Agrarforschung
Begleitforschung zur Flächenstillegung:
Biologische Aktivität-Nährstoffdynamik-Ertragsleistung

LUFA Augustenberg, Karlsruhe
F. Timmermann, A. Thalmann und N. Steinmaier                       
Mai 1989 - April 1992

Problemstellung

Bei der Flächenstillegung handelt es sich um eine kontrollierte, mit Auflagen verbundene Brachlegung von Ackerland (Rotationsbrache, Dauerbrache, Aufforstung, extensives Grünland, nichtlandwirtschaftliche Nutzung). Die Rotationsbrache schreibt eine einjährige, die Dauerbrache eine fünfjährige Nutzungsunterbrechung vor.

Die Stillegungsflächen dürfen weder gedüngt noch mit Pflanzenschutzmitteln behandelt werden. Sie sind unverzüglich zu begrünen; mindestens einmal jährlich ist eine Pflegemaßnahme (Mulchen, Aufwuchsschnitt) vorzunehmen.

Von besonderem Interesse waren die Auswirkungen einer derart zeitlich begrenzten Extensivierung in der Bewirtschaftung auf die Mikroflora des Bodens.

Ziel

Zur Erfassung der durch Stillegungsmaßnahmen in einem Zeitraum von 2 ½ Jahren hervorgerufenen Änderungen in der biologischen Aktivität des Bodens sollen an 3 Standorten mit Rotations- und Dauerbrache im Vergleich zu Ackerbau und Schwarzbrache bodenbiologische Messungen durchgeführt werden. Bei Rotationsbrachen sollte insbesondere die Entwicklung der Aktivitäten im und nach dem Brachejahr, bei den Dauerbrachen der Einfluß unterschiedlicher Begrünung sowie verschiedener Pflegemaßnahmen (Mulchen, Entfernen des Aufwuchses) eingehend untersucht werden.

Untersuchungsmethode

An drei Standorten (Merklingen = 901 m ü. NN; Kraichtal = 153 m ü. NN; Rastatt = 122 m ü. NN) mit den Bodentypen Terra Fusca, Pararendzina bzw. Bänderparabraunerde waren Versuchsflächen mit den Varianten Schwarzbrache, Selbstbegrünung, Begrünung mit Gras und Kleegras angelegt worden. Die Begrünungsvarianten wurden gemulcht oder das Schnittgut entfernt. Beprobt wurde auf 30 cm Bodentiefe nach Projektbeginn im Frühjahr 1989, sowie im Sommer und Herbst 1990 und 1991; in Merklingen wurde mit den Untersuchungen erst in 1991 begonnen. Zur Bestimmung der mikrobiologischen Aktivität wurden folgende Verfahren herangezogen: Aktive mikrobielle Biomasse nach DOMSCH und ANDERSON, modifiziert nach BECK; Dehydrogenaseaktivität nach THALMANN; alkalische Phosphatase-Aktiviät nach HOFFMANN und ß-Glucosidase-Aktivität nach HOFFMANN und DEDEKEN.

Ergebnis

1. Biomasse und Dehydrogenaseaktivität reagierten in direkter Abhängigkeit von den Humusgehalten (%) der Böden, so daß sich für die 3 Versuchsstandorte die Abfolge Rastatt (1,7 %)

2. Bei einjähriger Flächenstillegung mit Phaceliabegrünung konnte noch keine signifikante Veränderung der mikrobiellen Aktivität in den untersuchten Ackerböden festgestellt werden. Dieser Befund gilt sowohl für das Jahr der Brachlegung als auch für das Folgejahr. Unter den begrünten Dauerbracheflächen waren dagegen im Untersuchungszeitraum erste Tendenzen für einen Anstieg des mikrobiellen Aktivitätsniveaus auszumachen. Unter Fortschreibung dieses Trends ist davon auszugehen, daß nach Abschluß der fünfjährigen "Dauerbrache"-Periode die mikrobielle Aktivität auf den Dauerbracheflächen gesichert höher als auf den in Ackernutzung gehaltenen Flächen liegen dürfte.

3. Bei Schwarzbrache sinkt die mikrobielle Aktivität unter das Niveau der Ackerflächen ab. Die ständige Bodenbearbeitung verursacht allerdings Aktivitätsspitzen, die zu Humusabbau und im Gefolge intensivierter Nährstoffumsetzungen auch zu erhöhten Freisetzungen mit der Gefahr der Nährstoffauswaschung (Nitrat !) führen.

4. In Abhängigkeit von den verschiedenen Begrünungsarten bei Dauerbrache konnten keine signifikanten Unterschiede in den mikrobiologischen Umsatzleistungen verzeichnet werden. Die Aktivitäten unter Kleegrasansaaten wiesen häufig die höchsten, die unter Selbstbegrünung zumeist die niedrigsten Werte auf. Die Aktivitäten unter Grasansaat verhielten sich indifferent.

5. Die Untersuchungen der mikrobiologischen Aktivität bei den verschiedenen Pflegesystemen der Dauerbrachebegrünungen ergaben keine signifikanten Unterschiede. Die Abfuhr des Pflanzenaufwuchses von der Fläche bewirkte keine Absenkung des Aktivitätsniveaus gegenüber den Mulchvarianten. Die Entfernung des Schnittgutes von der Fläche machte sich nach zweieinhalb Untersuchungsjahren noch nicht in einer geringeren Nährstoffumsetzung und Nährtstofffreisetzung bemerkbar.

Konsequenz für die Praxis

In kurzen Zeiträumen von 1-2 Jahren sind infolge von Stillegungsmaßnahmen (Rotationsbrache) im allgemeinen noch keine eindeutigen Veränderungen der mikrobiologischen Aktivität zu erwarten. Lediglich auf Sandböden oder unter Leguminosen-Ansaaten kommt es zu einem Anstieg mikrobiologischer Aktivität im Boden. Die Nährstoff-Immobilisierung ist erst schwach ausgeprägt. Bei kurzfristiger Wiederaufnahme der Ackernutzung macht sich noch keine nennenswerte Nährstoff-Mobilisierung bemerkbar. Bei Sandböden oder Umbruch von Leguminosen-Ansaaten kann dagegen die Nährstoffmobilisierung rascher und intensiver ablaufen und ist daher vom Landwirt für seine Bewirtschaftung, z.B. Düngung, in Betracht zu ziehen. Bei Wiederinkulturnahme der Dauerbrache-Böden ist das erhöhte mikrobielle Umsetzungspotential und die verstärkte Nährstofffreisetzung zu berücksichtigen.

Literatur:

• Abschlußbericht April 1993;
• Steinmaier N.: Einfluß unterschiedlicher Begrünungs- und Pflegeverfahren im Rahmen der Flächenstillegung und des umweltschonenden Weinbaus auf die mikrobielle Aktivität, extrazelluläre Einzymaktivitäten und den Gehalt an löslichem organischen Stickstoff (Norg) in Böden.
  Dissertation, Gießen 1994.

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