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Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und GeologieFreistaat Sachsen

Erosionsvermeidung durchpfluglose Bodenbearbeitung

Dr. Walter Schmidt

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

Freistaat Sachsen

Gliederung

• Erosionsschutz auf Ackerflächen – Handlungsbedarf

• Wassererosionsmindernde Wirkung von konservierender Bodenbearbeitung und Direktsaat

• Grundlagen zur dauerhaften Anwendung der konservierenden Bodenbearbeitung und Direktsaat

• Schlussfolgerungen und Ausblick


Freistaat Sachsen

HandlungsfeldMinderung bzw. Verhinderung der Wassererosion

F. Arnold


Freistaat Sachsen

• Erhalt des Produktionsfaktors Boden

• Vermeiden von Schäden außerhalb von Ackerflächen

• Umsetzung gesetzlicher Anforderungen -> BBodSchG -> Cross Compliance -> EU-Wasserrahmenrichtlinie -> FFH-Richtlinie -> EU-Bodenschutzrichtlinie….

• Anpassung an Klimawandel -> Zunahme erosiver Starkregenereignisse -> Zunahme von Trockenperioden

Gründe für dringenden Handlungsbedarf im Bereich Erosionsschutz (Auswahl):


Freistaat Sachsen

Hauptprobleme der Landwirtschaft in Sachsen hinsichtlich Umsetzung der EU-Wasserrahmenrichtlinie sind die diffusen Stoffeinträge in Grundwasser und Oberflächen- gewässer, v. a.:

► Nitratauswaschung

► P –

Einträge in Oberflächengewässervor allem durch Bodenerosion

Umsetzung der EU-Wasserrahmenrichtlinie in Sachsen


Freistaat Sachsen

Vermeiden der P-Einträge in Oberflächengewässer

Foto: Dr. Strobel -LfA


Freistaat Sachsen

Nutzen des Erosionsschutzes

• Erhalt der Ertragsfähigkeit der Ackerfläche.

• Kein Verlust von Nährstoffen durch Bodenabtrag.

• Keine externen Schäden durch Schlammabspülungen.

• Verminderung der Nährstoffbelastung von Gewässern.


Freistaat Sachsen

Hauptursache der Wassererosion auf Ackerflächen:

Bild LfL Bayern

Oberflächenverschlämmung durch Bodenkrümelzerfall und dadurch gehemmte Wasserversickerung


Freistaat Sachsen

Wirksamste Maßnahme:Dauerhaft konservierende

Bodenbearbeitung/Direktsaat

Schutz der Bodenoberfläche vorWasser-

und Winderosion:

Mulchauflage und Stabilisierung der Bodenkrümel


Freistaat Sachsen

Effekte der konservierenden Bodenbearbeitung und Direktsaat im Hinblick auf Wassererosionsminderung

im Vergleich zu gepflügten Flächen:

•

Stabile, wenig verschlämmende Bodenstruktur durch höhere Aggregatstabilität bei gleichzeitiger Mulchbedeckung.

•

Mehr Makroporen durch Steigerung des Regenwurmbesatzes.

•

Erhalt der höheren Makroporendichte und Makroporenkontinuität durch Pflugverzicht.


Freistaat Sachsen

Pflug Konservierend

Org. Substanz (0-5 cm) [%] 1,6 2,1

Mikrobielle Biomasse [μg*g-1TS] 260 532

Relative Aggregatstabilität 100 110

Gehalt an organischer Substanz, mikrobielle Biomasse und relative Aggregatstabilität in Abhängigkeit von der

Bodenbearbeitung (Sächs. Lößhügelland, Bodenart Ut4)

(Nitzsche, 2000)


Freistaat Sachsen

0

50

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m²]

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m²]

Pflug

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L.

Kons.

Direkt

Regenwürmer (gesamt) Regenwürmer (tiefgrabende Arten)

Regenwurmabundanz in Abhängigkeit von der Bodenbearbeitung

(Krück, 2000)


Freistaat Sachsen

Wirkungen von Regenwürmern

….sie erzeugen stabileBodenkrümel

….sie erzeugen vielegroße Poren

Verbesserung der Wasserversickerung


Freistaat Sachsen

Folgewirkungen hoher biologischer Aktivität in der Ackerkrume

hohe Aggregatstabilität

geringe Verschlämmung

verminderte Wassererosion

Voraussetzung:Belassen von Mulchmaterial an der Bodenoberfläche


Freistaat Sachsen

0,0

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Infil

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n[m

m]

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20Beregnungsminute

PflugKonservierend

Wasserinfiltration und Bodenabtrag auf gepflügter und langjährig konservierend bearbeiteter Fläche

(Sächsisches Lößhügelland, Niederschlag: 38 mm in 20 Minuten)

InfiltrationsratenPflug: 55 %Konservierend: 93 %

BodenabtragPflug: 246 g/m²Konservierend:36 g/m²P-Austragsmin-

derung durch kons. BB:

~ 90%(Nitzsche, 2000)


Freistaat Sachsen

Optimierung Erosionsschutz durch Optimierung der Wasserinfiltration Beispiel Direktsaat zu Mais


Freistaat Sachsen

Infiltrationsverlauf bei Simulation eines Starkregenereignisses von 38 mm in 20 min (Direktsaat Mais in Futterroggen)

0,00,20,40,60,81,01,21,41,61,82,0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Beregnungszeit [min]

Infil

trat

ion

[mm

/min

]

Beregnung 1Beregnung 2Beregnung 3

Sedimentabtrag bei Simulation eines Starkregenereignisses von 38 mm in 20 min (Direktsaat Mais in Futterroggen; 1 g/m² enspr. 10 kg/ha!)

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Beregnungszeit [min]

Sedi

men

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rag

(g/m

²)

Beregnung 1Beregnung 2

Beregnung 3

Infiltration auf Mais-Direktsaatfläche 2007

Bodenabtrag auf Mais-Direktsaatfläche 2007

Beregnungsversuch:38 mm / 20 min(3 Messwieder-

holungen)

Vorfrucht: Weidelgras


Freistaat Sachsen

Bodenerosion nach einem Gewitter(Niederschlag: 55 mm/45 min, Sächsisches Lößhügelland)

Dauerhaftkonservierend

↓

Pflug(nach 8 Jahren ohne Pflug)

↓

Warum dauerhaft

konservierende Bodenbearbeitung?


Freistaat Sachsen

Konservierende Bodenbearbeitung verbessert das Wasserangebot auf Ackerflächen, da:

• die Mulchbedeckung die unproduktive Verdunstung senkt,

• bei starken Niederschlägen das Wasser besser versickert, wodurch mehr Wasser gespeichert werden kann.

• durch eine intensivere Durchporung der Unterboden besser durchwurzelt und erschlossen wird.

Anpassung an Klimawandel


Freistaat Sachsen

Gemessene Bodenwassergehaltsganglinien konventionell und konservierend bearbeiteter Böden im Lößhügelland

(Bodenart Ut4, Bodentiefe 20 cm)

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

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0,35

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0,45O

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Mär

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April

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April

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Mai

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Mai

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Juni

01

Juni

01

Juli

01

Juli

01

Datum

rel.

Bod

enw

asse

rgeh

alt

Pflug 20 cmKonservierend 20 cm


Freistaat Sachsen

Bodenbearbeitungsversuch Methau

-

Erträge in den Jahren1998 bis 2008 -

Mittelwerte aus den 4 Hangpositionen

(ZR: Zuckerrüben, WW: Winterweizen, WG: Wintergerste)Frucht-

art Variante Ertrag

(dt/ha)

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Mittel

ZR Pflug 612 557 720 657 637 516 824 642 675 524 570 630

Grubber* 647 591 685 620 681 547 742 668 759 426 652 638

Dutzi I** 717 661 744 580 670 514 753 673 740 447 652 650

Dutzi II*** 749 623 668 620 703 535 773 680 632 473 660 645

WW Pflug 72 85 77 82 66 60 83 76 74 73 80 75

Grubber* 73 85 69 91 70 60 82 81 73 76 83 77

Dutzi I** 68 86 73 90 70 59 82 84 77 81 81 77

Dutzi II*** 76 91 77 84 66 58 81 78 70 77 73 76

WG Pflug 46 51 70 90 51 50 88 49 50 56 58 60

Grubber* 46 64 76 90 55 58 89 57 58 66 70 66

Dutzi I** 48 63 67 97 56 57 96 62 56 68 79 68

Dutzi II*** 49 57 53 93 51 58 84 62 55 68 68 63

*: Arbeitstiefe: < 10 cm **: Dutzi I: Zinkenrotor, 1 x Krumenbasislockerung in FF-Verlauf *** Dutzi II: Zinkenrotor, 3 x Krumenbasislockerung in FF-Verlauf


Freistaat Sachsen

Die Umstellung auf dauerhaft konservierende Bodenbearbeitung und Direktsaat ist nicht nur

der Austausch eines Bodenbearbeitungsgerätes.

Es handelt sich um eine Systemumstellung im Acker-

und Pflanzenbau, auf die entsprechend

umfassend reagiert werden muss.


Freistaat Sachsen

Anpassungsbedarf bei konservierender Bodenbearbeitung und Direktsaat

- Arbeits- und Forschungsschwerpunkte -Technischer Bereich (Auswahl)• Prüfung, Bewertung und Demonstration von Bodenbearbeitungs-

technik.• Prüfung, Bewertung und Demonstration neuartiger Mulch- bzw.

Direktsaattechnik.

Acker-/pflanzenbaulicher Bereich (Auswahl)• Strohmanagement.• Durchwuchs- und Unkraut-/Ungrasmanagement.• Krankheits- (z. B. Fusarium, DTR) und Schädlingsmanagement

(z. B. Schnecken, Mäuse).• Düngungsstrategie und –technik.• Fruchtfolgegestaltung.


Freistaat Sachsen

Erfolgreiches Strohmanagement bei konservierender Bodenbearbeitung

Gleichmäßige Strohquerverteilung!(auf Verteileinrichtung am Mähdrescher achten!)

Kurze Häcksellängen!(auf Häckslermesser achten!)


Freistaat Sachsen

Konservierende Bodenbearbeitung - Bodenbearbeitungsgeräte

Grubber ScheibeneggeGeräteauswahl nach Erfordernis und Bodenzustand


Freistaat Sachsen

Prüfung und Begutachtung der Bearbeitungstechnik – Beurteilung des Bearbeitungs-Horizont


Freistaat Sachsen

Strategien gegen Weizendurchwuchs bei konservierender Bodenbearbeitung

• Keimförderung von Ausfallweizen

durch flach mischende Stoppelbearbeitung sofort nach der Getreideernte (kombiniert mit Walzengang bei trockenen Bedingungen) mit nachfolgend mechanischer/chemischer Weizenbekämpfung vor der Gerstenaussaat.

• Durchwuchsmindernde Fruchtfolgegestaltung:- z. B. Anbau von Triticale nach Winterweizen,- Anbau von Sommergetreide nach Winterweizen,- Anbau von Blattfrüchten nach Winterweizen,- Winterweizen nach Winterweizen (Krankheitsdruck!)


Freistaat Sachsen

Strategie gegen Fusariumbefall

bei konservierender

Bodenbearbeitung

Fruchtfolgegestaltung (d. h. möglichst kein Winterweizen nach Mais)Konsequenter Anbau gering anfälliger Weizensortennach Maisvorfrucht bzw. in Maisfruchtfolgen.Rottefördernde Maßnahmen nach Mais (Mulchereinsatzund halbkrumentiefe Einarbeitung (0-15 cm) der Maisreste in den umsetzungsaktivsten Bodenbereich).Fungizidbehandlung während Weizenblüte (Witterung beachten).Keine Direktsaat von Weizen nach Mais (-> sehr hoher Infektionsdruck!).


Freistaat Sachsen

Schneckenbekämpfung bei konservierender Bodenbearbeitung

• Optimales Strohmanagement (kurze Häcksellänge, gleichmäßige Strohverteilung, flache Stroheinarbeitung durch Stoppelbearbeitung),

• Störung der Schnecken durch zweite, ergänzende Stoppelbear- beitung im Herbst,

• Beseitigung von Hohlräumen durch Walzen (z. B. Prismen-, Cambridgewalzen usw.) nach der Stoppelbearbeitung, Saatbett- bereitung und der Aussaat,

• Wechsel zwischen Winterung und Sommerung, Abtöten von Ausfallgetreide und Unkräutern im Herbst (Nahrungsentzug).

• Größere Aussaattiefe bei Raps, Weizen usw.• Nützlingsförderung (Laufkäfer!) durch dauerhaft konser-vierende

Bodenbearbeitung,• Schneckenkorneinsatz, ggf. Randbehandlungen.


Freistaat Sachsen

Mäusebekämpfung bei konservierender Bodenbearbeitung

• Förderung der natürlichen Feinde (Greifvögel usw.),• vielgestaltige Fruchtfolge mit häufigem Wechsel zwischen

Winter- und Sommerfrüchten mit Abtöten von Ausfall- getreide, -raps sowie Unkräutern im Herbst (Entzug der Futtergrundlage),

• gute Strohverteilung sowie sorgfältige Stoppelbearbeitung,• Störung bzw. Zerstörung von Mäusenestern durch

Grubbereinsatz (Arbeitstiefe > 15 cm) zu Winterraps und Wintergetreide bzw. zu Sommerfrüchten nach Feldkontrolle,

• Feldrandkontrolle sowie Kontrolle auflaufender Feld- bestände mit Ausbringung von Fraßgiften in Mäuselöcher (mit Legeflinte).


Freistaat Sachsen

Bodengefügeschutz erspart BodenbearbeitungSchutz des Bodens vor gefügezerstörender, infiltrationshemmender Knetung, Scherung und Verdichtung durch Einsatz von Bandlauf- werken, Zwillingsbereifung, Reifeninnendruckabsenkung, geringere Lasteinträge usw.


Freistaat Sachsen

Schlussfolgerungen und Ausblick• Die dauerhaft konservierende Bodenbearbeitung (BB)/Direktsaat sind die

wirksamsten Erosions- und Gefügeschutzmaßnahmen mit direkten Wirkungen für den Gewässer- und Hochwasserschutz sowie zur Klimafolgenanpassung. Daher werden z. B. in Sachsen diese Anbau- verfahren empfohlen und im Sinne einer umfassenden und dauerhaften Anwendung gefördert.

• Die konservierende BB muss bezüglich ihrer bodenschützenden und infiltrationsverbessernden Wirkung optimiert werden. Dazu zählt ihre dauerhafte Anwendung mit Reduktion der bearbeitungsbedingten Eingriffsintensität in den Boden bis hin zur Direktsaat.

• Die Neuartigkeit der dauerhaft konservierenden BB und der Direktsaat erfordert die Optimierung der acker- und pflanzenbaulichen Anbau- strategien und des Pflanzenschutzes, die Prüfung und Demonstration neuer Technik uvm.

• Im Vergleich zur Pflugbearbeitung eröffnen die dauerhaft konservierende Bodenbearbeitung und die Direktsaat durch den Verzicht auf arbeitszeit- und energieaufwändige Arbeitsgänge, durch geringere Arbeitstiefen usw. Kosteneinsparpotenziale.


Freistaat Sachsen

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Weitere Informationen: http://www.smul.sachsen.de/lfulg

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