Erste Ergebnisse eines Versuchs des Forschungsinstitut für biologischen Landbau (FiBL) zeigen, dass durch reduzierte Bodenbearbeitung im ökologischen Landbau mehr Kohlenstoff gespeichert und die Ertragssicherheit gesteigert werden kann. Voraussetzung dafür ist jedoch eine Optimierung des pfluglosen Systems

Berner, Alfred

Krauss, Maike

Mäder, Paul

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Organic Eprints

34 www.soel.de ÖKOLOGIE &LANDBAU | 149,1/2009PFLANZENBAU & TIERHALTUNG THEMENReduzierte BodenbearbeitungGut für den Boden, gut fürs KlimaErste Ergebnisse eines Versuchs des Forschungsinstituts für biologischen Landbau (FiBL) zeigen, dass durch reduzierte Bodenbearbeitung im ökologischen Landbau mehr Kohlenstoff gespeichert und die Ertragssicherheit gesteigert werden kann. Voraussetzung dafür ist jedoch eine Optimierung des pfluglosen Systems.Von Alfred Berner,Maike Krauß und Paul Mäder Weltweit ging in den vergangenen 40 Jahren etwa einDrittel wertvolles Ackerland durch Erosion verloren.Angesichts der drohenden Nahrungsmittelknappheitist diese Entwicklung dramatisch – es müssen daher dringendneue Wege im Ackerbau beschritten werden. Durch tiefes Pflü  -gen wird kostbarer Humus abgebaut und das klimarelevanteGas Kohlendioxid freigesetzt. Pfluglose Anbausysteme bietenVorteile bei der Erosionsbekämpfung und bei der Förderungder Bodenfruchtbarkeit. Insbesondere können sie zum Humus-aufbau beitragen und dabei helfen, Energie einzusparen. Ent-wickelt wurden solche Anbausysteme bislang allerdings unterden Bedingungen des konventionellen Landbaus, das heißtunter Einsatz von Herbiziden und Mineraldüngern. Diese Be-triebsmittel belasten jedoch die Umwelt und ihre Herstellungist sehr energieaufwendig. Das Forschungsinstitut für biologi  -schen Landbau (FiBL) optimiert daher seit sechs Jahren in Zu-sammenarbeit mit Landwirten und erfahrenen Beratern An  -bau  systeme mit reduzierter Bodenbearbeitung unter ökologi  -schen Bedingungen (Berner et al., 2008). Mit und ohne PflugIm Herbst 2002 wurde im schweizerischen Frick (Jahresnie  -der  schlag1000 Mil  limeter) ein Feldversuch auf lehmigem Ton  -boden mit den Faktoren Bodenbearbeitung, Düngung sowieEin  satz biologisch-dynamischer Präparate angelegt. Die Ver  -suchsflächen befanden sich auf dem Gutsbetrieb des FiBL undwurden nach den Bio-Suisse-Richtlinien be  wirtschaftet. DieGrundbodenbearbeitung erfolgte entweder konventionell mitdem Pflug,15 Zentimeter tief, oder reduziert mit einem Grub  -ber mit auswechselbaren, unterschiedlich breiten Zinken, eben-falls maximal15 Zentimeter tief. Zum pfluglosen Umbruch desKleegrasbestandes wurde der Boden ganzflächig mit einemStoppelhobel fünf Zentimeter tief geschält. Das Saatbett wurdein beiden Verfahren mit einer ebenso tief arbeitenden Zinken  -rotoregge erstellt. Im Jahr 2002 – vor Versuchsbeginn – wuchsauf allen Flächen Mais. Der Versuch begann im Herbst 2002mit Winterweizen, gefolgt von einer Hafer-Alexandrinerklee-Zwischenfrucht. 2004 wurden Sonnenblumen und 2005 wurdeDin  kel kultiviert. Danach wurde im August 2005 Kleegras an  -gesät und dieses über zwei Jahre (2006 und 2007) genutzt. ImJahr 2008 wurde nach Pflugeinsatz oder nach reduzierter Bo  -den  bearbeitung Mais angebaut.Wie in der Praxis üblich, erfolg-te die Kleegrasansaat in beiden Bodenbearbeitungssystemennur mit der Zinkenrotoregge. Der Grubber wurde im reduziertbearbeitenden Verfahren im Jahr 2003 nach Weizen und 2007Mit seinen auswechselbaren, je nach Bedarf unterschiedlich breiten Zinkeneignet sich der Grubber hervorragend zur reduzierten Bodenbearbeitung imökologischen Landbau.(Foto:Hansueli Dierauer)www.soel.de 149,1/2009  | ÖKOLOGIE &LANDBAU 35nach Kleegras eingesetzt. Dabei waren auf drei Meter Arbeits-breite fünf schmale Zinken montiert, die15 Zentimeter tief inden Boden einzogen. Somit war die Lockerung im Verfahrenmit reduzierter Bodenbearbeitung relativ gering.Gute Erträge bei weniger EnergieaufwandWährend die Getreideerträge bei reduzierter Bodenbearbei  -tung etwa zehn Prozent geringer waren, fielen die Zwischen  -fut  ter- und die Sonnenblumenerträge in diesem System sogaretwas höher aus (siehe Tabelle). Die Ertragsminderung bei Ge-treide im reduziert bearbeiteten System kann mit einer ver-zögerten Stickstoffmineralisierung im Frühjahr erklärt werden.Kleegras brachte demgegenüber bei reduzierter Bodenbearbei  -tung 26 Prozent mehr Ertrag. Ein Grund dafür war der höhereKleeanteil. Gleich nach der Saat im August waren infolge tro-ckenen Wetters die jungen Kleepflanzen im gepflügten Systemvertrocknet, während sie im reduziert bearbeiteten System nochvon Bodenwasser aus tieferen Bodenschichten profitieren konn -ten und die Trockenheit überlebten. Durch später keimendenKlee erhöhte sich der Kleeanteil zwar auch im gepflügten Sys  -tem, lag aber immer deutlich unter jenem im System mit redu  -zierter Bodenbearbeitung. Klee ist im ökologischen Landbauessenziell, um die Kulturen mit biologisch fixiertem Stickstoffzu versorgen; Kleegras bildet oft die Hauptkomponente in derRaufutterversorgung von Wiederkäuern. Aus diesen Gründenist es sehr bedeutsam, dass das Gras in den langjährig pfluglosbearbeiteten Parzellen reicher an Stickstoff und verschiedenenMineralstoffen war und der Klee mehr Phosphor enthielt, derwichtig für die biologische Stickstofffixierung aus der Luft ist.Kleegrasumbruch im SpätsommerDer Verzicht auf den Pflug erfordert es, das gesamte Anbau  -system zu optimieren. Traditionell erfolgt der Kleegrasumbruchmit dem Pflug im Winter oder im Frühjahr. Ohne wendendesPflü  gen würden aber die Grashorste und Kleewurzeln nach derBearbeitung unter den feuchten Bedingungen in der kühlerenJahreszeit wieder anwachsen. Deshalb wurde im Versuch dasKleegras im Spätsommer mit einem Stoppelhobel fünf Zenti-meter tief geschält.Mit dem Grubber wurde der Boden15 Zen  -ti  meter tief gelockert und die Erdschollen mit den Kleegras  -wurzeln durch den Sternnachläufer zerkleinert. Anschließendwurden im Oktober mit der Zinkenrotor-Säkombination Win  -ter  erbsen als Gründüngung gesät. Die alten Wurzeln des Klee-grases mit ihrem weiten C/N-Verhältnis1 hatten so bis zumFrühjahr Zeit, zu verrotten, und die Biomasse der Erbsen mitihrem engen C/N-Verhältnis konnte im Frühsommer raschmi  neralisieren. Die Erbsen speicherten von Herbst bis Früh-jahr 61 Kilogramm Stickstoff je Hektar, der dann dem Maisweit  gehend zur Verfügung stand. Dies sparte je Hektar eineEnergiemenge von etwa183 Kilogramm Kohlendioxid-Äqui  -va  lenten. Dank des leicht verfügbaren Stickstoffs nach der Erb  -sengründüngung entwickelte sich der Mais sehr gut. Im redu  -ziert bearbeiteten System konnten bei gleicher Düngung sogar34 Prozent mehr Silomais wie im Pflugsystem geerntet werden.Bessere Bodenfruchtbarkeit und bessere KohlenstoffbindungDiese positive Ertragsentwicklung im reduziert bearbeitetenSystem hat ihre Ursache wohl auch im fruchtbareren Boden.Innerhalb von nur zweieinhalb Jahren erhöhte sich dort derGehalt an organischem Kohlenstoff (Corg) in der obersten Bo  -denschicht um 0,15 Prozentpunkte. Dies entspricht einer Fest-PFLANZENBAU & TIERHALTUNG THEMENReduzierte Bodenbearbeitungs-systeme im Öko-Landbau haben ein beachtliches Potenzial zurBindung von Kohlendioxid.1 Das C/N-Verhältnis bezieht sich auf die Anteile von organischem Kohlenstoff (C) und Stickstoff (N)in Pflanzen oder im Boden.Bei einem weiten C/N-Verhältnis ist relativ zum Kohlenstoff wenigbioverfügbarer Stickstoff vorhanden und organisches Material verrottet nur langsam.Tabelle:Erträge der im Bodenbearbeitungsversuch Frick angebauten Kulturen von 2003 bis 2008 in Tonnen Trockensubstanz pro Hektar (n = 16)BodenbearbeitungssystemPflug:Ertrag (t/ha)Reduzierte Bodenbearbeitung:Ertrag (t/ha)Veränderung gegenüber Pflug (%)VarianzanalyseWinterweizen 20035,184,43– 14%p < 0,001Sonnenblumen 20043,193,33+4%p < 0,1Dinkel (entspelzt)20052,432,23– 8%p < 0,05Kleegras 20067,519,66+29%p < 0,001Kleegras 20077,799,6+23%p < 0,001Mais 200812,2716,48+34%p < 0,001Mittel aller Kulturen+11%36 ÖKOLOGIE &LANDBAU | 149,1/2009 www.soel.dePFLANZENBAU & TIERHALTUNG THEMENlegung von 3,7 Tonnen Kohlendioxid-Äquivalenten je Hektarund Jahr. Mit dem Anstieg des Humusgehalts ging auch eine– im Vergleich zum Pflugsystem – 27 Prozent höhere biologi  -sche Aktivität (mikrobielle Biomasse und Dehydrogenaseakti  -vität2) einher. In der Bodenschicht von zehn bis 20 Zentime  -tern Tiefe konnten keine Unterschiede im Corg-Gehalt und inder mikrobiellen Aktivität zwischen den beiden Bodenbearbei  -tungssystemen festgestellt werden. Tendenziell war bei reduzier-ter Bodenbearbeitung die Kolonisierung von Dinkelwurzelnmit Mykorrhizapilzen erhöht. Dies kann mit der geringerenmechanischen Störung der Pilzfäden erklärt werden. Bislang wurden im Bodenbearbeitungsversuch erst wenigebodenphysikalische Messungen durchgeführt. Die Unterschie  -de in den Bodeneigenschaften sind aber je nach Jahreszeit gutwahrnehmbar: Ein Spaten lässt sich bei pflugloser Bodenbear  -beitung leichter einstechen und der Boden fühlt sich beim Be-gehen weicher an. Er klebt bei Nässe auch weniger an den Stie  -feln. Außerdem lässt sich der Boden im reduziert bearbeitetenSystem leichter krümeln, während er im Pflugsystem sehr kom-pakt erscheint.Unkrautdruck und Maissorten:Langzeituntersuchungen stehen noch ausDer sechsjährige Bodenbearbeitungsversuch am FiBL hatge  zeigt, dass reduzierte Bodenbearbeitungssysteme im Öko-Landbau ein beachtliches Potenzial haben, Kohlendioxid zu bin -den. Zudem verbesserte sich im reduziert bearbeiteten Sys  temdie Ertragsstabilität von Kleegras, da die Bodenfruchtbar  keiter  höht und der Wasserhaushalt optimiert werden konnte. DieLangzeitwirkungen reduzierter Anbausysteme im Hinblick aufHumusentwicklung und Unkrautdruck müssen noch unter  -sucht werden. Außerdem sollen in weiteren, durch die EU unddas Einzelhandelsunternehmen COOP-Schweiz geförder  tenProjekten pfluglose Anbausysteme auf verschiedenen Boden-typen weiterentwickelt werden. In diesem Zusammenhang sol  -len auch Interaktionen zwischen Maissorten und verschiedenenBodenbearbeitungssystemen erfasst werden. Diese Forschun  -gen erfolgen in enger Zusammenarbeit mit dem Projekt „Stei  -gerung der Wertschöpfung ökologisch angebauter Marktfrüch-te durch die Optimierung des Managements der Bodenfrucht  -barkeit“, das vom FiBL Deutschland koordiniert und durch dasBundesprogramm Ökologischer Landbau finanziert wird. LiteraturBerner,A. et al. (2008):Crop yield and soil quality response to reduced tillageunder organic management.Soil & Tillage Research 101,S.89–96Maike KraußDiplomandin GeoökologieUniversität Karlsruhe (TH)Institut für Geographie und Geoökologie (IFGG)Am Forum 2,D-76128 Karlsruhemaike.krauss@freenet.deDr.Paul MäderForschungsinstitut für biologischen Landbau (FiBL)Fachgruppe BodenwissenschaftenAckerstrasse,CH-5070 FrickTel. +41/62/8657232paul.maeder@fibl.orgDipl.-Ing.agr.ETHAlfred BernerForschungsinstitut für biologischen Landbau (FiBL)Fachgruppe BodenwissenschaftenAckerstrasse,CH-5070 FrickTel. +41/62/8657223alfred.berner@fibl.orgForschungsprojekte am FiBL Schweiz zumThema BodenbearbeitungDas vorgestellte Projekt wurde vom Schweizer Bundesamt für Landwirt-schaft,der Sampo Initiative für anthroposophische Forschung und Kunst(Schweiz),der Stiftung für Mensch,Mitwelt und Erde (Schweiz),der Evi -denz gesellschaft (Schweiz),der Software AG-Stiftung (Deutschland) undStichting Demeter (Niederlande) gefördert.Im Rahmen eines durch den COOP-Nachhaltigkeitsfonds finanzierten Pro-jekts werden ab 2009 weitere Erfahrungen unter Praxisbedingungen ananderen Standorten gesammelt und die Klimarelevanz der Gesamtsyste -me in einer Ökobilanz (englisch life cycle assessment,LCA) berechnet.InVer bindung mit dem EU-Projekt NUE-CROPS,das ebenfalls 2009 unterder Leitung der Universität Newcastle,Großbritannien,beginnt,wird dasForschungsinstitut für biologischen Landbau (FiBL) untersuchen,welcheMaissorten besonders gut an pfluglose Systeme angepasst sind.2 Dehydrogenase:Enzym aus der Atmungskette

Gut für den Boden, gut fürs Klima

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