Einfluss der Bodenbearbeitung auf die N-Mineralisation im Herbst

Inzwischen wurden die Raps- und Getreideernten abgeschlossen. Nun stehen Tätigkeiten wie Bodenbearbeitung, Saatbettbereitung und Aussaat an. Bei einer ausreichenden Bodenfeuchtigkeit, die aufgrund der letzten Niederschläge gegeben ist, bestehen im Herbst optimale Bedingungen für die N-Mineralisation (Abb. 1). Im Vergleich zum Frühjahr ist eine hohe N-Mineralisation insofern problematisch, dass das Nitratauswaschungsrisiko erhöht ist, wenn kein oder nur ein lückiger Bestand vorliegt. Jedoch hängt die N-Mineralisierung neben der Bodentemperatur und -feuchtigkeit auch vom Bodenbearbeitungsverfahren, der Bodenintensität und -tiefe ab. Um unnötige N-Austräge zu vermeiden, kann eine dem Standort und der Nachfolgekultur angepasste Bodenbearbeitung einen Beitrag dazu leisten.

Die konventionelle Bodenbearbeitung mit dem Pflug führt zu einer erhöhten Durchlüftung und einem daraus resultierenden erhöhten Sauerstoffgehalt im Boden, einer gleichmäßigeren Verteilung der Nährstoffe und organischen Substanz sowie einer schnelleren Erwärmung des Bodens. All diese Faktoren begünstigen die Aktivität von Bodenorganismen, die zur N-Mineralisation beitragen. Dennoch besitzt eine Bearbeitung mit dem Pflug die Vorteile, den Unkrautbesatz geringzuhalten und damit den Feldaufgang zu unterstützen, was sich auf den Ertrag auswirkt [1]. Daher ist abzuwägen, wie hoch der Besatz mit Unkraut und Ausfallgetreide bzw. -raps ist, aber auch, welche allgemeinen Bodenbedingungen am jeweiligen Standort vorherrschen. Sandböden weisen eine höhere N-Mineralisierungsrate auf als Lehm- und Tonböden aufgrund ihrer schnellen Erwärmbarkeit und Durchlüftung.

Demgegenüber steht die konservierende Bodenbearbeitung, wo der Oberboden ohne Wenden gelockert und nur dort die Aktivität von Mikroorgansimen angeregt wird [2]. Die Vorteile einer konservierenden Bodenbearbeitung sind die Reduzierung der Bodenerosionsgefahr, den Erhalt der Bodenfeuchte in den tieferen Bodenschichten und die Steigerung des organischen Materials im Boden [3]. Gerade mit Blick auf mögliche Trockenperioden, die nun häufiger auftreten, kann eine konservierende Bodenbearbeitung vorteilhaft sein und in extremen Trockenjahren zu höheren Erträgen führen als eine Bodenbearbeitung mit Pflug [4]. In den meisten Fällen zeichnet sich eine extensive konservierende Bodenbearbeitung durch geringere N-Mineralisationsraten im Vergleich zur Anwendung vom Pflug aus [5, 6]. Allerdings zeigten einige Studien auch, dass keine signifikanten Unterschiede in der N-Mineralisierungsrate bzw. Nitratgehalt im Boden zwischen den verschiedenen Bodenbearbeitungsverfahren vorlag [1, 3, 7]. Ausschlaggebend dafür können weitere Faktoren wie der Zeitpunkt der Bodenbearbeitung, Art der eingearbeiteten Biomasse und das C:N-Verhältnis sein. Eine Bodenbearbeitung kurz vor dem Aussaattermin reduziert die N-Mineralisierung und das Auswaschungsrisiko [8]. Vor allem vor Sommerungen sollten Zwischenfrüchte und eine Bearbeitung im Frühjahr statt im Herbst in Betracht gezogen werden, um N-Verluste zu vermeiden. In Regionen mit schweren Böden und viel Niederschlag, wo die Befahrbarkeit im Frühjahr sich als Herausforderung erweist, kann die Bearbeitung, wenn die Befahrbarkeit des Bodens noch gegeben ist, auch im November erfolgen [9].

Hinsichtlich der Art des eingearbeiteten Materials sollte Biomasse mit hohen N-Mineralisierungspotenzial wie die von Futterleguminosen möglichst nicht eingearbeitet werden [6]. Dahingehend beeinflusst die Form der Ernte- und Wurzelrückstände die N-Dynamik so, dass durch die Zersetzung organischer Rückstände mit einem engeren C:N-Verhältnis mehr Stickstoff mineralisiert wird, als vom Bodenleben aufgenommen werden kann, was wiederum zu einer Nitratanreicherung führt.

Eine Maßnahme, um N-Mineralisierungsraten zu reduzieren, ist der Anbau von Zwischenfrüchten (Abb. 1). Nach einer Bearbeitung mit der Scheibenegge nach Winterweizen und Wintergerste steigt zunächst der N_min-Wert, jedoch wird dieser bei einer nachfolgenden Stoppelbearbeitung mit der einhergehenden Zwischenfruchtaussaat stark reduziert (Abb. 1). Nach der Wintergerste, wo die Zwischenfrucht stehen bleibt, sinkt der N_min-Wert stetig weiter. Nach dem Winterweizen dagegen wurde die Zwischenfrucht nochmal umgebrochen und Roggen gedrillt, was zu einem erheblichen Anstieg des N_min-Wertes geführt hatte (Abb. 1), da u.a. die Einarbeitung von Zwischenfrüchten die N-Mineralisierung anregt [6]. Dies verdeutlicht, wie stark sich einzelne Bearbeitungsmaßnahmen auf die N-Mineralisation im Boden auswirken können.