Schriftenreihe des Landesamtes für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

Heft 3/2009

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

Projektleiter: Henning Stahl

Bearbeiter: Karin Marschall 01.07.05 – 31.12.2006

Anja Freytag

01.03.07 – 30.06.2007

Helmut Götze

01.03.07 – 31.07.2008

.....................................................................................................................1

.................................................................................................................2

...................................................................................................3

3.1 Standorte.....................................................................................................................3

3.2

Laboruntersuchungen..................................................................................................5

3.2.1

Bodenphysikalische Kenngrößen und Humus ........................................................ 5

3.2.2

Bodenmechanische Kenngrößen............................................................................8

3.3

Felduntersuchungen....................................................................................................8

3.3.1

Dynamische Bodendruckmessungen......................................................................8

3.3.2

Guelph-Permeameter..............................................................................................9

................................................................... 10

4.1

Bodenphysikalische Kennwerte von Grünlandstandorten in Sachsen ....................... 10

4.1.1

Trockenrohdichte ..................................................................................................10

4.1.2

Luftkapazität..........................................................................................................12

4.1.3

Nutzbare Feldkapazität.........................................................................................13

4.1.4

Totwasser .............................................................................................................13

4.1.5

Wasserleitfähigkeit................................................................................................13

4.1.5.1

Gesättigte Wasserleitfähigkeit..........................................................................13

4.1.5.2

Gesättigte Wasserleitfähigkeit nach Guelph..................................................... 14

4.2

Bodenmechanische Kennwerte von Grünlandstandorten in Sachsen ....................... 15

4.2.1

Vorbelastung.........................................................................................................15

4.2.2

Scherwiderstände .................................................................................................18

4.3

Zwischenfazit.............................................................................................................18

.................................................................................19

5.1

Silageernte.................................................................................................................19

5.2

Heuernte....................................................................................................................24

5.3

Gülledüngung ............................................................................................................27

5.4

Walzen.......................................................................................................................29

5.5

Überfahrungsintensität...............................................................................................31

5.6

Zwischenfazit.............................................................................................................33

...... 34

6.1

Versuchsanlage.........................................................................................................34

6.2

Untersuchungen und Methoden.................................................................................36

6.2.1

Bodenschürfe........................................................................................................36

6.2.2

Wurzellängendichte...............................................................................................36

6.2.3

Vegetationsaufnahmen.........................................................................................36

6.2.4

Ertrag....................................................................................................................36

6.2.5

Bodenfeuchteverlauf im Versuchszeitraum...........................................................37

6.3

Bodenphysikalische und -mechanische Ergebnisse..................................................38

6.3.1

Textur und Humusgehalt.......................................................................................38

6.3.2

Gesättigte Wasserleitfähigkeit...............................................................................39

6.3.3

Luftkapazität..........................................................................................................42

6.3.4

Nutzbare Feldkapazität.........................................................................................42

6.3.5

Trockenrohdichte ..................................................................................................42

6.3.6

Vorbelastung.........................................................................................................42

6.4

Pflanzenbestand........................................................................................................44

6.4.1

Zusammensetzung der Vegetation ....................................................................... 44

6.4.2

Bodenstickstoffgehalt (N

min

) 2007 ......................................................................... 45

6.4.3

Ertrag und Stickstoffgehalt im Erntegut.................................................................46

6.4.4

Wurzellängendichte...............................................................................................49

6.5

Zwischenfazit.............................................................................................................51

...................................................................................................................52

.........................................................................................................................55

..........................................................................................................................57

Tabelle 1:

Sächsische Untersuchungsstandorte im Grünland mit Messungen zu

physikalischen sowie mechanischen Bodeneigenschaften und/oder

Bodendruckmessungen (*).................................................................................... 3

Tabelle 2: Standorte und Art der bodenmechanischen und -physikalischen

Untersuchungen auf Grünland in Sachsen in 10 cm und 20 cm Bodentiefe

(*hier standortbedingt abweichend in 3 cm und 8 cm Bodentiefe) ........................ 5

Tabelle 3:

Textur und Gefügeeigenschaften der Grünlandstandorte ..................................... 6

Tabelle 4: Gesättigte Wasserleitfähigkeit (kf), Luftkapazität (LK), nutzbare

Feldkapazität (nFK), Totwasseranteil (TW) und Trockenrohdichte (TRD)

sächsischer Grünlandböden in 10-15 cm Tiefe; Standardabweichungen in

Klammern............................................................................................................ 11

Tabelle 5: Gesättigte Wasserleitfähigkeit (kf), Luftkapazität (LK), nutzbare

Feldkapazität (nFK), Totwasseranteil (TW) und Trockenrohdichte (TRD)

sächsischer Grünlandböden in 20-25 cm Tiefe; Standardabweichungen in

Klammern............................................................................................................ 12

Tabelle 6:

Mit dem Guelph-Permeameter in verschiedenen Tiefen gemessene

gesättigte Wasserleitfähigkeiten ks von unterschiedlichen

Grünlandstandorten in Sachsen; Standardabweichungen in Klammern ............. 15

Tabelle 7:

Vorbelastungen Pv bei pF = 1,8 von Oberböden (10 und 20 cm Tiefe) im

sächsischen Grünland (Wiese/ Weide) ............................................................... 16

Tabelle 8:

Klassifizierung der Vorbelastungswerte aus Tabelle 7 gemäß Tafel 4,

DVWK-Merkblatt 234/1995 für 10 cm und 20 cm Bodentiefe (ohne

Mißlareuth in 3 cm) ............................................................................................. 17

Tabelle 9:

Vorbelastungen Pv (pF 1,8) sächsischer Grünlandböden aus Tabelle 7

gegliedert nach Bodenarten und –tiefe sowie Einstufung in Pv-Klasse (n =

Anzahl der untersuchten Böden; ohne Mißlareuth in 3 cm) ................................ 17

Tabelle 10:

Kohäsion c und Winkel der inneren Reibung φ an ausgewählten

Grünlandstandorten in Sachsen bei unterschiedlicher Nutzung (n = 1) .............. 18

Tabelle 11:

Erfahrungstermine in den Jahren 2006 und 2007 ............................................... 37

Tabelle 12:

Maschinendaten der im Befahrungsversuch in Köllitsch auf der Koppel 4

eingesetzten Maschinen, Anhänger und Geräte ................................................. 38

Tabelle 13:

Textur und Humusgehalte des Oberbodens der Grünlandfläche Koppel 4

Köllitsch............................................................................................................... 38

Tabelle 14:

Gesättigte Wasserleitfähigkeit (kf) und Trockenrohdichte (TRD) in 5 - 10

cm Tiefe im September 2006 nach der Befahrung der Koppel 4 (STAW:

Standardabweichung)......................................................................................... 39

Tabelle 15 : Gesättigte Wasserleitfähigkeit (kf), Luftkapazität (LK), nutzbare

Feldkapazität (nFK), Totwasseranteil (TW) und Trockenrohdichte (TRD) in

10 - 15 cm Tiefe; im September 2006 nach den Befahrungen der Koppel 4

(Mähweide) sowie im Frühjahr 2007 nach der Gülleausbringung. (STAW:

Standardabweichung)......................................................................................... 40

Tabelle 16: Gesättigte Wasserleitfähigkeit (kf), Luftkapazität (LK), nutzbare

Feldkapazität (nFK), Totwasseranteil (TW) und Trockenrohdichte (TRD) in

20 - 25 cm Tiefe, im September 2006 nach den Befahrungen der Koppel 4

(Mähweide) sowie im Frühjahr 2007 nach der Gülleausbringung. (STAW:

Standardabweichung)......................................................................................... 41

Tabelle 17: Geschätzte Ertragsanteile (Trockenmasse) der verschiedenen

Grünlandpflanzen auf fortlaufenden Flächen von jeweils 0,5 x 2 m in der

Spur und der Kontrolle (Bereich zwischen den zwei Fahrspuren) fünf Tage

vor dem „2. Schnitt“ (28.06.06)........................................................................... 45

Tabelle 18:

N

min

-Gehalte am 01.02.2007 auf der Koppel 4 im LVG Köllitsch......................... 46

Tabelle 19:

Ernteerträge und N-Gehalte in der Spur und im Nicht-Spurbereich 2006

und 2007............................................................................................................. 47

Tabelle 20: Gemessene vertikale Bodenspannungen (DMS-Sensor; n = 3)

landwirtschaftlicher Maschinen auf Grünland in 10 cm, 20 cm und 40 cm

Bodentiefe (je nach Bodenmächtigkeit) in Sachsen; Kenndaten der

Maschinen sowie Bodenwasserspannungen bei der Messung; Vorderrad =

(v), Hinterrad = (h)............................................................................................... 57

Tabelle 21: Vertikale Bodendrücke unter Maschinen und Geräten zur

Grünlandbewirtschaftung in Köllitsch 2007 ......................................................... 59

Tabelle 22:

Vorbelastungen Pv des Oberbodens (5, 10 u. 20 cm Tiefe) bei pF = 1,8

auf der Koppel 4 in Köllitsch im September 2006 nach den Befahrungen

und im Frühjahr 2007 nach der Gülleausbringung, sowie Klassifizierung

der Werte gemäß DVWK-Merkblatt 234/1995..................................................... 59

Abbildung 1: Geografische Lage der Untersuchungsstandorte in Sachsen gemäß

Tabelle 1 ............................................................................................................... 4

Abbildung 2:

Einbauschema der DMS-Sensoren (Ansicht von oben) ........................................ 9

Abbildung 3:

Vertikale Bodenspannungen (DMS-Sensor; n = 3) bei der Ernte von

Grassilage in Köllitsch in 10 und 20 cm Tiefe; Vorderrad = (v), Mittleres

Rad = (m), Hinterrad = (h); detaillierte Angaben zu den Maschinen s.

Anhang Tab. 20................................................................................................... 19

Abbildung 4:

Vertikale Bodenspannungen (DMS-Sensor; n = 3) bei der Ernte von

Grassilage in Plauen in 10 cm Tiefe; Vorderrad = (v), Hinterrad = (h);

detaillierte Angaben zu den Maschinen s. Anhang Tab. 20 ................................ 20

Abbildung 5:

Vertikale Bodenspannungen (DMS-Sensor; n = 3) unter einem Traktor mit

Schwader in Oberlosa in 10 cm Tiefe und unter einem selbstfahrenden

Mäher in Herlasgrün in 10 und 20 cm Tiefe; Vorderrad = (v),

Hinterrad = (h); detaillierte Angaben zu den Maschinen s. Anhang Tab. 20....... 21

Abbildung 6:

Vertikale Bodenspannungen (am 22.05.07) auf einer Grünlandfläche des

LVG Köllitsch beim Mähen unter den Tragrädern des Mähwerkes in 10 cm

und 20 cm Tiefe; detaillierte Angaben zu den Maschinen s. Anhang Tab.

21........................................................................................................................ 22

Abbildung 7:

Vertikale Bodenspannungen (am 22.05.07) auf einer Grünlandfläche des

LVG Köllitsch beim Schwaden in 10 cm und 20 cm Tiefe; detaillierte

Angaben zu den Maschinen s. Anhang Tab. 21.................................................. 23

Abbildung 8:

Vertikale Bodenspannungen (DMS-Sensor; n = 3) bei der Heuernte in

Wildenhain in 10 und 20 cm Tiefe; Vorderrad = (v), Hinterrad = (h);

detaillierte Angaben zu den Maschinen s. Anhang Tab. 20 ................................ 24

Abbildung 9:

Beladung des Eigenbau-Ballenwagens mit Teleskoplader ................................. 25

Abbildung 10:

Quaderballenpresse im Einsatz .......................................................................... 26

Abbildung 11: Vertikale Bodenspannungen (DMS-Sensor; n = 3) bei der Heuernte in

Waldenburg in 10 und 20 cm Tiefe; Vorderrad = (v), Hinterrad = (h);

detaillierte Angaben zu den Maschinen s. Anhang Tab. 20 ................................ 26

Abbildung 12:

Vertikale Bodenspannungen (DMS-Sensor; n = 3) bei der Gülledüngung in

Methau (10 cm, 20 cm und 40 cm Tiefe) sowie in Köllitsch und

Langenbach (10 und 20 cm Tiefe); Vorderrad = (v), Hinterrad = (h),

Achse = (1. – 4.); detaillierte Angaben zu den Maschinen s. Anhang Tab.

20........................................................................................................................ 27

Abbildung 13:

Vertikale Bodenspannungen (DMS-Sensor; n = 3) beim Walzen einer

Grünlandfläche des LVG Köllitsch in 10 cm und 20 cm Tiefe (30.03.07);

Vorderrad = (v), Hinterrad = (h), Achse = (1. – 4.); detaillierte Angaben zu

den Maschinen s. Anhang Tab. 21...................................................................... 29

Abbildung 14: Vertikale Bodenspannungen (DMS-Sensor; n = 3) beim Walzen einer

Grünlandfläche des LVG Köllitsch in 10 cm und 20 cm Tiefe (23.05.07);

Vorderrad = (v), Hinterrad = (h), Achse = (1. – 4.); detaillierte Angaben zu

den Maschinen s. Anhang Tab. 21...................................................................... 30

Abbildung 15: Abschätzung der Spurenverteilung und Überrollhäufigkeit bei einer

zweischnittigen Grünlandnutzung ....................................................................... 31

Abbildung 17:

Anlage der Untersuchungsflächen ...................................................................... 35

Abbildung 18:

Vorbelastungen Pv des Oberbodens (5, 10 u. 20 cm Tiefe) bei pF = 1,8

auf der Koppel 4 in Köllitsch im September 2006 nach den Befahrungen

und im Frühjahr 2007 nach der Gülleausbringung .............................................. 43

Abbildung 19:

Erscheinungsbild der Pflanzenbestände Ende Juni 2006: linkes Drittel im

nicht befahrenen Bereich und rechtes Drittel im Spurbereich ............................. 44

Abbildung 20: Grünlandbestand am 22.06.2006 vor dem 2. Schnitt mit sichtbaren

Spurbereichen..................................................................................................... 48

Abbildung 21:

Pflanzenbestand des Befahrungsversuches am 11.05.2007 .............................. 48

Abbildung 22:

Fahrspuren auf der Versuchsfläche nach der Gülleausbringung ........................ 49

Abbildung 23: Wurzellängedichte unter der „normal“ befahrenen Fahrspur und der

entsprechenden Kontrolle (Nicht Spur) ............................................................... 50

Abbildung 24: Wurzellängedichtemessungen aus Bodenproben der stark befahrenen

Fahrspur und der entsprechenden Kontrolle (Nicht Spur)................................... 50

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1

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Seit einigen Jahren werden viele Anstrengungen unternommen, die gute fachliche Praxis (§17

BBodSchG) im Hinblick auf den Bodengefügeschutz weiter zu konkretisieren (

BMVEL 2002; BRUNOT-

TE

et al. 2000; DVWK 1998; ISENSEE et al. 2001; SOMMER & BRUNOTTE 2003; PAUL 1993; PETELKAU et

al. 1998). In Bezug auf den Ackerbau hat die Sächsische Landesanstalt für Landwirtschaft bereits

auf der Grundlage von Untersuchungen zur Bodenbelastung durch Maschinen Gefügeschutzmaß-

nahmen zu Vorsorge geprüft und eine Entscheidungshilfe hierzu erarbeitet (

STAHL et al. 2005; STAHL

et al. 2002). Bisher konzentrieren sich die Bemühungen für den landwirtschaftlichen Gefügeschutz

in Deutschland vornehmlich auf das Ackerland. Für Grünland wurde bisher dagegen die Gefahr

einer schädlichen Veränderung des Bodengefüges geringer eingeschätzt, da bei Grünland regel-

mäßig angenommen wird, dass die Böden strukturstabiler sind und zudem ein höheres, natürliches

Regenerationsvermögen aufweisen. Gleichwohl ist analog zum Ackerland festzustellen, dass die

aus betriebswirtschaftlichen Gründen gestiegene Schlagkraft der Grünland-Maschinen mit gestie-

genen Maschinengewichten und somit erhöhten Bodenbelastungen einhergeht. Erste wenige Indi-

zien belegen, dass durch die schweren Maschinen und häufiges Befahren eine schädliche Boden-

verdichtung auf Grünland entsteht bzw. entstehen kann (

DIEPOLDER et al. 2005, JORAJURIA & DRAGHI

1997).

Grünland wird heute häufiger genutzt und befahren als vor 40 - 50 Jahren. Zusätzlich führen die

Anforderungen an die Futterqualität zu einer früheren 1. Nutzung. Somit sind die Böden bei der

Nutzung tendenziell feuchter. Zudem kann aus Gründen der Futterqualität weniger Rücksicht auf

die Bodenfeuchte genommen werden, d.h. die Böden werden eher bei instabilen Gefügeverhältnis-

sen befahren, da der optimale Schnittzeitpunkt entscheidend für die Futterqualität ist. Zudem erfor-

dert eine effiziente Arbeitserledigung immer größere und damit schwerere Maschinen (

DIEPOLDER et

al. 2005). Folglich ist von einer steigenden mechanischen Bodenbeanspruchung auszugehen.

Allerdings ist derzeit noch wenig über die mechanische Belastung und die Verdichtungssituation im

Grünland bekannt. Das Bestreben des vorliegenden Projektes war es daher, diesbezüglich einen

ersten Überblick zur Situation in Sachsen zu erhalten.

Vorsorgestrategien und Ansätze zur Einschätzung der Verdichtungsgefährdung für das Ackerland

lassen sich voraussichtlich nicht 1 : 1 auf das Grünland übertragen, da hier die Ausgangsbedingun-

gen verschieden sind. Ein wichtiger Gesichtspunkt ist dabei die Bezugstiefe. Während sich beim

Ackerland der Bodengefügeschutz vor allem auf den schwer regenerierbaren Unterboden konzent-

riert, stehen beim Grünland Bodengefüge- und Grasnarbenschäden in der Ober- und Unterkrume

im Vordergrund, da hier die Fahrwerke hohe Bodenbelastungen verursachen können, im Vergleich

zu Ackerflächen aber keine mechanische Wiederauflockerung des Oberbodens möglich ist. Somit

ist eine Gefügeregeneration nur im Rahmen natürlicher Prozesse zu erwarten. Hierbei ist jedoch

noch wenig darüber bekannt, ob diese Prozesse ausreichend schnell verlaufen, so wie dies auf

Grund der intensiven Durchwurzelung und des aktiven Bodenlebens in der Krume oft vermutet

wird. In Bezug auf schädliche Veränderungen des Bodengefüges im Unterboden ist dagegen eher

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Schriftenreihe, Heft 3/2009

zu vermuten, dass diese Prozesse ähnlich lange benötigen wie auf Acker, eventuell sogar länger,

da auf Grünland der Unterboden meist eine geringere Durchwurzelung als auf Acker aufweist.

Betrachtet man

die vorhandene Literatur im Bezug auf die Thematik Grünlandnutzung und mecha-

nische Belastung, so stellt man fest, dass bisher kaum Untersuchungen zur Befahrungswirkung von

Grünlandmaschinen auf das Bodengefüge vorliegen. Deutlich mehr Ergebnisse liegen im Problem-

bereich der mechanischen Belastung durch Beweidung vor, da in vielen Regionen der Erde die

gestiegenen Beweidungsintensitäten zu unübersehbaren Bodenschäden führen, insbesondere

Zerstörung der Grasnarbe und infolgedessen Bodendegradierung durch Wind- und Wassererosion

(

SCHLIMBACH & OPITZ V. BOBERFELD 2005; MATINEZ & ZINK 2004; DONKOR et al., 2002; VILLAMIL et al.

2001; GREENWOOD et al. 1997; MULHOLLAND & FULLEN, 1991; HORN 1985; HORN 1981).

Die Wirkung der mechanischen Belastung durch Grünlandmaschinen wurde von

DIEPOLDER et al.

(2005) untersucht. Auf einer Wiese wurde ein Befahrungsversuch mit verschiedenen Belastungs-

stufen durchgeführt. Die simulierte Bodenbelastung führte zu einer Bodenverdichtung und einem

Ertragsrückgang, wobei die Ursachen des Ertragsrückgangs nicht eindeutig zugeordnet werden

konnten. Der Ertragsrückgang kann auch eine Folge der stärkeren Narbenbelastung sein. Kritisch

zu bewerten ist bei dem Versuch, dass die Befahrung flächendeckend auf mehreren Metern statt-

fand, was so in der Praxis kaum vorkommen dürfte. Daneben registrierten auch

FRAME & MERRILIEES

(1990) einen reduzierten Aufwuchs an Pflanzenmasse, je nach Häufigkeit des Befahrens eine Re-

duktion von 6 - 20 %.

ELSÄSSER et al. (2000) konnten signifikante Unterschiede zwischen zwei unterschiedlich intensiv

befahrenen Versuchsvarianten bezüglich der CO

2

-Konzentration im Boden und bezüglich des Ge-

lände-Gasdiffusionskoeffizienten feststellen. So führte die intensivere Befahrung zu höheren CO

2

-

Konzentrationen und zu geringeren Gasdiffusionskoeffizienten in der Oberkrume.

JORAJURIA & DRAGHI (1997) verglichen einen „leichten“ und „schweren“ Traktor bei jeweils gleichem

Kontaktflächendruck in einem Befahrungsversuch. Beide Traktoren verursachten eine Bodenver-

dichtung und einen Ertragsrückgang in den Fahrspuren, wobei der schwerere Traktor gleiche bis

größere Reduzierungen im Ertrag in der Spur verursachte als der leichtere Traktor. Flächenhaft

betrachtet hingegen verursachte der leichtere Traktor mit einer größeren Anzahl an Überfahrungen

tendenziell mehr Schaden als der schwerere Traktor mit weniger Überfahrungen.

Den Zusammenhang zwischen Maschineneigenschaften, Spannungsverteilung im Boden und

Bodenverdichtung wurde exemplarisch von

HAMMEL (1993) auf zwei Grünlandstandorten unter-

sucht. Er hebt bei seinen Untersuchungen die Bedeutung der unterschiedlichen Profilierung der

Reifen hervor, die unterschiedliche Spannungsverteilungen im Boden verursacht. Er unterscheidet

dabei vertikale und horizontale Spannungseinträge in den Boden und weist darauf hin, dass im

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3

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Grünland neben der Bodenverdichtung durch vertikale Spannungseinträge unter den Reifen insbe-

sondere auch horizontale Spannungen durch die Radzugkraft, den Schlupf sowie die Überwindung

des Rollwiderstandes wirken, die zu Scherverformungen des Bodens und der Grasnarbe sowie zur

Knetung des Bodens führen.

Die Untersuchungen erfolgten auf Grünlandböden im sächsischen Lößhügelland, auf Auenböden

der Elbe (Köllitsch), der Mulde (Thallwitz) und der Zwickauer Mulde (Methau), auf Verwitterungsbö-

den im sächsischen Vogtland sowie in der sächsischen Teich- und Heidelandschaft auf einem

diluvialen Boden (siehe Tab.1). Es wurden ausschließlich Flächen untersucht, die einer praxisübli-

chen Bewirtschaftung unterliegen. Die Flächenbewirtschafter bzw. die betroffenen Betriebe haben

in der Regel über 90 ha Grünland als Mähwiesen oder Mähweiden zur Verfügung.

Großstolpen

Oberschindmaas

Schwaben

Methau* (nur Bodendruckmessung)

Waldenburg* (nur Bodendruckmessung)

Thallwitz

Methau

Köllitsch*

Christgrün

Plauen*

Mißlareuth

Langenbach*

Oberlosa* (nur Bodendruckmessung)

Herlasgrün* (nur Bodendruckmessung)

Wildenhain*

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Die Böden der Lößstandorte sind ein schluffiger Lehm (Großstolpen), ein lößbeeinflusster aber

recht steiniger schluffig-lehmiger Sand (Oberschindmaas) und ein toniger Schluff (Schwaben) (sie-

he Tab. 3). Am Auenstandort Köllitsch handelt es sich bei den untersuchten Böden (insgesamt drei)

um lehmige Sande. In Thallwitz liegt toniger Schluff vor. Der Boden in Wildenhain ist ein Sandbo-

den mit schwachem Ton- und Schluffanteil. Die untersuchten Böden im Vogtland sind sehr steinige

sandige oder schluffige Lehme bzw. ein schluffig-lehmiger Sand (Christgrün).

Die Bodendruckmessungen wurden nur zum Teil auf den bodenphysikalisch untersuchten Standor-

ten durchgeführt (siehe Tab.1).

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5

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Der Umfang der physikalischen Bodenuntersuchungen war nicht an allen Standorten gleich (siehe

Tab. 2).

Standort Nutzung Kör-

nung

Tro-

cken-

roh-

dichte

pF-

Kurve

ges.

Was-

serleit-

fähig.

Vor-

belast-

ung

Scher-

para-

meter

ges. Wasser-

leitfähig.

(Guelph)

Großstolpen Mähwiese

Methau Mähwiese

Thallwitz Mähweide

Köllitsch Mähweide

Köllitsch 1

Mähweide

Köllitsch Befahr-

ungsversuch

Mähweide

Wildenhain Mähweide

Plauen Mähwiese

Christgrün Mähwiese

Oberschind-

maas

Mähwiese

Mißlareuth* Mähweide

Langenbach Mähwiese

Schwaben Mähweide

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Großstolpen 20-25 kru Lu n.b. n.b. 16,8 59,2 24,0

40-45 sub Lu n.b. n.b. 15,0 59,7 25,3

Methau 10-15 kru Ut4 3,4 n.b. 14,1 68,1 17,8

20-25 kru Ut4 2,3 n.b. 14,6 67,7 17,7

7-12 n.b. Ut4 n.b. n.b. 10,5 72,1 17,4

12-17 n.b. Ut4 n.b. n.b. 6,8 73,8 19,4

Thallwitz

25-30 n.b. Ut3 n.b. n.b. 8,2 75,6 16,2

Köllitsch 10-25 kru Sl4 2,7 n.b. 68,9 18,7 12,4

40-45 pol Sl2 2,0 n.b. 72,5 20,1 7,4

Köllitsch 1 10-25 pol Sl3 2,0 n.b. 58,6 29,4 12,0

40-45 pol Sl3 1,3 n.b. 49,9 38,2 11,9

Wildenhain 10-15 koh Sl3 6,6 n.b. 79,3 10,3 10,4

40-45 ein Ss 0,3 n.b. 89,4 7,8 2,8

Plauen 10-25 kru Ls2 3,3 n.b. 29,0 46,2 24,8

40-45 kru Lu 1,8 n.b. 29,1 50,2 20,7

Christgrün 10-15 kru Slu 1,8 n.b. 41,2 42,7 16,1

10-15 pol Slu 3,8 13,2 44,0 41,4 14,6

20-25 pol Sl4 2,7 18,0 46,9 38,8 14,3

Oberschindmaas

40-45 pol Ls2 1,2 11,8 40,9 41,6 17,5

3-8 n.b. Lu 6,8 26,2 21,7 53,4 24,9

8-12 n.b. Ls2 5,7 32,6 24,3 56,6 19,1

Mißlareuth

30-40 n.b. Lu 2,6 30,4 16,3 60,1 23,6

10-15 kru Lu 6,7 13,7 17,8 52,9 29,3

20-25 sub Tu3 6,2 4,7 11,8 54 34,2

Langenbach

30-35 sub Lu 2,0 22,6 21,3 57,2 21,5

10-15 kru-sub Ut4 4,4 0,8 3,6 72,1 24,3

20-25 koh Ut4 1,6 0,8 3,2 73,4 23,4

Schwaben

40-45 koh Ut4 0,6 0,0 1,8 74,9 23,3

Waldenburg 0-10 n.b. Ss 1,2 n.b. 90,4 6,9 2,7

10-20 n.b. Sl3 4,6 n.b. 66,8 24,6 8,6

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Die Körnungsanalyse erfolgte im Labor nach der KÖHN-Methode, wobei der Feinboden vor der

Sedimentation mit Ultraschall vorbehandelt wurde. Die Bodenart wurde nach der Bodenkundlichen

Kartieranleitung (KA 4, 1996) bestimmt.

Der Gehalt an organischer Substanz in den karbonatfreien Böden wurde über die Gesamt-

Kohlenstoff-Bestimmung durch Sauerstoffoxidation bei 1000°C und der Multiplikation des Gesamt-

C-Gehaltes mit dem Faktor 1,724 ermittelt.

Das Gefüge wurde im Feld nach der Bodenkundlichen Kartieranleitung (KA 4, 1996) angesprochen

und bestimmt.

Untersuchungen an Stechzylinderproben

Die

und die

wurde nach

HARTGE & HORN (1992) an Stechzy-

lindern mit einem Volumen von 100 cm³ und die gesättigte Wasserleitfähigkeit an Zylindern mit 250

cm³ Volumen bestimmt. Sie wurden in jeweils sechsmaliger Wiederholung aus 10 cm und 20 cm

Tiefe (Ausnahme: in Mißlareuth aufgrund der Flachgründigkeit aus 3 cm und 8 cm Tiefe) den Grün-

landböden entnommen. Die Probennahmen erfolgten parallel zu den Probennahmen für die Vorbe-

lastungsmessungen, d.h. die verschiedenen Stechzylinder entstammen jeweils den gleichen Bo-

denschürfen.

Für die Ermittlung der

wurden die ungestörten Proben mit einem definierten Unterdruck (bis pF 1,8) bzw. einem Über-

druck (> pF 1,8) entwässert (

HARTGE & HORN 1992) und so auf Wassergehalte eingestellt, die einem

pF-Wert von 1,8; 2,0; 2,5; 2,78 und 3,08 entsprechen. Für pF 4,2 wurde die Entwässerung an ge-

störten Proben durchgeführt. Anhand der Desorptionskurve konnte die Wassergehalts-

Saugspannungsbeziehung aufgestellt und die Porenverteilung ermittelt werden. Die Einteilung der

Porengrößen- bzw. Saugspannungsbereiche in ökologisch begründete Gruppen (Luftkapazität,

nutzbare Feldkapazität und Totwasser) erfolgte nach

MÜLLER et al. (1970) und der Bodenkundlichen

Kartieranleitung (KA 4 1996).

Die

wurde an den ungestörten Proben (

HARTGE & HORN 1992) nach E DIN ISO

11272 (DIN 2000) bestimmt.

Die

wurde entsprechend der Methodenbeschreibung bei HARTGE &

HORN (1992) durch das Anlegen einer Saugspannung an die Zylinder und das Auffangen der perko-

lierten Wassermenge in einer definierten Zeit bestimmt.

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

8

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Die Stechzylinder wurden vertikal dem Boden entnommen. Es wurde jeweils das geometrische

Mittel errechnet.

Mechanische

Vorbelastung

Die mechanische Vorbelastung des Bodens wurde an Stechzylindern bestimmt, mit einem Durch-

messer von 100 mm und einer Höhe von 30 mm. Das eingesetzte Ödometer arbeitete vollautoma-

tisch. Die Setzung wurde mit einer Messgenauigkeit von 0,01 mm aufgezeichnet. Als Belastungs-

stufen wurden 10, 20, 40, 60, 80, 120, 200, und 300 gewählt, die nacheinander auf die Stechzylin-

derproben ohne Entlastungspause aufgebracht wurden. Die Belastungsdauer betrug pro Druckstu-

fe 45 min.

Da der Boden bei einem hohen Wassergehalt am druckempfindlichsten reagiert, wurden die Vorbe-

lastungen beim Feuchtegrad pF 1,8 (-60 hPa Wasserspannung) bestimmt, was einer Bodenfeuchte

nahe Feldkapazität entspricht.

Die Stechzylinder wurden in sechsmaliger Wiederholung aus 10 und 20 cm Bodentiefe entnommen

(Ausnahme: in Mißlareuth aufgrund der Flachgründigkeit nur aus 3 cm und 8 cm Tiefe). Die Aus-

wertung der Belastungs-Setzungskurven erfolgte nach

CASAGRANDE (1936). Die Ergebnisse sind als

arithmetisches Mittel angegeben.

Scherparameter Kohäsion und Winkel der inneren Reibung

An vier Standorten (siehe Tab. 2) wurden in 10 und 20 cm Bodentiefe entnommen, die erst aufge-

sättigt und dann auf pF 1,8 (-60 hPa Wasserspannung) eingestellt wurden. Danach wurden sie in

ein Kastenschergerät eingebaut und bei einer Vorschubgeschwindigkeit von 0,2 mm/s dem Scher-

vorgang unterzogen. Der maximale Scherweg war auf 10 mm limitiert. Der vom Weg abhängige

Kraftaufwand wurde kontinuierlich mit einem Linearschreiber aufgezeichnet. Da bei keiner der

untersuchten Proben ein klassischer Bruch zu verzeichnen war, wurde die maximale Scherkraft

nach 10 mm Scherweg der Verlaufskurve entnommen. Die Probe befand sich zu diesem Zeitpunkt

immer in einem so genannten Gleitzustand, so dass der Anstieg der Kurve ein Minimum erreichte.

Der Scherversuch wurde bei den Auflaststufen 50, 100, 200 und 400 kPa durchgeführt. Die Mohr-

Coulomb’sche Bruchgerade konnte somit durch vier Punkte gelegt werden. Aus Kapazitätsgründen

musste auf Wiederholungen der Stichprobe verzichtet werden.

Für

die dynamischen Bodendruckmessungen wurden Einzelsensoren (Fa. Wazau, Berlin) auf der

Basis von Dehnungsmessstreifen (DMS) verwendet (

LEBERT 1991; SEMMEL 1993; KÜHNER 1997).

Die Sensoren haben ein starres kegelförmiges Gehäuse aus Metall und sind rund (Höhe: 2,5 cm;

Durchmesser: 3,2 cm). Die Messfläche oben hat einen Durchmesser von 2,2 cm.

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

9

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Die Sensoren können nur uniaxiale Drücke erfassen. Zur Bestimmung der vertikalen Druckausbrei-

tung wurden die Sensoren unter der geplanten Fahrspurmitte in möglichst „unbefahrenem“ Boden

(Kernfläche) in verschiedenen Tiefen von der Seite so eingebaut, dass der darüber liegende Boden

ungestört blieb. Die Sensoren wurden in 10 und 20 cm Tiefe in den Boden eingebaut: Nach Aushe-

ben einer Grube wurden von der Seite her im ungestörten Boden jeweils drei Sensoren pro Tiefe

eingefügt (Abb. 2). Dazu wurden in der gewählten Messtiefe mittels eines speziell gefertigten Kern-

bohrers mit ca. 10 - 15 cm Abstand, drei horizontale, gleich lange Kanäle, die den Größenabmes-

sungen der Sensoren entsprechen, in den Boden eingetrieben. Die Sensoren wurden mit Boden-

schluss eingebaut. Der Abstand zwischen geplanter Spurmitte und Grubenwand betrug 25 cm.

Nach dem Einbau der Sensoren wurde die Grube wieder verfüllt und verfestigt, um die Störeinflüs-

se so gering wie möglich zu halten.

Die Erfassung der Messdaten erfolgte über einen Messwertwandler auf einem Notebook mit ent-

sprechender Software (Fa. Wazau, Berlin). Die Maschinen fuhren in arbeitstypischer Geschwindig-

keit sowie mit vollen Bunkern bzw. Ladeflächen über die Sensoren.

Wandler

Notebook

DMS-

Sensoren

Fahrspur

Bodengrube

(mit Boden

gefüllt)

Bei jeder Messung wurde die

des Bodens mit einer TDR-Sonde ermittelt. Die

der Maschinen wurden anhand der Maschinenangaben ermittelt (Tabellen 21 u. 22).

Die gesättigte

Wasser- und Luftleitfähigkeit wird von der Porengrößenverteilung und der Kontinuität

der Bodenporen bestimmt. Da die Stechzylinderproben nur 5 cm hoch sind, kann der Einfluss der

Porenkontinuität vor allem von Makroporen nicht erfasst werden. Bei In-Situ-Messungen im unge-

störten Bodenprofil wird ein vielfach größeres Bodenvolumen durchflossen.

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

10

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Daher wurde auf ausgewählten Standorten (s. Tab. 2) auch die gesättigte Wasserleitfähigkeit mit

dem Guelph-Permeameter bestimmt (siehe

REYNOLDS & ELRICK 1986; XIANG et al. 1997; AKKERMANN

1999).

Das Guelph-Permeameter ist ein Bohrlochinfiltrometer bei dem ein konstanter Wasserspiegel

(Druckhöhe) im Bohrloch erhalten wird. Gemessen wird die Menge des infiltrierenden Wassers bei

einer konstanten Infiltrationsrate für die eingestellte Druckhöhe. Die Mindestbodenmesstiefe beträgt

15 cm. Die Messungen wurden bei zwei Druckhöhen (5 und 10 cm) durchgeführt. Aus den ermittel-

ten Werten für die Infiltrationsrate wurde die hydraulische Leitfähigkeit bei Feldsättigung errechnet.

Die Anzahl der Messwiederholungen war unterschiedlich. Aus den Wiederholungen wurde das

geometrische Mittel gewonnen.

Die Trockenrohdichten

der untersuchten Grünlandböden sind in 10 cm Tiefe (Tab. 4) an den meis-

ten Standorten als „gering“ nach der KA4 (

AG BODEN 1996) einzustufen. Besonders locker ist der

Boden in 3 und 8 cm Tiefe in Mißlareuth und in 10 und 20 cm Langenbach (jeweils unter 1,2 g/cm³).

An sieben der 11 Standorte kann diese Einstufung auch in 20 cm Tiefe (Tab.5) beibehalten werden.

Lediglich auf vier Standorten (Köllitsch, Oberschindmaas und Schwaben) war ein moderater An-

stieg auf eine mittlere Trockenrohdichte festzustellen.

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

11

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Lu Mäh-

wiese

- - - - -

Ut4 Mäh-

wiese

1157

(737)

9,1

(4,2)

25,2

(0,9)

13,9

(1,8)

1,37

(0,07)

Ut4 Mäh-

weide

2,0

(4)

6,3

(3,7)

23,2

(1,6)

22,6

-

1,27

(0,10)

Sl4 Mäh-

weide

94

(243)

4,6

(2,1)

33,4

(0,8)

9,2

(0,8)

1,40

(0,03)

Sl3 Mäh-

weide

82

(174)

4,3

(1,7)

25,6

(1,5)

10,4

(0,5)

1,60

(0,07)

Sl3 Mäh-

weide

386

(114)

22,0

(1,7)

21,5

(1,9)

9,0

(1,3)

1,26

(0,08)

Slu Mäh-

weide

1088

(154)

11,8

(2,6)

15,8

(2,6)

20,4

(2,4)

1,38

(0,06)

Ls2 Mäh-

wiese

1283

(257)

18,4

(4,0)

17,1

(2,1)

17,9

(0,8)

1,24

(0,06)

Slu Mäh-

wiese

616

(391)

7,7

(3,04)

23,2

(2,5)

14,3

(1,9)

1,45

(0,04)

Lu 3347

(1522)

11,2

(3,6)

26,1

(10,6)

18,8

(4,1)

1,16

(0,1)

Ls2

Mäh-

weide

-

-

4,9

(3,0)

32,8

(3,7)

18,2

(1,9)

1,17

(0,03)

Lu Mäh-

wiese

843

(3224)

9,1

(1,64)

22,2

(0,7)

23,8

(0,6)

1,19

(0,05)

Ut4 Mäh-

weide

1945

(3540)

5,4

(2,18)

20,7

(2,7)

19,1

(1,5)

1,45

(0,09)

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

12

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Die Grobporenvolumina

bzw. Luftkapazitäten der untersuchten Böden liegen in einem weiten Be-

reich zwischen 4 Vol.-% und 22 Vol.-% (siehe Tab. 4 und 5). Davon weisen die Untersuchungs-

standorte Thallwitz, Köllitsch, Köllitsch 1, Oberschindmaas und Schwaben in 10 cm Tiefe geringe

Luftkapazitäten von 4,3 – 7,7 Vol.-% auf. Auf dem intensiv beweideten Standort Mißlareuth (stall-

nah) ist die Luftkapazität in 8 cm Tiefe mit 4,9 Vol.-% ebenfalls gering. Nach

LEBERT et al. (2004)

stellt eine Luftkapazität von unter 8 Vol.-% ein Kriterium für das Vorliegen einer schädlichen Bo-

Lu Mäh-

wiese

374

(387)

10,6

(4,3)

24,5

(1,8)

18,1

-

1,24

(0,07)

Ut4 Mäh-

wiese

932

(485)

7,7

(2,8)

24,2

(1,7)

14,7

(1,4)

1,41

(0,07)

Ut4 Mäh-

weide

50

(1212)

6,7

(3,2)

23,6

(0,9)

21,4

-

1,28

(0,08)

Sl4 Mäh-

weide

370

(278)

10,0

(3,3)

27,0

(2,2)

6,2

(1,0)

1,50

(0,03)

Sl3 Mäh-

weide

46

(68)

6,5

(2,7)

24,9

(2,6)

11,6

(0,5)

1,51

(0,11)

Sl3 Mäh-

weide

750

(185)

19,0

(1,7)

21,8

(1,4)

5,7

(0,8)

1,42

(0,03)

Slu Mäh-

weide

941

(442)

11,6

(6,7)

15,4

(0,9)

19,7

(3,0)

1,428

(0,11)

Ls2 Mäh-

wiese

1659

(553)

18,7

(6,0)

13,8

(1,7)

19,4

(2,1)

1,27

(0,11)

Sl4 Mäh-

wiese

1779

(768)

13,7

(2,2)

16,8

(2,2)

12,6

(1,7)

1,51

(0,05)

Tu3 Mäh-

wiese

500

(1740)

10,5

(3,7)

20,3

(1,0)

25,7

(0,6)

1,15

(0,10)

Ut4 Mäh-

weide

875

(1434)

3,7

(1,3)

21,7

(2,8)

16,7

(1,6)

1,54

(0,05)

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

13

Schriftenreihe, Heft 3/2009

denverdichtung dar. Unter dem Blickwinkel der Luftkapazität sind daher diese Standorte eher un-

günstig einzustufen.

An allen anderen Standorten sind die Werte in 10 cm Bodentiefe hoch oder im bodentypischen

Bereich. In Wildenhain und Plauen sind die Luftkapazitäten mit 22 Vol.-% bzw. 18 Vol.-% sehr

hoch. In 20 cm Tiefe liegen die Werte der Luftkapazität auf den intensiv beweideten Standorten in

Thallwitz, Köllitsch 1 (Winterweide) und Schwaben (stallnah) sowie unter reiner Schnittnutzung in

Methau ebenfalls unterhalb von 8 Vol.-% und somit in einem ungünstigen Bereich. Auf den Stand-

orten Thallwitz, Köllitsch 1 und Schwaben bestehen somit sowohl in der Unter- als auch in der

Oberkrume ungünstige Bedingungen in Bezug auf die Luftkapazität.

Betrachtet man die Luftkapazitäten über alle Standorte und Tiefen, so fällt auf, dass die ungünsti-

gen Luftkapazitäten am häufigsten in der Oberkrume festzustellen waren. Dies bestätigt in gewis-

sem Maße die Annahme, dass dieser Bodenbereich im Grünland besonders stark mechanisch

beansprucht wird. Um eindeutiger klären zu können, inwiefern an diesen Standorten eine schädli-

che Bodenverdichtung vorliegt, muss jedoch zusätzlich noch die gesättigte Wasserleitfähigkeit mit

betrachtet werden. Dies erfolgt im Kapitel 4.1.5.1.

Die nutzbaren

Feldkapazitäten sind gemäß Tab. 4 und 5 an allen Standorten, außer Christgrün und

Plauen, sehr hoch, wobei die nutzbare Feldkapazität in Plauen bodenarttypisch ist (

AG BODEN

1996). In 20 cm Tiefe ist in Oberschindmaas die nutzbare Feldkapazität relativ gering.

Geringere nutzbare Feldkapazitäten treten hier analog zu hohen Luftkapazitäten auf. Standorte mit

geringen Luftkapazitäten weisen hingegen sehr hohe nutzbare Feldkapazitäten auf, z.B. Köllitsch,

Köllitsch 1 und Mißlareuth. Insgesamt weisen die untersuchten Grünlandböden im Krumenbereich

eine gute Wasserspeicherfähigkeit auf.

Die

Totwasseranteile reichen von niedrigen Anteilen auf den Sandstandorten (5,7 – 11,6 Vol.-%)

bis hohen Anteilen (über 20 Vol.-%) auf den schluff- und tonreicheren Standorten.

Die gesättigten Wasserleitfähigkeiten der untersuchten Grünlandstandorte sind sowohl in der Ober-

als auch in der Unterkrume überwiegend als hoch bis äußerst hoch (

AG BODEN 1996) einzustufen

(Tab. 4 u. 5). Auf den Mähweiden Köllitsch und Köllitsch 1 liegen sie überwiegend im mittleren

Bereich. Insgesamt weisen die Grünlandstandorte somit eine sehr gute Wasserleitfähigkeit in der

gesamten Krume auf. Lediglich die Weide in Thallwitz weist in 10 cm Tiefe mit 2 cm/d eine sehr

geringe Wasserleitfähigkeit auf. Eine Leitfähigkeit unterhalb von 8 cm/d ist ein wichtiges Kriterium

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

14

Schriftenreihe, Heft 3/2009

zur Bestimmung schädlicher Bodenverdichtungen. Gleichzeitig lag an diesem Standort in dieser

Tiefe die Luftkapazität unter 8 Vol.-%. Somit stellt dieser Standort unter den vorliegenden Untersu-

chungen den einzigen Fall dar, bei dem ein deutlicher Hinweis auf eine schädliche Bodenverdich-

tung besteht, da hier gleichzeitig sowohl die Luftkapazität als auch die Wasserleitfähigkeit unterhalb

der Werte liegen, die im Hinblick auf eine ausreichende Funktionalität des Bodengefüges für nötig

erachtet werden.

Die Wasserleitfähigkeiten,

die im Feld mittels Guelph-Permeameter als ks-Wert gemessen wurden,

sind methodisch bedingt bedeutend kleiner als die kf-Werte der Labormessungen, wie Tab. 6 zu

entnehmen ist.

Ein Zusammenhang zwischen den ks- und den kf-Werten der gesättigten Wasserleitfähigkeit ist in

Bezug auf die einzelnen Standorte nicht zu erkennen. Eher ist ein Zusammenhang zwischen den

ks-Messungen und der Luftkapazität der Standorte zu erkennen. Methau, Thallwitz, Köllitsch 1 und

Schwaben weisen in 10 - 20 cm Bodentiefe sowohl geringe Luftkapazitäten unter 8 Vol.-% als auch

geringe gesättigte ks-Wasserleitfähigkeiten unter 8 cm/d auf.

Für die Bewertung der ks-Werte, gibt es keine gesonderte Klassifizierung. Es gilt hier, wie z.B. auch

für die Bohrlochmethode nach

HOOGHOUDT (1937), die übliche Klassifizierung der Werte in sechs

Stufen nach der KA4 (

AG BODEN 1996) bzw. nach DIN 4220, welche identisch sind. Demnach haben

die Standorte Methau, Thallwitz Köllitsch 1 (in 10 cm Tiefe), Wildenhain (in 25 cm Tiefe), Ober-

schindmaas und Schwaben nur geringe gesättigte Wasserleitfähigkeiten unter 10 cm/d. Für die

Standorte mit Leitfähigkeiten unter 10 cm/d, nach

LEBERT et. al. (1996) einer von drei Indikatoren für

eine schädliche Bodenverdichtung, bei denen gleichzeitig die Luftkapazitäten unter 8 Vol.-% liegen,

würde man nach dieser Methode erste Anhaltspunkte für eine schädliche Bodenverdichtung vermu-

ten.

Eine abschließende Bewertung hierzu ist allerdings noch nicht möglich. Da die Guelph-Methode

noch nicht sehr verbreitet ist, ist bisher noch offen, inwiefern für die ks-Werte die gleichen Einstu-

fungskriterien herangezogen werden können, wie für die kf-Werte. Bei den Guelph-Messungen

könnte eine mögliche Bohrlochverschlämmung einen noch nicht quantifizierbaren Einfluss auf die

Ergebnisse haben.

Zur Klärung und Überprüfung dieser Zusammenhänge bedarf es daher zukünftig weiterer Untersu-

chungen.

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

15

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Großstolpen

20

(28) n=5

15

(2) n=3

20

(5) n=3

Methau

40

(5) n=2

Thallwitz 15

(3) n=3

Köllitsch

15

(20) n=3

20

(7) n=3

Köllitsch 1

15

(4) n=3

20

(9) n=3

Wildenhain

15

(8) n=3

25

(1) n=3

Christgrün

18

(14) n=6

Plauen

15

(21) n=4

20

(8) n=3

Oberschindmaas 15

(16) n=3

Mißlareuth 15

(10) n=3

Langenbach 15

(5) n=3

Schwaben 15

(7) n=3

Bei Grünlandböden ist besonders der Oberboden einer Verdichtungsgefahr ausgesetzt, da er in der

Regel nicht mechanisch gelockert wird. In diesem Bodenhorizont ist daher die mechanische Be-

lastbarkeit des Bodens besonderes zu beachten Aus diesem Grund wurden hier die Tiefen 10 cm

und 20 cm untersucht. Die Klassifizierung nach DVWK-Merkblatt 234/1995 der in Tabelle 7 darge-

stellten Vorbelastungswerte ergibt, dass sie überwiegend in den Stufen „gering“ und „mittel“ liegen

(Tab. 8).

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

16

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Großstolpen

Lu

Mähwiese

-

86

58,3

Methau

Ut4

Mähwiese

57

15,8

124

44,2

Thallwitz

Ut4

Mähweide

48

12,1

76

36,5

Köllitsch

Sl4

Mähweide

93

50,3

82

57,9

Köllitsch1

Sl3

Mähweide

66

37,2

88

43,3

Wildenhain

Sl3

Mähweide

86

63,6

45

13,2

Christgrün

Slu

Mähweide

49

16,1

36

8,1

Plauen

Ls2

Mähwiese

48

26,7

62

11,0

Oberschindmaas

Slu/Sl4

Mähwiese

68

32,5

47

7,0

Mißlareuth

(3 cm)

Lu

84

67,0

-

(8 cm) Ls2

Mähweide

28

8,5

-

Langenbach

Lu/Tu3

Mähwiese

62

45,7

98

59,2

Schwaben

Ut4

Mähweide

62

40,4

72

62,8

Die Werte streuen in beiden Tiefen zum Teil recht stark zwischen 30 % und 50 % und sind daher

bezüglich der Vorbelastung als relativ heterogen anzusprechen. Ein Zusammenhang zwischen der

Höhe der Vorbelastung und der Art der Nutzung des Grünlandbodens (Wiese, Weide, Mähweide)

ist anhand der Ergebnisse nicht feststellbar.

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

17

Schriftenreihe, Heft 3/2009

< 30 kPa

30 - 60

kPa

60 - 90

kPa

90 -120

kPa

120 -150

kPa

>150

kPa

Pv-Klasse

1: sehr

gering

2: gering

3: mittel

4: hoch

5: sehr

hoch

6: extrem

hoch

10 cm 0 4 5 1 0 0

20 cm 1 3 6 1 1 0

10 cm

20 cm

Sl3

Sl3

2

2

3

3

10 cm

20 cm

Slu, Sl4, Ls2

Slu, Sl4, Ls2

5

4

2

2

10 cm

20 cm

Lu, Ut4

Lu, Ut4

4

4

2

4

20 cm

Tu3

1

3

Insgesamt kann auf Grundlage der vorliegenden Daten kein eindeutiger Zusammenhang zwischen

der Vorbelastung und der Bodenart festgestellt werden (Tab. 7 und 9).

Auch ein Trend zwischen den Werten der Ober- und Unterkrume ist nicht eindeutig festzustellen.

Lediglich die Standorte mit Schluff zeigen eine deutliche Zunahme der Vorbelastung von der Pv-

Klasse 2 in 10 cm Tiefe hin zur Pv-Klasse 4 in 20 cm Tiefe.

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

18

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Aus Kapazitätsgründen konnten nur auf ausgesuchten Standorten und ohne Wiederholung die

Scherparameter bestimmt werden (Tab. 10). Die Werte werden hier daher nur der Vollständigkeit

halber genannt, um einen Eindruck vermitteln.

Nach

HARTGE & HORN (1991) liegt der Winkel der inneren Reibung bei den meisten Böden inzwi-

schen 25° und 36° liegt. Vergleicht man dies mit den Werten in Tabelle 10, so zeigen sich zum Teil

deutliche Abweichungen nach unten.

In Bezug auf die Kohäsion liegen die Werte bei land- und forstwirtschaftlichen Böden oft zwischen

100 – 150 kPa (

HARTGE & HORN 1991). Die an den vier Grünlandstandorten gemessenen Werte

liegen alle, zum Teil deutlich, unterhalb der in der Literatur angegebenen Spanne.

Slu 10 31,4° 51,1

Oberschindmaas

Sl4

Mähwiese

20 18,9° 13,5

Mißlareuth Lu Mähweide 3 5,3° 73,5

Lu 10 14,2° 90,9

Langenbach

Tu3

Mähwiese

20 30,6° 57,9

Ut4 10 22,8° 68,2

Schwaben

Ut4

Mähweide

20 33,4° 34,8

Die in Sachsen untersuchten Böden unter Grünland wiesen im Bereich der Krume (0 cm bis 30 cm)

überwiegend hohe gesättigte Wasserleitfähigkeiten (kf-Werte) auf.

Diesbezüglich ist hinsichtlich der Luftkapazitäten festzustellen, dass bei rund zwei Drittel der

Standorte die Werte unter 8 Volumenprozent lagen. Gemäß

LEBERT et al. (2004) ist dies die Gren-

ze, unterhalb derer die Luftführung im Boden ungünstig wird.

Betrachtet man dies im Zusammenhang mit den Werten der gesättigten Wasserleitfähigkeit an

diesen Standorten, so liegen insgesamt allerdings keine Anhaltspunkte für eine schädliche Boden-

verdichtung vor. Gleichwohl können die vorliegenden geringen Luftkapazitäten als ein Indiz für die

hohe mechanische Belastung im Grünland gewertet werden. Zukünftig sollte daher aufbauend auf

den nachfolgend dargestellten Untersuchungsergebnissen nach Mitteln und Wegen gesucht wer-

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

19

Schriftenreihe, Heft 3/2009

den, wie insgesamt die Luftkapazität auf derartigen Flächen so verbessert werden kann, dass sie

regelmäßig über 8 Vol.-% Luftkapazität im Boden liegen.

Die Tragfähigkeit (Vorbelastung) bei Feldkapazität lag bei den untersuchten Grünlandflächen über-

wiegend im geringeren bis mittleren Bereich bei Werten zwischen 30 kPa und 90 kPa. Hohe bis

sehr hohe Vorbelastungen wurden nur an zwei Standorten festgestellt. Innerhalb dieser Spanne

waren die Werte der Unterkrume und der Oberkrume an einem Standort oft recht unterschiedlich.

Ebenfalls in dieser Spanne bewegten sich überwiegend alle Standorte, so dass ein Zusammen-

hang mit der Bodenart nicht feststellbar war. Anscheinend überlagert die intensive Durchwurzelung

der Krume im Grünland die möglichen Einflüsse der Bodenart.

Beachtenswert ist, dass die Tragfähigkeit der untersuchten Grünlandböden unter feuchten Bedin-

gungen bei Feldkapazität zum Teil deutlich unter denen in Kapitel 5 gemessenen Bodendrücken

der Maschinen und Geräte zur Grünlandbewirtschaftung liegt. Dabei ist mit zu berücksichtigen,

dass sich die Vorbelastung bei frischen Bedingungen (pF 2,5 bis pF 3), unter denen häufig Grün-

land befahren wird, nur mäßig erhöht.

0

100

200

300

400

500

Traktor

J.D.7710

Mäher Krone

AMT 5000

CV

Schwader

Krone Swad.

1250

Häcksler

New Holland

FX 28

Traktor

Fendt 824

Muldenkipper

Annaburger

HTS 29.12

Wasserspannung pF 3-4 , Bodenart Sl4

in 10 cm Tiefe

in 20 cm Tiefe

(v)

(v)

(v)

(v)

(h)

(h)

(h)

(h)

(m)

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

20

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Die in Abbildung 3 dargestellten Bodendruckmessungen zur Silageernte in Köllitsch

(16./17.05.2006) erfolgten bei einer Bodenwasserspannung von pF 3 - 4 und damit unter schwach

feuchten Bedingungen. Während das Gespann aus Traktor plus Mäher in beiden Messtiefen nur

sehr geringe Bodenspannungen verursachte, sind beim Schwader und beim Häcksler in 10 cm

Bodentiefe relativ hohe Spannungseinträge (246 - 268 kPa) gemessen worden.

Beim dreiachsigen Muldenkipper wurden in 10 cm Bodentiefe deutlich höhere Bodendrücke bis zu

343 kPa gemessen. In 20 cm Tiefe ist dieser Wert bereits auf 72 kPa abgebaut, wofür als eine

Ursache das Boden schonende Fahrwerk (Breitreifen) des Muldenkippers angenommen werden

kann. Als weitere Ursache kann der schwach feuchte und somit tragfähige Boden angesehen wer-

den, der schnell zu einer Kompensation des Bodendrucks führt.

0

100

200

300

400

500

Selbstfahr.

Mäher

Krone Big M

Häcksler

New Holland

FX

Traktor

Fendt 818

Vario

Silagewagen

Veenhuis

SW 400

Traktor MB

Trac 1100

Silagewagen

Veenhuis

VSW 2443

Wasserspannung pF 4 , Bodenart Ls2

(V)

(h)

(V)

(h)

(V)

(h)

(V)

(h)

(V)

(h)

(V)

(h)

Die Abbildung 4 zeigt die gemessenen Bodenspannungen unter Maschinen und Geräten bei der

Ernte von Grasssilage am Standort Plauen.

Bei trockenem, tragfähigem Boden wurden hier in 10 cm Tiefe sehr hohe Bodenspannungen unter

dem Häcksler (bis 426 kPa) gemessen. Ähnlich hohe Bodenspannungen verursachte das Gespann

aus Traktor plus Silagewagen Veenhuis SW 400. Trotz der Ausstattung des Silagewagens mit

Breitreifen werden in der Oberkrume noch verhältnismäßig hohe Bodendrücke von 400 kPa verur-

sacht. Im Verhältnis zu einer Radlast von 5 000 kg im beladenen Zustand scheint die Aufstandsflä-

che noch zu klein. Dies führt zu hohen Kontaktflächendrücken und somit zu hohen Bodendrücken.

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

21

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Diese Schlussfolgerung ergibt sich auch, wenn man das Gespann aus MB-Trac plus Silagewagen

Veenhuis VSW 2443 hinsichtlich der verursachten Bodendrücke betrachtet. Hier wurden nur etwa

halb so hohe Bodendrücke bei der Überfahrt des Gespannes gemessen. Die Ursache ist darin zu

sehen, dass der am MB-Trac angehängte Silagewagen eine geringere Zuladungskapazität besitzt.

Die Radlast verringert sich hier auf 3 600 kg. Trotz schmalerer Bereifung war somit die Radauf-

standsfläche im Verhältnis zur Last relativ groß, so dass lediglich ein Bodendruck von 111 kPa in

10 cm Bodentiefe hervorgerufen wurde.

Vergleicht man die beiden Gespanne hinsichtlich der eingesetzten Zugmaschinen, so zeigt sich,

dass der gegenüber dem Traktor Fendt 818 Vario rund 1 000 kg leichtere MB-Trac etwa gleich

hohe Bodendrücke unter der Hinter -und Vorderachse verursacht. Der Grund hierfür ist in der gleich

großen Bereifung der Vorder- und Hinterräder sowie in der gleichmäßigeren Verteilung der Last auf

beide Achsen zu sehen. Bedingt durch das geringere Gesamtgewicht, aber auch in Folge der

gleichmäßigeren Verteilung des Gewichts auf beide Achsen, verursachte der MB Trac im Vergleich

zu Hinterachse des Fendt 818 Vario deutlich geringere Bodendrücke.

0

100

200

300

400

500

Traktor Ford 8670

Schwader Krone

Swadro 1250

Krone Big M II

Wasserspannung pF 2-3 , Bodenart Lehm

Wasserspannung pF 3 , Bodenart Lehm

in 10 cm Tiefe

in 20 cm Tiefe

(v)

(h)

(v)

(h)

Die Abbildung 5 zeigt, dass beim Arbeitsgang Grüngut Schwaden mit Traktor plus Schwader in

10 cm Bodentiefe hohe Bodendrücke, insbesondere durch den Traktor, verursacht werden. Zum

Zeitpunkt der Messung war der Boden im feucht-frischen Zustand (pF 2 - 3). In 20 cm Bodentiefe

konnten Traktor plus Schwader nicht gemessen werden.

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

22

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Beim selbst fahrenden Mäher sind es die Vorderräder, die in 10 cm Bodentiefe einen sehr hohen

Bodendruck von rund 400 kPa verursachten.

In 20 cm Bodentiefe hat sich dieser aber bereits fast zur Hälfte abgebaut. Die Hinterräder verur-

sachten sowohl in 10 cm Bodentiefe als auch in 20 cm Tiefe etwa gleiche hohe mittlere Bodendrü-

cke im Bereich von 200 kPa. Die in 20 cm Tiefe gemessenen Bodendrücke streuen sowohl unter

den Vorder- als auch unter den Hinterrädern sehr stark.

Bodendruck in 10 cm Tiefe

Bodendruck in 20 cm Tiefe

Arbeitsbreite:

Bereifung:

Gewicht:

Reifeninnendruck:

Bodenfeuchte

10 cm Tiefe:

20 cm Tiefe:

4,80 m

15.0/ 55-17

2950 kg

1,6 bar

12,0 Vol.-%

5,6 Vol.-%

Wasserspannung pF >4 , Bodenart Sl4

Die Abbildung 6 zeigt die Bodendrücke in 10 cm und in 20 cm Bodentiefe unter dem Rad eines

Scheibenmähers. Der Boden war zum Zeitpunkt der Messung in 10 cm bzw. in 20 cm Bodentiefe

als trocken zu bezeichnen. 10 cm Bodentiefe war die Druckbelastung unter dem Fahrwerk des

Scheibenmähers mit 364 kPa sehr hoch. Bis in 20 cm Bodentiefe hatte sich dann die Bodenbelas-

tung bereits wieder stark abgebaut auf 19 kPa. Die schmale Bereifung führt somit zu einer relativ

hohen Druckbelastung der Oberkrume, bedingt aber auch einen schnellen Druckabbau bis zur

Unterkrume.

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

23

Schriftenreihe, Heft 3/2009

3,7

21,6

376,7

354,2

0,2

0,9

40,3

35,3

0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0

300,0

350,0

400,0

Bodendruck in 10 cm Tiefe

Bodendruck in 20 cm Tiefe

Reifen vorn:

Reifen hinten:

Gesamtgewicht:

Reifeninnendruck:

600/ 65 R34

710/ 70 R42

6800 kg

Vorderrad 1,4 bar

Hinterrad 1,6 bar

Arbeitsbreite:

Bereifung:

Gewicht:

Bodenfeuchte:

10 cm

20 cm

11 - 13 m

500/ 50 - 17/10PR

4600 kg

12,0 Vol.-%

5,6 Vol.-%

Wasserspannung pF >4 , Bodenart Sl4

In Abbildung 7 sind die Bodendrücke in 10 und in 20 cm Bodentiefe unter den Rädern eines Trak-

tors und eines Kreiselschwaders dargestellt. Die Befahrung erfolgte bei trockenen Bodenverhältnis-

sen.

Es zeigt sich, dass sowohl das Vorderrad als auch das Hinterrad des Traktors in 10 cm Bodentiefe

sehr geringe Bodendrücke in Höhe von 3,7 kPa vorne und 21,6 kPa hinten verursachte. Bis in

20 cm Bodentiefe reduzierten sich diese bereits geringen Drücke auf Werte, welche nahe Null

lagen.

Das in der Traktorspur folgende Laufrad des Schwaders (3. Lastimpuls) verursachte in 10 cm Bo-

dentiefe eine sehr hohe Belastung (367,7 KPa). Bis in 20 cm Bodentiefe reduzierte sich der Bo-

dendruck aber deutlich auf 40,3 kPa.

Die Bodendruckmessung des Schwader-Laufrades außerhalb der Traktorspur ergab geringfügig

niedrigere Bodendruckwerte sowohl in 10 cm Tiefe als auch in 20 cm Tiefe. Als Ursache für die

hohen Bodendrücke in der Oberkrume ist der schmale und kleine Reifen des Schwaders anzuse-

hen. Dies bedingt aber gleichzeitig einen schnellen Abbau des Bodendrucks bis zur Unterkrume.

Die im Frühjahr 2007 vorgenommenen Bodendruckmessungen haben gezeigt, dass auf Grünland

sowohl im feuchten als auch in trockenem Zustand die Oberkrume hohe Druckbelastungen auffan-

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

24

Schriftenreihe, Heft 3/2009

gen kann. Der Boden ist in dieser Schicht sehr stark durchwurzelt. Die mittlere Wurzellängendichte

(WLD) beträgt in 10 cm Bodentiefe 18,8 cm/cm³ (siehe dazu Abb. 23 u. 24). Der Boden ist somit bis

etwa 10 bis 15 cm Tiefe filzartig durchwurzelt, wodurch eingetragene Lasten möglicherweise bes-

ser abgefedert, bzw. besser in der Fläche verteilt werden.

In diesen Fällen waren es nicht in erster Linie die schweren Traktoren, sondern die leichteren An-

hängegeräte wie Scheibenmäher oder Kreiselschwader, die hohe Bodendrücke in die oberen

10 cm Bodentiefe verursachten. Hierfür war voraussichtlich die im Verhältnis zur Reifenaufstands-

fläche und zum hohen Reifeninnendruck hohe Radlast die Ursache.

0

100

200

300

400

500

Traktor Fast Trac

JCB 3185

Quaderballenpresse

Fortschritt K550

Teleskoplader

Manitou MLT 633-

120LS

Traktor Steyr 8165

Eigenbauballenwagen

Wasserspannung pF 2-3 , Bodenart Sl3

in 10 cm Tiefe

in 20 cm Tiefe

(v)

(h)

(v)

(h)

(v)

(h)

(v)

(h)

(v)

(h)

Die Heuernte in Wildenhain erfolgte am 25. Juni 2006 unter feuchten Bodenverhältnissen (Abb. 8,

9, 10). Betrachtet man die verschiedenen Arbeitsgänge, so ist zu erkennen, dass sowohl der Trak-

tor JCB 3185, der die Großballenpresse zieht, als auch der Teleskoplader in 10 cm Tiefe unter

beiden Achsen sehr hohe Bodendrücke im Bereich von 400 kPa verursachten. Allerdings bauten

sich diese bis in 20 cm Bodentiefe sehr schnell auf recht niedrige Werte zwischen 31 kPa bis

85 kPa ab. Der Traktor Steyr 8165, der für den Zug des Ballenwagens eingesetzt wurde, verur-

sachte hingegen in 10 cm Bodentiefe etwa halb so hohe Bodendrücke wie der Traktor JCB 3185

und der Teleskoplader. Dieser Bodendruck baute sich auch hier bis in 20 cm Tiefe sehr deutlich

auf unter 30 kPa ab. Eine Erklärung für die hier geringeren Bodendrücke in 10 cm Bodentiefe kann

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

25

Schriftenreihe, Heft 3/2009

in dem rund eine Tonne geringeren Gesamtgewicht sowie in dem relativ angepassten Reifenin-

nendruck gesehen werden. Insgesamt ist festzustellen, dass die hier untersuchten Traktoren sowie

der Teleskoplader die Unterkrume nur sehr gering belasten.

Bei dem zum Abtransport des Ballenheues eingesetzten Eigenbau-Ballenwagen mit Tandemberei-

fung wurden durch die Vorderräder des Wagens hohe Bodendrücke (381 kPa) in 10 cm Tiefe ein-

getragen, was einen Hinweis auf ungleiche Beladung bzw. auf die ungünstige Lastverteilung des

Eigenbau-Ballenwagens darstellt. Darüber hinaus ist die eingesetzte Zwillingsbereifung mit ihren

hohen Reifeninnendrücken (s. Anhang Tab. 21) als eine weitere Ursachen zu vermuten.

Bis in 20 cm Bodentiefe bauten sich die Bodendrücke sehr deutlich auf Werte im Bereich von 30 –

50 kPa ab.

Betrachtet man das Gespann aus Fast Trac plus Quaderballenpresse, so verursacht die Quader-

ballenpresse in 10 cm Bodentiefe etwa halb so hohe Bodendrücke wie der Fast Trac (Abb. 6).

Allerdings bauten sich diese Drücke im Gegensatz zum Fast Trac bis in die Unterkrume nicht weiter

ab, sondern blieben in etwa auf dem gleichen Niveau. Tendenziell zeigt sich hier sogar ein Effekt,

welcher häufiger bei Mehrfachüberrollungen zu beobachten ist, nämlich ein Ansteigen des Druckes

mit jeder weiteren Überrollung.

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

26

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Insgesamt betrachtet verursacht somit die Quaderballenpresse eine mittlere Bodenbelastung von

Ober- und Unterkrume, während die Zugmaschine nur die Oberkrume, diese allerdings sehr stark, ,

belastet.

0

100

200

300

400

500

Traktor Fendt

Favorit 926

Ballenpresse

Claas

Quadrant 2200

Roto Cut

Traktor J.D.

4755

Ballentransport

Friba

Agrartrans

Ballentransport

HW 80

Wasserspannung pF 2-3 , Bodenart Sl3

in 10 cm Tiefe

in 20 cm Tiefe

(v)

(h)

(v)

(h)

(v)

(h)

(v)

(h)

(v)

(h)

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

27

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Bei der Heuernte am 13. Juni 2006 in Waldenburg wurden durch das Gespann Traktor plus Ballen-

presse in die Oberkrume (10 cm Tiefe) durch die Hinterräder des Traktors sowie beide Räder der

Ballenpresse hohe Lasten (bis 413 kPa) eingetragen (Abb. 11). Das Vorderrad des Traktors verur-

sachte nur einen etwa halb so hohen Bodendruck. Diese Drücke reduzierten sich bis in 20 cm

Bodentiefe sehr deutlich auf die Hälfte bis ein Viertel. Bei diesem Gespann zeigt sich tendenziell

der Effekt einer mehrfachen Überrollung in Bezug auf die Bodendrücke in der Oberkrume, die hier

im Rahmen der ersten drei Überrollungen ansteigen.

Ein ähnliches Bild zeigt sich diesbezüglich auch beim Abtransport der Heuballen mittels Traktor

plus Ballentransportwagen in 10 cm Bodentiefe. Die Bodendrücke liegen hier in etwa auf dem glei-

chen Niveau des Gespanns aus Traktor und Quaderballenpresse. Ebenfalls steigen hier die Bo-

dendrücke tendenziell im Rahmen der ersten drei Überrollungen an.

Bis in 20 cm Bodentiefe hatten sich die Bodendrücke aber ebenfalls wieder stark auf

9 kPa bis 75 kPa abgebaut.

0

100

200

300

400

500

Terra-Gator

(5-Rad,

Selbstfahrer)

Traktor Fendt

824

Annaburger

HTS 20.27

MAN -

Samson

(Selbstfahrer)

Wasserspannung pF 3,5

Bodenart Schluff

Wasserspannung pF3-4

Bodenart Sl4

Wasserspannung pF 3

Bodenart Lehm

in 10 cm Tiefe

in 20 cm Tiefe

in 40 cm Tiefe

(2.)

(3.)

(v)

(h)

(v)

(h)

(1.)

(2.)

(3.)

(4.)

In Abbildung 12 werden unterschiedliche Möglichkeiten der Gülleausbringung auf Grünland bei

etwa gleichen Verhältnissen der Bodenfeuchte gegenübergestellt.

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

28

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Beim selbst fahrenden Terra-Gator konnte das mittig laufende Vorderrad nicht gemessen werden.

Trotz der großvolumigen Bereifung wurden unter den Rädern der ersten und zweiten Hinterachse

sehr hohe Bodendrücke in der Oberkrume festgestellt. Obwohl die Verteilung der Last auf die bei-

den hinter Achsen in etwa gleich war, stieg vermutlich in Folge der Überrollung der Bodendruck

unter dem zweiten Hinterrad in 10 cm Bodentiefe nochmals um 100 kPa auf rund 400 kPa an.

In den übrigen Bodentiefen wurden jeweils um 330 kPa in 20 cm Tiefe und um 210 kPa in 40 cm

Bodentiefe gemessen. Somit traten selbst im Unterboden noch relativ hohe Bodendrücke auf. Mes-

sungen einer zweiten und dritten Überfahrt mit dem Terra-Gator zeigen, dass hier die Drücke in

etwa auf dem gleichen Niveau blieben wie bei der ersten Überfahrt (s. Anhang Tab. 21). Im Unter-

boden jedoch war eine deutliche Verminderung des Spannungseintrages auf 70 bis 90 KPa festzu-

stellen. Erklärung hierfür könnte eine Konsolidierung des Oberbodens durch die Überrollungen

sein, welche dazu führt, dass diese Schicht den größten Teil der eingetragenen Belastung auffängt.

Beim vierachsigen MAN-Güllefahrzeug ist die Gesamtlast relativ gleichmäßig auf alle vier Achsen

verteilt. Die Bereifung war jedoch eher für Straßenfahrten ausgelegt. Ebenso war der Reifenin-

nendruck mit 3,8 bar an Straßenfahrten orientiert.

So werden in 10 cm Bodentiefe gleichmäßig von allen vier Rädern sehr hohe Bodendrücke in Höhe

von 411 kPa verursacht. In 20 cm Bodentiefe baute sich dann dieser Druck unter dem ersten Rad

um 75 % auf rund 100 kPa ab. Die Überrollungen der nachfolgenden drei Räder führten jedoch

dazu, dass der Bodendruck in dieser Tiefe sukzessive wieder auf das Niveau in der Oberkrume

anstieg.

Bei einer zweiten Überfahrt (s. Anhang Tab. 21) lagen dann die Bodendrücke in der Unterkrume

gleichmäßig etwas über 400 kPa und somit auf dem Niveau der Bodendrücke in der Oberkrume.

Anscheinend führte die Konsolidierung infolge der ersten Überfahrt dazu, dass die Bodenspannun-

gen in der Oberkrume nicht weiter abgebaut wurden, so dass sie in der Unterkrume in gleicher

Höhe wirksam wurden.

Beim Gespann aus Traktoren und Güllewagen wurden im Vergleich zu den Selbstfahrern deutlich

geringere Bodendrücke in 10 cm Bodentiefe verursacht. Dabei ist ein Überrollungseffekt festzustel-

len. Dieser bedingte, dass der Bodendruck von 57 kPa unter dem Vorderrad des Traktors auf rund

270 kPa unter dem letzten Rad des Güllewagen Anstieg Dabei streuten die Werte sehr stark

(STAW: 204).

In 20 cm Bodentiefe wurden dann unter dem Traktor keine und unter dem Güllewagen nur noch

sehr geringe Bodendrücke in Höhe von 22 kPa – 55 kPa gemessen.

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

29

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Die Messungen zu einer zweiten Überfahrt zeigten grundsätzlich das gleiche Bild (s. Anhang

Tab. 21). In Folge der Konsolidierung durch die erste Überfahrt lagen hier allerdings die Bodendrü-

cke in 10 cm Bodentiefe unter dem Vorderrad des Traktors 100 kPa und rund 80 kPa unter dem

Hinterrad niedriger als bei der ersten Überfahrt. Auch in der Unterkrume war ein moderater Anstieg

des Druckniveaus festzustellen. Überrollungsbedingt stiegen hier die Drücke von geringen 13 kPa

unter dem Vorderrad des Traktors auf moderate 94 kPa unter dem letzten Rad des Güllewagens

an.

0

50

100

150

200

250

300

Bodendruck in 10 cm

Bodendruck in 20 cm

Reifen vorn:

Reifen hinten:

Gesamtgewicht:

Reifeninnendruck:

420/ 70 R28

520/ 70 R38

5980 kg

1,5 bar

Leergewicht

Walze:

max.Wasserfüllung:

Bodenfeuchte

10 cm Tiefe:

20 cm Tiefe:

1.350 kg

2 m³

23,5 Vol.-%

30,5 Vol.-%

Wasserspannung pF 1-3 , Bodenart Sl4

Die Abbildung 13 zeigt die Bodendrücke, die unter einem Gespann aus einem Traktor und einer mit

wassergefüllten Wiesenwalze in 10 cm und in 20 cm Bodentiefe gemessen wurden.

Der Bodenfeuchte war zum Zeitpunkt der Messung in 10 cm Bodentiefe als feucht und in 20 cm

Bodentiefe als bis sehr feucht zu bezeichnen. Die in 10 cm Bodentiefe über den Traktor eingetra-

genen Drücke lagen bezüglich der Vorder- und Hinterräder bei 99 kPa bzw. 158 kPa. Sie bauten

sich bis in 20 cm Bodentiefe stark ab, auf 2 kPa vorne bzw. 7 kPa hinten.

Der Bodendruck in der Traktorspur unter der Walze erreichte in 10 cm Bodentiefe 273 kPa. In

20 cm Bodentiefe hatte sich dieser Wert sehr stark auf 15 kPa abgebaut. Als Ursache hierfür ist die

geringe Aufstandsfläche anzusehen. Insgesamt verdeutlichen diese Werte sehr eindrucksvoll die

Wirkungsweise einer Wiesenwalze, die nur hohe Bodendrücke in der Oberkrume zur Einebnung

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

30

Schriftenreihe, Heft 3/2009

sowie zur Herstellung des Bodenschlusses hervorrufen soll. Auf Grund der geringen Aufstandsflä-

che ist die Tiefenwirkung des Bodendrucks gleichzeitig aber gering.

Die Messung des Walzendrucks außerhalb der Traktorspur zeigt, dass hier in 10 cm Bodentiefe nur

noch halb so geringe Bodendrücke in Höhe von 109 kPa verursacht werden. In 20 cm Bodentiefe

baute sich dieser Wert ebenfalls wie im Bereich der Traktorspur sehr stark auf einen geringen Wert

in Höhe von 27 kPa ab.

80,1

77,8

318,3

351,0

341,1

0,2

0,1

0,4

47,1

24,2

0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0

300,0

350,0

Bodendruck in 10 cm Tiefe

Bodendruck in 20 cm Tiefe

Reifen vorn:

Reifen hinten:

Gesamtgewicht:

Reifeninnendruck:

600/ 65 R34

710/ 70 R42

6800 kg

Vorderrad 1,4 bar

Hinterrad 1,6 bar

Leergewicht Walze:

max.Wasserfüllung:

Bodenfeuchte:

10 cm Tiefe:

20 cm Tiefe:

1.350 kg

2 m³

10,4 Vol.%

9,5 Vol.-%

Wasserspannung pF >4 , Bodenart Sl4

Die Abbildung 14 zeigt eine weitere Messung der Bodendrücke unter dem Gespann aus Traktor

und einer wassergefüllten Wiesenwalze unter trockenen Bodenbedingungen Ende Mai 2007. Die

Bodendrücke lagen unter den Vorder- bzw. Hinterrädern des Traktors in 10 cm Bodentiefe mit

80 kPa bzw. 78 kPa deutlich niedriger als bei der Befahrung Ende März 2007. Als eine Ursache

hierfür ist anzusehen, dass ein anderer Traktor mit einer größeren Bereifung eingesetzt wurde.

Eine weitere Ursache kann in der erheblich geringeren Bodenfeuchte gesehen werden

In 20 cm Bodentiefe waren unter den Traktorrädern kaum noch Bodendrücke messbar. Die Mes-

sungen unter der Walze ergaben in der Traktorspur in 10 cm Bodentiefe Drücke in Höhe von

318 kPa. Außerhalb der Traktorspur wurden bei der 1. Überfahrt 351 kPa und bei der 2. Überfahrt

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

31

Schriftenreihe, Heft 3/2009

341 kPa gemessen. Im Vergleich zu den Messungen im März lagen hier somit die Druckwerte

bedeutend höher.

In 20 cm Tiefe wurde unter der Walze in der Traktorspur kaum ein Bodendruck gemessen. In den

nur von der Walze überrollten Bereichen außerhalb der Fahrspuren baute sich der Bodendruck

ähnlich wie Ende März 2007 sehr stark auf 47 kPa bei der ersten Überfahrt sowie auf 24 kPa bei

der zweiten Überfahrt ab.

Bezüglich der gegenüber den Messungen im März auffallend hohen Bodendrücke unter der Walze

in 10 cm Bodentiefe im Mai 2007 kann als Ursache vermutet werden, dass die Walze bei den

Märzmessungen aufgrund des feuchten weichen Oberbodens tiefer einsinken konnte. Dadurch

vergrößerte sich die Kontaktfläche der Walze und folglich verringerte sich der Kontaktflächendruck.

Der sehr trockene Boden Ende Mai 2007 ließ hingegen ein Einsinken der Walze nicht zu, wodurch

letztendlich das Gewicht der Walze über eine kleinere Kontaktfläche abgestützt wurde und somit

höhere Kontaktflächendrücke verursachte. Dies hatte dann auch höhere Bodendrücke in der Ober-

krume zur Folge.

0

5

10

15

20

25

30

0 2 4 6 8101214161820222427

Spurflächenanteil

74

%

Summierte Spurfläche

401

%

Die Abbildung 15 zeigt beispielhaft für eine zweischnittige Grünlandnutzung die Anzahl der Überrol-

lungen sowie deren Spurflächenanteil, orientiert an der Systembreite des Düngerstreuers von 27 m.

Dazu wurden die Arbeitsgänge Schleppen (1 x), Walzen (1 x), mineralische Düngung (1 x), Mähen

(2 x), Wenden (2 x), Schwaden (2 x), Pressen (1 x), Abtransport des angewelkten bzw. getrockne-

ten Grüngutes mit Ladewagen (1 x) bzw. des Pressgutes mit Ballenwagen (1 x) hinsichtlich der

Flächenanteile der einzelnen Fahrspuren ausgewertet.

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

32

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Für eine zweischnittige Grünlandnutzung ohne Gülledüngung und bei einer Systembreite des Mine-

raldüngerstreuers von 27 m beträgt die summierte Spurfläche rein rechnerisch 401 % der Fläche

des Schlages. Bei Annahme einer gleichmäßigen Spurverteilung auf der gesamten Fläche würde

das einer 4-fachen Überfahrung der gesamten Fläche entsprechen. Da aber in der Praxis nur 74 %

der Fläche überrollt werden, wird dieser Bereich faktisch noch häufiger als vier mal befahren. Dafür

wird aber 26 % dieses Grünlandes überhaupt nicht befahren. In Abhängigkeit von der hier einge-

setzten Technik und der damit verbunden Anzahl der Arbeitsgänge ergeben sich Flächenanteile mit

bis zu 26 Radpassagen, dies tritt jedoch nur auf 1 % der Fläche auf.

Betrachtet man die einzelnen Arbeitsgänge, ist erwartungsgemäß festzustellen, dass diejenigen mit

den kleinen Arbeitsbreiten die meisten Spuren verursachen. So werden durch die Arbeitsgänge

Schleppen (6 Spuren) 11 %, Walzen (18 Spuren) 33 %, Mähen (9 Spuren) bei zwei Überfahrten

zusammen 20 %, Wenden (8 Spuren) bei zwei Überfahrten zusammen 18 %, Schwaden (9 Spu-

ren) bei zwei Überfahrten zusammen 20 %, Futter bergen mit Ladewagen (16 Spuren) 36 %, Heu

Pressen (10 Spuren) 30 %, Abtransport des Pressgutes mit Ballenwagen (10 Spuren) 22 % und

mineralische Düngung (2 Spuren) 4 % des Schlages überrollt. Jede Überfahrt hat in Bezug auf die

Bodenbelastung ihre eigene Dynamik. Beispielsweise steigen die Radlast und der Kontaktflächen-

druck (KFD) der Räder eines Anhängers mit zunehmender Beladung. Arbeitsgänge mit hohem

Überrollungsanteil und hohem Kontaktflächendruck wirken besonders belastend auf den Boden.

In Verbindung mit den in Kapitel 5 dargestellten Ergebnissen aus den Bodendruckmessungen zu

den hier aufgeführten Maschinen zeigt diese beispielhafte Abschätzung der überrollten Fläche,

dass auf Grünland bestimmte Flächenanteile durchaus erhöhten mechanischen Belastungen aus-

gesetzt sind. Dies gilt vor allem in Bezug auf die Grasnarbe und die Unterkrume des Grünlandes.

Orientiert man sich an den Bodendruckmessungen (s. Kapitel 5) zu den einzelnen, hier ausgewer-

teten Arbeitsgängen, so wird aber auch deutlich, dass die Unterkrume nur noch stärkeren Druckbe-

lastungen durch die großen Ballenpressen, Güllefahrzeuge und vereinzelt durch die Traktoren

ausgesetzt ist.

Betrachtet man somit den Spurflächenanteil insgesamt, so ergibt sich im Hinblick auf die Ergebnis-

se und Schlussfolgerungen der Kapitel 5.1 – 5.5 für Beratung, Landtechnik und Grünlandbewirt-

schafter durchaus noch Handlungs- und Klärungsbedarf.

Landtechnik und Grünlandbewirtschafter sollten vor allem prüfen, wie sich der Anteil der überrollten

Fläche weiter minimieren lässt. Zudem ist eine weitere Verringerung der Kontaktflächendrücke

anzustreben. Boden schonende Fahrwerke mit großvolumigen Reifen, die für Feldfahrten mit

Reifeninnendrücken von unter 1 bar eingesetzt werden können, oder Gleisbandfahrwerke, weisen

den Weg für eine das Bodengefüge schonende Befahrung.

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

33

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Dabei ist zu betonen, dass hierbei insbesondere die Schonung der Narbe und der Oberkrume im

Vordergrund steht. Damit unterscheidet sich das Grünland noch vom Ackerland, bei dem bezüglich

der mechanischen Belastung vor allem der Unterboden im Fokus steht. Mit zunehmendem Anteil

der konservierenden Bodenbearbeitung und der Direktsaat kommen aber auf den Ackerbau zu-

nehmend Anforderungen bezüglich der mechanischen Belastung zu, die denen im Grünland ver-

gleichbar sind.

Die vorliegenden

Untersuchungen zeigen, dass viele der in Sachsen zur Grünlandbewirtschaftung

üblichen Maschinen und Geräte hohe vertikale Bodenspannungen in der Oberkrume verursachen.

Diese liegen häufig doppelt bis viermal so hoch wie die Tragfähigkeit der Böden bei Feldkapazität.

Sie liegen somit häufiger in Bereichen von rund 200 kPa bis 400 kPa. Dieser Befund kann unter

anderem auch als eine Ursache für das Auftreten von Narbenschäden in hängigem Gelände gese-

hen werden. Da hier der Druck in eine horizontale und vertikale Komponente zerlegt wird, wirkt

diese zusätzlich zur horizontalen Radzugkraft, so dass sich die Kraftkomponenten mit einer sche-

renden Wirkung am Hang erhöhen.

Gleichzeitig ist aber festzustellen, dass sich bei vielen Maschinen und Geräten diese hohen Bo-

dendrücke sehr schnell und deutlich bis in die Unterkrume reduzieren. Dadurch wirken hier nur

noch Bodendrücke, die meist im Bereich der Vorbelastung des Bodens liegen. Bemerkenswert in

diesem Zusammenhang ist, dass von

STAHL et. al. (2005) unter ähnlichen Maschinen und Geräten

auf Ackerflächen ein vergleichbarer Druckabbau erst von der Unterkrume bis zum Unterboden

gemessen werden konnte.

Dieser Befund kann zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht eindeutig erklärt werden. Hierzu sind noch

weitere Untersuchungen in Zukunft nötig. Ein Erklärungsansatz könnte sein, dass die intensive

Durchwurzelung der Oberkrume im Grünland Bodendrücke besser auffangen und kompensieren

kann, z.B. indem das intensive Wurzelgeflecht auch zur Seite hin mehr Druck auffängt und damit

gleichzeitig auch eine tiefe Spurbildung im Boden verhindert.

Lediglich bei den schweren selbst fahrenden Maschinen zur Gülleausbringung verhielt sich die

Ausbreitung des Bodendrucks ähnlich wie auf Acker. Sie verursachten in der Unterkrume und im

Unterboden ähnlich hohe Bodendrücke wie viele Maschinen auf Ackerflächen.

Insgesamt zeigt sich, dass bezüglich der dynamischen Bodendruckmessungen auf landwirtschaftli-

chen Böden noch einer Reihe offener Fragen im Rahmen zukünftiger Forschungen zu klären sind.

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

34

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Um das Verhalten des Bodens und der Grasnarbe nach definierter Beanspruchung zu überprüfen,

wurde ein Befahrungsversuch auf einer ausgesuchten Praxisfläche eingerichtet. Die Grünlandflä-

che (Mähweide) gehört zum Lehr- und Versuchsgut Köllitsch (85 m Höhe, 500 mm Niederschlag,

9,8°C Jahresdurchschnittstemperatur) und liegt im NSG „Alte Elbe Kathewitz“.

Geprüft wurden zwei verschiedene Befahrungssituationen „stark“ und „normal“. Dazu wurde im

Projektzeitraum von Mai 2006 bis Mai 2007 jeweils in einer Fahrspur (s. Abb. 16) mit allen für die

Gründlandbewirtschaftung eingesetzten Maschinen und Geräten gefahren, also die jeweils maximal

mögliche Belastung simuliert.

Unter „normal befahren“ ist die Befahrung des Bodens mit den betriebsüblichen Maschinen und

Geräten zur Gülleausbringung und zur Bereitung von Anwelksilage zu verstehen. Konkret für den

Zeitraum Mai 2006 bis Mai 2007 bedeutete dies, dass auf die Versuchsfläche die mechanische

Belastung einer viermaligen Bereitung von Anwelksilage zu den in Tabelle 11 aufgeführten Termi-

nen erfolgte. Hierbei kamen jeweils die in Tab. 12 aufgeführten Maschinen und Geräte in der ver-

fahrensbedingten Abfolge zum Einsatz. Zu den hier aufgeführten Maschinen erfolgten im Frühjahr

2007 auf einer vergleichbaren Fläche entsprechende Bodendruckmessungen. Die Ergebnisse

hierzu sind im Kapitel 5 in Bezug auf die einzelnen Maschinen und Geräte sowie im Anhang in

Tabelle 21 dargestellt.

Unter „stark befahren“ war zusätzlich eine weitere Befahrung des Bodens mit dem Güllewagen,

also mit einer hohen Radlast und einem Kontaktflächendruck von über 150 kPa, auf feuchtem bis

nassem Boden nahe Feldkapazität geplant. Dies sollte mehrfache Überfahrungen, wie sie bei der

Gülledüngung im Frühjahr auf bestimmen Bereichen eines Schlages durchaus vorkommen, wider-

spiegeln.

In Folge des Frühjahrshochwassers 2006 konnte diese zusätzliche Überfahrung allerdings erst

nach dem ersten Schnitt erfolgen. Der Boden war hier nicht mehr feucht bis nass, sondern bereits

gut abgetrocknet und daher als schwach feucht bis trocken anzusprechen.

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

35

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Fahr-

spur

Ertrags-

schnitt

Vegetationsaufnahme

Boden-

schürf

20 m

20 m

Markierungsstange bzw.

GPS- Punkt

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

36

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Nach der letzten Ernte am 08.09.2006 wurden aus jeweils vier Bodenschürfen in den Spuren der

beiden Befahrungsintensitäten sowie im unbefahrenen Bereich in 5 cm, 10 cm und 20 cm Stechzy-

linder entnommen und zur Bestimmung der Textur, der Lagerungsdichte, der gesättigten Wasser-

leitfähigkeit, der Vorbelastung sowie der Wurzellängendichte herangezogen (siehe Abb. 17). Im

Frühjahr 2007 wurden diese Beprobungen wiederholt und um die Bestimmung der Porengrößen-

verteilung ergänzt.

Die bodenmechanischen und -physikalischen Untersuchungsmethoden entsprechen den in Kapitel

3.2 bereits beschriebenen Methoden.

Innerhalb der Vegetationsperiode wurden die Erträge in den befahrenen und unbefahrenen Berei-

chen mittels Probeschnitten erfasst. Der N

min

-Gehalt im Boden wurde am 01.02.2007 beprobt.

Die Wurzellängendichte

wurde mit Hilfe von Stechzylinderproben bestimmt (abgewandelte Bohr-

kernmethode nach

BÖHM 1978). Es wurden jeweils 400 cm³ Boden (vier Stechzylinder à 100 cm³) je

Untersuchungstiefe (5, 10 und 20 cm) gefiltert.

Mit einem feinen Sieb wurden unter einem Wasserstrom die Wurzeln vom Boden getrennt. Die

Bestimmung der Wurzellängendichte erfolgte nach

BÖHM (1978) durch Zählung der Schnittpunkte

der Wurzeln mit einem Raster und anschließender Umrechnung auf das entnommene Bodenvolu-

men.

Bezüglich des Befahrungsversuches wurde die Wurzellängendichte 2006 (Probenahme: zwischen

11.09. u. 15.09.06) bestimmt.

Am 22.06.06 kurz

vor dem zweiten Schnitt wurde in den bereits deutlich sichtbaren Fahrspuren die

Vegetation in der Spur und in den unbefahrenen Bereichen bestimmt (siehe Abb. 17). Dazu wurde

jeweils in der Spur (ca. 60 cm breit) und in der Kontrolle eine Fläche von 0,5 m x 20 m abgesteckt

und zur überschaubaren Bestimmung des Pflanzenbestandes in 0,5 m x 2 m Abschnitte aufgeteilt.

Die Ertragsanteilschätzung erfolgte nach der Methode von

KLAPP und STÄHLIN.

Zur

Ertragsbestimmung im Befahrungsversuch wurde der Aufwuchs in der Spur und in der Kontrol-

le auf einer Länge von 20 m auf zehn kleinen Flächen von 50 cm x 50 cm in 7 cm Höhe ab Boden-

oberkante mit einer Rasenschere abgeschnitten und sofort gewogen.

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

37

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Anschließend wurde das Erntegut bei 60°C getrocknet und zur Bestimmung der Trockensubstanz

bzw. Trockenmasse jeweils eine kleine Mischprobe gemahlen und bei 105°C getrocknet. Für die

Bestimmung des Stickstoffgehaltes wurden kleine Mischproben des lufttrockenen (60°C) Mähgutes

gemahlen und der Stickstoffgehalt im Labor bestimmt.

Der Boden

der Untersuchungsfläche wurde im Jahre 2006 (Ende März bis Anfang April) vom Elbe-

Hochwasser überschwemmt. Er trocknete nach dem Rückzug des Wassers rasch wieder ab und

war bis Herbst des Untersuchungsjahres 2006 relativ trocken (vom 17.05 - 30.09.2006:

166 mm Niederschlag).

Folglich waren die Erträge des zweiten und dritten Schnittes aufgrund der Trockenheit nur sehr

spärlich. Die mechanische Belastung des Bodens durch die Befahrungen erfolgte auf Grund der

Bodentrockenheit 2006 eher bei einer geringen Verdichtungsgefährdung.

1. Schnitt -Silage

17.05.-18.05.2006

19

18

Gülle ausbringen

23.05.2006

13

15

2. Schnitt -Silage

28.06.2006

10

13

3. Schnitt-Silage

08.09.2006

trocken

(Feldansprache)

trocken

(Feldansprache)

Gülle ausbringen

23.03.2007

nicht erhoben

nicht erhoben

1. Schnitt -Silage

16/17.05.2007

nicht erhoben

nicht erhoben

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

38

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Traktor J.D.7710

480/70R30 (v)

2400

1,5

620/70R42 (h)

5000

1,3

Krone AMT 5000 CV

15.0/55-17

738

1,6

Traktor Fendt 711

420/70R28 (v)

2240

1,5

520/70R38 (h)

3350

1,5

Schwader Krone

Swadro 1250

500/50-17 1100 3,0

New Holland FX 28

650/75-R32 (v)

3597

1,8

17.5LR24 (h)

2257

2,2

Traktor Fendt 824

600/65R34 (v)

2725

1,3

710/70R38 (h)

4500

1,3

700/50-22.5 (v)

4500

2,0

700/50-22.5 (m)

4500

2,0

Muldenkipper Annabur-

ger HTS 29.12

700/50-22.5 (h)

4500

2,0

Traktor Fendt 824

600/65R34 (v)

2725

1,4

710/70R38 (h)

4500

1,4

700/50-22.5 (v)

4500

2,3

Annaburger HTS 20.27

15000 l

700/50-22.5 (h)

4500

2,6

Köllitsch (2006) 0-10 kru Sl4 5,5 n.b. 50,2 33,5 16,3

Befahrungsversuch 10-20 pol Sl4 3,8 n.b. 52,1 33 14,9

Köllitsch (2007) 0-10 kru Sl4 4,1 n.b. 46,2 38,2 15,6

Befahrungsversuch 10-20 pol Sl4 2,4 n.b. 45,0 40,4 14,6

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

39

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Die Untersuchungsergebnisse des Befahrungsversuches 2006/2007 bezüglich der Hauptkornfrakti-

onen des Auen-Bodens unterscheiden sich geringfügig, was auf die auenbedingte Inhomogenität

des Bodens hinweist, konnten aber jeweils der Bodenartengruppe Sl4 (stark lehmiger Sand) zuge-

ordnet werden.

Humusgehalt

Am Versuchsstandort der Koppel 4 lagen die Humusgehalte zwischen 4,1 % bis 5,5 % in 0 – 10 cm

Tiefe und 2,4 % bis 3,8 % in 10 – 20 cm Tiefe. Die Unterschiede von jeweils 1,4 % sind durch die

kleinräumige Heterogenität in der Aue erklärbar.

STAW

STAW

normal

befahren

Spur

Sl 4

Mäh-

weide

94,5 40,6 - - - 1,29 0,06

normal

befahren

nicht Spur

Sl 4

Mäh-

weide

112,3 60,3 - - - 1,22 0,06

stark

befahren

Spur

Sl 4

Mäh-

weide

- - - - - 1,13 0,05

stark

befahren

nicht Spur

Sl 4

Mäh-

weide 439,6 516,0 - - - 1,13 0,05

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

40

Schriftenreihe, Heft 3/2009

STAW

STAW

STAW

STAW

STAW

normal befah-

ren Spur

Sl 4

581,3

345,2

-

-

-

1,43 0,02

normal befah-

ren nicht Spur Sl 4

434,6

499,6

-

-

-

1,40 0,03

stark befahren

Spur

Sl 4

334,1

539,7

-

-

-

1,44 0,07

stark befahren

nicht Spur

Sl 4

1202,8 374,4

-

-

-

1,48 0,07

normal befah-

ren Spur

Sl 4 146,4 388,3 5,93 0,90 22,20 1,93 19,96 2,19 1,38 0,02

normal befah-

ren nicht Spur Sl 4 162,5 120,7 2,44 1,33 26,55 1,33 17,67 0,63 1,41 0,04

stark befahren

Spur

Sl 4 294,5 409,4 5,91 2,05 23,71 1,94 15,68 0,93 1,45 0,08

stark befahren

nicht Spur Sl 4 114,8 201,7 6,26 1,39 32,28 7,087,17 7,62 1,44 0,04

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

41

Schriftenreihe, Heft 3/2009

STAW

STAW

STAW

STAW

STAW

normal befah-

ren Spur

Sl 4

344,4

418,2

-

-

-

1,55 0,04

normal befah-

ren nicht Spur Sl 4

762,1

340,5

-

-

-

1,51 0,02

stark befahren

Spur

Sl 4

127,0

157,5

-

-

-

1,55 0,03

stark befahren

nicht Spur

Sl 4

278,3

285,3

-

-

-

1,54 0,04

normal befah-

ren Spur

Sl 4 318,1 627,3 4,12 1,61 18,88 2,05 18,48 1,58 1,55 0,03

normal befah-

ren nicht Spur Sl 4 168,7 294,8 7,83 2,27 13,60 1,96 20,69 2,05 1,53 0,06

stark befahren

Spur

Sl 4 355,1 524,6 7,33 1,03 19,90 1,01 15,49 0,74 1,54 0,04

stark befahren

nicht Spur Sl 4 98,0 496,7 6,32 2,10 31,23 4,053,80 3,85 1,55 0,05

Betrachtet man die gesättigten Wasserleitfähigkeiten kf in Bezug auf die verschiedenen Befah-

rungsvarianten (normal, stark befahren sowie unbefahren), so sind keine klaren Tendenzen festzu-

stellen (Tab. 14, 15 u. 16). Insgesamt betrachtet erreichen die Wasserleitfähigkeiten sowohl sehr

hohe als auch extrem hohe Werte gemäß der Bodenkundlichen Kartieranleitung KA 5. Dabei unter-

liegen sie der für kf-Werte üblichen Streuung. Insgesamt zeigen die vorliegenden Werte somit gute

gesättigte Wasserleitfähigkeiten im gesamten Krumenbereich ohne einen Einfluss durch die ver-

schieden starke Befahrung.

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

42

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Die Luftkapazitäten lagen im Frühjahr 2007 sowohl in der Oberkrume als auch in der Unterkrume

auf einem geringen bis mittleren Niveau (Tab. 14, 15 u. 16). Luftkapazitäten unter 8 Vol.-% im Kru-

menbereich sind nach

LEBERT et. al (2004) ein Hinweis darauf, dass eine schädliche Bodenverdich-

tung vorliegen kann. Dieser Wert wird in allen Varianten sowohl in der Ober- als auch in der Unter-

krume unterschritten. Da gleichzeitig aber sehr gute gesättigte Wasserleitfähigkeiten bestehen, ist

die Situation insgesamt noch nicht als eine schädliche Bodenverdichtung anzusprechen. Die Situa-

tion ist somit vergleichbar mit der auf konservierenden oder in Direktsaat bestellten Ackerflächen.

Die hohen Wasserleitfähigkeiten in relativ dicht lagernden Böden erklären sich durch die starke

biogene Durchporung. Diese war auf der Grünlandfläche Koppel 4 zu beobachten. Unter den tro-

ckenen Klimaverhältnissen in Köllitsch dürfte somit regelmäßig eine ausreichende Luft- und Was-

serführung gewährleistet sein. Insgesamt sollte aber die Entwicklung der Luftkapazität an diesem

Standort weiter beobachtet werden, um zu verhindern, dass hier eine weitere Verschlechterung

eintritt. Zudem wäre zu prüfen, welche Maßnahmen sich an diesem Standort am besten eignen, um

die Luftkapazität wieder zu verbessern.

Die nutzbare

Feldkapazität lag sowohl in der Oberkrume überwiegend auf einem hohen Niveau

(Tab. 14, 15 u. 16). In der Unterkrume sank sie dann auf ein überwiegend mittleres Niveau ab. Auf

der nicht befahrenen Vergleichsfläche für die stark befahrene Spur erreichte die nutzbare Feldka-

pazität in beiden Tiefen sehr hohe Werte, die wahrscheinlich durch die stark schwankende Textur

in der Elbaue zu erklären sind.

Die Trockenrohdichte

(TRD) in 5 -10 cm Bodentiefe, also im Bereich der Grasnarbe, ist bei beiden

Befahrungsintensitäten sowohl in der Spur als auch in den nicht befahrenen Bereichen nach KA 5

als sehr gering (1,13 g/cm³) bis gering (1,29 g/cm³) einzustufen (Tab. 14).

In 10 bis 15 cm Bodentiefe (Tab. 15) und in 20 bis 25 cm Bodentiefe (Tab.16) liegen die Trocken-

rohdichten sowohl in den befahrenen als auch in den und befahrenen Bereichen durchgehend auf

einem mittleren Niveau. Dabei ist durchgehend ein Anstieg der TRD von der Oberkrume hinzu

Unterkrume von rund 1 g/cm³ festzustellen. Insgesamt ist kein Einfluss der Befahrung auf die TRD

zu erkennen.

Die Werte

für die Vorbelastung Pv auf der Koppel 4 lagen im gesamten Krumenbereich auf einem

geringeren bis mittleren Niveau (Abb. 18). Im Bereich der Grünlandnarbe (Bodentiefen 5 cm) lagen

die Werte insgesamt auf einem geringen Niveau. Sie bewegen sich in einem Bereich von 28 kPa

bis 45 kPa.

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

43

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Im Krumenbereich ab 10 cm ist dann ein leichter Anstieg der Werte auf einem Bereich von 55 kPa

bis 82 kPa festzustellen. Die Befahrungen im Jahre 2006 sowie die Gülleausbringung im Frühjahr

2007 zeigen tendenziell nur einen Einfluss auf die Vorbelastung bei der stark befahrenen Variante

im Frühjahr 2007. Hier stieg die Vorbelastung in 10 cm Bodentiefe um 27 kPa und in 20 cm Boden-

tiefe um 17 kPa an.

Auch der Vergleich der Vorbelastungen der stark befahrenen Spur in 10 cm und 20 cm Bodentiefe

zwischen September 2006 und Frühjahr 2007 zeigt einen leichten Anstieg der Vorbelastung von

14 kPa in 10 cm Bodentiefe und 9 kPa in 20 cm Bodentiefe durch den Güllewagen im Frühjahr.

Ansonsten sind zwischen den Werten der Vorbelastung in 10 cm und 20 cm Tiefe im Herbst 2006

und im Frühjahr 2007 keine Veränderungen festzustellen, welche belegen würden, dass sich über

Winter die Vorbelastung durch physikalische und/oder biogene Prozesse verringert, sprich, dass

eine Regeneration des Bodens stattfindet. Es bestätigt sich vielmehr die Erkenntnis, dass die Vor-

belastung das Gedächtnis des Bodens für mechanische Belastungen ist, welches allenfalls durch

massive mechanische Eingriffe verändert werden kann.

0

20

40

60

80

100

120

5 cm tief

10 cm tief

20 cm tief

5 cm tief

10 cm tief

20 cm tief

10 cm tief

20 cm tief

10 cm tief

20 cm tief

normal

befahren

normal

befahren

normal

befahren

stark befahren stark befahren stark befahren

normal

befahren

normal

befahren

stark befahren stark befahren

2006

2007

nicht Spur

Spur

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

44

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Generell lässt sich Ende Juni 2006 beim Vergleich des quantitativen Auftretens der verschiedenen

Pflanzenarten eine starke Präsenz von Wiesenschwingel (

) und Weidelgras (

erkennen (Tabelle 17). Diese ist zu erwarten, denn in der Vergangenheit wurden auf

der Fläche Gräser nachgesät. Nachsaaten werden auf der Fläche mit der von der Sächsischen

Landesanstalt für Landwirtschaft empfohlenen Mischung „N 2“ durchgeführt. Diese setzt sich fol-

gendermaßen zusammen: 1 kg Deutsches Weidelgras früh, 3 kg Deutsches Weidelgras spät, 10 kg

Wiesenschwingel, 1 kg Wiesenlieschgras und 2 kg Weißklee.

Weniger wertvolle Futtergräser wie Quecke (

), Weiche Trespe (

), Schafschwingel (

) und Knickfuchsschwanz (

) treten auf

beiden Varianten auf, jedoch tritt Quecke in der Spur dichter auf. Insgesamt war die Blattmasse in

der Spur etwas geringer und die Pflanzen standen abschnittweise weniger dicht als in der Kontrolle.

Im Durchschnitt ist das Verhältnis von Gräsern zu Kräutern in der Spur und der Kontrolle gleich, d.

h. die Gräser haben einen Ertragsanteil (Trockenmasse) von ca. 90 % und die Kräuter, in der

Hauptsache Löwenzahn, von ca. 10 %.

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

45

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Gräser

[%]

[%]

Kräuter

[%]

[%]

Gräser

[%]

[%]

Kräuter

[%]

[%]

0-2 m

70

30

90

10

Fuchsschwanz

+

Löwenzahn

Wiesenschwingel

50

Löwenzahn

Wiesenschwingel

50

Weidelgras

50

Weidelgras

50

Jährige Rispe

2

WeicheTrespe

2

2-4 m

80

20

80

20

Wiesenfuchsschwanz

+

Löwenzahn

Quecke

+

Löwenzahn

Weiche Trespe

5

Weiche Trespe

80

Weidelgras

80

Weidelgras

5

Wiesenschwingel

15

Wiesenschwingel

10

Knaulgras

5

4-6 m

80

20

95

5

Weidelgras

80

Löwenzahn

Quecke

20

Löwenzahn

?

Weiche Trespe

3

Weidelgras

40

Hirtentäschel

?

Fuchsschwanz

+

Fuchsschwanz

+

Quecke

+

Wiesenschwingel

40

Wiesenschwingel

20

Kaulgras

+

6-8 m

90

10

97

3

Weiche Trespe

+

Löwenzahn

Quecke

++

Löwenzahn

Knaulgras

+

Weidelgras

Wiesenschwingel

50

Wiesenschwingel

Weidelgras

50

8-10 m

98

2

80

20

Quecke

50

Löwenzahn

Quecke

60

Löwenzahn

Weidelgras

50

Weidelgras

40

Lücken

10

10-12 m

98

2

90

10

Weidelgras

50

Löwenzahn

Weiche Trespe

+

Löwenzahn

33

Fuchsschwanz

+

Quecke

50

Sauerampfer

33

Wiesenschwingel

50

Weidelgras

50

Kratzdistel

34

Weiche Trespe

++

12-14 m

95

5

90

10

Weidelgras

50

Löwenzahn

Schafschwingel

50

Löwenzahn

Wiesenschwingel

50

Quecke

50

Weidelgras

5

14-16 m

98

2

98

2

Wiesenschwingel

80

Löwenzahn

80

Jährige Rispe

++

Löwenzahn

Weidelgras

20

Hirtentäschel

20

Quecke

50

Weidelgras

50

16-18 m

99

1

90

10

Weidelgras

50

Löwenzahn

Wiesenschwingel

50

Löwenzahn

Weiche Trespe

+

Knickfuchsschwanz

+

Wiesenschwingel

50

Weidelgras

50

Quecke

+

Fuchsschwanz

+

18-20 m

98

2

98

2

Weidelgras

50

Löwenzahn

Weidelgras

50

Löwenzahn

Fuchsschwanz

+

Weiche Trespe

+

Wiesenschwingel

50

Jährige Rispe

2

Quecke

+

Wiesenschwingel

50

Weiche Trespe

+

Jährige Rispe

+

Kontrolle

Spur

Am 01. Februar 2007 wurden auf dem Befahrungsversuch (Koppel 4) Bodenproben zur Bestim-

mung des N

min

-Gehaltes entnommen. Dazu wurden pro Variante jeweils 10 Einzelproben schicht-

weise zu einer Mischprobe aufbereitet und im Labor untersucht.

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

46

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Vor Vegetationsbeginn 2007 lagen die N

min

-Werte in dem Befahrungsversuches insgesamt auf

einem niedrigen Niveau. Die höchsten Werte wurden im unbefahrenen Bereich neben der Spur der

normalen Befahrung gemessen. Dieser „Ausreißer“ ist voraussichtlich damit zu erklären, dass es

sich hier um eine Mähweide handelt, auf der zeitweise in bestimmten Bereichen die Tiere gepfercht

werden.

Betrachtet man die befahrenen Spurbereiche, so sind in 0 - 30 cm als auch in 30 - 60 cm Bodentie-

fe tendenziell ansteigende N

min

-Werte von normaler zu starker Befahrung zu beobachten. Der nicht

befahrene Bereich neben der stark befahrenen Spur wies mit 11,2 kg N/ha die niedrigsten N

min

-

Gehalte auf.

Betrachtet man

die Erträge an Frisch- beziehungsweise Trockenmasse, so zeigt sich beim zweiten

Schnitt 2006 eine deutliche Wirkung der Befahrung dahingehend, dass in den Spuren jeweils nur

die Hälfte der Frisch- beziehungsweise Trockenmasse geerntet werden konnte (Tab. 19). Zum

ersten Schnitt 2007 setzt sich dieser Trend nicht fort. Hier bewegen sich jeweils der befahrene und

der unbefahrene Bereich auf dem gleichen Ertragsniveau.

00 - 15

1,6

2,0

3,6

15 - 30

1,0

1,8

2,8

30 - 60

2,4

4,4

6,8

Normal befahren/Spur

00 - 15

1,1

2,2

3,3

15 - 30

2,9

4,7

7,6

30 - 60

3,2

23,6

26,8

Normal befahren/nicht Spur

00 - 15

1,6

3,8

5,4

15 - 30

1,3

2,4

3,7

30 - 60

2,7

5,8

8,5

Stark befahren/Spur

00 - 15

1,4

1,9

3,3

15 - 30

0,9

2,2

3,1

30 - 60

2,9

1,9

4,8

Stark befahren/nicht Spur

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

47

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Weiterhin bemerkenswert ist, dass beim zweiten Schnitt 2006 die N-Gehalte in der Trockenmasse

jeweils in den Spuren um 0,2 % bis 0,3 % höher als im unbefahrenen Bereich lagen. Diese Ten-

denz zeichnet sich ansatzweise auch beim ersten Schnitt 2007 ab. Dieser Befund könnte erklären,

warum sich Fahrspuren auf dem Grünland meist etwas dunkler vom übrigen Bestand abhoben.

2006

2.

Schnitt

2007

1.

Schnitt

2006

2.

Schnitt

2007

1.

Schnitt

2006

2.

Schnitt

2007

1.

Schnitt

2006

2.

Schnitt

2007

1.

Schnitt

stark

Spur

24,8 23,4 18,0 91,0 4,5 21,3 2,7 2,6

Kontrolle

(nicht Sp.)

25,4 23,8 39,7 89,5 10,1 21,3 2,4 2,4

normal

Spur

23,6 23,3 17,7 78,7 8,7 18,3 2,8 2,3

Kontrolle

(nicht Sp.)

25,9 23,2 32,1 79,1 8,3 18,4 2,4 2,4

In 2006 waren die Unterschiede im Pflanzenbestand auch optisch gut sichtbar: Im Spurenbereich

war der Aufwuchs insgesamt niedriger und weniger dicht, jedoch dunkelgrüner als im umliegenden

Bereich (Abb. 20).

In 2007 stellte sich der Bestand in beiden Varianten relativ ausgeglichen dar. Kurz vor der Ernte

des ersten Schnittes konnten optisch, in Wuchshöhe und Farbe des Grüngutes, zwischen Spur-

und Nichtspurbereichen keine wesentlichen Unterschiede wahrgenommen werden (Abb. 21).

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

48

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

49

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Abbildung 22 zeigt die normal befahrene Variante der Versuchsfläche Koppel 4 nach der Gülledün-

gung im Frühjahr. Auf dem drei Tage nach der Gülleapplikation (am 26.03.07) aufgenommenen

Foto sind deutlich die Fahrspuren des Gespannes (Traktor Fendt 824 mit Güllewagen HTS 20.27),

aber auch die durch den Schleppschlauchverteiler streifig ausgebrachte Gülle und deren bereits

getrockneten Feststoffanteile (braune Streifen) sichtbar.

Betrachtet man

die Wurzellängendichten in Abbildung 23 und 24, so wird hier die für Grünland

bekannte starke Abnahme der Durchwurzelung von der Oberkrume zur Unterkrume bestätigt. So-

wohl bei normaler Befahrung als auch bei starker Befahrung zeichnet sich eine Reduktion der

Durchwurzelung im Bereich der Grünlandnarbe (5 cm Bodentiefe) durch die Befahrung ab. Dabei

zeichnet sich eine stärkere Reduktion bei der normalen Befahrung ab. Die Ursache hierfür ist un-

klar.

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

50

Schriftenreihe, Heft 3/2009

0

5

10

15

20

25

30

5

10

20

Spur

Nicht Spur

(Kontrolle)

0

5

10

15

20

25

30

5

10

20

Spur

Nicht Spur

(Kontrolle)

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

51

Schriftenreihe, Heft 3/2009

In 10 cm Bodentiefe war bei der normalen Befahrung eine deutlich höhere Durchwurzelung festzu-

stellen als im unbefahrenen im Bereich. Eine Begründung hierfür kann nicht gegeben werden.

In der Unterkrume wurden dann in allen Varianten gleichmäßig niedrige Wurzellängendichten im

Bereich von 5 – 6 cm/cm³ festgestellt.

In dem kurzen

Untersuchungszeitraum, welcher die 3. Schnitte des Jahres 2006 sowie den 1.

Schnitt im Jahre 2007 umfasste, zeigten die kontrollierten Befahrungen im Gründland, welche die

mögliche maximale mechanische Belastung auf bestimmten Schlagbereichen im Grünland simulie-

ren sollten, ansatzweise Auswirkungen.

Rein optisch waren die Fahrspuren im gesamten Versuchszeitraum meist deutlich anhand der

dunkelgrünen Farbe und der niedrigeren Bestandeshöhe sichtbar. Zum einen waren hierfür voraus-

sichtlich die geringfügig höheren Stickstoffgehalte der Pflanzen in den Fahrspuren verantwortlich.

Zum anderen war zum 2. Schnitt 2006 ein deutlicher Ertragsabfall in den Spuren gegenüber dem

unbefahrenen Bereich festzustellen. Dies korrespondiert sehr gut mit dem Befund aus dem Sep-

tember 2006, dass in den Fahrspuren in 5 cm Bodentiefe die Wurzellängendichte tendenziell gerin-

ger als in den unbefahrenen Bereichen war. Zum 1. Schnitt 2007 hatten sich diese Ertragsunter-

schiede dann wieder aufgehoben. Die Erträge lagen in beiden Bereichen auf einem ausreichend

hohen Niveau.

Welche Faktoren dafür verantwortlich waren, dass über Winter die Erträge in den Fahrspuren zum

ersten Schnitt wieder auf dem gleichen Ertragsniveau wie im unbefahrenen Bereich lagen, kann

anhand der vorliegenden Untersuchungen nicht erklärt werden.

Die Luftkapazität im Oberboden lag auf der Versuchsfläche insgesamt auf einem niedrigeren Ni-

veau bei gleichzeitig hohen gesättigten Wasserleitfähigkeiten. D.h., auf der Basis der bodenphysi-

kalischen Eigenschaften sind die Ertragsunterschiede nicht erklärbar.

Eine nähere Klärung der Ursachen bedarf daher zukünftig weitergehender Untersuchungen. Hier-

bei erscheint es insbesondere von Bedeutung, sich auch intensiverer mit der Reaktion der Grün-

landpflanzen selbst auf die mechanische Belastung durch die Fahrwerke zu beschäftigen, z.B.

inwiefern Scher- und Druckkräfte zum Reißen der Wurzeln führen, welche unter den meist trocke-

neren Wachstumsbedingungen nach dem ersten Schnitt das Wasseraufnahmevermögen der

Pflanzen begrenzen. Aber auch die mechanischen Einwirkungen auf die Vegetationskegel der

Pflanzen könnten von Bedeutung sein.

Insgesamt erlaubt der kurze Untersuchungszeitraum des Vorhabens keine abschließende Aussage

darüber, inwiefern sich eine erhöhte mechanische Belastung dauerhaft nachteilig auf die Ertrags-

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

52

Schriftenreihe, Heft 3/2009

bildung im Grünland auswirkt. Es ergeben sich allerdings Hinweise darauf, dass Beeinträchtigun-

gen möglich sind. Diesbezüglich gilt es zukünftig zu klären, in welchem Umfang diese zu reduzie-

ren oder auch zu tolerieren sind.

Die vorliegenden

Untersuchungen umfassen zwei Vegetationsperioden und können somit nur einen

ersten Einblick in die mechanische Belastung durch Maschinen und Geräte der Grünlandbewirt-

schaftung sowie zu damit verbundenen Auswirkungen auf bodenphysikalische und -mechanische

Kennwerte sowie den Pflanzenbestand unter sächsischen Bedingungen geben.

Insgesamt gesehen zeigt sich, dass die Maschinen und Geräte zur Grünlandbewirtschaftung zum

Teil sehr hohe Bodendrücke in der Oberkrume der Grünlandböden verursachen. Im Gegensatz zu

vergleichbaren Untersuchungen auf Ackerland ergab sich allerdings der überraschende Befund,

dass sich diese Drücke bei den meisten Maschinen und Geräten sehr deutlich bis hin zur Unter-

krume abbauen, so dass sie oft auf dem Niveau der Vorbelastung der Grünlandböden liegen. Dies

würde aus Sicht der Vorsorge bedeuten, dass Unterkrume und Unterboden im Grünland mögli-

cherweise besser vor Verdichtung geschützt sind als Ackerböden. Über die Ursachen kann derzeit

nur spekuliert werden, z.B. dass die intensive Durchwurzelung im Grünland hierfür eine Ursache

sein könnte. Zukünftig bedarf dieser Sachverhalt noch einer weiteren Überprüfung, da er von be-

sonderer Bedeutung für die Vorsorge gegen schädliche Bodenverdichtungen im Grünland wäre.

Gleichzeitig ist aber auch festzustellen, dass besonders schwere Maschinen z.B. bei der Gülledün-

gung zu vergleichbaren Belastungen der Unterkrume und des Unterbodens wie auf Ackerland

führen, das heißt in der Unterkrume und im Unterboden treten durchaus Druckbelastungen auf, die

deutlich höher als die Vorbelastung des Bodens sein können.

Parallel dazu liegen für Sachsen erstmals Erkenntnisse zur Vorbelastung von Grünlandböden vor,

welche eine erste Orientierung hinsichtlich der möglichen mechanischen Belastbarkeit durch Ma-

schinen und Geräte geben können. So lag die Vorbelastung auf den untersuchten sächsischen

Grünlandböden überwiegend in einem geringeren bis mittleren Bereich, also zwischen 40 – 90 kPa.

Daran sollte sich zukünftig die gute fachliche Praxis der Grünlandbewirtschaftung orientieren. Die

Messungen zum Bodendruck durch Maschinen und Geräte hierzu geben dazu eine Veranlassung,

da sich zeigte, dass die Werte häufig sehr deutlich die Tragfähigkeit der Böden (Vorbelastung) in

der Oberkrume überschreiten. Da Grünlandböden im Krumenbereich normalerweise nicht mecha-

nisch gelockert werden, besteht somit die Gefahr, dass sich hier schleichend eine Verdichtungszo-

ne herausbildet, welche dauerhaft das Pflanzenwachstum beeinträchtigt. Insgesamt besteht auf

Grünland somit eher das Risiko der Herausbildung einer schädlichen Bodenverdichtung im Bereich

der Krume als im Unterboden. Die vorliegenden Untersuchungen zur Luftkapazität auf verschiede-

nen sächsischen Grünlandböden weisen häufiger ungünstige Verhältnisse mit Werten unter 8 Vol.-

% in der Krume aus. Allerdings liegen gleichzeitig in der Regel auch hohe bis sehr hohe gesättigte

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

53

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Wasserleitfähigkeiten vor, so dass insgesamt auf diesen Standorten noch nicht von einer schädli-

chen Bodenverdichtung gesprochen werden kann.

Die Erhebungen zu den bodenphysikalischen und -mechanischen Kennwerten von sächsischen

Grünlandböden sollten aber zukünftig fortgesetzt werden, um hierzu noch einen umfassenderen

Überblick zu erhalten bzw. um die weitere Entwicklung zu beobachten.

Im Hinblick auf die Untersuchungen zu den Auswirkungen der möglichen mechanischen Belastung

im Grünland auf die Ertragsbildung und Durchwurzelung beziehen sich die vorliegenden Untersu-

chungen auf einen zu kurzen Zeitraum, so dass hierzu keine abschließenden Aussagen hinsichtlich

der Nachhaltigkeit der Grünlandbewirtschaftung möglich sind.

So zeigt sich hinsichtlich der Durchwurzelung, dass hohe mechanische Bodenbelastungen, welche

durch eine regelmäßige Befahrung mit den verfahrensüblichen Maschinen verursacht wurden, zu

einer Reduktion der Wurzellängendichte in den oberen 5 cm führen können. Die Tiefen 10 cm und

20 cm zeigten hingegen keine Unterschiede. Lediglich bei normaler Befahrung war eine gewisse

Förderung der Durchwurzelung in 10 cm Tiefe festzustellen, welche nicht erklärt werden kann.

Die simulierte hohe Belastung der Fahrspuren durch die bei der Grünlandbewirtschaftung regelmä-

ßig eingesetzten Maschinen und Geräte wirkte sich auch zum Teil ertragsmäßig aus. So hatte

diese Belastung zur Folge, dass zum 2. Schnitt 2006 in den Fahrspuren nur etwa die Hälfte des

Masseertrages der unbefahrenen Fläche erreicht wurde. Zum ersten Schnitt im Frühjahr 2007

lagen die Erträge im unbefahrenen und befahrenen Bereich allerdings wieder auf gleich hohem

Niveau. Dies gibt Anlass zu der Vermutung, dass es eventuell die direkte mechanische Beanspru-

chung der Pflanze - insbesondere der Wurzeln - ist, welche zu Mindererträgen führt und weniger

die mechanische Belastung des Bodens. Gleichzeitig ist aber auch bekannt, dass eine regelmäßige

mechanische Belastung in bestimmten Grenzen günstig für das Grünlandwachstum sowie die Bil-

dung dichter Grasnarben ist.

Insgesamt ergibt sich also noch kein klares Bild, da in dem Vorhaben nur sehr begrenzte Untersu-

chungen zur Wirkung der mechanischen Belastung auf die Pflanze (Spross- und Wurzelentwick-

lung) möglich waren. Die vorliegenden Ergebnisse können daher nur als Hinweis verstanden wer-

den, diese Thematik zukünftig intensiver und langfristiger zu untersuchen. Die sich abzeichnenden

Entwicklungen hin zu einer Intensivierung der Grünlandnutzung in Folge der veränderten globalen

Rahmenbedingungen unterstreichen den Bedarf derartiger Forschungen.

Zur weiteren Klärung der Zusammenhänge zwischen mechanischer Belastung auf Grünland und

der Ertragsbildung sowie der Bodenverdichtung sind daher zukünftig längerfristige Untersuchungen

anzustreben. Ein Ansatz hierfür ist die Anlage von Dauerbeobachtungsflächen, auf denen langfris-

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

54

Schriftenreihe, Heft 3/2009

tig alle relevanten Kennwerte der Ertragsbildung, der Bodenphysik, der Bodenmechanik sowie der

mechanischen Belastung durch die Fahrwerke erhoben und bewertet werden.

Die vorliegenden Ergebnisse zeigen insgesamt aber schon deutlich, auf welche Aspekte bei der

guten fachlichen Praxis der Grünlandbewirtschaftung noch stärker geachtet werden sollte.

So ist zukünftig verstärkt darauf zu achten, dass Grünlandflächen mit möglichst bodenschonenden

Fahrwerken (große Aufstandsflächen, geringe Kontaktflächendrücke, geringer Reifeninnendruck,

flache Reifenstollen) befahren werden. Dies ist vor dem Hintergrund zu sehen, dass auch im Grün-

land immer schlagkräftigere Maschinen und das heißt insbesondere immer schwerere Maschinen,

zum Einsatz gelangen. Insbesondere gilt dies auch für die Gülledüngung. Lediglich beim Walzen

sind ausreichend hohe Kontaktflächendrücke aufrechtzuerhalten, um die nötige Wirkung hinsicht-

lich der Grünlandpflege erzielen zu können.

Gleichzeitig bedingt der Einsatz immer schlagkräftigerer Maschinen auch immer größere Arbeits-

breiten und somit eine Reduktion der Fahrspuren im Grünland. Sofern diese schlagkräftige Technik

mit Boden schonenden Fahrwerken ausgestattet ist, ist der Trend zu größeren Arbeitsbreiten

durchaus positiv.

In diesem Zusammenhang ist auch zu sehen, dass alle Maßnahmen, die der Reduktion der über-

rollten Flächenanteile dienen, von Vorteil für die Ertragsbildung des Grünlandes sind. Lösungen zur

Optimierung der Befahrung sind daher auch zukünftig weiter zu entwickeln und zu prüfen.

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

55

Schriftenreihe, Heft 3/2009

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Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

57

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Plauen: 15.05.03Krone

Big M

700/50-26.6 (v)

3869

1,7

Ls2

1. ÜF

(Selbstfahrer)

600/55-26.5 (h)

1821

1,5

Ls2

Herlasgrün

16.10.03

Krone Big M II

750/65R26 (v)

3678

1,6

Lehm

2. ÜF

(Selbstfahrer)

600/65R28 (h)

2452

1,2

Lehm

Köllitsch

17.05.06

Traktor J.D.7710

480/70R30

2400

1,5

Sl4

1. ÜF

620/70R42

5000

1,3

Sl4

Krone AMT 5000 CV

15.0/55-17

738

1,6

Sl4

Oberlosa

15.10.03

Traktor Ford 8670

480/70R28 (v)

1300

1,5

Lehm

2. ÜF

580/70R38 (h)

2920

1,7

Lehm

Schwader Krone Swadro 1250

500/50-17

1100

2,2

Lehm

1. ÜF

Köllitsch

18.05.06

Traktor Fendt 711

420/70R28 (v)

2240

Sl4

nicht gemessen,

520/70R38 (h)

3350

Sl4

da andere Spurbreite

Schwader Krone Swadro 1250

500/50-17

1100

3,0

Sl4

1. ÜF

2. ÜF

Plauen: 16.05.03New

Holland FX

650/75R32 (v)

4040

2,3

Ls2

1. ÜF

480/70R24 (h) 1650 2,0 Ls2

Köllitsch

18.05.06

New Holland FX 28

650/75-R32 (v)

3597 (Gebiss?)

1,8

Sl4

1. ÜF

17.5LR24 (h)

2257

2,2

Sl4

2. ÜF

Traktor Fendt 818 Vario

540/65R30 (v)

1365

1,7

Ls2

1. ÜF

650/65R42 (h) 3135 1,6 Ls2

Silagewagen Veenhuis

SW 400

700/50-26.5 (v) 5000 3,0 Ls2

700/50-26.5 (h) 5000 3,0 Ls2

Traktor MB Trac 1100

16.9R28 (v)

1305

1,7

Ls2

1. ÜF

16.9R28 (h) 2195 1,9 Ls2

Silagewagen Veenhuis

VSW 2443

600/55-22,5 (v) 3600 1,9 Ls2

600/55-22,5 (h) 3600 2,0 Ls2

Traktor Fendt 824

600/65R34 (v)

2725

1,3

Sl4

1. ÜF

710/70R38 (h)

4500

1,3

Sl4

Muldenkipper Annaburger HTS 29.12

700/50-22.5

4500

2,0

Sl4

700/50-22.5

4500

2,0

Sl4

700/50-22.5

4500

2,0

Sl4

2. ÜF

Plauen:

16.05.03

Köllitsch

18.05.06

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

58

Schriftenreihe, Heft 3/2009

:

Traktor Fast Trac JCB 3185

520/70R30 (v)

1850

3,0

Sl2

1. ÜF

520/70R30 (h)

2150

3,0

Sl2

Quaderballenpresse Fortschritt K550

555/45-17 (v)

2550

3,5

Sl2

555/45-17 (h)

2550

3,5

Sl2

2. ÜF

Quaderballenpresse Fortschritt K550

555/45-17 (v)

2550

3,5

Sl2

1. ÜF

(Traktor nicht über Sensoren gefahren)

555/45-17 (h)

2550

3,5

Sl2

Traktor Fendt Vario

600/65R34 (v)

1,5

Sl3

1. ÜF

710/70R42 (h)

1,5

Sl3

Claas Quadrant 2200 Roto Cut

500/50-17

5000

2,5

Sl3

500/50-17

5000

2,5

Sl3

Manitou MLT 633-120LS

17.5LR24 (v)

2024

3,5

Sl2

2.ÜF

17.5LR24 (h)

2024

3,5

Sl2

Traktor Steyr 8165

16.9-26

1070

1,8

Sl2

1. ÜF

20.8R38

1780

1,5

Sl2

Eigenbauballenwagen

8.25-20 x2 (Zwilling

1500

4,5

Sl2

8.25-20 x2 (Zwilling

1500

4,5

Sl2

Traktor J.D. 4755

420/85R30

2945

H

2

0 und 1,5

Sl3

1. ÜF

520/85R42

4230

2,0

Sl3

Friba Agrartrans

15R22.5 (385/65R2

500

8,0

Sl3

15R22.5 (385/65R2

500

8,0

Sl3

Sensoren nicht

HW 80

16-20

500

5,0

Sl3

getroffen

16-20

500

5,0

Sl3

2. ÜF

Sensoren nicht

getroffen

66x43.00-25 NHS (

8400

2,5

Schluff

1. ÜF

66x43.00-25 NHS (

8400

2,5

Schluff

2. ÜF

3. ÜF

Traktor Fendt 824

600/65R34 (v)

2725

1,4

Sl4

1. ÜF

710/70R38 (h)

4500

1,4

Sl4

Annaburger HTS 20.27

700/50-22.5

4500

2,3

Sl4

15000 l

700/50-22.5

4500

2,6

Sl4

2. ÜF

MAN -Samson

24R20.5

5250

3,8

Lehm

1. ÜF

24R20.5

5250

3,8

Lehm

24R20.5

5250

3,8

Lehm

24R20.5

5250

3,8

Lehm

2. ÜF

Methau

28.10.03

Terra-Gator (5-Rad, Selbstfahrer)

Köllitsch

23.05.06

Langenbach 31.05.06

Wildenhain 25.06.04

Wildenhain 25.06.04

Waldenburg 13.06.06

Wildenhain 25.06.04

Waldenburg 13.06.06

Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

59

Schriftenreihe, Heft 3/2009

Köllitsch

30.03.07 420/70R28 (v)

1225

1,5

Sl 4

99,0

2,3

78

1. ÜF

520/70R38 (h)

1765

1,5

Sl 4

158,5

6,9

71

3250

(geschätzt)

−

Sl 4

273,0

15,2

55

3250

(geschätzt)

−

Sl 4

109

27

55

nur

Gerät

Köllitsch

22.05.07 15.0/55-17

gesch.

1025

1,6

Sl 4

363,6

19,1

114

nur

Gerät

Köllitsch

22.05.07 600/ 65 R34

1462

1,4

Sl 4

3,7

0,2

56

1. ÜF

710/ 70R42

2278

1,6

Sl 4

21,6

0,9

55

500/50-17/10PR

gesch.

950

3,0

Sl 4

376,7

40,3

73

nach

Traktor

500/50-17/10PR

gesch.

950

3,0

Sl 4

354,2

35,3

73

nur

Gerät

Köllitsch

23.05.07 600/ 65 R34

1462

1,4

Sl 4

80,1

0,2

56

1. ÜF

710/ 70R42

2278

1,6

Sl 4

77,8

0,1

55

−

3250

(geschätzt)

−

Sl 4

318,3

0,4

55

nach

Traktor

ohne

Traktor

−

3250

(geschätzt)

−

Sl 4

351,0

47,1

55

1. ÜF

ohne

Traktor

−

3250

(geschätzt)

−

Sl 4

341,1

24,2

55

2. ÜF

05 (n = 12)

42,5

gering

45,1

gering

10 (n= 11)

65,6

mittel

65,7

mittel

normal befah-

ren

20 (n = 6)

58,7

gering

70,2

mittel

05 (n = 6)

42,8

gering

28,2

sehr gering

10 (n = 11)

63,7

mittel

59,6

gering

stark befahren

20 (n = 12)

55,7

gering

73,0

mittel

normal befah-

10 (n = 6)

45,0

gering

51,0

gering

ren

20 (n = 6)

62,8

mittel

61,8

mittel

10 (n = 6)

46,8

gering

73,8

mittel

stark befahren

20 (n = 6)

65,3

mittel

82,2

mittel

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1867-2868

Januar 2009