Kohlenstoffdynamik im pfluglosen Ackerbau

Klimarelevante Kohlenstoffspeicherung und -dynamik sowie Grundnährstoffverfügbarkeit in Ackerböden nach 20-jähriger konservierender Bodenbearbeitung bzw. Direktsaat

07/2014 – 12/2016

Die Untersuchungen zu Kohlenstoff(C)-Status und C-Dynamik an zwei Dauerversuchsflächen in der Agrarstrukturregion »Mittelsächsisches Lösgebiet« sollten abgesicherte Erkenntnisse für die vorrangig auf die C-Speicherung im Boden bezogene Klimawirkung dauerhaft pflugloser Bodenbearbeitung bzw. Direktsaat liefern.

Dabei sollte auch die praxisrelevante Fragestellung untersucht werden, wie sich ein erneuter ein- bis zweimaliger Pflugeinsatz auf die C-Dynamik langjährig konservierend bzw. in Direktsaat bestellter Flächen auswirkt.

Die Erhebungen zur Grundnährstoffverfügbarkeit innerhalb der Bodenkrume sollten Unsicherheiten der landwirtschaftlichen Praxis ausräumen und Hinweise geben für die Düngungsstrategien in pfluglosen Anbauverfahren.

• Die nach 2 Jahrzehnten Ackerbau mit pflugloser Bodenbearbeitung bzw. Direktsaat erwarteten höheren Kohlenstoffvorräte im Boden im Vergleich zur Bearbeitung mit dem Pflug oder tiefer Lockerung konnten am Versuchsort Lüttewitz bestätigt und statistisch abgesichert werden.
• Der signifikante Unterschied zwischen den Varianten Direktsaat und pfluglos mit nur flacher Bodenbearbeitung bis ca. 10 cm Bodentiefe sowie Pflug und pfluglos mit tiefer Bearbeitung bis 20 cm Bodentiefe) betrug im Mittel ca. 10 t C/ha, was zwischen 10 und 20 % der C-Gesamtvorräte ausmacht.
• Für beide Versuchsstandorte ergaben sich eine sehr starke sowohl zeitliche als auch räumliche Heterogenität der Stoffvorräte. Diese erschwerten zum einen die statistische Absicherung der Ergebnisse und wiesen zum anderen auf die große Bedeutung der Faktoren Witterung, Reliefposition und Bodenheterogenität für die Bestimmung der Kohlenstoffvorräte hin.
• Einmaliges Pflügen im Anbausystem mit langjährig pflugloser Bodenbearbeitung führte nur zu einer kurzfristigen Zunahme der Umsatzdynamik. Die These der kurzfristigen, nahezu vollständigen Re-Mineralisierung der aufgebauten C-Vorräte konnte im Rahmen der vorliegenden Untersuchung nicht bestätigt werden.
• Für beide Standorte zeigten die Untersuchungen hochaktive Böden, in welchen die Stickstoffreiche mikrobielle Biomasse organische Stoffe rasch umsetzt. Die Umsetzung von Ernte- und Wurzelrückständen erfolgt auch bei geringer Bodenbearbeitungsintensität bzw. der Direktsaat sehr rasch, so dass von einer im Hinblick auf das Pflanzenwachstum ausreichenden N-Mineralisation aus der organischen Substanz ausgegangen werden kann.
• Die Versorgung mit pflanzenverfügbaren Nährstoffen, insbesondere Kalium und Phosphor, ist an beiden Standorten ausreichend bis gut. Die ermittelten Gehalte liegen zum überwiegenden Teil in den Gehaltsklassen B bis D. Die pfluglosen Bodenbearbeitungsverfahren hatten keine negativen Auswirkungen auf die Verfügbarkeit der Nährstoffe innerhalb der Krume. Trotz deutlich erhöhter Nährstoffgehalte in der Oberkrume der Varianten Direktsaat bzw. Konservierend konnte keine pflanzenbaulich relevante Unterversorgung in der Unterkrume als Folge eines dauerhaften Pflugverzichtes festgestellt werden.