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Tagung „Kohlenstoffspeicherung“ – Agritechnica Hannover
Humusmanagement in der Landwirtschaft – Ergebnisse der Bodenzustandserhebung
PD Dr. Christopher Poeplau
Thünen Institut für Agrarklimaschutz
Hannover, 14.11.2019
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20
80
40
60
100
Mio
t C
O2-
Äq
uiv
ale
nte
Jahre
CO2 aus Böden
CH4 aus Tierhaltung
N2O aus N-Umsatz
Bodenzustandserhebung Landwirtschaft - Ziele
• ~11% der nationalen Treibhausgasemissionen aus der Landwirtschaft
• Boden größte terrestrische C-Speicher
• Änderung im Humusgehalt sind Klimarelevant
Müssen berichtet werden unter UNFCCC
Bisher: nur Landnutzungsänderungen
EU529 (2013): Auch Bewirtschaftung
Künftige Anrechnung auf Klimaschutzziele
Steigende Anforderungen an die Berichterstattung
Humus auch entscheidend für Bodenfruchtbarkeit!
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2008 2018
Konzeption
2011
1. Spatenstich Probennahme & Laboranalysen
3104.
Spatenstich
Labor-
analysen
2015
wissenschaftliche Auswertung
2017
Abschluss-bericht
Qualitätskontrollen & Dokumentation
Bodenzustandserhebung Landwirtschaft - Ablauf
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• 8 x 8 km Raster
• Acker, Grünland, Sonderkulturen
• 3107 Standorte
• Freiwillige Beteiligung d. Landwirte
• Fragebogen
Alleinstellungsmerkmal:
Einzige Inventur bis 1m Tiefe und mit Bewirtschaftungsdaten
Bodenzustandserhebung Landwirtschaft - Raster
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Standortaufnahme, Bodenprobenahme
• 1 m3 Profilgrube & Rammkernsondierungen
• gestörte Bodenproben: chemische Analysen
• ungestörte Bodenproben: physikalische Analysen
10 m
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Laboranalysen
• Nt-Gehalt
• Corg-Gehalt
• Grobbodengehalt
• Trockenrohdichte des Feinbodens
• Bodenart
• Canorg-Gehalt
• Wurzelbiomasse (grob)
• pH-Wert
• Nahinfrarotspektren
• Corg-Fraktionen (ausgewählte Standorte)
Corg-Vorrat, Nt-Vorrat
in Tiefenstufen
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Bewirtschaftungsdaten
• 10 Jahre Flächenbewirtschaftung
• Fruchtfolgen
• Ertrag
• Ernterestmanagement
• Düngung, Kalkung
• Bodenbearbeitung
• Beweidung
• Mulchschnitt
• meliorative Maßnahmen
• Landnutzungshistorie
• Betriebsspiegel
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Böden
Corg-Vorrat in terrestrischen Ökosystemen
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Corg-Vorrat in terrestrischen Ökosystemen in Deutschland (Wald- und Agrarökosysteme): 5 Milliarden t Corg
Böden Landwirtschaft (0-90 cm)
Böden Wald (0-90 cm)
Vegetation Wald
Vegetation Landwirtschaft
48% 23%
26%
3%
mit Streuauflage
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Mittlere Vorräte an organischem Kohlenstoff C
org
-Vo
rrat
(t
ha-1
)
Acker Grün- land
Sonder- kultur
Moorböden und moorähnliche Böden
mineralische Böden
Moorböden haben rund 5 × mehr Corg als Mineralböden (0-100 cm)
Mineralböden (0-100 cm): • Acker: 96 t Corg ha-1
• Grünland: 135 t Corg
ha-1
Organische Böden: 25% des gesamten C-Vorrats auf 6% Fläche
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Räumliche Variabilität der C Vorräte in Deutschland
Acker Grünland Moor- und moorähnliche Böden
C-Vorrat
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Steuergrößen für räumliche Variabilität
Statistisches Modell: Selbstlernender Algorithmus (Random Forest)
• C:N-Verhältnis (schwarz humose Sande)
• Tongehalt
• Landnutzung (Acker/Grünland)
• Grundwasserstufe
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Potenzielle Änderungen im C-Vorrat unter aktuellem Management
Quelle
Senke
Keine Änderung
Co
rg [
t h
a-1a-1
]
SOC
Cin
Mineralisation
Erntereste
Organische Dünger
CO2
Neutral
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Modellierte Trends
• Acker: Signifikante Verluste von Humus
• Grünland: keine signifikanten Änderungen
BDF
Inventur N=139 N=139 N=991 N=13 N=13 N=320
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Wiederbeprobung
Welche Corg-Vorratsänderungen ließen sich mit einer wiederholten BZE nachweisen?
Ellert et al., 2008
• Abhängig von Stichprobenumfang und Variabilität
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Skalenebene n MDD (t Corg ha-1) MDD (%)
Skalenebene „Deutschland“ 3104 0,97 1
mineralische Böden Acker 1873 1,25 2
mineralische Böden Dauergrünland 691 2,05 2
Skalenebene „Beprobungspunkt“ 8 16,55 17
Corg-Vorratsänderungen von 0,2 t ha-1 a-1 sind realistisch (Acker).
Diese ließen sich auf nationaler Skala nach 5 bis 10 Jahren nachweisen.
Wiederbeprobung
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Einfluss der Landnutzungsgeschichte
• 75% aller Beprobungspunkte in Niedersachsen hatten eine Landnutzungsänderung in den letzten 250 Jahren
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Maßnahmen zum Humusaufbau: Zwischenfrüchte
Meta-Studie zum Einfluss des langjährigen Zwischenfrucht-anbaus auf die Corg-Vorräte in Böden
• 37 Standorte, 139 Flächen
Mittlere Corg-Anreicherung: 0,32 t ha-1 a-1
Viele Synergien
2016: Zwischenfrüchte vor ca. 45% der Sommerkulturen
Poeplau und Don 2015
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Welche Maßnahmen haben Potenzial?
Ackerbau
Verbleib, Rückführung von Ernteresten
Grünland
Ertragssicherheit stärken
Zwischenfrüchte, Untersaaten
Mehrjähriger Feldfutterbau (Kleegras, Luzernegras)
Organische Düngung
Anlage von Hecken, Feldgehölzen
Anhebung Grundwasserstand
Erhalt von Dauergrünland
Umwandlung von Acker in Grünland
Mineralische Düngung
Organische Düngung
Anlage von Hecken (?) Anhebung Grundwasserstand
• Passende Maßnahmen sind standort- und betriebsspezifisch!
• C-Speicherung im Boden ist reversibel!
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Fazit
• Die erste BZE-LW stellt eine wichtige Grundlage für das Monitoring von Bodenkohlenstoff dar
• Wiederholungsbeprobung ist geplant (bis 2028 abgeschlossen)
• Im Kontext Carbon Farming kann sie helfen, Hot-Spot Regionen von hohen Vorräten und potenziellen Verlusten abzubilden
Boden-C ist kleinräumig variabel, es braucht relativ große Änderungen, um diese signifikant nachweisen zu können
Bei Wiederbeprobung an exakt gleicher Stelle Wie hält man diese geheim?
Die Landnutzungsgeschichte des Standorts sollte bekannt sein, bzw. es braucht eine geeignete Referenz um den allgemeinen Trend abzuschätzen
C-Speicherung im Boden ist reversibel
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www.thuenen.de/de/ak/projekte/carbohedge
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Hecken gesucht! Für die einmalige, bodenkundliche Beprobung im Rahmen eines
Promotionsprojektes zur Kohlenstoffbindung durch Hecken suchen wir Feldhecken.
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