Humusbilanzen – Konzepte, Anwendung und Perspektiven · nach Leithold et al., 1997) für die...

PflanzlicheProduktion VDLUFA-Schriftenreihe68

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Humusbilanzen – Konzepte, Anwendung und Perspektiven

C. Brock1, U. Franko2, H.-R. Oberholzer3, K. Kuka2, G. Leit-hold1,H.Kolbe4,J.Reinhold51Justus-Liebig-Universität,Giessen,2Helmholtz-ZentrumfürUmweltforschung,Halle(Saale), 3Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon, Zürich,4SächsischeLandesanstaltfürLandwirtschaft,Nossen,5FörderverbandHumuse.V.,Zossen

1. Einleitung

HumusbilanzenhabensichalsMethodenzurBewertungderInteraktionenzwi-schenBewirtschaftungundorganischerBodensubstanzinAckerbausystemenetabliert.Allerdingsweist die kontroversgeführteundmitunter heftigeDiskus-sionder Instrumenteund ihrerParametrisierungenaufdenBedarfeinersyste-matischenAufarbeitung derMethoden hin.Hierzu präsentiert der vorliegendeBeitrag Ergebnisse, die im Rahmen von zwei Workshops der Unterarbeits-gruppe„Validierung“inderVDLUFA-AGzurHumusbilanzerstelltwurden(Brocketal.,2012).

2. Konzeptionelle Systematisierung von Humusbilanzmethoden

Unter demBegriff „Humusbilanz“ sind zumindest zweimethodischeKonzeptezusammengefasst, die jeweils eine unterschiedliche Zielsetzung und damitentsprechend auch einen unterschiedlichen Anwendungsbereich aufweisen(Abb. 1): „Agronomisch“ orientierte Methoden bewerten die Humusreproduk-tion inAckerbausystemenmitBlick auf dieProduktivität derBöden, ohneeinequantifizierbareAussagezurVeränderungderHumusvorrätezubeabsichtigen.„Bodenökologisch“orientierteMethodenwiederumzielengeradeaufdieQuanti-fizierungdesEinflussesvonAckerbausystemenaufdieHumusvorräteab,ohneimplizitdieProduktivitätzuberücksichtigenoderzubewerten.

NebendenjeweilsklareinemKonzeptzuzuordnendenMethodenkönnenaller-dingsauchAnsätzeidentifiziertwerden,dieeineKombinationbeiderKonzepteaufweisen.

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Abb.1: Vorschlag zur konzeptionellen Systematisierung von Humusbilanz-methodennachBrocketal.(2012)

Es ist anzumerken, dass Aussagen „agronomischer“ Humusbilanzmethodendurchaus einen Bezug zur Veränderung der Humusvorräte haben können,jedochausmethodischenGründennichtimSinneeinerPrognosederEntwick-lungderHumusvorräte.Letztere istnurmitAnsätzendes „ökologischen“Kon-zeptesmöglich.

3. Aktuelle Ansätze im deutschsprachigen Raum

Dieaktuell imdeutschsprachigenRaumfürdieAnwendungzurVerfügungste-hendenHumusbilanzansätze sind in Tabelle 1mitHinweisen zurAnwendungbzw.BedeutunginderPraxisaufgeführt.

ZwischendenMethodenbestehenz.T.erheblicheUnterschiedebeidenAnsät-zen zur Koeffi zientengenerierung (Tab. 2). Weiterhin werden in der Bilanz-berechnung verschiedene Bewirtschaftungs- und Standortfaktoren in sehrunterschiedlichemUmfangberücksichtigt(Tab.3).EsergebensichdaherauchunterschiedlicheAussagenbeidenOutput-Parametern(Tab.4).

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Tab.1: Aktuell imdeutschsprachigenRaumverfügbareHumusbilanzmetho-denundderenAnwendung

Humusbilanzansatz Anwendung/Bedeutung in der Praxis

VDLUFA(VDLUFA2004) AktuelleStandardmethodeinDeutsch-land

Humuseinheitenmethode(HEnachLeitholdetal.,1997)

fürdieAnwendungimökologischenLandbauangepasst,dorthäufigver-wendet

StandortangepassteHumusbilanzSTAND(Kolbe2007,2010)

AdaptionderVDLUFA-MethodemitStandort-Differenzierung.InSachsenstandardmäßigangewendet

DynamischeHumuseinheitenme-thode(Hülsbergen,2003)

HumusbilanzierungaufGrundlageeinesModellszurN-DynamikimSystemBoden-Pflanze.U.a.angewen-detimRahmendesDLG-Zertifikates„NachhaltigeLandwirtschaft“

HumusbilanzmethodenachNey-roud(1997)

StandardmethodezurHumusbilanzie-runginderSchweiz

HumusbilanzmodellHU-MOD(Brocketal.,2008,2012)

ModellzurreproduzierbarenBerech-nungvonHumusbilanzkoeffizienten

Candy-Carbon-BalanceCCB(Frankoetal.,2011)

ModellzumUmsatzorganischerBodensubstanzfürdenEinsatzunterPraxisbedingungen

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Tab.2: Ansätze der Koeffizientengenerierung bei den hier dargestelltenHumusbilanzmethoden

Methode Ansatz / Koeffizientengenerierung

VDLUFA statische Koeffizienten zu org. Düngerbedarf (Humus-bedarf) bzw. org. Düngungsleistung (Humusersatz) vonFruchtartenundDüngern,inDauerfeldversuchenmitFakto-renFruchtfolgeundDüngungabgeleitet(untereWerte)bzw.heuristischmit Bezug auf steigendeErtragsniveaus ange-paßt(obereWerte)

HEnachLeitholdetal.

AnsatzwieVDLUFA;KoeffizientenmodifikationgegenüberVDLUFAaufGrundlagevonAnnahmenzurN-Dynamik imSystemBoden-Pflanze

STAND Ansatzwie VDLUFA; EmpirischeKoeffizientenanpassungauf Grundlage von Humus-Mengenänderungen in Dauer-feldversuchen

DynamischeHE

Ausweisung von Humusbilanzkoeffizienten mit einemModellzurN-DynamikimSystemBoden-Pflanze,sowiemitempirischermitteltenWertenzurHumusersatzleistungvonPflanzenbiomasseundDüngern

Neyroud BerechnungderHumusbilanzmit statischenKoeffizientenauf Grundlage von Ackerflächenverhältnis, org. DüngungundangenommenemstandorttypischenBoden-C-Gehalt

HU-MOD Ausweisung von Humusbilanzkoeffizienten mit einemModellzurC-undN-DynamikimSystemBoden-Pflanze

CCB Ausweisung von Mengenänderungen der OBS mit einemC-Umsatzmodell

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Tab.3: BerücksichtigungvonStandort undBewirtschaftung indeneinbezo-genenHumusbilanzmethoden

Methode Berücksichtigte Faktoren

Bewirtschaftung Standort

VDLUFA Fruchtfolge,org.Dün-gung

---

HEnachLeitholdetal.

Fruchtfolge,org.Dün-gung,Landbausystem

(ÖKO/KON)

---

STAND Fruchtfolge,org.Dün-gung

Standortklassen

DynamischeHE Fruchtfolge,Erträge,org.Düngung,min.Düngung

StandortspezifischeN-Verwertung

Neyroud Ackerflächenverhältnis,org.Düngung

StandorttypischerC-Gehalt,Bodentextur,

pH

HU-MOD Fruchtfolge,Erträge,org.Düngung,min.Düngung

StandortspezifischeN-Verwertung,stand-ortspez.OBS-CN-Ver-

hältnis

CCB Fruchtfolge,Erträge,org.Düngung

Bodenart/Textur,Klima,OBS-Ausgangsmenge(weitereDatenoptional)

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Tab.4: Output-ParameterdereinbezogenenHumusbilanzmethoden

Methode Output

VDLUFA SaldoderorganischenDüngungunterBerücksichti-gungvonFruchtfolge-undDüngerleistungen

HEnachLeitholdetal.

DynamischeHE SaldoderorganischenDüngungunterBerücksichti-gungvonFruchtfolge-undDüngerleistungen,SaldoderHumusversorgungHU-MOD

STAND SaldoderHumusversorgung(=Saldohumusabbau-enderundhumusaufbauenderMaßnahmen)

Neyroud

CCB OBS-C-Änderung,OBS-C-Bilanz,N-Bilanz,wirksameMineralisierungszeit

MethodischbedingtsindsoinunterschiedlichemMaßeAussagena)zumDün-gebedarfdesBodenszumErhalt derBodenproduktivitätbzw.b) zurVerände-rungderHumusvorrätemöglich(Tab.5).

Der Stand der Validierung ist bei den hier betrachtetenMethoden (noch) sehrunterschiedlich. Eine vergleichende Evaluation der aktuell verfügbaren/ange-wendetenMethoden istwünschenswertundwird imArbeitskreis „Validierung“derVDLUFA-AGzurHumusbilanzunternommen.

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Tab.5: AussagenderbewertetenHumusbilanzmethodenzuBodenprodukti-vitätundHumusvorräten

Methode Aussage zum Dünge-bedarf zum Erhalt der

Bodenproduktivität

Aussage zur Veränderung der Humusvorräte

VDLUFA org.DüngerbedarffüroptimaleErträgeund

N-Effizienz

beiausgeglichenemSaldostellensichangepaßteHumusvorräteein.

STAND org.DüngerbedarffüroptimaleErträgeund

N-Effizienz

QuantifizierungvonOBS-Änderungen

HEnachLeitholdetal.

org.DüngerbedarffürErhaltderHumusvorrätealszentralerFaktorderBodenproduktivität

unzureichendeHumusver-sorgungbewirktAbnahme

derHumusvorräte

DynamischeHE

org.DüngerbedarffürErhaltderHumusvorrätealszentralerFaktorderBodenproduktivität

QuantifizierungvonOBS-Änderungen

HU-MOD Implizit RelativeÄnderungderOBS-VorrätegegenüberVornut-

zung

Neyroud org.DüngerbedarffürdenErhaltderHumus-

vorräte

Implizit

CCB Implizit QuantifizierungvonOBS-Änderungen

4. Literaturangaben

Brock,C.,Franko,U.,Oberholzer,H.-R.,Kuka,K.,Leithold,G.,Kolbe,H.,Rein-hold,J.,2012:HumusbalancinginCentralEurope–concepts,stateoftheart,andperspectives.J.PlantNutr.SoilSci.[angenommen].

-Bibliographische Angaben zu den zitierten Modellbeschreibungen im obenangegebenenArtikel-