WWW.BOOK.DISLIB.INFO
FREE ELECTRONIC LIBRARY - Books, dissertations, abstract
 
<< HOME
CONTACTS



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 17 |

«FKZ: 06OE256 Projektnehmer: Technische Universität München Lehrstuhl für Ökologischen Landbau und Pflanzenbausysteme Alte Akademie 12, 85350 ...»

-- [ Page 5 ] --

Auch Stone und Buttery (1989) sowie Perfect et al. (1990) beschreiben, dass der Einfluss von Fruchtarten auf die Aggregatstabilität mit der abgegebenen Wurzelmasse in positivem Zusammenhang steht. Es ist allerdings davon auszugehen, dass die Wirkungen neben der Menge auch von der Qualität bzw. der Zusammensetzung des Materials beeinflusst wird.

Betrachtet man die Untersuchungen von Reid & Goss (1981), so weist die Maiswurzelmasse ein durchschnittliches C/N-Verhältnis von 50 auf. Der Wert für Luzerne liegt hingegen um

13. Die Abbaubarkeit der Substanzen und die Effekte auf die Bodenmikroorganismen sind bei Mais (C/N = 50) und Luzerne (C/N = 13) unterschiedlich einzuschätzen. Bei Vergleichen von Kleegrasbeständen und Mais-Weizen-Gerste, wurde die höhere Aggregatstabilität der Kleegrasbestände ebenfalls mit dem engeren C/N-Verhältnis, das sich positiv auf die mikrobielle Aktivität im Boden auswirkt, begründet (Kandeler & Murer 1993). Ob diese Effekte auf der Ebene der Makroaggregate 200 µm wirken oder doch auf der der Mikroaggregate, wurde bisher nicht untersucht.

Abb. 4: Veränderungen der Aggregatstabilität nach Zufuhr verschiedener organischer Substanzen (Tisdall & Oades 1982) Le Bissonnais & Arrouays (1997) weisen dem Maisanbau darüber hinaus infolge der Verringerung der organischen Substanz durch die Mineralisierung einen bedeutenden negativen Einfluss auf die Aggregatstabilität aus.

Diese Angaben wurden den, im Modell REPRO (Hülsbergen 2003, Küstermann et al. 2009) hinterlegten Stammdaten, zu den Ernte-Wurzelrückständen von Fruchtarten entnommen.

Anpassung bestehender Methoden zur Abschätzung der Bodenerosion an den Ökolandbau Die von Tisdall & Oades 1982 beschriebenen Effekte werden von vielen weiteren Autoren übernommen und in ähnlicher Weise bestätigt (z.B. Arden-Clarke & Hodges 1987 a, Mytton et al. 1993, Schlecht-Pietsch et al. 1994, Ojeda et al. 2008, dos Reis Martins et al. 2009, Haynes & Francis 1993).

2.5.1.1 Aggregatstabilität und organische Substanz Die organische Bodensubstanz (OBS) entspricht der Gesamtheit der toten organischen Masse im Boden. Einigen Quellen zählen darüber hinaus auch die Biomasse (lebende organische Substanz) zur OBS hinzu14 (vgl. Kuntze et al. 1994, Schachtschabel et al. 1998). Betrachtet man ausschließlich den Humus, so kann dieser nach dem Grad der Zersetzung in Streu- und Huminstoffe, als auch in verschiedene Kohlenstoffpools unterteilt werden. Diese variieren zum Teil deutlich in ihren Eigenschaften, der Zusammensetzung, der Umsetzbarkeit usw. (vgl. Körschens et al. 1997 in: Hülsbergen 2003). Die Pools können im Weiteren in einen mehr oder weniger konstanten C-Pool (inert), der sich nur mittel- bis langfristig verändert, und einen umsetzbaren C-Pool (labil) eingeteilt werden. Während der inerte C-Pool vor allem vom Feinanteil des Bodens, dem Klima usw. bestimmt wird, ist der labile C-Pool von den landwirtschaftlichen Bewirtschaftungsmaßnahmen abhängig. Der labile C-Pool kann beispielsweise in Folge der Zufuhr organischer Substanz durch die Fruchtarten (Bestandsabfälle und Ernte- und Wurzelrückstände), die organische Düngung (Mengen und Qualitäten) und von der Mineralisation der OBS (z.B. in Folge intensiver Bodenbearbeitung) beeinflusst werden. Unter vergleichbaren Standortbedingungen ist somit häufig ein Einfluss der Anbausysteme festzustellen.

Diese Wirkungen können folgenderweise zusammengefasst werden (Abb. 4): Die Zufuhr leicht abbaubarere Substanzen, wie z.B. Glukose, erhöht die Aggregatstabilität 15 innerhalb kürzester Zeit. Die förderliche Wirkung nimmt nach wenigen Wochen ab, da die aggregierenden Substanzen durch Mikroorganismen abgebaut werden. Weniger gut abbaubare Substanzen, wie z.B. Ryegrasgewebe, erzeugen einen eher graduellen Anstieg der Aggregatstabilität, der dafür umso länger anhält. Stabile, abbauresistente Substrate wie z.B. Cellulose, führen zu einem langanhaltenden (mehrere Monate) aber geringeren Effekt der Stabilisierung (vgl. Tisdall & Oades 1982, Albiach et al. 2001). Dos Reis Martins et al. (2009) klassifizieren in Anlehnung an Tisdall & Oades (1982) zwischen persistenten Bindungsstoffen, aromatischen C-Verbindungen, die mit mehrwertigen Kationen verbunden sind, temporäre Stoffe, hauptsächlich Wurzeln und Hyphen, und transiente Stoffe wie Polysaccharide16.

In vielen Studien und Publikationen zur Bodenerosion wird die OBS als ausschlaggebend für die Empfindlichkeit der Böden gegenüber Erosion angesehen und ihr eine besondere Bedeutung für die Strukturbildung, Aggregierung, Stabilität und Bodenfruchtbarkeit zugesprochen (Wischmeier & Mannering 1969, Arden-Clarke & Hodges 1987 a, Kemper et al. 1987, Mulla et al. 1992). 1966 wurde von Kemper und Koch (1966) nachgewiesen, dass mit steigendem Corg-Gehalt, als Messgröße der organischen Bodensubstanz, die Aggregatstabilität signifikant zunimmt (Mulla et al. 1992). Auch bei weiteren Untersuchungen wurde eine enge Korrelation (R2 = 0,73) zwischen dieser und der Aggregatstabilität gefunden (Goulet et al. 2004). Für die Niederlande konnte belegt werden, dass die Aggregatstabilität, ausgedIm Rahmen des Projektberichtes wird unter der organischen Bodensubstanz ausschließlich die tote org. Substanz in Form des Humus verstanden. Aufgrund der Wirkungszusammenhänge zwischen OBS und Biomasse wird diese aber dennoch in diesem Kapitel behandelt.

In der Veröffentlichung wird der Anteil wasserstabiler Aggregate als Messgröße zur Aggregatstabilität verwendet.





In diesem Kontext wäre auch zu überlegen, ob der Ökologische Landbau neben einem Mengeneffekt eingebrachter org.

Substanz sich gegenüber konventioneller nicht auch durch qualitative Merkmale dieser Substanzen unterscheidet. Die (wiederholte) Einbringung leichter metabolisierbarer Stoffe (z.B. von Kleegrasrückständen) könnte so möglicherweise zu kumulativen Effekten führen und damit Aggregatstabilität zusätzlich verbessern.

Anpassung bestehender Methoden zur Abschätzung der Bodenerosion an den Ökolandbau rückt als Anteil wasserstabiler Aggregate (WSA), in ökologisch bewirtschafteten Vergleichsflächen gegenüber konventionellen um 72% erhöht ist (Pulleman et al. 2003 in: Niggli et al.

2007). Dieser Effekt wird maßgeblich auf die Erhöhung der organischen Bodensubstanz und der verbesserten biologischen Aktivität zurückgeführt (ebd.). Wie verschiedene Ergebnisse zeigen, korreliert die Aggregatstabilität gut mit der Gesamtheit der organischen Bodensubstanz.

Einige Arbeiten zeigen jedoch, dass diese häufig besser mit einzelnen Poolgrößen, wie z.B.

der mikrobielle Biomasse (CMik) oder den löslichen Kohlenhydraten, korreliert ist (vgl. Liu et al. 2005, Ojeda et al. 2008). Diese Kohlenstoffformen sind zum umsetzbaren labilen C-Pool zu zählen und weisen eine wesentlich stärker zeitliche Variation als Corg auf und werden schneller durch die Bewirtschaftung beeinflusst. Daraus ergibt sich für die Aggregatstabilität ebenfalls eine zeitliche Variabilität.

Häufig wird betont, dass der Ökolandbau zu einem Anstieg bindungsrelevanter Komponenten bzw. Substanzen beiträgt, ohne den Gesamtgehalt der organischen Bodensubstanz zu verändern (Capriel et al. 1990).

Die Wirksamkeit der „biologischen‚ Aggregatstabilisierung ist neben der Menge zugeführter Substanz auch von der Ausgangssituation abhängig. Inkubationsversuche haben gezeigt, dass die Körnung bzw. die Bodenart, der Gehalt organischer Bodensubstanz und die Aktivität der mikrobiellen Biomasse entscheidend für die Gesamtwirkung sind (Kiem & Kandeler 1997): Den geringsten Effekt der Aggregatstabilisierung wurde in Böden mit hohen Anfangsgehalt an OBS und mikrobieller Biomasse beobachtet. Die Stabilisierungseffekte waren bei sonst gleichen Bedingungen in sandigen Böden ( 15% Ton) am höchsten, in tonigen ( 35% Ton) am geringsten. Durch die unterschiedlich stark ausgeprägte Stabilisierung erfolgt eine Angleichung beider Böden in der Aggregatstabilität.

Untersuchungen im Rahmen dieses Projekts am Fruchtfolgeversuch der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) auf der Versuchsstation Viehhausen (Pommer & Fuchs

2003) haben gezeigt, dass die Aggregatstabilität mit der Summe der zugeführten bodenwirksamen C-Menge aus den Pflanzenresten und der Gründüngung korreliert ist (r = 0,872) (Reents et al. 2009). Korrelationen zwischen den Gehalten der OBS und der Aggregatstabilität waren hingegen deutlich schwächer ausgeprägt (r = 0,637). Hieraus kann man schließen, dass die Aggregatstabilität während der Zersetzung des bodenwirksamen Kohlenstoffs „erzeugt‚ wird und die Aggregatstabilität entscheidend durch den Eintrag des Kohlenstoffs verschiedener Pflanzenreste (Ernte- und Wurzelrückstände sowie Gründüngung, außer Stroh) beeinflusst wird. Damit könnte die Menge des eingebrachten bodenwirksamen C als Maß dienen, um Veränderung der Aggregatstabilität unter den Bedingungen des ökologischen Landbaus abzubilden (Reents et al. 2009). Weiter Untersuchungen zu dieser Thematik stehen aus.

Ursachen für die Stabilisierung zugeführter org. Substanzen werden von Zhang & Hartge (1992) in der Bindung zwischen organischen und anorganischen Komponenten und der Reduzierung der Benetzbarkeit durch organische Substanz gesehen. Durch diese „Verlangsamung‚ des infiltrierenden Wassers wird der Druck des eindringenden Wassers in den Aggregaten reduziert und die Luftsprengung von Aggregaten vermindert (Auerswald 1993). Die positive Wirkung der organischen Substanz wird generell anerkannt, aber gilt als noch lange nicht vollständig verstanden (Albiach et al. 2001).

Anpassung bestehender Methoden zur Abschätzung der Bodenerosion an den Ökolandbau In diesem Zusammenhang wurde im Rahmen des Projektes ein Inkubationsversuch durchgeführt, der auf Arbeiten von Sekera & Brunner (1942) zurückgeht. Diese konnten zeigen, dass die Zufuhr org. Substanzen (z.B. von Luzernemehl) zu einer erhöhten Aktivität der Bodenmikroorganismen und damit zu signifikanten Veränderungen der Stabilität führen kann.

Im Rahmen der eigenen Untersuchungen werden die Auswirkungen verschiedener, in aufbereitete Bodenproben eingebrachter organischer Substanzen, auf die Aggregatstabilität (Perkolationsstabilität) untersucht. Der Versuchsaufbau ist dabei so gestaltet, dass in ein homogenes Ausgangssubstrat (Bodenprobe 0 - 50 mm, luftgetrocknet, auf 1 – 2 mm gesiebt und anschließend wiederbefeuchtet) unterschiedliche Substrate (Stroh öko. und konv., Kleegras, Sojabohnen, Mais, Ackergras, Schilf usw.) zugeführt werden. Die zugeführten Mengen orientieren sich dabei an bei der Bewirtschaftungspraxis. Um verschiedene Wirkungsdauern zu untersuchen, werden die Proben in einem Brutschrank aufbewahrt und nach Ablauf verschiedener Zeitpunkte analysiert.

Mit dem Versuch sollen erste Hinweise zu der Fragestellung zum Einfluss unterschiedlicher organische Substanzen auf die Aggregatbildung und deren Integration in die Berechnung von Bodenabträgen erarbeitet werden. Als konkrete Fragestellung wurde formuliert, ob die Zufuhr verschiedener org. Substanzen in Kombination mit der Mikroorganismentätigkeit17 zu Veränderungen der Perkolationsstabilität führt, ob einfache Qualitätsparameter der organischen Substanzen (C und N-Gehalte, C/N-Verhältnis) ausreichende Informationen zur Erklärung dieser Effekte bereitstellen und was die Ergebnisse für den Erosionsprozess bedeuten.

Erste Ergebnisse zeigen eine deutliche Unterscheidung der Proben. Eine detaillierte Auswertung und Publikation ist in Vorbereitung.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 17 |






 
<<  HOME   |    CONTACTS
2016 www.book.dislib.info - Free e-library - Books, dissertations, abstract

Materials of this site are available for review, all rights belong to their respective owners.
If you do not agree with the fact that your material is placed on this site, please, email us, we will within 1-2 business days delete him.