Konservierende Bodenbearbeitung

Die heute praktizierten Bodenbearbeitungsverfahren lassen sich in drei Gruppen unterteilen:

Konventionelle – wendende Bodenbearbeitung
Lockerung und Wendung des Bodens mit dem Pflug auf Krumentiefe (bis ca. 30 cm Bodentiefe), Herstellung einer unbedeckten Bodenoberfläche für die störungsfreie Drillsaat der Folgefrucht

Konservierende – nicht wendende Bodenbearbeitung
Lockerung des Bodens mit nichtwendenden Bearbeitungsgeräten (z.B. Grubber, Scheibenegge usw.), Belassen einer mit Pflanzenresten (Mulch) bedeckten Bodenoberfläche für die Mulchsaat der Folgefrucht

Direktsaat
Aussaat der Folgefrucht mit Direktsägeräten ohne Bearbeitung der Ackerfläche

Pflug

Wesentliches Kennzeichen der Bodenbearbeitung mit dem Pflug ist die Lockerung und Wendung des Bodens auf Krumentiefe (bis zu 30 cm Bodentiefe) (KTBL 1998).

Bild 1: Schema der Pflugarbeit

(Quelle: Die Landwirtschaft – Pflanzliche Erzeugung, 2006, S. 100)

Bild 2: Bodenbearbeitung mit Pflug

Neben der damit verbundenen Nährstoffmobilisierung werden beim Pflügen organische Reststoffe und Unkraut in den Boden eingearbeitet. Pflugarbeit hinterlässt eine reststofffreie, vegetationslose Ackeroberfläche als Voraussetzung für die störungsfreie Aussaat der Folgefrucht mit herkömmlicher Drilltechnik.

Gepflügter Boden ist durch die intensive Bearbeitung sehr feinkrümelig und frei von Ernterückständen (siehe Vergleich Bild 3 und 4). Diese feinkrümelige Struktur bietet den Vorteil, dass die anschließende Saat mit herkömmlicher Aussaattechnik sehr einfach und relativ störungsfrei durchzuführen ist. Auch phytosanitäre Vorteile sind nicht von der Hand zu weisen, da aufgrund der “sauberen Bodenoberfläche” nur ein geringes Infektionsrisiko für Pflanzenkrankheiten besteht.

Bild 3: Bodenoberfläche nach Pflugeinsatz

Bild 4: Bodenoberfläche bei konservierender Bodenbearbeitung

Bild 5: Bodenverschlämmung verursacht durch aufschlagende Regentropfen

(Quelle: Rolf Derpsch et al., 1988)

Jedoch birgt die feinkrümelige Bodenoberfläche ohne jeden Schutz das Risiko von Oberflächenverschlämmung bei heftigen Niederschlägen. Die Energie der Regentropfen (Bild 5 A) zerstört die ungeschützten Oberflächenkrümel in feinstes Bodenmaterial (Bild 5 B), welches die wasserführenden Poren des Bodens verstopft (Bild 5 C).

Verschlämmter Boden (Bilder 6 und 7) kann Niederschlagswasser nicht mehr aufnehmen. Wasser muss infolgedessen oberflächlich abfließen. Bei entsprechender Hangneigung und Hanglänge gewinnt das abfließende Oberflächenwasser an Geschwindigkeit und führt Boden mit ab. Die Folge sind verschiedenste Formen von Erosion.

Bild 6 und 7: Bodenverschlämmung – Ursache von Wassererosion

(Quellen: Bild 6 Sächsiches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie – Bild 7 LfL Bayern)

Konservierende Bodenbearbeitung

Bild 8: Nichtwendende – konservierende Bodenbearbeitung mit Grubber

(Quelle: Amazonen-Werke H. Dreyer GmbH & Co.KG, www.amazone.de)

Im Vergleich zur wendenden Bodenbearbeitung mit dem Pflug kommen bei der konservierenden bzw. pfluglosen Bodenbearbeitung nichtwendende Bodenbearbeitungsgeräte zum Einsatz (Bild 8). Sie belassen den Boden weitgehend in seinem gewachsenem Aufbau. Gleichzeitig verbleiben Ernterückstände wie z.B. Stroh oder Zwischenfruchtreste nahe oder an der Bodenoberfläche. Dadurch entsteht im Vergleich zur Bodenbearbeitung mit Pflug eine “unordentlich” wirkende Bodenoberfläche. Auf diese Weise erfolgt bei konservierender Bodenbearbeitung die Aussaat der Folgefrucht in eine mit Mulch bedeckte Ackerfläche. Diese Mulchschicht wirkt der Verschlämmung wirksam entgegen und fördert dadurch eine gute Wasserversickerung.

Tabelle 1: Wirkung dauerhaft konservierender Bodenbearbeitung auf ausgewählte Bodenparameter, Sächsisches Lößhügelland

(Quelle: Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie)

	Pflug	konservierende Bodenbearbeitung
Organische Substanz (0-5 cm) [%]	1,6	2,1
Relative Aggregatstabilität[%]	100	110
Mikrobielle Biomasse [mg/g TS]	260	532
Regenwurmdichte [Ind. * m-2]davon tiefgrabende Regenwürmer[Ind. * m-2]	1254	31236
VertikaleMakroporen > 1 mm(in 10/30 cm Bodentiefe)[Poren * m-2]	246/317	493/864

Dagegen kommt es durch die konservierende Bearbeitung des Bodens zu einer Anreicherung von Pflanzenresten auf der Bodenoberfläche bzw. in der obersten Bodenschicht (Bodenbedeckung). Die geringere Intensität der Bodenbearbeitung führt zu einer Zunahme der Lagerungsdichte im nicht mehr gelockerten Bereich der Krume und zu einer Steigerung der biologischen Aktivität des Bodens. Neben der geringeren Intensität der Bearbeitung trägt auch das auf der Bodenoberfläche bzw. in oberflächennahen Schichten angereicherte Mulchmaterial zu einer Förderung von Bodenorganismen bei, da hierdurch das Bodenklima verbessert sowie als Nahrungsangebot erhöht wird.

In der Gesamtheit dieser Wirkungen kommt es auf dauerhaft konservierend bzw. in Direktsaat bestellten Flächen zu einer Humusakkumulation in der obersten Schicht, zu einer erhöhten Aggregatsstabilität sowie zu einem Aufbau einer bis in größere Tiefen reichenden, ungestörten Grobporensystems (siehe Tabelle 1).

Die Folge ist, dass Bodenaggregate vor der Zerstörung durch Regentropfen weitgehend geschützt sind und dadurch die Bildung von infiltrationshemmenden Oberflächenverschlämmungen und Bodenerosion gemindert werden kann. Zusätzlich kann überschüssiges Wasser in den nach unten gerichteten Grobporen (Regenwurmgänge, alte Pflanzenwurzeln) schnell in tiefere Bodenbereiche versickern.

Bild 9: Wasserinfiltration auf gepflügter und langjährig konservierend bearbeiteter Fläche (Sächsisches Lößhügelland, Niederschlag: 38 mm in 20 Minuten)

(Quelle: Dr. W. Schmidt, Sächs. Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie)

Das alles sorgt im Vergleich zu gepflügten Ackerflächen zu einer höheren Wasserinfiltration auf konservierend bestellten Flächen (Bild 9). Je höher der Bodenbedeckungsgrad, also der Anteil an Mulchmaterial auf der Bodenoberfläche, ist, umso mehr kann Verschlämmung und Bodenerosion vermieden werden (Bild 10).

Bild 10: Wasserabfluss und Bodenabtrag in Abhängigkeit vom Bodenbedeckungsgrad mit Mulchmaterial

(Quelle: nach Roth, Brunotte und Sommer, 1990)

Durch konservierende Bodenbearbeitung entsteht ein funktionsfähigeres Bodengefüge mit verbesserten Stabilitätseigenschaften. Die konservierende Bodenbearbeitung, speziell die dauerhaft konservierende Bodenbearbeitung, stellt daher die wirksamste Maßnahme gegen Erosion (Wasser- und Winderosion) und Bodenschadverdichtung dar.

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Bild 11: Bodenerosion in Folge von Oberflächenabfluss auf gepflügter, dadurch verschlämmter Ackerfläche mit geringer Infiltration (linker Bildbereich) im Vergleich zu konservierend bearbeiteter, strukturstabiler Ackerfläche mit hoher Infiltration (rechter Bildbereich) [Gewitterniederschlag mit 55 mm Regen/45 min]

(Quelle: Sächs. Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie)

Technik

Die konservierende Bodenbearbeitung geschieht nur flach unter dem Aspekt:

“So tief wie nötig, so flach wie möglich.”

Für das flache und oberflächennahe Einarbeiten der Pflanzenreste der Vor- und/oder Zwischenfrüchte kommen scheiben- oder grubberartige Werkzeuge zum Einsatz.

Bild 12: Scheibenegge

(Quelle: Amazonen-Werke H. Dreyer GmbH & Co.KG, www.amazone.de)

Bild 13: Grubber

Da der Einsatz der Bodenbearbeitungstechnik den Boden nicht mehr wendet und nur eine schonende Lockerung durchgeführt wird, entwickelt sich nach wenigen Jahren ein sehr stabiles, tragfähiges Gefüge. Dafür ist unter anderem auch das aktivere Bodenleben durch Lebendverbauung der Bodenkrümel verantwortlich.

Für die Aussaat auf konservierend bestellten Ackerflächen wird spezielle Technik benötigt, die eine exakte Saatgutablage in die Mulchschicht gewährt. Diese Maschinen sind meist stabiler, schwerer und mit speziellen Säscharen ausgerüstet.

Dabei wird zwischen Meißelschar- und Scheibendrillmaschinen unterschieden, wobei es die verschiedensten Ausführungen in beiden Bereichen gibt. Je nach Art des Säschares wird die Mulchschicht unterfahren oder zerschnitten.

Bild 12: Scheibenegge

(Quelle: Amazonen-Werke H. Dreyer GmbH & Co.KG, www.amazone.de)

Bild 13: Grubber

Häufig kann mit der Aussaattechnik gleichzeitig in einem Arbeitsgang Dünger untergelegt werden, die so genannte Unterfußdüngung (mit so genannten Duettscharen).

Spezielle Federzinkenelemente streichen im Nachgang zu den Säscharen die Saatrille mit Bodenmaterial zu und ebnen die Bodenoberfläche wieder.

Um ein zügiges Keimen des Saatkorns zu gewährleisten, sind an die Sämaschinen häufig Walzen, z.B. Reifenpacker, angebaut. Diese ebnen zusätzlich die Bodenoberfläche ein und drücken das Saatkorn mit Boden an, um ausreichenden Bodenschluss zu gewährleisten.

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Vorteile der konservierenden Bodenbearbeitung

Wenn man die Praktiker in Sachsen fragt, welche Vorteile die konservierende Bodenbearbeitung mit sich bringt, werden oft genannt:

Zeitersparnis bei der Bodenbearbeitung und damit das “Brechen” von Arbeitsspitzen, vor allem in der Ernteperiode
weniger Dieselkraftstoff-Verbrauch, da weniger Bearbeitungsgänge und größere Arbeitsbreiten gefahren werden können
bessere Befahrbarkeit aufgrund der verbesserten Struktur des Bodens, zum einen durch die höhere Tragfähigkeit und zum anderen durch das frühere Abtrocknen der Bodenoberfläche
eine höhere biologische Aktivität in den Böden durch die weniger intensive Bodenbearbeitung
eine bessere Bodenstruktur durch die höhere biologische Vielfalt
Umweltaspekte, wie zum Beispiel die Verminderung von Erosion und die Verminderung der unproduktiven Verdunstung durch die Mulchauflage
Bestände überstehen Trockenphasen (z.B. Frühjahrstrockenheit) wesentlich besser aufgrund der konservierten Bodenfeuchte

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Barrieren

Die Skepsis gegenüber der konservierenden Bodenbearbeitung ist unter den Landwirten in Sachsen regional sehr unterschiedlich geprägt. Als Hinderungsgründe und Bedenken werden häufig geäußert:

Erhöhter Pflanzenschutzmittelaufwand

Nach Aussagen erfolgreicher Mulchsäer ist der Pflanzenschutzmittelaufwand nicht höher als bei herkömmlicher Bodenbearbeitung. Lediglich das “Brechen der Grünen Brücke”, also die Beseitigung von gekeimten bzw. aufgelaufenen Unkräutern und Ungräsern sowie Ausfallgetreide oder -raps, erfordert im Einzelfall den Herbizideinsatz, da dies zur Zeit in vielen Situationen nur chemisch ausreichenden Erfolg zusichert.
Das mechanische “Brechender Grünen Brücke” kann, neben dem unzureichenden Bekämpfungserfolg, zu einem erhöhten Arbeitszeit- und Kostenaufwand führen und damit die Vorteile der konservierenden Bodenbearbeitung größtenteils wieder aufheben. Gleichzeitig steigt durch eine intensivere mechanische Unkrautbekämpfung das Risiko von Erosion sowie Stickstoff- und Bodenfeuchteverlusten wieder an.
Allerdings können durch den Anbau von Zwischenfrüchten Unkräuter, Ungräser sowie Ausfallgetreide usw. wirksam unterdrückt werden. Zudem eröffnen neuentwickelte Geräte (z.B. Messerwalzen, Hackgeräte usw.) Möglichkeiten der mechanischen Unkrautbekämpfung. Im Sinne der Minderung des Hebizideinsatzes bei konservierender Bodenbearbeitung sind diese Verfahren bzw. Techniken zu erproben und ggf. zu optimieren.

Erhöhtes Aufkommen an Unkräutern und Ungräsern

Viele erfolgreiche Praktiker widersprechen diesen Bedenken. Nach ihren Erfahrungen ändert sich lediglich das Unkraut- und Ungrasspektrum, nicht jedoch das Ausmaß der Verunkrautung. Vor allem Lichtkeimer treten mehr in Erscheinung. Ein “Mehr” an Unkräutern und Ungräsern wird damit von den Landwirten nicht bestätigt.
Dem Management in Bezug auf die Unkrautbekämpfung muss jedoch bei pflugloser Bodenbearbeitung mehr Aufmerksamkeit geschenkt werden. Die Unkrautbekämpfung ist jedoch auch bei der herkömmlichen Bodenbearbeitung mit dem Pflug zu beachten.
Eine möglichst vielgestaltige Fruchtfolge, der Wechsel zwischen Blatt- und Halmfrüchten sowie zwischen Winter- und Sommerfrüchten (ergänzt durch den Anbau von Zwischenfrüchten) wirkt sehr gut dem erhöhten Auftreten von Unkräutern und Ungräsern entgegen und senkt so den Pflanzenschutzmittelaufwand.

Probleme mit Ackerschnecken und Mäusen

Das Auftreten von Ackerschnecken kann nachweislich nicht der konservierenden Bodenbearbeitung zugeschrieben werden. Auch beim Einsatz des Pfluges können in den Folgefrüchten Schäden durch Ackerschnecken beobachtet werden.
Wichtigster Punkt der Bekämpfungsstrategie ist, neben der Beseitigung von Hohlräumen (z.B. durch das Walzen nach der Aussaat) und dem Einsatz von Molluskiziden (z.B. Schneckenkorn), die Fruchtfolge (Wechsel zwischen Winter- und Sommerungen).
Mäuseschäden sind ebenfalls kein alleiniges Problem der konservierenden Bodenbearbeitung. Faktoren wie die Vermeidung von Lagergetreide sowie eine ausreichende Strohverteilung bei der Ernte spielen eine viel größere Rolle und können Ursache für Feldmausplagen sein. Außerdem ist unabhängig von der Bodenbearbeitung periodisch mit einem Ansteigen der Mäusepopulation in einem Zyklus von mehreren Jahren zu rechnen (sog. Mäusejahre).
Das Mulchen bzw. die konsequente Pflege von begrünten Ackerrandstreifen sorgt dafür, dass sich dort die Mäuse nicht zu stark vermehren und in Ackerflächen einwandern.

Böden verdichten sich sehr stark

Durch die weniger starke Intensität der Bodenbearbeitung auf pfluglos bestellten Ackerflächen kommt es tatsächlich zu einer höheren Dichtlagerung der Böden bei konservierender Bodenbearbeitung.
Diese Dichtlagerung ist jedoch nicht negativ zu beurteilen.
Wichtigstes Indiz für diese Aussage sind das Wurzel- und Pflanzenwachstum und die Ernteerträge. Praktiker berichten davon, dass die Erträge auf lange Sicht bei dauerhaft konservierender Bodenbearbeitung stabiler und teilweise höher ausfallen.
Es kann also davon ausgegangen werden, dass sich eine höhere Dichtlagerung der Böden nicht negativ auf das Pflanzenwachstum auswirken. Außerdem wird die Bodenbearbeitung durch das aktivere Bodenleben unterstützt.

“Auf meinem Standort geht das nicht.”

Um diese Aussage zu widerlegen, haben sich Praktiker zu unserem Verein zusammengeschlossen. In allen Regionen Sachsens auf allen zu findenden Böden kann und wird die konservierende Bodenbearbeitung heute erfolgreich durchgeführt.

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