FRIBO : Freiburgisches Bodenbeobachtungsnetz 1 FRIBO: Freiburgisches Bodenbeobachtungsnetz Die ersten Probeentnahmen im Rahmen des FRIBO fanden zwischen 1987 und 1991 statt. Ziel des Beobachtungsnetzes ist, pedologische, agronomische und umweltrelevante Informationen der freiburgischen Böden zu sammeln. Um das aktuelle landwirtschaftliche Netz zu ergänzen wurde zwischen 2004 und 2006 ein urbanes Netz hinzugefügt. Dieses besteht aus 53 Standorten im städtischen Raum. Mit den gewonnenen Kenngrössen ist es möglich die langfristige Entwicklung der Bodenfruchtbarkeit zu beobachten. Gleichzeitig können Einflüsse, natürlicher oder menschlicher Art, auf das Bodensystem erkannt werden. Die 250 Standorte des FRIBO decken fast 100'000 ha Land ab (~76'500 ha landwirtschaftliche Nutzfläche und ~20'500 ha Alpweiden) und repräsentieren somit die gesamte landwirtschaftlich genutzte Fläche des Kantons Freiburg. Jährlich werden 50 Standorte beprobt. Jeder einzelne Standort wird also alle fünf Jahre einmal untersucht, was jeweils einen Zyklus ergibt. Im Jahre 2006 konnte somit der vierte Zyklus abgeschlossen werden. Die landwirtschaftlichen Standorte wurden gemäss ihrer Nutzung in drei Typen eingeteilt: Fruchtfolgeflächen, Dauerwiesen und Alpweiden. Dies hilft die Gültigkeit der statistischen Interpretationen zu erhöhen. See-Bezirk Broye Sarine Sense-Bezirk Glâne Gruyère Veveyse FRIBO Standorte Fruchtfolgeflächen Dauerwiesen Alpweiden IA G, 15.6.2007, tn Karte 1 : Landwirtschaftliche FRIBO Standorte und ihre Nutzung
FRIBO : Freiburgisches Bodenbeobachtungsnetz 2 Gesamthaft werden 37 chemische, physikalische und biologische Kenngrössen analysiert. Im FRIBO Bericht werden jedoch nur 18 dieser Kenngrössen präsentiert. Zur Interpretation sind die Resultate in vier Kategorien aufgeteilt: 1- physikalisch-chemische Eigenschaften des Bodens (Humus und ph) 2- Nährstoffe (P, K, Mg, Ca, B, Fe und Mn) 3- Schwermetalle (Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb und Zn) 4- Bodenbiologische Kenngrössen (Biomasse ATP und die org. Kohlenstoffmineralisierung) Wir beschränken uns hier auf die Präsentation der wichtigsten Parameter. Organischer Substanz (Humus) Für das Pflanzenwachstum ist die organische Substanz von grosser Bedeutung. Sie dient als Nährstoff- und Wasserspeicher. Ebenso begünstigt die organische Substanz die Bildung und die Stabilität der Bodenstruktur. organische Substanz (%) 10 9 8 7 6 5 4 3 Zyklus 1 (1987-1991) Zyklus 2 (1992-1996) Zyklus 3 (1997-2001) Zyklus 4 (2002-2006) 3.5 3.4 3.4 3.3 5.0 5.1 5.1 5.3 8.1 8.6 9.1 8.9 2 1 0 Fruchtfolgeflächen Dauerwiesen Alpweiden Abbildung 1: Entwicklung der organischen Substanz - Mittelwerte Im Kanton Freiburg bleibt der Gehalt der organischen Substanz stabil auf einem erfreulichen Niveau (Graphik 1). Die unterschiedliche Nutzung, insbesondere die Bodenbearbeitung, erklärt die Differenz zwischen Ackerflächen, Naturwiesen und Alpweiden
FRIBO : Freiburgisches Bodenbeobachtungsnetz 3 Der ph-wert Der ph-wert beeinflusst die chemischen, physikalischen und biologischen Bodeneigenschaften und somit das Pflanzenwachstum direkt und indirekt. In Böden mit einem tiefen ph-wert können zudem Schwermetalle in die Bodenlösung und somit ins Grundwasser gelangen. Im Kanton Freiburg hat sich der ph-wert während der Beobachtungsdauer nicht verändert. Er liegt jedoch verbreitet auf einem tiefen Niveau (speziell im Sensebezirk), was punktuell Korrekturmassnahmen verlangt. Eine regelmässige Unterhaltskalkungen ist nötig um eine Versauerung zu vermeiden. See-Bezirk Broye Sarine Sense-Bezirk Glâne Gruyère Veveyse ph - Wert stark sauer sauer schwach sauer neutral schwach basisch Abbildung 2: ph Werte des vierten Beprobungszyklus basisch IAG, 15.6.2007, tn
FRIBO : Freiburgisches Bodenbeobachtungsnetz 4 Die Nährstoffe Die Nährstoffe versorgen die Pflanzen mit allen zum Wachstum notwendigen Elementen. Bei einem Mangel eines einzelnen Nährstoffs wird das Wachstum der Pflanzen beeinträchtigt. Der Überschuss eines Elementes kann toxisch auf die Pflanze wirken und gleichzeitig Schäden im gesamten Ökosystem verursachen. Phosphor Bezüglich der Nährstoffe kann festgestellt werden, dass der lösliche Phosphor (Dirks- Scheffer-Methode) abnahm (siehe Abbildung 3). löslicher Phosphor (Index) 25 20 15 10 5 19.7 16.7 14.8 13.4 14.0 9.4 9.0 10.3 Zyklus 1 (1987-1991) Zyklus 2 (1992-1996) Zyklus 3 (1997-2001) Zyklus 4 (2002-2006) 5.3 4.3 4.6 4.9 0 Fruchtfolgeflächen Dauerwiesen Alpweiden Abbildung 3: Entwicklung des Gehalts an löslichem Phosphor Mittelwerte Die Phosphorreserven (AA+EDTA-Methode) sind trotzdem genügend, was einen Phosphormangel verhindert. Die Ackerflächen weisen die höchsten Phosphorgehalte auf. Der Grund für die Abnahme des löslichen Phosphors liegt bei der Verminderung des ausgebrachten phosphorhaltigen Düngers, auch Dank der Einführung des ÖLN. Die Versorgung der Pflanzen mit ausreichend Phosphor ist weiterhin gewährleistet. Phosphorreserven (ppm) 90 80 70 60 50 40 30 20 83.4 83.8 81.4 82.3 61.8 60.1 56.1 54.3 Zyklus 1 (1987-1991) Zyklus 2 (1992-1996) Zyklus 3 (1997-2001) Zyklus 4 (2002-2006) 23.6 21.4 22.5 19.7 10 0 Fruchtfolgeflächen Dauerwiesen Alpweiden Abbildung 4: Entwicklung der Phosphorreserven Mittelwerte
FRIBO : Freiburgisches Bodenbeobachtungsnetz 5 Andere Nährstoffe Die Gehalte an Kalium und Magnesium sind tendenziell gestiegen. Der Gehalt von Calcium ist stabil geblieben. Spurenelemente Das Spurenelement Bor musste bei einem Grossteil der Standorte in die Versorgungsklassen "mässig" und "arm" eingestuft werden (siehe Abbildung 5). Bis zum dritten Probezyklus sind die Borgehalte der Ackerflächen immer gesunken. Im vierten, aktuellen Zyklus haben sich die Werte erholt. Es scheint, dass die Landwirte heute der Düngung mit Bor die nötige Beachtung schenken. Besonders bei Kulturen wie Zuckerrüben, Raps und bei gewissen Gemüsekulturen ist dies besonders wichtig. See-Bezirk Broye Sarine Sense-Bezirk Glâne Gruyère Veveyse Bor arm mässig optimal Vorrat Überschuss IAG, 15.6.2007, tn Abbildung 5: Borgehalt vierter Beprobungszyklus
FRIBO : Freiburgisches Bodenbeobachtungsnetz 6 Schwermetalle Der Gehalt an Schwermetallen widerspiegelt die Präsenz von zwei verschiedenen Muttergesteinen im Kanton Freiburg. Die Voralpen weisen hohe Cadmium- und Zinkgehalte natürlicher Herkunft auf. Im Mittelland finden sich dagegen hohe Chrom- und Nickelgehalte, die auf das vorherrschende Moränematerial zurückzuführen sind. Eine Belastung durch Schwermetalle kann auch von anthrophogenen Quellen stammen. Für Kupfer und Zink sind dies oft Pflanzenschutzmittel (Fungizide). Der Einsatz von bestimmten Düngern oder Klärschlamm kann ebenfalls zu einer Belastung (Chrom) führen. Eine Abnahme verschiedener Schadstoffe (Cadmium, Kobalt, Kupfer, Nickel, Blei und Zink) konnte festgestellt werden. Die Fachliteratur bestätigt, dass die Belastung durch den atmosphärischen Eintrag oder durch Futtermittelzusätze abgenommen hat. Das Verbot von Klärschlamm in der Landwirtschaft kann ebenfalls bereits erste positive Effekte haben. Bodenbiologie Als biologische Indikatoren der Bodenfruchtbarkeit sind die Biomasse ATP (Menge der Mikroorganismen) und die organische Kohlenstoffmineralisation (die verrichtete "Arbeit" dieser Mikroorganismen) analysiert worden. Die Menge der Mikroorganismen und deren verrichtete Arbeit werden durch die Bodenbearbeitung negativ beeinflusst. Dies erklärt das geringe Vorhandensein von Mikroorganismen in Fruchtfolgeflächen. Die Biomasse ATP hat allgemein abgenommen, dies könnte jedoch auf natürliche Schwankungen zurückzuführen sein. Die organische Kohlenstoffmineralisation bleibt während der gesamten Bobachtungsperiode konstant. Ein hoher Anteil an Kunstwiese in der Fruchtfolge ist die beste Garantie für die Erhaltung der Fruchtbarkeit der Böden. Schlussfolgerungen Nach 20 Jahren gestattet uns das FRIBO eine objektive Aussage zum Zustand der landwirtschaftlichen Böden. Die genaue Auswertung der beobachteten chemischen und biologischen Kenngrössen erlaubt die Feststellung, dass unter den heutigen Bedingungen die Bodenfruchtbarkeit der freiburgischen Landwirtschaftsböden gewährleistet ist. Als wichtige Punkte können hervorgehoben werden: - der Humusgehalt blieb stabil. - der ph- Wert ist stabil, jedoch sind regelmässige Unterhaltskalkungen nötig um eine Versauerung zu vermeiden. - Das Risiko von Phosphorverlusten in die Umwelt ist mit der Abnahme des löslichen Phosphors gesunken. Dies ist vor allem der Einführung des ÖLN zu verdanken. - Kalium sollte nur noch dort gedüngt werden, wo es gemäss der Nährstoffbilanz nötig ist. - eine leichte Abnahme der Schwermetallgehalte ist festgestellt worden - Zur Erhaltung der biologischen Aktivität des Bodens muss ein bedeutender Kunstwiesenanteil in der Fruchtfolge vorhanden sein. Mit dem vierten Beprobungszyklus steigt die Zuverlässigkeit der Resultate. Die statistischen Analysen erlauben uns signifikante Veränderungen nachzuweisen. Mit jedem zusätzlichen Beprobungszyklus werden die bereits vorhanden Resultate noch an Wert gewinnen. Das FRIBO bringt nur dann einen optimalen Nutzen, wenn die damit gewonnen Erkenntnisse auch bis zu den verschiedenen Bewirtschaftern des Bodens gelangen