Erosionsvermeidung durch pfluglose Bodenbearbeitung Dr. Walter Schmidt

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1 Erosionsvermeidung durch pfluglose Bodenbearbeitung Dr. Walter Schmidt

2 Gliederung Erosionsschutz auf Ackerflächen Handlungsbedarf Wassererosionsmindernde Wirkung von konservierender Bodenbearbeitung und Direktsaat Grundlagen zur dauerhaften Anwendung der konservierenden Bodenbearbeitung und Direktsaat Schlussfolgerungen und Ausblick

3 Handlungsfeld Minderung bzw. Verhinderung der Wassererosion F. Arnold

4 Gründe für dringenden Handlungsbedarf im Bereich Erosionsschutz (Auswahl): Erhalt des Produktionsfaktors Boden Vermeiden von Schäden außerhalb von Ackerflächen Umsetzung gesetzlicher Anforderungen -> BBodSchG -> Cross Compliance -> EU-Wasserrahmenrichtlinie -> FFH-Richtlinie -> EU-Bodenschutzrichtlinie. Anpassung an Klimawandel -> Zunahme erosiver Starkregenereignisse -> Zunahme von Trockenperioden

5 Umsetzung der EU-Wasserrahmenrichtlinie in Hauptprobleme der Landwirtschaft in hinsichtlich Umsetzung der EU-Wasserrahmenrichtlinie sind die diffusen Stoffeinträge in Grundwasser und Oberflächengewässer, v. a.: Nitratauswaschung P Einträge in Oberflächengewässer vor allem durch Bodenerosion

6 Vermeiden der P-Einträge in Oberflächengewässer Foto: Dr. Strobel -LfA

7 Nutzen des Erosionsschutzes Erhalt der Ertragsfähigkeit der Ackerfläche. Kein Verlust von Nährstoffen durch Bodenabtrag. Keine externen Schäden durch Schlammabspülungen. Verminderung der Nährstoffbelastung von Gewässern.

8 Hauptursache der Wassererosion auf Ackerflächen: Oberflächenverschlämmung durch Bodenkrümelzerfall und dadurch gehemmte Wasserversickerung Bild LfL Bayern

9 Schutz der Bodenoberfläche vor Wasser- und Winderosion: Mulchauflage und Stabilisierung der Bodenkrümel Wirksamste Maßnahme: Dauerhaft konservierende Bodenbearbeitung/Direktsaat

10 Effekte der konservierenden Bodenbearbeitung und Direktsaat im Hinblick auf Wassererosionsminderung im Vergleich zu gepflügten Flächen: Stabile, wenig verschlämmende Bodenstruktur durch höhere Aggregatstabilität bei gleichzeitiger Mulchbedeckung. Mehr Makroporen durch Steigerung des Regenwurmbesatzes. Erhalt der höheren Makroporendichte und Makroporenkontinuität durch Pflugverzicht.

11 Gehalt an organischer Substanz, mikrobielle Biomasse und relative Aggregatstabilität in Abhängigkeit von der Bodenbearbeitung (Sächs. Lößhügelland, Bodenart Ut4) Pflug Konservierend Org. Substanz (0-5 cm) [%] 1,6 2,1 Mikrobielle Biomasse [μg*g -1 TS] Relative Aggregatstabilität (Nitzsche, 2000)

12 Regenwurmabundanz in Abhängigkeit von der Bodenbearbeitung Regenwürmer (gesamt) Regenwürmer (tiefgrabende Arten) Regenwürmer [Ind. / m²] Pflug Kons.-L. Kons. Direkt Anektische Regenwürmer [Ind. / m²] Pflug Kons.-L. Kons. Direkt (Krück, 2000)

13 Wirkungen von Regenwürmern.sie erzeugen stabile Bodenkrümel.sie erzeugen viele große Poren Verbesserung der Wasserversickerung

14 Folgewirkungen hoher biologischer Aktivität in der Ackerkrume hohe Aggregatstabilität geringe Verschlämmung verminderte Wassererosion Voraussetzung: Belassen von Mulchmaterial an der Bodenoberfläche

15 Wasserinfiltration und Bodenabtrag auf gepflügter und langjährig konservierend bearbeiteter Fläche (Sächsisches Lößhügelland, Niederschlag: 38 mm in 20 Minuten) Infiltration [mm] 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0, (Nitzsche, 2000) Pflug Konservierend Beregnungsminute Infiltrationsraten Pflug: 55 % Konservierend: 93 % Bodenabtrag Pflug: 246 g/m² Konservierend: 36 g/m² P-Austragsminderung durch kons. BB: ~ 90%

16 Optimierung Erosionsschutz durch Optimierung der Wasserinfiltration Beispiel Direktsaat zu Mais

17 Infiltrationsverlauf bei Simulation eines Starkregenereignisses von 38 mm in 20 min (Direktsaat Mais in Futterroggen) Infiltration auf Mais-Direktsaatfläche 2007 Infiltration [mm/min] 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Beregnung 1 Beregnung 2 Beregnung Beregnungsversuch: 38 mm / 20 min (3 Messwiederholungen) Vorfrucht: Weidelgras Beregnungszeit [min] Sedimentabtrag bei Simulation eines Starkregenereignisses von 38 mm in 20 min (Direktsaat Mais in Futterroggen; 1 g/m² enspr. 10 kg/ha!) Bodenabtrag auf Mais-Direktsaatfläche ,00 Sedimentabtrag (g/m²) 0,80 0,60 0,40 0,20 Beregnung 1 Beregnung 2 Beregnung 3 0, Beregnungszeit [min]

18 Warum dauerhaft konservierende Bodenbearbeitung? Bodenerosion nach einem Gewitter (Niederschlag: 55 mm/45 min, Sächsisches Lößhügelland) Pflug (nach 8 Jahren ohne Pflug) Dauerhaft konservierend

19 Anpassung an Klimawandel Konservierende Bodenbearbeitung verbessert das Wasserangebot auf Ackerflächen, da: die Mulchbedeckung die unproduktive Verdunstung senkt, bei starken Niederschlägen das Wasser besser versickert, wodurch mehr Wasser gespeichert werden kann. durch eine intensivere Durchporung der Unterboden besser durchwurzelt und erschlossen wird.

20 Gemessene Bodenwassergehaltsganglinien konventionell und konservierend bearbeiteter Böden im Lößhügelland (Bodenart Ut4, Bodentiefe 20 cm) 0,45 0,40 0,35 Pflug 20 cm Konservierend 20 cm 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 Oktober 00 November 00 November 00 Dezember 00 Dezember 00 Januar 01 Januar 01 Januar 01 Februar 01 Februar 01 März 01 März 01 April 01 April 01 Mai 01 Mai 01 Juni 01 Juni 01 Juli 01 Juli 01 rel. Bodenwassergehalt Datum

21 Bodenbearbeitungsversuch Methau - Erträge in den Jahren 1998 bis Mittelwerte aus den 4 Hangpositionen (ZR: Zuckerrüben, WW: Winterweizen, WG: Wintergerste) Fruchtart Variante Ertrag (dt/ha) Mittel ZR Pflug Grubber* Dutzi I** Dutzi II*** WW Pflug Grubber* Dutzi I** Dutzi II*** WG Pflug Grubber* Dutzi I** Dutzi II*** *: Arbeitstiefe: < 10 cm **: Dutzi I: Zinkenrotor, 1 x Krumenbasislockerung in FF-Verlauf *** Dutzi II: Zinkenrotor, 3 x Krumenbasislockerung in FF-Verlauf

22 Die Umstellung auf dauerhaft konservierende Bodenbearbeitung und Direktsaat ist nicht nur der Austausch eines Bodenbearbeitungsgerätes. Es handelt sich um eine Systemumstellung im Acker- und Pflanzenbau, auf die entsprechend umfassend reagiert werden muss.

23 Anpassungsbedarf bei konservierender Bodenbearbeitung und Direktsaat - Arbeits- und Forschungsschwerpunkte - Technischer Bereich (Auswahl) Prüfung, Bewertung und Demonstration von Bodenbearbeitungstechnik. Prüfung, Bewertung und Demonstration neuartiger Mulch- bzw. Direktsaattechnik. Acker-/pflanzenbaulicher Bereich (Auswahl) Strohmanagement. Durchwuchs- und Unkraut-/Ungrasmanagement. Krankheits- (z. B. Fusarium, DTR) und Schädlingsmanagement (z. B. Schnecken, Mäuse). Düngungsstrategie und technik. Fruchtfolgegestaltung.

24 Erfolgreiches Strohmanagement bei konservierender Bodenbearbeitung Gleichmäßige Strohquerverteilung! (auf Verteileinrichtung am Mähdrescher achten!) Kurze Häcksellängen! (auf Häckslermesser achten!)

25 Konservierende Bodenbearbeitung - Bodenbearbeitungsgeräte Grubber Scheibenegge Geräteauswahl nach Erfordernis und Bodenzustand

26 Prüfung und Begutachtung der Bearbeitungstechnik Beurteilung des Bearbeitungs-Horizont

27 Strategien gegen Weizendurchwuchs bei konservierender Bodenbearbeitung Keimförderung von Ausfallweizen durch flach mischende Stoppelbearbeitung sofort nach der Getreideernte (kombiniert mit Walzengang bei trockenen Bedingungen) mit nachfolgend mechanischer/chemischer Weizenbekämpfung vor der Gerstenaussaat. Durchwuchsmindernde Fruchtfolgegestaltung: - z. B. Anbau von Triticale nach Winterweizen, - Anbau von Sommergetreide nach Winterweizen, - Anbau von Blattfrüchten nach Winterweizen, - Winterweizen nach Winterweizen (Krankheitsdruck!)

28 Strategie gegen Fusariumbefall bei konservierender Bodenbearbeitung Fruchtfolgegestaltung (d. h. möglichst kein Winterweizen nach Mais) Konsequenter Anbau gering anfälliger Weizensorten nach Maisvorfrucht bzw. in Maisfruchtfolgen. Rottefördernde Maßnahmen nach Mais (Mulchereinsatz und halbkrumentiefe Einarbeitung (0-15 cm) der Maisreste in den umsetzungsaktivsten Bodenbereich). Fungizidbehandlung während Weizenblüte (Witterung beachten). Keine Direktsaat von Weizen nach Mais (-> sehr hoher Infektionsdruck!).

29 Schneckenbekämpfung bei konservierender Bodenbearbeitung Optimales Strohmanagement (kurze Häcksellänge, gleichmäßige Strohverteilung, flache Stroheinarbeitung durch Stoppelbearbeitung), Störung der Schnecken durch zweite, ergänzende Stoppelbearbeitung im Herbst, Beseitigung von Hohlräumen durch Walzen (z. B. Prismen-, Cambridgewalzen usw.) nach der Stoppelbearbeitung, Saatbettbereitung und der Aussaat, Wechsel zwischen Winterung und Sommerung, Abtöten von Ausfallgetreide und Unkräutern im Herbst (Nahrungsentzug). Größere Aussaattiefe bei Raps, Weizen usw. Nützlingsförderung (Laufkäfer!) durch dauerhaft konser-vierende Bodenbearbeitung, Schneckenkorneinsatz, ggf. Randbehandlungen.

30 Mäusebekämpfung bei konservierender Bodenbearbeitung Förderung der natürlichen Feinde (Greifvögel usw.), vielgestaltige Fruchtfolge mit häufigem Wechsel zwischen Winter- und Sommerfrüchten mit Abtöten von Ausfallgetreide, -raps sowie Unkräutern im Herbst (Entzug der Futtergrundlage), gute Strohverteilung sowie sorgfältige Stoppelbearbeitung, Störung bzw. Zerstörung von Mäusenestern durch Grubbereinsatz (Arbeitstiefe > 15 cm) zu Winterraps und Wintergetreide bzw. zu Sommerfrüchten nach Feldkontrolle, Feldrandkontrolle sowie Kontrolle auflaufender Feldbestände mit Ausbringung von Fraßgiften in Mäuselöcher (mit Legeflinte).

31 Bodengefügeschutz erspart Bodenbearbeitung Schutz des Bodens vor gefügezerstörender, infiltrationshemmender Knetung, Scherung und Verdichtung durch Einsatz von Bandlaufwerken, Zwillingsbereifung, Reifeninnendruckabsenkung, geringere Lasteinträge usw.

32 Schlussfolgerungen und Ausblick Die dauerhaft konservierende Bodenbearbeitung (BB)/Direktsaat sind die wirksamsten Erosions- und Gefügeschutzmaßnahmen mit direkten Wirkungen für den Gewässer- und Hochwasserschutz sowie zur Klimafolgenanpassung. Daher werden z. B. in diese Anbauverfahren empfohlen und im Sinne einer umfassenden und dauerhaften Anwendung gefördert. Die konservierende BB muss bezüglich ihrer bodenschützenden und infiltrationsverbessernden Wirkung optimiert werden. Dazu zählt ihre dauerhafte Anwendung mit Reduktion der bearbeitungsbedingten Eingriffsintensität in den Boden bis hin zur Direktsaat. Die Neuartigkeit der dauerhaft konservierenden BB und der Direktsaat erfordert die Optimierung der acker- und pflanzenbaulichen Anbaustrategien und des Pflanzenschutzes, die Prüfung und Demonstration neuer Technik uvm. Im Vergleich zur Pflugbearbeitung eröffnen die dauerhaft konservierende Bodenbearbeitung und die Direktsaat durch den Verzicht auf arbeitszeitund energieaufwändige Arbeitsgänge, durch geringere Arbeitstiefen usw. Kosteneinsparpotenziale.

33 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Weitere Informationen: