Soil degradation intensity of loess landscapes by different land use systems in Central Europe.
Final Report Abstract
Die produktivsten Böden in Mitteleuropa befinden sich in den Lössgebieten. Durch die großen Empfindlichkeiten dieser Landschaften und der intensiven Nutzung unterliegen die Böden vielfältigen Degradationsprozessen. Es war das Ziel des Projekts, den Einfluss zweier Agrarsysteme – kleinbäuerlich und agrar-industriell – auf Bodenparameter und Bodendegradation in zwei naturräumlich ähnlichen Lössgebieten zu untersuchen. Dafür wurde der geoökologische Zustand der Böden auf dem Proszowice Plateau im Süden Polens und im Mittelsächsischen Lösshügelland analysiert. Das polnische Untersuchungsgebiet ist durch eine reichstrukturierte, kleinbäuerliche Landwirtschaft geprägt. Im sächsischen Untersuchungsgebiet dominiert eine intensive, moderne Großflächenlandwirtschaft. Die übergeordneten Hypothesen lauteten: A) Die unterschiedlichen Agrarsysteme in den Untersuchungsgebieten haben eine nutzungsspezifische Bodenentwicklung und -degradation bewirkt, welche sich in geochemischen Messergebnissen widerspiegelt. B) Unterschiede in der Bodenfruchtbarkeit und im Verhältnis verschiedener Kohlenstofffraktionen werden durch die verschiedenen Agrarsysteme hervorgerufen. In repräsentativen kleinen Einzugsgebieten wurden 366 Standorte bodenkundlich und geomorphologisch aufgenommen und beprobt. Im Rahmen des Projekts konnten davon 243 Proben im Labor analysiert werden. Dabei handelte es sich vorwiegend um Mischproben aus den Oberböden landwirtschaftlich genutzter Flächen. An Standorten mit repräsentativen Böden für das jeweilige Untersuchungsgebiet wurden alle Bodenhorizonte beprobt. Beide Untersuchungsgebiete zeigen eine jeweils spezifische Ausprägung landnutzungssensibler Bodenparameter, welche sich auf die unterschiedlichen Agrarsysteme zurückführen lassen. Dabei haben die Bodenerosion und das Düngemanagement die größten Einflüsse auf die Böden in den Lösslandschaften. Insbesondere die C/N-Verhältnisse unterscheiden sich deutlich in den Böden der Vergleichslandschaften. Auf dem Proszowice Plateau ist das C/N-Verhältnis der Oberböden an nahezu allen Standorten weiter als im sächsischen Lössgebiet. Diese Unterschiede resultieren aus geringeren Stickstoffgehalten in den Böden des polnischen Untersuchungsgebiets. Die Gehalte an organischem Kohlenstoff hingegen liegen in beiden Landschaften im Mittel auf gleichen Niveaus. Es ist daher davon auszugehen, dass eine geringere Stickstoffdüngung zum weiteren C/N-Verhältnis in Polen beiträgt. Geoökologisch lässt sich aus den weiteren C/N-Verhältnissen ableiten, dass die Böden weniger stark durch Humusabbau infolge schneller Mineralisierung bedroht sind. Diese Einschätzung wird zusätzlich durch die Ergebnisse der Messungen des heißwasserlöslichen organischen Kohlenstoffs (Chwl) gestützt. Dieser Bodenparameter korreliert mit der Menge leicht umsetzbarer Humusfraktionen im Boden. Je höher der Chwl-Gehalt, desto größer ist der aktive Kohlenstoffpool im Boden. Die Chwl-Werte lagen in beiden Landschaften auf sehr hohem Niveau. Im Mittelsächsischen Lösshügelland überstiegen sie die Werte des Proszowice Plateaus jedoch im Mittel noch um rund 20%. Überraschender Weise liegen die Gehalte an pflanzenverfügbarem Phosphor (P CAL) in den Böden beider Untersuchungsgebiete auf vergleichbarem Niveau. Die für die kleinbäuerlich geprägte Landschaft in Polen hypothetisch angenommene Unterversorgung mit Nährstoffen konnte nicht eindeutig bestätigt werden. Der Gehalt an pflanzenverfügbarem Phosphat ist ein Indikator für mittelfristige Düngeeinträge. Aufgrund der schnellen Bindung an die feste Bodenphase sind Phosphate relativ immobil im Boden und werden lediglich partikulär durch Erosion ausgetragen. Je nach Düngeversorgung können die Phosphate durch Desorption bzw. Mineralisierung von organischen Verbindungen wieder in eine pflanzenverfügbare Form (P CAL) überführt werden. Die vergleichbaren PCAL-Gehalte sind in beiden Untersuchungsgebieten auf die Inputs in den Jahrzehnten vor 1990 zurückzuführen. Auf dem Proszowice Plateau deuten allerdings die Kaliumgehalte zu Beginn der Vegetationsperioden in den Jahren 2013 und 2014 auf einen potenziellen Mangel hin. Da unter Bodendegradation allerdings mehr verstanden werden muss als die bloße Einschränkung der Produktionsfunktion, sollten in zukünftigen Studien verstärkt die Effekte steigender Flächenanteile unter pflugloser Bearbeitung untersucht werden. So kann sich die reduzierte Bodenbearbeitung positiv auf das Edaphon auswirken und den Austrag von Nährstoffen reduzieren. Negative Effekte sind hingegen durch die potenziell höheren Mengen an Pflanzenschutzmitteln zu erwarten.
Publications
- Einfluss unterschiedlicher Agrarsysteme auf Landschaftsdegradation in Lössgebieten Polens und Deutschlands. DKG 2015 in Berlin (Session: LN-FS-15)
Schneider, C.
- Landscape degradation in Germany and Eastern Poland – Evaluating traditional and modernized agricultural loess regions. IALE World Congress 2015 in Portland /Oregon (Symposium: Rethinking landscape degradation analysis and prevention in agrarian landscapes of Europe and Central Asia)
Schneider, C.
