Eine reduzierte Bodenbearbeitung im Biolandbau bringt deutliche Vorteile in Bezug auf die Bodenfruchtbarkeit sowie teils höhere Erträge als beim Einsatz des Pflugs. Das zeigen erste Ergebnisse des FiBL-Forschungsprojekts „Klimaneutraler Acker- und Gemüsebau“

Berner, Alfred

Clerc, Maurice

Dierauer, Hansueli

Fliessbach, Andreas

Koller, Martin

Krauss, Maike

Meier, Matthias

Messmer, Monila

Mäder, Paul

Schader, Christian

German

Organic Eprints

25 162, 2/2012  | ÖKOLOGIE &LANDBAU www.soel.deLEBENSGRUNDLAGE BODEN  | SCHWERPUNKTReduzierte Bodenbearbeitung Deutliche Vorteilefür Boden  -fruchtbarkeit Eine reduzierte Bodenbearbeitung imBiolandbau bringt deutliche Vorteile in Bezugauf die Bodenfruchtbarkeit sowie teils höhereErträge als beim Einsatz des Pflugs. Das zeigenerste Ergebnisse des FiBL-Forschungsprojekts„Klimaneutraler Acker- und Gemüsebau“. Von Paul Mäder, Alfred Berner, Monika Messmer, Andreas Fliessbach, Maike Krauss, Hansueli Dierauer, Maurice Clerc, Martin Koller, Matthias Meier und Christian SchaderZahlreiche wissenschaftliche Untersuchungen zeigen,dass der Biolandbau die Bodenfruchtbarkeit erhöht.Auch sogenannte No-till-Systeme, bei denen ganz aufdie Bodenbearbeitung verzichtet wird und die Unkrautregu-lierung mit Totalherbiziden wie Roundup erfolgt, haben fürden Boden unbestreitbare Vorteile. Die Verbindung von redu-zierter Bearbeitung und Ökolandbau ist eine Methode mitgroßem Innovationspotenzial, die noch wenig erforscht ist.Der Vorteil dieser Methode liegt darin, dass im Gegensatz zurpfluglosen Variante Unkräuter mechanisch reguliert werdenkönnen. Zudem können Hofdünger eingearbeitet werden, wo-durch Ammoniakverluste reduziert werden.Reduzierte Bodenbearbeitung in Versuchsparzellenund BetriebenIn dem mehrjährigen Projekt „Klimaneutraler Acker- undGemüsebau“1 des Forschungsinstituts für biologischen Land-bau (FiBL) werden in der Schweiz die Auswirkungen redu-zierter Bodenbearbeitung auf den Ertrag, die Klimabilanz undden wirtschaftlichen Betriebserfolg untersucht. Die Parzellen-versuche zur reduzierten Bodenbearbeitung führten wir inFrick, Kanton Aargau (seit 2003), Muri, Kanton Aargau (seit2009), und Aesch, Kanton Basel-Landschaft (seit 2010), durchund diese sind zum Teil noch nicht abgeschlossen. Der Versuchin Frick liegt auf einem schweren, tonigen Lehm, in Muri undAesch sind die Böden mittelschwer (Lehmböden). Die redu-zierte Bodenbearbeitung erfolgt unter Anwendung des Stop-pelhobels bis auf eine Tiefe von fünf bis sieben Zentimetern,der Pflug wird betriebsüblich etwa 15 bis 20 Zentimeter tiefeingesetzt. Bei trockenem Boden lockern wir den Boden nachder Getreideernte bis 15 Zentimeter mit dem Eco-Dyn-Grub-ber, einem Spezialgrubber für die pfluglose Bodenbearbeitung.In einem partizipativen Ansatz erarbeiteten wir zudem in neunPraxisbetrieben zusammen mit den Landwirten betriebsan-gepasste Lösungen. Ertrags- und UnkrautentwicklungDie Versuche haben gezeigt, dass während der Umstellungs-zeit von etwa drei Jahren mit Ertragseinbußen von durch-schnittlich zehn Prozent gerechnet werden muss. Im lang  -jährigen Fricker Bodenbearbeitungsversuch mit der praxis  -üblichen Fruchtfolge Winterweizen, Sonnenblumen, Dinkel,zweijähriges Kleegras, Silomais erzielten wir über neun Jahrebei reduzierter Bodenbearbeitung elf Prozent höhere Erträgeals beim Einsatz des Pflugs (siehe Abb.1, S.26). InsbesondereWinter  getreide leidet im Frühjahr an StickstoffknappheitDr. Paul MäderFachgruppenleiter BodenwissenschaftenForschungsinstitut für biologischen Landbau (FiBL)Ackerstrasse, CH-5070 Frick Tel. +41/62/8657232paul.maeder@fibl.org1  gefördert vom Coop Fonds für Nachhaltigkeit (CH-Basel) sowie vom Bundesamt für Landwirt-schaft (BLW, CH-Bern), der Software AG-Stiftung (D-Darmstadt), der Stiftung zur Pflege vonMensch, Mitwelt und Erde (CH-Münsingen) und dem EU-Projekt NUE-CROPS26 ÖKOLOGIE &LANDBAU | 162, 2/2012 www.soel.deSCHWERPUNKT  | LEBENSGRUNDLAGE BODEN26  infolge verzögerter N-Mineralisierung, wohingegen Mais undKleegras aufgrund besserer Bodenstruktur höhere Erträge  erzielen. Entgegen den Erwartungen war der Druck mit Acker-schnecken im Pflugverfahren erhöht, sodass dort die Sonnen-blumen im Jahr 2010 nachgesät werden mussten. In Muri und Aesch prüften wir die Fruchtfolgesequenz Silomais, Winterackerbohnen, Winterweizen. Der Maisertragwar bei reduzierter Bodenbearbeitung an beiden Standortenetwa vier Prozent geringer als im Pflugverfahren. Während dieAckerbohnen in Muri bei reduzierter Bodenbearbeitung einendeutlichenMehrertrag erzielten(+27%),war derErtrag bei re-duzierter Bearbeitung in Aesch um sechsProzent geringer. InMuri kam es infolge von Sturm und Regen zu starkem Lager,was einen Schwaddrusch erforderlich machte und zu Ausfall-bohnen führte. Aufgrund des starken Durchwuchses von Rai-gras und Ackerbohnen wurde dort in der anschließenden Win-terweizenkultur bei reduzierter Bearbeitung ein 20-prozentigerMinderertrag gegenüber dem Pflugverfahren gedroschen. Inden neun Praxisbetrieben lag der Ertrag im Durchschnitt derdrei angebauten Kulturen (in der Regel Mais, Körnerlegu  -minose, Wintergetreide) um zehn Prozent unter demjenigendes Pflugverfahrens. Lediglich zwei Betriebe erzielten bei re-duzierter Bodenbearbeitung gleich hohe Erträge wie mit demPflug. Beide Betriebe waren sehr gut mechanisiert und die Be-triebsleiter zeigten ein sehr großes Engagement für den Boden. Während der Unkrautdruck in Frick den Ertrag nicht re-duzierte, war dieser insbesondere in Muri, am Standort mitden höchsten Niederschlägen (1200 mm), deutlich höher. Inden Praxisbetrieben war der Bodenbedeckungsgrad mit Un-kräutern im reduzierten Verfahren nach drei Jahren (erfasstvor dem Striegeleinsatz) im Schnitt dreimal höher als beimEinsatz des Pflugs. In drei Betrieben kam es in einem Jahr auf-grund des hohen Unkrautdrucks zu einem Totalausfall. DieBetriebe, die alle vorbeugenden Maßnahmen beachteten, dieGeräte optimal einsetzten und das Feld nach der Ernte ganz-flächig mit einem Stoppelhobel oder einem Flachgrubberschälten, hatten keine Ertragseinbußen durch Unkraut. Diegrößte Herausforderung war in jedem Fall der Kleegrasum-bruch vor Mais zu Beginn der Versuche. Im Exaktversuch imschweren Boden in Frick musste der Umbruch in den Herbstvorverlegt werden. Spät eingesäte Wintererbsen fixierten dortim Frühjahr rund 60 Kilogramm Stickstoff pro Hektar, derdem nachfolgenden Mais zur Verfügung stand und den Ertragpositiv beeinflusste. Auch die Sortenwahl und Züchtung fürreduzierte Bodenbearbeitungssysteme sind zentral: Bei re  -duzierter Bodenbearbeitung gab es Maissorten, die schon bei  geringer Düngung ansprechende Erträge brachten.Zunehmende BodenfruchtbarkeitSowohl in Frick als auch in Muri, wo die Entwicklung desHumusgehalts über mehrere Jahre gemessen wurde, verzeich-neten wir in der obersten Bodenschicht (0 bis 10cm) einendeutlichen Humusanstieg bei der reduzierten Bodenbearbei-tung (nach drei Jahren +8% in Frick, +13% in Muri; nachsechs Jahren +17% in Frick). In Muri untersuchten wir dieHumusveränderung bis in eine Bodentiefe von 60 Zentimetern(siehe Abb.2). In der Tendenz war der Humusgehalt bei redu-zierter Bodenbearbeitung auch in tieferen Bodenschichten  erhöht, während dieser unter dem Pflugverfahren insgesamtabnahm. Dies könnte damit zusammenhängen, dass in dieserFruchtfolge viel organische Masse mit Kleegras und Hofdün-ger in den Boden gelangt. In den Praxisbetrieben ergab sichnach drei Jahren differenzierter Bodenbewirtschaftung keinmessbarer Unterschied im Humusgehalt, was wohl auf dieräumliche Variabilität zurückzuführen ist. Die Kohlenstoff  -sequestrierung durch Humusaufbau führte in den Parzellen-versuchen dazu, dass in den reduziert bearbeiteten Böden biszwei Tonnen CO2-Äquivalente je Hektar und Jahr gebundenwurden.Als Indikatoren der Bodenfruchtbarkeit wurden überdiesdie mikrobielle Biomasse im Boden sowie die Dehydrogena-seaktivität als Maß der potenziellen Atmungsaktivität gemes-sen. Diese waren bei reduzierter Bearbeitung bereits nach dreiJahren sowohl im Parzellenversuch in Frick als auch auf denPraxisschlägen im Kanton Bern um rund 30Prozent erhöht inden obersten zehnZentimeternBodentiefe.Ein weitererAnstiegder mikrobiellen Biomasse und Aktivität war nach sechs undneun Jahren im langjährigen Versuch in Frick zu verzeichnen. Als zusätzlicher Faktor zur Bodenbearbeitung wurde imFricker Versuch der Einfluss der biologisch-dynamischen Prä-parate auf Indikatoren der Bodenfruchtbarkeit getestet. DasAbb.1:Ernteertragsentwicklung in Frick (2003 bis 2011)27 162, 2/2012  | ÖKOLOGIE &LANDBAU www.soel.deLEBENSGRUNDLAGE BODEN  | SCHWERPUNKT27C/N-Verhältnis der mikrobiellen Biomasse (Cmic/Nmic) war inden Böden, die die biologisch-dynamischen Präparate erhiel-ten, um sieben Prozent erhöht; das entspricht dem Verfahrenmit reduzierter Bodenbearbeitung. Ein höheres C/N-Verhält-nis zeigt an, dass die mikrobiellen Populationen sich wenigerrasch vermehren oder auch dass sich mehr Pilze im Verhältniszu den Bakterien im Boden befinden. Daraus lässt sich folgern,dass die Präparate, ähnlich wie die reduzierte Bodenbearbei-tung, eine stabilisierende Wirkung auf die Mikroorganismen-Gemeinschaften haben können.Mykorrhizapilze an der Schnittstelle Boden-Pflanze sindsensible Indikatoren einer nachhaltigen Bodenbewirtschaf-tung. Die Kolonisierung der Wurzel war stark geprägt von dervorangehenden Bodenbearbeitung in den jeweiligen Systemen:Während Dinkelwurzeln stärker kolonisiert waren im redu-zierten Verfahren, wiesen Maiswurzeln im Pflugverfahrenmehr Mykorrhizastrukturen auf. Dies konnte auf eine kurz-fristig intensivere Bodenbearbeitung im reduzierten Systemzurückgeführt werden, wo infolge der Anlage einer Gründün-gung zwei Bearbeitungsgänge mehr nötig waren. Die Vielfaltder Art Glomus intraradices war im reduzierten Verfahren be-deutend höher als im Pflugverfahren und wies Werte vonGrünland auf.Jüngste Erhebungen der Regenwurmpopulationen in einerMasterarbeit von Marianne Kuntz (Wageningen University)zeigten einen deutlichen Einfluss der Bodenbewirtschaftungauf die Populationsstruktur der Regenwürmer: Während dieAnzahl der Regenwurmkokons viermal höher war bei re  -duzierter Bodenbearbeitung als beim Pflugverfahren, waren die juvenilen Würmer noch 80 Prozent zahlreicher und dieGesamtzahl der Regenwürmer immer noch 60 Prozent höher.Als Folge des erhöhten Humusgehalts und der intensiveren  Bodenbelebung war der reduziert bearbeitete Boden in derobersten Schicht deutlich besser gekrümelt und hielt rund25 Prozent mehr pflanzenverfügbares Wasser im Boden fest.Wirtschaftlichkeit der reduzierten BodenbearbeitungVoraussetzung, dass die reduzierte Bodenbearbeitung imBiolandbau großflächig eingesetzt werden kann, ist ihre be-triebswirtschaftliche Tragfähigkeit. Im Wesentlichen entschei-den Landwirte auf Deckungsbeitragsebene und bezüglich derArbeitsansprüche, welche Kulturen in ihrem Betrieb angebautwerden. Während beim Fricker Versuch die Deckungsbeiträgeum 21 bis 35 Prozent gesteigert werden, ergaben sich in denPraxisbetrieben ein bis sieben Prozent geringere Deckungsbei-träge für die reduzierte Bodenbearbeitung. An den StandortenMuri und Aesch schnitten die reduzierten Verfahren auf De-ckungsbeitragsebene geringfügig schlechter ab als die jewei  -ligen Pflugverfahren. Die Maschinenarbeitsstunden sind beireduzierter Bodenbearbeitung im Schnitt um zehn Prozent  reduziert. Es hat sich gezeigt, dass die Wirtschaftlichkeit derreduzierten Bodenbearbeitung im Wesentlichen vom Ertragabhängt, da die unterschiedlichen Bodenbearbeitungsverfah-ren ähnlich hohe Kosten verursachten. Mit reduzierter Bodenbearbeitung zum ErfolgReduzierte Bodenbearbeitung im Ökolandbau bringt deut-liche Vorteile in Bezug auf die Bodenfruchtbarkeit: Es könnensubstanzielle Mengen an Kohlenstoff gebunden werden, Hu-mus, Mikroorganismen, Regenwürmer und Krümelstabilitätnehmen zu. Dies führt auch zu einem erhöhten Rückhalte  -vermögen für pflanzenverfügbares Wasser. In einem Langzeit-versuch konnte sogar ein Mehrertrag von elf Prozent erzieltwerden. Allerdings hängen die Auswirkungen der reduziertenBodenbearbeitung vom Standort, von der Kultur und der Jah-reswitterung ab. Ein optimaler Mechanisierungsgrad, einehohe Schlagkraft und gute Beobachtungsgabe sind wichtigeVoraussetzungen für einen erfolgreichen biologischen Pflan-zenbau ohne tiefes Wenden. Dabei hat sich gezeigt, dass An-passungen in der Verteilung der Dünger sowie des Umbruch-zeitpunkts der Kleegraswiese und die Kultivierung von Grün-düngungen wesentliche Erfolgsfaktoren sind, um die Problemeeiner verzögerten Stickstoffmineralisierung zu lösen und demUnkraut Herr zu werden. Die Ertragsoptimierung ist zentral,weil letztendlich auch bei reduzierter Bodenbearbeitung nurproduktive Systeme wirtschaftlich erfolgreich sind.  Weitere Informationen:          Bioackerbau schont das Klima. Informationen zur Medienmitteilung               vom 8. Juni 2011:www.fibl.org/de/medien/medienarchiv/       medienarchiv11/mm-klima-boden-2011-06-08.html         Bodenfruchtbarkeit im ökologischen Landbau: www.bodenfruchtbarkeit.org         Reduced tillage and green manures for sustainable organic croppingsystems – TILMAN-ORG:www.tilman-org.netAbb. 2: Humusveränderung in Muri in den Verfahren Pflug undreduziert (2009 bis 2011) 

Reduzierte Bodenbearbeitung - Deutliche Vorteile für Bodenfruchtbarkeit

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