühelos ausbreiten können und

zudem durch den Wurmkot eine sichere Nährstoffquelle haben. Gleichzeitig lockern

Pflanzen mit ihren Wurzeln den Boden. (DUNST 2011, HORMES 2013,

AMAZONEN-WERKE 2011)

30

Der Hauptgrund, für den Abbau von Humus im Boden, ist die Bodenbearbeitung.

Dies liegt daran, dass die Umsetzungsprozesse von Faktoren, wie der Bodenluft,

Bodentemperatur und Feuchtigkeit, abhängig sind. Durch

Bodenbearbeitungsmaßnahmen, wie das Pflügen, wird die gesamte obere Krume

stark gelockert und gelüftet. Die Folgen sind eine verstärkte Aktivität der

Bodenorganismen und der aeroben Umsetzungsvorgänge. Durch diese verstärkte

Aktivität werden, durch Mineralisation, zusätzlich Nährstoffe frei, die gerade bei

einer Winterfurche und hohen Winterniederschlägen, auswaschungsgefährdet sind.

Die Ackerkrume verliert, durch die starke Lockerung und Erwärmung, zudem viel

Wasser. Weiterhin werden durch jede tiefgreifende Bodenbearbeitung die

humusaufbauenden Prozesse unterbrochen. Durch das Pflügen wird nicht nur die

Bodenstruktur verändert, auch der Lebensraum, beispielsweise die

Regenwurmgänge, werden zerstört. (SCHÜSSELER / ZABELTITZ 2004;

AMAZONEN-WERKE 2011, DUNST 2011)

31

Abbildung 5: Wurmröhren unter Weidenarbe als Wurzelbahnen (Quelle: KLAPP 1954)

Abbildung 6: Von Wurzeln aufgesuchte Regenwurmröhre (Quelle: KLAPP 1954)

4.1 Technische Möglichkeiten

Technische Möglichkeiten der Bodenschonung, bestehen vorwiegend darin, die

Belastung, durch das immer höher werdende Gewicht der Maschinen, zu

verringern.

Eine Möglichkeit ist dabei, die Kontaktfläche der Maschinen zum Boden zu

vergrößern, damit der Druck auf die Kontaktfläche mit dem Boden, verringert wird.

Je niedriger dabei der Reifendruck ist, desto weniger Druck wird auch an den Boden

weitergegeben. In Abbildung 7 ist dies anhand der „Druckzwiebel“ bei gleicher

Radlast, aber unterschiedlichen Reifenbreiten und -drücken, dargestellt. So kann

durch Verminderung des Reifendrucks und verwendung breiterer Reifen, die

Belastung des Bodens vermindert werden. Optimal sind Raupenfahrwerke, da bei

diesen die Aufstandsfläche gegenüber Reifen, um ein vielfaches höher ist.

(AMAZONEN-WERKE 2011, SACHWEH 2001, SCHÜSSELER / ZABELTITZ 2004)

Weiterhin kann die Belastung des Bodens durch eine verminderte Anzahl von

Überfahrten, beispielsweise durch Zusammenlegung von Arbeitsgängen, vermindert

werden.

Die moderne GPS-Technik ermöglicht mit dem CTF-System, zudem ein

permanentes Nutzen von festgelegten Arbeitsgassen. Der Vorteil darin ist, dass

jedes Jahr die gleichen Fahrspuren exakt genutzt werden und so die befahrene

Fläche vermindert wird. Vorteilhaft ist dieses System, vor allem bei pflugloser

Bodenbearbeitung. (GÖTZ 2012)

32

Abbildung 7: Drucklinien (Druckzwiebel) bei gleicher Radlast und verschiedenen Reifenbreiten (Quelle: SACHWEH 2001)

4.2 Verbesserte konventionelle Bodenbearbeitung

Mit den sich, bei der konventionell durchgeführten Bodenbearbeitung, ergebenden

Problemen, wurden und werden zunehmend Geräte und Verfahren entwickelt,

welche im gewissen Maße weniger schädigend auf den Boden wirken.

Beim Pflügen zählt dazu beispielsweise das Onland-Pflügen. Hierbei handelt es sich

um ein Verfahren, bei dem der Schlepper, nicht in der Furche und damit auf der

Sohle fährt, sondern auf dem unbearbeiteten Boden, womit das weitere Verdichten

und Verschmieren der Pflugsohle vermieden wird. Außerdem ist es so möglich, der

Bodenverdichtung durch den Schlepper, mit breiteren Reifen vorzubeugen, da keine

Begrenzung der Reifenbreite durch die Furchenbreite besteht. Allerdings haften

diesem Verfahren auch Nachteile an, die sich in der anspruchsvolleren Einstellung

der Maschine und der erhöhten Aufmerksamkeit des Maschinenführers

widerspiegeln. Zudem wird der Boden weiterhin mit dem Pflug bearbeitet.

(SCHÜSSELER / ZABELTITZ 2004)

4.3 Konservierende Bodenbearbeitung

Bei der konservierenden Bodenbearbeitung, handelt es sich um ein Verfahren, in

dem die Intensität der Bodenbearbeitung auf das Notwendigste reduziert wird. Das

bedeutet im Einzelnen, dass auf den Pflug, als Gerät zur Grunbodenbearbeitung,

verzichtet und die Intensität der Bodenbearbeitung, bezüglich der Art der

Bearbeitung, der Bearbeitungstiefe und -häufigkeit, verringert wird. Die Lockerung

des Bodens erfolgt nach Bedarf, bei den passenden Bedingungen, also einem

trockenen Boden und nach den Ansprüchen der anzubauenden Kultur. Hierzu

werden Schichtgrubber, Flügelschargrubber und Rotoreggen verwendet, die den

Boden nicht wenden und ein, im Gegensatz zum gepflügten Boden, stabiles und gut

befahrbares Bodengefüge hinterlassen. Die aufliegenden Pflanzenreste werden, je

nach Gerät, flach eingearbeitet oder verbleiben auf der Bodenoberfläche, um die

Bodenstruktur, die Humusbildung und den Schutz vor Erosion zu verbessern.

Des Weiteren wird zur Bodenschonung darauf geachtet, möglichst viele

Arbeitsgänge zusammen zu legen und die Radlasten der Maschinen zu verringern,

bzw. eine breitere Bereifung zu verwenden, um die Verdichtung durch das Befahren

der Flächen zu vermeiden. Dazu gehört, dass der Boden möglichst nur im trockenen

und tragfähigen Zustand befahren wird. Auch werden GPS-Systeme, wie das CTF-

System, verwendet, um den Anteil der befahrenen Fläche des Feldes zu verringern.

33

Jedoch hat auch das System der konservierenden Bodenbearbeitung ihre

Nachteile. Diese spiegeln sich in dem Mehraufwand bei der Unkrautbekämpfung

wider, da eventuell mehr und gezielt Herbizidbehandlungen notwendig sind, um die

Bestände sauber halten zu können. Außerdem sind die Anforderungen an die Saat-

bzw. Pflanztechnik höher, da es durch die Pflanzenreste auf der Bodenoberfläche

zu Verstopfungen in der Maschine kommen kann. Oft ist auch eine kostenintensive

Umrüstung, oder Neuanschaffung der Maschinen nötig. (AMAZONEN-WERKE

2011, KATROSCHAN 2013, Internet 8, Internet 9)

4.4 Strip-Till-Verfahren

Das Strip-Till-Verfahren (bedeutet im deutschen Streifenbearbeitung, oder

Streifendüngung) ist ein Verfahren der verminderten Bodenbearbeitung und hat

zum Ziel, das Bodenleben so wenig wie möglich zu stören und dabei möglichst

optimale Bedingungen für das Pflanzenwachstum zu schaffen. Erreicht wird dies,

indem der Boden streifenweise gelockert wird und der Zwischenraum zwischen den

Streifen unbearbeitet bleibt. Besonders für Reihenkulturen, wie Mais und Soja, wird

das Verfahren in Amerika seit gewisser Zeit erfolgreich eingesetzt. Vorteile des

Verfahrens sind die Erhöhung der Wasserverfügbarkeit, des

Wasseraufnahmevermögens und Verbesserung der Befahrbarkeit sowie die

Minderung der Erosionsanfälligkeit und der unnötigen Verdunstung. (AMAZONEN-

WERKE 2011, KATROSCHAN 2013, Internet 10)

Aktuelle Praxisversuche im Gemüsebau mit Weißkohl zeigten jedoch, dass das

Verfahren mit Mais und Soja zwar unter den Bedingungen in Amerika funktioniert,

aber auf die Verhältnisse in Deutschland nicht ganz übertragbar ist. Zudem muss

die Technik zur Bodenbearbeitung und Pflanzung bzw. Saat aufeinander

abgestimmt werden. Bisher wurde die Bodenbearbeitung, also das streifenweise

Lockern, nach einer Hauptkultur durchgeführt und mittels GPS dokumentiert. Die

neue Hauptkultur wird dann im Frühjahr, mit einem GPS geführten Schlepper,

genau in die bearbeiteten Streifen, aus dem Vorjahr, gesät. Versuche mit Weißkohl

an der LVG Heidelberg scheiterten an der genauen Ablage der Weißkohlpflanzen in

den vorher bearbeiteten Streifen. (Internet 10)

Versuche aus Mecklenburg Vorpommern, in der Landesforschungsanstalt für

Landwirtschaft und Fischerei, zeigten, dass das Ertragspotential von der jeweiligen

34

Kultur abhängig ist. Weißkohl lieferte im Strip-Till-Verfahren geringfügig höhere

Erträge als die konventionelle Bodenbearbeitung, Eissalat dagegen geringere. Die

Befahrbarkeit und Wasserinfiltration sowie die Wasserverfügbarkeit für die Pflanzen

verbesserten sich. Jedoch mussten zur Unkrautregulierung zusätzliche

Herbizidmaßnahmen durchgeführt werden. (KATROSCHAN 2013)

4.5 Gründüngung und Pflanzenarten

Gründüngung ist eines der ältesten Verfahren in der Landwirtschaft, um die

Fruchtbarkeit des Bodens, die durch die Kultivierung von Monokulturen in

Mitleidenschaft gezogen wird, zu erhalten. Durch eine Gründüngung wird die

Fruchtfolge aufgelockert, dem Boden organisches Material zugeführt und die

Bodenstruktur, durch das Wurzelwachstum, aufgelockert. Zu den, für die

Gründüngung geeigneten Pflanzen, gehören die Familien der

Leguminosen(Schmetterlingsblütler), Kreuzblütler, der Gräser und weitere Pflanzen

wie Bieneweide, Buchweizen, Sonnenblume, Lein und Mehrjährige Malve. Des

Weiteren eignen sich viel Wildpflanzen mit einem starken Wurzelwachstum und

einer hohen Grünmassebildung. Wichtig ist dabei, dass von der Gründüngung kein

Unkrautpotenzial ausgeht, also dass die Gründüngungspflanzen in der eigentlichen

Hauptkultur nicht durchtreiben und dabei dieser nicht zur Konkurrenz werden. Daher

müssen zur Gründüngung ausgewählte Pflanzen, im Winter abfrieren oder vor der

Samenreife gemäht oder gemulcht werden. Geeignete Pflanzenarten sind:

4.5.1 Leguminosen

Leguminosen haben wegen ihrer Eigenschaften eine sehr gute Vorfruchtwirkung.

Durch die Symbiose mit Bakterien an den Wurzeln, können sie den in der Luft

befindlichen Stickstoff organisch binden und für sich nutzen. Daher sind sie nicht

von dem Vorhandensein von Stickstoff im Boden abhängig. Sie haben ein starkes

Wurzelwachstum, was zur Garebildung des Bodens beiträgt und weitere im Boden

vorhandene Nährstoffe für das Wachstum erschließt. Weiterhin sind sie durch ihr

starkes Wurzelsystem unempfindlich gegenüber Trockenheit, was sich positiv auf

die Nutzung als Untersaat auswirkt. Beispiele für Arten der Leguminosen sind

verschiedene Wicken (Vicia), Lupinen (Lupinus), Luzerne (Medicago), Bohnen

(Pisum), Klee (Trifolium, Medicago, Melilotus), Serradella (Ornithopus) und Soja

(Soja). (KLAPP 1954, HAMPL 1996, Internet 11)

35

4.5.2 Kreuzblütler

Die zur Familie der Kreuzblütler gehörenden Pflanzen sind schnell wachsend,

unterdrücken somit gut Unkraut und lockern durch ihr Wurzelwachstum sehr

intensiv den Boden. Zudem nehmen sie den im Boden verfügbaren Stickstoff gut

auf und frieren über Winter ab. Jedoch ist von Kreuzblütlern, wegen der

Kolherniegefahr, in Fruchtfolgen mit anderen Kreuzblütlern abzuraten, oder

großzügige Anbaupausen einzuhalten. Beispiele sind Ölrettich (Raphanus sativus

L.) und Gelbsenf (Sinapis alba L.). (HAMPL 1996)

4.5.3 Gräser

Gräser haben ein sehr starkes Feinwurzelsystem und stabilisieren somit den

Oberboden. Bedeutend für die Nutzung der Gräser als Zwischenfrucht ist das weite

C/N-Verhältnis wodurch es durchaus zu einer Festlegung von Stickstoff kommen

kann. Deshalb sollten als Zwischenfrucht nie reine Grasbestände verwendet

werden. Vielmehr eignen scih Gemenge aus Gras- und Kleearten. Vor allem werden

Gräser ausgewählt, wenn gleichzeitig auch Futter produziert werden kann, so in

Viehbetrieben. Beispiele für oft verwendete Gräser als Zwischenfrucht ist Roggen

(Secale cereale L.), der vor der Reife, also grün gemulcht wird. (Internet 9, HAMPL

1996)

4.6 Zwischenfruchtbau

Der Zwischenfruchtanbau umfasst die Einsaat von, zur Gründüngung geeigneten,

Pflanzenarten zwischen den Hauptkulturen.

Die Eignung der Pflanzenarten ist dabei von ihrem Wuchsverhalten und ihrem

Aufbau abhängig. Gründüngungspflanzen müssen, wegen der oft kurzen

verbleibenden Zeit in den anbaufreien Zeiträumen, ein stark verzweigtes und

weitreichendes Wurzelwerk besitzen, welches den Boden möglichst tief erschließt

und lockert, sowie die Nährstoffe aufnehmen soll. Zur zügigen Bodenbedeckung

sind Pflanzen, die schnell und möglichst viel Pflanzenmasse bilden, vorteilhaft,

womit ebenfalls gegen die Erosion vorgegangen wird. Die Vorteile liegen in der

Bindung der Restnährstoffe im Boden und zur Stabilisierung des Bodengefüges.

(HAMPL 1996)

36

4.7 Untersaaten

Als Untersaat werden Pflanzenarten, beispielsweise Kleearten, zwischen die

eigentlichen Kulturpflanzen gesät. Die Untersaat sollte dabei möglichst schnell

keimen und den freien Boden bedecken und gut durchwurzeln. Da die Untersaat mit

der Hauptkultur in Konkurrenz steht, muss die Untersaat im Wachstum möglichst

hinter der Haupt- oder Deckfrucht bleiben, damit diese weiterhin volles Licht erhält

und ungestört wachsen kann. Die Abstimmung der Untersaat auf die Hauptkultur ist

dabei von vielen Faktoren abhängig, zu denen beispielsweise der Boden, das

Wasserangebot und die Deckwirkung der Hauptkultur zählen. Zur Abstimmung

dieser, ist viel Erfahrung des Anbauers zu den verwendeten Pflanzenarten und zum

Standort nötig, da wegen den unterschiedlichen Bedingungen an den Standorten,

keine pauschalen Konzepte erstellt werden können. Grundlegend eignen sich als

Untersaat aber Pflanzenarten, die niedrigwachsend sind und gut mit Trockenstress

zurecht kommen. Durch diese Anforderungen eignen dafür sich vorwiegend

niedrigbleibende Kleearten und Gräser. Günstig sind Gemenge aus verschiedenen

Pflanzenarten, die sich gegenseitig günstig beeinflussen. Eine weitere Möglichkeit

ist die Nutzung der Untersaat als nachfolgende Hauptkultur, so zum Beispiel Klee-

Grasgemenge für eine spätere Nutzung als Weide oder zur Grünfutterproduktion.

(HAMPL 1996)

37

4.8 Brachesysteme

4.8.1 Rotationsbrache

Als Grundlage für die Rotationsbrache gilt die Dreifelderwirtschaft aus der

fränkischen Landordnung, nach der die Fläche in drei Teile unterteilt wird und

jeweils ein Teil für ein Jahr brach liegt. Dies wurde eingeführt, da erkannt wurde,

dass der direkte Wiederanbau der gleichen Art, negative Auswirkungen auf die

Kultur hat. Die Brache wird dann im darauffolgenden Jahr auf der nächsten Fläche

durchgeführt. So werden alle der drei Teile der Fläche, Jahr für Jahr, brach liegen

gelassen und es stehen jedes Jahr zwei von drei Flächen zur Nutzung zu Verfügung

Anstelle der Schwarzbrache, wird die brach zu liegende Fläche für eine gesamte

Kulturperiode mit einer Gründüngung bestellt. Ein Vorteil darin ist, dass eine ganze

Kulturperiode für den Aufwuchs der Gründüngung zur Verfügung steht. Nachteilig

ist, dass die Fläche gegenüber den Hauptkulturen unproduktiv ist und somit in der

heutigen Wirtschaft finanzielle Schwierigkeiten mit sich zieht.

Für den Boden ist dies jedoch, aufgrund des intensiven Wachstums der

Gründüngungspflanzen, von großem Vorteil. Ebenfalls wird durch den lang

andauernden Bewuchs die Wirkung der Gründüngung als Vorfrucht verstärkt.

(HAMPL 1996)

4.8.2 Dauerbrache

Eine Dauerbrache ist das Stilllegen bestimmter Hauptkulturflächen. Der Zeitraum

dafür erstreckt sich über mindestens fünf Jahre. Durch die Bestellung der Fläche,

mit gezielt ausgesuchten einjährigen und mehrjährigen Pflanzenarten, kann über die

Dauer der Brachemaßnahme eine Gesundung des Bodens, in Hinsicht auf Humus-

und Gareaufbau, erreicht werden. Das bloße Liegenlassen der Fläche, ohne

jegliche gezielte Begrünung, muss vermieden werden, da sich so unerwünschte

Pflanzen durchsetzen und die Fläche einnehmen können. Es ist darauf zu achten,

dass der Boden schnellst möglich durch erwünschte Pflanzen bedeckt werden

muss. (HAMPL 1996)

38

5 DiskussionDas Hauptanliegen dieser Ausarbeitung besteht darin, die verschiedenen

Möglichkeiten der Bodenverbesserung aufzuzeigen und anschließend

herauszuarbeiten, ob und in welchem Umfang diese im Freilandgemüsebau

anwendbar sind.

Im Gemüsebau besteht die Möglichkeit und die Notwendigkeit, Flächen zur

Erzeugung von Gemüseprodukten so intensiv wie möglich zu nutzen und damit in

der heutigen Wirtschaft gewinnbringend und effektiv zu wirtschaften. So werden je

nach Betrieb, dessen Sortiment und den verfügbaren Arbeitskräften, zwei oder

mehrere verschiedene Kulturen hintereinander auf der gleichen Fläche kultiviert.

Um dabei gute Erträge zu erzielen, werden die Bedingungen für die Kulturpflanzen

durch verschiedene Maßnahmen optimiert. Dazu zählt die Bodenbearbeitung,

Bekämpfung von Schädlingen und Schaderregern, sowie die Versorgung der

Pflanzen mit Wasser und Nährstoffen.

Die konventionelle Bodenbearbeitung hat sich darin bewährt, optimale Bedingungen

zur Erreichung hoher Erträge zu schaffen. Sie ist das einfachste und sicherste

Verfahren, den Boden gut zu lockern und frei von Unkraut zu halten und so

bestmögliche Bedingungen für das Kulturpflanzenwachstum zu schaffen.

Die bodenschonenden Verfahren haben, was den Erhalt des Bodens anbelangt,

einige Vorteile gegenüber der konventionellen Bodenbearbeitung. Darunter fallen

die Verbesserung der Bodenstruktur, die durch ein aktives Bodenleben und

intensives Wurzelwachstum der angebauten Pflanzen entsteht. Zudem wird dadurch

auch der Wasserhaushalt verbessert, da durch den höheren Anteil an Grobporen

die Wasserinfiltration und -verteilung sowie -speicherung im Unterboden verbessert

wird. Weiterhin kann sich die Kultur besser mit Wasser aus dem Unterboden

versorgen, da mehr, in den Unterboden durchgehende, Poren die Kapillarität

aufrecht erhalten und weniger Sperrschichten, wie Bodenverdichtungen durch eine

Pflugsohle, vorliegen. Die Wurzeln der Kulturpflanzen können in tiefere

Bodenschichten vordringen und so das im Unterboden gespeicherte Wasser besser

nutzen.

Bei konventionell bearbeiteten Böden kommt es, aufgrund der Bearbeitung selbst,

besonders unter ungünstigen Bedingungen zu Verdichtungen im Boden. Diese

behindern die Wasserinfiltration und können zu Staunässe führen, die wiederum die

39

Befahrbarkeit mit Maschinen stark einschränkt und beim Befahren der Fläche zu

erheblichen Strukturschäden im Boden führt. Zudem wird das Wachstum von für

Staunässe empfindliche Kulturen, aufgrund von Luftmangel im Boden, stark

einschränkt.

Durch eine Mulchauflage oder Untersaaten mit intensivem Wurzelwachstum, wird

ebenso das Bodengefüge stabilisiert. Zudem verhindert eine Bedeckung des

Bodens das Verdunsten des für die Kulturpflanzen wichtigen Wassers. Ohne

Auflage von organischem Material, kommt es, aufgrund der durch die Bearbeitung

zerstörten Bodenstruktur, bei starken Niederschlägen oft zur Verschlämmung der

Bodenoberfläche. Diese bildet bei Austrocknung eine Kruste und hemmt den

Gasaustausch zwischen Boden und Atmosphäre, was wiederum die Aktivität des

Bodenlebens einschränkt. Jedoch kann sich mit der Auflage von organischem

Material eine Konkurrenzsituation, bezüglich der verfügbaren Nährstoffe, einstellen,

indem die Mulchauflage ein zu weites C/N-Verhältnis besitzt und damit den, für das

Wachstum wichtigen, Stickstoff bindet. Auch Untersaaten führen unter Umständen

zur Nährstoffkonkurrenz, wodurch es wichtig ist, die Fruchtfolgen mit

Zwischenfrüchten und Gründüngungen gezielt zu planen, sowie geeignete

Pflanzenarten für die Untersaat auszuwählen und bei Bedarf erhöhte

Nährstoffgaben zu verabreichen. Des weiteren ist die Freisetzung der, in der

Untersaat oder in der Mulchauflage, gebundenen Nährstoffe zu beachten, da es

unter günstigen Bedingungen, besonders bei Einarbeitung des Materials in den

Boden, zu einer raschen Umsetzung kommen kann.

Im konventionellen Anbau ist die Versorgung mit Nährstoffen dagegen einfacher.

Der gesamte Nährstoffbedarf wird, entsprechend der Speicherfähigkeit des Bodens,

in mehreren Gaben über synthetische Düngemittel verabreicht. Zu beachten und mit

einzubeziehen bleibt die Nährstoff-Restmenge aus einer abgeernteten Kultur, die

sich aus Berechnungen oder Bodenproben ergibt. Nach der Ernte können hohe

Restmengen an Nährstoffen im Boden verbleiben und es ist ratsam, diese mit einer

Folgekultur direkt zu nutzen oder mit einer Gründüngung zu binden. Ein Boden mit

hohem Humusgehalt kann zudem, aufgrund der Ton-Humus-Komplexe, mehr

Nährstoffe speichern als ein humusarmer Boden. Die Zwischenbegrünung bleibt

über Winter auf dem Feld und wird im Frühjahr, kurz vor der Pflanzung, abgemulcht

und meistens eingefräst oder eingepflügt.

40

Mit dem Strip-Till-Verfahren kann nach dem Mulchen der Zwischenbegrünung, das

Bearbeiten und das Pflanzen in einem Arbeitsgang, ohne weitere Bodenbearbeitung

erfolgen.

Versuche aus dem Landwirtschaftlichen Betrieb Frisch in Neugattersleben, haben

gezeigt, dass dieses Verfahren umsetzbar ist. Dazu wurde vor dem Schar der

Pflanzmaschine, ein reißendes Grubberschar angebracht, was eine V-förmig

gelockerte Pflanzrille schafft, in der direkt das Schar der Pflanzmaschine läuft.

Durch die reißende Wirkung des Grubberschars wird auch die Mulchauflage

aufgerissen, wodurch das Pflanzschar störungsfrei in dieser Rille laufen kann.

Im Frühjahr behindert eine Bedeckung, des Bodens mit Pflanzen oder Mulch,

jedoch die Erwärmbarkeit des Bodens. Die Bodentemperatur ist dabei besonders im

Frühjahr wichtig, um möglichst früh mit der Saison beginnen zu können. Jedoch ist

die Erwärmbarkeit nicht nur von dem Vorhandensein einer Mulchauflage abhängig,

auch die Bodenart und der Bodenzustand spielen dabei eine entscheidende Rolle.

Der Boden kühlt nachts, durch Abstrahlung und Verdunstung von Wasser, ab. Vor

allem schwere, tonreiche und nasse Böden erwärmen sich tagsüber schlecht und

geben nachts einen Großteil der aufgenommenen Wärme, über die Verdunstung

wieder ab. Zum Schutz vor übermäßiger Verdunstung, kann hier eine Mulchauflage,

ebenfalls zu Strukturverbesserung schwerer Böden, verhelfen. Besonders in der

warmen und trockenen Jahreszeit empfiehlt sich daher die Bedeckung des Bodens,

um vor Überhitzung und Verdunstung zu schützen.

Durch eine ausreichend dicke Mulchauflage wird zudem Unkraut unterdrückt.

Bedeckt die Mulchauflage den Boden jedoch nicht vollständig, kann es schnell zu

Problemen kommen. Hinzu käme, dass die Technik, zur mechanischen

Unkrautbeseitigung, oft nicht für die Bewältigung von Mulchauflagen konstruiert ist

und es so im Extremfall zu ständigen Verstopfungen in den Geräten kommen kann.

Gegen das Unkraut muss bei Mulch- oder Untersaatverfahren systematisch und

vorbeugend in der Fruchtfolge vorgegangen werden.

Bezüglich der Kosten, sind bodenschonende Verfahren, mit verminderter

Bodenbearbeitung, günstiger, da der Pflugeinsatz, der mit ungefähr 30% der

Gesamtkosten, der größte Kostenfaktor ist, wegfällt. Die Kosten ergeben sich dabei

aus den Betriebskosten der Maschine und der Arbeitszeit des Fahrers

(AMAZONEN-WERKE 2011)

41

Bezüglich der Auswirkung der Verfahren auf die Bodenstruktur, sind die Verfahren

mit verminderter Bodenbearbeitung besser geeignet. Positiv wirkt sich auf den

Boden besonders die Einbeziehung von Gründüngungsmaßnahmen aus, da, mit

stärkerem und abwechslungsreichem Bewuchs, längerer Bodenbedeckung und

geringerer Intensität der Bodenbearbeitung, die Aktivität und damit auch die

Strukturbildung des Bodens gefördert wird. Die Bodenstruktur, die aus der Aktivität

der Bodenorganismen und dem Wurzelwachstum der Pflanzen entsteht, ist,

gegenüber der künstlich geschaffenen, durch Verkittung über Ton-Humus-Komplexe

und der Regenwurmtätigkeit, sehr viel stabiler. So verbessert sich die Befahrbarkeit,

wodurch der Boden auch unter nassen Bedingungen mit leichten Maschinen,

möglicherweise mit Raupenfahrwerk, befahren werden kann, beispielsweise um

Erntearbeiten durchzuführen, die bei konventionell bearbeitetem Boden zu

schwerwiegenden Strukturschäden führen würden. Auch würde bei Erntearbeiten

das Gehen für Erntekräfte im Bestand, erheblich verbessert werden.

Es ist jedoch schwierig zu beschreiben, welches Verfahren sich für den Gemüsebau

eignet. Der Boden ist in den meisten Fällen ein biologisch-lebendiges System,

welches nicht ohne weiteres vereinheitlicht werden kann. Sicher ist jedoch, dass der

Boden auf die Zufuhr von organischen Substanzen angewiesen ist und dies von

jedem, der Boden bewirtschaftet, beachtet werden muss.

42

6 FazitDie derzeitige Forschung in diesem Bereich ist bemüht, die Verfahren der

Bodenschonung auf die Eignung für den Gemüsebau zu prüfen und anzupassen,

sowie neue Verfahren zu entwickeln. Der Einsatz von Bodenschonenden Verfahren,

hängt von einer Reihe unterschiedlicher Faktoren ab. Dabei gilt es, besonders die

Eigenschaften des Bodens,zu berücksichtigen, damit das Zusammenspiel der

einzelnen Faktoren möglichst unterstützt wird. Letztendlich liegt die Entscheidung,

wie der Boden bewirtschaftet wird, beim Bewirtschafter selbst. Empfehlenswert ist

aber, das Möglichste für den Erhalt des Bodens zu tun, um zukünftig die

Ertragsfähigkeit und damit die Grundlage der Nahrungsmittelproduktion zu erhalten

oder gar zu verbessern. Dabei müssen vor allem finanzielle Aspekte berücksichtigt

werden, wobei, bei richtiger Umsetzung der Verfahren, Kosteneinsparungen möglich

sind. Der dogmatische Verzicht auf konventionelle Bodenbearbeitungsstrategien ist

dabei auch nicht empfehlenswert, da die Umstellung auf bodenschonende

Verfahren, ein länger andauernder Prozess ist und von den betrieblichen

Gegebenheiten abhängig ist.

In der Tabelle 1 sind die Hauptaspekte für den Gemüsebau gegenübergestellt. Die

Abbildung 8 gibt einen Überblick über die Auswirkungen, verschiedener Verfahren

auf den Boden und die Ökonomie, in der Landwirtschaft.

Für den Gemüsebau ist denkbar, dass die Verfahren der schonenden

Bodenbearbeitung, in das System der konventionellen Bodenbearbeitung integriert

werden können und müssen. Grundsätzlich müssen Fruchtfolgen verstärkt

eingehalten und die Möglichkeiten der Zwischenbegrünung, so oft es nur möglich

ist, genutzt werden.

43

Auswirkung auf konventionelleBodenbearbeitung

bodenschonende Verfahren

Ertrag höchstes Ertragspotenzial meist geringer

Kosten hoch geringer

Humusgehalt gleichbleibend bisvermindernd

gleichbleibend bis höher

Bodenstruktur negativ positiv

Luft- und Wasserhaushalt negativ positiv

Nährstoffhaushalt negativ positiv

Erwärmbarkeit gut mäßig

Bodenleben schlecht gut

Erosionspotential hoch gering

Unkrautpotential gering relativ hoch

Tabelle 1: Auswirkungen der Bodenbearbeitungsverfahren

44

Abbildung 8: Auswirkung der Bodenbearbeitungsverfahren (Quelle: AMAZONEN-WERKE 2011)

7 ZusammenfassungDas Thema Bodenschutz erlangt zunehmend wieder an Bedeutung, da mehr und

mehr die Langzeitfolgen der konventionellen Bodenbearbeitungsmaßnahmen

sichtbar werden.

Der Boden ist ein relativ komplexes System, dessen Faktoren sich gegenseitig

beeinflussen, und durch die Bearbeitungsmaßnahmen des Menschen beeinflusst

werden. Dabei haben sich die Auswirkungen der bisher durchgeführten

Bodenbearbeitungsmaßnahmen, negativ auf die Bodeneigenschaften ausgewirkt.

Aufgrund dessen, wurden in der Landwirtschaft verschiedene Verfahren der

schonenden Bodenbearbeitung entwickelt, die sich durchgesetzt haben und dies

auch zukünftig weiter tun werden. Das Problem des Gemüsebaus im Freiland,

besteht in der, gegenüber der Landwirtschaft, viel intensiveren Nutzung und damit

auch Bodenbearbeitung. Die Lösung besteht in der Anpassung der vorhandenen

Verfahren zur Bodenschonung an die Bedingungen im Gemüsebau, wobei, bei der

Produktivität der Fläche, gewisse Einbußen in Kauf genommen werden müssen. Es

ist aber möglich, dieses Defizit mit den Einsparungsmöglichkeiten der

bodenschonenden Verfahren auszugleichen.

Letztendlich entscheidet jeder Anbauer für sich, ob bodenschonende Verfahren in

den Betriebsablauf passen und ob sie finanziell möglich sind.

Grundvoraussetzung ist aber, dass allen Anbauern die Verfahren der

Bodenschonung bekannt sind und ihnen der Wert des Bodens vor Augen geführt

wird.

45

8 LiteraturverzeichnisDruckmedien:

Alsing, I. (1995): Lexikon Landwirtschaft, BLV Verlagsgesellschaft mbH, München,

3. Auflage

AMAZONEN-Werke (2011): Intelligenter Pflanzenbau, Hasbergen-Gaste, 3. Auflage

Dunst, G. (2011): Humusaufbau – Chance für Landwirtschaft und Klima, Verein

Ökoregion Kaindorf, Kaindorf – Österreich

Evers, G. (1998): Düngelexikon für den Gartenabu: Begriffe der Pflanzenernährung

von A bis Z, Thalacker-Medien, Braunschweig

Hampl, U. (1996): Gründüngung, Leopold Stocker, Graz – Österreich

Klapp, E. (1954): Lehrbuch des Acker- und Pflanzenbaues, Parey, Berlin; Hamburg,

4. Auflage

Krug, H., Liebig, H.-P., Stützel, H. (2002): Gemüseproduktion, Ulmer, Stuttgart

Röber, R., Schaller, K., Schacht, H. (2008): Pflanzenernährung im Gartenbau,

Ulmer, Stuttgart, 4. Auflage

Sachweh, U. (2001): Grundlagen des Gartenbaus, Ulmer, Stuttgart, 4. Auflage

Schroeder, D. (1992): Bodenkunde in Stichworten, Hirt in Gebr.-Borntraeger-Verl.-

Buchhandlung, Berlin; Stuttgart, 5. Auflage

Scheffer, F., Schachtschnabel (2002): Lehrbuch der Bodenkunde, Spektrum,

Heidelberg, 15. Auflage

Schüsseler, P., Zabeltitz, C. v. (2004): Umweltgerechte Techniken der

Pflanzenproduktion, Ulmer, Stuttgart

Götz, M. (2012): Jedes Jahr spurtreu, in: BauernZeitung, Ausgabe 44. KW vom 2.

November, Seite 24 bis 26.

Hormes, E. (2013): Der Boden ist keine „Blackbox“, in: Gemüse, Heft Nr. 12, Seite

20 bis 22.

46

Internetquellen:

Internet 1: Wikipedia – Boden (Bodenkunde), (1.12.13), abrufbar unter:

http://de.wikipedia.org/wiki/Boden_(Bodenkunde)

Internet 2: Wikipedia – Fingerprobe, (1.12.13), abrufbar unter:

http://de.wikipedia.org/wiki/Fingerprobe_%28Boden%29

Internet 3: Hortipendium – Humus, (5.12. 2013), abrufbar unter:

http://www.hortipendium.de/Humus

Internet 4: Wikipedia – Bodenfruchtbarkeit, (5.12.13), abrufbar unter:

http://de.wikipedia.org/wiki/Bodenfruchtbarkeit

Internet 5: Hortipendium – Humusbilanz, (5.12.13), abrufbar unter:

http://www.hortipendium.de/Humusbilanz_im_Gemüsebau

Internet 6: Hortipendium – Bodenmüdigkeit, (6.12.13), abrufbar unter:

http://www.hortipendium.de/Bodenmüdigkeit

Internet 7: Wikipedia – Bodenbearbeitung, (6.12.13), abrufbar unter:

http://de.wikipedia.org/wiki/Bodenbearbeitung

Internet 8: FiBl Schweiz - Klimaneutraler Acker- und Gemüsebau, (29.11.13),

abrufbar unter: http://www.fibl.org/index.php?id=1101&L=0

Internet 9: Bodenschutz und Fruchtfolge, (29.11.13), abrufbar unter:

https://www.fibl.org/de/shop/artikel/c/boden/p/1432-bodenschutz.html

Internet 10; LVG Heidelberg, Sauer, H., (2010), Erosion im Gemüsebau - eine

Herausforderung für Forschung und Praxis, in landinfo, Ausgabe Nr. 6,

abrufbar unter: http://www.landwirtschaft-bw.info/pb/,Lde/646871

Internet 11: Wikipedia – Hülsenfrüchtler, (23.12.13), abrufbar unter:

http://de.wikipedia.org/wiki/Hülsenfrüchtler

47

Persönliche Mitteilungen:

Katroschan, K.-U., (2013): Landesforschungsanstalt für Landwirtschaft und

Fischerei - Mecklenburg Vorpommern, per E-Mail und per Präsentation am

16.12.2013

Digitale Präsentationen und Dokumente:

Billen, N., et. al., (2013): Schutzmaßnahmen gegen Bodenerosion und

Oberflächenabfluss im Gemüsebau: Messungen und Modellierungen,

Universität Hohenheim et al., als pdf-Datei vom Herrn Dr. Katroschan erhalten,

auffindbar auf der beiliegenden CD

Bengs, F., et. al., 2013: Eignung der erosionsmindernden Verfahren Strip-Till und

zeitweilige Zwischenbegrünung im Gemüsebau, Universität Hohenheim,

Institut für Sonderkulturen und Produktionsphysiologie, als pdf-Datei vom

Herrn Dr. Katroschan erhalten, auffindbar auf der beiliegenden CD

48

9 AbkürzungsverzeichnisB Bor

C Kohlenstoff

CO2 Kohlendioxid

CTF Controlled Traffic Farming

Cu Kupfer

dt dezitonne, entspricht 100 Kg

Fe Eisen

GPS Global Positioning System

ha Hektar

K Kalium

Mg Magnesium

Mn Mangan

N Stickstoff

P Phosphor

Zn Zink

49

10 AbbildungsverzeichnisAbbildung 1: Schematische Darstellung eines Bodenkrümels (Quelle: SCHALLER

2008)......................................................................................................7

Abbildung 2: Verfügbarkeit des Bodenwassers anhand der Wasserspannungskurve

und des pF-Wertes (Quelle: SCHROEDER 1992)...............................12

Abbildung 3: Verteilung von Wasser und Luft im Boden (Quelle: SCHALLER 2008)

..............................................................................................................13

Abbildung 4: Darstellung der Grenzfeuchtigkeiten der Bodenarten für die

Bodenbearbeitung (Quelle: Krug 2002)...............................................27

Abbildung 5: Wurmröhren unter Weidenarbe als Wurzelbahnen (Quelle: KLAPP

1954)....................................................................................................31

Abbildung 6: Von Wurzeln aufgesuchte Regenwurmröhre (Quelle: KLAPP 1954)...31

Abbildung 7: Drucklinien (Druckzwiebel) bei gleicher Radlast und verschiedenen

Reifenbreiten (Quelle: SACHWEH 2001)............................................32

Abbildung 8: Auswirkung der Bodenbearbeitungsverfahren (Quelle: AMAZONEN-

WERKE 2011)......................................................................................44

50

Anahang

51

Anhang 1: Körnungsartendreieck zur Ermittlung der Bodenarten (aus SCHROEDER 1992)

Anhang 2: Schematische Darstellung der Niederschlagsverteilung im Boden (aus SCHROEDER 1992)

52

Anhang 3: Einteilung der Böden nach der Reichsbodenschätzung (Quelle: SCHALLER 2008)

Selbständigkeitserklärung

Ich erkläre hiermit, dass ich die vorliegende Arbeit selbständig und ohne Benutzung

anderer als der angegebenen Hilfsmittel angefertigt habe. Die aus fremden Quellen

wörtlich oder sinngemäß übernommenen Gedanken sind als solche kenntlich

gemacht.

Ich erkläre ferner, dass ich die vorliegende Arbeit an keiner anderen Stelle als

Prüfungsarbeit eingereicht habe oder einreichen werde.

Ort, Datum Unterschrift

53

Möglichkeiten zur Erhaltung und Verbesserung der ...

Documents

Transcript of Möglichkeiten zur Erhaltung und Verbesserung der ...