1 | 23. April 2017 |
Ellen Müller
Der Beitrag der Landwirtschaft zum Erosionsschutz
und zur effizienten Wassernutzung
Wassererosion und Klimawandel
2 | 23. April 2017 |
Ellen Müller
Potenzielle Wasserosions-
gefährdung in Sachsen
ca. 60 % der Ackerfläche
hohe potenzielle Erosionsgefährdung
3 | 23. April 2017 |
Ellen Müller
Hohe potenzielle Wasser-
erosionsgefährdung
Steigender Handlungsbedarf zur Vorsorge
gegen Wassererosion
Zunahme Auftreten und
Intensität von Starkregen
4 | 23. April 2017 |
Ellen Müller
Folgen von Starkregenereignissen
Onsite-Schäden
Unproduktiver Wasserverlust
durch Oberflächenabfluss
5 | 23. April 2017 |
Ellen Müller
Offsite-Schäden
Foto: Dr. Strobel
-> i.d.R. irreversibler
Bodenverlust!
6 | 23. April 2017 |
Ellen Müller
Böden – Grundlage für das
Pflanzenwachstum
- speichern Wasser
- speichern und liefern Nährstoffe
- bieten Pflanzen als Wurzelraum
Verankerung
Bild LfL Bayern
7 | 23. April 2017 |
Ellen Müller
Pflanzenverfügbares Wasser
in 1 m³ Ackerboden
❙
Lößboden (Ut3): ca. 250 l
❙
Sandboden (Sl2): ca. 180 l
Lößboden
> 200 cm mächtig
8 | 23. April 2017 |
Ellen Müller
❙
Höchsten Risiken im Nordosten und im Mitteldeutschen Trockengebiet
❙
Aktuell geringste Risiken im Bergland + mittels./ ostsächs. Lössgebiet
Ertragsausfallrisiko
1961 – 1990 vs. 1985 - 2014
9 | 23. April 2017 |
Ellen Müller
Ertragsausfallrisiko
Entwicklung bis 2050
10 | 23. April 2017 |
Ellen Müller
Grundvoraussetzung für
die landwirtschaftliche/ackerbauliche Nutzung
von Flächen:
Umfassende Speicherung von Niederschlägen
in Böden für Pflanzenwachstum und Ertragsbildung
Erhalt
des Boden als Wasserspeicher
durch Verhinderung der Bodenerosion
11 | 23. April 2017 |
Ellen Müller
Ziel: Absicherung des Ackerbaus gegen geringe
sowie im Jahresverlauf ungleich verteilte
Niederschläge
Maßnahmen:
• Verbesserung der Wasserinfiltration
• Verminderung von unproduktiven
Wasserverlusten (Oberflächenabfluss!)
• Verbesserung der Wasserausnutzung
12 | 23. April 2017 |
Ellen Müller
Ertragsfähigkeitsverlust infolge
Bodenabtrag durch Wassererosion
(Methau, Sächsisches Lösshügelland)
Kuppe
Hangfuß
Löss
20 cm
Löss
200 cm
Ertragsunterschiede bis 80 %
zwischen Kuppe und Hangfuß
13 | 23. April 2017 |
Ellen Müller
Folgen von Bodenerosion
-> Verlust an Wasserspeichervermögen
14 | 23. April 2017 |
Ellen Müller
!
Vorsorge gegen bodenzerstörende Bodenerosion
durch Wasser (Verlust Wasserspeichervermögen!)
!
Effiziente Nutzung von Niederschlägen und von
Bodenwasser (= effizientes Wassermanagement).
Handlungsbedarf in der Landwirtschaft
15 | 23. April 2017 |
Ellen Müller
Hauptursache von Wasserabfluss und Wassererosion auf
Ackerflächen: gehemmte Wasserversickerung durch Oberflächen-
verschlämmung infolge Bodenaggregatzerfall
Bild
LfL Bayern
Foto: LfULG
Foto: LfULG
Optimierung der Wasserinfiltration
auf Ackerflächen
Foto: LfULG
16 | 23. April 2017 |
Ellen Müller
Wirksamste Maßnahmen:
Dauerhaft pfluglose - konservierende
Bodenbearbeitung und Direktsaat
Umfassende Wasserinfiltration
(= Wasserrückhalt) auf Ackerflächen
durch Verhinderung der Bodenverschlämmung
Foto: LfULG
Foto: LfULG
17 | 23. April 2017 |
Ellen Müller
Art der Bearbeitung bestimmt Erosions- und Infiltrationsausmaß
wendend
nichtwendend
Direktsaat
Eingriffsintensität und Bearbeitungstiefe
Bedeckung mit Pflanzenresten
hoch
hoch
gering
gering
gering
hoch
Wasserinfiltration
Wassererosion
18 | 23. April 2017 |
Ellen Müller
•
Schutz der Bodenoberfläche durch Pflanzenreste
•
Stabile, wenig verschlämmende Bodenstruktur durch höhere
Krümelstabilität* (z. B. durch Regenwurmaktivität)
•
Mehr Grobporen durch mehr Regenwürmer
•
Schutz der Grobporen durch Pflugverzicht
Voraussetzung: dauerhafter Pflugverzicht!
Effekte der nichtwendenden Bodenbearbeitung/Direktsaat
* zusätzlich gefördert durch Kalkung!
Erosionsmindernder/-verhindernder und infiltrations-
fördernder Bodenstrukturzustand
19 | 23. April 2017 |
Ellen Müller
Bodenwassergehalte unterschiedlich
bearbeiteter Böden
Pflug
pfluglos
Relativer Bodenwassergehalt
Datum
Pfluglos -> höherer
Wassergehalt
Pflug
Lößhügelland; Bodenart Ut4, Bodentiefe 20 cm, Zeitraum 10/2000 bis 07/2001
20 | 23. April 2017 |
Ellen Müller
Änderungen des Wasserinfiltrationsverlaufes bei Umstellung von
konventioneller auf dauerhaft konservierende Bodenbearbeitung
(Beregnungsversuche, n = 100, Zimmerling 2004)
konventionell->
<- konservierend
21 | 23. April 2017 |
Ellen Müller
Änderungen des Wasserinfiltrationsverlaufes bei Umstellung von
konventioneller auf dauerhaft konservierende Bodenbearbeitung
(Beregnungsversuche, n = 100, Zimmerling 2004)
konventionell->
<- konservierend
Direktsaat
22 | 23. April 2017 |
Ellen Müller
Streifenbodenbearbeitung und Direktsaat
Infiltrationsraten sehr hoch
Bodenabträge sehr gering
Streifenbearbeitung
Direktsaat
23 | 23. April 2017 |
Ellen Müller
I 16.02.2017 I Dr. Walter Schmidt
Bodenerosion nach einem Gewitter
(Niederschlag: 55 mm/45 min, Sächsisches Lößhügelland)
Dauerhaft
konservierend
↓
Gute Infiltration
&
keine Erosion!
Pflugeinsatz
(nach 8 Jahren ohne Pflug)
↓
Wasserabfluss
&
Wassererosion!
Schlussfolgerung
Voraussetzung für gute Infiltration und Erosionsminderung
Dauerhaft konservierende Bodenbearbeitung und Direktsaat!
23
24 | 23. April 2017 |
Ellen Müller
Wassererosion auf pfluglos bestellter Maisfläche
Optimierung der pfluglosen Bearbeitung
bezüglich Erosionsschutz im Hinblick auf Klimawandel
Konventionell
Konservierend
25 | 23. April 2017 |
Ellen Müller
Zwischenfruchtanbau
26 | 23. April 2017 |
Ellen Müller
26
Bodengefügeschutz
Gute Wasserversickerung
Wirksamer Erosionsschutz
Bodengefüge schützen!
27 | 23. April 2017 |
Ellen Müller
Ergänzende Erosionsschutz-
maßnahmen (Auswahl)
Foto: LfULG
Foto: LfULG
Foto: Voß et al. 2010
❙
Schlagteilung
❙
Umwandlung von Acker in Grünland
❙
Anlage von Grünstreifen und
Hangrinnenbegrünung
❙
Anlage von Verwallungen, Mulden,
Becken
28 | 23. April 2017 |
Ellen Müller
Quelle: LfUG 2007
Hangrinnenbegrünung
in Ergänzung zur konservierenden
Bodenbearbeitung und zu Gewässerrandstreifen
29 | 23. April 2017 |
Ellen Müller
Wirksamkeit von Gewässerrandstreifen
-> geringe wasserrückhaltende Wirkung
bei konzentriertem Wasserabfluss
Foto: Schindewolf
Foto: LfULG
30 | 23. April 2017 |
Ellen Müller
Überfahrbare Verwallungen
Foto: LfULG
Kombination acker-/ pflanzenbaulicher Maßnahmen mit
ergänzender Maßnahme
Fläche kann weiter bewirtschaftet werden!
31 | 23. April 2017 |
Ellen Müller
Praxisdemonstrationen
zur Umsetzung der
WRRL 2016
32 | 23. April 2017 |
Ellen Müller
Direktsaat Winterweizen
Feldtag 2015
Quelle: LfULG
33 | 23. April 2017 |
Ellen Müller
Nichtwendende Bodenbearbeitung/Direktsaat:
… erhöht die Wasserinfiltration auf Ackerflächen erheblich. Dies
bewirkt die Auffüllung des Wasserspeichers Boden als
Grundlage für eine ausreichende Wasserversorgung von
Pflanzenbeständen angesichts sinkender und gleichzeitig
ungünstig verteilter Niederschläge infolge des Klimawandels.
… reduziert bzw. verhindert die Wassererosion. Der Wasserspei-
cher Boden als Grundvoraussetzung für Pflanzenwachstum
bleibt erhalten.
… trägt in Kombination mit weiteren wassersparenden Maßnah-
men (Fruchtarten- und Sortenwahl, Fruchtfolgegestaltung,
Bestandesführung usw.) entscheidend zur effizienten Wasser-
nutzung im Ackerbau bei.
Schlussfolgerungen
34 | 23. April 2017 |
Ellen Müller
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
Weitere Informationen:
35 | 23. April 2017 |
Ellen Müller
Vorgehen/ Methode
❙
GIS gestützte räumliche
Analyse
❙
Klima + Boden + LF
❙
Berechnung auf
Feldblockebene
❙
DB gestützte Auswertung
❙
Bewertung auf
Erhebungseinheiten
Klima
Boden
LF
Ertragsausfallrisiko in Sachsen
Ausweisung - Datengrundlagen
36 | 23. April 2017 |
Ellen Müller
Wasserbedarf – Beispiel
Weizenproduktion (Ehlers 1996)
"
Wasserbedarf zur Erzeugung von 15 t TM Weizen/ha (~ 7,5
t Korn und 7,5 t Stroh)
-> 254 - 388 mm Niederschlag
"
Wasserangebot -> Niederschläge in Lüttewitz (Sächsisches
Lößhügelland):
•
2003: 410 mm
•
2004: 645 mm
•
2005: 598 mm
•
2006: 563 mm
•
2007: 762 mm
-> Mittelwert: 596 mm, zehnjähriges Mittel: 621 mm
Problem: ungleiche Niederschlagsverteilung im
Jahresverlauf (z. B. Vorsommertrockenheit)
„Wasserüberschuss“ bei
7,5 t Weizenproduktion:
~ 200 mm Niederschlag/a
