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.
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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.
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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)
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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
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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
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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
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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,
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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)
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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)
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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.-
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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:
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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:
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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)
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
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