Die Folgen des Humusaufbaus im Blick

July 12, 2019, 3:37 p.m.

In einem unserer letzten Beiträge haben wir gezeigt, wie viel Kohlenstoff sich konkret mit Humusaufbau im Boden speichern lässt, um damit klimawirksame Treibhausgase zu reduzieren und gleichzeitig die Bodenfruchtbarkeit zu verbessern. Dabei haben wir aber bereits darauf verwiesen, dass die verschiedenen Maßnahmen zum Humusaufbau Konkurrenzsituationen zu anderen Zielen mit sich führen können. In diesem Beitrag wollen wir nun näher darauf eingehen, welche Folgen ein vermehrter Humusaufbau für weitere Ökosysteme, wie beispielsweise Gewässer, aber auch für die Nahrungsmittelproduktion und insbesondere den Landwirt hat.

Zunächst wirkt sich ein erhöhter Humusgehalt nicht nur positiv auf eine Reihe von Bodeneigenschaften aus, wie die Wasserhaltekapazität und die Bodenfruchtbarkeit, sondern auch auf die Bodenlebewesen, von denen sich etwa 99 Prozent von Pflanzenresten ernähren1. Zur Humusbildung sind ausreichend Pflanzenreste in Form von Wurzeln, Stoppeln, Stroh oder Blättern nötig, die nicht abgeerntet werden, sondern als Reststoffe auf dem Acker verbleiben. Zwischenfrüchte beispielsweise können aber neben dem Beitrag zum Humusgehalt auch Nitrat aus dem Boden aufnehmen und so die Auswaschung in das Grundwasser verhindern. Darüber hinaus schützt ihre Pflanzendecke im Winter den Boden vor Erosion.

Konkurrenz um die Biomasse

Mit Blick auf die Nutzung des Aufwuchses auf den Flächen zeigt sich aber auch eine zunehmende Konkurrenz um die Biomasse: Zwischenfrüchte und Ernterückstände wie Stroh könnten stattdessen auch als erneuerbare Energiequelle in Biogasanlagen und Blockheizwerken etc. genutzt werden, statt zum Humusaufbau auf dem Feld zu verbleiben.

Wissenschaftler wie Dr. Axel Don vom Thünen-Institut für Agrarklimaschutz, Braunschweig warnen sogar davor, dass zur Erhöhung der Humusvorräte in landwirtschaftlich genutzten Böden drastische Maßnahmen zur Kompensation nötig wären, wie z. B. der Umbau der Agrarlandschaft mit zusätzlichen Gehölzstrukturen, Agroforstsystemen oder Hecken, die dann auch als Bioenergiequelle genutzt werden könnten2.

Wurzelwachstum durch Tiefenumbruch

Eine Lösung zur Vermeidung dieser Konkurrenzsituation zwischen Ernterestnutzung zum Humusaufbau und der energetischen Nutzung könnte in einem verstärkten Wurzelwachstum liegen. Wurzeln können deutlich besser zu Humus umgebaut werden als beispielsweise Stroh. Gleichzeitig ist eine tiefe Durchwurzelung ein Schlüssel, um Pflanzen widerstandsfähig gegen Trockenstress zu machen. Eine technische Maßnahme zur Erreichung einer Tiefendurchwurzelung ist der Tiefumbruch. Hierbei wird das humusreiche Oberbodenmaterial in den Unterboden eingepflügt und dort stabilisiert3. Dies verursacht dem Landwirt jedoch zusätzliche Kosten und muss gut abwägt werden aufgrund möglicher negativer Nebenwirkungen. Hierzu gehört die Gefahr der Verdichtung bei gelockerten Böden. Diese erhöht sich bei häufigem Befahren mit schwerem Gerät, insbesondere bei zu feuchten Bedingungen. Als Folge von Bodenverdichtungen kann die Bodenfruchtbarkeit, die mit dem Pflügen eigentlich optimiert werden sollte, abnehmen.

Neben Ertragseinbußen und dem Verlust der Bodenfruchtbarkeit steigt bei verdichteten Böden die Gefahr für Bodenabtrag und Bodenerosion durch Wasser. Gepflügte, vegetationsfreie Ackerstandorte (Schwarzbrache) in hügeligem Gelände sind davon besonders betroffen. Bei Starkregen trifft das Niederschlagswasser ungehindert auf die Bodenoberfläche auf, die feinen Bodenpartikel werden mobilisiert und können das Porensystem des Bodens verstopfen. Dadurch bildet sich eine Verschlämmungsschicht, die das Niederschlagswasser zusätzlich an der Infiltration hindert. Dieses läuft oberflächlich ab und nimmt dabei Bodenpartikel und die an sie gebundenen Nähr- und Schadstoffe mit, was ebenfalls zu einem Rückgang der Bodenfruchtbarkeit führt. Werden die Bodenpartikel und Nährstoffe in angrenzende Flüsse und Seen eingetragen, besteht die Gefahr einer Nährstoffüberversorgung des Gewässers. Die Folgen und Prozesse von nicht standortgerechten Bodenbearbeitungsverfahren verstärken sich folglich gegenseitig. In Deutschland sind derzeit etwa 15 Prozent der Ackerfläche als stark erosionsgefährdet anzusehen. Auf weiteren 35 Prozent der Ackerfläche ist die Bodenfruchtbarkeit langfristig gefährdet4.

Organische Düngung

Eine weitere Möglichkeit zum Humusaufbau ist die Nutzung von organischer Düngung, insbesondere von Stallmist und Kompost. Diese kann wesentlich zum Aufbau von Humus beitragen und langfristig zwei bis 22 Tonnen pro Hektar mehr Kohlenstoff im Boden binden5. Hierbei ist jedoch besonders die Begrenzung für den Landwirten durch die Düngeverordung zu beachten. So ist der Einsatz von allen organischen und organisch-mineralischen Düngemitteln auf maximal 170 kg Gesamtstickstoff pro Hektar im Jahr begrenzt. Bei Kompost gilt eine Maximalgrenze von 510 kg Gesamtstickstoff pro Hektar innerhalb von 3 Jahren6. Daher ist die Maßnahme der organischen Düngung nur in begrenztem Rahmen möglich und stellt somit auch für die Humusanreicherung Grenzen.

Abwägung führt zum Ziel

Die verschiedenen Maßnahmen zum Humusaufbau im Boden müssen Landwirte somit aufgrund bestehender Grenzen gut abwägen, und gleichzeitig müssen diese Maßnahmen an individuelle Standortfaktoren, wie Bodenverhältnisse und Klimabedingungen, angepasst sein. Ist dies nicht der Fall, können negative Folgen, wie Nährstoffeinträge in Gewässer und Bodenfruchtbarkeitseinbuße, auftreten. Durch ausgewählte, angepasste Humusaufbaumaßnahmen können Landwirte aber auf Dauer ihre Erträge sichern und gleichzeitig einen positiven Beitrag zum Klimaschutz leisten. Im nächsten Beitrag erfahren Sie, warum Humusaufbau neben den genannten Vorteilen auch eine positive Bedeutung für die Gesamtgesellschaft hat und damit eine Chance für die Öffentlichkeitsarbeit der Landwirtschaft darstellt.

 

1 https://www.thuenen.de/media/publikationen/thuenen-report/Thuenen_Report_64.pdf
2 https://www.bmel.de/DE/Landwirtschaft/Pflanzenbau/Boden/_Texte/HumusaufbaufuerdenKlimaschutz.html
3 Alacantara V., Don A., Well R., Nieder R. (2016): Deep ploughing increases agricultural soil organic matter stocks. Global Change Biology 22(8): 2939–2956.
4 https://www.umweltbundesamt.de/themen/boden-landwirtschaft/umweltbelastungen-der-landwirtschaft/bodenbearbeitung#textpart-2
5 Körschens, M., Albert, E., Armbruster, M., Barkusky, D., Baumecker, M., Behle-Schalk, L., Bis-choff, R., Cergan, Z., Ellmer, F., Herbst, F., Hoffmann, S., Hofmann, B., Kismanyoky, T., Kubat, J., Kunzova, E., Lopez-Fando, C., Merbach, I., Merbach, W., Pardor, M. T., Rogasik, J., Ruhlmann, J., Spiegel, H., Schulz, E., Tajnsek, A., Toth, Z., Wegener, H. & Zorn, W. (2013): Effect of mineral and organic fertilization on crop yield, nitrogen uptake, carbon and nitrogen balances, as well as soil organic carbon content and dynamics: results from 20 European long-term field experiments of the twenty-first century. Archives of Agronomy and Soil Science, 59, 1017–1040.
6 https://www.landwirtschaftskammer.de/landwirtschaft/ackerbau/duengung/duengeverordnung/duev-kompakt.htm#p64

Autor Anna Bouten
2019 12. July