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