Schleswig-Holstein Der echte Norden

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1 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

2 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

3 Grundsatz Nachhaltige Humuswirtschaft ist die Grundlage für langfristige Bodenfruchtbarkeit. Schleswig-Holstein. Der echte Norden. VHE Nord Holsteiner Humusforum, NORLA, Rendsburg, 02. September

4 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 Schleswig-Holstein. Der echte Norden. VHE Nord Holsteiner Humusforum, NORLA, Rendsburg, 02. September

5 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 Schleswig-Holstein. Der echte Norden. VHE Nord Holsteiner Humusforum, NORLA, Rendsburg, 02. September

6 Funktionen des Humus im Boden 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] Fortsetzung Quelle: Gute fachliche Praxis Bodenbewirtschaftung und Bodenschutz. Herausgegeben vom aid infodienst Ernährung, Landwirtschaft, Verbraucherschutz e. V., Ordnungsnummer 3614, Bonn 2015, S. 11 Schleswig-Holstein. Der echte Norden. VHE Nord Holsteiner Humusforum, NORLA, Rendsburg, 02. September

7 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, Schleswig-Holstein. Der echte Norden. VHE Nord Holsteiner Humusforum, NORLA, Rendsburg, 02. September

8 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, Schleswig-Holstein. Der echte Norden. VHE Nord Holsteiner Humusforum, NORLA, Rendsburg, 02. September

9 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). Schleswig-Holstein. Der echte Norden. VHE Nord Holsteiner Humusforum, NORLA, Rendsburg, 02. September

10 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 Schleswig-Holstein. Der echte Norden. VHE Nord Holsteiner Humusforum, NORLA, Rendsburg, 02. September

11 Bodenübersichtskarte von Schleswig- Holstein im Maßstab 1: Schleswig-Holstein. Der echte Norden. VHE Nord Holsteiner Humusforum, NORLA, Rendsburg, 02. September

12 Gehalte an C org im Oberboden Schleswig-Holstein. Der echte Norden. VHE Nord Holsteiner Humusforum, NORLA, Rendsburg, 02. September

13 Östliches Hügelland Schleswig-Holstein. Der echte Norden. VHE Nord Holsteiner Humusforum, NORLA, Rendsburg, 02. September

14 Östliches Hügelland Schleswig-Holstein. Der echte Norden. VHE Nord Holsteiner Humusforum, NORLA, Rendsburg, 02. September

15 Humusgehalte im Oberboden schleswig-holsteinischer Böden Östliches Hügelland Grünland Acker Bodentypenklasse Mittelwert Median Anzahl Bodenartengruppe Braunerde 2,9 3,2 7 Lehmsande Parabraunerde 5,2 4,7 7 Lehmsande Parabraunerde 5,0 5,0 25 Lehme Pseudogley 6,5 6,8 10 Lehme Bodentypenklasse Mittelwert Median Anzahl Bodenartengruppe Braunerde 2,6 2,2 93 Lehmsande Parabraunerde 2,1 2,0 40 Lehmsande Parabraunerde 2,2 2,1 117 Lehme Pseudogley 2,7 2,4 53 Lehme 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 Schleswig-Holstein. Der echte Norden. VHE Nord Holsteiner Humusforum, NORLA, Rendsburg, 02. September

16 Niedere Geest Schleswig-Holstein. Der echte Norden. VHE Nord Holsteiner Humusforum, NORLA, Rendsburg, 02. September

17 Niedere Geest Schleswig-Holstein. Der echte Norden. VHE Nord Holsteiner Humusforum, NORLA, Rendsburg, 02. September

18 Humusgehalte im Oberboden schleswig-holsteinischer Böden Vorgeest Grünland Bodentypenklasse Mittelwert Median Anzahl Bodenartengruppe Podsol 5,4 4,8 22 Sande Gley-Podsol 6,8 6,2 19 Sande Gley-Podsol 8,7 7,8 212 Lehmsande Acker Bodentypenklasse Mittelwert Median Anzahl Bodenartengruppe Podsol 4,5 3,1 29 Sande Gley-Podsol 5,3 5,0 58 Sande Gley-Podsol 5,4 4,8 17 Lehmsande 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 Schleswig-Holstein. Der echte Norden. VHE Nord Holsteiner Humusforum, NORLA, Rendsburg, 02. September

19 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. Schleswig-Holstein. Der echte Norden. VHE Nord Holsteiner Humusforum, NORLA, Rendsburg, 02. September

20 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. Schleswig-Holstein. Der echte Norden. VHE Nord Holsteiner Humusforum, NORLA, Rendsburg, 02. September

21 Datenbasis Auswertung Entwicklung Humusgehalte im Boden Ackerbaulich genutzte Boden-Dauerbeobachtungsflächen (BDF) Informationen zu Klima, Boden(-art), Bodenbearbeitung, Nutzung und Bewirtschaftung C org -Gehalte in der Krume über 15 bis 25 Jahre wiederholt bestimmt Niedersachsen Schleswig-Holstein Start des BDF-Programms Landwirtschaftliche BDF Ackerstandorte auf Sand 21 6 auf Schluff/Lehm auf Ton (Moor) 5 (1) 1 Ökologisch bewirtschaftet 6 2 Baumschule 0 1 Reduz. Bodenbearbeitung 2 0 Mittl. Jahresniederschläge (mm) 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 Schleswig-Holstein. Der echte Norden. VHE Nord Holsteiner Humusforum, NORLA, Rendsburg, 02. September

22 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 Schleswig-Holstein. Der echte Norden. VHE Nord Holsteiner Humusforum, NORLA, Rendsburg, 02. September

23 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 Schleswig-Holstein. Der echte Norden. VHE Nord Holsteiner Humusforum, NORLA, Rendsburg, 02. September

24 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 Schleswig-Holstein. Der echte Norden. VHE Nord Holsteiner Humusforum, NORLA, Rendsburg, 02. September

25 Langjährige mittlere Humusbilanzen der ackerbaulich genutzten BDF Niedersachsen Schleswig-Holstein sehr niedrig, ungünstig sehr hoch, N-Verluste? Humusbilanzierung. Methode zur Beurteilung und Bemessung der Humusversorgung von Ackerland. Standpunkt des VDLUFA, 30. April Verband Deutscher Landwirtschaftlicher Untersuchungs- und Forschungsanstalten (VDLUFA) Humussaldo kg Humus-C ha -1 a -1 Bewertung Schleswig-Holstein. Der echte Norden. VHE Nord Holsteiner Humusforum, NORLA, Rendsburg, 02. September < bis bis bis 300 >300 Grupp e A sehr niedrig B niedrig C optimal D hoch E sehr hoch ungünstige Beeinflussung von Bodenfunktionen und Ertragsleistung mittelfristig tolerierbar, besonders auf mit Humus angereicherten Böden optimal hinsichtlich Ertragssicherheit bei geringem Verlustrisiko Langfristig Einstellung standortangepasster Humusgehalte mittelfristig tolerierbar, besonders auf mit Humus verarmten Böden erhöhtes Risiko für Stickstoff-Verluste, niedrige N-Effizienz

26 Humusverluste des Bodens unter ackerbaulicher Nutzung Ursache Indikator Maßnahmen Erosion Entwässerung Grünlandumbruch Bewirtschaftungsänderung (z. B. viehhaltend zu viehlos) Anbau von Energiepflanzen Verlagerung durch Winderosion Verlagerung durch Wassererosion Verlagerung bei Überflutung (Auenböden) Luftzufuhr in ehemals durchnässte Bodentiefen, dadurch erhöhte biologische Aktivität und entsprechender Abbau organischer Substanz Nutzungswandel Verringerung der Zufuhr an organischer Substanz Fruchtfolge mit hohem Anteil an Hackfrüchten (Marktfrüchte) Abfuhr allen Aufwuchses inklusive Ernteresten (z. B. auch Stroh zur energetischen Verwertung) neue Fruchtfolge (40 % Mais), Bilanzdefizit Anlage von Hecken präventiv: Bodenbedeckung/Rauhigkeit erhöhen, Bodenbearbeitung reduzieren Bodenbedeckung sicherstellen, Verzicht auf Grünlandumbruch Verzicht auf Neuanlage von Drainagen; in Projektgebieten Wiedervernässung, ggf. Anbau von Paludikulturen; Verzicht auf Grünlandumbruch; Umwandlung von Acker in Grünland Zwischenfruchtanbau, Wiedereinsaat von Grünland, Kleegras, Stroh auf dem Feld belassen, u. v. m. Fruchtfolge mit ausreichend Zufuhr organischer Substanz, Zwischenfruchtanbau, Kleegras, Reduzierung der Bodenbearbeitung Anpassen der Fruchtfolge, Stroh auf dem Feld belassen, Zwischenfrüchte anbauen Zufuhr neuer Reststoffe/Kompost/Gärrückstände Quelle: Gute fachliche Praxis Bodenbewirtschaftung und Bodenschutz. Herausgegeben vom aid infodienst Ernährung, Landwirtschaft, Verbraucherschutz e. V., Ordnungsnummer 3614, Bonn 2015, verändert Schleswig-Holstein. Der echte Norden. VHE Nord Holsteiner Humusforum, NORLA, Rendsburg, 02. September

27 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 Einfluss von Klima, Nutzung, Management und Bodeneigenschaften besser verstehen Auswirkungen des Klimawandels auf die Bodenkohlenstoffvorräte prognostizieren Die Bodenzustandserhebung Landwirtschaft wird durchgeführt im Auftrag des Schleswig-Holstein. Der echte Norden. VHE Nord Holsteiner Humusforum, NORLA, Rendsburg, 02. September

28 Bodenzustandserhebung Landwirtschaft Fortsetzung Deutschlandweite Beprobung von über 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 Schleswig-Holstein. Der echte Norden. VHE Nord Holsteiner Humusforum, NORLA, Rendsburg, 02. September

29 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. Schleswig-Holstein. Der echte Norden. VHE Nord Holsteiner Humusforum, NORLA, Rendsburg, 02. September

30 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. Schleswig-Holstein. Der echte Norden. VHE Nord Holsteiner Humusforum, NORLA, Rendsburg, 02. September