Vortrag Dr. Cordsen (LLUR) - VHE

Schleswig-Holstein
Der echte Norden
Aktuelle Situation der Böden
in Schleswig-Holstein
Dr. Eckhard Cordsen, Landesamt für Landwirtschaft,
Umwelt und ländliche Räume
mit Beiträgen von B. Burbaum, Dr. H. Höper (LBEG) und Dr. M. Filipinski
Humus im Boden – standorttypische
Gehalte und ihre Entwicklung
 Bedeutung von Humus im Boden
 Humusfraktionen
 Humusgehalte der unterschiedlichen schleswig-holsteinischen
Böden
 standorttypische Humusgehalte
 Auswertung der Boden-Dauerbeobachtung hinsichtlich der
Humusentwicklung
Grundsatz
Nachhaltige Humuswirtschaft
ist die Grundlage für
langfristige Bodenfruchtbarkeit.
Schleswig-Holstein. Der echte Norden.
VHE Nord – Holsteiner Humusforum, NORLA, Rendsburg, 02. September 2016
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Bedeutung des Humus im Boden
Humus spielt eine wichtige Rolle für eine Vielzahl der Bodenfunktionen.
Große Bedeutung hat er als:
● Nährstoff- und Energiequelle für Mikroorganismen, Bodentiere und Pflanzen
● Lebensraum für Mikroorganismen und Bodentiere
● Grundlage der Filter- und Pufferfunktion, insbesondere für den
Grundwasserschutz
● Faktor des Ertragspotenzials eines Bodens
Quelle: Gute fachliche Praxis – Bodenbewirtschaftung und Bodenschutz.
Herausgegeben vom aid infodienst Ernährung, Landwirtschaft, Verbraucherschutz
e. V., Ordnungsnummer 3614, Bonn 2015, S. 11
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Funktionen des Humus im Boden
Humus ist beteiligt an einer Vielzahl von physikochemischen und physikalischen
Austausch- und Speicherprozessen im Boden wie:
● Gasaustausch
● Wasserrückhalt
● Wärmespeicherung, Minderung starker Temperaturschwankungen im Oberboden
● Stabilisierung des Bodengefüges
● Erhöhung der Aggregatstabilität durch die Bildung von Ton-Humuskomplexen
aufgrund biologischer Aktivität
● Reduzierung der Verschlämmungsgefahr
● Minderung von Oberflächenabfluss und Bodenerosion
Quelle: Gute fachliche Praxis – Bodenbewirtschaftung und Bodenschutz. Herausgegeben vom aid infodienst
Ernährung, Landwirtschaft, Verbraucherschutz e. V., Ordnungsnummer 3614, Bonn 2015, S. 11
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Funktionen des Humus im Boden
Fortsetzung
● je nach den sonstigen Standortbedingungen Nährstoffbindung, -freisetzung oder
-verlust, sofern die Nutzpflanzen die Nährstoffe nicht aufnehmen
● Schadstoffbindung sowie Ein-, Um- und Abbau von Schadstoffen
● Pufferung der Bodenversauerung
● kurzfristige Senke und Quelle für Spurengase und Kohlenstoff aus der
Atmosphäre
● Rückhalt von Pflanzenschutzmitteln gegenüber dem Eintrag ins Grundwasser
● Minderung der Krankheitsanfälligkeit der Kulturpflanzen (anti-phytopatogenes
Potenzial)
● … [diese Aufzählung ist nicht abschließend]
Quelle: Gute fachliche Praxis – Bodenbewirtschaftung und Bodenschutz. Herausgegeben vom aid infodienst
Ernährung, Landwirtschaft, Verbraucherschutz e. V., Ordnungsnummer 3614, Bonn 2015, S. 11
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Dauerhumus
Eine ‘inerte‘ Humusfraktion (weitgehend unbeteiligt an den
Mineralisierungsvorgängen), vorrangig abhängig von den Standortbedingungen
Ein Kriterium hierfür ist der Humusgehalt der seit Jahrzehnten ungedüngten
Parzellen in Dauerfeldversuchen, er ist praktisch wenig oder gar nicht zu
beeinflussen.
Quelle: Humus in Dauerfeldversuchen. Boden als Kohlenstoffsenke? Prof. Dr. habil. Dr. h. c.
Martin Körschens, Förderverband Humus e. V.; Zeitschrift ‘Landwirtschaft ohne Pflug‘, 11/2014, 15-23.
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Optimale Humusgehalte
Der Optimalbereich für den umsetzbaren Humusgehalt (Nährhumus) von Ackerland
ist eng begrenzt und liegt zwischen 0,3 und 1,0 % Humus.
Über den standort- und bewirtschaftungsbedingten Optimalwert erhöhte
Humusgehalte können zu Umweltbelastungen führen.
Quelle: Humus in Dauerfeldversuchen. Boden als Kohlenstoffsenke? Prof. Dr. habil. Dr. h. c.
Martin Körschens, Förderverband Humus e. V.; Zeitschrift ‘Landwirtschaft ohne Pflug‘, 11/2014, 15-23.
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Humuswirtschaft – ein zentrales Thema der
Landwirtschaftsforschung
Durch den Düngungsversuch mit „Ewigem Roggenbau“ in Halle konnte nachgewiesen
werden, dass es an diesem Standort nicht möglich ist, bei sonst gleichbleibender
Bewirtschaftung durch fortlaufende reichliche organische Düngung den Humusgehalt
eines Ackerbodens beliebig zu erhöhen. Die übrigen, den örtlichen Humusspiegel
bestimmenden natürlichen und kulturellen Faktoren setzen eine Grenze, die nicht
überschritten werden kann, weil um so mehr Humusrohstoffe und Humusstoffe
abgebaut werden, je näher der Humusgehalt diesem „maximalen Humusspiegel“
kommt. Ist die Grenze erreicht, so halten sich Zufuhr und Abbau auch dann die Waage,
wenn die laufend zugeführten organischen Düngermengen anfänglich eine sehr erhebliche
Humusanreicherung zur Folge hatten.
Der „Ewige Roggenbau“ ist ein 1878 von Julius Kühn
angelegter und bis heute fortgeführter Dauerfeldversuch.
Quelle: Köhnlein, Johannes (1964): Über die Beziehungen zwischen Ertragsbildung, Bodenfruchtbarkeit und
Humus und die Beeinflussbarkeit des Faktors „Humus“ auf landwirtschaftlich genutzten Böden.
Schriftenreihe der Landwirtschaftlichen Fakultät der Universität Kiel, Heft 37, 5 – 40 (Zitat S. 21/22).
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Erhebungen Humusgehalte des Bodens
in Schleswig-Holstein
Landesweite Erhebungen
● Geowissenschaftliche Landesaufnahme
● Bodenzustandserhebungen
● Boden-Dauerbeobachtung
Daten aus Felderhebungen
Daten aus geochemischen Untersuchungen im Labor
Auswertungsgrundlage:
mehr als 2100 Datensätze aus Messungen
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Bodenübersichtskarte von SchleswigHolstein im Maßstab 1:250.000
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Gehalte an Corg im Oberboden
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Östliches Hügelland
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Östliches Hügelland
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Humusgehalte im Oberboden
schleswig-holsteinischer Böden
Östliches Hügelland
Grünland
Bodentypenklasse
Braunerde
Parabraunerde
Parabraunerde
Pseudogley
Mittelwert
2,9
5,2
5,0
6,5
Median
3,2
4,7
5,0
6,8
Anzahl
7
7
25
10
Bodenartengruppe
Lehmsande
Lehmsande
Lehme
Lehme
Mittelwert
2,6
2,1
2,2
2,7
Median
2,2
2,0
2,1
2,4
Anzahl
93
40
117
53
Bodenartengruppe
Lehmsande
Lehmsande
Lehme
Lehme
Acker
Bodentypenklasse
Braunerde
Parabraunerde
Parabraunerde
Pseudogley
Datengrundlage: geochemische Untersuchungen an Oberbodenmaterialproben; Angaben in Prozent Humus;
Sande = Reinsande; Lehmsande = Lehmsande, Schluffsande; Lehme = Sandlehme, Normallehme, Tonlehme;
Schluffe = Lehmschluffe, Tonschluffe, Sandlehme, Normallehme, Tonlehme; Tone = Lehmtone, Schlufftone
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Niedere Geest
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Niedere Geest
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Humusgehalte im Oberboden
schleswig-holsteinischer Böden
Vorgeest
Grünland
Bodentypenklasse
Podsol
Gley-Podsol
Gley-Podsol
Mittelwert
5,4
6,8
8,7
Median
4,8
6,2
7,8
Anzahl
22
19
212
Bodenartengruppe
Sande
Sande
Lehmsande
Mittelwert
4,5
5,3
5,4
Median
3,1
5,0
4,8
Anzahl
29
58
17
Bodenartengruppe
Sande
Sande
Lehmsande
Acker
Bodentypenklasse
Podsol
Gley-Podsol
Gley-Podsol
Datengrundlage: geochemische Untersuchungen an Oberbodenmaterialproben; Angaben in Prozent Humus;
Sande = Reinsande; Lehmsande = Lehmsande, Schluffsande; Lehme = Sandlehme, Normallehme, Tonlehme;
Schluffe = Lehmschluffe, Tonschluffe, Sandlehme, Normallehme, Tonlehme; Tone = Lehmtone, Schlufftone
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Einflussgrößen auf die
Humusgehalte im Oberboden
schleswig-holsteinischer Böden
● Es gibt konsekutive Beziehungen zwischen Bodenart, Beschaffenheit und
Stabilität der Huminstoffe, Wasserhaushalt, Nutzung auf der einen Seite
und Humusgehalt auf der anderen Seite. Dabei steigt das Ausmaß der
Beeinflussung des Humusgehaltes in dieser Reihenfolge an.
● Böden unter Grünlandnutzung, Böden mit größerer Feuchte und Böden mit
höherem Tongehalt weisen in der Regel in dieser Reihenfolge höhere
Humusgehalte auf.
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Einflussgrößen auf die
Humusgehalte im Oberboden
schleswig-holsteinischer Böden
● Je nach Landschaft, Bodenform und Standort sind Oberböden unter
landwirtschaftlicher Nutzung in Schleswig-Holstein durch Humusgehalte
gekennzeichnet, die unter Grünlandnutzung 50 % bis 100 % über denen
unter ackerbaulicher Nutzung liegen.
● Die Humusgehalte im Oberboden liegen je nach Bodenform und Standort
jeweils bei ackerbaulicher Nutzung wie auch bei Grünlandnutzung im
Mittel am höchsten in der Vorgeest, danach folgen die Hohe Geest und
dann das Östliche Hügelland. Die entsprechenden Werte weisen für die
Marsch aufgrund sehr unterschiedlicher Standortverhältnisse eine
besonders hohe Spannweite auf, die eine Mittelwertbildung nicht zulässt.
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Datenbasis Auswertung Entwicklung
Humusgehalte im Boden
•
•
•
Ackerbaulich genutzte Boden-Dauerbeobachtungsflächen (BDF)
Informationen zu Klima, Boden(-art), Bodenbearbeitung, Nutzung und Bewirtschaftung
Corg-Gehalte in der Krume über 15 bis 25 Jahre wiederholt bestimmt
Niedersachsen
Schleswig-Holstein
1991
1989
Landwirtschaftliche BDF
70
29
Ackerstandorte
48
19
… auf Sand
21
6
… auf Schluff/Lehm
21
12
5 (1)
1
Ökologisch bewirtschaftet
6
2
Baumschule
0
1
Reduz. Bodenbearbeitung
2
0
Mittl. Jahresniederschläge (mm)
570 – 1080
535 – 882
Corg-Gehalte in der Krume (%)
0,85 – 4,5
0,93 – 3,8
C/N
7,2 – 20,3
8,5 – 16,8
pH
4,4 – 7,9
4,4 – 7,4
Start des BDF-Programms
… auf Ton (Moor)
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Veränderungen der Gehalte an org. Kohlenstoff
Standorte mit regelmäßiger wendender Bodenbearbeitung,
konventionelle Bewirtschaftung
Böden aus Sand
konstant:
15
abnehmend: 5
______________
Niedersachsen:
Zeitreihen ab 1997;
Schleswig-Holstein:
Zeitreihen ab 1989
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Veränderungen der Gehalte an org. Kohlenstoff
Standorte mit regelmäßiger wendender Bodenbearbeitung,
konventionelle Bewirtschaftung
Böden aus Schluff und aus Lehm
zunehmend: 1
konstant:
15
abnehmend: 1
______________
Niedersachsen:
Zeitreihen ab 1997;
Schleswig-Holstein:
Zeitreihen ab 1989
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Veränderungen der Gehalte an org. Kohlenstoff
Standorte mit regelmäßiger wendender Bodenbearbeitung,
ökologische Bewirtschaftung
Böden aus Sand, aus Schluff und aus Lehm
konstant:
7
abnehmend: 1
______________
Niedersachsen:
Zeitreihen ab 1997;
Schleswig-Holstein:
Zeitreihen ab 1989
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Langjährige mittlere Humusbilanzen der
ackerbaulich genutzten BDF
Niedersachsen 1997-2008
Schleswig-Holstein 1990-2012
sehr niedrig,
ungünstig
sehr hoch, N-Verluste?
Humussaldo
kg
Grupp
Humus-C
e
-1
-1
ha a
A
sehr
< -200
niedrig
Bewertung
ungünstige
Beeinflussung von
Bodenfunktionen und
Ertragsleistung
B
mittelfristig tolerierbar,
-200 bis - niedrig besonders auf mit
76
Humus
angereicherten Böden
C
optimal hinsichtlich
optimal Ertragssicherheit bei
-75 bis
geringem Verlustrisiko
100
Langfristig Einstellung
standortangepasster
Humusgehalte
D
mittelfristig tolerierbar,
hoch
besonders auf mit
101 bis
300
Humus verarmten
Böden
Humusbilanzierung. Methode zur Beurteilung und Bemessung der Humusversorgung
E
erhöhtes Risiko für
von Ackerland. Standpunkt des VDLUFA, 30. April 2004. Verband Deutscher
sehr
Stickstoff-Verluste,
>300
Landwirtschaftlicher Untersuchungs- und Forschungsanstalten (VDLUFA)
hoch
niedrige N-Effizienz
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Humusverluste des Bodens
unter ackerbaulicher Nutzung
Ursache
Indikator
Maßnahmen
Verlagerung durch Winderosion
Anlage von Hecken
Verlagerung durch Wassererosion
präventiv: Bodenbedeckung/Rauhigkeit erhöhen,
Bodenbearbeitung reduzieren
Verlagerung bei Überflutung (Auenböden)
Bodenbedeckung sicherstellen,
Verzicht auf Grünlandumbruch
Entwässerung
Luftzufuhr in ehemals durchnässte Bodentiefen,
dadurch erhöhte biologische Aktivität und
entsprechender Abbau organischer Substanz
Verzicht auf Neuanlage von Drainagen;
in Projektgebieten Wiedervernässung, ggf. Anbau von
Paludikulturen; Verzicht auf Grünlandumbruch;
Umwandlung von Acker in Grünland
Grünlandumbruch
Nutzungswandel
Zwischenfruchtanbau, Wiedereinsaat von Grünland,
Kleegras, Stroh auf dem Feld belassen, u. v. m.
Bewirtschaftungsänderung
(z. B. viehhaltend
zu viehlos)
Verringerung der Zufuhr an organischer
Substanz
Fruchtfolge mit ausreichend Zufuhr organischer
Substanz, Zwischenfruchtanbau, Kleegras,
Reduzierung der Bodenbearbeitung
Fruchtfolge mit hohem Anteil an Hackfrüchten
(Marktfrüchte)
Anpassen der Fruchtfolge, Stroh auf dem Feld
belassen, Zwischenfrüchte anbauen
Abfuhr allen Aufwuchses inklusive Ernteresten
(z. B. auch Stroh zur energetischen Verwertung)
Zufuhr „neuer“ Reststoffe/Kompost/Gärrückstände
Erosion
Anbau von
Energiepflanzen
neue Fruchtfolge (40 % Mais), Bilanzdefizit
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Bodenzustandserhebung Landwirtschaft
Systematische bundesweite Ermittlung der Kohlenstoffvorräte
landwirtschaftlich genutzter Böden
Johann Heinrich von Thünen-Institut
Institut für Agrarklimaschutz
in Kooperation mit den Bundesländern
Ziele
● Kohlenstoffvorräte landwirtschaftlich
genutzter Böden ermitteln
Die Bodenzustandserhebung
Landwirtschaft wird durchgeführt im
Auftrag des
● Einfluss von Klima, Nutzung,
Management und Bodeneigenschaften
besser verstehen
● Auswirkungen des Klimawandels auf
die Bodenkohlenstoffvorräte
prognostizieren
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Bodenzustandserhebung Landwirtschaft
Fortsetzung
● Deutschlandweite Beprobung von über 3.000 Standorten auf landwirtschaftlichen
Nutzflächen
● Untersuchung folgender bodenphysikalischer und -chemischer Eigenschaften im
Labor:
Bodenart, Trockenraumdichte, Steingehalt, Gehalt an organischer Substanz
● Bodenkohlenstoffvorräte als Ausdruck der Nutzungs- und
Bewirtschaftungsgeschichte jedes Standortes
● Projektlaufzeit seit 2011 fortlaufend
● noch keine Ergebnisse für Schleswig-Holstein veröffentlicht
https://www.thuenen.de/de/ak/projekte/bodenzustandserhebung-landwirtschaft/
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Zusammenfassung
● Der Gehalt eines Bodens an Dauerhumus ist praktisch wenig oder gar
nicht zu beeinflussen.
● Den größten Einfluss auf die Höhe des Humusgehaltes hat die
Bodennutzung.
● Bodeneigene Merkmale, von denen die Humusgehalte des Bodens
abhängen, sind vor allen Dingen der Bodenwasserhaushalt und die
Bodenart.
● Humusüberschüsse über die standorttypischen Gehalte hinaus können
zu Umweltbelastungen wie Grundwasserbelastungen durch Nitrat sowie
Abgabe klimarelevanter Gase an die Atmosphäre führen.
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Zusammenfassung
Fortsetzung
● Die Humusgehalte sind standorttypisch und weisen auf Grundlage der
Auswertung von Messdaten für Schleswig-Holstein im Mittel keine
besorgniserregend niedrigen Werte auf.
● Die Auswertungsergebnisse für Schleswig-Holstein unterstützen die
Erkenntnis, dass die Bodennutzung den größten Einfluss auf die Höhe
des Humusgehaltes im Boden hat.
● Die Untersuchungsergebnisse der Boden-Dauerbeobachtung in
Schleswig-Holstein zeigen ebenfalls keine großen Veränderungen
hinsichtlich des Humusgehaltes.
● Berechnungen von Humusbilanzen für ausgewählte, typische, gut
untersuchte Standorte weisen aus, dass in Schleswig-Holstein eine gute
Humusversorgung landwirtschaftlich genutzter Böden vorliegt.
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