Maßnahmen gegen Erosion

zur Vermeidung von Stoffeinträgen in Gewässer

Fachtagung „Gewässerschutz und Landwirtschaft“

Dresden, 30.10.2015, Dr. Walter Schmidt

Foto: LfULG

| 30.10.2015 | Dr. Walter Schmidt

Gliederung

•

Maßnahmen gegen Erosion auf Ackerflächen –

Handlungsbedarf in Sachsen im Hinblick auf den

Gewässerschutz

•

Schutz vor Wassererosion durch

- acker- und pflanzenbauliche Maßnahmen

- ergänzende Schutzmaßnahmen

•

Maßnahmenwirksamkeit hinsichtlich WRRL-Umsetzung

•

Zusammenfassung

| 30.10.2015 | Dr. Walter Schmidt

Gesamt-P-Orientierungswerte in

sächsischen Oberflächenwasserkörpern

| 30.10.2015 | Dr. Walter Schmidt

ca. 52 % der sächsischen

Fließgewässer-Wasserkörper

überschreiten die jeweiligen

gewässertypspezifischen

Orientierungswerte der LAWA

für Gesamtphosphor

Handlungsbedarf

Reduktion der

P-Belastung von

Oberflächengewässern

Gesamt-P-Orientierungswerte in

sächsischen Oberflächenwasserkörpern

Quellenanteile an den Phosphor-

einträgen in Oberflächenwasser-

körper (OWK) in Sachsen

| 30.10.2015 | Dr. Walter Schmidt

Bodenerosion durch

Wasser auf Acker-

flächen-> wesentliche

Quelle des P-Eintrags

in OWK in Sachsen!

Foto: LfULG

Quellenanteile an den Phosphor-

einträgen in Oberflächenwasser-

körper (OWK) in Sachsen

| 30.10.2015 | Dr. Walter Schmidt

Bodenerosion durch

Wasser auf Acker-

flächen-> wesentliche

Quelle des P-Eintrags

in OWK in Sachsen!

Foto: LfULG

Umsetzung

Wasserrahmenrichtlinie:

Minderung des

erosionsbedingten

Stoffeintrags in

Oberflächengewässer

Vorsorgemaßnahmen gegen Wassererosion

auf Ackerflächen ->

Handlungsschwerpunkte:

1. Acker- und pflanzenbauliche Maßnahmen

2. Ergänzende Maßnahmen

| 30.10.2015 | Dr. Walter Schmidt

Hauptursache von Wassererosion

und Wasserabfluss auf Ackerflächen:

-> Gehemmte Wasserversickerung durch Oberflächen-

verschlämmung infolge Bodenaggregatzerfall

Bild

LfL Bayern

| 30.10.2015 | Dr. Walter Schmidt

Foto: LfULG

Acker- und pflanzenbauliche Maßnahmen gegen Erosion

| 1. Dezember 2011 |

Dr. Walter Schmidt

Konventionelle Bodenbearbeitung mit dem Pflug:

Hauptursache für infiltrationshemmende, abfluss- und

erosionsfördernde Bodenverschlämmung

Wirksamste Maßnahmen:

Dauerhaft pfluglose - konservierende

Bodenbearbeitung

und Direktsaat

Schutz vor Wassererosion auf

Ackerflächen -> durch Verhinderung der

Bodenverschlämmung

| 30.10.2015 | Dr. Walter Schmidt

Foto: LfULG

Acker- und pflanzenbauliche Maßnahmen gegen Erosion

Effekte der pfluglosen Bodenbearbeitung & Direktsaat

-> im Vergleich zum Pflugeinsatz

* zusätzlich gefördert durch Kalkung!

| 30.10.2015 | Dr. Walter Schmidt

Schutz der Bodenoberfläche durch Pflanzenreste

Stabile, wenig verschlämmende Bodenstruktur durch höhere

Krümelstabilität*

Mehr Grobporen durch mehr Regenwürmer

Schutz der Grobporen durch Pflugverzicht

Erosionsmindernder/-verhindernder und infiltrations-

fördernder Bodenstrukturzustand

-> Voraussetzung: dauerhafter Pflugverzicht!

| 30.10.2015 | Dr. Walter Schmidt

Infiltrationsraten

Pflug: 55 %

pfluglos: 93 %

Bodenabtrag

Pflug: 246 g/m²

pfluglos: 36 g/m²

Wasserinfiltration und Bodenabtrag auf gepflügter und

dauerhaft pfluglos bzw. konservierend bearbeiteter

Ackerfläche (Sächsisches Lößhügelland, Regen-

simulationsversuch, Niederschlag: 38 mm in 20 Minuten):

P-Austrags-

minderung durch pflug-

lose Bodenbear-

beitung: ~ 90%

Streifenbearbeitung & Direktsaat

-> Formen der pfluglosen Bearbeitung mit geringstem bzw.

ohne Eingriff in den Boden

Bodenabtrags-/P-Austragsminderung

im Vergleich zum Pflug

-> ~ 100 %

| 30.10.2015 | Dr. Walter Schmidt

Streifenbearbeitung/Strip Till*

Direktsaat*

*Fördermaßnahme AL 2 in der RL AuK/2015

Vorsorgemaßnahmen gegen Wassererosion

auf Ackerflächen ->

Handlungsschwerpunkte:

1. Acker- und pflanzenbauliche Maßnahmen

2. Ergänzende Maßnahmen

| 30.10.2015 | Dr. Walter Schmidt

Ergänzende Maßnahmen gegen

Wassererosion und gegen wild

abfließendes Wasser (Auswahl)

Schlagteilung durch Fruchtartenwechsel

Anlage von Grünstreifen

und Tiefenlinienbegrünung

Anlage von Verwallungen, Mulden, Becken

| 30.10.2015 | Dr. Walter Schmidt

nach Voß et al. 2010

Foto: LfULG

Ergänzende Maßnahmen gegen

Wassererosion und gegen wild

abfließendes Wasser (Auswahl)

Schlagteilung durch Fruchtartenwechsel

Anlage von Grünstreifen

und Tiefenlinienbegrünung

Anlage von Verwallungen, Mulden, Becken

| 30.10.2015 | Dr. Walter Schmidt

nach Voß et al. 2010

Foto: LfULG

Grünstreifen & Tiefenlinienbegrünung zur

Erosionsminderung auf Ackerfläche

(EROSION-3D-Simulation, 10-jährl. Regenereignis,

Fruchtart Mais im Mai, mittlere Bodenfeuchte, Bodenart

Ut3,

: Gebietsauslass)

Konventionell

Konservierend

Strip Till/Direktsaat

175

350

700 Meter

Konventionell

mit Grünstreifen 100 m breit

Konventionell

mit Grünstreifen 200 m breit

Konventionell

mit begrünten Tiefenlinien

| 30.10.2015 | Dr. Walter Schmidt

| 30.10.2015 | Dr. Walter Schmidt

Minderung des Sedimentaustrags von Acker-

fläche durch

Grünstreifen & Tiefenlinien-

begrünung ohne und mit pflugloser – konservierender

Bodenbearbeitung/Direktsaat (EROSION-3D-Simulation, 10-jährl. Regenereignis)

Konv.: Konventionelle Bodenbearbeitung Konserv.: pfluglose - konservierende

Bodenbearbeitung GS: Grünstreifen TL: Tiefenlinie

| 30.10.2015 | Dr. Walter Schmidt

Wirksamkeit von Grünstreifen auf

Ackerflächen und am Gewässerrand

-> geringe stoffrückhaltende Wirkung bei punktuellem Wasser-

übertritt von Ackerfläche in Grünstreifen

kein

Schutz der an Grünstreifen angrenzenden Ackerfläche vor

Erosion

Konservierende Bodenbearbeitung/Direktsaat auf

angrenzenden Ackerflächen unerlässlich!

Ergänzende Maßnahmen gegen

Wassererosion und gegen wild

abfließendes Wasser (Auswahl)

Schlagteilung durch Fruchtartenwechsel

Anlage von Grünstreifen

und Tiefenlinienbegrünung

Anlage von Verwallungen, Mulden, Becken

| 30.10.2015 | Dr. Walter Schmidt

nach Voß et al. 2010

Foto: LfULG

Sediment- & Wasserrückhalt durch

Verwallungen in Hangrinne auf

Ackerfläche Pröda - Flurbereinigung

Leuben-Schleinitz

Eckdaten

❙

Material: anstehender Mutterboden

❙

Böschungsneigung: 1:10 wasserseitig

und 1:4 luftseitig

❙

Dammkrone: Breite jeweils ca. 3 m

Höhe:

rund 2 m

❙

Speichervolumen:

❙

Obere Verwallung rund 500 m³

❙

Untere Verwallung rund 200 m³

❙

Abfluss über Auslass: 3,75 l/s

13,5 m³/h

❙

Einzugsgebietsgröße: 6 ha

❙

Dauerhaft pfluglose Bodenbearbeitung

Foto: LfULG

| 30.10.2015 | Dr. Walter Schmidt

Überfahrbare Verwallungen in der Hangrinne Ackerfläche Pröda

-> Fläche kann weiter bewirtschaftet werden!

Foto: LfULG

| 30.10.2015 | Dr. Walter Schmidt

15 %

Bearbeitungsszenarien

ohne

Verwallungen

Bearbeitungsszenarien

mit

Verwallungen

| 30.10.2015 | Dr. Walter Schmidt

Minderung des Sedimenteintrags und des

Oberflächenabflusses in den Vorfluter

für verschiedene Szenarien (Bodenbearbeitung, Verwallung) am Bei-

spiel der Ackerfläche Pröda im Sächs. Lößhügelland (EROSION-3D-

Simulationen, 32 mm in 60 min, 30 Vol-% Bodenfeuchte, 0 %

Bedeckung)

15 %

Bearbeitungsszenarien

ohne

Verwallungen

Bearbeitungsszenarien

mit

Verwallungen

| 30.10.2015 | Dr. Walter Schmidt

Minderung des Sedimenteintrags und des

Oberflächenabflusses in den Vorfluter

für verschiedene Szenarien (Bodenbearbeitung, Verwallung) am Bei-

spiel der Ackerfläche Pröda im Sächs. Lößhügelland (EROSION-3D-

Simulationen, 32 mm in 60 min, 30 Vol-% Bodenfeuchte, 0 %

Bedeckung)

15 %

Obere Verwallung

10-j. Ereignis (32 mm

)

50-j. Ereignis (43 mm)

100-j. Ereignis (48 mm

)

Einfluss der Bodenbearbeitung auf die Staukapazität der

Verwallungen Pröda: 10-, 50- und 100-jährliches Extremereignis

Verwallungen in Pröda fassen auch

Abflussvolumina des 50- und 100-

jährlichen Extremereignisses

Aber: Nur bei Direktsaat u. Strip Till

wird Staukapazität nicht überschritten,

-->Sedimenteintrag vernachlässigbar

gering

Verlandung der Verwallungen bei 10-j. Ereignis:

Konventionell

: 8 maliges Eintreten

Konservierend

: 14 x

Streifensaat

: 100 x

Direktsaat

: 240 x

-> mit Langfristsimulation Lebensdauer der

Anlagen berechenbar.

| 30.10.2015 | Dr. Walter Schmidt

Pfluglose bzw. konservierende

Bodenbearbeitung und Direktsaat

- Anwendungsumfang 2014 in Sachsen -

Ca. 60 % der Ackerflächen Sachsens (~ 430 Tsd. ha)

werden pfluglos bearbeitet.

Davon werden ca. 35 % (~ 250 Tsd. ha) dauerhaft pfluglos

entsprechend dem AuW-Förderprogramm bearbeitet;

Direktsaat wird in Einzelbetrieben praktiziert.

-> Wirksamer Beitrag zur Senkung der Zahl P-belasteter

Oberflächenwasserkörper (OWK) in Sachsen

(-> von 70 % (1. WRRL-Bewirtschaftungszeitraum) auf 52 % P-

belastete OWK (Beginn 2. WRRL-Bewirtschaftungszeitraum))

| 30.10.2015 | Dr. Walter Schmidt

Zusammenfassung

Durch dauerhaft

pfluglose Bodenbearbeitung und Streifen-

bearbeitung sowie Direktsaat in Kombination mit Schlagteilung,

Grünstreifen, Tiefenlinienbegrünung, Verwallungen usw. –>

Schutz von Ackerflächen vor Wassererosion

und

wirksame

Stoffeintragsminderung in Gewässer.

Der im ersten WRRL-Bewirtschaftungszeitraum erzielte Rück-

gang P-belasteter OWK in Sachsen -> mit bedingt durch pfluglose

Bodenbearbeitung & Direktsaat sowie ergänzenden Maßnahmen

gegen Erosion.

Ziel: Weitere Reduktion P-belasteter OWK zur WRRL-Umsetzung

in Sachsen durch noch umfassendere und dauerhafte Anwendung

von pflugloser Bearbeitung & Direktsaat mit ergänzenden

Schutzmaßnahmen.

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Weitere Informationen:

http://www.smul.sachsen.de/lfulg

| 30.10.2015 | Dr. Walter Schmidt

Foto: LfULG