Donnerstag, 22. April 2021
25.03.2021 13:46
Direktsaat

Mais-Direktsaat halbiert Treibhausgasemissionen

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Von: mgt

Inwieweit weit sich die Direktsaat von Mais auf den Bodenkohlenstoff auswirkt und damit auf die CO2-Emissionen aus landwirtschaftlich genutztem Boden, haben Forschende der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (D) in einem fünfjährigen Dauerversuch ermittelt. Der Versuch ergab, dass die Treibhausgasemissionen je Hektar mehr als halbiert und damit der Bodenkohlenstoff länger stabilisiert werden kann.

Um die negativen Effekte durch den Klimawandel abzumildern, geht es global darum, Treibhausgasemissionen weiter zu reduzieren. In der Landwirtschaft ist es ein wichtiges Ziel, die Bodenkohlenstoffvorräte standortspezifisch im Boden zu steigern oder zu erhalten, um so der Atmosphäre CO2 zu entziehen, schreiben die Forscher.

Das Feldexperiment

Um die langfristigen Effekte auf die Erträge und Umwelteffekte einer Maisdirektsaat im Vergleich zu der klassischen Pflugsaat zu vergleichen, legten die Forschenden im Jahr 2015 im östlichen Hügelland Schleswig-Holsteins einen Parzellenversuch an. Die Böden sind sandige Lehme mit hohen bis sehr hohen Ertragserwartungen, sogenannte Gunststandorte.

Bevor Mais auf den Parzellen gesät wurde, war es Grünland. Dort wuchsen Gräser und krautige Pflanzen; dadurch waren die Böden zu Versuchsbeginn gut mit organischem Bodenkohlenstoff versorgt. Im ersten Schritt wurde die Grünlandnarbe mit einem Totalherbizid behandelt. Anschliessend wurde der Mais entweder direkt in die ehemalige Grünlandnarbe gesät oder eine klassische bodenwendende Saatbettbereitung vor der Aussaat durchgeführt.

In den Folgejahren erfassten die Wissenschaftler die Erträge, die wichtigsten Treibhausgasemissionen und die Veränderungen des Bodenkohlenstoffs. Langfristige Effekte auf den Kohlenstoffvorrat wurden modelliert.

Nach der Aussaat des Maises im Direktsaatverfahren oder in der klassischen bodenwendenden Saatbettbereitung durch Pflügen wurden auf den Versuchsflächen mit den weissen, blickdichten Messkammern ausschliesslich die CO2-Emissionen ermittelt.
Inger Struck

Bodenwassergehalte stabiler

Die Erträge in beiden Anbausystemen waren vergleichbar und bei ausreichender Nährstoffversorgung ohne Unterschiede. Die Bodenwassergehalte im Jahresverlauf zeigten eine höhere Stabilität bei der Maisdirektsaatvariante, was auf die bessere Bodenstruktur im Vergleich zur Pflugvariante zurückzuführen ist.

Bei einer in Zukunft höheren Wahrscheinlichkeit für unzureichende Niederschläge während der Vegetationsperiode in Schleswig-Holstein ist das Direktsaatverfahren so auch eine Möglichkeit auf den Klimawandel zu reagieren.

57 Prozent weniger Treibhausgasemissionen

Nach zweijährigen Messungen wurden bei der Maisdirektsaat 57 Prozent weniger Treibhausgasemissionen je Hektar gemessen als bei der Pflugsaat. Der grösste Teil der gemessenen Treibhausgasemissionen stammte dabei aus dem Abbau des Bodenkohlenstoffs.

Durch die klassische Bodenbearbeitung mit Pflug kam es also zu höheren CO2-Emissionen durch den verstärkten Abbau der organischen Substanz im Boden in den ersten zwei Jahren. Der Bodenkohlenstoff in der Direktsaatvariante zeigte nach zwei Jahren ebenfalls eine Abnahme, allerdings auf einem geringeren Niveau.

Fruchtfolge mit Kleegrasjahren

Modellierungen zeigen jedoch, dass der immer wiederkehrende Anbau von Mais auch bei dem Einsatz von Direktsaatverfahren die Kohlenstoffmengen im Boden langfristig verringert. Um dem Humusgehalt des Bodens auf einem stabilen Niveau zu halten ist eine angepasste Fruchtfolge mit Kleegrasjahren somit zwingend erforderlich.

Langfristig ergibt sich so zwar kein Vorteil gegenüber dem Dauergrünland, da hier Kohlenstoff für mindestens weitere 20 Jahre im Boden gebunden werden kann allerdings resultiert hieraus auch keine weitere Abnahme.

Auf Basis der Modellierung ergab sich langfristig eine jährliche Kohlenstoffspeicherung von +2,6 Tonnen CO2 für genutztes Dauergrünland und eine Abnahme von -1,1 Tonnen CO2 für eine Mais-Monokultur. Mittels Direktsaat und der Einbindung von Kleegras in die Fruchtfolge ergibt sich ein ausgeglichener Saldo einer Gras-Mais Fruchtfolge von +0,1 Tonnen CO2 pro Hektar im oberen Bodenhorizont.

Die Messung der CO2-Emissionen erfolgte mit statischen Messkammern direkt auf den Versuchsflächen. Mit der transparenten Messkammer wurde gleichzeitig die Photosynthese-Aktivität erfasst.
Inger Struck, Uni Kiel

Verbot von Glyphosat schwächt Direktsaat

«Die Ergebnisse des Projektes belegen, dass es vielversprechende Direktsaat-Optionen gibt. Mit der Kombination von mehrjährigem Ackergras oder Ackerkleegras und der eingeschobenen Ackernutzungen mit Mais oder anderen Kulturen kann eine hohe Bodenhumusspeicherung erreicht werden. So werden Gewässer und das Klima geschützt und trotzdem die Produktivität erhalten», erklärt Dr. Thorsten Reinsch, wissenschaftlicher Projektkoordinator der Arbeitsgruppe Grünland und Futterbau/Ökologischer Landbau.

Das nahende Verbot des Totalherbizids Glyphosat schwächt den Einsatz der Direktsaat in Wechselgrünlandsystemen, da eine nicht-chemische Abtötung der Grasnarbe ohne Bodenbearbeitung nur schwer möglich ist. «Vor diesem Hintergrund ist die Entwicklung von Alternativ-Wirkstoffen zu Glyphosat insofern geboten, um der Landwirtschaft in Deutschland eine ausreichende Bandbreite an Anpassungs- und Klimaschutzmassnahmen zu erhalten», erklärt Professor Taube.

Wurzel- und Erntereste nach der Ernte

Generell beeinflusst die Menge der auf dem Feld verbleibenden Wurzel- und Erntereste nach der Ernte der Hauptfrucht die Humusbildung in Böden positiv. Ein grosser Teil dieses pflanzlichen Kohlenstoffs wird mittelfristig physikalisch in Bodenaggregaten stabilisiert und zeigt dadurch eine längere Verweilzeit im Boden.

Eine intensive Bodenbearbeitung kann diese Stabilisierung negativ beeinflussen und führt zu einem stärkeren Humusumsatz als unter konservierenden Bodenbedingungen. Beispielhaft für diesen Zusammenhang ist die Einbindung von mehrjährigem Acker- oder Kleegras in Ackerfruchtfolgen, die jährliche Kohlenstoffbindungen in Böden von mehr als drei Tonnen CO2 je Hektar leisten können.

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One Response

  1. Direktsaat halbiert auch den ertrag und somit muss die doppelte fläche gesät werden womit wir wieder beim gleiche Treibhausgasausstoss sind wie konventionell einfach mit mehr Gift.

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