Im Ackerbau sitzt man in Sachen Bodenbearbeitung zwischen zwei Stühlen. Zum einen bringt eine intensive Bodenbearbeitung zumindest kurzfristig oft agronomische Vorteile, zum anderen birgt sie ein hohes Erosionsrisiko und beeinträchtigt das Bodenleben stark. Es gilt, einen Mittelweg zu finden, der eine nachhaltige und bodenschonende Bewirtschaftung ermöglicht, ohne die momentane landwirtschaftliche Produktivität zu reduzieren

Berner, Alfred

Fliessbach, Andreas

Krauss, Maike

Mäder, Paul

Pfiffner, Lukas

Organic Eprints

10 HOTSPOT  32 | 2015Im Ackerbau spielt die Bodenbearbeitung zur Vorbereitung eines Saatbetts und zur Beikraut-regulierung eine grosse Rolle. Mit der Indus-trialisierung schritt die Entwicklung von Trak-toren und Maschinen rasch voran, so dass die Bearbeitung heutzutage sehr intensiv ist und die Pflugtiefe bei etwa 20 bis 30 Zentimetern liegt. Der Oberboden wird dabei regelmässig vollständig gewendet. Die Folgen bei unsach-gemässer Ausführung wirken sich vor allem in Form einer Unterbodenverdichtung aus, während das Erosionsrisiko durch die unge-schützte Oberfläche hoch ist. Weltweit geht man davon aus, dass innerhalb von nur drei Jahrzehnten etwa ein Drittel der Ackerfläche durch Erosion verloren gegangen ist. Als Ant-wort darauf wurden sogenannte Direktsaat-systeme (Englisch: no-till) mit chemischer Beikrautkontrolle und speziellen Maschinen entwickelt, wo Samen direkt in einen Saat-schlitz abgelegt werden. Da der Boden nicht mehr gewendet wird, reichert sich Humus an der Oberfläche an, verbessert dort die Bo-denstruktur und ermöglicht eine bessere Was-seraufnahme. Direktsaatsysteme sind daher vor allem in Südamerika, den USA, Kanada, Australien und Spanien verbreitet, wo die Was-serverfügbarkeit für die Landwirtschaft ein li-mitierender Faktor ist. Zahlreiche FeldversucheIn der Schweiz kommen Direktsaatverfah-ren auf circa fünf Prozent der Ackerflächen zum Einsatz. Nach wie vor ist der Pflug vor-herrschend. Ein Umdenken findet aber auf verschiedenen Ebenen statt. Da in Direktsaat-systemen die ersten herbizidresistenten Prob-lemkräuter («Superweeds») entstehen und der langfristige Einsatz von Herbiziden zudem ge-fährlich sein könnte für die menschliche Ge-sundheit und die Umwelt, arbeiten Forscher an der Reduktion des Herbizideinsatzes in Direkt-saatsystemen. In der Schweiz gibt es dazu un-ter anderem den Dauerversuch Oberacker am Inforama Rütti (Kt. BE), bei dem die Direktsaat mit dem Pflugeinsatz verglichen wird.Einen anderen Ansatz verfolgt die sogenann-te «reduzierte Bodenbearbeitung». Dies kön-nen sowohl die Reduktion der Pflugtiefe sein als auch nicht-wendende und flach arbeitende Maschinen. Ziel ist es, den Boden schonend zu bearbeiten und die positiven Auswirkungen der mechanischen Beikrautkontrolle und des Einarbeitens von Hofdüngern zu nutzen, die negativen Auswirkungen jedoch zu minimie-ren. Diesen Ansatz verfolgen das Forschungs-institut für biologischen Landbau FiBL in den Versuchen in Frick (Kt. AG, seit 2003, Bio) und Aesch (Kt. BL, seit 2010, Bio) und Agrosco-pe an den Standorten Changins (Kt. VD, seit 1997, konventionell) und Reckenholz (Kt. ZH, FAST-Versuch, seit 2009, Bio und konventio-nell). Am FiBL werden zudem  herbizidfreie Anbausysteme mit reduzierter Bodenbear-beitung auf Praxisbetrieben weiterentwickelt sowie im Rahmen eines Ressourceneffizienz-programms des Kantons Bern auf Bodenver-änderungen hin untersucht. Es werden auch erste Versuche mit Direktsaatsystemen mit Hilfe von dicht wachsenden Gründüngungen, die mit einer Messerwalze umgeknickt wer-den, durchgeführt. Der Bund fördert solche umweltfreundlichen Produktionsformen wie Mulchsaaten und Direktsaatverfahren im Rah-men des Ressouceneffizienzprogramms der Agrarpolitik AP 2014–2017. Die Direktsaat ist im Biolandbau eine gute Option für einzelne Kulturen. Die Bodenbe-arbeitung wird bei diesem Anbausystem aber weiter wichtig bleiben, um Kunstwiesen inner-halb einer Fruchtfolge umbrechen zu können, Beikräuter zu kontrollieren und die Stickstoff-mineralisierung im Frühjahr anzukurbeln. Warum also dieser Aufwand, wenn der Pflug doch ganze Arbeit leistet und einfach einzu-setzen ist?Reduzierte Bodenbearbeitung erhöht das BodenlebenEs wurde schon angedeutet, dass sich bei ei-ner Bearbeitungsreduktion Humus in den obe-ren Bodenschichten anreichert und eine Stra-tifizierung ähnlich eines Grünlandes entsteht. Die darauf folgende Verbesserung der Boden-struktur und des Wasserhaushaltes wurde praktisch in allen Versuchen gefunden (Gader-maier et al. 2012, Maltas et al. 2013, Chervet et al. 2006, Krauss et al. 2010, Fontana et al. 2015). Regenwürmer profitieren stark von ei-ner Bearbeitungsreduktion, da sie selbst und ihre Gänge weniger Schaden nehmen und mehr Nahrung im Oberboden angereichert wird (> S. 28) (van Capelle et al. 2012). Im Ver-such bei Frick wurden bei reduzierter Bear-beitung vermehrt junge Regenwürmer und viermal mehr Regenwurmkokons gefunden (Kuntz et al. 2013). Im Versuch Oberacker wur-de zudem von einer Zunahme von anözischen Regenwürmern (Vertikalgraber) und einer er-höhten Regenwurmbiomasse im Direktsaat-system berichtet (Maurer-Troxler et al. 2005). Bodenorganismen mögen es ruhigBrennpunkt – Biodiversität im BodenIm Ackerbau sitzt man in Sachen Bodenbearbeitung zwischen zwei Stühlen. Zum einen bringt eine in­tensive Bodenbearbeitung zumin­dest kurzfristig oft agronomische Vorteile, zum anderen birgt sie ein hohes Erosionsrisiko und beein­trächtigt das Bodenleben stark. Es gilt, einen Mittelweg zu finden, der eine nachhaltige und bodenscho­nende Bewirtschaftung ermöglicht, ohne die momentane landwirt­schaftliche Produktivität zu reduzie­ren. Maike Krauss, Alfred Berner, Andreas Fliessbach, Lukas Pfiffner und Paul MäderAuf der Ebene der Mikroorganismen wiesen re-duziert bearbeitete Böden in den ersten zehn Zentimetern nach rund zehn Jahren eine um bis zu 46 Prozent höhere mikrobielle Biomasse (Bakterien, Pilze, Protozoen) im Vergleich zum Pflugverfahren auf (Gadermaier et al. 2012, Kuntz et al. 2013). Dabei verschob sich die mi-krobielle Zusammensetzung in Richtung der Pilze (Kuntz et al. 2013). Untersuchungen im Rahmen des Projektes TILMAN-ORG an meh-reren Standorten in Europa lassen ebenfalls den Schluss zu, dass die Bodenbearbeitung ei-nen deutlichen Einfluss auf die genetische und strukturelle Zusammensetzung der Mikroor-ganismenpopulationen in der obersten Boden-schicht ausübt (Fliessbach et al. 2014). Wurzelpilze spielen bei der Nährstoffaufnah-me und der Bildung von stabilen Bodenaggre-gaten eine zentrale Rolle (> S. 14f). Die Sporen-dichte und der Artenreichtum der Mykorrhiza nahmen bei reduzierter Bodenbearbeitung im Frick-Versuch deutlich zu, wie morphologi-sche Untersuchungen an Mykorrhiza-Sporen gezeigt haben (Säle et al. 2015). Molekularbio-logische Untersuchen haben überdies zu Tage gefördert, dass nicht nur die Vielfalt der Ar-ten erhöht ist, sondern auch die intraspezifi-sche Biodiversität einer im Acker oft vorkom-menden Art (Börstler et al. 2010). Gekoppelt an die mikrobielle Biomasse ist de-ren Aktivität. So wurde z.B. im Frick-Versuch im Oberboden des reduzierten Systems eine höhere mikrobielle Aktivität beobachtet (Ga-dermaier et al. 2012, Krauss in Vorbereitung).Hinsichtlich der Organismen an der Boden-oberfläche wurde berichtet, dass Käfer (Kromp, 1999) und Spinnen (Thorbek und Bilde 2004) durch eine Bodenbearbeitung direkt getötet oder geschädigt werden. Ob der Lebensraum Acker schnell wieder besiedelt wird, hängt von den an der Oberfläche verbleibenden Pflan-zenresten und Beikräutern ab, die als Schutz und Nahrung dienen. Käfer sind beispielswei-se in reduzierten Bodenbearbeitungssystemen langfristig häufiger vertreten (Kromp 1999). In reduzierten Systemen wurde nicht nur eine höhere Beikrautdeckung, sondern auch eine Verschiebung in Richtung mehrjähriger Kräu-ter beobachtet (Armengot et al. 2015).Weitere Forschung notwendigZusammenfassend wirken sich die Humusak-kumulation und die erhöhte Pflanzenbiomas-se an der Bodenoberfläche in  reduzierten Sys-temen (inklusive Direktsaat) positiv auf das Leben unter und über der Bodenoberfläche aus. Pflügen erzeugt durch den starken Ein-griff dagegen eine regelmässige Störung des gesamten Oberbodens. Aus der Sicht des Res-sourcenschutzes und der Nachhaltigkeit ist eine Bodenbearbeitungsreduktion daher sehr begrüssenswert. Da sie allerdings auch mit höheren agronomischen Risiken behaftet ist, zusätzliches Wissen und Erfahrung benötigt und Investitionen für Spezialmaschinen er-fordert, braucht es von Seiten der Forschung, Beratung und Bildung weitere Anstrengungen.  Literatur: www.biodiversity.ch > Publikatio-nen > HotspotDie Autorin und die Autoren arbeiten am For- schungs institut für biologischen Landbau FiBL in  Frick. Maike Krauss ist Geoökologin. Der Schwer-punkt ihrer Dissertation liegt auf der Klima-wirkung von reduzierten Bodenbearbeitungs-systemen speziell unter Biobedingungen.Dipl. Ing. Agr. ETHZ Alfred Berner ist interessiert an Fragen der organischen Düngung im Kontext reduzierter Bodenbearbeitungsverfahren. Er leitet seit 2002 Feldversuche in Frick und in Aesch. Dr. Andreas Fliessbach ist Bodenbiologe und richtet sein Interesse auf den Einfluss verschiedener Bewirtschaftungsmassnahmen auf Mikroorganis-men. Er leitet zahlreiche internationale Projekte zur Systemoptimierung durch verbessertes Management der organischen Substanz sowie durch verbesserte Fruchtfolgen und reduzierte Bodenbearbeitung.Dr. Lukas Pfiffner ist Entomologe und befasst sich mit dem Habitatmanagement in optimierten landwirtschaftlichen Anbausystemen zur Erhöhung der funktionellen Biodiversität.  Dr. Paul Mäder ist Leiter des Departments Boden. Die Forschungsgruppe befasst sich mit landwirt-schaftlichen Langzeitversuchen. Paul Mäder leitete das Projekt TILMAN-ORG (tilman-org.net) zur redu-zierten Bodenbearbeitung im biologischen Landbau und ist involviert in ein EU Horizon 2020-Projekt zur Frage der Erfassung der Bodenqualität (iSQAPER). Kontakt: maike.krauss@fibl.org108105 HOTSPOT  32 | 2015  11Relativer Zuwachs bei mikrobiellen Gemeinschaften und Regenwürmern im reduzierten Bodenbearbeitungsverfahren des Frick-Versuches im Vergleich zum Pflug (0–10 cm, aus Kuntz et al. 2013). Mikrobielle BiomasseBakterielle BiomassePilzbiomasseBiomasse der ProtozoenRegenwurmanzahlRegenwurmbiomasseAnzahl adulter RegenwürmerAnzahl juveniler Regenwürmer0          20           40           60           80                   100                  120Relativer Zuwachs durch die reduzierte Bodenbearbeitung (%) im Vergleich zum Pflug594667483982Der Bodenbearbeitungsversuch in Frick kurz vor der Maissaat im Jahr 2015 (FiBL). Linke Bildhälfte: Reduziert bearbeitet mit Resten der vorigen Gründüngung an der Bodenoberfläche. Rechts: Gepflügt. Foto FiBL

Bodenorganismen mögen es ruhig

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