Penetrometer misst das Ausmass der unterirdischen Verdichtung

Bodendruck führt zur Verdichtung der Poren, deren Aufgabe der Transport von Wasser und Luft ist. Die verdichteten Poren erschweren das Wurzelwachstum und können zu Sauerstoffmangel führen. Bodenverdichtung kann zu großen Ertragseinbussen führen.

 

Bodenverdichtung per Definition bedeutet, dass die Dichte des Bodens sich erhöht, wenn dieser befahren wird. In anderen Worten wird der Boden komprimiert. Dabei werden die Poren zusammengedrückt und jeder Liter des Bodens wiegt mehr. Oftmals ist dies einfach verständlich, wenn man einen Schlepperreifen beim Überrollen von lockerem Boden in feuchten Bedingungen beobachtet. 

Beeinträchtigung des Wurzelwachstums

Bodenverdichtungen führen zu einem eingeschränkten Wurzelwachstum und beeinträchtigen auf zweierlei Weise den mechanischen Widerstand gegenüber Wurzelentwicklung:

1. Verdichtung vermindert die Anzahl und Grösse der grossen Poren, den Makroporen. Dies führt dazu, dass es weniger Poren gibt, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Wurzeln, so dass diese ungehindert und ohne mechanischen Widerstand wachsen können.

2. Verdichtung erhöht den mechanischen Bodenwiderstand, indem Bodenpartikel enger zusammengedrückt werden.

Beeinträchtigung des Wassertransports

Bodenverdichtung beeinträchtigt auch die Wasserinfiltration mit der Folge der Saturierung der oberen Schichten, was wiederum zu Sauerstoffmangel an den Wurzeln führen kann. Hinzu kommt, dass die schlechte Bodenbelüftung die Verfügbarkeit von Pflanzennährstoffen, z.B. von Stickstoff und Mangan einschränkt. Unter anaeroben Bedingungen kann Denitrifikation zu großen Stickstoffverlusten in Form von Stickoxid oder Stickstoffgas führen. So kann aufgrund von Bodenverdichtung der Stickstoffgehalt im Boden sinken.

Water transport restricted due to compaction

Richtwerte für belüftete Bodenporosität: > 25 % mit Luft gefüllte Poren bedeutet gute Durchlüftung, 10-25 % mit Luft gefüllte Poren kann unter bestimmten Bedingungen zu Einschränkungen führen. 

Mögliche Hilfsmassnahmen

Zur Vermeidung von Bodenverdichtung ist es wichtig, Massnahmen zu ergreifen, die langfristig die Bodenstruktur verbessern. Zu diesen Maßnahmen gehören Drainagen, Kalken, Dauerbewuchs sowie Eintrag organischer Masse. Diese Massnahmen führen dazu, dass der Boden in der Tiefe trockener wird und die Verdichtung abnimmt.

Entscheidend für Bodenverdichtung sind das Anbauverfahren und die Bodenbearbeitung. Die wichtigste vorbeugende Massnahme ist, auf jede Art von Bodenbestellung zu verzichten, solange der Boden noch zu nass ist. Trockener Boden verfügt über eine größere Tragfähigkeit. Nasser Boden hingegen wird bei gleichem Druck verdichtet. Durch eine grosse Aufstandsfläche mithilfe von Breitreifen oder Zwillingsbereifung kann die Last pro Rad sinken. Auch die Anzahl der Überfahrten ist wichtig, denn das von der Technik auf den Boden gebrachte Gesamtgewicht sollte so gering wie möglich sein.

Diagram soil compaction trials

Versuche zur Bodenverdichtung

In Schweden wurde im Jahr 2000 ein Feldversuch (L2-7118) durchgeführt. Die Fragestellung war, inwiefern sich Bodenverdichtung vor der Frühjahrssaat auf den Ertrag auswirkt (Gerste, Weizen, Hafer, Zuckerrübe und Erbsen). Dazu wurde die Fläche vor der Aussaat mehrere Male mit schwerer Last überfahren:

1. Aussaat ohne Verdichtung

2. Eine Überfahrt + Aussaat

3. Eine Überfahrt mit Güllewagen + Aussaat

4. Drei Überfahrten mit Güllewagen + Aussaat

Die Ergebnisse zeigten, dass leichte Verdichtung (eine Überfahrt + Aussaat) den Ertrag von Frühweizen und Hafer positiv beeinflusst. Bei Zuckerrüben und Erbsen führte diese Bodenbehandlung dagegen zur Ertragssenkung. Bei steigender Zahl der Überfahrten und damit erhöhter Bodenverdichtung sank in allen Kulturen der Ertrag. Am meisten geschädigt waren die auf Sauerstoffmangel empfindlich reagierenden Erbsen.

Glossar:

Poren = Bei Bodenporen handelt es sich um Kanäle und Spalten im Boden, die je nach aktuellem Wassergehalt des Bodens mit Wasser oder Luft gefüllt sind.

Denitrifikation = Denitrifikation findet in Böden mit geringem Sauerstoffgehalt statt. Dabei wird pflanzenverfügbares Nitrat (NO3) durch Bakterien in Nitrogengas (N2) umgewandelt. Wenn die Denitrifikation nicht vollständig ist, entspricht N2O, ein Treibhausgas.

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