Dr. Robert Beck, Gitte Dirscherl, Veronika Ilmberger Waltraud Rinder, Heidi Scherzer Gois Detlef Seiffert, Sabine Topor Dr.

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1 Dr. Robert Beck, Gitte Dirscherl, Veronika Ilmberger Waltraud Rinder, Heidi Scherzer Gois Detlef Seiffert, Sabine Topor Dr. Peter Capriel

2 Humuszehrung oder Humusmehrung? Globale Kohlenstoffgehalte: CO 2 Boden 1560 Giga t C Vegetation 660 Giga t C Atmosphäre 810 Giga t C Landnutzungsänderung 1 Giga t C/J Fossile Brennstoffe 8 Giga t C/J CO 2 Humushaushalt und Umweltmikrobiologie, IAB 1d, Folie-2

3 Humushaushalt und Umweltmikrobiologie, IAB 1d, Folie-3

4 O 2 CO 2 HUMUSBILDUNG Pflanzenreste Wurzelreste Nährstoffe N, P... Zucker - C Pilze Bakterien? HUMUS Humushaushalt und Umweltmikrobiologie, IAB 1d, Folie-4

5 Boden Dauerbeobachtungsflächen (BDF) Aus 92 Acker, 21 Grünland, 10 Umstellungen und 8 Sonderkulturen wurden zwischen 1986 und 2007 viermal beprobt. Flächengröße 1000 m 2 Probenahme 4 Mischproben vom Oberboden 0 15 cm Acker und 0 10 cm Grünland Bodenaufbereitung Luftgetrocknet, zerkleinert, feingemahlen und auf 0,5 mm gesiebt Analytik Organischer Kohlenstoff (C org ) Gesamtstickstoff (N t ) C org / N t Verhältnis Carbonat Kohlenstoff Bodenmikrobiologie Bodenartbestimmung ( Sand, Lehm, Schluff und Ton) nach KA5 Humushaushalt und Umweltmikrobiologie, IAB 1d, Folie-5

6 Schlagdateien mit Bewirtschaftung, Ertrag, Düngung und Bodenbearbeitung Übersicht der BDF Standorte Wetterdaten Eckpunkte mit GIS ein gemessen Humushaushalt und Umweltmikrobiologie, IAB 1d, Folie-6

7 Organischer Kohlenstoff Mittlere C org Gehalte der vier Beprobungsserien (Acker BDF) 1,8 1,78 1,76 C org [ % ] 1,7 1,71 1,74 Differenz der Serie 1 zu Serie 4 = 2,2 % nicht signifikant mit SNK Test 1, BDF Serien 2,2 % entspricht bei 30 cm Bodentiefe t C Verlust/Jahr in Bayern Bodenabtrag durch Erosion t C Verlust/Jahr in Bayern (Umweltbericht Bayern 2007) Straßenverkehr in Bayern t C / Jahr (LFU) Humushaushalt und Umweltmikrobiologie, IAB 1d, Folie-7

8 Organischer Kohlenstoff Anteil der Acker BDF mit signifikanter C org Veränderungen von 1986 bis 2007 Humushaushalt und Umweltmikrobiologie, IAB 1d, Folie-8

9 Einfluss der Bodenart Anteil der Acker BDF mit signifikanten C org Veränderungen 1986 bis % 25% 8% 60% n = 92 Humushaushalt und Umweltmikrobiologie, IAB 1d, Folie-9

10 Einfluss der Höhenlage auf den Corg Gehalt in Abhängigkeit zur Bodenart ( Humusdatenbank ) Bodenart Höhe m n n=1867) Mittelwert Corg % Min. Wert Corg % Max. Wert Corg % < ,00 0,54 2,01 Sand ,14 0,43 2,23 > ,34 2,01 2,85 < ,34 0,82 2,62 Lehm ,71 0,73 4,24 > ,60 0,96 6,83 < ,25 0,76 2,03 Schluff ,52 0,86 6,24 > ,76 1,01 2,83 < ,68 0,95 3,17 Ton , ,03 > ,33 2,10 4,70 Humushaushalt und Umweltmikrobiologie, IAB 1d, Folie-10

11 Stickstoff und C / N Verhältnis Mittlere Gehalte der vier Beprobungsserien (Acker BDF) Humushaushalt und Umweltmikrobiologie, IAB 1d, Folie-11

12 Organischer Kohlenstoff Mittlere C org Gehalte der vier Beprobungsserien (Grünland BDF) Differenz der Serie 1 zu Serie 4 = 2,7 % Grünland nicht signifikant mit SNK Test Humushaushalt und Umweltmikrobiologie, IAB 1d, Folie-12

13 Acker BDF : Weidelandumbruch erfolgte 11 Jahre vor der ersten Probenahme. Lineare Regression Humushaushalt und Umweltmikrobiologie, IAB 1d, Folie-13

14 Pflanzenbauliche Einflussfaktoren Bodenbearbeitung : keine Unterschiede in der Bodenbearbeitungstiefen bei signifikant steigend oder fallend Corg Gehalt. Verdünnungseffekt Düngung : Mineraldüngung rückläufig, Gülle (Biogasgärreste ) steigt im Ackerbau an, weniger Zwischenfrüchte, mehr Stroh wird abgefahren. Kohlenstoffverarmung, aber Stickstoff bleibt konstant ( Deposition?). Viehhaltung: Viehaltende Betriebe haben in Bayern höhere Humusgehalte als viehlose. Der Rückgang im Viehbesatz und der Anzahl an viehhaltenden Betrieben dürfte langfristig zu einem Rückgang der Humusgehalte führen. Fruchtfolge: Ackernutzung in Bayern: Rückgang Getreide Klee/Luzerne und Anstieg von Silomais und Raps. Energiepflanzenanbau!! Humushaushalt und Umweltmikrobiologie, IAB 1d, Folie-14

15 Anbaufläche Mais (Bayern) Humushaushalt und Umweltmikrobiologie, IAB 1d, Folie-15

16 Klima Klima ( Temperatur und Niederschlag ) beeinflussen Humusaufbau und abbau. Erwärmung in Bayern!?: Apfelblüte früher (5Tage /10 Jahre, Deutscher Wetterdienst) hochalpine Pflanzen werden von Pflanzen aus tiefer gelegenen Zonen verdrängt (LfU). Grünlandmonitoring Bayern Tendenz zu kühleren Temperaturen in den letzten 10 Jahren (LfL) Wärmeliebende Schmetterlingsarten in Bayern eher rückläufig in den letzten 20 Jahren (Zoologische Staatssammlung München) Humushaushalt und Umweltmikrobiologie, IAB 1d, Folie-16

17 Humusmonitoring in Europa Beobachtungs zeitraum Standorte, insges. Veränderung, ca., % / Jahr Autor Ackerland Grünland England ,6 * Belgien ,1 * + 0,3 * Bellamy et al., 2005 Lettens et al., 2005 Ober / Niederösterreich ,4 Dersch und Böhm, 1997 Bayern /21 0,2 0,3 Capriel, Beck 2011 * signifikant Humushaushalt und Umweltmikrobiologie, IAB 1d, Folie-17

18 Zusammenfassung und Schlussfolgerung Die Ergebnisse der BDF deuten auf eine Abnahme der mittleren Corg Gehalte um 2 3 % in Acker und Grünlandböden zwischen 1986 und 2007 in Bayern hin. Die durchschnittlichen Nt Gehalte blieben über den Untersuchungszeitraum unverändert. Fruchtfolge und Düngung sind die Hauptursache für die beobachteten Humusveränderungen Ein Klimaeffekt konnte weder nachgewiesen noch ausgeschlossen werden Die Ergebnisse in Bayern entsprechen den Beobachtungen in anderen Europäischen Ländern In Bayern ist bei gleichbleibender oder abnehmender Zufuhr von organischer Substanz, insbesondere organischem Kohlenstoff, mit negativen Folgen für die Humusversorgung landwirtschaftlich genutzter Böden zu rechnen Humushaushalt und Umweltmikrobiologie, IAB 1d, Folie-18