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Boden und Gewässerschutz (Subject) / Pflanzenbau (Lesson)

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• Ökologische Folgen überhöhter Nährstoffeinträge in Gewässer Eutrophierung Abnahme der Artenvielfalt Artensterben nach Algenblüten Gefährdung der Trinkwassergewinnung und der Bodennutzung Verdrängung empfindlicher Gewässerorganismen toxische Effekte bei erhöhten Ammonium-/ Ammoniakgehalten
• Wichtigste Nährstoffeinträge in Gewässer durch... ... N & P
• Allgemeine Bodenabtragsgleichung ABAG: A=R * K * L * S * C * P Zur Schätzung des Bodenabtrags durch Wassererosion
• R-Faktor Einfluss des Niederschlags
• K-Faktor Einfluss des Bodens
• C-Faktor Einfluss der Fruchtfolge und der Bodenbearbeitung. Wichtigste Steuergröße für den Landwirt.
• L- & S-Faktor Einfluss von Hanglänge und Hangneigung
• P-Faktor Erosionsschutzfaktor, individuelle Maßnahmen zur Erhöhung bzw. Verringerung des Risikos zB: Pflugrichtung
• Ursachen für zunehmende Erosionsgefahr Vergrößerung der Schläge durch die Flurbereinigung Schlagvergrößerung durch Flächenzupacht sowie "Anpassung" der Parzellengeometrien an die Erfordernisse der modernen Landtechnik Umbruch von Grünland und Umwandlung in Ackerflächen Anbau von Feldfrüchten mit weitem Reihenabstand, die den Boden erst spät bedecken (z.B.: Mais, Zuckerrüben) Zu intensive Bodenbearbeitung, die aggregatzerstörend wirken kann und so die Verschlämmung fördert Verdichtung des Bodens durch schwere Maschinen und Anhänger bzw. Transportfahrzeuge, wodurch Wasser in den Unterböden gehemmt und der Bodenabfluss gefördert wird
• Vorteile vielfeldriger Fruchtfolgen mit langer Bodenbedeckung !!! fördern die Bodenfruchtbarkeit weisen geringeren Unkraut, Schädlings- und Krankheitsdruck auf liefern stabilere Erträge erfordern geringeren Arbeitsaufwand für den Pflanzenschutz haben weniger Bodenerosion und Auswaschung zur folgen
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• Einflussmöglichkeiten der Fruchtfolge auf die Stoffausträge Auswahl und Zahl der Fruchtfolgefelder Anbauintensität Berücksichtigung der Standorteigenschaften Vermeidung hoher Restnitratmengen
• 3 Grundprinzipien der Erosionsbekämpfung 1. Energie des Niederschlags und des Oberflächenabflusses brechen 2. Wasseraufnahmevermögen des Bodens erhöhen 3. Stabilität des Bodengefüges verbessern
• Effekte der reduzierten Bodenbearbeitung Bodentemperatur verändert sich langsamer Mineralisationsverhalten und der Unkrautbestand ändern sich mehr Pflanzenreste verbleiben auf der Oberfläche organische Masse nimmt inder oberen Bodenschicht zu Fläche ist besser befahrbar -> es bleibt mehr Zeit für Saat, Düngung und Pflanzenschutz, aber auch höherer PSM-Bedarf (Herbizide) kontinuierliche Regenwurmgänge reichen von der Bodenoberfläche bis in den Untergrund und leiten bei Starkregen Oberflächenwasser ab Nachteile: geringe Zahl verfügbarer Kulturarten & Bodenherbizide sind nur eingeschränkt einsetzbar
• Vorteile Mulchsaat verringer Risiko der Verschlämmung und beschleunigt dadurch den Feldaufgang sowie die weitere Bestandsentwicklung bewirkt Bodenschutz durch hohe Bodenbedeckung -> fördert Bodenleben.
• Vorteile reduzierter Bodenbearbeitung geringere Bodenerosion verbesserte Befahrbarkeit geringerer Arbeitszeitbedarf günstigerer Bodenwasserhaushalt geringere Kosten
• Erosionsrisiko kann man verringern, indem... ...Haupt- und Zwischenfrüchte den Boden möglichst ständig bedecken, damit er vor dem Aufprall der Regentropfen geschützt ist ...bei lichten oder fehlenden Beständen der Boden durch Mulchdecken geschützt wird -> Die Phosphorbelastung der oberirdischen Gewässer kann durch Erosionsschutz und angepasste P-Düngung effektiv verringert werden.
• Auswaschungsgefahr standortabhängig und hängt v.a. ab von der Niederschlagssumme nFK
• nFK umfasst jene im Boden gespeicherte Wassermenge, die Pflanzen nutzen können nFKwe: nFK-Anteil im durchwurzelbaren Boden im wesentlichen bestimmt durch Bodenart:  -Humusgehalt -Steingehalt nFk ist geringer als FK!
• Wo findet Nitratauswaschung bzw. Verlagerung statt? Wovon hängt es ab? nur in wassergesättigten Böden hängt von der relativen Austauschhäufigkeit des Bodenwassers ab 
• Parameter der Flächenbilanz Bilanzsaldo = Zufuhr - Abfuhr N-Zufuhr: Mineraldünger, organ. Dünger, Eintrag aus der Atmosphäre (pauschal 20kg/(ha*a)), Bindung durch Leguminosen N-Abfuhr: Haupterntegut (zB Getreide, Raps, Mais), Nebenerntegut wenn abgefahren: Stroh, Rübenblatt
• N-Auswaschungspotential schätzt man mit Hilfe... ... der N-Flächenbilanz (wichtigster Indikator) ... der Netto-Mineralisation bzw. Netto-Immobilisation ... der Denitrifikation ... der N-Nachlieferung des Bodens (nur bei Flächen berücksichtigen, deren Boden N-Vorrat abgebaut werden soll)
• Ackerbauliche Maßnahmen zur Minderung der Auswaschung möglichst geringe Nmin-Gehalte im Boden zum Ende der Vegetationsperiode möglichst kurze Zeitspannen ohne Pflanzenbestand Anbau zehrender Kulturen bei hohen Nmin-Werten oder zu erwartenden Mineralisierungsschüben ggf. Abfuhr von N-reichen Ernteresten (Kartoffeln, Zuckerrüben)
• Wichtigste Maßnahmen zur Minderung der Auswaschung Fruchtfolge Zwischenfruchtanbau Düngung
• Maßnahme Fruchtfolgegestaltung. Fruchtfolgen verringern das Risiko der N-Auswaschung, wenn sie: Hauptfrüchte mit langen Wuchszeiten enthalten, die den mineralischen N-Bodenvorrat vor der Sickerwasserperiode weitgehend ausschöpfen Zwischenfrüchte enthalten, die Brachzeiten vermeiden und den Stickstoff biologisch konservieren
• Maßnahme Zwischenfruchtanbau. -> nutzt die Vegetationsperiode nach dem Hauptfruchtanbau und dient der Futternutzung sowie dem Boden- und Gewässerschutz. Zur optimalen "N-Konservierung" mit Zwischenfrüchten muss man: die richtigen Pflanzenarten (Gräser, Raps, Senf, Ölrettich, Sonnenblumen) auswählen möglichst früh aussähen für einen dichten Bestand sorgen
• Wirkung und dazugehöriger Schutzbeitrag von Zwischenfrüchten: verlängern die Zeitspanne inder Pflanzen den Boden bedecken: Schutze der Bodenoberfläche vor dem Aufprall durch Regentropfen => geringere Bodenerosion ermöglichen Mulchsaat bei den Folgekulturen: geringere Bodenerosion durch Bodenbedeckung liefern reichlich organische Substanz, die die Humusbildung und das Bodenleben fördert und trägt so dazu bei, dass sich die Bodenaggregate und das Bodengefüge stabilisieren: geringere Neigung der Böden zu verschlämmen; geringere Bodenerosion => geringerer Nährstoffabtrag in Oberflächengewässer legen Nährstoffe - insb. Stickstoff in Pflanzenmasse fest: Grundwasserschutz durch geringere NO3-Auswaschung und geringeren N-Düngebedarf der Folgefrucht durch höheres bodenbürtiges N-Angebot dichte Bestände unterdrücken Unkräuter durch Licht-, Wasser- und Nährstoffkonkurrenz: verminderter Herbizideinsatz, dadurch Vermeidung von möglichen Boden- und Gewässerbelastungen fördern die Gegenspieler von Krankheitserregern (zB Schwarzbeinigkeit des Getreides): verminderter PSM-Einsatz; dadurch Vermeidung von möglichen Boden- und Gewässerbelastungen Mit Zwischefrüchten wie den nematodenresistenten Senf- und Ölrettichsorten bzw. dem nematodenreduzierenden Buchweizen lassen sich Schädlinge biologisch bekämpfen: Schutz des Bodens vor Produktivitätseinbußen fördern den Abbau von PSM, weil sie die biologische Vielfalt erhöhen: Schutz des Bodens und der Gewässer vor Anreicheungen mit PSM
• Zwischenfrüchte mindern Gefahr von Erosion und Auswaschung höherer Eriosionsschutz durch nicht-bearbeitete Zwischenfrüchte Zwischenfrüchte reduzieren die NO3-Auswaschungsgefährdung, gleichzeitig: erhöhtes bodenürtiges N-Angebot für nachfolgende Hauptfrüchte (Einsparung N-Düngung)
• Beim Umbruch von Zwischenfrüchten muss beachtet werden möglichst späten Termin im Herbst oder Winter wählen vor Sommerkulturen im März/April umbrechen, damit Mineralisationsschub rechtzeitig erfolgt möglichst ganz auf Umbruch verzichten und stattdessen die nachfolgende Hauptfrucht als Mulchsaat ausbringen
• Gewässerschutzbeitrag von Zwischenfrüchten = biolog. konservierte N-Menge - N-Menge zur Düngung der Zwischenfrucht
• Problemfrüchte, die das Risiko der N-Auswaschung erhöhen: Früchte mit hohem N-Bedarf und geringer Abfuhr über das Erntegut Früchte mit großen Mengen an leicht zersetzaren Ernterückständen Früchte, beidenen zur Ernte der Boden bearbeitet werden muss Leguminosen "Qualitätsweizen" mit später Düngung
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• Maiskulturen sind bezüglich der Auswaschung problematisch, wegen: des weiten Reihenabstandes des späten Reihenschlusses der häufig hohen organischen Düngergaben und der späten Ernte Allerdings: Untersaaten leicht möglich, Hauptwachstum fällt mir Zeitraum hoher Mineralisation zusammen, platzierte gering dosierte N-Düngung kann Risiko der N-Auswaschung begrenzen
• Um den Düngebedarf richtig zu ermitteln, muss man den Ertrag realistisch abschätzen die Nährstoffe aus den Wirtschaftsdüngern optimal ausnutzen die Nährstoffnachlieferung mit einbeziehen
• Methoden zur genaueren Bemessung der mineralischen Stickstoffdüngung auf dem Ackerland Nmin-Methode "Düngefenster" Diphenylamin-Methode Spad-value N-Sensor
• Nmin-Methode N-Bedarf = N-Entzug im Erntegut (kg N/dt) * realistische Ertragserwartung (dt/ha) + Zuschlag für nicht erntefähige Restpflanze  - (minus) Nmin-Vorrat im Früchjahr - Nährstoffrücklieferung aus Ernterückständen, Zwischenfrüchten und Wirtschaftsdüngern - Nachlieferung des Bodens (nur bei Flächen, deren N-Bodenvorrat abgebaut werden soll)
• Schwachpunkt der Nmin Methode Mineralisation im Boden ist in hohem Maße witterungsabhängig und damit nur bedingt abschätzbar deshalb: -> treffgenauere N-Düngung möglich, wenn diese im Zeitverlauf an den tatsächlichen Bedarf angepasst werden kann -> hierfür Erfassung des N-Versorgungszustandes der Bestände zum Zeitpunkt von Teilgaben notwendig
• Risikofaktoren (Auswaschung von PflaSchuMi) Böden mit geringer FKwe (FK im effektiven Wurzelraum) grundwassernahe Standorte gedränte (trockengelegte) Flächen Verwendung persistenter PflaSchuMi
• Einflussfaktoren auf die Bodenpassage von Wirkstoffen (PSM) ~ Eigenschaften des Wirkstoffs: Abbaugeschwindigkeit, Sorptionseigenschaften, Wasserlöslichkeit, Flüchtigkeit ~ Witterungsbedingungen: Temperatur/Niederschlag ~ Bodeneigenschaften: Bodentyp & Bodenart, Bodengefüge, Infiltrationskapazität, Mikrobielles Abbaupotential, Sorptionskapazität, Bevorzugte Fließwege
• Wege PSM-Einträge vermeiden kein Oberflächengewässer für die Spritzbrühe entnehmen durch sorgfältiges Arbeiten Unfälle vermeiden Spritzbrühenreste nicht einfach ablassen Spritzgeräte vorschriftsmäßig reinigen Abstandsauflagen kosequent einhalten Mittel nur zu windstillen Zeiten ausbringen abtriftarme Spritztechnik verwenden
• wichtige Schwellenwerte: wirtschaftliche Schadensschwelle Bekämpfungsschwelle
• Ziel der Schwellenwertanwendung Verbesserung der Wirtschaftlichkeit Schonung der Umwelt Sicherung von Erträgen Sicherung der Produktqualität
• wirtschaftliche Schadensschwelle ist die zu einem gegebenen Zeitpunkt vorhandene Populationsdichte eines Schaderregers oder das Ausmaß einer Erkrankung oder Verunkrautung, die bei nichtbekämpfung Schäden in der gleichen Höhe verursachen, wie an Kosten für die Bekämpfung entstehen Kosten der Bekämpfung = Kosten der Nichtbekämpfung (des Verlustes)
• Bekämpfungsschwelle ist die Populationsdichte, bei der Bekämpfungsmaßnahmen durchgeführt werden, um das Erreichen der wirtschaftlichen Schadensschwelle zu verhindern
• Maßnahmen zu Reduzierung der Ammoniakentgasung bei der Gülleausbringung Vermeiden von Bodenverdichtungen Verlustarme Ausbringung bei niedrigen Temperaturen, hoher Luftfeuchtigkeit und geringer Einstrahlung (zB in den Morgenstunden und kurz vor oder während Regenereignissen) Verwendung von Gülle mit einem niedrigen TS-Gehalt, eventuell Verdünnung Auswahl geeigneter Ausbringungstechniken wie das Schleppschuh- oder Schlitzverfahren
• Bei welchem Ausbringungsverfahren sind die Ammoniak-Verluste am höchsten? Breitverteilung
• Ordnen Sie die Ausbringungsverfahren nach der Höhe der Ammoniakverluste (von hoch zu niedrig): Schleppschuh, -schlauch, Gülleinjektion (>8cm), Breitverteilung, Schlitzverfahren Breitverteilung > Schleppschlauch > Schleppschuh > Schlitzverfahren > Gülleinjektion (>8cm)
• Mittlere Emissionsdichte von NH3 etwa 30kg NH3-N/ha
• Reduktion von NH3-Emissionen. Ansetzen bei: Stallanlage Lagerung von tierischen Wirtschaftsdüngern Ausbringung von tierischen Wirtschaftsdüngern und der Tierernährung
• Vorteile der variablen N-Düngung mit dem N-Sensor Bedarfsgerechte N-Düngung auf dem Gesamtschlag und an jeder Stelle des Feldes Berücksichtigung der N-Nachlieferung aus org. Bodensubstanz, Gülle und Vorfrucht Vermeidung der Überdüngung Höhere Erträge und N-Effizienz der Düngung und geringere N-Bilanzsalden im Vergleich zu schlageinheitlichen Düngung Vermeidung von Lagergetreide und damit verbundener Ertrags- und Qualitätseinbußen, Trocknungskosten und N-Überhänge Variable, bedarfsgerechte Qualitätsgabe (Spätdüngung): höhere und ausgeglichenere Rohproteingehalte Homogenere Bestände, die gleichmäßiger abreiten und trocknen und sich leichter und mit gereingeren Kosten dreschen lassen Exakte Dokumentation der Düngung
• Nährstoffkreislauf Grünland im Unterschied zu Ackerland Fehlende Bodenbearbeitung ganzjährige Bodenbedeckung mit langlebigen Pflanzen Höhere Gehalte an Humus und Gesamt-N Differenzierte Produktionsverfahren: Pflanzenbestand, Pflegemaßnahmen, Düngung, Nutzung
• Ziel der Grünlandbewirtschaftung eine leistungsstarke Narbe mit hohem N-Aufnahmevermögen zur Vermeidung von Nährstoffverlusten

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