BO-I-1 Bodenwasservorrat in landwirtschaftlich genutzen Böden

Ausgetrockneter Boden mit Trockenrissen, spärlich mit Gräsern und Getreide bewachsen.zum Vergrößern anklicken
Trockene Böden beeinträchtigen das Wachstum von Kultur- und Wildpflanzen.
Quelle: Verena N. / pixelio.de

Monitoringbericht 2015 zur Deutschen Anpassungsstrategie an den Klimawandel

Inhaltsverzeichnis

 

BO-I-1: Bodenwasservorrat in landwirtschaftlich genutzen Böden

Ein ausreichender Bodenwasservorrat ist eine entscheidende Einflussgröße für die Pflanzenentwicklung. Bei landwirtschaftlichen Kulturen können sowohl Unter- als auch Übersättigung in kritischen Entwicklungsphasen die Erträge negativ beeinflussen. Sowohl auf leichten als auch auf schweren Böden haben in den letzten rund 40 Jahren die Bodenwasservorräte während der Vegetationsperiode mit signifikantem Trend abgenommen.

Vier Graphen zeigen ab 1970 den Bodenwasservorrat in landwirtschaftlich genutzten Böden. Betrachtet werden Zuckerrübe (schwerer Boden) Juli und September sowie Wintergetreide (leichte Böden) Mai und Juli..
Zuckerrübe, Wintergetreide
Quelle: DWD (Deutscher Klimaatlas - Landwirtschaft)
 

Bodenwasserversorgung – es kann zu Engpässen kommen

Niederschlag und Temperatur sind bedeutende Einflussfaktoren der Bodenbildung und beeinflussen unmittelbar den Wasser- und Stoffhaushalt des Bodens. Verändern sich mit dem Klimawandel die Niederschlags- und Temperaturverhältnisse, so wird dies Folgen für die Böden haben, und zwar unabhängig davon, ob es sich um land- oder forstwirtschaftlich genutzte Böden, um Böden in Städten oder um solche mit naturnaher Vegetation handelt. Die projizierten jahreszeitlichen Verschiebungen der Niederschlagsmengen vom Sommer in den Winter können in Abhängigkeit der Bodeneigenschaften dazu
führen, dass die Sickerwassermengen im Sommer ab und im Winter zunehmen. Dies hat zum einen Folgen für die Grundwasserneubildung. Zum anderen entscheidet die Höhe der Sickerwassermenge über die Verlagerung von Stoffen wie beispielsweise Nitrat im Boden. Hohe Niederschläge im Winter, die vor allem bei landwirtschaftlicher Nutzung auf nur gering mit Vegetation bedeckte Böden treffen, können zu vermehrten Stoffausträgen führen. Trocknen die Böden in den Sommermonaten stärker aus und verhärtet sich vor allem bei tonhaltigen Böden im Zuge dessen die Bodenoberfläche, kann Niederschlagswasser nur noch schwer einsickern. Vermehrter Oberflächenabfluss erhöht dann das Erosionsrisiko.

Für das Pflanzenwachstum ist die Wasserverfügbarkeit im Boden eine hoch relevante Einflussgröße. Wenn in den Frühjahrsund Sommermonaten Perioden mit hohen Temperaturen und geringen Niederschlägen mit einem erhöhten Wasserbedarf der Vegetation zusammenfallen, kann das pflanzenverfügbare Bodenwasser vor allem in Böden mit hohen Sandanteilen rasch ausgeschöpft sein, und es kann zu Trockenstress kommen. Für einjährige Pflanzen, die wie viele landwirtschaftliche Kulturpflanzen (vor allem Getreidearten) überwiegend in den Monaten April bis Juni ihre Blüten anlegen und dann besonders starkes Wachstum zeigen, sind Einschränkungen der Wasserversorgung landwirtschaftlicher Böden in dieser Phase besonders kritisch. Aber auch die natürliche Vegetation z. B. in Feuchtgebieten kann durch unzureichende Bodenwasserverfügbarkeit geschädigt werden. Besonders gefährdet sind sandige Böden, die nur in begrenztem Umfang Wasser aus den Winter- und Frühjahrsniederschlägen aufnehmen und speichern können. Später in der Vegetationsperiode erschöpfen sich dann oftmals die Wasservorräte. Trockene Böden führen auch im städtischen Bereich zu Funktionseinschränkungen. Der sommerliche Wärmeinseleffekt in Städten kann verstärkt werden, wenn ausgetrocknete Böden keine kühlende Wirkung mehr entfalten können.

Der Deutsche Wetterdienst berechnet auf der Basis von bundesweiten meteorologischen Daten die Bodenwassergehalte und ermittelt daraus in Abhängigkeit des Wasserbedarfs ausgewählter landwirtschaftlicher Kulturen die Wassersättigung als Prozentanteil der Nutzbaren Feldkapazität (nFK). Letztere kennzeichnet den Wasservorrat eines Bodens, der von den Pflanzen genutzt werden kann. In Abhängigkeit von den Bodeneigenschaften ist die nFK unterschiedlich hoch. Sinkt die Wassersättigung aufgrund geringer Niederschläge unter einen Wert von 50 % nFK, muss bei den Pflanzen grundsätzlich mit Wasserstress gerechnet werden. Werte über 100 % nFK bedeuten, dass die Böden mit Wasser übersättigt sind. Bundesweite Mittelwertbetrachtungen sind zwar mit Vorsicht zu interpretieren, denn Bodeneigenschaften und Niederschlagsverhältnisse sind regional und lokal sehr unterschiedlich. Dennoch erlauben sie Rückschlüsse auf längerfristige Entwicklungstrends.

Betrachtet man beispielsweise für leichte Böden mit hohen Sandanteilen, die mit Wintergetreide kultviert werden, den Bodenwasservorrat in den Monaten Mai und Juli, so wird deutlich, dass es während der letzten rund 40 Jahre im bundesdeutschen Mittel einen rückläufigen Trend gab. Für das Wintergetreide liegt der Mai mitten in der Aufwuchsphase, in der der Wasserbedarf besonders hoch und damit eine ausreichende Wasserversorgung für die Pflanzenentwicklung entscheidend ist. Im Juli dagegen ist eine schlechtere Wasserversorgung weniger gravierend, denn dann vollzieht sich der Abreifungsprozess des Getreides. Zu hohe Wassergehalte können in dieser Phase die Erträge sogar nachteilig beeinflussen.

Trends zu niedrigeren Bodenwasservorräten zeigen teilweise auch die Beobachtungen auf den schweren, d. h. ton- und lehmhaltigen Böden. Analysiert man für diese Böden beispielhaft die Bedingungen für die Zuckerrübe (stellvertretend für die Hackfrüchte), so ergeben sich auch hier für den Juli als mittleren Zeitpunkt der ertragsbestimmenden Aufwuchsphase rückläufige Werte. Für den September sind die Werte in den letzten Jahren wieder angestiegen. Letzteres ist grundsätzlich als günstig zu beurteilen, denn die Zuckerrübe kann bei ausreichender Wasserversorgung auch noch kurz vor der Ernte Biomasse zulegen.Auch wenn die Bodenwasserversorgung primär durch die Niederschlagsverhältnisse bestimmt ist, haben die Landwirte grundsätzlich die Möglichkeit, auf niedrigere Wassergehalte der Böden während kritischer Phasen der Pflanzenentwicklung zu reagieren. Hierzu gehören der Anbau weniger wasserbedürftiger Kulturen und eine angepasste Bodenbearbeitung, wie beispielsweise die pfluglose Bewirtschaftung, oder die Beregnung.

 

Schnittstellen

BO-I-2: Regenerosivität

LW-I-2: Ertragsschwankungen

LW-RI-6: Landwirtschaftliche Beregnung

 

 

Ziele

Schutz der Bodenfunktionen (DAS, Kap. 3.2.4)