Der Einfluss von Bodeneigenschaften und Bewirtschaftungsmaßnahmen auf bodenmikrobiologische Indikatoren in humosen Oberböden unter Grünland und Mais : Dissertation

Hamburg

2005

266 S.

66 Abb., zahlr. Lit. Ang.

Bandaufführung

131190

Die vorliegende Arbeit wurde im Rahmen des Projektes "Steigerung der Ausnutzung von Stickstoff im Produktionsprozess der Milcherzeugung durch Maßnahmen des Futterbaus, der Tierernährung sowie des Managements und der Zucht" (N-Projekt Karkendamm) angefertigt. Dieses Projekt wurde zwischen 1997 und 2002 an der agrarwissenschaftlichen Fakultät der Universität Kiel als interdisziplinäres Forschungsprojekt durchgeführt. Zielsetzung des Projektes war es, aus pflanzenbaulichen Daten und aus Erhebungen zum N-Sickerwasseraustrag optimierte Produktionsstrategien für sandige, humose Standorte der norddeutschen Geest abzuleiten, die eine effizientere Umsetzung von eingesetztem Stickstoff in Produktstickstoff beinhalten, ohne dabei an ökonomischer Rentabilität zu verlieren. Bodenkundliche Untersuchungen wurden auf zwei der Versuchsflächen des "N-Projektes Karkendamm" durchgeführt, von denen sich eine unter Nutzung als Dauergrünland (Standort "Grünland") und die andere unter Silomaisanbau (Standort "Mais") befindet. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Ermittlung des Einflusses von abiotischen Bodeneigenschaften und Bewirtschaftungsmaßnahmen auf bodenmikrobiologische Indikatoren. Der Schwerpunkt lag dabei auf den verschiedenen Bewirtschaftungsvarianten des Grünlandstandortes. Hierbei wurde insbesondere geprüft, welchen Einfluss eine Beweidung im Unterschied zur Schnittnutzung aufweist und ob sich die Indikatoren durch unterschiedliche Düngungsintensitäten (0, 100, 300 kg N ha-1 a-1) und verschiedene Pflanzenarten (Grasreinbestand mit Lolium perenne, Kleegrasbestand mit L. perenne und Trifolium repens) verändern. Auf dem Standort "Mais" wurden die Düngungsvarianten 0 und 150 kg N ha-1 a-1 beprobt. Darüber hinaus sollte geklärt werden, ob sich bewirtschaftungsbedingte Veränderungen in den bodenmikrobiologischen Parametern in den bilanzierten C- und N-Stoffflüssen der unterschiedlichen Nutzungssysteme des Standortes "Grünland" und "Mais" widerspiegeln. Die Bodenprobenahmen fanden zwischen März 1999 und März 2000 an 5 Terminen sowie zu einer Abschlussbeprobung im März 2002 statt. Es wurden die folgenden Parameter ermittelt: Menge an mikrobieller Biomasse mittels "Chloroform Fumigation Extraction" und mittels "Substratinduzierter Respiration" (CFE-Cmik, SIR-Cmik), in der mikrobiellen Biomasse gespeicherter N (Nmik), kaliumsulfatextrahierbarer C (Cnf), kaliumsulfatextrahierbarer Nitrat-N und Norg, Bodenatmung (MIN-C), N-Mineralisation in aerober Inkubation (MIN_N), heißwasserlösliches C und N (Chwl, Nhwl), die Menge an Wurzeln und Pflanzenresten im Boden, der Respirationskoeffizient (RQ), die abgeleiteten Parameter Cmik/Corg), SIR/CFE-Cmig und die metabolischen Quotienten qCO2-SIR und qCO2-CFE. Zusätzlich wurde an den Extrakten der CFE-Methode eine Abschätzung der C-Gehalte mittels photometrischer Absorption durchgeführt, um zu testen, ob diese Methode die C-Bestimmung mittels Kaliumdichromat-Oxidation ersetzen kann. Dies ist nicht der Fall. Die Absorptionen in Relation zum über Kaliumdichromat-Oxidation ermittelten Kohlenstoff wurden jedoch als weitere Parameter in die Untersuchung mit aufgenommen (qCmik, qCnf) und als Indizes für höhere Aromatenanteile gewertet. Eine Zunahme des qCmik wird im Rahmen der vorliegenden Untersuchung als Indiz für eine veränderte Zusammensetzung der mikrobiellen Biomasse angesehen, die entweder auf einem höheren Anteil von Nukleinsäuren an der Gesamtbiomasse oder auf einer Erniedrigung von mikrobiellen Reservestoffen beruht. Die Ergebnisse zeigen, dass die abiotischen Bodeneigenschaften der Oberböden beider Standorte sehr ähnlich sind. Beide liegen im stark bis sehr stark humosen Bereich (AG Boden, 1994), haben ein weites Corg/Nt-Verhältnis, weisen einen Sandanteil von ca. 90% der humusfreien Feinerde auf und zeigen pH (CaCl2)-Werte im mäßig sauren Bereich. Die einzelnen Versuchsparzellen beider Standorte zeigen jedoch eine erhebliche räumliche Heterogenität, so dass über beide Standorte betrachtet eine relativ weite Spanne an Corg-Gehalten (2,4 bis 7,8%) und an pH-(CaCl2)-Werten (4,7 bis 6,2) vorliegt. Die Körnung ist demgegenüber verhältnismäßig homogen. Die pH-Werte der Maisparzellen sind mit dem Corg-Gehalt korreliert, während sie auf dem Standort "Grünland" keine Beziehung zu Corg zeigen. Die räumliche Heterogenität der pH-Werte des Grünlandstandortes kann auf ungleichmäßige Kalkungsmaßnahmen zurückgeführt werden.