bodenschäden vermeiden- erkenntnisse der wissenschaft“ · التربه ile inhlabathi ùir ithir...
TRANSCRIPT
Bodenschäden vermeiden- Erkenntnisse der Wissenschaft“
Prof. Dr. Rainer Horn Institut für Pflanzenernährung und
Bodenkunde CAU Kiel
sol
grond
приземен
terra 土壌
つち
土
मैदान
토양 �मट्टी
jord gleba
solo
toprak
pôda
උදැල්ල
č ŐŰŞ¾ńŞ
धरती
Udongo
ƙásáa
هبرتلا
ile
inhlabathi
ùir
ithir
Produzieren wir genug Nahrung für die wachsende Weltbevölkerung?
• Bereits heute: • 1 Milliarde Menschen hungernd, und • 2 Milliarden Menschen mit Mangel- und Fehlernährung,
und • steigender Fleischkonsum • Nahrungsbedarf / -produktion • + 42% bis 2030 • + 70 % bis 2050
• Weltweit gehen täglich ca. 300 km² fruchtbarer Boden
irreversibel verloren: • München mit 1,4 Mio Einwohnern auf 310km² = 1 Tag
„Industrielle Landwirtschaft und Ertrag “
Ertragszunahme ist eher nicht linear bei gleichzeitig steigendem Bedarf trotz Steigerung der Düngung
Quaim (2014)
Landbewirtschaftung im Verlauf der Zeit Nabataer /Avdat- Runoff Farming Großlysimeteranlage der Inkas (1200-1500) in 3700m Höhe
Reisfeldvorbereitung in China Landbewirtschaftung auf großen Flächen und bei
jedem Wetter und Bodenverhältnissen
Folgen: Gasemission, N-Aufnahme-effizienz,Grundwassereutrophierung
Bodendeformation, Wasser-, Gas-, Nährstoffverfügbarkeit, Global Change Aspekte
Auf kleiner Fläche hohe Erträge
Mollisols, Alfisols , Ultisols
Entisols, InceptisolsVertisols
Oxisols, Spodosol, Glacier, rocky land
Examples for soil types
11,9%
33,8%
54,3%
Braunerde Parabraunerde Pseudogley
Gley Podsol Niedermoor
Kalkmarsch
Kolluvisol Kolluvisol
Böden sind heterogen
• Nährstoffspeicherung • Nährstoffverfügbarkeit • Nächstoffverlagerung
• Aggregierung • Strukturierung
Trocken
Feucht
Feucht
Sauerstoffmangel
Redoxreaktionen
Sauerstoffmangel
Gliederung
• Einleitung • Böden und Bodenfunktionen – wofür steht der Begriff Nachhaltigkeit • Entstehung anthropogener Bodenverdichtungen • Auswirkungen von Bodendeformationen auf Standorteigenschaften • Möglichkeiten der Prognose der Belastbarkeit • Vermeidungsstrategien
– Optimierung der Überfahrhäufigkeit und Erntestrategien – Bewirtschaftungsweise und Reifeninnendruck – Adaptation an gegebene Bodenstabilität
• Erarbeitung von verbindlichen Empfehlungen • Zusammenfassung
Mechanik
Bodenstruktur Wasser-, Gas-,
Nährstoff- haushalt
Physikalische und chemische Interaktionen in Böden
Leitfähigkeit: Wasser, Gas Nähr. und Schadstoffe
Massenfluss, Diffusion
Zugänglichkeit und Nutzungspotenzial der Bodenoberflächen variiert je nach Bodenentwicklung, Management und Intensität
Entwicklung der mechanischen Bodenbelastung in der Landwirtschaft
Zunahme der Landflächen
und der Maschinenmassen
0,8Mg
>50Mg
10,5Mg
um 1900
um 1960
heute
3,5Mg Steigerung der Spannungseinträge
und der Tiefenwirkung
Tiefe in cm
Wir treten den Boden mit Füßen – was ist erlaubt?
1960 2000
50 cm 50 cm
σ1 [kPa]
100 kPa 200 kPa
„Gefährdung von Bodenfunktionen durch …“
In Europa Bodenschäden durch: Bodenverdichtung (35% der Fläche), Verlust an organischer Substanz (45%) 42Mio ha Winderosion, 105 Mio ha Wassererosion
Cross Compliance • Instandhaltung in einem guten
landwirtschaftlichen und ökologischen Zustand • Erhalt der organischen Substanz und der
Bodenstruktur Anbauverhältnis Humusbilanz/- zusammensetzung • Erosionsvermeidung Erosionsgefährdungskataster
Verteilung der Bodenverdichtung in EUROPA Ca. 33 Mio. ha in Europa und 68 Mio. ha weltweit sind durch Verdichtung
beeinflußt (Oldemann, 1994)
Pelosol Cambisol & Luvisol
Pelosol
Podzol & Cambisol
Tschernozem & Luvisol/Pelosol
Regosol & Luvisol
Gleysol & Cambisol
Luvisol
Gleysol & Luvisol
Was ist bis heute geschehen: Böden verlieren mit Wasser und Luft gefüllte Hohlräume aufgrund von wiederholten mechanischen
Belastungen
Poren
Feste Partikel
Urspr. Wald heute unter Ackernutzung
Aridisol Forest
20,5 cm
5,3 cm
0
25
50
75
100
125
Ges
amtb
oden
höh
e (c
m)
Wald
Was muss erfasst werden!
Quellen: Harris (1960), Nichols (1987), DIN ISO: 11277 (2002), 10390 (2005), 11465 (1996), 11274 (2001), Casagrande (1936), Peth (2004)
σ1 ; 20 cm
σ1 ; 40 cm
σ1 ; 60 cm
20 cm
40 cm
60 cm
σ 1 (k
Pa)
Zeit (s)
Spannungsmessungen im Boden
σ1 > Pv
elastische Deformation
plastische Deformation
Wiederverdichtungsgerade
Erstverdichtungsgerade
Normalspannung (kPa)
Setz
ung
(%) Pv
Verä
nder
ung
der P
aram
eter
(%
)
Abnahme: kf , kl, LK, GPV
Zunahme: Pv & ρB
2 Komponenten der Porengrößen: • Intraaggregatporen Infiltration • Interaggregatporen Wasserspeiche
Was
serg
ehal
t [cm
3 cm
-3]
Matrixpotential [hPa]
Intraaggregatpore
Gut strukturierter Boden • Hohe Wasserspeicherung • Hohe Permeabilität
Wie sieht eine funktionsfähige Porengrößenverteilung eines strukturierten und eines degradierten Bodens aus?
Verdichtung
Homogenisierung- Saatbett
Kann man die Eigenfestigkeit von Böden bestimmen? Beispiel: Marsch- und Moränenböden, pF 1.8
Pflugsohle
0 50 150
100
0
50 Unterboden Verdichtung Tiefe (cm
)
Cr
Cgr
Cg
Ap/Ah
Pflugsohle
0 50 150
100
0
50
Ap
Al
Bt
Cv
Bv
Eigenfestigkeit (kPa)
Kalkmarsch (Sandiger Lehm)
Parabraunerde (Sandiger Lehm) Jungmoräne SH
Acker Natürliche Vegetation geogene
Prozesse
pedogene
anthropogene
σ1 [kPa]
20 cm
40 cm 60 cm 80 cm
100 cm 120 cm 140 cm 160 cm 180 cm 200 cm 220 cm
20 cm
40 cm 60 cm 80 cm
100 cm 120 cm 140 cm 160 cm 180 cm 200 cm 220 cm
20 cm
40 cm 60 cm 80 cm
100 cm 120 cm 140 cm 160 cm 180 cm 200 cm 220 cm
20 cm
40 cm 60 cm 80 cm
100 cm 120 cm 140 cm 160 cm 180 cm 200 cm 220 cm
Druck = 100 kPa
40 cm 42 cm 44 cm 46 cm 50 cm
Folge: die Druckverteilung erfolgt umso tiefer bei gleichem Druck, je größer die Kontaktfläche ist. Scherende Verfomung verstärkt den negativen Effekt für die Porenfunktion
Einfluss der Kontaktfläche und der Scherverformung auf die Spannungsverteilung im Boden
50 cm
0 25 50 75 100 125 150 175 Auflast σ n (kPa)
Traktor 100
Mähdrescher. L15Mg Mähdrescher 25Mg Rübenroder. 147 / 49 cm Rübenroder. 160 / 80 cm
Eigenfestigkeit
Ap
Al
Bt
Cv
App 25 40
60
100
konventionelle Bewirtschaftung
Horizont, Tiefe (cm)
0 25 50 75 100 125 150 175 Auflast σ n (kPa)
Traktor 100
Mähdrescher. 15Mg. Mähdrescher 25Mg Rübenroder. 147 / 49 cm Rübenroder. 160 / 80 cm Eigenfestigkeit
Ah
Al
Bt
Cv
25
60
100
Naturwald
Horizont, Tiefe (cm)
Was passiert, wenn die Bodenstabilität durch den Lasteintrag „gefordert“ wird
Foto
: Sch
mitz
Änderung der Bodenstabilität und Bodenfunktionen als Folge der Befahrung
Erntespuren und prognostizierte Bodendeformationen durch eine Maisernte
bis in 100 cm Tiefe
Welche Prozesse laufen in
Böden ab…
Was sind die Folgen der mechanischen Belastungen
• Zerstörung der •Bodenstruktur
Hoher Spannungseintrag bis in den Unterboden
Oberboden
Unterboden Änderung der
physikalischen Bodenfunktionen
• Ertrags- unsicherheit
• Infiltration • Belüftung •N2O-, CH4- Freisetzung • Wasserhaltekraft •Oberflächenabfluß
• Wurzelwachstum •Erreichbarkeit von Oberfl. •Wasser- und •Nährstoffaufnahme
• Erosion • Nährstoffverlust • Wasserverun- reinigung
Auswirkung auf ökologische Kenngrößen
Auflast [kPa]
Sche
rwid
erst
and[
kPa]
Subpolyeder isotrop
Polyeder vert. aniso.- isotrop
Prism vert. anisotrop
kohärent (an-) isotrop
Einzelkorn
Aggregatabhängige Festigkeit und vorherrschende Fließrichtung
Krümel isotrop
Aggregierung führt zu -höherer Festigkeit
-besserer Belüftung und Wasserfluss
-aber aggregatabh. Fließrichtung
Platte hor Anisotrop
Vorherrschende Fließrichtung
1 cm
Biopore
Plattenstruktur
X-ray CT longitudinal section: Ap-Hor. Bioporenskala Aggregatskala
231 µm resolution
Gesamtboden
Biopore Aggregat (sub)
Porenvolumen [cm³] 1787 33 0.0034 Porenoberfläche [cm²] 9942 521 0.42 Porenoberfläche zu Volumen [cm²/cm³] 6 16 122
wichtig sind Konnektivität, Kontinuität und Tortuosität Plattenstruktur: Biopore: Interaggregatporenraum:
= Struktur- entwicklung
= Transport von Luft, Wasser und Bodenlösungen
Zugänglichkeit und Erreichbarkeit sind auf den verschiedenen Skalen unterschiedlich
Redoxpotentialwerte als Funktion der mechanischen Belastung
Braunerde Ah, pH: 5.2, -60 hPa Horn 1985
050
100150200250300350400450
0 12 0 35 0 47 0Mechanical Stress kPa
Red
ox P
oten
tial
mV
8cm depth 12 cm depth
Eigenfestigkeit ca 40 kPa
Einfluss der Bodendeformation auf die Bodengaszusammensetzung
prozentuale Anteile der
Degradationsklassen
I=kf>10 cm/d
LK>5 Vol%
II=kf<10cm/d
LK>5 Vol%
III=kf>10cm/d LK<5Vol%
IV= kf<10cm/d LK<5Vol%
Kritische Grenzwerte zur Verifizierung einer “schadhaften” (Unter-) Bodenverdichtung: Pseudogley – Parabraunerde aus Geschiebemergel
Unterbodenverdichtung
organic matter (OM)
Stabilisierung/Mineralisierung von Corg - – Folgen für den Klimawandel
CG UG79 repeated mechanical stress
low OM input no mechanical stress
high OM input
mechanical stress ≤ precompression stress
OM mineralization
mineral particles
microaggregate
macroaggregate
mechanically compacted „clods“ high tensile strength
low extent of physical OM protection
OM-induced aggregate hierarchy low tensile strength
high extent of physical OM protection
OM mineralization low release of OM high release of OM
mechanical stress > precompression stress
Wiesmeier et al. 2010
Es löst sich alles in Luft auf?!
aus: vander Ploeg et al. 2006
Zwischenfazit
1
Plough
Loos topsoil
Compacted
Plough
Loos
Plough
Loose Lockerer Oberboden
Feste Pflugsohle
Normalverdichteter Unterboden
Keine einfache Antwort: Bodeneigene Kengrößen Vorbelastung (Pc) • Porenwasserdruck • Biologische Stabilisierung
Äußere Einflüsse • Wetter/Klima • Bewirtschaftung • Scherkräfte • Art der Belastung
Radlast/ mechanische Spannungen müssen an die spezifischen Bodeneigenschaften
angepasst werden, wobei der Fokus nicht nur auf der Befahrbarkeit des Bodens,
sondern auf den gleichzeitigen Erhalt der Bodenfunktion über das gesamte Bodenprofil
liegen muß
Wie schwer ist zu schwer oder wie kann man Böden nachhaltig schützen und nutzen?
Bodenschutzgesetz (1998) / Bodenverdichtung können wir Erkenntnisse beitragen?
es ergeben sich für den Landnutzer 2 Pflichten:
(1) Vorsorgepflicht
(2) Pflicht zur Gefahrenabwehr (3) „…Bodenverdichtungen (sollen), insbesondere durch Berücksichtigung
der Bodenart, Bodenfeuchtigkeit und des von den zur landwirtschaftlichen Bodennutzung eingesetzten Geräten verursachten Bodendruckes so weit wie möglich vermieden werden.“ (§ 17, Abs. 23 BBodSchG).
Die gute fachliche Praxis soll durch die landwirtschaftliche Beratung vermittelt werden. Hält der Landwirt die vermittelte gute fachliche Praxis ein, gilt die Vorsorgepflicht als erfüllt.
Vorsorgewerte (z.B. Vorbelastung = Belastbarkeitsgrenzen)
n=99
konservierendkonventionell
040
080
0 all depthsa a
n=297
konservierendkonventionell
020
040
06
008
001
000
Bodenbearbeitung20cm 40cm 60cm
Spa
nnun
g [k
Pa]
a b c c d e
konservierendkonventionell
konservierendkonventionell
Versuchsvariante Bodenbearbeitung
• über alle Messtiefen Tendenz konservierend < konventionell • Einzelmesstiefen sign. p<0,05 konservierend < konventionell Oberboden / Unterboden
niedriger Reifeninnendruck
020
040
060
080
010
0 0
3,3Mg 6,5Mg 7,5Mg
hoher Reifeninnendruck
20cm 40cm 60cm 20cm 40cm 60cm 20cm 40cm 60cm
Auflast:
S pan
nun g
[kPa
]Bodendruckmessungen
Versuchsvariante Reifeninnendruck
n = 24
a a
b a
b a
a
a
b
a
b
a
a
b
b a
b
a
mittlere Kontaktflächen2006-2008; FH-Soest
0
500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
3.500
4.000
4.500
2 3 4 5 6 7 8
[Mg]
niedriger Reifendruck hoher Reifendruck
[cm
²]
mittlere Kontaktflächendrücke2006-2008; FH-Soest
0
50
100
150
200
250
300
350
2 3 4 5 6 7 8
[Mg]
[kP
a]
niedriger Reifendruck hoher Reifendruck
160120
80
40
160120
80
40Sensormesstiefen
hoherReifendruck
niedrigerReifendruck
7,5Mg
konservierend konventionellBodenbearbeitungssystem
ver ti
kale
Bod
enbe
weg
ung
[cm
]
-22
-21,5
-21
-20,5
-20
= plastische Verformung
= elastische Verformung (Rebound) = Position des Sensorkopfes nach Überfahrt
-40
-40,5
Radlast [Mg]3,3 6,5 7,5 3,3 6,5 7,5
Vertikale Bodendeformation
• zunehmende vertikale Deformation mit höherer Radlast • zunehmender Anteil plastischer Verformung (Verdichtung)
• ebenfalls lastbeeinflusste zunehmende Bodenbewegung • plastische Verformung erst bei Radlast > 6,5Mg
20cm
40cm
• größere vertikale Verformung und plastisch irreversible Setzung unter konventioneller Bodenbearbeitung • größere Deformationsabnahme in die Tiefe unter konservierender Bodenbearbeitung 95% Reduktion 80% Reduktion
~500µm ~1600µm
6,5mm 7,4mm
Ableitung der Vorbelastung für die Unterbodenwassergehalte pF 1.8 bzw. <pF 1.8 (hydromorphe Böden) (links) und pF 2.5 bzw. pF1.8 (hydromorphe Böden) (rechts) (Unterboden; 40 cm)
Klassifikation der Pv (kPa): sehr gering < 30, gering 30-60, mittel 60-90, hoch 90-120
pF 1.8 pF 2.5
Hofkartenniveau, Tiefe: 40 cm, pF 1.8 (-60hPa) und pF 2.5 (-300hPa)
Eigenfestigkeit oder Vorbelastung des Bodens Pv Wir haben geprüfte Ansätze zur Prognose der mechanischen Belastbarkeit in Verbindung mit dem
langfristigen Erhalt der Bodenfunktionen!
sehr gering gering mittel hoch
Klassifizierung der Vorbelastung
Versuchsgut Lindhof, CAU Kiel
Festigkeit im Frühjahr pF 1.8: meist < 60 kPa , im Sommer pF2.5 meist >>60kPa
modellierte Veränderungen der Luftkapazität (unter Berücksichtigung des Sauerstoffangebotes der hydromorphen Böden) im Unterboden (40cm) mit einem angenommenen Spannungseintrag von 90 kPa (rechts) im Vergleich zum Ausgangszustand (links). Klassifikation (Vol.-%): sehr gering: <2, gering: 2-<5, mittel: 5-<13, hoch: >13
Kritischer Grenzwert: Luftkapazität Maßstab Hofkartenniveau, Unterboden: 40 cm, pF 1.8
Spannungseintrag: 90 kPa
90 kPa
kritische Werte
sehr gering gering mittel hoch sehr hoch
Klassifikation Luftkapazität
WIE KANN MAN DIE GRENZEN DER BELASTBARKEIT ALS VERBINDLICHE
EMPFEHLUNGEN (INTENSIFIED SUSTAINABILITY) ODER AUCH
POLITISCH UMSETZEN?
Das Vorbelastungskonzept dient der Quantifizierung der irreversiblen Verdichtungsgefahr im Unterboden anhand der Änderungen von
Bodenfunktionen
Vorbelastungswert Vorsorgewert = beste fachliche Prax
•Textur •Wassergehalt •Struktur •organische Substanz •Lagerungsdichte •etc.
•Belastung •Kontaktflächendruck •Konzentrationsfaktor •etc.
Vorbelastung / Spannungseintrag
effektive Bodenstabilität
>1,2/1,5
effektive Bodenstabilität
<0,8/1,2
plastische Deformation
Elastische Deformation Kein Problem erkennbar!
Einfluss auf Bodenfunktionen
-eigenschaften
•Luftkapazität •Luftleitfähigkeit •Wasserleitfähigkeit • KA –Intensität, •Anaerobie, mikrobielle Aktivität
Überschreiten kritischer Werte
(Pflanzenproduktion, Bodenfunktion)
Prüf-Maßnahmenwert Schädliche Bodenveränderungen
Boden- verdichtung
Auswirkungen: technische
Befahrbarkeit
σ1 < Pv
elastische
Abnahme σ1
marginale Auswirkungen
Abnahme: kf & LK Zunahme: ρB & Pv
Erhalt Kaum Spurbildung
Erhalt leichte Spurbildung
Verlust tiefe Spurbildung
Auswirkungen: physikalische
Bodenparameter
σ1 > Pv
plastische Verformung
starke Scherdynamik
hoher Wassergehalt + +
Grundbruch Homogenisierung
Unterboden
Oberboden
organische Auflage
Bewertung der Bodenstabilität
Schema zur Bodendeformation
Abnahme σ1 Zunahme σ1 Zunahme σ1
Abnahme: kf & LK Zunahme: ρB & Pv
Abnahme: kf, LK, ρB & Pv
Verlust tiefe Spurbildung
Unterboden
Oberboden
organische Auflage
Unterboden
Oberboden
seitliche Aufwölbungen
1
Aus
wirk
unge
n:
tech
nisc
he
Bef
ahrb
arke
it σ1 < Pv
elastische
σ1 < τ
Keine/marginale Auswirkungen
Abnahme: kf & LK
Zunahme: ρB & Pv
Abnahme: kf & LK
Zunahme: ρB & Pv
Erhalt marginale
Spurbildung
Erhalt leichte
Spurbildung
Verlust tiefe Spurbildung & seitliche Aufwölbung
Aus
wirk
unge
n:
phys
ikal
isch
e B
oden
para
met
er
σ1 > Pv
plastische Verformung
σ1 > τ starke Scherdynamik
hoher Wassergehalt + +
Grundbruch Homogenisierung
Bew
ertu
ng d
er
Bod
enst
abilit
ät
Bewertung der Holzerntemaschinen
Abnahme: kf, LK, Pv & ρB
(vollständige Zerstörung der Bodenstruktur)
Hägglunds Elliator
Moorband
John Deere
Buffalo Traktionsband
Rottne F14
Aktueller Wert (Referenz)
Alteration of properties
Bodenschadverdichtung
Vorsichtswert Maßnahmenwert(AV) LK <8 Vol.%
kf < 20 cm/d
LK <5 Vol.%, O2 Verfügbarkeit
kf < 10 cm/d
Nachhaltige Landnutzung- Möglichkeiten der Politikberatung und Umsetzung
Bodeneigenschaften
Intensive Änderung der Bodeneigenschaften und Funktionen
Keine Probleme e.g. Cambisol, Inceptisol, Spodosol (sandy material)
Labile Böden/ Horizonte: Loamy Alfisols E, (Bt), Cv ,
Empfindliche Böden: e.g. Kolluvisol, stagnic Luvisols, Gleysol , derived from glacial till or loam, Vertisols,
Irreversibel degradiert
Aktuelle Werte hängen von Ausgangsmaterial, Bodenart, Struktur, Corg. etc ab.
Modifizierter Ansatz des Deutschen Bundesbodenschutzgesetzes (1998)
Zusammenfassung • Böden haben je nach Entstehung und vorherige Landnutzung nur eine
begrenzte Eigenfestigkeit (= Vorbelastung) • Verbesserter Humushaushalt und biologische Aktivität fördern die
Bodenstabilität und gewährleisten eine größere Ertragssicherheit • Bei deren Überschreitung nimmt das Porenvolumen, Durchlüftung, Wasser-
und Stofftransport sowie Durchwurzelbarkeit ab und die Bildung klimaschädlicher Gase( N2O, CH4) entsprechend zu.
• Standort- und Wasserhaushalt- angepasste Bewirtschaftung verhindert negative Effekte
• Konservierende Bewirtschaftung verbessert die Bodenstabilität bis zu einem gewissen Maße, bei Überschreitung kommt es ebenfalls zur irreversiblen Bodendeformation.
• Landtechnische Optimierung von Maschineneinheiten sind erforderlich (kleinere Geräte, geringere Auflasten, verminderte Schlupfentwicklung, Gleisketten sind nicht bodenschonend, da sie durch Schlupf zu einer intensiven Zerscherung der Bodenstruktur trotz theoretisch geringerem Kontaktflächendruck führen )
• Folglich behandeln wir die Böden entsprechend der jeweils vorliegenden Potenziale und überschreiten wir nicht die vorhandene Belastbarkeit
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
Versuchsvariante Reifeninnendruck
niedriger Reifeninnendruck
hoher Reifeninnendruck
A AB B B
020
040
060
080
010
00
alle Auflastvarianten
Span
nung
[kPa
]
A20cm 40cm 60cm
b ca b ca
A B
020
060
010
00Sp
annu
ngse
intra
g [k
Pa]
aaalle Tiefen; alle Auflastvarianten
n=252
• gemittelt alle Auflastvarianten alle Tiefen kein signifikanter Unterschied • Einzelmesstiefen aller Auflastvarianten keine signifikanten Unterschiede
differenzierte Betrachtung der einzelnen Auflastvarianten
Größe 650/75 R38 Reifeninnendrücke für 3,3 Mg zwischen 0,5 und 1,6 Bar und 7,5 Mg zwischen 1,8 und 2,4 Bar.
Bodenschutzgesetz (1998) / Bodenverdichtung
(2) Pflicht zur Gefahrenabwehr
bedeutet für den Landnutzer schädliche Boden- veränderungen nicht entstehen zu lassen
beim Vorliegen einer schädlichen Bodenveränderung sind Maßnahmen zur Sanierung einzuleiten
Prüfwerte/Maßnahmewerte zur Gefahrenabwehr bzw. Sanierung (z.B. LK, kf)
Fazit: Bodenbearbeitungssysteme
Konventionell - Pflug Konservierend - Grubber Zero Till - Direktsaat
15-20%
80-85%
0%
Interaktion zwischen mechanischer und mikrobieller Aktivität
R9 [-6 kPa]
0.820.840.860.88
0.90.920.940.960.98
0.10 1.00 10.00 100.00stress [kPa]
void
ratio
3.05
3.10
3.15
3.20
3.25
3.30
3.35
CO
2-ef
flux
[mg/
h]
settlementCO2-efflux pre-consolidation
stress
From Jasinska et al. 2006
Parabraunerde aus (Sand)löß FAL aus: Semmel 1993
Konsequenzen: Abnahme der Luftleitfähigkeit mit der Zeit unter kontrollierter Belastung
(Radlast 4Mg)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010
Jahr
Ertr
ag (d
t/ha)
Ertrag Bayern Ertrag SH
Daten: Statistisches Bundesamt Auswertung: Sieling
Böden sind Reaktoren: Weizen - Erträge (dt/ha) in Bayern und Schleswig Holstein
Das Wasser sucht sich seinen Weg
-400
-350
-300
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
Datum / Zeit
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
13.4.07 13.6.07 13.8.07 13.10.07 13.12.07 13.2.08
Niederschlag NS pro Tag SpfK0 25cm SpfB2 25cm SmK0 25cm SmB2 25cm
Was
sers
pann
ung
[hP
a] Niederschlag
[mm
]
Messtiefe 25cm
Wie trocken wird es im Boden im Jahresverlauf-Tensiometermessung
Parabraunerde aus Löss/NRW
1. Dieselverbrauch der dt. Land- und Forstwirte p.a.: 2 Mrd. Liter 2. Die landwirtschaftliche Dieselmenge entspricht ca. 5 % des
deutschen Gesamtverbrauches 3. Landwirte verbrauchen ca. 100 Liter fossilen Diesel / ha im
Jahr 4. Traktorarbeit für Bearbeitung, Transporte ca. 50 l Diesel / ha
p.a. 5. Acker und Wiesen sind 16 Mio. Hektar x 50 Liter Diesel / ha
sind 800 Mio. Liter Diesel p.a. für die RDA relevante Praxis 6. Modell: Bei 10 % Einsparung werden 80 Mio. Liter Diesel
durch die Reifendruckregelanlage (RDA) gespart. 7. Bei einem CO2 - Ausstoß je Liter Diesel von 2,7 kg / l werden
durch 10 % weniger Dieselverbrauch im Traktorbetrieb in Deutschland 216 Mio. kg CO2 gespart.
8. Mit RDA würden 216.000 Tonnen Klimagas in D nicht freigesetzt.
Landwirtschaftliche Fläche (LF) in Deutschland
Volk et al. 2001