Ein Gefügeatlas

Monika Joschko (Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e. V.)Tamas Harrach (Justus-Liebig-Universität Gießen, Institut für Bodenkunde und Bodenerhaltung)Bernhard Illerhaus (Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM))Guido Fritsch, Thomas B. Hildebrandt (Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (IZW))Dietmar Barkusky Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e. V.)Jana Epperlein (Gesellschaft für Konservierende Bodenbearbeitung (GKB) e. V.)Marion Senger (Landwirtschaftskammer Niedersachsen)Martin Schulze (Landwirtschaftsbetrieb Martin Schulze, Dolgelin)Andreas Muckwar (Fürstenwalder Agrargenossenschaft)Bernhard Keil (Oberfinanzdirektion Frankfurt am Main)Katrin Kuka (Julius-Kühn Institut)Felix Gerlach (Komturei Lietzen GmbH)Dietmar Meinel (Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM))Michael Schurig (Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie, LfULG)Isabell Szallies (agrathaer GmbH)unter Mitwirkung vonAnita Beblek, Sonoko Bellingrath-Kimura, Benedikt Bösel, Marcel Budras, Burkhard Fromme, Dieter Helm , Wilfried Hierold, Johannes Hufnagel, Sebastian Jarosz, Juan Jimenez, Gregorz Joszko, Tobiasz Joszko, Anna-Lena Katzwinkel, Bernhard Katzwinkel, Adrian Krolczyk, Christoph Landau, Peter Lentzsch, Lei Li, Marc Paschen, Jürgen Reinhold, Gunild Rosner, Helmut Rogasik, Marek Rozniak, Ehsan Sayad, Hermann Schaaf, Michael Schirrmann, Holger Schulz, Matthias Willms und Ralf Wieland.

Vorworte 7
Einführung 9

Methodik zur digitalen Untersuchung des Bodengefüges mit Röntgen-Computertomographie 21
Das DIWELA-Projekt 31
Kennzeichen eines optimalen Bodengefüges 39
Optimales Bodengefüge im Ackerboden 40
Bodengefüge bei Wald- und Grünlandnutzung 46
Verdichteter Boden 50
Bodenverdichtung in sandigen Böden 52
Bodenverdichtung in Tonböden 60
Bodenverschlämmung 64
Wie kann der Landwirt das Bodengefüge optimieren? 66
Bodenbearbeitung und Bodengefüge 72
Streifensaat – optimales Anbausystem für das Bodengefüge? 111
Fruchtfolge und Bodengefüge 114
Organische Düngung und Bodengefüge 144
Vergleich zwischen Spatendiagnose und digitaler Gefügeanalyse 154
Anleitung zur Bonitierung des Verschlämmungsgrades von Ackerböden 169
Fazit und Ausblick 172
Zusammenfassung 174

Dank 176
Literatur 178
Glossar verwendeter Begriffe 184
Abkürzungsverzeichnis 188

»Alle verfügbaren Informationen müssen den Landwirten anwendungsbereit an die Hand gegeben werden, damit sie die besten Entscheidungen für ihr Nutzungssystem fällen können« (Cornelia Müller, Ministerium für Landwirtschaft, Umwelt und Klimaschutz, Brandenburg, RL Acker- und Pflanzenbau, 2021). Landwirte sind Verwalter der globalen Bodenressourcen. Um den Boden optimal bewirtschaften zu können, brauchen Landwirte gute Instrumente und Hilfsmittel zur Einschätzung des aktuellen Bodenzustandes. Eines dieser Instrumente ist die digitale Bodengefügeanalyse (siehe S. 21). Analog zur medizinischen Diagnostik des menschlichen Körpers ermöglicht ein Blick in das Innere des Bodens die Beurteilung seines Gesundheitszustandes sowie damit verbundene Folgewirkungen und mögliche Ursachen. Das Bodengefüge umfasst die wesentlichen Bestandteile des belebten Bodens in ihrer ursprünglichen Lage (siehe S. 9). Für die Gestaltung und Bewertung von landwirtschaftlichen Anbausystemen ist das Bodengefüge von entscheidender Bedeutung, weil es die Auswirkungen unterschiedlicher Maßnahmen auf den Boden veranschaulicht und verständlich werden lässt. Zur Bewertung der Anbausysteme auf solider Basis ist eine Verfahren / Diagnosetool notwendig, wie es im DIWELA-Projekt entwickelt wurde. Dieses Tool und ihre Ergebnisse werden in diesem Kompendium vorgestellt und Empfehlungen für die Bewirtschaftung ausgesprochen. Monika Joschko Das Bodengefüge, in der Praxis spricht man von Bodenstruktur, ist eine leicht veränderliche, stark gefährdete Ressource von großer praktischer Bedeutung. Die Beschaffenheit des Bodengefüges beeinflusst den Luft-, Wasser- und Wärmehaushalt des Bodens, die Durchwurzelbarkeit, die Keimung und das Auflaufen von Saaten, das Pflanzenwachstum sowie nicht zuletzt die Ertragsbildung. Besondere Bedeutung hat die Bodenstruktur direkt an der Bodenoberfläche. Bei unzureichender Gefügestabilität durch z. B. häufige und intensive Bodenbearbeitung, verschlämmt der Boden und behindert somit die Infiltration von Niederschlägen. Es bildet sich Oberflächenwasser und in Hanglagen Oberflächenabfluss, der Bodenerosion auslöst und die Gefahr von Hochwasser erhöht. Zur Untersuchung und Kontrolle der Bodenstruktur werden Feldmethoden, etwa die Spatendiagnose, bodenphysikalische Messmethoden und mikromorphologische Untersuchungen mit dem Mikroskop angewendet. Neu und vielversprechend ist die Computertomographie zur visuellen Betrachtung des Porensystems im Boden. Bei der Anwendung bodenphysikalischer Mess­methoden wird das komplexe Porensystem des Bodens mit Hilfe indirekt ermittelter Parameter umschrieben. Die Computertomographie ermöglicht es dagegen, das Porensystem in seiner Vielgestaltigkeit direkt und wirklichkeitstreu visuell abzubilden und hinsichtlich der Bodenfunktionen zu interpretieren, wobei zwischen den besonders instabilen physikalisch entstandenen Hohlräumen und den deutlich stabileren Bioporen unterschieden werden kann. Tamas Harrach

»Alle verfügbaren Informationen müssen den Landwirten anwendungsbereit an die Hand gegeben werden, damit sie die besten Entscheidungen für ihr Nutzungssystem fällen können«(Cornelia Müller, Ministerium für Landwirtschaft,Umwelt und Klimaschutz, Brandenburg, RL Acker- und Pflanzenbau, 2021).Landwirte sind Verwalter der globalen Bodenressourcen. Um den Boden optimal bewirtschaften zu können, brauchen Landwirte gute Instrumente und Hilfsmittel zur Einschätzung des aktuellen Bodenzustandes. Eines dieser Instrumente ist die digitale Bodengefügeanalyse (siehe S. 21).Analog zur medizinischen Diagnostik des menschlichen Körpers ermöglicht ein Blick in das Innere des Bodens die Beurteilung seines Gesundheitszustandes sowie damit verbundene Folgewirkungen und mögliche Ursachen.Das Bodengefüge umfasst die wesentlichen Bestandteile des belebten Bodens in ihrer ursprünglichen Lage (siehe S. 9). Für die Gestaltung und Bewertung von landwirtschaftlichen Anbausystemen ist das Bodengefüge von entscheidender Bedeutung, weil es die Auswirkungen unterschiedlicher Maßnahmen auf den Boden veranschaulicht und verständlich werden lässt. Zur Bewertung der Anbausysteme auf solider Basis ist eine Verfahren / Diagnosetool notwendig, wie es im DIWELA-Projekt entwickelt wurde. Dieses Tool und ihre Ergebnisse werden in diesem Kompendium vorgestellt und Empfehlungen für die Bewirtschaftung ausgesprochen.Monika Joschko Das Bodengefüge, in der Praxis spricht man von Bodenstruktur, ist eine leicht veränderliche, stark gefährdete Ressource von großer praktischer Bedeutung. Die Beschaffenheit des Bodengefüges beeinflusst den Luft-, Wasser- und Wärmehaushalt des Bodens, die Durchwurzelbarkeit, die Keimung und das Auflaufen von Saaten, das Pflanzenwachstum sowie nicht zuletzt die Ertragsbildung. Besondere Bedeutung hat die Bodenstruktur direkt an der Bodenoberfläche. Bei unzureichender Gefügestabilität durch z. B. häufige und intensive Bodenbearbeitung, verschlämmt der Boden und behindert somit die Infiltration von Niederschlägen. Es bildet sich Oberflächenwasser und in Hanglagen Oberflächenabfluss, der Bodenerosion auslöst und die Gefahr von Hochwasser erhöht.Zur Untersuchung und Kontrolle der Bodenstruktur werden Feldmethoden, etwa die Spatendiagnose, bodenphysikalische Messmethoden und mikromorphologische Untersuchungen mit dem Mikroskop angewendet. Neu und vielversprechend ist die Computertomographie zur visuellen Betrachtung des Porensystems im Boden.Bei der Anwendung bodenphysikalischer Messmethoden wird das komplexe Porensystem des Bodens mit Hilfe indirekt ermittelter Parameter umschrieben. Die Computertomographie ermöglicht es dagegen, das Porensystem in seiner Vielgestaltigkeit direkt und wirklichkeitstreu visuell abzubilden und hinsichtlich der Bodenfunktionen zu interpretieren, wobei zwischen den besonders instabilen physikalisch entstandenen Hohlräumen und den deutlich stabileren Bioporen unterschieden werden kann.Tamas Harrach