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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

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