Einfluss der konservierenden Bodenbearbeitung auf den Stoffaustrag über Makroporen

Problemstellung

Folgende Bodenwirkungen der konservierenden Bodenbearbeitung sind bekannt: Die Infiltrationsfähigkeit nimmt zu und entsprechend nehmen der Oberflächenabfluss und die Erosionsanfälligkeit ab. Dies ist damit zu begründen, dass die Oberflächenverschlämmungsanfälligkeit (durch höhere Bodenbedeckung, Aggregatstabilität und Rauigkeit) abnimmt und ein erhöhter Anteil an senkrechten Makroporen (durch die höhere Zahl an tiefgrabenden Regenwürmern und der ausbleibenden Zerstörung der Poren durch den Pflug) auftritt.

Als Folge der erhöhten Infiltration wird angenommen, dass, insbesondere in den Makroporen, ein verstärkter, nach unten ausgerichteter Stofftransport im Boden stattfinden kann, womit potenziell eine verstärkte Stoffverlagerung ins Grundwasser verbunden sein kann.

Abbildung 1: Mittlere Durchbruchskurven (d. h. Nachweis von Bromid-Tracer im Sickerwasser) in Abhängigkeit der Bodenbearbeitung bei einem Tracerversuch an Kleinlysimetern mit künstlicher Beregung und wasserungesättigten Startbedingungen (verändert nach Zimmermann 2003).

Den potenziell erhöhten Stoffaustrag über Makroporen zeigte z. B. Zimmermann (2003). Er führte Tracerversuche (Bromid-Tracer) mit Kleinlysimetern durch, welche aus der Ackerkrume (0-15 cm Bodentiefe) eines langjährigen Bodenbearbeitungsversuches mit den Bodenbearbeitungsvarianten „Pflug“, „Konservierend“ und „Direktsaat“ entnommen wurden. In allen Bearbeitungsvarianten wurde ein früher Tracerdurchbruch, weit vor der durchsickerten Wassermenge, die dem Gesamtporenvolumen der Bodensäule entspricht, nachgewiesen, d. h. Wasserflüsse und Stofftransporte fanden auf bevorzugten Bahnen (Makroporen) statt. Insbesondere bei der Direktsaat trat der Tracerpeak sehr früh auf und hatte eine hohe Konzentration (Abbildung 1).

Fazit

Konservierend und in Direktsaat bestellte Böden besitzen eine erhöhte Wasseraufnahmefähigkeit. Da dies auch auf einen höheren Anteil an senkrechten bzw. vertikal-kontinuierlichen Makroporen zurückzuführen ist, besteht potenziell die Möglichkeit eines erhöhten Stoffaustrages in das Grundwasser. Die Verlagerung eines Stoffes in Makroporen hängt jedoch von seiner Applikationsform, der ausgebrachten Menge und dem Ausbringungszeitpunkt ab. Da sich bei konservierender Bearbeitung eine Reihe weiterer Bodeneigenschaften verändern und Besonderheiten beim Stofftransport in Makroporen zu berücksichtigen sind, sprechen viele dargestellte Argumente dafür, dass konservierende Bodenbearbeitung nicht mit einem verstärkten Stoffeintrag in das Grundwassers verbunden ist. Im Einzelnen sind jedoch zur exakten Beschreibung der sickerwassergebundenen Stoffverlagerung auf dauerhaft konservierend bearbeiteten Flächen weitere Untersuchungen sowohl in Lysimetern als auch im Freiland erforderlich.