Längerfristige regelmäßige Kompostdün-gung führte zu höheren Gehalten an organischer Substanz im Boden und da-durch zu einer Veränderung der Aggregatgrößenverteilung mit höheren Anteilen von Makroaggregaten im Oberboden. Infolge Kompostdüngung ist daher mit einer größeren Aggregatstabilität und verminderter Erosionsgefahr zu rechnen

Breuer, Jörn

Müller, Torsten

Schulz, Rudolf

Sharif, Riyad

German

DBGPrints Repository

Tagungsbeitrag zu: Jahrestagung der DBG Kommission IV Titel der Tagung: Böden - eine endliche Ressource Veranstalter: DBG, September 2009, Bonn Berichte der DBG (nicht begutachtete online Publikation) http://www.dbges.de  Einfluss der Biokompostdüngung auf die Aggregatgrößenverteilung in einem Luvisol   Torsten Müller1, Riyad Sharif1, Jörn Breuer2 und Rudolf Schulz1  Zusammenfassung Längerfristige regelmäßige Kompostdün-gung führte zu höheren Gehalten an organi-scher Substanz im Boden und dadurch zu einer Veränderung der Aggregatgrößenver-teilung mit höheren Anteilen von Makroag-gregaten im Oberboden. Infolge Kompost-düngung ist daher mit einer größeren Ag-gregatstabilität und verminderter Erosions-gefahr zu rechnen.  Schlüsselworte: Kompost, organische Substanz, Aggregatgröße, Aggregatstabilität  Einleitung Seit 1997 wird in einem Langzeitfeldversuch ausgereifter Biokompost in praxisüblicher und überhöhter Menge ohne und mit be-darfsgerechter mineralischer N-Ergänzungsdüngung zu Winterweizen, Mais und Sommergerste (Fruchtfolge) ausge-bracht und mit einer optimierten minerali-schen N-Düngung sowie einer Kontrolle oh-ne Düngung verglichen. In der Variante mit hoher Kompostgabe ohne mineralische Er-gänzungsdüngung wurde seit 2003 kein Kompost mehr gedüngt („Nachhaltigkeitsun-tersuchung“).  Im Jahr 2008 nach 11 Jahren Versuchsdau-er sollte überprüft werden, ob durch den in-folge Biokompostausbringung erwarteten erhöhten Gehalt an organischer Substanz die Aggregatgrößenzusammensetzung im                                                  1 Institut für Pflanzenernährung, Universität Hohenheim, Stuttgart 2 Landesanstalt für Landwirtschaftliche Chemie, Universität Hohenheim, Stuttgart Oberboden im Vergleich zu einer rein mine-ralischen N-Düngung messbar beeinflusst wurde.  Material und Methoden Bei dem Langzeitfeldversuch mit Biokom-post handelt es sich um eine randomisierte Blockanlage mit 4 Wiederholungen.   Versuchsvarianten:  (1) Kontrolle (ohne Düngung) (2) KAS: nur mineralische N-Düngung (Kalk-Ammon-Salpeter optimiert nach Nmin) Kompostdüngung:  (3) B100+KAS: Kompost entsprechend 100 kg Nt (ca. 10 t TS) ha-1a-1 mit optimierter mi-neralischer N-Düngung (KAS nach Nmin) (4) B100-KAS: wie Variante 3, ohne minera-lische N-Düngung    (5) B400+KAS: Kompost entsprechend 400 kg Nt (ca. 40 t TS) ha-1a-1 mit optimierter mineralischer N- Düngung (KAS nach Nmin)     (6) B400-KAS: wie Variante 5, ohne mine-ralische N-Düngung, seit 2003 keine Dün-gung  Bodentyp ist eine Löss-Parabraunerde (Luvisol). Der Gehalt an organischem Kohlenstoff im Boden wurde mit dem Elementaranalysator „vario Max CN“ der Fa. „Elementar“ nach vorausgegangener Säurebehandlung zur Beseitigung der Karbonate bestimmt.  Die Bestimmung der Aggregatgrößenvertei-lung erfolgte im Trockensiebverfahren nach folgendem Schema:  (1.) Siebmaschenweite 0,25 mm, Siebfrakti-on: “Mikroaggregate”  (< 0,25 mm Ø), Rest-boden sieben. (2.) Siebmaschenweite 2 mm, Siebfraktion: “Mesoaggregate” (0,25-2 mm Ø), Restboden sieben. (3.) Siebmaschen-weite  4 mm,  Fraktion auf dem Sieb: “Mak-roaggregate”(> 4 mm Ø).  Die statistischen Berechnungen (Varianz-analyse, Tukey HSD-Test) wurden mit SigmaStat 3.5 (Fa. SYSTAT) durchgeführt.    Ergebnisse und Diskussion Gehalte an organischer Substanz im Bo-den  Nach 11 Jahren Versuchsdauer ist der Ge-halt an organischem Kohlenstoff  im Ober-boden in den Kompostvarianten mit Zufuhr von 100 kg Gesamt-N als Kompost bzw. 10 t TS ha-1a-1 im Vergleich zur Kontrolle und der mineralischen N-Düngung von 9 auf ca. 13  mg C kg-1 Boden angestiegen (Abb. 1). Bei 4-fach überhöhter Kompostdüngung kam es sogar annähernd zu einer Verdoppelung der Gehalte. Dieses erhöhte Niveau konnte je-doch nur bei permanenter Kompostzufuhr aufrecht erhalten werden. Bei ausgesetzter Kompostdüngung (Variante 6) nahm der Gehalt an organischem Kohlenstoff bereits nach 5 Jahren auf das Niveau der Kompost-varianten 1 und 2 ab, obwohl die insgesamt ausgebrachte Kompostmenge doppelt so hoch war (Abb. 1). Die mineralische N-Düngung allein (Variante 2) hatte keinen Einfluss auf die Gehalte an organischer Substanz im Boden, obwohl das Ertragsniveau und somit die Masse an Ern-terückständen im Vergleich zur Kontrolle wesentlich höher waren. Auch bei den Kom-postvarianten mit Zufuhr von 100 kg Ge-samt-N als Kompost bzw. 10 t TS ha-1a-1 beeinflusste die zusätzliche mineralische N-Düngung trotz höherer Erträge die Gehalte an organischer Substanz im Boden nicht.   Abb. 1: Organischer Kohlenstoff  im Ober-boden (0-30 cm) der Versuchsvarianten (un-terschiedliche Buchstaben zeigen signifikan-te Unterschiede, P = 0,05). (Varianten: s. Material & Methoden). In den unteren Bodenschichten von 30-60 cm und 60-90 cm Bodentiefe unterschieden sich die Kohlenstoffgehalte der Versuchsva-rianten nicht (Ergebnisse nicht dargestellt).  Beziehung zwischen dem Gehalt an or-ganischer Substanz im Boden und der Aggregatgrößenverteilung Mit steigendem  Gehalt an organischem Kohlenstoff im Boden als Folge der Kom-postdüngung erhöht sich der Anteil der Mak-roaggregate (Abb. 2), während gleichzeitig der Anteil der Mikroaggregate (Abb. 3) und tendenziell auch der Mesoaggregate (Er-gebnisse nicht dargestellt) sinkt. Die Förderung von Makroaggregaten durch Zufuhr von organischer Substanz  durch or-ganische Düngung ist in der Literatur viel-fach beschrieben (Aoyama, 1999; Six et al., 1999) und wird durch die vorliegende Unter-suchung bestätigt.     Abb. 2: Beziehung zwischen dem Gehalt an organischem Kohlenstoff im Oberboden und dem relativen Anteil der Makroaggregate.     Abb. 3: Beziehung zwischen dem Gehalt an organischem Kohlenstoff im Oberboden (0-30 cm) und dem relativen Anteil der Mikro-aggregate.   Abb. 4: Aggregatgrößenverteilung in den Varianten des Kompostversuchs. (unter-schiedliche Buchstaben zeigen signifikante Unterschiede, P = 0,05). (Varianten: s. Ma-terial & Methoden).   Aggregatgrößenverteilung im Langzeit-versuch mit Biokompost Durch langfristige Kompostdüngung kam es somit auch zu einer Veränderung der Ag-gregatgrößenverteilung im Oberboden mit einer signifikanten Erhöhung des Anteils der Makroaggregate (Abb. 4). Die Aggregatgrößenverteilung der Kontrolle und der Mineraldüngervariante unterschie-den sich nicht. Offensichtlich wird auf den standorttypischen Löss-Parabraunerden die Aggregatstabilität weniger durch eine ver-stärkte Einarbeitung von Ernterückständen, sondern eher durch die externe Zufuhr von organischer Substanz gesteigert. Hierbei könnte auch die Qualität der zugeführten organischen Substanz eine Rolle spielen, da ausgereifter Biokompost im Gegensatz zu Ernterückständen ein höheres Humusrepro-duktionspotential besitzt. Bei ausgesetzter Kompostdüngung (Varian-te 6) nahm auch der Anteil der Makroaggre-gate nach 5 Jahren auf das Niveau der Kompostvarianten 1 und 2 ab. Im Vergleich zu  Mikroaggregaten zerfallen Makroaggre-gate leichter (Elliot, 1986; Six et al., 1999). Ursache könnte sein, dass Makroaggregate, deren Bildung insbesondere durch organi-sche Düngung gefördert wird, mehr „labile“, leicht mineralisierbare C- und N-Verbindungen als Stabilisatoren enthalten (Elliot, 1988;  Mikha und Rice, 2003). Somit dürften Makoaggregate stärker zur Stick-stoffdynamik im Boden beitragen als die kleineren Aggregatgrößen.   Literatur Aoyama, M., Angers, D.A., N'Dayegamiye. A., 1999: Particulate and mineral-associated organic matter in water-stable aggregates as affected by mineral fertilizer and manure applications. Can. J. Soil Sci. 79, 295–302.   Elliott, E.T., 1986: Aggregate structure and carbon, nitrogen, and phosphorus in native and cultivated soils. Soil Sci. Soc. Am. J. 50, 627–633. Mikha, M.M., Rice, C.W., 2004: Tillage and manure effects on soil and aggregate-associated carbon and nitrogen. Soil Sci. Soc. Am. J. 68, 809-816.  Six, J., Elliott, E.T., Paustian, K., 1999: Ag-gregate and soil organic matter dynamic un-der conventional and no-tillage systems. Soil Sci. Soc. Am. J. 63, 1350–1358.  

Einfluss der Biokompostdüngung auf die Aggregatgrößenverteilung in einem Luvisol

http://eprints.dbges.de/134/2/Mueller_1900_DBG_2009.pdf

Einfluss der Biokompostdüngung auf die Aggregatgrößenverteilung in einem Luvisol

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

DBGPrints Repository