Artenreiches Grünland, das nicht mehr bewirtschaftet wird, kann kostengünstig durch Maßnahmen wie Mulchen offen gehalten werden. Inwieweit Mulchen im Vergleich zu ungestörter Sukzession die P-Verfügbarkeit (labile, moderat labile und stabile Fraktionen) im Boden beeinflusst, untersuchten wir auf sechs Standorten auf der Schwäbischen Alb und im Schwarzwald 40 Jahre nach Versuchseinrichtung.

Die Maßnahme Mulchen zweimal jährlich reduzierte vor allem auf silikatischem Ausgangsgestein im Schwarzwald die P-Gehalte der labilen, moderat labilen und stabilen Fraktionen im Vergleich mit den Varianten Mulchen jedes zweite Jahr und Sukzession. Zwischen 2014 und der Versuchseinrichtung im Jahr 1975 verzögerte das Mulchen die pedogenetisch bedingte Reduktion der P-Verfügbarkeit labiler Fraktionen im Boden

Brauckmann, Hans-Jörg

Broll, Gabriele

Nagel, Christiane

Oelmann, Yvonne

Schreiber, Karl-Friedrich

German

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1 Geoökologie, Universität Tübingen, Rümelinstraße 19-23, 72070 Tübingen e-mail: yvonne.oelmann@uni-tuebingen.de  2 Geographisches Institut, Universität Osnabrück, Seminarstraße 19 a/b, 49074 Osnabrück 3 Pröbstingstr. 77, 48157 Münster Tagungsbeitrag zur Jahrestagung der DBG, Kommissio-nen IV und II  Unsere Böden – Unser Leben Veranstalter: DBG Termin und Ort der Tagung: 5. – 10. September 2015, München  Berichte der DBG (nicht begutachtete online Publikation)  http://www.dbges.de   Maßnahmen zur Offenhaltung von Grünlandstandorten: Effekte auf die P-Fraktionen im Boden vierzig Jahre nach Versuchseinrichtung  Yvonne Oelmann1, Christiane Nagel1, Hans-Jörg Brauckmann2, Gabriele Broll2 und Karl-Friedrich Schreiber3  Zusammenfassung Artenreiches Grünland, das nicht mehr bewirtschaftet wird, kann kostengüns-tig durch Maßnahmen wie Mulchen offen gehalten werden. Inwieweit Mul-chen im Vergleich zu ungestörter Suk-zession die P-Verfügbarkeit (labile, moderat labile und stabile Fraktionen) im Boden beeinflusst, untersuchten wir auf sechs Standorten auf der Schwäbi-schen Alb und im Schwarzwald 40 Jahre nach Versuchseinrichtung. Die Maßnahme Mulchen zweimal jährlich reduzierte vor allem auf silikati-schem Ausgangsgestein im Schwarz-wald die P-Gehalte der labilen, mode-rat labilen und stabilen Fraktionen im Vergleich mit den Varianten Mulchen jedes zweite Jahr und Sukzession. Zwischen 2014 und der Versuchsein-richtung im Jahr 1975 verzögerte das Mulchen die pedogenetisch bedingte Reduktion der P-Verfügbarkeit labiler Fraktionen im Boden.   Schlüsselwörter: artenreiches Grün-land, Phosphorfraktionen im Boden, Offenhaltungsversuche, Mulchen, Suk-zession  1. Einleitung In einem Langzeitexperiment die Aus-wirkungen von kostengünstigen Offen-haltungsmaßnahmen wie z.B. Mulchen auf die Vegetation und Prozesse im Boden getestet (Schiefer 1981; Schreiber et al. 2009). Gerade für die Beurteilung von Maßnahmeneffekten auf die Phosphorverfügbarkeit im  Boden ist eine Langzeitperspektive essentiell, da moderat labile und stabi-le P Fraktionen durch eine langsame Kinetik gekennzeichnet sind (Cross & Schlesinger 1995; Negassa & Leinweber 2009). Unser Ziel war es, den Effekt der Maßnahmen Mulchen und Sukzession von Grünland auf kalkreichem und  silikatischem Ausgangsgestein nach vierzig Jahren Versuchsdauer zu  testen. Dabei wurden zum einen maß-nahmenspezifische Effekte im Unter-suchungsjahr 2014 als auch die Ver-änderung der P-Fraktionen über die Zeit basierend auf Archivproben aus dem Jahr 1975 betrachtet.  2. Materialien und Methoden Wir untersuchten sechs Standorte, die Teil der Offenhaltungsversuche in  Baden-Württemberg sind (Schiefer 1981; Schreiber et al. 2009). Die Standorte Plättig, Ettenheim und  Bernau befinden sich im Schwarzwald auf granitischem Ausgangssubstrat, die Standorte Hepsisau, Melchingen und St. Johann auf kalkreichem Aus-gangsgestein der Schwäbischen Alb. Die klimatischen Bedingungen jeweils im Schwarzwald bzw. auf der Schwä-bischen Alb sind vergleichbar (Schiefer 1981; Schreiber et al. 2009).  Vor Versuchseinrichtung im Jahr 1975 wurden alle Standorte als Grünland mit geringem Düngereinsatz bzw. Viehbe-satz genutzt (Schiefer 1981). Im Jahr 1975 begann die Maßnahmendurch-führung, wobei Mulchen die Mahd und die anschließende Zerkleinerung des Mahdgutes mit Verbleib auf der Fläche beinhaltet. Diese Maßnahme wurde zweimal jährlich (2M) oder alle zwei Jahre (M2) durchgeführt. Auf der un-gestörten Sukzession (US) erfolgte seit 1975 kein Eingriff. Im April 2014 wurden auf den Maß-nahmenparzellen mit Hilfe eines Nmin-Bohrers ( 2cm) in 0-4 cm Tiefe Mischproben aus 30 Einstichen über die Parzelle verteilt entnommen. Die Probenahme von 1975 umfasste die Entnahme von 100 cm³ Zylindern in sechsfacher Wiederholung. Die Proben wurden luftgetrocknet und gesiebt  (< 2mm). Im Anschluss wurden die anorganischen (Pi) und organischen (Po) P-Fraktionen nach Hedley et al. (1982) verändert nach Kuo (1996) ex-trahiert und die P-Konzentrationen in den Extrakten gemessen (Gesamt in Lösung befindlicher P [GLP] und Pi: CFA; Bran & Luebbe, Norderstedt, Po = GLP-Pi). Nach Negassa and Leinweber (2009) wird die NaHCO3-Pi und -Po Fraktion als labil, die NaOH-Pi und -Po Fraktion als moderat labil und die HCl-P und residuale P-Fraktion als stabil bezeichnet.  3. Ergebnisse und Diskussion Die Maßnahme Mulchen zweimal jähr-lich reduzierte die NaHCO3-Pi und NaOH-Pi (Abb. 1) sowie die HCl-P und Gesamt-P Gehalte (Daten nicht ge-zeigt) im Vergleich zum jeweiligen standörtlichen Mittelwert auf silikati-schem Ausgangsgestein im Schwarz-wald. Wegen der hohen biologischen Aktivität dieser Maßnahme vermuten wir eine Verdrängung von Phosphat-ionen an pedogenen Oxiden durch ge-ladene organische Verbindungen und einen Transport des Phosphats aus den obersten cm des Profils (Richter et al. 2006; Crews & Brookes 2014). Im Vergleich zur Versuchseinrichtung im Jahr 1975 waren 2014 die labilen Pi (und Po) Gehalte im Boden sowohl bei der Maßnahme zweimal jährlich  Mulchen als auch bei der ungestörten Sukzession reduziert (Abb. 2).  -1,5-1,0-0,50,00,51,01,52M M2 US 2M M2 USstand. NaHCO3-extrahierbarer Pi *Schwäbische Alb Schwarzwald a)-1,5-1,0-0,50,00,51,01,52M M2 US 2M M2 US***stand. NaOH-extrahierbarer Pi b)  Abbildung 1: Standardisierte P-Gehalte ver-schiedener Fraktionen im Boden von Standor-ten auf kalkreichem Ausgangsgestein der Schwäbischen Alb (n = 3, gelb) und auf silika-tischem Ausgangsgestein des Schwarzwaldes (n = 3, grün). Für jeden Standort wurden die P-Gehalte einer Maßnahme standardisiert, d.h. bezogen auf den jeweiligen Standortmittelwert (über alle Maßnahmen hinweg). a) standardi-sierte anorganische P-Gehalte (Pi) der labilen (NaHCO3-extrahierbaren) Fraktion im Boden, b) standardisierte Pi-Gehalte der moderat labi-len (NaOH-extrahierbaren) Fraktion im Boden; 2M = zweimal jährliches Mulchen; M2 = Mul-chen jedes zweite Jahr; US = ungestörte Suk-zession. Fehlerbalken zeigen den Standard-fehler, Sternchen verdeutlichen signifikant von Null verschiedene Mittelwerte auf dem Signifi-kanzniveau: * p < 0.05, ***p < 0.001.  Bei der ungestörten Sukzession (Abb. 2b) konnte zudem eine Anreicherung von P in der stabilen Fraktion beobach-tet werden. Diese zeitliche Verän-derung konnte durch pedogenetische Prozesse wie der Zunahme des Anteils von organisch gebundenem P und der Aggregatbildung (Richter et al. 2006; Six et al. 2006; Barto et al. 2010; De Schrijver et al. 2012) über die Zeit er-klärt werden. Da die Veränderungen der Variante Mulchen zweimal jährlich im Vergleich mit der Variante ungestör-te Sukzession weniger stark ausge-prägt waren, verzögert das Mulchen auf lange Sicht die pedogenetisch be-dingte Reduktion der P-Verfügbarkeit labiler Fraktionen im Boden. -1,0-0,50,00,51,0rel. stand. P-Gehalte (2014-1975)a)*(*)-1,0-0,50,00,51,0NaHCO3 NaHCO3 NaOH NaOH HCl Residual  TPPi         Po        Pi        Po         P         P b)*(*)***rel. P-Gehalte (2014-1975) Abbildung 2: Differenzen der P-Gehalte ver-schiedener Fraktionen im Boden zwischen 2014 und 1975 relativ berechnet zu den initia-len P-Gehalten (1975). Die Standorte umfas-sen zwei Standorte auf kalkreichem Aus-gangsgestein (Hepsisau, St. Johann) sowie einen Standort auf silikatischem Ausgangsge-stein (Bernau). a) Maßnahme zweimal jährlich Mulchen, b) Maßnahme ungestörte Sukzessi-on. Rot = labile Fraktion, blau = moderat-labile Fraktion, grau/schwarz = stabile Fraktion; ge-punktet = Po; Fehlerbalken zeigen den Stan-dardfehler, Sternchen verdeutlichen signifikant von Null verschiedene Mittelwerte auf dem Signifikanzniveau: * p < 0.05, ***p < 0.001.  5. Danksagung Wir bedanken uns beim Ministerium für ländlichen Raum, Ernährung und Ver-braucherschutz Baden-Württemberg für die langjährige finanzielle Unter-stützung der Offenhaltungsversuche. Außerdem war Rune Michaelis eine große Unterstützung bei der Probe-nahme und den Arbeiten im Labor für Bodenkunde und Geoökologie an der Universität Tübingen.  6. Literatur  Barto E.K., Alt F., Oelmann Y., Wilcke W. & Rillig M.C. (2010). Contributions of biotic and abiotic factors to soil aggregation across a land use gradient. Soil Biol. Biochem., 42, 2316-2324. Crews T.E. & Brookes P.C. (2014). Changes in soil phosphorus forms through time in perennial versus annual agroecosystems. Agriculture Ecosystems & Environment, 184, 168-181. Cross A.F. & Schlesinger W.H. (1995). A literature review and evaluation of the Hedley fractionation - applications to the biogeochemical cycle of soil phosphorus in natural ecosystems. Geoderma, 64, 197-214. De Schrijver A., Vesterdal L., Hansen K., De Frenne P., Augusto L., Achat D.L., Staelens J., Baeten L., De Keersmaeker L., De Neve S. & Verheyen K. (2012). Four decades of post-agricultural forest development have caused major redistributions of soil phosphorus fractions. Oecologia, 169, 221-234. Hedley M.J., Stewart J.W.B. & Chauhan B.S. (1982). Changes in inorganic and organic soil-phosphorus fractions induced by cultivation practices and by laboratory incubations. Soil Sci. Soc. Am. J., 46, 970-976. Kuo S. (1996). Phosphorus. In: Methods of Soil Analysis - Part 3 Chemical Methods (eds. Sparks DL, Page AL, Helmke PA, Loeppert RH, Soltanpour PN, Tabatabai MA, Johnston CT & Sumner ME). SSSA Madison, pp. 869-920. Negassa W. & Leinweber P. (2009). How does the Hedley sequential phosphorus fractionation reflect impacts of land use and management on soil phosphorus: A review. Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 172, 305-325. Richter D.D., Allen H.L., Li J., Markewitz D. & Raikes J. (2006). Bioavailability of slowly cycling soil phosphorus: major restructuring of soil P fractions over four decades in an aggrading forest. Oecologia, 150, 259-271. Schiefer J. (1981). Bracheversuche in Baden-Württemberg. . Beihefte zu den Veröffentlichungen für Naturschutz und Landschaftspflege in Baden-Württemberg, 22, 1–325. Schreiber K.F., Brauckmann H.J., Broll G., Krebs S. & Poschlod P. (2009). Artenreiches Grünland in der Kulturlandschaft. verlag regionalkultur. Six J., Frey S.D., Thiet R.K. & Batten K.M. (2006). Bacterial and fungal contributions to carbon sequestration in agroecosystems. Soil Sci. Soc. Am. J., 70, 555-569.  

Maßnahmen zur Offenhaltung von Grünlandstandorten: Effekte auf die P-Fraktionen im Boden vierzig Jahre nach Versuchseinrichtung

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