Ökologische Bewertung des Energie-pflanzenanbaus in Baden Württemberg - ein Methodenvergleich

Basierend auf zwei Anbauszenarien für Energiepflanzen sollen abiotische Umweltwirkungen wie Bodenerosion, Nitratauswaschung und Spurengasemissionen (CO2, N2O) für Baden-Württemberg regional evaluiert werden

Feasibility of strip-tillage for field grown vegetables

Gemüsekulturen mit einem weiten Reihenabstand, wie beispielsweise Weißkohl (Brassica oleracea convar. capitata var. alba) sind bei Starkniederschlägen einem hohen Erosionsrisiko ausgesetzt. Konservierende Bodenbearbeitungsverfahren wie das Strip-Tillage Verfahren können die Gefahr der Bodenerosion reduzieren. Aus diesem Grund wurde in den Jahren 2011 und 2012 in einem Feldversuch in Südwestdeutschland das Erosionsschutzpotential des Strip-Tillage Verfahrens in Kopfsalat (Lactuca sativa var. capitata L.) und Weißkohl geprüft und untersucht, ob das Verfahren eine Alternative zur konventionellen, wendenden Bodenbearbeitung mit dem Pflug darstellen kann. Bei Beregnungsversuchen konnte gezeigt werden, dass der Bodenabtrag im Strip-Tillage Verfahren (ST) im Vergleich zur konventionell bearbeiteten Pflugvariante (MP) signifikant geringer war. Die Bodenabträge lagen nach einer Beregnungsmenge von 40 Litern in 20 Minuten in MP im Jahr 2011 bei 512 g m–2 und 2012 bei 210 g m–2. Im Vergleich hierzu waren die Bodenabträge in ST 2011 um 80% und 2012 um 90% geringer als in MP. Für die bodenkundlichen Untersuchungen wurde in den Strip-Tillage Parzellen sowohl im bearbeiteten Bereich, innerhalb der Pflanzreihe (IR), als auch im unbearbeiteten Bereich, zwischen den Pflanzreihen (BR) gemessen. Die Lagerungsdichte im Oberboden (0–10 cm) war in ST_IR (1,24 g cm–3) am geringsten gefolgt von MP (1,33 g cm–3) und ST_BR (1,53 g cm–3). Beim Eindringwiderstand im Oberboden wurden ebenfalls die geringsten Werte in ST_IR und die höchsten in MP gemessen. Die Menge an pflanzenverfügbarem Wasser [L m–2] von 0–40 cm Bodentiefe war in ST_BR höher als in MP und ST_IR. Im Jahr 2011 wurde kein signifikanter Unterschied im durchschnittlichen Kopfgewicht zwischen MP und ST gemessen. 2012 wurde in ST mit durchschnittlich 1,85 kg ein sig­nifikant höheres Kopfgewicht als in MP (1,62 kg) festgestellt. Somit kann das Strip­Tillage Verfahren für ero­sionsanfällige Kulturen wie Weißkohl eine Alternative zum konventionellen Pfluganbau darstellen. DOI: 10.5073/JfK.2014.11.01, https://doi.org/10.5073/JfK.2014.11.01Row crops and field grown vegetables, such as white cabbage (Brassica oleracea convar. capitata var. alba), are affected by soil erosion caused by rainfall energy. Conservation tillage, such as strip-tillage, is the most effective way to reduce soil erosion. Hence, the objectives of this study were to develop and modify the strip-tillage system for white cabbage and lettuce (Lactuca sativa var. capitata L.), and to assess its potential towards controlling soil erosion. In 2011 and 2012 rainfall simulations showed significantly lower soil loss under strip-tillage (ST) than under the moldboard plow (MP). Soil loss under MP was 512 g m–2 in 2011 and 210 g m–2 in 2012, while ST reduced soil loss by 80% in 2011 and 90% in 2012. The ST sampling positions for soil property assessments were in the non-tilled zone i.e. between the planting row (ST_BR) and the tilled zone, within the planting row (ST_IR). Top soil bulk density (0­10 cm) was lowest in ST_IR (1.24 g cm–3), followed by MP (1.33 g cm–3) and ST_BR (1.53 g cm–3). Penetration resistance in the top soil was also lowest in ST_IR followed by MP and ST_BR. Plant available water [L m–2] from 0–40 cm was higher in ST_BR compared to MP and ST_IR. In 2011 average cabbage head weight was not affected by tillage treatment. In 2012 the cabbage head weight was significantly higher in ST (1.85 kg) than in MP (1.62 kg). The results show that strip-tillage can be a viable option for crops which are exposed to an erosion risk, such as white cabbage. DOI: 10.5073/JfK.2014.11.01, https://doi.org/10.5073/JfK.2014.11.0

Abschätzung der Erträge in SW-Deutschland mit dem EPIC Modell zur ackerbaulichen Standortbewertung im Vergleich zu der Bodenschätzung

Die Bodenschätzung ist eine flächendeckende Standortbewertungsmethode für den Anbau von Kulturpflanzen auf der nationalen Ebene Deutschlands, aber sie berücksichtigt nur unzureichend die spezifischen Ansprüche verschiedener Kulturpflanzen. In dieser Arbeit wurde geprüft, ob die Ertragssimulation von Kulturpflanzen ein vereinfachter Indikator für die Standortbewertung sein kann, sofern ein zuverlässiges Modell verwendet wird und entsprechende raumbezogene Inputinformationen für das Abarbeiten dieses Modells verfügbar sind

Landwirtschaftliche Maßnahmen zum Hochwasser- und Erosionsschutz - bodenschutzfachlich und betriebswirt-schaftlich orientierte Beratungsunterlagen für verschiedene Umsetzungsebenen

Kurzfassung Problem: Im Zuge des Klimawandels und politischer Anforderungen (EG-WRRL, Cross Compliance, regionale Umweltprogramme etc.) erlangen Formen der Bodenbewirtschaftung, die auch gegen Extremereignisse tolerant sind, eine verstärkte Bedeutung. Zahlreiche Maßnahmen wurden bereits erarbeitet und evaluiert. Um deren Potential auszuschöpfen und die Umsetzbarkeit standortgerecht beurteilen zu können, sollten auch Praxis und Verwaltung mit den Möglichkeiten vertraut werden. Methodik: Für den Wissenstransfer wurden die Ergebnisse von Feldversuchen, Laborerkenntnissen, Modellierungen sowie Erfahrungen aus der Praxis zusammengestellt, die auch betriebswirtschaftliche Parameter mit einbeziehen. Die anschließende Aufbereitung folgte der Vorgabe einer verständlichen Heranführung an das Thema und einer Maßnahmenliste, die auch fachfremde Personenkreise sensibilisiert. Ergebnisse In den Arbeitshilfen führen einfache Module zu standortgerechten Handlungsoptionen. Diese umfassen Maßnahmen, die mit Kommentaren zur Umsetzung versehen sind oder in Steckbriefen kurz charakterisiert und hinsichtlich Wirksamkeit, Kosten, Verwaltbarkeit und Akzeptanz bewertet werden. Dabei werden nicht nur die wirkungsvollsten Maßnahmen behandelt, sondern auch diejenigen, die einen geringeren Wirkungsgrad aufweisen, jedoch zum Standard der landwirtschaftlichen Betriebsberatung im Bereich Erosions- und Gewässerschutz gehören. Schlussfolgerungen: Mit den Arbeitshilfen und Steckbriefe werden Praxis, Beratung und Verwaltung mit den Möglichkeiten, Chancen und Risiken einer boden- und gewässerschonenden Landbe-wirtschaftung vertraut gemacht. Die Bewertungsergebnisse geben dem Anwender Hinweise auf die Dringlichkeit von Maßnahmen und lassen erkennen, in welchen Fällen es zweckmäßig ist fundierten Expertenrat einzuholen

Umweltverträglicher Anbau von Ener-giepflanzen – Bewertung verschiedener Standorte in Hohenlohe mit Hilfe des EPIC - Modells

Die Untersuchung sollte aufzeigen, welche Auswirkungen verschiedene Anbauszenarien mit Energiepflanzen auf die Böden und die Landschaft in einem ausgewählten Untersuchungsgebiet haben und wie sich die bodenschutzrelevanten Parameter Bodenerosion, Nitratauswaschung sowie Humusbilanz über einen Zeitraum von 30 Jahren entwickeln. Des Weiteren war zu überprüfen, inwieweit sich das EPIC Simulationsmodell zur Ermittlung der bodenrelevanten Parameter beim Anbau von Energiepflanzen eignet. Eine Bodenuntersuchung der charakteristischen Böden (Braunerde, Braunerde- Rendzina, Braunerde-Pelosol, Parabraunerde, Kolluvisol und Terra fusca-Braunerde) im zuvor ausgewählten Untersuchungsgebiet im Nordosten Baden-Württembergs bildete die Datengrundlage für die spätere Simulation mit dem EPIC-Modell. Mit diesem Modell konnten die bodenschutzrelevanten Parameter mit den verschiedenen Anbauszenarien (Dauerkultur Miscanthus, Kurzumtriebsplantage Pappel, Fruchtfolge mit Mais, Winterweizen und Winterroggen sowie Monokultur Mais) simuliert werden. Durch verschiedene Bewertungsschemata, die für die Simulation für einen Zeitraum von 30 Jahren individuell angepasst wurden, konnten die Ergebnisse bewertet und anschließend durch die Anwendung von Arc-GIS kartographisch dargestellt werden. Die Ergebnisse der Untersuchung zeigten, dass das EPIC-Modell trotz gewisser Unschärfen für die Fragestellung durchaus geeignet ist, um eine gute Einschätzung der Flächen in Bezug auf deren umweltverträgliche Nutzung zu erhalten. Die durchgeführten Simulationen ermöglichten Einschätzungen der Situation in der Modellregion, auf deren Grundlage Aussagen über das Gefährdungspotential von Standorten sowie von Flächen getroffen werden konnten. Die Simulation der Anbauszenarien lässt u. a. langfristige ökologische Konsequenzen für die Landschaft in Bezug auf verschiedene Anbauszenarien erkennen. So kann der Anbau der Dauerkulturen von Miscanthus und Pappel unter diesen Bedingungen als umweltverträglich betrachtet werden. Das Gefährdungspotential beim Anbau der Fruchtfolge ist je nach Standort sehr unterschiedlich. Hier weisen vor allem die flachgründigen Standorte mit Hangneigung (Braunerde-Rendzina, Braunerde-Pelosol, Terra fusca-Braunerde) ein hohes Gefährdungspotential auf. Eine mögliche Ackerbewirtschaftung durch eine Monokultur Mais weist dagegen an allen untersuchten Standorten das höchste Gefährdungspotential auf. Diese Ergebnisse zeigen, inwieweit eine Intensivierung des Maisanbaus gravierende ökologische Auswirkungen auf den Natur- und Bodenhaushalt haben würde. Durch die kartographische Darstellung mittels Projektion der Ergebnisse in die Untersuchungsregion konnte allerdings kein detailliertes und flächengetreues Gefährdungspotential ermittelt werden, weil hierbei aufgrund der Vereinfachungen Ungenauigkeiten zu berücksichtigen sind. Sie bietet dennoch eine hilfreiche Möglichkeit, um abschätzen zu können, inwieweit mit einem Gefährdungspotential beim Anbau dieser untersuchten Energiepflanzen in einem Untersuchungsgebiet zu rechnen ist

Wirkung des Klimawandels mit zunehmenden Starkniederschlägen auf Erosion und Abfluss von Böden in Süddeutschland

Für eine hochaufgelöste Modellierung von zunehmenden Starkniederschlägen und daraus resultierender Bodenerosion im Sommerhalbjahr erzielten COSMO-CLM (Klima) und LISEM (Erosion) höch-ste Eignungsgrade bei 30 bewerteten Modellen. Damit wurde für die Klimamo-dellierung auch eine geeignete Modell-konfiguration erreicht. Testmodellierungen zur Erosion zeigten eine kritische Starkniederschlagsgrenze bei >37 l/m2 (= HQ20). Im weiteren wer-den die Starkniederschläge von der Kli-ma- zur Erosionsmodellierung überführt. Die Ergebnisse dienen zur standortge-rechten Planung von Anpassungsstrate-gie

Klimaanpassung durch Stärkung des Wasser- und Bodenrückhalts in Außenbereichen (KliStaR)

Klimaanpassung und MitigationKlimamodellrechnungen prognostizieren für Süddeutschland eine zukünftige Zunahme von Starkniederschlagsereignissen. Die Veränderung des Klimas wird daher zu einer Zunahme von Hochwasserereignissen führen sowie Auswirkungen auf wichtige Bodenfunktionen haben. Hauptsächlich ergeben sich Probleme durch direkte Gebäude- und Infrastrukturschäden und durch Sediment- und Stoffeinträge in Oberflächengewässer durch Bodenerosion. Außerdem können durch Bodenverlust und Trockenphasen kurz- und langfristige Ertragseinbußen z.B. in der Landwirtschaft zur Folge haben. Ziele von Maßnahmen sollten sein, das Wasser direkt in den Böden der Landschaft infiltrieren zu lassen, um schädliche Wirkungen von Abfluss und Erosion zu minimieren und das Wasser für das Pflanzenwachstum in trockeneren Sommermonaten zu erhalten und somit den landwirtschaftlichen Bewässerungsaufwand mit wertvollem Grundwasser gering zu halten. Maßnahmen zur angepassten Bewirtschaftung und Erhöhung der Infiltration wurden in Pilotgebieten bereits getestet, schwierig gestaltet sich jedoch häufig die Umsetzung. Die Hindernisse liegen zumeist darin begründet, dass die eigentlichen Akteure erst zu spät in den Prozess eingebunden werden und die von außen kommenden Vorschläge ablehnen. Das Hauptziel von KliStaR ist, Umsetzungsdefizite bei der Klimaanpassung in kommunalen Außenbereichen, wie land- und forstwirtschaftlichen Flächen, zu erfassen und zu minimieren. KliStaR ist ein Modellprojekt im Glems Einzugsgebiet in Baden-Württemberg und ist Teil des Landesprogramms „Klimawandel und modellhafte Anpassung in Baden-Württemberg“ (KLIMOPASS). Land- und Forstwirte sowie kommunale Vertreter werden von Anfang an am Planungsprozess beteiligt. Hierdurch ist sichergestellt, dass eine Identifikation mit den Maßnahmen gegeben ist. Den Akteuren von acht kooperierenden Kommunen werden Informationen (Oberflächenabfluss- und Bodenerosionskarten in Gegenwart und Zukunft) bereitgestellt, die im Rahmen der Klimaanpassung erforderlich sind. Außerdem werden Anpassungsmaßnahmen und Umsetzungshemmnisse bei Veranstaltungen und bei Ortsterminen mit den Landnutzern und Kommunalvertretern erarbeitet. Darüber hinaus sollen ausgewählte Maßnahmen bereits geplant bzw. realisiert werden. KliStaR kann durch den kommunalen Modell- und Anwendungscharakter Impulse für die landesweite Umsetzung von Anpassungsmaßnahmen für Kommunen in Baden-Württemberg geben