Pflanzenbauliche Maßnahmen zur Verbesserung der Bodenfruchtbarkeit
Neben dem Klima und der Bodenart hat die Vegetation und die Bewirtschaftungsintensität einen wesentlichen Einfluss auf die Bodenfruchtbarkeit. Bei den pflanzenbaulichen Maßnahmen spielen kurz- und mittelfristig vor allem Zwischenfrüchte und Untersaaten eine wichtige Rolle. Ziel muss es sein, den Boden permanent mit Pflanzen bedeckt zu halten und eine möglichst intensive Durchwurzelung zu erreichen. Dadurch wird der Erosion vorgebeugt und Nährstoffe – insbesondere Stickstoff – verbleiben über das Winterhalbjahr im Boden und stehen der Folgekultur zur Verfügung. Langfristig muss auf eine ausgeglichene Fruchtfolge geachtet werden.
Zwischenfrüchte und Untersaaten
Pflanzen fördern durch die Abgabe von Exsudaten an ihren Wurzeln das Bodenleben und nehmen auf diese Weise eine entscheidende Rolle bei der Strukturbildung (Bodengare) ein. Ein kontinuierlicher Anbau von Zwischenfrüchten als Unter- oder Stoppelsaat ist hierbei ein entscheidender Erfolgsfaktor. Die dadurch verbesserte Bodengare beugt Verdichtungen vor und verbessert zudem die Verfügbarkeit weiterer Nährstoffe in Ober- und Unterboden.
Formen des Anbaus
Zwischenfrüchte können als Stoppelsaat oder als Untersaat (US) etabliert werden. Gegenüber der Stoppelsaat bietet der Anbau von Zwischenfrüchten als Untersaat eine längere Bodenruhe, da nach der Ernte der Hauptfrucht keine Bodenbearbeitung erfolgen muss. Untersaaten dürfen nicht zu spät in den Bestand eingebracht werden, da bei einer zu starken Beschattung durch die Hauptkultur der Ansaaterfolg sinkt. Dies schränkt auch die Beikrautregulierung mit Striegel und Hacke ein, späte Durchfahrten sind nach der Einsaat nicht mehr möglich. In besonders trockenen Jahren kann es sein, dass die Untersaat zu stark mit der Hauptkultur um das Wasser konkurriert. Andererseits kann die Untersaat – je nach Bedingungen – aber auch die Verdunstung von Bodenwasser verhindern. Starke Niederschläge können durch die bessere Oberbodendurchwurzelung besser gespeichert werden. Fällt die Untersaat aufgrund von Trockenheit oder zu später Aussaat aus – oder wird aus betrieblichen Gründen ganz auf Untersaaten verzichtet – können nach Ernte der Hauptfrucht Zwischenfrüchte als Stoppelsaaten etabliert werden. Hierbei hat sich in trockenen Regionen eine nach der Ernte unverzügliche Bodenbearbeitung und Aussaat der Zwischenfrucht bewährt. Wer zu lange wartet, wird keine Restfeuchte für das Auflaufen der Zwischenfrucht mehr vorfinden.
Nährstoffkonservierung
Ab dem Zeitpunkt der Ernte wächst das Risiko, mineralisierte Nährstoffe durch das Sickerwasser in den Unterboden bzw. das Grundwasser zu verlieren. Besonders im Winterhalbjahr ist bei unbedecktem Boden mit erhöhten Verlusten zu rechnen. Zwischenfrüchte nehmen die Nährstoffe auf und ermöglichen es, diese der Folgekultur bereitzustellen. Nicht-legume Zwischenfrüchte wie Gräser und Kruziferen nehmen bis zum Winter den pflanzenverfügbaren Stickstoff und auch andere gelöste Nährstoffe auf. Legume Zwischenfrüchte bzw. Gemenge aus Leguminosen und Nicht-Leguminosen bringen aufgrund der N-Fixierung zusätzlichen Stickstoff in die Fruchtfolge. Je nach Fruchtfolge müssen die Anbaupausen zwischen Leguminosen, aber auch zwischen Gräsern (und Getreide) und zwischen Kruziferen (z.B. bei Raps als Hauptkultur) beachtet werden, um mögliche Übertragung von Krankheitserrregern zu reduzieren. In Bezug auf die Bereitstellung des aufgenommenen Stickstoffs ist bei der Wahl von Zwischenfrüchten auf ihr C/N-Verhältnis zu achten. Besonders Leguminosen weisen ein engeres C/N-Verhältnis auf als nicht-legume Arten. Das kann zu einer frühzeitigen Mineralisierung und damit zu N-Verlusten im zeitigen Frühjahr führen.
Nährstoffaufschluss und Durchwurzelung
Bei der Wahl der Gemengepartner ist es ratsam, Pflanzen mit unterschiedlichen Wurzeltypen zu wählen. Flachwurzler stabilisieren die Krume und reduzieren die Erosionsgefahr, während tiefwurzelnde Arten den Unterboden aufschließen und einige von ihnen (z. B. Tiefenrettich) auch Verdichtungen aufsprengen können. Ein weiterer Vorteil des Einsatzes von tiefwurzelnden Zwischenfrüchten ist die Aufnahme von Nährstoffen aus dem Unterboden, z.B. Nitrat, das mit dem Sickerwasser in tiefere Bodenschichten geraten ist. Auch Phosphor und Kalium können durch tiefwurzelnde Pflanzen sukzessive in den Oberboden transportiert werden.
Treten stärkere Bodenverdichtungen auf, bleiben den Landwirt*innen meist nur noch mechanische Eingriffe für die akute Bodenlockerung. Dabei ist es günstig, eine Tiefenlockerung mit anschließender Ansaat von tiefwurzelnden Zwischenfrüchten (z.B. Lupine, Ölrettich und Gelbsenf) zu kombinieren und auf diese Weise eine sogenannte Lebendverbauung des Ackerbodens durch Bodenorganismen zu erreichen. Denn das organische Material dient nicht nur als Gründüngung für die Folgefrucht, sondern auch als Futter für die Bodenfauna, welche wiederum einen entscheidenden Beitrag zur Bodengare bzw. Bodenstruktur leistet. Besonders der nicht-winterharte Tillage-Rettich hinterlässt durch das Abfrieren und Verrotten seiner Pfahlwurzeln tiefreichende Bioporen, die sich positiv auf den Wasser- und Lufthaushalt auswirken.
Beispiele für Durchwurzelungstiefen verschiedener Zwischenfrüchte. Nach Arp et al. (2004): Zwischenfrüchte im Ökolandbau. Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie, Dresden.
| Zwischenfruchtarten | Wurzeltiefgang |
|---|---|
| Weißklee, Zottelwicke, Inkarnatklee, Peluschke | bis 80 cm |
| Serradella, Ackerbohne, Erbse, Gelbklee, Saatwicke, Stoppelrübe, Senf, Raps, Rübsen, Buchweizen, Phacelia, Ölrettich | 80 bis 150 cm |
| Lupine, Steinklee, Rotklee | 150 bis 200 cm und mehr |
Fruchtfolge
Langfristig lässt sich die Bodenfruchtbarkeit vor allem über eine ausgewogene Fruchtfolge optimieren. Über die Fruchtfolge wird das Maß an humusaufbauenden und humuszehrenden Kulturen bestimmt. Durch einen geschickten Fruchtwechsel wird das Aufkommen von Krankheiten und Beikräutern reguliert. Daneben bietet eine weite Fruchtfolge mit Haupt- und Zwischenfrüchten die Möglichkeit, Nährstoffe im Kreislauf zu halten, dem Boden organisches Material und Nährstoffe (Leguminosen) zuzuführen, Nährstoffe zu mobilisieren und den Boden zu lockern (z.B. Luzerne, Lupine).
Der Anteil an Leguminosen in der Fruchtfolge entscheidet letztendlich wie viel Stickstoff dem Betriebssystem ohne Zukauf zugeführt werden kann. Durch den Wechsel von stark- und schwachzehrenden sowie humusmehrenden Kulturen kann die Höhe der Humusreproduktion beeinflusst werden. Die Menge und Qualität der organischen Substanz, die dem Boden über Wurzelmasse, Erntereste und Düngung zugeführt wird, ist für die Erhaltung und Förderung der Bodenfruchtbarkeit am Standort entscheidend.
Humusaufbau
Die Fruchtfolge ist das wichtigste Werkzeug zur Förderung des Humusaufbaus. Durch den Wechsel von stark- und schwachzehrende Kulturen mit aufbauenden Kulturen (Kleegras, Luzerne oder Körnerleguminosen) kann der Humusabbau reduziert bzw. der Humusaufbau gefördert werden. Ziel sollte eine weite Fruchtfolge (mindestens 6 Jahre) sein mit einem Leguminosen-Anteil von 25-35 Prozent.
Für die Bewertung der Humusreproduktionsleistung einer Fruchtfolge sind die Menge und Qualität der Wurzel- und Erntereste entscheidend, die von den angebauten Kulturen hinterlassen werden. Je nach Betriebstyp und Kultur verbleiben mehr oder weniger Wurzel- und Erntereste auf dem Feld. Während mehrjährige Futterleguminosen hohe Wurzelmassen hinterlassen und bei Getreidekulturen relativ hohe Strohmengen anfallen, weisen Hackfrüchte sehr niedrige Wurzel- und Ernterückstände auf.
Futterleguminosen, die meistens ein bis zwei Jahre auf dem Feld stehen, nehmen eine bedeutende Rolle für den Humusaufbau ein. Sie garantieren eine längere Bodenruhe und durchwurzeln den Boden intensiv. Vor allem die hohe Wurzelmasse, die von mehrjährigen Futterleguminosen im Boden gebildet wird, wirkt sich positiv auf die Humusreproduktionsleistung aus. Neben der qualitativ hohen organischen Substanz regen Pflanzenwurzeln durch die Ausscheidung von Wurzelexsudaten das Bodenleben an und fördern so den Ab- und Umbau organischer Substanz. Dabei wird Humus gebildet.
Die Kulturartenwahl und Rangfolge legt indirekt fest, wann welche Bodenbearbeitungs- und Pflegemaßnahmen notwendig werden. Diese haben je nach Intensität und Häufigkeit einen bedeutenden Einfluss auf den Humusumsatz und auf andere Bodeneigenschaften (z.B. Lagerungsdichte), die wiederum eine Auswirkung auf die Bodenfruchtbarkeit haben. Ein Wechsel von Sommerungen und Winterungen sowie von Hack- zu Halmfrucht ist sinnvoll bei der Planung. Anbaulücken können dabei mit Zwischenfrüchten geschlossen werden. Diese dienen zur erweiterten N-Fixierung (Leguminosen) und zum Krumenaufschluss bzw. nach tiefer Bodenbearbeitung zur Lebendverbauung durch Bodenorganismen.
Ob eine Fruchtfolge humusaufbauend oder -abbauend ist, können Landwirte und Landwirtinnen mit der Software ROTOR kalkulieren. Die Software wurde vom Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e. V. entwickelt. Weitere Informationen finden Sie hier.
Krumenaufschluss
Langfristig ist es möglich, über die Fruchtfolgegestaltung die Gründigkeit zu verbessern. Dazu ist es notwendig, den Boden durchgehend zu bedecken und zu durchwurzeln sowie tiefwurzelnde Kulturen und Zwischenfrüchte anzubauen. Bei der Planung sollten flach- und tiefwurzelnde Arten gleichmäßig angebaut werden. Dadurch wird der Boden sowohl in der Ackerkrume stabil und befahrbar gehalten und gleichzeitig ein Aufschluss tieferer Bodenschichten erreicht.
Text: August Bruckner, HNEE
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Bodenfruchtbarkeit und Nährstoffmanagement
Nur ein fruchtbarer Boden mit einer guten Bodenstruktur, einem ausreichenden Humusanteil und einem gesunden Bodenleben kann sich selbst regulieren, organisches Material in pflanzenverfügbare Nährstoffe umwandeln und nachhaltig gute Erträge erzielen. Ziel eines betrieblichen Nährstoffmanagements sollte daher stets auch die langfristige und nachhaltige Verbesserung der Bodenfruchtbarkeit sein.
Bodenfruchtbarkeit erkennen - die Spatenprobe
Wenn Sie die Fruchtbarkeit Ihrer Böden auf ein Optimum einstellen wollen, sollten Sie im Vorfeld herausfinden, wo der eigene Boden steht. Eine geeignete Methode, um den Ist-Zustand des Bodens zu beurteilen, ist die Spatenprobe.
Die fünf Säulen der Bodenfruchtbarkeit
Die fünf Säulen der Bodenfruchtbarkeit sind ausgewählte Bodeneigenschaften, die Auskunft über das Fruchtbarkeitspotenzial eines Bodens geben. Sie lassen Rückschlüsse darauf zu, ob Bodenfunktionen optimal ablaufen oder ob Maßnahmen ergriffen werden können, um die Bodenfruchtbarkeit zu verbessern.
Linktipps
Literaturtipps
- Kutschera, L., Lichtenegger, E., Sobotik, M. (2009): Wurzelatlas, DLG-Verlag, Frankfurt
- Schmidt, M. (2016): Kalkdüngung - Gesunder Ackerboden, optimale Erträge, DLG-Verlag, Frankfurt
- Kolbe, H. et al. (2004): Zwischenfrüchte im Ökolandbau. Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (Hrsg.), Dresden.
- Kolbe, H. (2008): Fruchtfolgegrundsätze im ökologischen Landbau. Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (Hrsg.), Dresden
- Kolbe, H. und Zimmer, J. (2015): Leitfaden zur Humusversorgung. Informationen für Praxis, Beratung und Schulung. Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (Hrsg.), Dresden.