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Agrarforschung

Ökologische Untersuchungen der boden- und vegetationskundlichen Veränderungen unterschiedlich behandelter Brachflächen in Baden-Württemberg zur Erfassung der Nährstoff- und Artendynamik

Universität Hohenheim, Institut für Pflanzenbau und Grünland
Prof. Dr. H. Jacob                                                                            
April 1994 - Dezember 1994

Problemstellung

Infolge des fortschreitenden Strukturwandels in der Landwirtschaft fielen in den letzten Jahrzehnten zunehmend Grünlandflächen brach. Vor dem Hintergrund der Offenhaltung einer Mindestflur entstand damit die Notwendigkeit, brachgefallene Flächen vor der Wiederbewaldung zu bewahren. Dafür sollten geeignete Pflegemaßnahmen entwickelt und in ihren langfristigen Wirkungen erfaßt werden. Zu diesem Zweck wurde in Baden-Württemberg 1975 das Forschungsprojekt "Offenhaltung der Kulturlandschaft" (Bracheversuche) eingerichtet, in dessen Mittelpunkt die Auswirkungen unterschiedlicher extensiver Pflegemaßnahmen auf Vegetation und Boden stehen. Der hier vorgelegte Bericht über die Vegetationsentwicklung bis zum Jahr 1994 stellt hinsichtlich Zielsetzung und Methodik die Fortschreibung der 1975 begonnenen Untersuchungsreihen dar.

1994 wurden bereits im Forschungsreport V unter dem Titel "Vegetationsentwicklung in Grünlandbrachen - 16 Jahre Bracheversuche in Baden-Württemberg -" (Seite 65-66) Ergebnisse dieses Versuches veröffentlicht. Im folgenden wird daher auf die neu hinzugekommen Ergebnisse aus dem Bereich "Boden - Bodenacidität, Humus-, Nährstoffhaushalt und Bodenfauna" eingegangen. Die Zielsetzung, die Untersuchungsmethode sowie Ergebnisse zu dem Bereich "Vegetation - Pflanzensoziologische Entwicklung, Artenzahl und Vegetationsstruktur" werden nicht mehr abgedruckt, während die Konsequenzen für die Praxis nochmals aufgeführt sind.

Ergebnisse

1. Boden

1.1. Bodenacidität, Humus-, Nährstoffhaushalt

Infolge der langjährigen extensiven Pflege bzw. Brachlegung haben sich Bodenacidität, Humus- und Nährstoffhaushalt sowie die bodenphysikalischen Eigenschaften verändert. Auf der Versuchsfläche Fischweier (Albtal bei Karlsruhe, Auensande, Braunerde-Gley) ging der pH (CaCl2) in den obersten Zentimetern des Bodens von 4.5 auf 4.0 zurück. In Bernau (Hochschwarzwald, Granit, Humusbraunerde) sind erst schwache Anzeichen einer pH-Absenkung vorhanden. Auf der Sukzessionsfläche konnte jedoch bereits eine deutlich geringere Basensättigung nachgewiesen werden als auf den gemulchten Parzellen. Die aufgrund der extrem hohen Humusgehalte dieses Standortes relativ hohe Pufferkapazität wirkt einer schnelleren Versauerung entgegen. Auf einer 2x jährlich gemulchten Parzelle blieb der pH-Wert konstant (ca. pH 4). Auf Standorten, deren Böden im Carbonatpufferbereich liegen, kommt es zu keiner pH-Erniedrigung, oder sie erfolgt erst nach Jahrzehnten abrupt in den obersten Zentimetern des Bodens, z.B. in St. Johann (Schwäbische Alb, Kalkstein, Braunerde-Rendzina). Die Versuchsfläche in Hepsisau (Albtrauf, Weißjura-Kalkschutt, Pelosol) zeigt demgegenüber seit 20 Jahren fast keine Veränderung (pH 7.0).

Bei den Phosphatgehalten ist neben einer Abnahme sowohl mit Stagnations- als auch mit Akkumulationsphasen zu rechnen. Im Falle des Mulchens unterbleibt zumindest mittelfristig die Phosphatabnahme, es kann sogar in den ersten Jahren nach der Stillegung bei gleichzeitigem Mulchen zu einer erhöhten Nachlieferung kommen. Bei sehr langer Brachedauer gehen - relativ unabhängig von den Standorteigenschaften - auch beim Mulchen die pflanzenverfügbaren Phosphatgehalte zurück, da zunehmend P in organischer Form gebunden wird.

Die Kaliumversorgung extensivierter und stillgelegter Flächen ist stark standortabhängig. Die Nachlieferung aus dem jeweiligen Ausgangssubstrat sowie die Auswaschbarkeit auf austauscherarmen Böden spielen dabei eine entscheidende Rolle.

Auf den Versuchsflächen sind neben den potentiell nachlieferbaren Nitrat- und Ammoniumgehalten in Hepsisau und in St. Johann auf einer Vielzahl von Flächen N min -Untersuchungen durchgeführt worden. Die N min -Werte lagen zum größten Teil unter 20 kg N/ha. Lediglich am äußerst produktiven Standort Hepsisau wird die 50 kg N/ha-Grenze an einigen Probenahmeterminen deutlich überschritten. Die vielfach geäußerte Annahme, daß durch das Mulchen vergleichsweise viel Mineralstickstoff freigesetzt wird, kann für Hepsisau und auch für die anderen Grünlandversuchsflächen nicht bestätigt werden. Eine stärkere Abnahme der N min -Gehalte beim Einsatz der zweimal jährlichen Mahd mit Abräumen des Mahdgutes ist für die Zukunft zu erwarten. Die N min -Gehalte im Frühjahr lagen meist höher als im Herbst.

Die Entwicklung der Humusgehalte beim Grünland ist nicht eindeutig. In Hepsisau sind die C org -Werte seit 20 Jahren mit leichten Schwankungen sehr hoch, in St. Johann läßt sich inzwischen in den obersten Zentimetern des Mineralbodens eine Humusanreicherung nachweisen. Auf der Dauerfläche Bernau im Hochschwarzwald deutet sich eine Tendenz zur Podsolierung an.

Eine Erweiterung des C/N-Verhältnisses im Oberboden aufgrund der Akkumulation schwer abbaubarer N-armer Streu, wie häufig für Brachflächen festgestellt, ist in erster Linie nach vielen Jahren an Standorten mit saurem Untergrund zu erwarten. Am Kalkstandort Hepsisau liegt das C/N-Verhältnis z.B. seit 20 Jahren bei einem optimalen Wert von 10. Die Humusform ist unverändert L-Mull. Das C/N-Verhältnis der Streu ist auf den Sukzessionsflächen zwar weiter als auf den extensiv gepflegten Parzellen, das C/N-Verhältnis im Oberboden bleibt davon jedoch unbeeinflußt.

1.2. Bodenfauna

Abundanzen und Biomassen von Regenwürmern im Laufe stärkerer Extensivierung bzw. Sukzession auf Grünland sind - wie auch das Artenspektrum - sehr stark standortabhängig. Bei sehr weit fortgeschrittener Sukzession mit gleichzeitiger Ausbildung einer Streuauflage auf den meisten Standorten verschieben sich die Dominanzen zugunsten der in der Streu lebenden Arten. Die Abundanz und die Biomasse der Lumbriciden sind auf den Sukzessionsflächen in der Regel geringer als auf den extensiv gepflegten Parzellen mit einer hohen mikrobiellen Aktivität. Die Lagerungsdichten der Oberböden der Sukzessionsparzellen sind durchweg geringer als die der gemulchten und beweideten Flächen. Die intensive Durchmischung des Bodens auf den extensiv genutzten Flächen wird offensichtlich durch die Bearbeitung mehr als kompensiert. In der Regel wird das Porenvolumen im Laufe der Sukzession erhöht. Weiterhin verbessert sich die Aggregatstabilität. Aggregatstabilität, Gefüge und biologische Aktivität stehen in direktem Zusammenhang. Das auf langfristig stillgelegten Flächen häufig erhöhte Porenvolumen wirkt sich auch auf die Bodenmesofauna aus. In Bernau konnte nachgewiesen werden, daß aufgrund der Zunahme von Grobporen auf der Sukzessionsfläche im Vergleich zu gemulchten Parzellen relativ große Collembolen und Milben in der Lage waren, diese Böden zu besiedeln.

Bei der Nematodenfauna ist in Abhängigkeit von der Nutzungsintensität in St. Johann und Bernau eine Verschiebung des Artenspektrums in Hinblick auf die Ernährungsweise festgestellt worden.

Konsequenzen für die Praxis

Verhinderung von Verbuschung der Landschaft, d.h. Offenhaltung ist mit allen erprobten Pflegeverfahren möglich. Bei ungelenkter Sukzession ist die Entwicklung stark vom Standort abhängig. So zeigen einige Versuchsflächen bis heute keine nennenswerte Tendenz zur Wiederbewaldung. In der Praxis dürfte den Verfahren Mulchen und Beweidung die größte Bedeutung zukommen, mit ihnen läßt sich (bei einer dem Standort angemessenen Intensität) der Zustand der Vegetation erhalten. Zur Erhaltung des Ausgangsbestandes sind naturgemäß nur Verfahren geeigent, die der ursprünglichen Bewirtschaftung nahestehen. So scheint zweimaliges Mulchen ähnlich auf die Bestände zu wirken wie zweimalige Mahd.

Im einzelnen erwiesen sich für die verschiedenen Pflanzengesellschaften folgende Pflegeverfahren als geeignet:

Gentiano-Koelerietum:

Beweidung

Mesobrometum:

Mulchen einmal und zweimal jährlich

Dauco-Arrhenatheretum:

Mulchen einmal und zweimal jährlich

Alchemillo-Arrhenatheretum:

Mulchen einmal und zweimal jährlich

Alchemillo-Cynosuretum:

Beweidung

Chaerophyllo-Ranunculetum:

Mulchen einmal jährlich Mitte August

Festuco-Genistetum:

Beweidung

Calthion:

Mulchen zweimal jährlich

Magnocaricion:

Mulchen einmal jährlich Mitte August
Mulchen jedes zweite Jahr

Hinsichtlich der Anforderungen möglichst hoher Artenvielfalt in Flora und Fauna gewährleisten kleinräumig differenzierte Pflege / Nutzungsverfahren die höchste Diversität. Die "optimale" Pflege im größeren Rahmen ist daher nur durch die Kombination aller Verfahren einschließlich der Sukzession möglich. Dies erfordert jedoch hohen organisatorisch-planerischen und finanziellen Aufwand.

 

Literatur:
Abschlußbericht als Kurzzusammenfassung

 

Fördernde Institution:MLR

Förderkennzeichen    23 - 94 . 13: 




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