Was kann angewandte Forschung zur nachhaltigen Bewirtschaftung der Böden beitragen?

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1 Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft Was kann angewandte Forschung zur nachhaltigen Bewirtschaftung der Böden beitragen? Robert Brandhuber

2 Nachhaltige Bewirtschaftung der Böden In beliebiger Zukunft blicken Agrar- und Umweltwissenschaftler zurück in die Vergangenheit und stellen fest: Die Böden, die wir heute haben, sind ausreichend funktionsfähig. Gravierende Fehler sind in der Vergangenheit nicht gemacht worden. Oder: Fehlentscheidungen oder fehlende Entscheidungen haben die Böden soweit geschädigt, dass wir heute zur Kompensation hohe Kosten aufwenden und auf Entwicklungsmöglichkeiten verzichten müssen. 2

3 Angewandte Forschung Angewandte Forschung zur nachhaltigen Bodenbewirtschaftung generiert Wissen, das Akteure für ihr Handeln benötigen, verwendet dazu wissenschaftliche Methoden (Methodenstrenge, Objektivität, Neutralität), bedient sich der Erkenntnisse der Grundlagenforschung, ist eng vernetzt mit der Forschungsgemeinschaft und kennt die Bedürfnisse der Anwender, legt großen Wert auf den Wissenstransfer. 3

4 Angewandte Forschung: nachhaltige Bodenbewirtschaftung Aktuelle Beispiele aus der Arbeit der LfL: 1. Bodenmonitoring Schadstoffe, Humus, Regenwürmer, Bodenstruktur, Erosion 2. Dauerversuche zu Fruchtfolge, org. Düngung, Bodenbearbeitung Erträge, Kohlenstoffgehalte und -vorräte, mikrobielle Aktivität, Bodenstruktur, Regenwürmer 3. Zeitlich begrenzte Feldversuche und On Farm Research zu Wirkungen von Bewirtschaftungsverfahren auf die Böden, z.b. Gärrestdüngung Regenwürmer, Humus, Bodenstruktur Schwere Maschinen Bodenstruktur Regelspurverfahren Erträge, Bodenstruktur Strip Till -, Direktsaatverfahren Erträge, Boden, Wasserhaushalt, Erosionsschutz 4

5 Angewandte Forschung: nachhaltige Bodenbewirtschaftung Böden verändern sich l a n g s a m, nicht in üblichen Projekt-Zeiträumen! 1. Bodenmonitoring Schadstoffe, Humus, Regenwürmer, Bodenstruktur, Erosion 2. Dauerversuche zu Fruchtfolge, org. Düngung, Bodenbearbeitung Erträge, Kohlenstoffgehalte und -vorräte, mikrobielle Aktivität, Bodenstruktur, Regenwürmer 3. Zeitlich begrenzte Feldversuche und On Farm Research zu Effekten von Bewirtschaftungsverfahren auf die Böden, z.b. Gärrestdüngung Regenwürmer, Humus, Bodenstruktur Schwere Maschinen Bodenstruktur Regelspurverfahren Erträge, Bodenstruktur Strip Till -, Direktsaatverfahren Erträge, Boden, Wasserhaushalt, Erosionsschutz 5

6 Bodendauerbeobachtung Landwirtschaft seit 1985 (90) (24) (3) (1) (3) (19) Regelmäßige Untersuchungen / Erhebungen Boden Schadstoffe Humus Regenwürmer Wirtschaftsdünger Vegetation Schlagdaten Schadstoffe Arten Bewirtschaftung Zusätzlich: 77 Forst-BDF (LWF), 60 Umwelt-BDF (LfU) 6

7 Bodendauerbeobachtung Landwirtschaft Zeitreihe der C org Gehalte 86 Acker-, 20 Grünland-BDF Bisher keine systematische Veränderung 7

8 Dauerversuche Fruchtfolge: Zeitreihe C org Corg % Fruchtfolge Düngung Schwarzbrache - - 1,35 0,81 0,83 0,75 0,80 0,69 verbesserte NPK+ Fruchtfolge 1,35 1,35 1,34 1,37 1,32 1,33 3-Felder a) Stallmist a) Mischprobe verb. 3-Felderwirtschaft: Winterweizen, Hafer, Kartoffeln, Winterweizen, Sommergerste, Rotklee Referenz für BDF- Monitoring Wertvolle Böden für Grundlagenforscher Puch: Schwarzbrache im Winter, strukturlos, innere Verschlämmung 8

9 Bodendauerbeobachtung Landwirtschaft ( ) Bestandsentwicklung des Tauwurms (Lumbricus terrestris) ( ) Zunahme des Vorkommens des Tauwurms Tauwurm (L. terrestris) adulte von Lumbricus terrestris 9

10 Erosionsatlas Bayern Monitoring + Risikobewertung auf Modellebene 10

11 Bodenerosion: Modell - Realität Hochauflösende Erosionsgefährdungskarten mit L-Faktor-Modellierung Abflusswege im Gelände 11

12 Feldstudie Wirksamkeit von Erosionsschutzmaßnahmen Mitte Mai 2011 W. Bauer, Agroluftbild Gewitterregen + Mais + langer Hang = Abschwemmung 12

13 Angewandte Forschung: Böden Aktuelle Beispiele aus der Arbeit der LfL: 1. Bodenmonitoring Schadstoffe, Humus, Regenwürmer, Bodenstruktur, Erosion, 2. Dauerversuche zu Fruchtfolge, org. Düngung, Bodenbearbeitung Erträge, Kohlenstoffgehalte und -vorräte, mikrobielle Aktivität, Bodenstruktur, Regenwürmer 3. Zeitlich begrenzte Feldversuche und On Farm Research zu Effekten von Bewirtschaftungsverfahren auf die Böden, z.b. Gärrestdüngung Regenwürmer, Humus, Bodenstruktur Schwere Maschinen Bodenstruktur Regelspurverfahren Erträge, Bodenstruktur Strip Till -, Direktsaatverfahren Erträge, Boden, Wasserhaushalt, Erosionsschutz 13

14 Gärrestversuch Bayern Prüfung der langfristigen Nachhaltigkeit der Nutzungspfade Biogas und BtL Laufzeit: Fruchtfolge: Mais-WW Feldversuch an 4 Standorten, 4-fach wiederholt Varianten: Var. 1: miner. Stroh (BtL) Var. 2: miner. + Stroh Var. 3: Gärrest (+ miner.) Stroh Var. 4: Gärrest (+miner.) + Stroh Var. 5: max. Gärrest (+miner.) Stroh Var. 6: Rindergülle (+miner.) + Stroh Humus Corg, C/N, Humusbilanz Bodenleben Regenwürmer, Springschwänze, Milben Katalaseaktivität, Cmic Bodenstruktur Aggregatstabilität, Infiltration Amt für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten Ansbach Förderung durch das Bayerische Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten 14

15 Landmaschine Boden Hohe Radlasten - Fahrwerksvergleich Rübenroder Risiko für Unterbodenverdichtung steigt deutlich bei Radlasten über 10 t Bandlaufwerk ist bei sehr hohen Radlasten bodenschonender LfL-Institute Tier und Technik und Agrarökologie, Verbundprojekt mit IfZ Göttingen

16 Landmaschine Boden Probennahme Stechringe Methodik Bodendruckmessung Hier: Methodenvergleich mit UFZ Leipzig

17 Landmaschine Boden TUM Lehrstuhl für Agrarsystemtechnik mit LfL- Landtechnik und -Agrarökologie Radlaufwerk - Bandlaufwerk Bandlaufwerk ist bodenschonender als Radlaufwerk TUM Lehrstuhl für Agrarsystemtechnik mit LfL-Instituten Tier und Technik und Agrarökologie

18 Landmaschine Boden 100 kn 100 kn 100 kn 25 kn+25 kn+25 kn+25 kn = 100 kn 50 kn + 50 kn = 100 kn 25 kn +25 kn +25 kn +25 kn = 100 kn Systemversuch Fahrwerke Geringste Bodendrücke bei Bandlaufwerk und 4-fach-Überrollung Dissertation Geischeder, TUM Lehrstuhl für Agrarsystemtechnik mit LfL-Instituten Tier und Technik und Agrarökologie

19 Landmaschine Boden Foto: Adam Foto: Adam Gülleselbstfahrer - Gespann Es kommt auf den realisierten Reifenfülldruck an: Vorteile für Gespann, wenn Reifenfülldruck für Feldfahrt abgesenkt ist Vorteile für Selbstfahrer, wenn Gespann mit Straßen-Fülldruck läuft Masterarbeit Adam, TUM Lehrstuhl für Agrarsystemtechnik mit LfL-Instituten Tier und Technik und Agrarökologie

20 Regelspurverfahren CTF CTF angepasst an StVO Konzentration allen Fahrverkehrs auf dauerhafte Fahrtrassen Fahrtrassen sind Teil der Produktionsfläche On-Farm-Research Graphik aus Gute fachliche Praxis Bodenbewirtschaftung und Bodenschutz, aid 2015, ursprünglich in: Holpp et al., 2102 Technisch machbar, im Alltag schwierig einzuhalten Unbefahrener Feldanteil mit besserer Bodenstruktur, höheren Maiserträgen aber gleichen Weizenerträgen wie im befahrenen Feldanteil Derzeit noch keine Alternative für den Durchschnittsbetrieb LfL-Institute Tier und Technik und Agrarökologie 20

21 Landmaschine Boden Wissenstransfer 21

22 Angewandte Forschung: nachhaltige Bodenbewirtschaftung Was kann angewandte Forschung zur nachhaltigen Bewirtschaftung der Böden beitragen? den Bodenzustand objektiv aufzeigen, Wirkungen von Bewirtschaftungsverfahren und Techniken auf den Boden aufdecken, Risikobewertungen vornehmen, generiertes Wissen an die Akteure liefern. 22

23 Nachhaltige Bewirtschaftung der Böden Forschung Universitäten Forschungszentren Hochschulen Ressortforschung Industrieforschung Beratung Offizial Kammern Ringe Private Industrie Landwirt Legislative Gesellschaft NGO Parteien Medien Öffentliche Verwaltung Jeder hat seine Aufgabe! 23

24 Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft Was kann angewandte Forschung zur nachhaltigen Bewirtschaftung der Böden beitragen? Robert Brandhuber