Erhöhung der organischen Substanz von Sandböden durch Kompost

Die Gehalte von Sandböden an organischer Substanz können durch die Anwendung von Kompost erhöht werden. Dies sind die ersten Resultate des Projekts "Humusversorgung von ackerbaulich genutzten Dauerflächen in Niedersachsen - Möglichkeiten des Einsatzes von Kompost", das am Institut für Strukturforschung und Planung in agrarischen Intensivgebieten (ISPA) der Hochschule Vechta in Kooperation mit dem Niedersächsischen Landesamt für Bodenforschung (NLfB) angelaufen ist.

Das Projekt wird finanziell vom Verband der nordrhein-westfälischen Humus- und Erdenwirtschaft e. V. (VHE NRW) unterstützt. Bearbeiter des jetzt erschienenen Projektberichts sind Mark Overesch, Gabriele Broll und Heinrich Höper.

Im Rahmen des Projekts wird anhand von 47 Standorten des Niedersächsischen Bodendauerbeobachtungsprogramms der Humushaushalt nordwestdeutscher Ackerböden untersucht. Darunter befinden sich 21 Sandstandorte. Des weiteren gilt es, Aussagen über mögliche Trends der Humusgehalte zu treffen. Neben der Auswertung von Bewirtschaftungsdaten sollen vor allem bodenmikrobiologische Parameter zur Beurteilung der Humusversorgung herangezogen werden.

Zusätzlich soll der Nutzen der Anwendung von Kompost für die Humusversorgung auf niedersächsischen Sandstandorten anhand von zwei Kompostversuchsflächen beurteilt werden. Auch hier wird der Einfluss auf bodenmikrobiologische Parameter geprüft.

Im Rahmen des Projekts wurde in einem ersten Schritt auf Grundlage jährlich erhobener Bewirtschaftungsdaten eine Humusbilanzierung nach der Humuseinheiten-Methode durchgeführt. Dazu wurde das Programm "Humusbilanzierer" von Prof. Dr. Thomé, Fachhochschule Neubrandenburg, genutzt. Die errechneten Humussaldi zeigen vor allem bei Sandböden mit Kartoffel- und Silomaisanbau sowie für Marktfruchtbetriebe mit hohen Hackfruchtanteilen in der Fruchtfolge ein überdurchschnittliches Humusdefizit auf.

Für die Untersuchungen wurden neben dem Corg-Gehalt insbesondere die bodenmikrobiologischen Parameter Basalatmung, die mikrobielle Biomasse (Cmik), der metabolische Quotient (qCO2; Basalatmung/Cmik) und der Quotient aus mikrobieller Biomasse und organischem Kohlenstoff (Cmik/Corg) für eine Indikation der Humusversorgung herangezogen. Die Basalatmung ist ein Parameter, der die aktuelle Aktivität der Mikroorganismen im Boden wiedergibt.

Die mikrobielle Biomasse ist ein Indikator, der langsame Veränderungen der organischen Bodensubstanz anzeigt, lange bevor sie sich im Corg-Gehalt erkennen lassen. Der metabolische Quotient gibt die Effizienz der mikrobiellen Substratsnutzung wieder. Hohe Werte deuten auf schlechte Lebensbedingungen für die Mikroorganismen hin. Der Quotient Cmik/Corg zeigt an, ob das Substrat das Wachstum der Mikroorganismen fördert und kann daher als Indikator für die Humusqualität gesehen werden.

Die Basalatmung, die mikrobielle Biomasse und der Quotient Cmik/Corg nehmen mit steigenden Sandgehalten und abnehmenden pH-Werten in den Böden ab. Der metabolische Quotient verhält sich entgegengesetzt, er ist in sandigen Böden mit niedrigem pH-Wert besonders hoch, da hier ungünstige Lebensbedingungen zu einer ineffizienten Substratnutzung durch die Mikroorganismen führen.

Die jährliche Veränderung der mikrobiellen Biomasse zeigte im Projekt relativ enge Beziehungen zu den Kohlenstoffeinträgen. So sei bei C-Einträgen von weniger als 4 t Kohlenstoff pro Hektar und Jahr verstärkt eine Abnahme des Cmik-Gehaltes zu beobachten, lauten die Erkenntnisse der Wissenschaftler. Aufgrund der Indikatorfunktion der mikrobiellen Biomasse müsse bei C-Einträgen unterhalb dieses Schwellenwertes langfristig mit einer Abnahme des Corg-Gehaltes gerechnet werden.

Besonders betroffen von diesem Prozess seien Sandböden. Die Ergebnisse deuteten an, dass bei Tongehalten um 5 % wahrscheinlich C-Einträge von mehr als ca. 5 t Kohlenstoff pro Hektar und Jahr zugeführt werden müssten, um die Gehalte an mikrobieller Biomasse und damit möglicherweise langfristig die Corg-Gehalte in den nordwestdeutschen Sandböden stabil zu halten. Dieser hohe Bedarf liege weit über dem Wert, der für Brandenburg erhoben wurde.

Zur Ermittlung des Beitrags, den der Einsatz von Bioabfallkompost zur Humusversorgung von Sandböden leisten kann, standen zwei Versuchsflächen zur Verfügung, die von der landwirtschaftlichen Untersuchungs- und Forschungsanstalt (LUFA) der Landwirtschaftskammer Weser-Ems eingerichtet und betreut wurden. Die Kompostversuchsfläche Wildeshausen im Landkreis Oldenburg existiert seit 1996, die Kompostversuchsfläche Listrup im Kreis Emsland seit 1993.

Die im Vergleich zu den Nullvarianten erhöhten C-Einträge auf den Kompostvarianten beruhten zum einen auf den kompostbürtigen C-Einträgen. Zum anderen seien aufgrund höherer Erträge auf diesen Flächen auch die C-Einträge aus Ernte- und Wurzelrückständen leicht erhöht, erklären die Wissenschaftler.

Auf der Versuchsfläche Wildeshausen konnte der Corg-Gehalt durch die Kompostanwendung von 1996 bis 2003 bei höchsten Kompostgaben signifikant gegenüber der Nullvariante gesteigert werden. In Listrup ist ebenfalls bei den höchsten Kompostgaben eine deutliche Erhöhung des Corg-Gehaltes von 1993 bis 2003 zu erkennen, die allerdings aufgrund der starken räumlichen Streuung zwischen den Werten statistisch nicht signifikant war.

Durch die Zufuhr leicht zersetzbarer organischer Substanz und die Abnahme der Bodenacidität wurde im Rahmen der Untersuchungen eine steigende mikrobielle Aktivität der Sandböden, gemessenen als Basalatmung, nach Kompostanwendung ermittelt.

Die Basalatmung ausgedrückt als CO2-C-Freisetzung pro Stunde und Kilogramm Boden (TM), nahm bei beiden Versuchstandorten mit der Steigerung der Kompostmengen zu. Die Steigerung der mikrobiellen Aktivität durch Kompostanwendung sei positiv zu bewerten.

Dem Boden würden durch Fertigkompost offenbar hohe Mengen an für Mikroorganismen verwertbarer organischer Substanz zugeführt. Auch erhöhte Mengen an Ernte- und Wurzelrückständen trügen dazu bei. Zudem kämen die verbesserten Mineralisierungsbedingungen zum tragen. Die Basalatmung war vor allem bei hohen Kompostmengen auch ein Jahr nach der letzten Kompostdüngung erhöht.

Die mikrobielle Biomasse zeigte ebenfalls einen positiven Trend, der allerdings weniger stark ausgeprägt war, erklären die Forscher. Der metabolische Quotient war bei Kompostdüngung erhöht. Er belege, dass die Mikroorganismen auf den Kompostversuchsflächen keinem ungewöhnlichen Stress ausgesetzt seien.

Zukünftig sollen innerhalb des Projekts eine Bewertung mit Hilfe der Analyse weiterer Parameter, z.B. der Aggregatstabilität und verschiedener Kohlenstoff-Fraktionen, sowie eine Modellierung des Humushaushaltes vorgenommen werden.

Weitere Informationen sowie Bezug der Studie: Hochschule Vechta, Abteilung Geo- und Agrarökologie, Institut für Strukturforschung und Planung in agrarischen Intensivgebieten (ISPA) Postfach 1553, 49364 Vechta, Tel.: 04441/1 53 44, Fax: 04441/1 54 45, E-mail: info@ispa.uni-vechta.de, ISBN 3-88441-199-3. (SR)

H&K 03-4-256

Bundesgütegemeinschaft Kompost e.V.

Von-der-Wettern Str. 25
D-51149 Köln-Gremberghoven

Telefon +49 (0) 22 03 / 358 37 - 0
Telefax +49 (0) 22 03 / 358 37 - 12
E-Mail: info(at)kompost.de