humusbilanzen – konzepte, anwendung und perspektiven · nach leithold et al., 1997) für die...
TRANSCRIPT
PflanzlicheProduktion VDLUFA-Schriftenreihe68
-164-
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.
VDLUFA-Schriftenreihe68 PflanzlicheProduktion
-165-
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).
PflanzlicheProduktion VDLUFA-Schriftenreihe68
-166-
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
VDLUFA-Schriftenreihe68 PflanzlicheProduktion
-167-
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
PflanzlicheProduktion VDLUFA-Schriftenreihe68
-168-
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)
VDLUFA-Schriftenreihe68 PflanzlicheProduktion
-169-
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.
PflanzlicheProduktion VDLUFA-Schriftenreihe68
-170-
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-