Bodenbearbeitung und CO2-Problematik - Land-Impulse
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Bodenbearbeitung und CO2-Problematik - Land-Impulse
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Zeitgemäße<br />
<strong>Bodenbearbeitung</strong><br />
Boden – <strong>und</strong> Erosionsschutz<br />
Rosner J.:, Amt der NÖ <strong>Land</strong>esregierung, Abt. <strong>Land</strong>wirtschaftliche Bildung<br />
Frauentorgasse 72, 3430 Tulln<br />
josef.rosner@noel.gv.at<br />
<strong>Bodenbearbeitung</strong> <strong>und</strong> CO 2-<strong>Problematik</strong> in<br />
der <strong>Land</strong>wirtschaft<br />
Rosner J.: Amt der NÖ <strong>Land</strong>esregierung, Abteilung <strong>Land</strong>wirtschaftliche<br />
Bildung, 3430 Tulln, josef.rosner@noel.gv.at
Interrillerosion<br />
Oder<br />
Mulch – <strong>und</strong> Direktsaat
Anbau quer zur Fallinie � kaum Erosionseffekt
Tullnerfeld – Gollarn 2009
Gollarn 2009 Direktsaat
Göllersdorf 2. Juli 2010
10 . August 2010 Betrieb.Zaussinger- NoTill farmer seit 11 Jahren
Pro ha im Boden:<br />
25 t Flora<br />
5 t Fauna<br />
�<br />
Entspricht<br />
6 GVE
Internationale Tendenzen in<br />
der <strong>Bodenbearbeitung</strong><br />
�1989.............. 10 Mio ha No Till<br />
�2001............ 65 Mio. ha No Till<br />
�2002............ 68 Mio. ha No Till<br />
�2004............ 72 Mio. ha No Till<br />
�2006………. 90 Mio. ha No Till<br />
�2011……….>117 Mio. ha No Till<br />
�Länder:<br />
USA (25 Mio. ha), Canada (12 Mio. ha), Brasil,<br />
Argentina – Latin America > 60 Mio. ha,<br />
Australia (> 10 Mio. ha)<br />
Mehr als 98 % von der NoTill – Fläche in diesen<br />
Ländern
→ Mulchsaat<br />
Welt online 24.01.011
Gründe für No Till<br />
�Senkung der Produktionskosten<br />
�Geringere Befahrhäufigkeit � wenige<br />
Bodenverdichtung<br />
�Weniger Arbeitszeit pro ha – mehr<br />
Schlagkraft � Bewirtschaftung von mehr<br />
Fläche möglich<br />
�Geringere Maschinenbeanspruchung<br />
�Verhinderung von Wind - Wasser – Tillage<br />
Erosion<br />
�Erhöhung des Humusgehaltes →<br />
�Verbessertes Wasserspeichervermögen<br />
�Signifikant höhere Aggregatstabilität → bessere<br />
Tragfähigkeit <strong>und</strong> Befahrbarkeit der Felder<br />
�Langfristig bessere Erträge<br />
�Geringere CO 2 – Freisetzung in die Atmosphäre<br />
� niedrigerer Treibstoffverbrauch als Ursache<br />
geringerer Greenhouseeffekt – Beitrag zu<br />
Klimaabkommen
Ästhetik hat nichts mit<br />
Einkommen zu tun!<br />
Die Wirtschaftlichkeit des<br />
Systems ist entscheidend!<br />
(Rolf Derpsch)
6000<br />
5000<br />
4000<br />
3000<br />
2000<br />
1000<br />
0<br />
Welt 2020<br />
Welt 1997<br />
Welt 1974<br />
Entwicklungsländer 2020<br />
Entwicklungsländer 1997<br />
Entwicklungsländer 1974<br />
In digene Länder 2020<br />
Inmdigene Länder 1997<br />
Indigene Länder 1974<br />
5100<br />
m² landwirtschaftliche Nutzfläche pro Kopf<br />
2500<br />
2,8 Mrd 6,1 Mrd 9,1 Mrd<br />
1950 2000 2050<br />
m² landwirtschaftliche Nutzfläche pro<br />
Kopf<br />
1800<br />
Weltnachfrage nach Fleisch<br />
0 50 100 150 200 250 300 350<br />
Mio.t
Direktsägeräte für<br />
No Till farming<br />
Canada
Kinze 250<br />
Direktsämaschine USA
Direktsaat<br />
Sonnenblumen<br />
No Tillfeld Tulln
Anbaudemonstration Direktsaat Mais Obersiebenbrunn 2010
No Till Feld Mistelbach<br />
Winterweizenanbau nach<br />
Sonnenblumen
Hollabrunn Herbst 2007<br />
Mulchsaat<br />
Direktsaat
Direktsaat Winterweizen in Körnermaisstoppeln Tullnerfeld 2009
NoTill Demofeld <strong>Land</strong>wirtschaftliche Fachschule Hollabrunn<br />
Vorfrüchte: 2009 Körnermais – Stoppelbearbeitung mit Scheibenegge, Wintergerste - Mulchsaat<br />
mit Kuhn Speedliner September 2009<br />
Gründeckenanbau 29. Juli 2010 - Boden mäßig feucht<br />
Gründeckenmischung: ACKERGRÜN – pro ha 2kg Ackerbohne, 2 kg Sojabohne, 10 kg Futter –<br />
Körnererbse, 6 kg Saatwicke; zusätzlich 50 kg Ackerbohne vor der Saat mit Mineraldüngerstreuer<br />
ausgestreut
Saat mit hochgestellten<br />
Scheibenegge – Vorwerkzeug<br />
→ Direktsaat ohne<br />
Stoppelsturz oder anderer<br />
<strong>Bodenbearbeitung</strong> (NoTill)<br />
Nachfrucht 2011: Silomais<br />
im NoTill - Verfahren
Begrünung Hollabrunn September 2010
70 t GM pro ha November 2010<br />
27. September 2010
Projekt:<br />
Einsatz modernster Mulch – <strong>und</strong> Direktsätechnik
Feldtag August 2009 Obersiebenbrunn<br />
Gründeckensaat in Getreidestoppeln
Direktsaat Demonstration<br />
11. August 2010 Hollabrunn
Kerner<br />
Vaederstad Rapid
Vaederstad Spirit
Vaederstad Seed Hawk<br />
Zinkensämaschine
Maisstroh verstopft -<br />
Zinkensämaschine ungeeignet<br />
� Scheibensämaschine<br />
Maisstroh<br />
gehäckselt
Cross Slot
Amazone Cayena<br />
Zinkensämaschine
Amazone Cirrus Mulch - Drill Kombination
Köckerling Zinkensämaschine
Nach der Felddemonstration<br />
→ > 30 % Strohrückstände an der Bodenoberfläche -<br />
MULCHSAAT<br />
> 70 %.........NO TILL<br />
<strong>Bodenbearbeitung</strong>sversuch NoTill Parzelle Hollabrunn 2010
NoTill Sojabohnen in Maisstroh Argentinien 2010
NoTill Mais Argentinien<br />
2010
NoTill Direktsämaschine Argentinien
NoTill Direktsämaschine Argentinien
NoTill Mais in mit Glyphosate abgespritzte Raygras - Hafer - Gräsermischung
NoTill Zuckerrüben Bezirk<br />
Hollabrunn 2005:<br />
� 79,4 t/ha<br />
17,6 % Zuckergehalt<br />
2008 Ø > 70 t/ha
Grenzen von No Till<br />
Fruchtfolge<br />
Krankheiten<br />
Schädlinge<br />
N-S-Amerika: Mais -<br />
Sojabohnen
Fusarium sp.<br />
NoTill Körnermais Tulln
Pflanzenschutzprobleme<br />
F. Graminearum 30%<br />
F. Avenaceum 14%<br />
F. Poa 12%<br />
F. Tricinctum 2%<br />
F. Sporotrichoides
Maiszünsler<br />
Ostrinia nubilalis
Larve Maiszünsler<br />
Ostrinia nubilalis
� Mischender Effekt Spatenrollegge
Ausfallgetreide infiziert mit Gelbverzwergungsvirus
Mistelbach 2006<br />
Direktsaatparzelle<br />
nach Grünroggen<br />
Drahtwurm<br />
Agriotes sp.<br />
Fritfliege<br />
Oscinella frit
Drahtwurm
Gründeckenwalze statt Häckseln<br />
Entwicklung Amt der NÖ <strong>Land</strong>esregierung –<br />
Abteilung <strong>Land</strong>wirtschaftliche Bildung 2006/09<br />
(Hahnekamp – Ecker – Wagner - Rosner)
Anbau ohne Vorw erkzeuge<br />
Anbau mit Vorw erkzeugen<br />
Gründeckenanbau Direktsaat Obersiebenbrunn 2009<br />
17,8<br />
27,7<br />
Grünmasse/ha 4. November 09<br />
Grünmasse/ha 20. Oktober 09<br />
33,45<br />
0 10 20 30 40 50 60 70<br />
t pro ha<br />
67
Anbau ohne<br />
Vorwerkzeuge<br />
Anbau mit<br />
Vorwerkzeugen<br />
Gründeckenanbau Direktsaat Obersiebenbrunn 2009<br />
2,98<br />
3,4<br />
0 1 2 3 4<br />
3,6<br />
TS/ha 4. November 09<br />
TS/ha 20. Oktober 09<br />
t/ha<br />
3,5
Wissenschaftliche<br />
Ergebnisse<br />
Klik et al.<br />
Universität für Bodenkultur<br />
Institut für Hydraulik <strong>und</strong><br />
<strong>Land</strong>eskulturelle<br />
Wasserwirtschaft
Erosions – Versuchsstellen NÖ<br />
Pyhra<br />
N = 883mm, T = 8,6°C<br />
Pixendorf<br />
N = 768mm, T = 9,7°C<br />
N = 686mm, T = 9,5°C<br />
Tulln Pixendorf Mistelbach Pyhra Kirchberg<br />
BB BB E BB E BB E<br />
B<strong>und</strong>esland NÖ NÖ NÖ NÖ Steiermark<br />
Jahresniederschl<br />
ag (mm)<br />
Mittlere<br />
Jahrestemperatu<br />
r (°C)<br />
Bodenart<br />
685 685 645 945 730<br />
9,4 9,4 9,6 9,4 9,1<br />
lehmiger<br />
Ton<br />
sandiger Schluff lehmiger Schluff sandiger Lehm<br />
lehmiger<br />
Sand<br />
Hangneigung (%) 0 – 2 5 - 6 0 - 2 12 - 13 14 - 16 12 - 15<br />
Untersuchte<br />
Varianten<br />
CT, RT,<br />
NT, MB<br />
CT, RT,<br />
NT, MB<br />
CT, RT,<br />
NT<br />
CT, RT,<br />
NT<br />
CT, RT,<br />
NT<br />
CT, RT,<br />
NT<br />
CT, RT,<br />
NT<br />
CT, RT, NT<br />
Anzahl der Wh 3 3 2 3 3 3<br />
Versuchsbeginn 2003 1998 1997 2006 1994 2006 1994 2007
Erosionsmeßstellen NÖ
<strong>Land</strong>wirtschaftliche<br />
Fachschule<br />
Mistelbach<br />
Begrünte<br />
Abflussmulden
Sedimentkollektor<br />
Probenteiler
Abträge – Verluste, Werte gewichtet<br />
gegenüber konventioneller Bearbeitung mit Pflug<br />
Klik et al.<br />
Univ. f. BOKU 1994 - 2009<br />
Konventionell Mulchsaat Direktsaat<br />
Bodenabtrag t/ha 6,7 2.2 1,1<br />
Reduktion 67 % 84 %<br />
Corg - Verlust<br />
kg/ha 85 32 18<br />
Reduktion 62 % 79 %<br />
N-Verlust kg/ha 12 6.5 3.8<br />
Reduktion 46 % 68 %<br />
P-Verlust kg/ha 5 1,5 0,8<br />
Reduktion 70 % 84 %<br />
Abfluss in mm 24.3 21.7 17.7<br />
Herbizidverlust<br />
% ausgebracht 2,20% 1,01% 0,57%<br />
Reduktion 55 % 74 %<br />
Herbizidverlust<br />
im Abfluss 1,73% 0,87% 0,17%<br />
Reduktion 50% 90%<br />
Herbizidverlust<br />
im Abtrag 3,09% 1,16% 1,99%<br />
Reduktion 62% 36%
Direktsaat<br />
Mulchsaat<br />
Konventionelle<br />
Saat<br />
Erdabtrag Wassererosion NÖ 1994 - 2009<br />
0,8<br />
3<br />
3,1<br />
7<br />
5,3<br />
6,1<br />
11<br />
8,6<br />
Pixendorf Tullnerfeld t/ha<br />
Pyhra t/ha<br />
Mistelbach mit 1994 t/ha<br />
81<br />
0 20 40 60 80 100<br />
t pro ha
•Weltweit gehen durch<br />
Erosion jährlich 10 Mio ha<br />
Ackerland verloren<br />
•0.1 – 1 mm Erdabtrag<br />
jährlich tolerierbar<br />
= 15 t/ha/Jahr → 0.01 – 40<br />
mm in der Praxis auftretend<br />
•Bodenneubildung in<br />
Mitteleuropa: 1 t/ha/Jahr<br />
•In der BRD sind in den<br />
letzten 50 Jahre 20 – 50 cm<br />
Bodenauflage erodiert �<br />
Ertragsrückgang 10 – 20 %<br />
(Welt online 24.01.2011:<br />
„Jahrtausendwerkzeug Pflug<br />
soll auf den Schrott“)
Ertragsergebnisse Erosionsversuch 1994 –<br />
2010 Mistelbach-Pyhra(St.Pölten)-Pixendorf(Tulln)<br />
Rosner, Zwatz-Walter, Bartmann, Spieß<br />
<strong>Bodenbearbeitung</strong>s-<br />
methode<br />
Konventionell<br />
Grubber-Pflug<br />
Grubber –Mulchsaat<br />
1kgPhacelia+8kgBuchweizen+<br />
3kgAlexklee<br />
3kgPerserkle+2kgSenf+<br />
2kgÖlrettich<br />
Grubber-Mulchsaat<br />
7kgPlatterbse+11kgSoWicke+3<br />
,7kgBuch-<br />
Weizen+1kgAlex.klee+<br />
1kgPerserklee+ 0,4kgSenf<br />
Grubber-Direktsaat<br />
7kgPhacelie+3kgSenf<br />
Grubber-Direktsaat<br />
120kg SoGerste Frühjahrssaat<br />
Grubber-Direktsaat<br />
80kg Grünroggen<br />
Mistel-<br />
bach<br />
Pyhra Pixen-<br />
dorf<br />
Tullnnerfeld<br />
100 100 100<br />
96 103 101<br />
93 109 108<br />
90 110 105<br />
97 110 112<br />
89 102 97
Einfluss unterschiedlicher<br />
<strong>Bodenbearbeitung</strong>ssysteme<br />
auf Kohlenstoffdynamik, CO 2-<br />
Emissionen <strong>und</strong> das<br />
Verhalten von Glyphosat <strong>und</strong><br />
AMPA im Boden<br />
gefördert durch das B<strong>und</strong>esministerium für <strong>Land</strong><strong>und</strong><br />
Forstwirtschaft, Umwelt <strong>und</strong> Wasserwirtschaft<br />
sowie den B<strong>und</strong>esländern Niederösterreich <strong>und</strong><br />
Steiermark<br />
Projektdauer: 01.09.2007 - 31.08.2010<br />
Gerlinde Trümper <strong>und</strong> Andreas Klik<br />
Universität für Bodenkultur Wien<br />
Institut für Hydraulik <strong>und</strong> landeskulturelle<br />
Wasserwirtschaft
Projektpartner<br />
Universität für Bodenkultur Wien<br />
• Institut für Hydraulik <strong>und</strong> landeskulturelle<br />
Wasserwirtschaft<br />
(Projektleitung: Prof. Andreas Klik)<br />
• Institut für Bodenforschung<br />
• Institut für <strong>Land</strong>technik<br />
• Institut für Pflanzenbau <strong>und</strong> Pflanzenzüchtung<br />
• Institut für Agrar- <strong>und</strong> Forstökonomie<br />
• Institut für Siedlungswasserbau,<br />
Industriewasserwirtschaft <strong>und</strong> Gewässerschutz<br />
Veterinärmedizinische Universität Wien<br />
• Aquatische Ökotoxikologie<br />
Medizinische Universität Wien<br />
• Institut für Krebsforschung<br />
Lehr- <strong>und</strong> Versuchsbetriebe der<br />
landwirtschaftlichen Fachschulen NÖ<br />
• <strong>Land</strong>wirtschaftliche Fachschulen Tulln,<br />
Mistelbach <strong>und</strong> Pyhra<br />
Versuchsreferat Steiermark<br />
• <strong>Land</strong>wirtschaftliche Fachschule Kirchberg am<br />
Walde
<strong>CO2</strong>-C-Freisetzung 2007<br />
(t ha -1 )<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0<br />
CT RT NT CT RT NT<br />
Pixendorf Tulln<br />
CO 2-C-Freisetzung Messperiode April bis November 2007. Dargestellt sind Minimum,<br />
Mittelwert <strong>und</strong> Maximum aus jeweils drei Feldwiederholungen für die Standorte Pixendorf<br />
<strong>und</strong> Tulln (Klik et al.)<br />
<strong>CO2</strong>-C-Freisetzung 2008<br />
(t ha -1 )<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0<br />
CT RT NT CT RT NT<br />
Pixendorf Tulln<br />
CO 2-C-Freisetzung Messperiode Februar bis Juli 2008. Dargestellt sind Minimum, Mittelwert<br />
<strong>und</strong> Maximum aus jeweils drei Feldwiederholungen für die Standorte Pixendorf <strong>und</strong> Tulln<br />
(Klik et al.)<br />
MW<br />
MW
FCH4; FN2O (mg m -2 h -1 )<br />
Biomasse-C (mg 100 g -1 TS -1 )<br />
1,0<br />
0,8<br />
0,6<br />
0,4<br />
0,2<br />
0,0<br />
-0,2<br />
-0,015<br />
-0,024<br />
-0,022<br />
0,19<br />
0,17 0,23<br />
0,74<br />
0,43<br />
Methan Lachgas Kohlendioxid<br />
CT RT NT<br />
Abbildung 32: Methan-, Lachgas- <strong>und</strong> Kohlendioxidflüsse mit<br />
geschlossen-statischen Kammern am 9. Juni 2008 in Pixendorf<br />
(Mittelwerte aus drei Feldwiederholungen) (Klik et al.)<br />
150<br />
125<br />
100<br />
75<br />
50<br />
25<br />
0<br />
62<br />
59<br />
67 67<br />
62<br />
54<br />
92<br />
93<br />
74 72<br />
CT RT NT<br />
91<br />
97<br />
0,36<br />
115<br />
1,0<br />
0,8<br />
0,6<br />
0,4<br />
0,2<br />
0,0<br />
126<br />
Kirchberg Mistelbach Pixendorf Pyhra Tulln<br />
Mikrobielle Biomasse (in mg Biomasse-C 100 g-1 TS-1) für die untersuchten Standorte<br />
<strong>und</strong> Varianten (Klik et al.)<br />
-0,2<br />
140<br />
F<strong>CO2</strong> (g m -2 h -1 )
Boden als Kohlenstoffquelle<br />
• Kohlenstoffvorrat im Boden ca. 1500∙10 12 kg C,<br />
� davon 170 * 10 12 kg C in landwirtschaftlich genutzten<br />
Böden<br />
• C-Austausch von Boden <strong>und</strong> Vegetation mit der<br />
Atmosphäre 100 * 10 12 kg C pro Jahr<br />
� Anteil der Bodenatmung 50–75 * 10 12 kg C<br />
(~ 20 % des Gesamt-CO 2-Ausstoß in die Atmosphäre)<br />
(Zahlen aus: Rastogi et al. 2002)<br />
Freisetzung von CO 2 aus Böden<br />
Ackerböden � Kohlenstoffquelle<br />
� hohe CO 2-Emissionen speziell bei/ nach intensiver<br />
<strong>Bodenbearbeitung</strong><br />
Verringerung<br />
der Intensität<br />
der <strong>Bodenbearbeitung</strong><br />
Boden als<br />
Kohlenstoffsenke<br />
Forschungsprojekt<br />
„EDISSOC“:<br />
Reduzierung der CO 2-<br />
Emissionen?<br />
Mehr<br />
Kohlenstoffanreicherung?<br />
(Trümper G. u. A.Klik)
Quellen- <strong>und</strong> Senkenaktivität von Ackerflächen<br />
<strong>Bodenbearbeitung</strong> (Pflügen)<br />
� Öffnen, Lockern <strong>und</strong> Wenden des Bodens; Aufbrechen von<br />
Bodenaggregaten, Zerkleinerung größerer Erdklumpen<br />
Einfluss<br />
• Bodenbürtige CO 2-Emissionen<br />
• Erhöhung der Diffusionsgeschwindigkeit<br />
(CO 2-Freisetzung; O 2-Eintritt)<br />
• Anregung/ Beschleunigung der<br />
mikrobiellen Umsetzungsprozesse<br />
• Freiwerden von vorher nicht<br />
verfügbarem C org<br />
• ...<br />
andere Faktoren (z. B. Wind, Niederschlag, Temperatur, Bodeneigenschaften)<br />
� Mulch- <strong>und</strong> Direktsaatvarianten als Alternativen?!<br />
� Andere Vorteile (z. B. Erosionsschutz,<br />
Treibstoffeinsparung)???<br />
(Trümper G. u. A.Klik)
Input der <strong>Land</strong>wirtschaft<br />
bezüglich Global Warming<br />
•<strong>CO2</strong> aus Abbau der Biomasse<br />
•CH4 aus der Tierhaltung<br />
•N2O von N-Düngern<br />
•Der Boden ist ein riesiger<br />
Pool von C.....eine<br />
Veränderung von 0.1 % im<br />
Boden bedeutet + 1 ppm <strong>CO2</strong><br />
in der Atmosphäre
Gasflussmessungen<br />
(1) Geschlossen-dynamische Kammer<br />
„non-steady-state through-flow chamber“<br />
� Bodenatmungsmesssystem erfasst CO 2-<br />
Fluss<br />
Infrarot-<br />
Gasanalysator<br />
� CO 2-Analyse<br />
vereinfachte Formel!<br />
Bodenatmungskammer<br />
Temperaturfühler<br />
(Trümper G. u. A.Klik)
Gasflussmessungen (CO 2, CH 4, N 2O)<br />
(2) Geschlossen-statische Kammer „non-steady-state nonthrough-flow<br />
chamber“<br />
Verschließen der Gasfalle für bestimmte Inkubationszeit (hier 20 min)<br />
Gasprobe innerhalb <strong>und</strong> außerhalb der Kammer � Analyse im<br />
Labor mit Gaschromatograph<br />
Berechnung der Gasflüsse<br />
� Kohlendioxid (g CO 2 m -2 h -2 )<br />
� Lachgas (mg N 2O m -2 h -2 )<br />
� Methan (mg CH 4 m -2 h -2 )<br />
(Trümper G. u. A.Klik)<br />
Bekannt sind:<br />
•Gaskonzentration innerhalb <strong>und</strong> außerhalb<br />
der Kammer<br />
•Volumen <strong>und</strong> Querschnitt der Kammer<br />
• Inkubationszeit
Untersuchung der verfahrensbedingten<br />
Kohlendioxidemissionen (Institut für <strong>Land</strong>technik)<br />
• Indirekte Bestimmung der CO 2-Emissionen über<br />
Erfassung des Treibstoffverbrauchs für die einzelnen<br />
Bearbeitungsschritte<br />
• Volumetrische Kraftstoffmessung durch Einlitern am Feld<br />
• Umrechnungsfaktor: 1 l Diesel = 3,15 kg CO 2<br />
Fotos von der Versuchsdurchführung im Herbst 2007 in Tulln (Quelle: ILT)
CO 2-Freisetzung durch Bodenatmung in Pixendorf <strong>und</strong> Tulln<br />
(basierend auf <strong>CO2</strong>-Flussmessungen für die Messperioden 2007, 2008, 2009<br />
berechnet) (Trümper G. u. A.Klik)<br />
45<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
24,1 23,8<br />
<strong>CO2</strong>-Freisetzung t/ha/Jahr<br />
t CO 2/ha/a<br />
18,7<br />
41,8<br />
37,3<br />
30,6<br />
Pixendorf<br />
29,8<br />
32,5<br />
27,9<br />
21,6<br />
24,8<br />
CT RT NT<br />
2007 KM 2008 WW 2009 KM 2007 WiRaps 2008 WW 2009 SG<br />
17,5<br />
23,9<br />
24,9<br />
2007 2008 2009<br />
Jahresmitteltemperatur (°C) 11,2 11,5 10,4<br />
Jahresniederschlag (mm) 674,1 710,7 906,4<br />
TULLN<br />
22,9<br />
14,7<br />
16,8<br />
18,6
Corg_0-30 cm (t ha -1 )<br />
Organischer Kohlenstoff im Boden<br />
� Umrechnung von Massenprozent auf Tonne pro Hektar<br />
(über Lagerungsdichte) für die Tiefenstufe 0-30 cm<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
60,4<br />
66,3<br />
74,5<br />
77,1<br />
89,2<br />
89,6<br />
� CT
Erklärungsmodell<br />
CT <strong>und</strong> RT<br />
<strong>Bodenbearbeitung</strong> führt zur Bildung von Grobporen<br />
�Freilegung von Kohlenstofffraktionen <strong>und</strong> optimale O 2- <strong>und</strong> CO 2-<br />
Diffusionsraten<br />
� Rascher mikrobieller Abbau von C org (� hohe<br />
Bodenatmungsraten)<br />
RT: Effekt stark abgeschwächt durch seicht eingearbeitete bzw. an<br />
der Oberfläche verbleibende Pflanzenreste <strong>und</strong> geringere<br />
Bearbeitungstiefe � Akkumulation von C org möglich (natürliche<br />
Grenzen � neuer Gleichgewichtszustand!)<br />
NT<br />
Keine <strong>Bodenbearbeitung</strong>smaßnahmen � Reduktion von<br />
Grobporen, Zunahme der Bodendichte, Erhöhung der<br />
Aggregatstabilität<br />
�Verringerter Porenraum, keine frisch aufgebrochenen Aggregate,<br />
Gasaustausch eingeschränkt<br />
�langsamer mikrobieller Abbau von C org (Bodenatmung niedriger)<br />
�Akkumulation von C org möglich (natürliche Grenzen � neuer<br />
Gleichgewichtszustand!)<br />
Corg-gehalt des Bodens<br />
<strong>Land</strong>wirtschaft<br />
C org-Abnahme C org stabil C org-Zunahme<br />
Beginn der<br />
Bewirtschaftung<br />
Zeit<br />
(Trümper G. u. A.Klik)<br />
Ab- <strong>und</strong> Zunahme des Kohlenstoffgehalts in<br />
landwirtschaftlich genutzten Böden (nach Follet 2001)<br />
Änderung der<br />
Bewirtschaftung
Organic Carbon in Soil (g kg -1 )<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
Kohlenstoff (C) Wooster,<br />
Ohio, USA.<br />
Triplett – Van Dore, ältester DS Versuch, Ohio<br />
No-Till<br />
Plow Till<br />
Wooster<br />
1962 1980 1993 2003<br />
Soil Core Sampling Year<br />
(Warren Dick, ISTRO, 06)
Relativer Humusgehalt<br />
7<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
Abnahme des Humusgehaltes im Boden<br />
mit den Jahren der Bearbeitung<br />
%<br />
100<br />
75<br />
50<br />
25<br />
�<br />
�<br />
0<br />
0 20 40 60<br />
North Dakota Farm Research<br />
Jahre der <strong>Bodenbearbeitung</strong> (Bauer & Black, 1983)<br />
6%<br />
Entwicklung des Humusgehaltes<br />
im Boden in der argentinischen<br />
Pampa<br />
1880 1980<br />
2,5%<br />
(Quelle: F. Martinez, INTA, Casilda, zitiert von Yamada, 1999)<br />
�<br />
�
% SA S<br />
30,00<br />
25,00<br />
20,00<br />
15,00<br />
10,00<br />
5,00<br />
0,00<br />
P ixendorf<br />
Aggregatstabilität<br />
Variante 1 konventionell Variante 3 reduziert Variante 4 keine Bearbeitung<br />
Aggregatstabilität (SAS) Standort Pixendorf - Tullnerfeld<br />
Es zeigt sich deutlich der Zusammenhang zwischen<br />
Aggregatstabilität <strong>und</strong> <strong>Bodenbearbeitung</strong>ssystemen.<br />
Durch konventionelle <strong>Bodenbearbeitung</strong> verlieren die<br />
Bodenaggregate mehr als 50 % ihrer Stabilität.<br />
(Klik et al. 2008)<br />
n = 9
Kraftstoffverbrauch (l/ha)<br />
Untersuchung der verfahrensbedingten<br />
Kohlendioxidemissionen<br />
Tulln 2008<br />
<strong>CO2</strong> Emissionsfaktor 3,15:<br />
70,00<br />
60,00<br />
50,00<br />
40,00<br />
30,00<br />
20,00<br />
10,00<br />
0,00<br />
180,76 kg <strong>CO2</strong> /ha 89,36 kg <strong>CO2</strong> /ha 19,50 kg <strong>CO2</strong> /ha<br />
19,46<br />
32,19<br />
5,74<br />
Mittlerer Kraftstoffverbrauch beim Anbau von Winterweizen mit<br />
unterschiedlicher <strong>Bodenbearbeitung</strong> (Mittelwerte von drei<br />
Wiederholungen) (KIik, Schüller <strong>und</strong> Moitzi 2008)<br />
23,78<br />
4,59<br />
Anbau (Kreiselgrubber+Sämaschine 3 m<br />
bei CT <strong>und</strong> RT; NT:Väderstad 3 m)<br />
Pflug (4 scharig, 1,52 m)<br />
Kurzscheibenegge (3 m)<br />
CT RT NT<br />
6,19
Treibstoffverbrauch<br />
(l/ha)<br />
Arbeitszeitaufwand<br />
(min/ha)<br />
Mittlerer Kraftstoffverbrauch <strong>und</strong> Arbeitszeitaufwand für<br />
die <strong>Bodenbearbeitung</strong> <strong>und</strong> dem Anbau von Winterweizen<br />
bei unterschiedlichen <strong>Bodenbearbeitung</strong>ssystemen<br />
(Mittelwerte aus 3 WH) (Klik u. Moitz 2008i)<br />
Bewegtes<br />
Bodenvolumen (m³)<br />
Treibstoffverbrauch<br />
(l/100m³)<br />
CT<br />
CT<br />
RT NT<br />
57 28 6,2<br />
126 57 15<br />
RT NT<br />
4133 1092 233<br />
1,388 2,599 2,654<br />
Mittlerer Kraftstoffverbrauch bezogen auf das bewegte<br />
Bodenvolumen (Kilk u. Moitzi 2008)
TULLN 2008<br />
140<br />
120<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
125<br />
Treibstoffverbrauch <strong>und</strong> Arbeitszeit pro ha<br />
57 57<br />
Konventionell Minimalbodenbearbeitung<br />
- Mulchsaat<br />
28<br />
Arbeitszeit Minuten/ha<br />
Trebstoffvefrbrauch l/ha<br />
15<br />
6<br />
No Tillage - Direktsaat
Diesel Liter/ha<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
Pflug<br />
9,9<br />
17,5<br />
7,6<br />
Dieselverbrauch Obersiebenbrunn<br />
August 2009 Anbau Herbstgründecke<br />
Mulchsämaschine<br />
Tiefenlockerer<br />
Grubber Flügelschar<br />
Grubber Doppelherzschar<br />
Kreiselegge - Sämaschine<br />
Pflug<br />
Kurzscheibenegge<br />
Grubber<br />
8<br />
7,4<br />
Grubber + Tiefenlockerer<br />
6,8<br />
16,7<br />
8,7<br />
Mulch-Direktsaat<br />
7,7
kg CO 2 pro ha<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
CO 2-Ausstoß bei Gründeckenanbau Obersiebenbrunn<br />
August 2009<br />
Pflug<br />
26,3<br />
46,4<br />
20,2<br />
Mulchsämaschine<br />
Tiefenlockerer<br />
Grubber Flügelschar<br />
Grubber Doppelherzschar<br />
Kreiselegge - Sämaschine<br />
Pflug<br />
Kurzscheibenegge<br />
Grubber<br />
21,4<br />
19,7<br />
Grubber + Tiefenlockerer<br />
17,9<br />
44,3<br />
Mulch-Direktsaat<br />
20,3
Kraftstoffverbrauch für die Winterweizenproduktion<br />
am Standort Tulln (lehmiger Ton)<br />
100%<br />
64%<br />
<strong>Bodenbearbeitung</strong><br />
38%<br />
Trümper G. u. A.Klik)
Zusammenfassung<br />
Bodenbürtige CO 2 -Emissionen <strong>und</strong> C org<br />
• CO 2-Emissionen für NT niedriger als für CT<br />
• für RT kein einheitlicher Trend erkennbar<br />
• C org: CT
Ergebnisse <strong>Bodenbearbeitung</strong>sversuche NÖ 2010<br />
Bearbeitungsmethode Ertrag in %<br />
Versuchs<br />
durchschnitt<br />
ohne<br />
Fungizidein<br />
satz<br />
2010<br />
Konventionell:<br />
Grubber/Scheibenegge<br />
– Pflug-<br />
Saatbettbereitung<br />
Reduziert:<br />
Grubber-<br />
Scheibenegge<br />
Minimier:<br />
(Scheibenegge 1x)<br />
Ertrag in %<br />
Versuchsdurchschnitt<br />
mit<br />
Fungizidein<br />
satz<br />
2010<br />
100 105 100<br />
99 103 106<br />
100 107 113<br />
No Till NT 104 106 122<br />
Nettoerlös<br />
kalkuliert<br />
ohne<br />
Fungizidei<br />
nsatz
<strong>Bodenbearbeitung</strong>sversuch Pixendorf<br />
1999 - 2010<br />
<strong>Bodenbearbeitung</strong> Ertrag in %<br />
Konventionell<br />
Konventionell<br />
Reduziert:<br />
Grubber/Scheibenegge<br />
2 x<br />
Minimiert:<br />
(Scheibenegge 1x)<br />
Tulln<br />
Nettoerlös<br />
100 100<br />
100 104<br />
95 111<br />
No Till NT 90 109
NoTill<br />
Reduziert<br />
Scheibenegge<br />
1x<br />
Reduziert<br />
Scheibenegge-<br />
Grubber<br />
Konventionell<br />
<strong>Bodenbearbeitung</strong>sversuch Tulln Ertrag<br />
0 20 40 60 80 100<br />
Ertrag mehrjährig<br />
Ertrag 2010<br />
Körnermais<br />
75<br />
78<br />
86<br />
85<br />
90<br />
95<br />
100<br />
100<br />
Ertrag in % Konventionell (100%)
Reduziert<br />
Scheibenegge<br />
1x<br />
Reduziert<br />
Scheibenegge-<br />
Grubber<br />
Konventionell<br />
<strong>Bodenbearbeitung</strong>sversuchn Tulln Nettoerlöse<br />
NoTill<br />
78<br />
82<br />
86<br />
100<br />
100<br />
108<br />
0 20 40 60 80 100 120<br />
Erlös mehrj.<br />
Erlös 2010<br />
118<br />
116<br />
Nettoerlös in % Konventionell (100%)
Pyhra WW<br />
2010<br />
Tulln WW<br />
ohne Fungizid<br />
Gießhübl KM<br />
2010<br />
Tulln KM 2010<br />
152<br />
204<br />
297<br />
170<br />
516<br />
255<br />
392<br />
268<br />
843<br />
793<br />
990<br />
2600<br />
3083<br />
4800<br />
7955<br />
8478<br />
0 2000 4000 6000 8000 10000<br />
NoTill<br />
Stark Minimiert<br />
Minimiert<br />
Konventionell<br />
DON 2010<br />
ppm
Minimalbodenbearbeitung<br />
Minimierte Bearbeitung<br />
Konventionell<br />
<strong>Bodenbearbeitung</strong>sversuch Hollabrunn Nettoerlöse<br />
2010 <strong>und</strong> mehrjährig<br />
NoTill<br />
100<br />
100<br />
100<br />
0 25 50 75 100 125<br />
Nettoerlös mehrj.m.Fungizid<br />
Nettoerlös mehrj. o. Fungizid<br />
Nettoerlös 2010<br />
108<br />
109<br />
110<br />
119<br />
121<br />
120<br />
119<br />
119<br />
122<br />
Nettoerlös in % Konventionell (100%)
Fungizidtest <strong>Bodenbearbeitung</strong>sversuch Sommer Durum Tulln 2006<br />
No Tillage - keine<br />
<strong>Bodenbearbeitung</strong><br />
Reduziert Scheibenegge 1<br />
mal<br />
Reduziert Grubber 2 mal<br />
Konventionell Grubber -<br />
Pflug<br />
Swing Gold + Caramba<br />
Pronto Plus<br />
ohne Fungizid<br />
150<br />
ohne Fungizid<br />
260<br />
240<br />
400<br />
ohne Fungizid<br />
ohne Fungizid<br />
Pronto Plus<br />
500 Swing Gold + Caramba<br />
390 Swing Gold + Caramba<br />
Pronto Plus<br />
600<br />
750<br />
Swing Gold + Caramba<br />
Pronto Plus<br />
1000<br />
1200<br />
1200<br />
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800<br />
DON µg/kg<br />
1800
Fungizidtest <strong>Bodenbearbeitung</strong>sversuch Sommer - Durumweizen<br />
No Tillage - keine<br />
<strong>Bodenbearbeitung</strong><br />
Reduziert<br />
Scheibenegge 1<br />
mal<br />
Reduziert Grubber<br />
2 mal<br />
Konventionell<br />
Grubber - Pflug<br />
82<br />
110<br />
90<br />
100<br />
230<br />
Ohne Fungizid<br />
Obersiebenbrunn 2007<br />
460<br />
490<br />
600<br />
630<br />
Swing Gold + Caramba<br />
Pronto Plus<br />
680<br />
820<br />
810<br />
0 200 400 600 800<br />
DON ppb<br />
1000
PRODUKTIVITÄT (Breuer BOKU 2010)<br />
Konventionell…….5.8h/ha<br />
1.000 h am Feld<br />
→ 170 ha/Jahr<br />
Ernte 5.000 kg/ha<br />
Arbeitsproduktivität………. 860<br />
kg WW/h<br />
NoTill……………..2.6 h/ha<br />
1.000 h am Feld →<br />
384 ha/Jahr<br />
Arbeitsproduktivität……….1920<br />
kg Weizen/h
No Till - keine<br />
<strong>Bodenbearbeitung</strong><br />
Minimalbodenbearbeitung<br />
einmal Scheibenegge<br />
Konventionell Grubber +<br />
Pflug<br />
Regenwürmer Tulln <strong>und</strong> Pixendorf<br />
5 Messungen 2004 - 2006<br />
6<br />
8,2<br />
10,6<br />
15,4<br />
0 5 10 15 20 25 30 35 40<br />
19,2<br />
Regenw ürmer 2004 -2006 Tulln - Pixendorf Gesamtdurchschnitt 2004<br />
<strong>und</strong> 2005 je 2 Messungen, 2006 1 Messung Gew icht/m²<br />
Regenw ürmer 2004 -2006 Tulln - Pixendorf Gesamtdurchschnitt 2004<br />
<strong>und</strong> 2005 je 2 Messungen, 2006 1 Messung Zahl/m²<br />
35,8
Schlussfolgerungen für die landwirtschaftliche Praxis<br />
(aus EDISSOC-Abschlussbericht 2010)<br />
(Trümper G. u. A.Klik)<br />
• Mulch- <strong>und</strong> Direktsaat stellen nachhaltige<br />
Bodenbewirtschaftungssysteme<br />
dar, die die Bodenfruchtbarkeit <strong>und</strong> Bodenges<strong>und</strong>heit fördern<br />
<strong>und</strong> verbessern.<br />
• Eine reduzierte Intensität bei der <strong>Bodenbearbeitung</strong> führt<br />
gegenüber konventioneller Bearbeitung zu einem geringeren<br />
Abbau von organischem Kohlenstoff <strong>und</strong> dadurch zu einem<br />
Anstieg der organischen Substanz im Boden.<br />
• Durch Mulch- <strong>und</strong> Direktsaatverfahren wird die Infiltration in<br />
den Boden erhöht, der Oberflächenabfluss reduziert <strong>und</strong> somit<br />
der Wasserrückhalt in der <strong>Land</strong>schaft verbessert.<br />
• Mulch- <strong>und</strong> Direktsaatvarianten verringern in Hanglagen den<br />
Bodenabtrag um bis zu 95%.<br />
• Reduzierte <strong>Bodenbearbeitung</strong> steigert die Stabilität der<br />
Bodenaggregate, was zu einer verminderten Bodenerosion<br />
durch Wasser <strong>und</strong> Wind führt. Durch konventionelle<br />
<strong>Bodenbearbeitung</strong> werden in höherem Maße mittlere bis große<br />
Bodenaggregate eher zerstört als bei RT <strong>und</strong> NT.<br />
• Bei Mulchsaat konnte gegenüber konventioneller Bearbeitung<br />
keine signifikante Reduzierung der Kohlendioxidemission<br />
gemessen werden. NT lieferte dagegen signifikant niedrigere<br />
CO 2-Emissionen.<br />
• Der angebauten Fruchtart kommt bei der CO 2-Emission eine<br />
wichtige Rolle zu, da der Beitrag der Wurzelatmung im<br />
Verhältnis zur Bodenatmung zunimmt, je mehr aktive<br />
Wurzelmasse vorhanden ist (Winterweizen > Mais).
Schlussfolgerungen für die landwirtschaftliche<br />
Praxis<br />
(Trümper G. u. A.Klik)<br />
• Leichte, poröse Böden weisen höhere Bodenamtung auf als<br />
schwere, tonige Böden.<br />
• Geringe Wasserdurchlässigkeit führt in der Regel zu höheren<br />
Bodenwassergehalten. Dadurch wird der Gasaustausch<br />
zwischen Bodenluft <strong>und</strong> Atmosphäre gehemmt <strong>und</strong> die<br />
Bodenatmung reduziert.<br />
• Aus den wenigen Lachgasmessungen lässt sich feststellen,<br />
dass bei Direktsaat gegenüber RT <strong>und</strong> CT erhöhte Emissionen<br />
auftraten.<br />
• Bei RT <strong>und</strong> NT kommt es im Frühjahr zu Vegetationsbeginn auf<br />
Gr<strong>und</strong> niedrigerer Bodentemperaturen (durch geringfügig<br />
langsamere Bodenerwärmung) zu einer verminderten N-<br />
Mineralisation, was meist ein schwächeres Jugendwachstum<br />
des Bestandes zur Folge hat.<br />
• Die konventionelle <strong>Bodenbearbeitung</strong> mit Pflug ist ein<br />
energieintensives Verfahren <strong>und</strong> verursacht hohe<br />
verfahrensbedingte CO 2-Emissionen. Der Kraftstoffverbrauch<br />
sowie die daraus resultierenden CO 2-Emissionen für die<br />
Produktion von Winterweizen können durch RT um 16 bis 30%<br />
<strong>und</strong> durch NT um 53 bis 65% reduziert werden.<br />
• Die betriebwirtschaftlichen Analysen zeigen, dass unter den<br />
gegenwärtigen Rahmenbedingungen eine Extensivierung der<br />
<strong>Bodenbearbeitung</strong> wirtschaftlich sein könnte. Die Variante RT<br />
(mit Grubber, ohne Pflug) erwirtschaftet im Durchschnitt den<br />
höchsten Deckungsbeitrag I <strong>und</strong> II. Die Ursache liegt in den<br />
vergleichsweise befriedigenden Erträgen <strong>und</strong> in<br />
Kosteneinsparungen sowohl bei den variablen als auch bei den<br />
fixen Kosten gegenüber der konventionellen<br />
<strong>Bodenbearbeitung</strong>svariante CT.
Zusammenfassung<br />
•Mulch – <strong>und</strong> Direktsaatmethoden sind ausgereift<br />
<strong>und</strong> funktionieren in der Praxis.<br />
•Bei intelligenter Ausnutzung von ÖPUL können<br />
optimal Förderungen lukriert werden, die<br />
gemeinsam mit den Einsparungen etwaige<br />
Ertragseinbußen mehr als kompensieren.<br />
•Bei den ökonomischen Betrachtungen dürfen<br />
Nährstoff – Pestizid – <strong>und</strong> Bodenverlust nicht<br />
unterschätzt werden.<br />
•Getreide – Maisfruchtfolgen erfordern ein seichtes<br />
Einarbeiten der Ernterückstände zur<br />
Rotteförderung � phytosanitäre Zwänge.<br />
•Nach der Ernte muss der Kulturpflanzenaufwuchs<br />
– GRÜNE BRÜCKE für Schädlinge <strong>und</strong><br />
Krankheiten…. Fusariosen,<br />
Gelbverzwergungsvirus, Blattläuse,<br />
Kohlerdflöhe….. – rasch eliminiert werden.
•Rascher Gründeckenanbau im Sommer bis Ende<br />
August<br />
•Nichtabfrostende Gründecken unterdrücken<br />
Unkräuter, erfordern aber ein Totalherbizid im<br />
Frühjahr<br />
•Mykotoxinbildung durch Fusariosen ist durch<br />
<strong>Bodenbearbeitung</strong> in bestimmten Fruchtfolgen<br />
zu vermeiden.<br />
•Eine Verringerung der Produktionskosten<br />
(Kosten, Arbeitszeit) ist möglich <strong>und</strong> hinkünftig<br />
anzustreben.<br />
•Ein Patentrezept für eine <strong>Bodenbearbeitung</strong><br />
kann nicht erstellt werden, weil die zu setzenden<br />
Maßnahmen von der Fruchtfolge <strong>und</strong> der<br />
Bodenart abhängen.<br />
•Versuchsergebnisse:<br />
� www.lako.at/versuche<br />
�www.landimpulse.at/agroinnovation/downloads
“Es ist nicht die kräftigere Art die<br />
überlebt, auch nicht die<br />
intelligenteste, sondern die, die am<br />
schnellsten auf Änderungen<br />
reagiert”<br />
Charles Darwin