Gefährdung der Funktionen des Bodengefüges

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1 Bodenverdichtung Gefährdung der Funktionen des Bodengefüges

2 Bodenverdichtung ist eine Gefügeveränderung, die beim Befahren des Bodens durch eine erhöhte mechanische Bodenbelastung ausgelöst wird. Bodenverdichtungen mit negativen Auswirkungen auf Bodenfunktionen werden als Bodenschadverdichtung bezeichnet. Bodenschadverdichtungen entstehen insbesondere durch zu hohe Radlasten mehrfaches Überrollen Ü derselben Spur das Furchenrad beim Pflügen wenn beim Befahren der Boden zu feucht bzw. zu locker ist.

4 Gliederung Daten der BDF-Flächen Flächen als Grundlage landesweiter Auswertungen zur Verdichtungsempfindlichkeit und Gefährdung des Bodengefüges niedersächsischer Ackerböden Bodenschadverdichtungen auf BDF-Flächen?

, 1991) erweitert um zusätzliche Standortkennwerte = standortabhängige

5 Vorhandene Ansätze zur Abschätzung der Verdichtungsgefährdung 1. Potenzielle Verdichtungsempfindlichkeit des Bodens nach Vorbelastungskonzept (Horn et al., 1991) erweitert um zusätzliche Standortkennwerte = standortabhängige Verdichtungsempfindlichkeit 2. Bewertung des Bodengefüges (nach Lebert et al., 2003) = potenzielle Gefährdung der Bodenfunktionen

6 Umsetzung in Niedersachsen 1. Ermittlung der standortabhängigen gg Verdichtungsempfindlichkeit aus folgenden Parametern: Schätzung der Vorbelastung aus Bodenart + Lagerungsdichte (Unterboden) (nach Regressionsgleichungen aus DVWK-Merkblatt- 234 (2004), DVWK-Merkblatt-901 (2002) und DIN-Vornorm (2001) Aufgrund Profilbeschreibungen und Analysendaten von 46 niedersächsischen BDF-Flächen Entwicklung eines Einstufungsschemas (Lebert & Schäfer, 2004) Mittlere Vorbelastungen (pf 1,8) für Unterböden von niedersächsischen BDF in Abhängigkeit von Bodenart und Klasse der effektiven Lagerungsdichte g (LD, berechnet nach Renger, 1970) Bodenart Vorbelastung (kpa) Einstufung der Empfindlichkeit für zusätzliche LD 2 LD 3 LD 4 LD 5 Verdichtung anhand der Vorbelastung S Ss, Su2, Sl2, St Sl3, Sl4, Su Vorbelastung Empfindlichkeit für zusätzliche Verdichtung Su4, Slu 122 (kpa) Bezeichnung Stufe U Ut2, Ut3, Uu, Us, Uls < 40 äußerst hoch 6 L Ut < 80 sehr hoch 5 Ls < 120 hoch 4 Lu Lts, Lt2, Lt <160 mittel 3 T Tu3, Tu < 200 gering 2 Tu2, Tt sehr gering 1

7 Standortabhängige Verdichtungsempfindlichkeit Ackerflächen bei 100 % FK (pf1,8) Stand: Januar 2009 Kartengrundlage: BÜK 50

8 Bewertung des Bodengefüges niedersächsischer Ackerböden (BDF-Flächen) Indikatoren und Schwellenwerte einer Bodenschadverdichtung: Ein Bodengefügeschaden ist gegeben, wenn folgende Schadensschwellen im Unterboden überschritten werden (UBA-Schwellenwerte): Parameter Schadensschwelle Luftkapazität < 5 Vol.-% Gesättigte t Wasserleitfähigkeit <10 cm *d -1 Feldgefügeansprache alternativ durch Stufe 4 (dicht) oder effektive Lagerungsdichte 1 Stufe 5 (sehr dicht) Packungsdichte 2 Spatendiagnose 3 Quelle: Lebert et al., 2004: Vollzugstaugliche Parameter zur Erkennung eines Bodengefügeschadens bindiger Böden und deren Schadensschwelle 1 nach AG Bodenkunde (1994) 2 nach DIN (1998) und Harrach (1984) 3 nach Diez & Weigelt (1997)

9 Gefährdung der Funktionen des Bodengefüges Einstufung des Gefügezustandes von Unterbodenhorizonten niedersächsischer BDF nach Lebert und Schäfer (2005) (LK = Luftkapazität, kf = gesättigte Wasserleitfähigkeit, LD = effektive Lagerungsdichte nach Renger (1970), ± Standardabweichung, bei kf-wert: geometrische Mittelwertbildung und Standardabweichung) Geologisches Ausgangsmaterial Weichselzeitlicher Geschiebedeck- und fluviatiler Sand, quartärer und holozäner Flugsand Anzahl Standorte LK (Vol.%) 19 16,3 ± 5,5 Keuper Fließerden 2 11,0 ± 4,3 weichselzeitlicher Löss 4 7,7 ± 2,8 kf (cm d -1 ) LD-Stufe (-) 2,6 ± 0, , ± weichselzeitlicher Lösslehm 6 3,8 ± 14 1, weiselzeitlicher Sandlöss 2 4,7 ± 0, drenthezeitlicher Geschiebelehm , ,0 ± 1, ± 0-16 holozäner Auenlehm 5 5,7 ± 2,8 Marschen, weichselzeitlicher Hochflutlehm, perimarines Holozän 4 2,3 ± 1,6 Ton 2 2,7 ± 0, ,8 ± 0,6 Einstufung weit weg von den Schadensgrenzen = günstig 3,3 nahe an den ± 05 0,5 Schadensgrenzen 2,5 ± 0,7 3,2 ± 0,4 2,8 ± 0,5 8 4, ± 0,7-7 = ungünstig überwiegend oder ganz im Schadensbereich = kritisch

10 Gefährdung der Bodenfunktionen durch Verdichtung Aus Kombination der standortabhängigen Verdichtungsempfindlichkeit und den Gefügeeigenschaften e erfolgt Einstufung u in 4 Klassen der Geogenese/ Pedogenese äolische, fluviatil, glazifluviatil und periglaziär abgelagerter Sand Empfindlichkeit für zusätzliche Verdichtung Gefüge- Eigenschaften Gefährdung der Bodenfunktionen (Stufe) gering - mittel günstig 1 = gering gefährdet Fließerde aus Schluff (Keuper) mittel - hoch 2 = Löss und Lösslehm mit Schwarzerde mäßig gefährdet Merkmalen sandige Plaggen Lösslehm ohne Schwarzerde Merkmale ungünstig 3 = Sandlöss gefährdet drenthezeitlicher Geschiebelehm holozäner Auenlehm hoch sehr hoch 4 = hoch gefährdet Fließerde aus Ton und tonigem Lehm kritisch Marsch, Hochflutlehm, Beckenschluff Übertragung auf die BÜK50

11 Potenzielle Gefährdung der Bodenfunktionen Gefährdung der Ackerfläche* Bodenfunktionen Bezeichnung Klasse ha % gering g ,0 gefährdet mäßig gefährdet ,3 gefährdet ,6 hoch gefährdet ,1 *Feldblöcke 2008 Stand: Januar 2009 Kartengrundlage: BÜK 50

12 BDF Tim. - Parabraunerde EW 0 P01 P02 P03 P04 P05 MPa Hor BA H RD g/cm3 PV LK Kf Vol. Vol C %.% m /d 10 Ap Ut3 h2 1, Tiefe [cm m] Ahl Ut3 h1 1, Bt Ut4 h0 1, Bbt St2 h0 1,

17 BDF Mark Podsol, vergleyt EW P06 P07 P08 P09 P10 MPa Hor BA H RD PV LK Kf. g/cm3 Vol.% Vol.% cm/ d 10 Ap fs h4 1, Tiefe [cm] Bhs fs h1 1, h2 rgo Cv fs h0 1,

18 Erhebungsuntersuchungen g auf südniedersächsischen Lößböden Brunotte et al.: Berichte über Landwirtschaft, Band 86 (2) Oktober 2008

19 Fazit Am Beispiel der BDF wurde eine Methodik zur landesweiten Abschätzung der potenziellen Gefährdung des Bodengefüges abgeleitet Hohe Gefährdung des Bodengefüges bei schluffreichen, (grundwassernahen) Böden Bei schluffreichen Böden +- stark ausgeprägte Pflugsohle vorhanden, Grenze zur Bodenschadverdichtung i.d.regel noch nicht überschritten Anhand bodenphysikalischer Kennwerte + Spatendiagnose wurde auf den BDF bisher noch keine Bodenschadverdichtung im Unterboden nachgewiesen (Ausnahme: Vorgewende) Ergänzende Erhebungsuntersuchungen auf südniedersächsischen Lößböden zeigten keine Hinweise auf eine Zunahme der Bodenverdichtung Aber: Hinweise aus der Praxis auf Verschlechterung der Bodenfunktionen (hier: Dränfähigkeit) it) in Gebieten mit hoher h Gefährdung des Bodengefüges

20 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit

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