Projekt 08930/01

Förderschwerpunkt Bioabfallverwertung (-): Untersuchungen und Konzeptentwicklung zum Komposteinsatz zur Verminderung des Boden- und Nährstoffabtrages durch Winderosion sowie zur Beeinflussung der Bodentemperaturen im Hinblick auf Optimierung der pflanzli

Projektdurchführung

Universität BremenAbteilung PhysiogeographieZentrum für Umweltforschung und Umwelttechnologie (UFT)
Leobener Str.
28359 Bremen

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Eine Steigerung der Akzeptanz für den Komposteinsatz in der Landwirtschaft soll durch die Untersuchung neuer Anwendungsmöglichkeiten unter Ausnutzung der wertgebenden Eigenschaften von Komposten erreicht werden. Ziel sind die Verminderung des Boden- und Nährstoffabtrages von landwirtschaftlichen Nutzflächen durch Winderosion mit Hilfe einer jährlichen standortgerechten Kompostaufbringung sowie die positive Beeinflussung des Bodentemperatur- und -feuchteregimes durch Kompostapplikation besonders im Hinblick auf die pflanzliche Jugendentwicklung und die Ertragssicherung bei Mais.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenAuf den zwei vorgesehenen, morphologisch und pedologisch unterschiedlichen Versuchsflächen (PA-RA-BRAUNERDE und PODSOL), die jeweils 4.800 m² groß sind, werden neben vier Versuchsvarianten ohne Kompostaufbringung acht Kompostvarianten mit und ohne zusätzliche mineralische Düngerzugaben zur statistischen Absicherung jeweils viermal getestet (insgesamt 96 Testparzellen zu je 100 m²).
Umfangreiche bodenkundliche Untersuchungen (u. a. Textur, Aggregatstabilität, Windkanalexperimente, Porenvolumen, Kationenaustauschkapazität, Nährstoffgehalte und Schwermetalle) während der Laufzeit und am Ende des auf drei Jahre projektierten Forschungsvorhabens sollen - zusammen mit den Ergebnissen der seit ca. zwei Jahren laufenden Untersuchungen - fundierte Erkenntnisse erbringen. Parallel dazu werden beständige Kompostqualitäts- sowie Ernteertragsuntersuchungen und Bonitierungen durchgeführt. Diese Arbeiten werden durch die Aufnahme von VA-Mykorrhiza-Vorkommen an Maiswurzeln ergänzt.
Des Weiteren sollen auf den Testflächen umfangreiche gelände- und mikroklimatische Untersuchungen durchgeführt werden, bei denen permanente Messungen der Luft- und Bodentemperaturen, des Strahlungshaushaltes, der Windrichtung und -stärke sowie der Niederschläge, relativen Luftfeuchtigkeit, Bodenfeuchtigkeit und Verdunstung stattfinden.


Ergebnisse und Diskussion

Nach zweijähriger Kompostdüngung bewirken die eingesetzten Fertigkomposte deutlichere Bodenmeliorationseffekte auf den Versuchsflächen als die Frischkomposte. Aus diesem Grund wurden in den Folge-jahren 1998 bis 2000 ausschließlich Fertigkomposte in unterschiedlicher Aufbringungsmenge und Absiebung verwendet.
Die Versuchs- und Untersuchungsergebnisse zeigen z. T. sehr deutlich, dass die geprüften Frisch- und Fertigkomposte in Abhängigkeit von der ausgewählten Versuchsfläche und der Versuchsdauer zu einer Verbesserung der Wasserhaltefähigkeit für pflanzenverfügbares Wasser durch die Erhöhung der nutzbaren Feldkapazität von ca. 2-6 Vol.-% geführt haben. Hierbei stellte sich heraus, dass die Menge des eingesetzten Kompostes bedeutsamer war als sein Absiebungsgrad.
Im Gegensatz dazu ist die Kompostabsiebung neben der Aufbringungsmenge bei der Steigerung der Bodenaggregatstabilität, die zu einer in Windkanalexperimenten nachgewiesenen Verminderung der potenziellen Winderosion geführt hat, standortspezifisch von größerer Bedeutung. Auf dem schweren Boden der Versuchsfläche PARABRAUNERDE zeigt die gröbere 40-mm-Absiebung die beste Wirkung, und auf dem leichten Boden der Versuchsfläche PODSOL führt die feinere 20-mm-Absiebung zur höchs-ten Strukturstabilität.
Durch Mikroklimamessungen in den Jahren 1998 bis 2000 auf der Versuchsfläche PODSOL und der Versuchsfläche PARABRAUNERDE wurde festgestellt, dass die aufgebrachten Komposte durch ihre dunkle Färbung am Tage mehr Energie aufnehmen als die Varianten ohne Kompost. Nachts hingegen wird von diesen Varianten erkennbar weniger Energie abgestrahlt. In der Folge kommt es auf den Par-zellen mit Kompostdüngung zu einer ausgeglicheneren Tagestemperaturamplitude und zu ca. 1-2 K höheren Temperaturen in 3 cm und 5 cm Bodentiefe während der Nacht. Dies führt insgesamt zu einer Verbesserung der mikroklimatischen Wuchsbedingungen bei Mais.
An den Maiswurzeln der Varianten mit hoher Kompostdüngung (60-m³/ha und Jahr) ist eine Erhöhung des VA-Mykorrhiza-Vorkommens um 50 % ermittelt worden. Vermutlich führt diese Steigerung insbesondere auf leichten Böden sowohl zu einer besseren Umsetzung der organischen Substanz als auch zu einer Verbesserung der pflanzlichen Nährstoffaufnahme.
Alle durch die Versuchskomposte verbesserten Bodeneigenschaften spiegeln sich in guten Ernteerträgen und Erntequalitäten der angebauten Getreide- und Maiskulturen wider. Die anfängliche Befürchtung, dass durch die Kompostdüngung Mindererträge auftreten könnten, hat sich nicht bestätigt. Besonders nach mehrjähriger Kompostdüngung ist sogar mit z. T. deutlichen Mehrerträgen zu rechnen. Eine ergänzende N-Zugabe bleibt bei angemessener Kompostdüngung jedoch unverzichtbar.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Das Förderprojekt und die Forschungsergebnisse wurden/werden
1. auf dem Statusseminar der Deutschen Bundesstiftung Umwelt am 25. und 26.11.1998 in Osnabrück,
2. bei einem Wirtschaftsseminar des Verbandes der Humus- und Erdenwirtschaft Region Nord e. V. am 18.05.1999 in Schwerin,
3. auf der International Compost Conference 2000 Down Under am 14. bis 16.11.2000 in Melbourne,
4. als Dissertation von Herrn Dipl.-Geogr. Ralf Hartmann elektronisch im Internet und
5. in Bremer Beiträge zur Geographie und Raumplanung einer breiten Öffentlichkeit vorgestellt.


Fazit

Obwohl die Nährstoffe unter den wertgebenden Eigenschaften von Komposten häufig an erster Stelle genannt werden, sollte dem Potenzial der organischen Substanz, die mit ihrem in dieser Arbeit nachgewiesenen physikalischen und mikroklimatischen Wirkungsspektrum die ökonomische und ökologische Leistungsfähigkeit von Böden steigert, größere Bedeutung zukommen und entsprechend deklariert wer-den.