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

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Der Niederschlag ist der eigentliche Auslöser des Erosionsprozesses, Klima bzw. die Niederschlagscharakteristik (Niederschlagsmengen und –intensitäten) sind standortsabhängig und damit von der Anbauweise nicht zu beeinflussen. Die Hangneigung und Hanglänge werden von betriebsspezifischen Merkmalen bestimmt, deren Ausprägung von der Landschaft abhängig ist. Auerswald et al. (2003) weisen Unterschiede zwischen ökologischen und konventionellen Betrieben in Bayern nach, die aber nicht durch die Anbauweise (sondern dadurch, dass Ökobetriebe eher in benachteiligten Gebieten zu finden sind) ausgelöst werden.

Beim Boden und der Bewirtschaftung sind hingegen die deutlichsten Unterschiede zwischen den Systemen zu finden. So wird davon ausgegangen, dass der Ökolandbau infolge vermehrter Zufuhr organischer Substanzen (Anbaustruktur, Wurzelsysteme, organische Dünger usw.), positiv auf die Bodenstruktur und Aggregatstabilität wirkt23. Das effektivere Porensystem und die intensivere Regenwurmtätigkeit führen zu einer höheren Infiltration und weniger Oberflächenabfluss. Auf der anderen Seite führt die gesteigerte Aggregatstabilität dazu, dass weniger Bodenpartikel aus dem Bodenverbund herausgelöst werden und die Menge transportierbarem Materials herabgesetzt wird.

Der Boden wird in Abhängigkeit von der Anbaustruktur und der von dieser ausgehenden Bodenbedeckung aber auch vor Disaggregation durch den Niederschlag geschützt. Wird die kinetische Energie vor dem Auftreffen durch z.B. Vegetationsstrukturen (oder andere bodenbedeckende Materialien) aufgenommen, erfolgt keine oder nur eine reduzierte Zerstörung von Aggregaten durch den Tropfenschlag. Die im Kap. 2.5.3.2 beschriebene Veränderung von Entwicklungsverläufen ist in diesem Zusammenhang zwar von Bedeutung, muss aber im direkten Zusammenhang mit der Eintrittswahrscheinlichkeit erosiver Niederschläge betrachtet werden.

Geringere Zufuhr dispergierender Dünger und von Pflanzenschutzmitteln belastet die Aggregatstabilität weniger. Eine Beeinträchtigung der Bodenbiologie durch die im Ökolandbau eingesetzten kupferhaltiger Präparate ist denkbar, was sich wiederum auf die Aggregatstabilität (Mikroorganismen), Bodenstruktur und Infiltration (Regenwürmer) auswirken könnte.

Das Striegeln oder Hacken einer Fläche führt zu einer Destabilisierung bzw. mechanischen Störung von Bodenaggregaten. Da solche Maßnahmen i.d.R. mehrmals jährlich durchgeführt werden, wirkt dies in gewisser Weise der natürlichen Bodenkonsolidation entgegen Durch die verbesserte Aggregatstabilität ist die Oberflächenverschlämmung weniger stark ausgeprägt, wodurch eine Reduzierung der Infiltration nicht oder nur verzögert einsetzt.

Anpassung bestehender Methoden zur Abschätzung der Bodenerosion an den Ökolandbau und erhöht die Erodibilität des Bodens. Vor diesem Hintergrund sind die Wirkungen tendenziell als erosionsfördernd zu bewerten.

Eine Einschätzung zum Ausmaß der einzelnen Effekte kann bisher aufgrund des unzureichenden Kenntnisstandes und mangelnder Untersuchungsergebnisse nicht abgegeben werden. Ausgehend von der Kenntnis, dass im Ökolandbau reduzierte Bodenabträge vorzufinden sind, muss sich jedoch der Gesamteffekt positiv auswirken. Nach Auffassung der Autoren ist dies hauptsächlich auf die verbesserte Aggregierung und Infiltration der Böden sowie die Reduzierung disaggregierender Mechanismen zurückzuführen. Negative Einflüsse sind zwar denkbar, werden aber wahrscheinlich durch positive überkompensiert.

Auf der Grundlage dieser Erkenntnisse muss eine Methode zur Modellierung der Bodenerosion ökologischer Anbausysteme in der Lage sein, die betriebsspezifischen Merkmale (Anbau, Düngung, Bodenbearbeitungsmaßnahmen usw.) zu erfassen und diese in die Erosionsabschätzung zu integrieren. Dazu ist eine hohe Flexibilität und Anpassbarkeit bzgl. der Betriebsmerkmal und der zeitlichen Variabilität erforderlich. Inwieweit die bestehende Methode der Allgemeinen Bodenabtragsgleichung diese Anforderungen erfüllt bzw. wie sie an diese angepasst werden kann ist Gegenstand des folgenden Kapitels.

Anpassung bestehender Methoden zur Abschätzung der Bodenerosion an den Ökolandbau Abb. 7: Vereinfachte Darstellung von Einflussgrößen des Erosionsprozesses und von Effekten des ökologischen Landbaus24; Rauten symbolisieren positive bzw. negative Wirkungen Zwecks der Übersichtlichkeit wurden bei der Darstellung nicht alle Zusammenhänge durch Linie gekennzeichnet, sondern lediglich die bedeutendsten hervorgehoben.

Anpassung bestehender Methoden zur Abschätzung der Bodenerosion an den Ökolandbau

4 Möglichkeiten zur Integration der modifizierenden Effekte

Zu den beschriebenen Effekten und Ursachen für Veränderungen der Bodenerosion durch den Ökologischen Landbau sind unterschiedliche Ansätze zu deren Integration in die ABAG gegeben. Die Möglichkeiten, Limitationen und Grenzen werden im Folgenden vorgestellt und diskutiert.

4.1 Nutzungs- und Anbaustruktur sowie Fruchtarten Unterschiede ökologischer und konventioneller Bewirtschaftungssysteme bezüglich des Anbausystems können nahezu vollständig in der ABAG realisiert werden. So ist die Fruchtfolge individuell an die jeweilige Anbaustruktur des Betriebes anpassbar und kann mit der ausführlichen Vorgehensweise zur Berechnung des C-Faktors (vgl. Schwertmann et al.

1987) abgebildet werden. Schwierigkeiten bestehen lediglich bei der Berücksichtigung von Untersaaten, da deren Integration in die Berechnung des C-Faktors nicht eindeutig definiert ist. Durch den gleichzeitigen Anbau von Hauptfrucht und Untersaat ergeben sich unterschiedliche Kulturperioden bei variierenden Relativen Bodenabträgen, die in der Berechnung des C-Faktors berücksichtigt werden müssen. Bisher werden dazu bei der Berechnung die fruchtartenspezifischen Werte mit der geringsten Ausprägung (dem höchsten Bodenschutz) verwendet. Ob diese Vorgehensweise die Situation adäquat abbildet, ist jedoch bisher nicht geprüft. Ein ähnlicher Effekt tritt im Mischfruchtanbau auf: Beim gleichzeitigen Anbau mehrerer Fruchtarten, die sich bezogen auf die RBA zum Teil deutlich voneinander unterscheiden (z. B. Erbsen-Hafer-Gemenge), gibt es keine klar definierte Vorgehensweise zur Berechnung des C-Faktors. Zur Lösung dieses Problems wird vorgeschlagen ebenfalls die Werte mit dem geringsten relativen Bodenabträgen zu verwenden.





Im C-Faktor der ABAG werden die Bedeckungsverläufe implizit in Form der relativen Bodenabträge berücksichtigt. Dazu wurden für die meisten Fruchtarten entsprechende Stammdaten erarbeitet die sich auf Bedingungen des konventionellen Landbaus beziehen und die Ausprägung und den Verlauf beschreiben. Für die Integration variierender Kulturpflanzenentwicklung und Bedeckungsverläufe ökologisch angebauter Fruchtarten bedeutet dies prinzipiell, dass eine Anpassung dieser Stammdaten (also der relativen Bodenabträge) erfolgen müsste. Seitens der ABAG wären dadurch keine Neuentwicklungen erforderlich, sondern es müssten Daten der Bestandsentwicklung erhoben und in Angaben zu relativen Bodenabträgen übersetzt werden. Dabei besteht jedoch das Problem, dass die RBA neben der Bodenbedeckung weitere erosionsrelevante Aspekte integrieren und damit eine „Komplexwirkung‚ der Furchtarten abbilden (z. B. Effekte der fruchtartenspezifischen Bodenbearbeitung, die Oberflächenrauigkeit usw.). Eine Modifikation dieser Werte müsste dies entsprechend berücksichtigen, was die Nachvollziehbarkeit der Ergebnisse reduziert und u. U. mit weiteren Schwierigkeiten verbunden sein könnte. Um diese Problematik zu entschärfen wäre eine Aufteilung der Komplexwirkung in verschiedene Subfaktoren sinnvoll und anzustreben.

Ein weiterer Aspekt in Bezug zu den RBA-Werten ist die Tatsache, dass bei deren Ableitung als für die Praxis charakteristische Anbauverfahren angenommen wurden. Jegliche Besonderheiten beim Anbau von Fruchtarten (z. B. veränderte Reihenabstände, Aussaatstärken, für Fruchtarten typische Bodenbearbeitungs- und Pflegesysteme usw.) entsprechen damit streng genommen nicht mehr dieser Modellannahme und würden bei Anwendung der Standardverfahren dadurch ggf. zu Fehleinschätzungen führen. Zur Behebung dieser „Schwachstelle‚ müsste eine weitere Modifikation der relativen Bodenabträge erfolgen. Um dies realisieren zu können wäre es erforderlich, die integrativen Effekte zu zerlegen (z. B. den Einfluss durch die Bodenbedeckung, die Oberflächenrauigkeit, Bodenbearbeitung usw.) und durch Anpassung bestehender Methoden zur Abschätzung der Bodenerosion an den Ökolandbau Subfaktoren zu beschreiben (s.o.). Wie dies konkret erfolge könnte wird im folgenden Kapitel zur RUSLE vorgestellt.

Der Carry-over-Effekt bildet die Nachwirkungen des Anbaus mehrjähriger Kulturen (Gras-, Klee- oder Kleegrasbestände) auf die Bodenerosion ab. Der Wirkungsmechanismus hinter diesem Effekt wird auf die Verbesserung der Aggregatstabilität und Infiltration sowie die erhöhte Verflechtung von Bodenaggregaten mit Wurzeln und Hyphen zurückgeführt. Die Berücksichtigung dieses Effektes basiert in der ABAG auf Messwerten aus dem Mittelwesten der USA. Aus diesen wurde abgeschätzt, dass die Bodenabträge beim Anbau entsprechender Kulturen im ersten Jahr nach dem Umbruch auf 20 % und im 2. Jahr auf 60 % korrigiert werden müssen (Wischmeier & Smith 1978). Eine weitere Differenzierung, z. B. in Abhängigkeit des Ertragsniveaus oder der Produktivität, ist nicht realisiert.

Die Anwendung dieses Korrekturfaktors für mitteleuropäische Bedingungen kann jedoch zu

Fehleinschätzungen führen, wofür Kainz (2007) folgende Gründe verantwortlich macht:

Die Ergebnisse, die für die Integration des Effektes berücksichtigt wurden, beziehen sich auf Pflanzenbestände, die weit weniger leistungsfähig als das heutige Kleegras unter mitteleuropäischen Bedingungen sind. Damit unterscheiden sich vor allem die Mengen an zugeführten organischen Substanzen (Bestandsabfall, Ernte- und Wurzelrückstände usw.), die für die verbesserte Aggregierung verantwortlich gemacht werden.

Das Management der Kulturen unterscheidet sich zwischen den Bedingungen des Mittleren Westen der USA von den mitteleuropäischen. Aufgrund eines intensiveren Schnittmanagements in Mitteleuropa ist davon auszugehen, dass ein stärkeres und öfter wiederkehrendes Absterben von Wurzeln vorzufinden ist. Dies führt wahrscheinlich zu und einer höheren Wurzelmassenbildung.

Die Korrekturfaktoren beziehen sich auf Ergebnisse die auf lößbetonte Böden erhoben wurden. Unter diesen Standortvoraussetzungen muss davon ausgegangen werden, dass im Oberboden nur weniger stabilisierende Wurzeln ausgebildet und weniger organische Substanz eingebunden wird. Für andere Standortbedingungen könnten sich daher Abweichungen ergeben. Untersuchungen die dies widerlegen oder bestätigen fehlen.

Durch die bei uns übliche Mischung mehrerer Gras- und Kleearten mit unterschiedlichen Wurzelsystemen (z.B. Rot-, Weißklee und Luzerne) werden Bestandsabfälle und Wurzeln in den Boden eingebracht, die unterschiedlich schnell umgesetzt werden. Damit wird die Nachwirkung zusätzlich modifiziert.

Zusammenfassend folgert Kainz (2007), dass die Wirkung des Carry-over-Effektes stärker und länger andauert als von Wischmeier et al. (1978) beschrieben. Systematische Untersuchungen zu den Auswirkungen des Anbaus z. B. von Kleegras auf die Aggregatstabiliät und die Bodenerosion fehlen bisher völlig. Aus diesem Grund sollten künftige Projekte und Forschungsfragen zur Bearbeitung dieses Aspektes angestrebt werden (vgl. Kap. 7). Für eine besseren Abbildung des Effektes und die entsprechende Modifikation der ABAG fehlen somit benötigte Datengrundlagen.

Der von Fiener & Auerswald (2007) beschriebene negative Carry-over-Effekt ist bisher nicht in der ABAG integriert. Analog zum positiven Effekt fehlen aber auch hier entsprechende Datengrundlagen bzw. Ausgangsdaten. Allerdings sollte überlegt werden, ob beide Aspekte Anpassung bestehender Methoden zur Abschätzung der Bodenerosion an den Ökolandbau nicht im Bereich der organischen Substanz, deren Bedeutung im Erosionsgeschehen und der Beeinflussung durch die Bewirtschaftung zu integrieren wären (s.u.).



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