Kleinräumige Bodeninformationen sind wichtige Management-Entscheidungskriterien für einen ökologisch und ökonomisch nach­haltigen, teilflächenspezifischen Pflanzenbau. Praxistauglich-aufbereitete Feldbodenkarten liefern nützliche Bodeninformationen und unterstützen den Landwirt oder den Pflanzen­bau-Berater, z.B. bei der Abgrenzung von Teilflächen für die Bodenbeprobung, bei der Ermittlung der korrekten Kalkmenge auf Teilflächenbasis oder liefern Teilflächeninfor­mationen als Grundlage für eine Ertragspotenzialkarte. Die Bodendaten sind für die je­eilige Aufgabe, Anwendung oder Applikation entsprechend nach dessen unterschiedlichen Anforderungen aufzubereiten. Grundlage einer kleinräumigen Feldbodenkarte ist eine feldbodenkundliche Kartierung von erkannten Teilflächen

Emeis, Norbert

Hinck, Stefan

Kolata, Hans

Mueller, Klaus

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Der Nutzen von kleinräumigen Feldboden-karten  im  teilflächenspezifischen PflanzenbauStefan Hinck 1,2, Hans Kolata 3, Norbert Emeis 2, Klaus Mueller 2ZusammenfassungKleinräumige  Bodeninformationen  sind wichtige Management-Entscheidungskriterien für  einen ökologisch und ökonomisch nach-haltigen, teilflächenspezifischen Pflanzenbau. Praxistauglich-aufbereitete  Feldbodenkarten liefern  nützliche  Bodeninformationen  und unterstützen den Landwirt oder den Pflanzen-bau-Berater,  z.B.  bei  der  Abgrenzung  von Teilflächen für die Bodenbeprobung, bei der Ermittlung  der  korrekten  Kalkmenge  auf Teilflächenbasis  oder  liefern  Teilflächeninfor-mationen als  Grundlage für  eine Ertragspo-tenzialkarte. Die Bodendaten sind für die je-weilige Aufgabe, Anwendung oder Applikation entsprechend nach dessen unterschiedlichen Anforderungen  aufzubereiten.  Grundlage einer  kleinräumigen Feldbodenkarte ist  eine feldbodenkundliche Kartierung von erkannten Teilflächen.Schlüsselwörter: Nutzen kleinräumiger Feldbodenkarte, teilflächenspezifischer Pflanzenbau, Kalkung, bodenkundliche Feldkartierung, GIS, TeilflächeKleinräumige Feldbodenkarten und teilflächenspezifischer PflanzenbauDie bodenartspezifischen Informationen einer kleinräumigen  Feldbodenkarten  liefert  die Grundlage u.a. für einen Beprobungsplan auf Teilflächenbasis.  Fehlerhafte  Mischproben,  1 Hochschule  Osnabrück, Postfach 1940, 49009 Osnabrück; E-Mail: hinck@farmsystem.de 2 FARMsystem Hinck&Kielhorn, Sedanstraße 26, 49076 Osnabrück 3 Landesamt für Umwelt, Naturschutz und Geologie Mecklenburg-Vorpommern, Bodengeologie und Bodenschutz, Goldberger Str. 12, 18273 Güstrowz.B.  aus  sandigen  und  lehmigen  Bereichen werden vermieden.  Damit  wird  eine Forder-ung  erfüllt,  um weitere  Maßnahmen,  insbe-sondere Kalkung und Grunddüngung optimal, auf  die  jeweilige  Teilflächenbodenart  abge-stimmt, durchzuführen. Da diese Applikation-en die Information „Bodenart“ für eine korrek-te Ermittlung der Aufwandmengen zwingend voraussetzen. Für die optimale Kalkung sind, neben  der  Bodenart  weitere  Bodenparame-ter:  Humusgehalt,  carbonathaltiges  Aus-gangsmaterial  und  der  aktuelle  pH-Wert  zu erfassen. Der Humusgehalt kann im Gelände geschätzt oder anhand von Bodenproben im Labor analysiert  werden. Das Vorliegen von carbonathaltiges  Ausgangsmaterial  kann  in Gelände ermittelt  werden. Der pH-Wert wird üblicherweise  anhand  von  Bodenproben durch Laboruntersuchungen ermittelt. Neuere Untersuchungsmethoden zur in situ pH-Wert-messung sind bereits in der Anwendung (Olfs et  al.  2012).  Ein  teilflächenspezifischer  Be-probungsplan ist ebenfalls Grundlage für eine optimale  Grunddüngung  mit  einer abgestimmten  Nährstoffuntersuchung  im Rahmen der fruchtfolgebedingten Beprobung.Gleichermaßen liefert die feldbodenkundliche Kartierung auf Teilflächenbasis eine wichtige Datengrundlage  zur  Generierung  einer teilflächenspezifischen  Ertragspotenzialkarte anhand  von  erhobenen  Bodenparametern und  daraus  abgeleiteten  Daten.  Neben  der Oberbodenart, ist hierfür ebenfalls die Unter-bodenart  und  der  Bodentyp  zu  kartieren. Weitere  Erfassungsgrößen  bzw.  Schätz-größen sind z.B. der Humusgehalt und/oder die  Lagerungsdichte  (z.B.  Krumenbasisver-dichtung).  Anhand  dieser  Bodenparameter kann die Durchwurzelungstiefe (We) ermittelt werden. Es ist möglich mit Hilfe der Bodenart und der We die nutzbare Feldkapazität (nFK) der  Teilfläche  abzuleiten.  Ebenso,  wie  die nFK  kann  die  Nährstoffspeicherfähigkeit beurteilt  werden. Anhand dieser 3 wichtigen Kenngrößen  kann  bereits  eine  bodenkund-lich-basierte  Beurteilung  der  Teilflächen  für dessen zu  erwartender  Ertragsfähigkeit  vor-genommen  werden.  Werden  diese  Informa-tionen  in  Relation  zu  evtl.  vorliegenden Ertragsdaten  auf  Teilflächenbasis  gesetzt, kann die Aussagekraft weiter erhöht werden. Ein „Verschneiden“ der Bodenkennwerte mit den  Ertragsdaten,  insbesondere  mit   mehr-jährigen  Ertragsdaten  ermöglicht  die Tagungsbeitrag zu: Jahrestagung der Deutschen Bodenkundlichen Gesellschaft Kommission VTitel der Tagung: Unsere Böden – Unser Leben Veranstalter: DBGTermin und Ort der Tagung:5. – 10. September 2015, München Berichte der DBG (nicht begutachtete online Publikation) http://www.dbges.deGenerierung einer Ertragspotenzialkarte.Der  Nutzen  von  kleinräumigen  Feldboden-karten  ist  also  sehr  groß  und  vielseitig. Tabelle  1  zeigt  ausgewählte  Anwendungs-beispiele.  Für  einen  nachhaltigen  Pflanzen-bau  –  im  Sinne  einer  ökonomisch  und ökologisch optimierten Produktion – sind die notwendigen  Bodenkennwerte  für  die  je-weilige Aufgabe, Maßnahme oder Applikation zu modifizieren und stellen eine bedeutsame Entscheidungsgröße  dar.  Weitere  Bodenpa-rameter, z.B. Topographie können bei Bedarf die Entscheidungsmatrix ergänzen.Generierung  einer  kleinräumigen FeldbodenkarteFür die Bodenkunde eröffnet sich ein interes-santes  und  umfangreiches  Betätigungsfeld. Zum  Einen  sind  die  feldbodenkundlichen Kartierungen zur Erfassung der notwendigen Bodenkennwerte  durchzuführen.  Zum Anderen  ist  die  traditionelle Kartiermethode mit  anderen  Kartiermethoden,  z.B.  den Einsatz  von  geoelektrischen  Messsystemen zu kombinieren. Vorliegendes Kartenmaterial ergänzt diese Vorgehensweise. Dabei ist auf den  Kartenmaßstab  zu  achten.  So  bieten kleinmaßstäbige  Karten,  z.B.  geologische Karten  oder  Bodentypenkarten  nur  einen Überblick über eine mögliche Variation inner-halb  einer  Fläche.  Großmaßstäbige  Karten, z.B.  Bodenschätzungskarten  haben  eine ausreichende  Genauigkeit  zur  Teilflächen-abgrenzung,  aber  es  ist  die  angegebene Bodenart  nicht  mit  dem  gültigen  Standard konform. Es gilt die Kartierung im Gelände effizient zu gestalten  und  deren  Ergebnisse  mit  einer hohen Aussagekraft zu versehen. Hierfür sind vorliegende  Bodeninformationen  bereits  im Vorfeld  der  Kartierung  aufzubereiten  und mögliche Teilflächen anhand von z.B. Karten-material,  die  Ergebnisse  geoelektrischen Messungen  (EC-Werte),  Ertragsdaten  abzu-grenzen. Die Kartierung im Feld verifiziert die Vorauswahl  bzw.  die  Annahmen und ordnet den  Teilflächen  die  Bodenkennwerte,  z.B. Bodenart, Bodentyp zu. Kolata et al.  (2013) nutzt  für eine Orientierung zur Auswahl  von Kartierorten Bodenschätzungsdaten und EC-Werten.  Die  beiden  Informationsebenen werden  mit  Hilfe  eines  GIS-Programms miteinander  „verschnitten“.  Das  Ergebnis zeigt, in welchem Bereichen eine Kartierung zu erfolgen hat.  Hinck et al.  (2015 & 2014) beschreiben  eine  Teilflächenabgrenzung anhand der EC-Werte in Kombination mit der Clusteranalyse. Bei beiden Vorgehensweisen wird die Bodenqualität (z.B. Bodenart, Boden-typ)  der  Teilflächen  im  Feld  anhand  einer feldbodenkundlichen Kartierung beschrieben. Viele andere Autoren zeigen sehr gut mit ver-schiedenen Methoden die z.T. guten Korrela-tionen  zwischen  Bodenart/  Korngrößen  und Messwerten  und/oder  Luftbildern  auf.  Aller-dings wird häufig eine Abgrenzung von Teil-flächen  nicht  im  Detail  beschrieben.  Einige Autoren kommen zur Schlussfolgerung, dass kein  allgemeingültiger  Zusammenhang  z-wischen Messwerten einzelner oder mehrerer ausgewählten Messsystemen und der Boden-art / Korngrößen besteht. Die Messergebnis-se  zeigen  lediglich  Unterschiede  innerhalb der Fläche an (z.B. Lück et al. 2002), welche zum  Größenteil  auf  die  Zusammenhänge zwischen  Eigenschaften  der  Bodenart  und der Einflussgröße auf den Messwert beruhen, z.B.  der  Zusammenhang  zwischen  Wasser- und  Nährstoffspeicherfähigkeit  und  der elektrolytischen  Leitfähigkeit  (EC-Wert)  des Boden.  Damit  ist  den  erkannten  Teilflächen die  gewünschte  Information,  z.B.  Bodenart anhand  einer  bodenkundlichen  Kartierung oder durch Verschneiden mit  Kartenmaterial zu zuordnen.Für  die  Praxis  sind  die  Messergebnisse anwendungsfreundlich aufzubereiten. Die An-gaben  in  der  kleinräumigen  Feldbodenkarte sollten auch für nicht Bodenkundler verständ-lich und nutzbar sein. Die Abgabe der Daten erfolgt  in  digitaler  Form  in  einem  üblichen Datenformat,  dieses  sind  z.Z.  .shp-Format oder  auch  das  Agro-xml-Format.Anwendungsbeispiel „Kalkung“Anhand  der  Beispielfläche  „Eschkorn“  (11,3 ha)  werden  die  einheitliche  und  teilflächen-spezifische Kalkung dargestellt.  Werden die Karten  der  Geologie  (s.  Abb.  1)  und  der Bodenschätzung (s. Abb. 2) miteinander ver-glichen, zeigen sich deutliche Abweichungen bei der räumlichen Verteilung des Substrats „Torf“. Somit ist es nicht möglich die korrekte Teilflächenabgrenzung für eine optimale Kalk-ung  anhand  dieses  Kartenmaterials  vorzu-nehmen. Eine bereits generierte kleinräumige Feldbodenkarte weist die räumliche Ausdehn-ung  des  humusreichen  und  anmoorigen sandigen Oberbodens wesentlich genauer (s. Abb. 3) aus (Hinck et al. 2014). Im Vergleich zur  Bodenschätzungskarte  ist  die  sandige Teilfläche mit Humusgehalten < 4% deutlich größer  und  die  Teilflächen  mit  einer anmoorigen  Oberbodenart  weist  eine  sehr abweichende  räumliche  Lage  auf.  Zur Ermittlung der optimalen Kalkmenge werden anhand der teilflächenspezifischen pH-Werte und der  bodenartspezifischen Ziel-pH-Werte unter Berücksichtigung der Humusgehalte die Kalkmengen  aus  dem  LUFA-Tabellenwerk entnommen.  Da  sich  die  Teilflächengrößen und  die  Ziel-pH-Wert  im  Vergleich  zur flächeneinheitlichen  Kalkung  unterscheiden, werden  bei  der  Nutzung  der  kleinräumigen Feldbodenkarte ca. 21 Tonnen weniger Kalk-mergel benötigt. Damit ergibt sich eine Kos-tenreduzierung beim Einsatz von Kalkmergel in Höhe von 588 €, dieses entspricht ca. 52 € /  ha.  Des Weiteren werden die  bodenart-spezifischen  Ziel-pH-Werte  eingestellt.  (s. Tab. 2)FazitKleinräumige  Feldbodenkarten  haben  einen sehr großen Nutzen für eine ökologische und ökonomische Optimierung im teilflächenspe-zifischen  Pflanzenbau.  Allerdings  bedarf  es anwendungsfreundlicher, digitaler Feldboden-karten  mit  den  jeweils  geforderten  Boden-kennwerten, z.B. für die Kalkung, Grunddüng-ung oder Ertragspotenzialkarte. Hierzu kann die Bodenkunde mit  der landwirtschaftlichen Standortlehre  einen  sehr  umfassenden  und wichtigen  Beitrag  leisten.  Es  gilt  moderne Messverfahren  mit  der  traditionellen Feldbodenkunde  zu  kombinieren,  um  eine kleinräumige Feldbodenkarte mit einer hohen Aussagekraft zu generieren.LiteraturHinck, S., Kolata, H., Emeis, N., Mueller, K. (2015):  GIS-gestütztes  Verfahren  zu  Er-stellung  einer  kleinräumigen  Feldboden-karte  für  die  teilflächenspezifische  Nutz-ung,  S.  69 – 72,  in  Proceedings der  35. Jahrestagung  der  GIL  vom  23.  -  25.02. 2015  in  Geisenheim,  Hrsg.:  A.  Ruckels-hausen,  H.-P.  Schwarz  &  B.  Theuvsen. Köllen Druck+Verlag GmbH, Bonn.Hinck,  S.,  Mueller,  K.,  Emeis,  N.  (2014): Geoelectrical  Measurements  combined with  traditional  Field  Mapping  enable Sample reduced Site Mapping, S. 23 – 28 im  Fachjournal  der  staatlichen  Altai Agraruniversität in Barnaul „Agrarökologie“ 3 (113), (ISSN 1996-4277)KA5:  AG  Boden  (2005):  Bodenkundliche Kartieranleitung,  5.Aufl.  Ad-hoc  Arbeits-gruppe  Boden  der  geologischen  Landes-ämter und der Bundesanstalt für Geowis-senschaften  und  Rohstoffe  der  Bundes-republik  Deutschland.  Schweizerbart´sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart.Kolata,  H.,  Mueller,  K.,  Hinck,  S.  (2013): Vergleich  der  räumlichen  Verteilung  von Bodenarten  aus  Bodenschätzung  und Feldkartierung  in  Kombination  mit  EC-Werten.  Jahrestagung  der  Deutschen Bodenkundlichen  Gesellschaft,  2013, Rostock.Lück, E., Eisenreich, M., Domsch, H. (2002): Innovative  Kartiermethoden  für  die  teil-flächenspezifische  Landwirtschaft.  In Schriftenreihe  „Stoffdynamik  in  Geo-systemen“,  Hrsg.:  O.  Blumenstein  &  H. Schachtzabel.  Selbstverlag  der  Arbeits-gruppe Stoffdynamik in GeosystemenOlfs,  H.-W.,  Borchert,  A.,  Trautz,  D.  (2012): Soil  ph maps derived from on-the-go ph-measurements  as  basis  for  variable  lime application  under  german  conditions: concept  development  and  evaluation  in field  trials.  In:  R.  Khosla  (Hrsg.) “Proceedings  of  the  11th  International Conference  on  Precision  Agriculture”, Indianapolis, USA.  https://www.ispag.org/abstract_papers/papers/abstract_1130.pdfTab. 1: Ausgewählte Anwendungsbeispiele von Bodenparametern/-kennwerten für verschiedene Aufgaben, Maßnahmen oder ApplikationenAufgabe, Maßnahme oder ApplikationNotwendige Bodenparameter/-kennwert Nutzen und VorteilBeprobungsplan zur Nährstoff- und pH-Wert-BestimmungOberbodenart, ggf. HumusgehaltBodenartspezifische Teilflächenabgrenzung, korrekte bodenartcharakteristische Mischproben, Vermeidung von fehlerhaften MischprobenKalk-ApplikationskartepH-Wert und Oberbodenart, ggf. Humusgehalt und carbonathaltiges Ausgangsmaterial auf TeilflächenbasisErmittlung der optimalen Kalkmenge für korrekten, bodenartspezifischen pH-Wert auf TeilflächenbasisGrunddüngungskarte Nährstoffgehalte, Oberbodenart auf TeilflächenbasisErmittlung der notwendigen Streumenge zum Erreichen der offiziell empfohlenen Gehaltsklasse C bzw. bei Vorliegen von Ertragsdaten zusätzlich die Berücksichtigung der Entzugsmengen durch die Biomasse-Abfuhr auf TeilflächenbasisErtragspotenzialkartenBodenart (Ober- und Unterboden), ggf. Humusgehalte, Bodentyp; Ableitung von We, nFK und NährstoffspeicherfähigkeitUmfangreiches Planungsinstrument für die optimierte Stickstoffdüngung – mit oder ohne – stickstoffmessenden Sensoreinsatz und GrunddüngungAussaatkarten Oberbodenart, nFK, ggf. Humusgehalt und BodentypVariierende Aussaatstärke für eine gezielte BestandesführungBodenbearbeitungskarte Oberbodenart, ggf. Humusgehalt und BodentypVariation der Bodenbearbeitungsintensität und -tiefe für eine optimierte Bodenbearbeitung, z.B. Bodenstruktur und KraftstoffeinsparungTab. 2: Vergleich von einheitlicher und teilflächenspezifischer Kalkung auf der Fläche „Eschkorn“; Kosten für Kalkmergel: 28 € / tApplikationsmethodeFlächengröße / Teilflächen-größe(ha)Bodenart (Humusgehalt)Ziel-pH-Wertaktueller pH-wertKalkmenge t/ha in CaCO3 (Gesamt-menge)Benötigte Menge an Kalkmergel (50 % CaCO3)Kosten für Kalkmergel € / ha (Kalkkosten gesamt ) einheitliche Kalkung  11,3 humoser Sand(bis 4%) 5,4 – 5,8 5,0 2,8 t / ha (31 t)62 t Gesamtmenge154 € / ha (1736 €) teilflächenspezifische Kalkung11,3 s.Teilfläches. Teilfläches. Teilfläche 1,8 t / ha (21 t)41 t Gesamtmenge102 € / ha (1148 €)Teilfläche 1 3,6anmooriger Sand(bis 30%)4,3 – 4,7 4,6 0,5 t / ha(1,9 t) 1 t / ha 28 € / haTeilfläche 2 6,6 humoser Sand(bis 4%) 5,4 – 5,8 5,02,8 t / ha (18,6 t) 5,6 t / ha 157 € / haTeilfläche 3 1,1stark humoser Sand(bis 15%)4,7 – 5,1 5,5 0 t / ha(0 t) 0 t / ha 0 € / ha

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