Maßnahmen für den vorsorgenden landwirtschaftlichen Bodenschutz Dr. Olaf Nitzsche und Dr. Walter Schmidt. Sächsische Landesanstalt für Landwirtschaft

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1 Maßnahmen für den vorsorgenden landwirtschaftlichen Bodenschutz Dr. Olaf Nitzsche und Dr. Walter Schmidt

2 Gliederung Strategien und Lösungsansätze gegen Wassererosion Strategien und Lösungsansätze zum Gefügeschutz Umsetzungsstrategien Zusammenfassung und Ausblick

3 Handlungsfeld Minderung bzw. Verhinderung der Wassererosion auf Ackerflächen

4 Reduktion diffuser Stoffeinträge aus der Landwirtschaft

5 Hauptursache der Wassererosion auf Ackerflächen: Oberflächenverschlämmung

6 Minderung der Wassererosion auf Ackerflächen durch: 1. Vermeiden von infiltrationshemmender Bodenverschlämmung 2. Vermeiden von infiltrationshemmenden Bodenverdichtungen Wirksamste Maßnahme Dauerhaft konservierende Bodenbearbeitung

7 Folgen der konventionellen bodenwendenden Bodenbearbeitung mit dem Pflug Oberflächlicher Wasserabfluss und Bodenabtrag infolge einer infiltrationshemmenden Bodenverschlämmung

8 Konservierende Bodenbearbeitung mit Mulchsaat: Erosionsminderung/-verhinderung durch Schutz der Oberfläche vor Verschlämmung

9 Bodenbiologische Aktivität in Abhängigkeit von der Bodenbearbeitung Anektische Regenwürmer [Ind. / m²] Pflug Kons.-L. Kons. Regenwurmdichte Direkt Herbst 2000 Bodentiefe [cm] Konventionell C mic -1 [µg*g TS] Konservierend-Locker Frühjahr 2001 Bodentiefe [cm] Konservierend C mic -1 [µg*g TS] Direktsaat Mikrobielle Biomasse

10 Folgewirkungen hoher biologischer Aktivität in der Ackerkrume hohe Aggregatstabilität geringe Verschlämmung verminderte Wassererosion Voraussetzung: Belassen von Mulchmaterial an der Bodenoberfläche

11 Infiltration bei Niederschlagssimulation auf konventionell und dauerhaft konservierend bearbeiteter Fläche (Sächs. Lößhügelland, W.-Gerste (Bestockung), 38 mm Regen / 20 min) 2,0 1,8 1,6 1,4 Infiltration [mm] 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Pflug Konservierend Beregnungsminute

12 Bodenabtrag bei Niederschlagssimulation auf konventionell und dauerhaft konservierend bearbeiteter Fläche (Sächs. Lößhügelland, W.-Gerste (Bestockung), 38 mm Regen / 20 min) 2,0 1,8 Infiltration [mm] 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Pflug Konservierend Bodenabtrag 25,3 g/m² Bodenabtrag 192,1 g/m² Beregnungsminute

13 Bodenerosion nach einem Gewitter nach konventioneller bzw. konservierender Bearbeitung (Niederschlag: 55 mm/45 min, Sächsisches Lößhügelland) Pflug Dauerhaft konservierend

14 Welche Effekte der konservierenden Bodenbearbeitung verbessern die Wasserinfiltration in den Boden und mindern den Boden- und Stoffaustrag? Stabile, wenig verschlämmende Bodenstruktur bzw. höhere Aggregatstabilität durch höheren Humusgehalt und höhere mikrobielle Aktivität in der Ackerkrume. Schutz der Bodenoberfläche durch Mulchmaterial. Mehr Grob- bzw. Makroporen durch Steigerung der Regenwurmzahl. Erhalt der höheren Makroporendichte und Makroporenkontinuität durch Pflugverzicht.

15 Relative Boden- und P-Abträge bei Niederschlagssimulation in Abhängigkeit von der Bodenbearbeitung (Variante Pflug = 100) Standort Parameter Variante Pflug Variante Konservierend Sächsisches Lößhügelland Boden-Abtrag P -Gesamt* -Abtrag ,6 21,5 Bodenart Ut4 P -H20-löslich* -Abtrag ,1 *: Die Fraktionen beinhalten auch das im abfließenden Wasser gelöste P

16 Handlungsfeld Bodengefügeschutz - Minderung von Knetung, Scherung und Verdichtung des Bodens

17 Maßnahmen des vorsorgenden Bodengefügeschutzes Pflanzenbauliche Maßnahmen Verbesserung der Tragfähigkeit und der Wasserführung von Böden durch konservierende Bodenbearbeitung, Beachtung der aktuellen Bodenfeuchte. Landtechnische Maßnahmen Reifenverbreiterung (Reifeninnendruckabsenkung, Breitreifen, Zwillingsbereifung, Bandlaufwerke), Fahren außerhalb der Furche beim Pflügen (Onland-Pflügen), Anlage von Regelspuren, Reduktion der Radlast, Reduktion der Feldüberfahrten (Zusammenlegen von Arbeitsgängen)

18 Bodengefügeschutz bei der Bodenbearbeitung Höhere Tragfähigkeit durch konservierende Bearbeitung Größere Aufstandsfläche durch z. B. Bandlaufwerk sowie Fahren auf der Bodenoberfläche

19 Bodengefügeschutz beim Mähdrusch Zwillingsbereifung bzw. Gleisband beim Mähdrescher

20 Bodengefügeschutz bei Transportarbeiten Einsatz eines Überladewagen zum Abtransport des Erntegutes

21 Vertikale Spannung [kpa] Reifeninnendruck 1,6 bar Reifeninnendruck 0,8 bar 0 20 cm 40 cm Bodentiefe Traktorreifen 710/70R38; Radlast 2,5 t; pf 2; konservierend bestellt

22 Die Umstellung auf Konservierende Bodenbearbeitung ist nicht nur der Austausch eines Bodenbearbeitungsgerätes. Es handelt sich um eine Systemumstellung, auf die auch entsprechend umfassend reagiert werden muss.

23 Anpassungsbedarf bei konservierender Bodenbearbeitung Strohmanagement (Häckselqualität, Strohverteilung) Stoppel- und Grundbodenbearbeitung sowie Saatbettbearbeitung (Notwendigkeit, Geräteauswahl..) Entwicklung und Einsatz funktionsfähiger Mulchsaat- bzw. Direktsaattechnik Durchwuchs- und Unkrautmanagement (z.b. Trespe, Distel) Krankheits- (z. B. Fusarium, DTR) und Schädlingsmanagement (z. B. Schnecken, Mäuse) Düngungsstrategie.

24 Fusariuminfektion und Ausbreitung des Pilzes in der Pflanze Pilzwachstum auf Pflanzenresten (Maisreste!) auf/an der Bodenoberfläche Sporenbildung Infektion von Blättern und Weizenblütchen Mycelwachstum in Blüte, Infektion von Spelzen und Kornanlagen partielle Taubährigkeit und Mykotoxinbildung im Korn

25 Risikofaktoren für die Fusariuminfektion Witterung Fruchtfolge Vorfrucht* Sortenwahl* Pflanzenreste* *Acker-/pflanzenbaulich beeinflussbare Faktoren

26 Maßnahmen gegen Fusariuminfektionen bei konservierender Bodenbearbeitung Fruchtfolge Vorfrucht Sortenwahl Rotteförderung (insbes. nach Maisvorfrucht)

27 Einfluss der Vorfrucht auf das Befallsrisiko stark befallsfördernd: -Körnermais -Silomais -Feldgras -Winterweizen wenig befallsfördernd: -Zuckerrüben -übriges Getreide -Kartoffeln -Raps

28 Maßnahmen gegen Fusariuminfektionen bei konservierender Bodenbearbeitung Fruchtfolge Vorfrucht Sortenwahl Rotteförderung (insbes. nach Maisvorfrucht!)

29 Die Sortenwahl stellt die zentrale Maßnahme zur Minderung des Fusariumbefalls dar Gering fusariumanfällige Weizensorten (Sachsen, 2005) Bussard (E) Enorm (E) Petrus (A) Moldau (A) Applaus (A) Mewa (A) Toni (A) Arminius (A) Sokrates (A) Romanus (B) Atlantis (B) Centrum (B) Herrmann (C) Solitär (B) Hybred (B) Toras (A) Sobi (A) Empire (E) SW Maxi (E) Magister (E) Impression (A) Lahertis (A)

30 Maßnahmen gegen Fusariuminfektionen bei konservierender Bodenbearbeitung Fruchtfolge Vorfrucht Sortenwahl Rotteförderung (insbes. nach Maisvorfrucht!)

31 Rotteförderung = nachhaltige Beseitigung von Fusariuminokulum!

32 Optimierung rottefördernder Maßnahmen insbesondere nach Maisvorfrucht 1. Häckseln / Mulchen der Maisrückstände. 2. Einmischen in die oberste Bodenschicht (0 15 cm)

33 DON-Gehalt in Abhängigkeit von Bodenbearbeitung, Rotteförderung und Blütebehandlung. Winterweizen (Sorte: Sokrates) nach Körnermais, 2004 (hoher Befallsdruck, Rohware, HPLC-Analyse) Blütenbehandlung* Bodenbearbeitung Vorheriger Mulchereinsatz DON-Gehalt [µg/kg Korn] Pflug Pflug Pflug Pflug x Grubber x Grubber x Grubber x Grubber * Wirkstoffe: Prothioconazole, Spiroxamine

34 Strategien zur Förderung bodenschonender Maßnahmen in Sachsen Fachinformationen durch 16 Konsultationsbetriebe, Arbeitskreise (z.b. IG Trinkwassertalsperre Saidenbach, AK Konservierende Bodenbearbeitung), Fachberatung zu bodenschonenden Maßnahmen, Informationen zum Bodenschutz im LfL-Internetportal Boden, Maschinenvorführungen und Feldtage, Akzeptanzsteigerung durch Demonstration der Wirkungen der konservierenden Bodenbearbeitung (Feldversuche usw.), Förderung (Programm Umweltgerechte Landwirtschaft des Freistaates Sachsen).

35 Entwicklung der in Sachsen im Rahmen des Agrarumweltprogrammes Umweltgerechte Landwirtschaft geförderten konservierend bestellten Ackerflächen Fläche [ha] Ackerfläche gesamt davon Mulchsaaten

36 Zusammenfassung und Ausblick Die konservierende Bodenbearbeitung ist die zentrale Maßnahme des vorsorgenden landwirtschaftlichen Bodenschutzes mit direkten Wirkungen für den Gewässer- und Hochwasserschutz. Bei Anpassung an die regionalspezifischen Standorteigenschaften ist die konservierende Bodenbearbeitung überall und bei allen Fruchtarten ohne Ertragseinbußen möglich. Damit steht ein flächenhaft wirksames Werkzeug für einen umfassenden Bodenschutz zur Verfügung. Die Neuartigkeit der dauerhaft konservierenden Bodenbearbeitung macht die Erarbeitung und Demonstration von acker- und pflanzenbaulichen Anpassungsstrategien erforderlich. Insgesamt stellt die konservierende Bodenbearbeitung eine zukunftsweisende und -sichernde Weiterentwicklung des Ackerbaus dar.

37 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Weitere Informationen:

38 Fruchtart Erträge des Versuchsstandortes Methau in den Jahren 1998 bis 2004 Variante Ertrag [dt/ha] Mittel Zu.-rüben Pflug Grubber Dutzi I Dutzi II Wi. -weizen Pflug Grubber Dutzi I Dutzi II Wi.-gerste Pflug Grubber Dutzi I Dutzi II

39 Mähdrescher 500 vertikale Spannung [kpa] * * 20 cm Tiefe 40 cm Tiefe 0 Class Lexion 450 Fabrikat: Reifentyp: 650/75R32 Radlast 8,3 t Berechn. Kontaktfläche: 0,32 m² Reifeninnendruck: 2,8 bar feuchter Boden (pf 2). konservierend bearbeitet 500/ ,6 t 0,17 m² H 2 O Claas Lexion 480 mit Gleisbänder 200x65cm² 10 t 1,3 m² - 500/70R24 3 t 0,17 m² 3,9 bar Claas Lexion 450 mit Zwilling 710/75R R42 8,2 t 0,67 m² 1,0 bar 500/ ,6 t 0,17 m² 1,5 bar

40 Vergleich verschiedener Parameter nach konventioneller und achtjährig konservierender Bodenbearbeitung bzw. Direktsaat Pflug Konservierend I Direktsaat Konservierend II Mulchbedeckung [%] Wasserstabile Aggregate [%] Humus* [%] 2,0 2,2 2,6 2,5 Mikrobielle Biomasse [µg C mic / g TS Boden]* Regenwürmer [Anzahl m -2 ] davon Tiefgräber (L. terrestris] Makroporen [Zahl m -2 ] * Bodenschicht 0 5 cm

41 Beregnungsanlage