Lore Kutschera. Wurzelforscherin und Pflanzenphysiologin. Herzlich willkommen zum. Bodenfruchtbarkeitssymposium!

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1 Herzlich willkommen zum Bodenfruchtbarkeitssymposium! Lore Kutschera Wurzelforscherin und Pflanzenphysiologin * 14. September 1917 in Villach 16. Oktober 2008 in Klagenfurt Ich will nichts Halbes in meinem Leben haben und tun. Wir wollen doch alle nichts Halbes sein. Also müssen wir uns als Botaniker mit dem Ganzen befassen ( Lore Kutschera) /Folie:1 Der Boden, Ihr größtes Kapital Gliederung Christoph Felgentreu DSV Bückwitz Klaistow, d Einführung in die Thematik Bedeutung von Humus und Bodenleben Boden düngen und Pflanzen ernähren Rolle von CULTAN- Düngung und Direktsaat beim Humusaufbau Aufgabe von Zwischenfrüchten Zusammenfassung /Folie:3 /Folie:4 Gliederung Einführung in die Thematik Bedeutung von Humus und Bodenleben Boden düngen und Pflanzen ernähren Rolle von CULTAN- Düngung und Direktsaat beim Humusaufbau Aufgabe von Zwischenfrüchten Zusammenfassung Aufkommende Probleme im Pflanzenbau stagnierende oder fallende Erträge verstärktes Schädlings- und Unkrautaufkommen Verschlämmungsneigung, Erosion, Verdichtungen geringe Humusgehalte Ernährungsstörungen /Folie:5 /Folie:6 1

2 /Folie:7 /Folie:8 Bodenverdichtung BRB- Gefährdungsgebiete /Folie:9 /Folie:10 Quelle: ZALF Müncheberg, 200 Texturabhängige Schadverdichtungsgefährdungsklassen für Böden Ursachen degradierter Böden in Brandenburg (ZALF Müncheberg, 2002) /Folie:11 Quelle: Uni Bonn, M. Frielinghaus, H. Petelkau und K. Seidel, /Folie:12 2

3 Problem reduzierte Bodenbearbeitung /Folie:13 /Folie:14 Relative Durchwurzelungstiefe verschiedener Kulturpflanzen in Abhängigkeit von der Lagerungsdichte des Bodens Pflanzenabhängige ökologische Schadverdichtungsbereiche /Folie:15 Quelle: Uni Bonn, M. Frielinghaus, H. Petelkau und K. Seidel, /Folie:16 Quelle: Uni Bonn, M. Frielinghaus, H. Petelkau und K. Seidel, Der ideale Boden!? /Folie:17 /Folie:18 3

4 Der ideale Boden MINERAL- BODEN Gliederung Substanzvolumen 50% Porenvolumen 50% mineral. Substanz 90% bis 98,..% organ. Substanz 2,..% bis10% Luft 0% bis 60% Wasser 40% bis 100% tote organ. Substanz (Humus) 85% Einführung in die Thematik Bedeutung von Humus und Bodenleben Boden düngen und Pflanzen ernähren Rolle von CULTAN- Düngung und Direktsaat beim Humusaufbau Aufgabe von Zwischenfrüchten Zusammenfassung lebende Organ. (Biomasse) 15% /Folie:19 /Folie:20 Einfluss von N-Düngung und Humusgehalt auf den Rohproteingehalt von Winterweizen (3 jähriger Dauerversuch, Löß- Lehmstandort) Biomasseproduktion und -abbau im Lauf eines Jahres 16,0 15,0 14,0 y = 7,7 + 0,0200*N - 0,00006*N² + 0,4540*Humus² R² = 0,91 Rohproteingehalt [%] 13,0 12,0 11,0 10,0 9,0 8, N-Düngung [kg/ha] ,8 2,5 2,2 Humusgehalt [%] 1,9 1,6 Reinholdshain/Folie:21 Quelle: Albert,05 Sachsen /Folie:22 Wichtige Funktionen der Organismen im Boden (nach Gisi,1997) Kohlendioxidverlust in 7 Bodenarten 3,5 h nach dem Pflügen im Vergleich zu Direktsaat Ab- und Umbau der organ. Substanz- Mineralisierung (pflanzenverfügbar) Umwandlung und Neusynthese von Stoffen (z.b. N- Fixierung) Mobilisierung von Nährstoffen Durchmischen von Bodenpartikeln Strukturbildung, Regulierung von Wasser- und Lufthaushalt Lebende Biomasse ist rasch verfügbares Nährstoffreservoir Verlust CO 2 (g/m 2 ) /Folie:23 /Folie:24 Quelle: Reicosky, Pflug 4

5 Beispiel Brandenburger Niedermoor BODENHUMUS: LEICHT ZU BEKOMMEN; LEICHT ZU VERLIEREN! HUMUS AUFBAU HUMUS ABBAU /Folie:25 Improved management can make it easy for more cropping intensity and result in carbon conservation, possibly sequestration. /Folie:26 Increased cultivation intensity will run down soil organic matter and increase CO 2 emissions. Quelle: Reikosky /Folie:27 Organic Carbon in Soil in Soil (g kg (g -1 ) kg -1 ) Ältester DS Versuch, Ohio 40 No-Till Wooster 35 Plow Till Soil Core Sampling Year (Warren Dick, ISTRO, 06) Humus als Wasser- und Kohlenstoffspeicher Humus => enthält ca. 58% C org => x 1,724 = % HUMUS Humus besitzt eine hohe Wasserkapazität, er kann ca. das 3-5fache seines Eigengewischtes an Wasser festhalten 1,0 % Humus speichert ca. 11 mm/m² Niederschlag (Leopold,1980) und damit 8x mehr als Sand 1 ha Gras speichert den CO 2 - Ausstoß von gefahrenen Autokilometern ca kg/ha wachsendes Niedermoor speichert bis 1000 kg C/a (bzw kg CO ² ) = 100 kg N/ha (oder umgekehrt!) /Folie:28 Beziehung zwischen spezifischer Oberfläche und KAK pot von wichtigen Vertretern des Sorptions-komplexes,Hintermaie Die Pflanzengesellschaft formt den Boden und der Boden die Pflanzengesellschaft. Boden und Pflanzen beeinflussen das Klima und das Klima Boden und Pflanze. Primavesi /Folie:29 /Folie:30 5

6 Überlebensvorteil - Vielfalt Überlebensvorteil - Vielfalt /Folie:31 Quelle: Don et.al., 2008 Max Planck Inst. Jena /Folie:32 Quelle: Don et.al., 2008 Max Planck Inst. Jen Wurzelentwicklung/Wurzelräume Wurzelsystem Deutsches Weidelgras /Folie:33 /Folie:34 /Folie:35 Wie tief wachsen die Wurzeln? Wurzelleistung verschiedener Zwischenfrüchte Wurzeltiefe in cm Nicht- Leguminosen Hauptwurzelmasse Leguminosen max. Durchwurzelungstiefe 1 Weidelgräser 6 Winterraps 11 Markstammkohl 16 Alexand. Klee 2 Kulturmalve 7 Buchweizen 12 Weißklee 17 Ackerbohne 3 Phacelia 8 Grünroggen 13 Futtererbse 18 Sommerwicke 4 Weißer Senf 9 Sonnenblume 14 Inkarnatklee 19 Platterbse 5 Sommerraps/Rübsen 10 Ölrettich 15 Perserklee 20 Seradella 21 Steinklee/Rotklee/Lupine Quelle: Prof. Dr. W. Buchner, Im Sommer ist Zeit für die Bodensanierung, Landwirtschaftliches Wochenblatt 35/2008 /Folie:36 Mittlere Ertragsleistung von ausgewählten Zwischenfrüchten in dt TM/ha TM oberirdisch TM Wurzel Einj. Weidelgras Welsch. Weidelgr Grünroggen Peluschke Gelbsenf Winterfutterraps Sonnenblume Phacelia Buchweizen Serradella Perserklee

7 Biomasse in 20cm Boden Anneliden- Ringelwürmer /Folie:37 /Folie:38 Kalkung und Bodenleben - Kalkinformationstag der FAL 2002 Wasserbeständige Krümel des Bodens nach dem Anbau von... Pilze Regenwürmer Protozoen Enchyträen Bakterien Klee/Gras Gräsern Raps Weißklee Getreide 17,5 % 32,5 % 40 % 55 % 70 % sauer neutral alkalisch Hackfrüchten 12,5 % /Folie:39 ZW/002/HT/01/01/FR /Folie:40 Quelle: nach Sekera /Folie:41 /Folie:42 7

8 Gliederung Einführung in die Thematik Bedeutung von Humus und Bodenleben Boden düngen und Pflanzen ernähren Rolle von CULTAN- Düngung und Direktsaat beim Humusaufbau Aufgabe von Zwischenfrüchten Zusammenfassung Einfluss der Düngung auf den Humusgehalt im Boden 2,4 2,2 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 ohne Düngung Mineraldüngung Stallmist oder Stallmist und mit oder ohne Strohdüngung mit M ineraldüngung Gründüngung Gülle oder M ineraldüngung mit Stroh, Gülle und Gründüngung Quelle: Ergebnisse vieler Dauerversuche nach Früchtenicht, Hoffmann, Vetter, Kundler /Folie:43 /Folie:44 Prallteller noch zeitgemäß? Technologische Streifenkrankheit im 21. Jahrhundert /Folie:45 /Folie:46 Nitrifikation = Auswaschungsgefahr! Denitrifikation = gasförmige N- Verluste Denitrifikation erfolgt durch bestimmte heterotrophe und einige autotrophe Bakterien (Denitrifizierer) von Ammonium (NH 4+ ) zu Nitrit (NO 2- ) 2 NH O 2 Nitrosomonas 2 NO H 2 O + 4 H + Prozess, bei dem Bakterien und Pilze Nitrat zu molekularem Stickstoff (N 2 ) umsetzen von Nitrit (NO 2- ) zu Nitrat (NO 3- ) 2 NO O 2 Nitrobacter 2 NO % gewinnen Sauerstoff (vor allem bei Sauerstoffmangel) aus dem Nitrat Dabei entstehen wechselnde Mengen von Stickoxiden (NO 2,NO und N 2 O) /Folie:47 /Folie:48 8

9 CULTAN im Reisanbau /Folie:49 /Folie: Direktsaat Mais Sorte Abakus N Inj. N gestreut /Folie:51 /Folie:52 CROSS SLOT Versuchsfläche Direktsaat Bückwitz ( ) /Folie:53 /Folie:54 9

10 /Folie:55 /Folie:56 Der erste wirkliche Direktsäer in Brandenburg- Marc Dümichen Bis zu100% Bodenbedeckung nach der Saat!!! /Folie:57 /Folie:58 Nährstoffe und ihre Beziehungen Die chemischen Eigenschaften des Bodens bestimmen dessen physikalische Eigenschaften. Beide zusammen bilden das Haus für das Bodenleben. Neal Kinsey 2006, Berlin /Folie:59 /Folie:60 10

11 Ziel sollte sein: Die Kationenaustauschkapazität Humusboden: mval Lehmboden: mval Düngen nach Kationenbelegung Anstreben einer Nährstoffbalance im Boden und in der Pflanze - ist das Maß für das Volumen des Bodens für Nährstoffe /Folie:61 /Folie:62 Die Belegung der Kationenaustauscher die Basensättigung: Düngung- CALCIUM ph- Wert ist Ergebnis, nicht Ursache für Düngung! bestimmt die Nährstoffverfügbarkeit, besonders K, Ca und Mg hat Einfluss auf die Wasserhaltefähigkeit und die Luftführung des Bodens beeinflusst die Aktivität und Menge des Bodenlebens Ziel: Basensättigung von 68 :12 (Ca:Mg) => gute physikalische Struktur (besseres Wasserhaltevermögen) Überschuss: => Wo ist der Mangel? Behebung des Mangels! macht den Boden weicher, fördert die Porosität /Folie:63 /Folie:64 GL/224/VR/8/04/FR BOR Versuchsfeld Bückwitz 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% leicht mittel schwer Bodenart Versorgungsstufe E (gut) C (mittel) A (schlecht) EUF Bor mg / kg Boden > 1,1 0,8 bis 1,1 0,7 bis 0,8 0,6 bis 0,7 < 0,4 Bor ist auswaschungsgefährdet, daher sind v.a. leichtere Böden unterversorgt nach Bodengesundheitsdienst GmbH /Folie:65 /Folie:66 11

12 WW Chevalier 180 kg N/ha KAS DOMOGRAN 45 DA L 26 CULTAN /Folie:67 /Folie:68 Winterraps N- Versuch Bückwitz 07/08 /Folie:69 /Folie:70 Gliederung Einführung in die Thematik Bedeutung von Humus und Bodenleben Boden düngen und Pflanzen ernähren Rolle von CULTAN- Düngung und Direktsaat beim Humusaufbau Aufgabe von Zwischenfrüchten Zusammenfassung /Folie:72 12

13 Zwischenfrüchte sind keine Zwischenkultur, sondern stehen als Schlüsselkultur in heutigen Ackerbausystemen zwischen den Früchten Dietmar Näser Pflanzenbauberater /Folie:73 /Folie:74 Für einen erfolgreichen Zwischenfruchtbau sind folgende Kriterien zu beachten: Einplanung in die Fruchtfolge bei Bedarf Bodenbearbeitung Aussaattechnik und -zeitpunkt Auswahl der Kulturen Wirtschaftsdüngerausbringung bei Bedarf nachfolgende Bearbeitung möglichst keine Hauptfrüchte als Zwischenfrüchte /Folie:75 /Folie:76 Wasserverbrauch von Schwarzbrache und Zwischenfrüchten Versuche mit Gründüngung trocken nass /Folie:77 Bodner, 2005 /Folie:78 (Derpsch, 2005) 13

14 ohne Herbizide mit Herbizide Sojabohnen nach Schwarzhafer (Derpsch, 2005) /Folie:79 /Folie:80 /Folie:81 /Folie:82 Gliederung Einführung in die Thematik Bedeutung von Humus und Bodenleben Boden düngen und Pflanzen ernähren Rolle von CULTAN- Düngung und Direktsaat beim Humusaufbau Aufgabe von Zwischenfrüchten Zusammenfassung Arns I. /Folie:83 14

15 NO- Drill in Bückwitz ( ) Aussaat am in stehenden Hafer mit Pneumatikstreuer, dann Mähdrusch Gaia hat Fieber? Von wegen Kürzlich traf die Erde einen anderen Planeten und der freute sich: Hallo Erde, lange nicht gesehen. Wie geht`s denn so? Ach, im Moment nicht besonders, ich habe Homo sapiens. Och, mach dir keinen Kopf, das geht vorbei. Eugen Lüdi, Langenthal (Schweiz) /Folie:85 /Folie:86 /Folie:87 15