Schwere Landmaschinen schädigen den Boden dauerhaft stärker als bisher von Forschern angenommen. Dies kann zu schlechteren Ernteerträgen und einer stärkeren Verschmutzung der landwirtschaftlichen Flächen führen, so die Botschaft einer Gruppe nordischer Forscher. Das Ergebnis wird als Bodenverdichtung bezeichnet und betrifft die negativen Auswirkungen des Einsatzes schwerer Maschinen auf den Boden, der für den Pflanzenanbau genutzt wird. Die Bodenverdichtung ist gekennzeichnet durch eine erhöhte Dichte des Bodens, ein verringertes Luftvolumen und eine verminderte Fähigkeit, überschüssiges Wasser abzuleiten.
Schwere Landmaschinen schädigen den Boden auf Dauer stärker, als die Forscher bisher angenommen haben. Dies kann zu schlechteren Ernteerträgen und einer stärkeren Verschmutzung durch landwirtschaftliche Flächen führen.
Das Ergebnis wird als Bodenverdichtung bezeichnet und betrifft die negativen Auswirkungen des Einsatzes schwerer Maschinen auf den Boden, der für den Pflanzenanbau genutzt wird. Die Bodenverdichtung ist gekennzeichnet durch eine erhöhte Dichte des Bodens, ein verringertes Luftvolumen und eine verminderte Fähigkeit, überschüssiges Wasser abzuleiten.
Nordische Zusammenarbeit
In einem nordischen Kooperationsprojekt wollen Forscher aus Norwegen, Schweden, Dänemark und Finnland mehr über die Belastungstoleranz des Bodens und die Umweltfolgen der Bodenverdichtung herausfinden. Der norwegische Teil des Forschungsprojekts wurde vom norwegischen Forschungsrat im Rahmen des Lebensmittelprogramms finanziert.
Die ersten Messungen wurden auf Versuchsflächen in Schweden und Finnland durchgeführt, auf denen Bodenproben entnommen und analysiert wurden, unter anderem mit Hilfe von CT-Scans. Diese Technologie wird normalerweise zur Diagnose von Krankheiten bei Menschen eingesetzt, kann aber auch zur Erstellung von Bildern der Bodenstruktur verwendet werden.
Weniger Nahrung, mehr Verschmutzung
Die vorläufigen Ergebnisse haben die Forscher überrascht.
„Im Allgemeinen wurde davon ausgegangen, dass sich Strukturschäden in 25 bis 40 Zentimetern Tiefe nach zehn Jahren wieder erholt haben. Unsere Ergebnisse zeigen jedoch, dass das Porensystem und die Dichte des Bodens auch 14 Jahre nach der Verdichtung des Bodens noch deutlich beeinträchtigt sind. Das könnte bedeuten, dass die Verdichtung zu dauerhaften Veränderungen führt“, vermutet Trond Børresen, Professor an der University of Life Sciences (UMB).
Laut Professor Børresen verringert sich durch die Verdichtung des Bodens langfristig die Fähigkeit des Bodens, Nahrungsmittel zu produzieren. Eine schlechtere Bodenstruktur führt zu mehr Erosion und einem größeren Verlust von Nährstoffen und Pestiziden.
Beeinträchtigt durch Klimawandel und schwere Maschinen
Auch der Klimawandel macht den Boden anfälliger für Verdichtung, so der Professor.
„Das Fahren auf nassem Boden erhöht das Risiko von Schäden sowohl am Ober- als auch am Unterboden. Wenn sich das Klima ändert und es im Frühjahr und Herbst mehr Niederschläge gibt, werden wir bald viel mehr Schäden durch Bodenverdichtung sehen als heute“, sagt er.
Die landwirtschaftlichen Böden werden auch dadurch beeinträchtigt, dass das Gewicht und die Größe der Maschinen in den letzten zehn Jahren erheblich zugenommen haben.
„In der europäischen Landwirtschaft haben viele Maschinen eine Achslast, die weit über der Last liegt, die nötig ist, um dauerhafte Verdichtungsschäden zu verursachen. Einige von ihnen wiegen bis zu 60 Tonnen. Es gibt wenig Anzeichen dafür, dass diese Entwicklung aufhören wird“, sagt Professor Børresen.
Stickstoff in Luft und Wasser
Verdichtungen im Oberboden (0-25 cm) können den Ernteertrag um 5 bis 15 Prozent verringern. Dieses Problem ist nur vorübergehend, wenn der Boden anschließend richtig bearbeitet wird. In Bodenschichten, die mehr als 50 Zentimeter unter der Oberfläche liegen, kann sich die Ertragsminderung jedoch auf die nächste Generation oder im schlimmsten Fall für immer fortsetzen.
Eine schlechtere Bodenstruktur verringert die Wirkung des zugeführten Stickstoffs. In verdichteten Böden können die Pflanzen nur zwischen 60 und 65 Prozent solcher Stoffe aufnehmen. Der Rest wird ausgewaschen und kann in Flüsse und Wasserläufe gelangen.
Außerdem verlieren verdichtete Böden leichter Stickstoff an die Atmosphäre, weil Nitrat in Lachgas umgewandelt wird, das ein Treibhausgas ist. Die Forscher der UMB haben die Hauptverantwortung für die Untersuchung dieses Problems übernommen.
Bislang sieht es so aus, als ob die tieferen Bodenschichten relativ wenig zu diesem Verlust beitragen.
„Das war nicht ganz unerwartet. In dreißig bis vierzig Zentimetern Tiefe gibt es nicht viel Energie für die Bakterien, die für die Umwandlung von Nitrat in Distickstoffoxid notwendig sind. Wir haben vor kurzem damit begonnen, Messungen an ungestörten Bodenproben vorzunehmen, und dies könnte zu anderen Ergebnissen führen“, erklärt Professor Børresen.