Sie sind hier: Thema des Monats > März 2010 – Humusbilanzierung

März: Humusbilanzierung – was ist zu beachten?

Humus ist essentieller Bestandteil fruchtbarer Böden

Humus in Ackerböden entsteht durch den mikrobiellen Abbau von Ernte- und Pflanzenrückständen, organischen Düngern und abgestorbenen Bodenlebewesen. Humusgehalt und -qualität werden sowohl durch Standortfaktoren als auch durch die Bewirtschaftung, genauer gesagt durch Fruchtfolge, Düngung und Bodenbearbeitung, beeinflusst. Der Humusanteil und dessen Qualität wiederum haben einen entscheidenden Einfluss auf nahezu alle Faktoren der Bodenfruchtbarkeit und somit auf die Ertragsfähigkeit.

"Der Humusgehalt ist die wichtigste Kennzahl für die Bodenfruchtbarkeit. Weil Biobauern den Boden schonend bearbeiten und mit organischem Material düngen, verbessern sie den Humusgehalt. Sie fördern damit das Bodenleben genauso wie die Fähigkeit, Wasser oder Kohlenstoff zu speichern. Allerdings ist die Nutzung durch den Bauern nicht allein für den Humusgehalt entscheidend, sondern auch der Standort. Tonböden beispielsweise weisen höhere Humusanteile auf als Sandböden", sagt Professor Kurt-Jürgen Hülsbergen von der TU München (Quelle: www.oekolandbau.de). Ein neuerer wichtiger Aspekt ist außerdem die Speicherung von Kohlenstoff im Humus und die damit verbundene Senkung klimarelevanter Schadgase.

Boden konventionell
Der Schweizer DOK-Versuch zeigt, dass Böden mit geringem Humusgehalt (unter konventioneller Bewirtschaftung) Wasser schlecht aufnehmen und halten können. © FiBL, Bild: A. Fliessbach
Boden bio
Mit einem hohen Humusgehalt (Boden unter biologischer Bewirtschaftung) wird das Wasser besser aufgenommen und der Boden so weniger abgeschwemmt. © FiBL, Bild: A. Fliessbach

 

Der Humusgehalt ist eine der wichtigen Kennzahlen für die Bodenfruchtbarkeit. Obwohl aus verschiedenen Untersuchungen belegt ist, dass ökologisch wirtschaftende Betriebe tendenziell höhere Humusgehalte haben als konventionelle Betriebe, reicht es auch für den Ökobauern nicht, die Hände in den Schoß zu legen. Es gibt durchaus Betriebsleiter, die in ihren Entscheidungen sehr stickstofforientiert handeln und ihre Humusversorgung aus den Augen zu verlieren drohen. Der “aktive“ Anteil des Humus kann zwischen einem Viertel und der Hälfte des gesamten Humusgehalts ausmachen. Dieser Anteil wird rasch abgebaut und muss deshalb immer wieder durch Pflanzenrückstände und organische Dünger ersetzt werden, um den Humusgehalt langfristig aufrechtzuerhalten. Der Ansatz, den Humusstatus allein anhand der organischen Kohlenstoffgehalte zu ermitteln, reicht deshalb in der Regel nicht aus. Der Humusgehalt ist innerhalb eines Schlags schon sehr variabel, und auch die zeitlichen Schwankungen und fehlende Angaben zu Optimalwerten machen es schwer, die Messwerte richtig einzuordnen. Die Humusversorgung des Bodens sollte deshalb über die Humusbilanz ermittelt werden.

Methoden zur Humusbilanzierung und ihre Bewertung

Grünschnittkomposte
Grünschnittkomposte können für eine Humuszufuhr sorgen. © FiBL, Bild: K.-P. Wilbois

Das Prinzip der Humusbilanzierung besteht darin, den Humusbedarf in Abhängigkeit der Bewirtschaftung zu schätzen und der Humuszufuhr gegenüberzustellen. Mit der Bilanz wird also die Humusversorgung des Bodens bewertet, nicht aber der absolute Humusgehalt. Wenn der Humusbedarf durch die Nachlieferung mindestens ausgeglichen wird, geht man davon aus, dass sich langfristig auch der für den jeweiligen Standort optimale Humusgehalt einstellen wird. Je größer die (negative) Abweichung zwischen Humuszufuhr und bewirtschaftungsabhängigem Verbrauch desto schlechter fällt die Humusbilanz aus. Da für die Verwendung der Humusbilanz in der Praxis nur einfach zu erhebende Daten einfließen sollen, werden letztendlich Fruchtfolgen und organische Düngungsysteme nach ihrem Einfluss auf die Humusvorräte des Bodens bewertet und bilanziert. Die Fruchtarten werden in Humusmehrer und Humuszehrer eingeteilt, je nachdem wie sie über ihr Wurzelsystem und ihre Anforderungen an die Bodenbearbeitung die Humusbalance beeinflussen. Ziel ist es, die Humuszufuhr so einzustellen, dass am jeweiligen Standort effizient, umweltschonend und nachhaltig stabile Erträge eingebracht werden.

Schema der Humusbilanzierung

Tabelle verändert nach H. Kolbe (2008): Einfache Verfahren zur Berechnung der Humusbilanz für konventionelle und ökologische Anbaubedingungen

Gängige Methoden in der Praxis

Alle derzeit in der Praxis angewendeten Methoden haben gemeinsam, dass die Humuswirkung der angebauten Fruchtarten und der zugeführten organischen Dünger über einen Koeffizienten angegeben wird. Dieser wird je nach Methode z. B. als ROS, Humuseinheit oder Humusäquivalent bezeichnet. Durch Aufsummieren der Koeffizienten kann dann der Humussaldo berechnet werden.

  • Die ROS (Reproduktionswirksame organische Substanz)-Methode nach Asmus & Hermann (1977) ist das älteste der heute gebräuchlichen Verfahren zur Humusbilanzierung. Darin liegt allerdings auch das Problem, denn die Grundlage dieser Methode bilden Daten aus den Sechziger- und Siebzigerjahren, sodass sie nicht die aktuelle Ertrags- und Bewirtschaftungssituation abbilden kann.
  • Die Humuseinheiten-(HE)-Methode nach Leithold et al. (1997) stammt aus den späten Neunzigerjahren und stellt über die Grundlage des Stickstoffhaushalts einen Ertragsbezug her. Diese Methode unterscheidet zwischen konventionellem und ökologischem Landbau und legt für den Ökolandbau einen höheren Humussaldo fest.
  • Die VDLUFA-Methode ist ein Kompromiss der beteiligen Wissenschaftler, innerhalb der Methode gibt es zwei Möglichkeiten, die Humusbilanz zu ermitteln. Die "unteren" Werte sollen für Böden in gutem Zusatnd mit optimaler mineralischer Stickstoffdüngung angewendet werden, die "oberen" Werte dagegen für Böden die bereits längere Zeit mit Humus unterversorgt sind. In einer erweiterten Methode kann noch der Standort in die Bilanz einbezogen werden. Über den ermittelten Humussaldo erfolgt die Einteilung in Humusversorgungsgruppen, die auf Ertragsbasis eingeteilt wurden. Dabei muss die optimale Versorgungsklasse (C) für den Ökolandbau höhere Humussalden umfassen als für den konventionellen Landbau.
  • Die Humusbilanzierung nach dem Verfahren der Cross Compliance ist eine vereinfachte Form der VDLUFA-Methode für Betriebe mit weniger als drei Fruchtfolggliedern.

Alle genannten Methoden wurden für die Bedingungen des konventionellen Landbaus, also Anbausysteme mit mineralisch-organischer Düngung, entwickelt. Wie Untersuchungen ergaben, wird mit diesen Methoden die Humusdynamik auf Biobetrieben häufig falsch eingeschätzt, da die speziellen Bedingungen des Ökolandbaus nicht in die Bilanz einfließen.

Was ist bei der Humusbilanzierung für Ökobetriebe zu beachten?

Kleegras
Kleegras in der Fruchtfolge sorgt für eine Anreicherung der organischen Substanz. © FiBL, Bild: K.-P. Wilbois

Häufig werden mit den oben genannten Methoden für Ökobetriebe deutliche Humusüberschüsse festgestellt. Wie bereits erwähnt wurden die Methoden für Anbausysteme mit mineralisch-organischer Düngung entwickelt. Biolandwirte sollten deshalb bilanzierte Humusüberschüsse eher vorsichtig bewerten. Bisher kann noch keine eindeutige Empfehlung gegeben werden, wie diese nach konventionellen Methoden berechneten Humussalden im Ökolandbau einzuordnen sind. Es fehlen noch aussagekräftige Studien, die Richtwerte für die optimale Humusversorgung ökologisch bewirtschafteter Böden liefern.

Ökobetriebe weisen aufgrund ihrer besonderen Landnutzung im Vergleich zu konventionellen Betrieben entscheidende Unterschiede bezüglich des Humus auf. Zunächst wird von Biobetrieben ein vergleichsweise hoher Humusgehalt angestrebt, um die Ertragsbildung und Produktqualität auch ohne Mineraldüngung steigern zu können. Ein hoher Humusgehalt trägt außerdem zum Umweltschutz bei, zum Beispiel durch Erosionsschutz und CO2-Bindung (Klimaschutz). Andererseits wird vielfach davor gewarnt, dass unnötig hohe Humusgehalte zu Stickstoffauswaschungen führen können. Bei Biobetrieben ist diese Gefahr allerdings eher gering. Um mögliche Stickstoffverluste beurteilen zu können, sollte die Stickstoffbilanz herangezogen werden.

Humusüberschüsse im Vergleich zu konventionellen Betrieben können dadurch zustande kommen, dass Biobetriebe auf Grund der Bewirtschaftungsweise mehr organische Substanz in den Boden einbringen und dadurch dass der Humus schneller umgesetzt wird. Die zusätzliche organische Substanz liefert vor allem das Kleegras. Kleegras als Bestandteil der Fruchtfolge anstelle einer humuszehrenden Kultur sorgt erstens dafür, dass die mit Humuszehrern bebaute Ackerfläche verringert wird; so entsteht auf die gesamte Ackerfläche bezogen ein kleinerer Bedarf an Humus. Zweitens liefert das Kleegras über Wurzeln und Pflanzenreste hohe Mengen organischer Substanz nach. Der dritte Effekt ergibt sich dadurch, dass das Kleegras keine Mistdüngung erhält und somit auf die restliche Fläche mehr humusanreichernder Mist entfällt. Viertens trägt auch die Bodenruhe während des Kleegrasanbaus dazu bei, dass durch die fehlende Durchmischung weniger Luft in den Boden gelangt und Mikroorganismen nicht verteilt werden. So wird die Mineralisierung gebremst und organische Substanz reichert sich an. Bei allen anderen Fruchtfolgegliedern ist die Humusumsetzung im Vergleich zu konventionell bewirtschafteten Böden jedoch beschleunigt. Der Grund dafür sind die in Bioböden zahlreicher vorhandenen Bodenorganismen, die auch noch deutlich aktiver als ihre "Artgenossen" in konventionell bewirtschafteten Böden sind. Das lässt sich daran ablesen, dass Bioböden deutlich höhere Enzymaktivitäten zeigen. Auch wegen dieses verstärkten Abbaus hat ein Biobetrieb einen höheren Humusbedarf.

Bei einem bilanzierten Humusüberschuss ist der Hintergrund deshalb in den meisten Fällen lediglich ein höherer Humusbedarf und ein insgesamt höheres Humusniveau als bei konventionellen Betrieben üblich. Nur die wenigsten Böden sind im Ökolandbau tatsächlich humusüberversorgt.

Beispiel aus der Forschung für den Ökolandbau: Neue Humusbilanzierungsmethode für den Ökolandbau

In der Forschung wird bereits daran gearbeitet, Ökobetrieben eine geeignete Methode zur Humusbilanzierung an die Hand zu geben. Ein gutes Beispiel dafür ist das Forschungsprojekt „Entwicklung einer praxisanwendbaren Methode der Humusbilanzierung im ökologischen Landbau“. Im Projekt wurde anhand von Dauerfeldversuchen und Praxisversuchen die optimale Humusnachlieferung auf verschiedenen Standorten ermittelt. Daraus wurde eine Bilanzierungsmethode für den Ökolandbau namens HUMOD ausgearbeitet. Diese basiert auf einem mathematischen Modell, mit dessen Hilfe die Humusbilanz abgestimmt auf die Wirtschaftsweise, den Standort und die Ertragsleistungen berechnet wird. In der Testphase lieferte HUMOD bereits aussagekräftige Humusbilanzen für die überprüften Betriebe. Bevor die Methode aber in der Praxis zur Anwendung kommen kann, wird sie derzeit noch an der Universität Gießen und am Agroscope in der Schweiz überprüft. Weitere Informationen zum Projekt und der neuen Bilanzierungsmethode sind in der Veröffentlichung zum Projekt beim Verlag Köster oder bei Organic Eprints nachzulesen.

Wie kann ich den Humusgehalt auf meinen Flächen bilanzieren?

Die hier verlinkten Modelle beinhalten gewisse Anpassungen an den Ökolandbau, wie aber bereits erwähnt sollten die Daten dennoch mit Vorsicht interpretiert werden.

  • Humusbilanzierung nach der VDLUFA-Methode (mit den oberen Werten rechen, dafür die Dokumente unter „2. Humusbilanzmethode für Beratung“ verwenden!). Hinweis: Im Rahmen des oben erwähnten Forschungsprojekts wurde festgestellt, dass dieses Modell nicht direkt auf den Ökolandbau übertragbar ist, es wurden überproportional viele Humusüberschüsse bilanziert.
  • BEFU (Programm zur Berechnung der Humusbilanz) des Sächsischen Landesamtes.

Wie gehe ich mit den Ergebnissen um?

Auch wenn die Humusbilanz nach für den Ökolandbau angepassten Methoden berechnet wurde, sind die Resultate allein nicht aussagekräftig. Die Methode der Humusbilanzierung ist bisher trotz kontinuierlicher Forschung noch immer recht grob, bei jeder Methode werden einer oder mehrere Faktoren wie zum Beispiel Bodenbearbeitung, Unkrautregulierung, Wirtschaftsweise, Standort oder Ertragsniveau außer Acht gelassen. Die Humusbilanzierung ist deshalb ein Instrument für die Praxis, das ohne die Einschätzung des Landwirts keine sinnvolle Aussage liefert. Die errechneten Werte können als Anregung dienen, es ist aber notwendig sich mit den Werten auseinanderzusetzen und auch dem eigenen „Bauchgefühl“ zu vertrauen. Es empfiehlt sich auch, verschiedene Methoden zur Bilanzierung auszuprobieren und für neue Methoden aufgeschlossen zu sein.

Literatur

Download

Hier erhalten Sie das Thema des Monats März 2010 (.pdf) zum Download.

Impressum

Autorin: Ann-Kathrin Spiegel (FiBL Deutschland e.V.)
Durchsicht und Redaktion: Klaus-Peter Wilbois und Marion Morgner (beide FiBL Deutschland e.V.)
Herzlichen Dank an Christopher Brock (Universität Gießen) für die hilfreichen Informationen.