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topplus Zwischenfrüchte & Untersaaten

Dauerhafte Begrünung bringt mehr Humus

Böden profitieren von Humusaufbau und -erhalt. Zwischenfrüchte und Untersaaten bieten dem Bodenleben das ganze Jahr Futter.

Lesezeit: 9 Minuten

Unser Autor: Dr. Ulrich Lehrke, Landwirtschaftskammer Niedersachsen

Vielleicht geht es dem Humus wie den Landwirten: Seine Leistungen wurden lange nicht ausreichend gesehen. Jetzt entwickelt er sich in der öffentlichen Diskussion zum Hoffnungsträger, weil er klimaschädliches CO2 im Boden binden kann.

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Viel wichtiger für Landwirte aber ist, was Humus angesichts von Trockenheit und Hitze für die nachhaltige Ertragsfähigkeit ihrer Böden leisten kann. Wir erklären, wie das Humus-Prinzip funktioniert und wie Sie Humus im Ackerbau über Zwischenfrüchte effektiv aufbauen können.

Warum ist Humus wichtig?

Humus puffert Klimafolgen. Humus bildet sich aus Pflanzenrückständen, aufgebrachten tierischen Reststoffen und deren organischen Umwandlungsprodukten. Interessant aus Klimasicht macht ihn, dass er zu 58 % aus Kohlenstoff (Corg) besteht.

Humus im Acker sorgt für:

  • erhöhte Wasserhaltefähigkeit durch mehr Porenraum im Boden,
  • höhere Aggregatstabilität, bessere Bodenstruktur und Wasserführung,
  • bessere Speicherung und zur Verfügungstellung von Nährstoffen für die Pflanzen,
  • weniger Erosion, besonders in Hanglagen und bei Wind.

Der Standort bestimmt den Humusgehalt

Die Humusgehalte sind je nach Boden, Standort und Bewirtschaftung sehr unterschiedlich. In der Bodenzustandserhebung hat das Thünen-Institut in Braunschweig die Humusgehalte in zahlreichen Bodenproben ermittelt. Danach liegen über 50 % der Ackerböden in der Klasse h3 (mittel humos, 2 bis < 4 % Humus). Rund 65 % des organischen Kohlenstoffs befindet sich dabei im Oberboden (0 bis 30 cm), rund 35 % im Unterboden.

Die meisten Grünlandböden entsprechen der Klasse h4 (stark humos 4 bis <  8 % Humus). Die Spanne ist allerdings groß: von nur 0,5 % Humus z. B. auf trockenen Sandböden unter Acker in Brandenburg bis hin zu wasserbeeinflussten Moorböden mit Humusgehalten von 70 % und mehr. Der Humusanteil im Waldboden ist vergleichbar mit dem unter Grünland, also ca. 30 bis 40 % höher als auf Ackerland.

Ständiger Auf- und Abbau

In der aktuellen Klimadiskussion wird oft vergessen, dass der Humusgehalt kein starrer Wert ist, sondern ein Fließgleichgewicht. Organische Dünger und Ernterückstände werden laufend eingebracht und durch das Bodenleben abgebaut. Humus ist dabei ein Gefüge aus mineralischen Bodenteilchen und organischen Substanzen.

Der Auf- und Abbau ist für Ackerbauern gerade wichtig: Denn es entstehen durch Mineralisation pflanzenverfügbare Nährstoffe, die vor allem für Öko-Landwirte die Grundlage der Pflanzenernährung sind. Aber: Der Abbauprozess durch das Bodenleben setzt auch das gebundene Kohlendioxid wieder frei. Das ist beim Klimaschutz durch Humusaufbau zu bedenken.

Der Humusgehalt hängt zentral ab vom Ton- und Wassergehalt im Boden, aber auch vom pH-Wert und vom Klima. Tonreiche Böden (> 45 % Ton) haben im Mittel doppelt so viel organischen Kohlenstoff im Oberboden gespeichert wie sehr sandige Böden (< 12 % Ton), so die Bodenzustandserhebung. Erstaunlich wichtig für den Humusgehalt ist auch die Vorgeschichte der Böden in den letzten 100 Jahren: So haben z. B. vor 30 Jahren umgebrochene Ackerböden immer noch erhöhte Humusgehalte.

Pro Jahr 0,5 % Humus mehr?

Unter idealen Bedingungen gehen Wissenschaftler davon aus, dass sich über die Jahre der Humusvorrat im Mittel höchstens um 0,5 % pro Jahr steigern lässt. Um Humus nicht nur im Gleichgewicht zu halten, sondern aufzubauen, braucht man Ausdauer. Nur wer jedes Jahr mehr organische Masse einbringt, als zur Aufrechterhaltung des aktuellen Humusgleichgewichtes nötig ist, wird den Humusgehalt über die Jahre langsam anheben.

Besonders langsam wird der organische Kohlenstoff im Unterboden umgesetzt. Kohlenstoffeinträge z. B. über tief wurzelnde Pflanzen oder Regenwürmer haben deshalb eine besondere Bedeutung für die langfristige Kohlenstoffspeicherung im Unterboden. Insgesamt lässt sich dabei umso leichter Humus im Boden aufbauen, je stärker der Kohlenstoff-Gehalt durch die bisherige Bewirtschaftung am Standort bereits gesunken ist.

Auf jedem Boden gilt allerdings: Lässt die organische Düngung nach, sinkt der Humusvorrat im Boden wieder ab. Viel Einfluss hat dabei auch die Bodenbearbeitung. Je intensiver die Bearbeitung, desto mehr wird die Mineralisation angekurbelt. Ein Effekt, den man im Ökolandbau beim Hacken zur Nährstofffreisetzung bewusst einsetzt.

Gleichzeitig ist z. B. eine konservierende Bodenbearbeitung mit Direktsaat nicht zwangsläufig besser für den Humusgehalt des Bodenprofils als eine Bewirtschaftung mit dem Pflug. Forschungsergebnisse haben vielmehr ergeben, dass zwar die Humusvorräte in den obersten Zentimetern des Bodens steigen, gleichzeitig aber ein Humusverlust in den darunterliegenden Bodentiefen auftritt. Außerdem relevant für die optimale Humusbildung und gute Bodenstruktur ist der pH-Wert, denn Kalzium spielt bei der Humusaggregatbildung eine wichtige Rolle.

Humusanreicherung hat aber auch ihre Grenzen: So kann z. B. zu viel Stickstoff mineralisiert werden, der von den Pflanzen nicht mehr aufgenommen werden kann. Eine weitere Grenze für den Humusaufbau ist die von Wissenschaftlern beobachtete Zunahme von N2O-Emissionen, die dem Klima schaden. Das passgenaue Humusmanagement ist deshalb eine große betriebliche Herausforderung.

Humus durch Fotosynthese

Besonders effektiv ist die organische Düngung mit Wirtschaftsdüngern, rund 70 % der deutschen Äcker profitieren davon. Wie stark sich organische Dünger in der Humusbildung unterscheiden, zeigt Grafik 1. So gelangen mit Rindergülle ca. 9 kg Humus-C/t zurück auf das Feld, bei verrottetem Stallmist bzw. Kompost mindestens 40 kg Humus-C/t.

Sind Wirtschaftsdünger nicht in ausreichender Menge verfügbar, lässt sich aber auch rein pflanzlich einiges für die Humusbildung erreichen. Wichtiger erster Schritt ist dabei die Strohdüngung.

Für die gezielte Humusmehrung stehen Zwischenfrüchte und Untersaaten im Fokus. Ihr Vorteil ist, dass sie organische Substanz direkt vor Ort erzeugen und nicht über den Import zugekaufter Substanz zu einer Umverteilung und örtlichen Verschiebung von Humusaufbaupotentialen führen.

Außerdem fallen für sie keine Transporte an. Am besten nutzen Sie deshalb das Fotosynthese-Potential vor Ort voll aus, indem Sie dauerhaft über die ganze Vegetationszeit begrünen. Wertvolle Nebeneffekte liefert die dauerhafte Begrünung für die Bindung von Stickstoff (N), den Erosionsschutz, Insekten sowie als Rückzugsraum für Wildtiere.

Die Wurzel zählt

Beim Humusaufbau durch Zwischenfrüchte und Untersaaten ist die Wurzelmasse besonders wichtig. Denn bezogen auf die eingebrachte Menge bildet Wurzelmasse viel mehr Humus als das oberirdische Pflanzenmaterial. Das ist bei der Wahl der Zwischenfrüchte zu bedenken.

Tiefwurzelnde Pflanzen sorgen dafür, dass Humus auch in den Unterboden gelangt, wo die Humusumsetzung eher langsam läuft. Hier eignen sich tief wurzelnde Arten wie z. B. Phacelia, Senf- und Retticharten. Besonders Phacelia durchwurzelt die Krume intensiv, wobei ihre Wurzeln allerdings deutlich langsamer wachsen als bei den Kruziferen. Je nach Mischung und Pflanzenaufwuchs kann eine über Winter stehende Zwischenfrucht dem Boden ca. 120 bis 200 kg Humus-C/ha zuführen. Bei einer Sommerzwischenfrucht ist immerhin noch mit rund 80 kg Humus-C/ha zu rechnen.

Allerdings können die Schwankungen enorm sein. Normalerweise liefern Zwischenfrüchte wie Phacelia, Gelbsenf oder Ölrettich im Mittel ca. 4 t oberirdische Trockenmasse (TM) je Anbaujahr. Aber gerade Ölrettich reagiert z. B. auf einen zu späten Saatzeitpunkt mit deutlich geringeren TM-Erträgen, die durchaus auf 0,5 bis 1 t/ha fallen können.

Das Bodenleben ankurbeln

Das Bodenleben profitiert von Mischungen verschiedener Zwischenfrüchte. Regenwürmer, die maßgeblich am Aufbau von Ton-Humus-Komplexen beteiligt sind, bevorzugen Leguminosen. Daher empfiehlt es sich, diese immer zu einem gewissen Anteil in der Mischung zu haben. Um das Verhältnis des Regenwurmvorkommens unter Zwischenfruchtmischungen zu einem Winterroggenbestand abschätzen zu können, zählte der Züchter P. H. Petersen aus Lundsgaard, Schleswig-Holstein, die Würmer in einem Versuch. Das Ergebnis: Unter Zwischenfrüchten fanden sie 300 bis 600 Regenwürmer/m2, unter Winterroggen nur 40.

Angesichts des Düngeverbotes im Herbst werden Leguminosenanteile außerdem in roten Gebieten interessant. Ab welchem Leguminosenanteil man Abschläge für abfrierende Zwischenfrüchte in der Düngebedarfsermittlung der Düngeverordnung vornehmen muss, ist in den Bundesländern nicht einheitlich geregelt.

Anschlussbegrünung mit Untersaat?

Folgt nach der Zwischenfrucht Mais, lässt sich in Regionen mit ausreichenden Jahresniederschlägen mit einer Untersaat aus Rotschwingel oder Weidelgräsern die Bodenbegrünung fortführen. Steht nach dem Mais wieder eine Sommerung, kann die Untersaat erhalten bleiben. Dann ist direkt nach der Maisernte nicht nur die Flächenbegrünung gesichert, sondern gleichzeitig die N-Speicherung und der Erosionsschutz. Den Mais gefährdet die Untersaat in seinem Ertragspotenzial nicht.

Zu bedenken ist aber die Wasserverfügbarkeit am Standort. Auf Böden mit unter 550 mm Jahresniederschlag kann die Untersaat mit dem Mais durchaus in Wasserkonkurrenz treten. Hier gilt es dann abzuwägen, denn Gräser sind für den Humusaufbau besonders wertvoll. Ihre feinen Wurzeln liefern reichlich organisches Futter für das Bodenleben. Nach Untersuchungen der LWK Niedersachsen produziert eine Grasuntersaat 2 bis 3 t TM/ha. Daraus können bis zu 250 kg Humus-C/Jahr resultieren.

Humusboost durch Gras in der Fruchtfolge

Eine noch bessere Humuswirkung hat Gras als Fruchtfolgeglied. Im Sommer eingesätes Ackergras bildet bis zum Frühjahr bereits 100 kg Humus-C/ha. Im Hauptnutzungsjahr sind es um die 800 kg Humus-C/ha. Je nach Ausrichtung kann Ackergras dabei lediglich als Winterbegrünung mit Futternutzung dienen oder aber überjährig als Bodenverbesserung, Futter- oder Substratkomponente.

Nach dem Umbruch von Gräsern ist vor allem in Getreide die Stickstoffnachlieferung zu berücksichtigen. Anders als bei einem Grünlandumbruch, bei dem die N-Freisetzung oft erst im zweiten oder dritten Jahr danach einsetzt, mineralisiert nur einjährig genutztes Ackergras meist sehr zügig.

Eine Alternative für Ackerbauern, die sich für Ackergras interessieren, kann die Grassamenvermehrung sein. Dann wird der zweite Schnitt in der Samenreife gedroschen. Dies ist zwar eine Nische, kann aber die Fruchtfolge mit einer humusmehrenden Kultur auflockern.

Was zehrt am Humus?

Die Gestaltung der Fruchtfolge ist eine zentrale Maßnahme für die Anreicherung von Kohlenstoff im Ackerboden. Denn unter den Ackerbaukulturen gibt es Humuszehrer und -mehrer, wie Grafik 2 zeigt.

Klar wird: Enge Getreide- und Maisfruchtfolgen zehren am Humusgehalt der Böden, vor allem, wenn das Getreidestroh abgefahren wird. Verbleibt das Stroh dagegen auf der Fläche, lassen sich über 100 kg Humus-C zurückführen.

Hackfrüchte beanspruchen den Humusgehalt am stärksten (bis zu – 1 300 kg Humus-C/ha). Auch Mais gehört mit einem Verbrauch von 560 bis 800 kg Humus-C/ha zu den Zehrern. Das gilt auch für Körnermais, bei dem viel organische Substanz in Form von Stroh auf dem Acker bleibt. Er erreicht maximal eine ausgewogene Humusbilanz, in der Regel geht er aber mit – 100 kg Humus-C in die Humusbilanz ein.

Überblick verschaffen

Um etwas für den Humus zu tun, sollten Sie wissen, wie hoch der Gehalt in Ihren Böden ist. Einen ersten Überblick gibt eine berechnete betriebliche Humusbilanz anhand von Daten über Fruchtfolge und organische Düngung.

Wie es aber tatsächlich auf den einzelnen Flächen aussieht und wie sich der Humusgehalt entwickelt, können nur Humusbodenproben zeigen. Es empfiehlt sich, den Humusgehalt durch Probenahme im Frühjahr auf einer immer gleichen Teilfläche einfach bei jeder Grundbodenprobe mit ermitteln zu lassen. Um den Humusgehalt aus dem organischen Kohlenstoff zu berechnen, kann man bei Mineralböden die folgende Formel verwenden: Humus (in Masse-%) = 1,72 x organischer Bodenkohlenstoff (in Masse-%).

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