BO-R-1: Humusgehalte von Ackerböden - Fallstudie

Das Bild zeigt junge von Forst überzogen Rapspflanzen.zum Vergrößern anklicken
Zwischenfrüchte sorgen für eine kontinuierliche Bodenbedeckung und fördern den Humusaufbau.
Quelle: Burkhard / stock.adobe.com

Monitoringbericht 2019 zur Deutschen Anpassungsstrategie an den Klimawandel

Inhaltsverzeichnis

 

BO-R-1: Humusgehalte von Ackerböden - Fallstudie

Die Humusgehalte auf landwirtschaftlich genutzten Bodendauerbeobachtungsflächen in Bayern haben sich im Durchschnitt seit Mitte der 1980er Jahren nicht relevant verändert. In Abhängigkeit vom Standort und der Nutzung können die Entwicklungen allerdings sehr unterschiedlich verlaufen.

Dargestellt werden die Humusgehalte von Ackerböden in Prozent für die Jahre 1986, 1991, 1997, 2006, 2012 und 2014. Der mittlere Gehalt von Gesamtstickstoff liegt in allen Jahren bei etwa 0,2 Prozent, der mittlere Gehalt von organischem Kohlenstoff um die 1,8 Prozent. Hier schwanken die Werte geringfügig stärker. Trends wurden nicht analysiert.
BO-R-1: Humusgehalte von Ackerböden - Fallstudie

Dargestellt werden die Humusgehalte von Ackerböden in Prozent für die Jahre 1986, 1991, 1997, 2006, 2012 und 2014. Der mittlere Gehalt von Gesamtstickstoff liegt in allen Jahren bei etwa 0,2 Prozent, der mittlere Gehalt von organischem Kohlenstoff um die 1,8 Prozent. Hier schwanken die Werte geringfügig stärker. Trends wurden nicht analysiert.

Quelle: Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (Auswertungen von Boden-Dauerbeobachtungsflächen in Bayern)
 

Humus stärkt Widerstandskraft der Böden

Böden sind in vielfältiger Weise vom Klimawandel betroffen. Nur gesunde, belebte und widerstandsfähige Böden können den Gefahren von Austrocknung und Erosion durch Wind und Wasser standhalten und auch weiterhin ihre vielfältigen positiven Funktionen für den Wasser-und Stoffhaushalt einer Landschaft wahrnehmen.

Eine herausragende Rolle für die Widerstandsfähigkeit eines Bodens spielt der Humus, denn er beeinflusst in komplexer Weise nahezu alle Bodeneigenschaften und -funktionen. Humus ist die Gesamtheit der organischen Substanz im Boden, die sich aus allen in und auf dem Boden befindlichen abgestorbenen pflanzlichen und tierischen Stoffen sowie deren organischen Umwandlungsprodukten zusammensetzt. Humus ist wichtiges Speichermedium für Nährstoffe und Wasser. Er sorgt für ein günstiges Bodengefüge, was den Luft- und Wasserhaushalt des Bodens positiv beeinflusst. Außerdem reduziert Humus die sommerliche Austrocknung, fördert die Aktivität der Bodenorganismen und die Entwicklung einer stabilen Bodenstruktur. Letztere schützt wirksam vor Bodenverdichtungen und Bodenerosion.

Standortangepasste Humusgehalte zu erhalten und gegebenenfalls auch Humus zu mehren, ist daher eine wichtige Anpassungsmaßnahme zur Gesunderhaltung der Böden. Dabei ist zu berücksichtigen, dass der Klimawandel unmittelbar Einfluss auf den Humus in Böden hat. Höhere Temperaturen können Mineralisationsprozesse im Boden und folglich auch den Abbau der organischen Substanz beschleunigen. Gleichzeitig kann der Klimawandel aber auch humusmehrende Effekte haben, indem beispielsweise Pflanzen durch höhere Temperaturen mehr Biomasse bilden und dadurch auch mehr Material für die Umwandlung in organische Bodensubstanz zur Verfügung steht. Noch komplexer werden die Zusammenhänge bei zusätzlicher Betrachtung der Niederschlagsverhältnisse, denn für den Humusabbau und für die Humusbildung ist in ausreichendem Umfang, aber eben auch nicht zu viel Wasser erforderlich.

Aufgrund dieser komplexen Zusammenhänge zwischen Klimawandel und Humusbildung oder -abbau sind gegenwärtig keine gesicherten Aussagen über die Veränderungen der Gehalte und Vorräte an organischer  Substanz möglich. Änderungen der Bodennutzung wie z. B. Grünlandumbruch zu Ackerland haben zudem viel stärkere Effekte auf den Humusgehalt als die langfristigen Klimaänderungen.
 
Die Gehalte an organischer Substanz in Böden werden im Wesentlichen von den standorttypischen Gegebenheiten (Bodenart, Grundwasserstufen etc.) bestimmt und lassen sich daher nicht pauschal durch Zugabe von organischen Materialien erhöhen. Wirksame Steuerungsinstrumente sind hingegen veränderte Nutzungspraktiken. Auf landwirtschaftlichen Böden dienen beispielsweise Grünlandnutzung, Stallmistwirtschaft, Zwischenfruchtanbau oder das Belassen von Ernte- und Wurzelrückständen der Pflege und Akkumulation von Humus. Viele Trends, die sich derzeit mit der Intensivierung der Landwirtschaft vollziehen, laufen der Stabilisierung oder gar Mehrung der Humusgehalte allerdings entgegen. Im Wald sind die Baumartenzusammensetzung und der Umfang der Holzernterückstände entscheidende Faktoren für die Humusbildung.

Regelmäßige Erhebungen zu den Humusgehalten in Böden führen die Länder im bundesweiten Netz der Bodendauerbeobachtungsflächen (BDF) durch. Das Thünen-Institut hat eine bundesweit einheitliche Bodenzustandserhebung landwirtschaftlich genutzter Böden (BZE-Landwirtschaft) an über 3.000 Punkten eingerichtet. Die bundesweiten Auswertungen von 171 landwirtschaftlichen BDF ergab an insgesamt 39 BDF statistisch signifikante Humus-Veränderungen. Wesentliche Humus-Veränderungen wurden durch das Humus-Ausgangsniveau der Flächen gesteuert.21

Der Einfluss längerfristiger Klimaänderungen auf die Humus-Entwicklung kann nicht ausgeschlossen werden und ist noch weiter zu untersuchen. Ergebnisse aus Bayern zeigen, dass die mittleren Gehalte der wichtigsten Humusbestandteile organischer Kohlenstoff (Corg) und Gesamtstickstoff (Ntot) in Bodentiefen von 0 bis 15 cm über die vergangenen Jahre nahezu gleich geblieben sind. Grund ist, dass sich Veränderungen der Humusgehalte, vor allem Humusmehrungen, nur sehr langsam vollziehen, und es Messungenauigkeiten gibt. In Abhängigkeit von der Nutzung der beobachteten Flächen unterscheiden sich die Entwicklungen: In Bayern gingen auf den ackerbaulich genutzten Beobachtungsflächen mit hohem Mais- und Hackfruchtanteil und niedrigem Getreide-, Raps- und Futterleguminosen-Anteil in der Fruchtfolge die Humusgehalte seit Ende der 1980er Jahre signifikant zurück.22

Schwierig ist auch eine eindeutige Bewertung der Ergebnisse, denn welche Humusgehalte optimal sind, bedarf einer standortdifferenzierten Festlegung. Wichtige Grundlagen für die Ableitung standorttypischer Humusgehalten kann die BZE-Landwirtschaft liefern.23 Sie stellt bundesweite Daten zum Corg von landwirtschaftlichen Böden bereit und soll in zehn Jahren wiederholt werden, um Veränderungen des Humusvorrats in Mineralböden in Abhängigkeit des Standorts und der Bewirtschaftung deutschlandweit bewerten zu können.

21 - Marx M., Rinklebe J., Kastler M., Molt C., Kaufmann-Boll C., Lazar S., Lischeid G., Schilli C., Körschens M.2016: Erarbeitung fachlicher, rechtlicher und organisatorischer Grundlagen zur Anpassung an den Klimawandel aus Sicht des Bodenschutzes – Teil 3: Bestimmung der Veränderungen des Humusgehalts und deren Ursachen auf Ackerböden Deutschlands. UBA-Texte 26/2016. Dessau-Roßlau, 90 S.
www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/378/publikationen/texte_26_2016_erarbeitung_fachlicher_rechtlicher_und_organisatorischer_grundlagen_zur_anpassung_0.pdf

22 - Capriel P. & Seiffert D. (Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft) 2009: 20 Jahre Boden-Dauerbeobachtung in Bayern. Teil 3: Entwicklung der Humusgehalte zwischen 1986 und 2007. Schriftenreihe 10 der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft LfL, Freising, 47 S.

23 - Jacobs A., Flessa H., Don A., Heidkamp A., Prietz R., Dechow R., Gensior A., Poeplau C., Riggers C., Schneider F., Tiemeyer B., Vos C., Wittnebel M., Müller T., Säurich A., Fahrion-Nitschke A., Gebbert S., Jaconi A., Kolata H., Laggner A., Weiser C., Freibauer A. 2018: Landwirtschaftlich genutzte Böden in Deutschland - Ergebnisse der Bodenzustandserhebung. Thünen Report 64, Braunschweig: 316 S. DOI: 10.3220/ REP1542818391000

 

Schnittstellen

FW-R-5: Humusvorrat in forstlichen Böden

BO­-R­-2: Dauergrünlandfläche

 

Ziele

Erhaltung des standorttypischen Humusgehalts des Bodens insbesondere durch eine ausreichende Zufuhr an organischer Substanz oder durch Reduzierung der Bearbeitungsintensität (BBodSchG, § 17 (2) 7)

Standortangepasste Bewirtschaftung und Gewährleistung der nachhaltigen Bodenfruchtbarkeit und langfristigen Nutzbarkeit der Flächen (BNatSchG, § 5 (2) 1)

Schutz der ökologischen Leistungsfähigkeit der Böden durch […] Erhaltung der organischen Substanz, Intensivierung des Bodenschutzes im Hinblick auf die Gefahren […] des Rückgangs der Humusgehalte, Umsetzung standortangepasster Landnutzungsstrategien zur Verringerung negativer Effekte durch Veränderungen in der Boden- und Humusbildung und damit der C-Sequestrierung (DAS, Kap. 3.2.4)