Bodenerosion durch landwirtschaftliche Bearbeitung

Durch Bodenbearbeitungsmaßnahmen kommt es auf geneigten, landwirtschaftlichen Flächen zu äußerst starken Erosion- und Depositionserscheinungen, welche jene, die durch Wasser- oder Winderosion hervorgerufen werden, deutlich übersteigen können. Im vorliegenden Projekt soll der Einfluß der Bodenbearbeitung auf die Bodenverlagerung an einem Hang untersucht und langfristige Auswirkungen auf den Bodenzustand abgeschätzt werden. Ziele des Vorhabens liegen 1. in der Abschätzung der Bodenerosion durch Bodenbearbeitung unter österreichischen Bewirtschaftungsbedingungen, 2. in der Untersuchung des Einflusses von drei unterschiedlichen Bearbeitungsgeräten auf die Bodenerosion, 3. in der Untersuchung des Einflusses von Bodeneigenschaften auf die Bodenverlagerung, und 4. in der Abschätzung langfristiger Veränderungen im Bodenprofil infolge der Bearbeitung. Die Untersuchungen werden auf einem Acker der landwirtschaftlichen Fachschule Pyhra, NO, durchgeführt, der Hangneigungen zwischen 5 and 20% aufweist. Die Bodenverlagerung durch Bearbeitung wird mit Hilfe von Tracern untersucht. In unterschiedlichen Hangsegmenten (Oberhang, Mittelhang, Unterhang) werden dazu numerierte Aluminiumwürfel (Kantenlänge 1,5 cm) in unterschiedlichen Tiefen über die Bearbeitungtiefe eingebaut. Ihre genaue Position wird mit Theodolit, Mikroprisma und Nivelliergerät eingemessen. Danach wird der Hang hangauf und hangab bearbeitet. Folgende Geräte werden dabei verwendet: - Pflug: Bearbeitungstiefe 25 cm, Bearbeitungsgeschwindigkeit 4,5 km h-1 , - Kultivator: Bearbeitungstiefe 20 cm, Bearbeitungsgeschwindigkeit 8 km h-1 , - Kreiselegge: Bearbeitungstiefe 12 cm, Bearbeitungsgeschwindigkeit 10 km h-1 . Direkt nach der Bearbeitung werden für jedes Bearbeitungsgerät und jede -richtung getrennt die genaue Position der Aluminium-Tracer ermittelt und ihre Verlagerung ausgewertet. Um den Einfluß von Bodeneigenschaften auf die Bodenverlagerung sowie die Auswirkung der Bodenbearbeitung auf Bodeneigenschaften zu erfassen, werden wesentliche physikalische Bodenkennwerte direkt vor und/oder nach der Bearbeitung bestimmt. Dabei handelt es sich um die Textur, die Lagerungsdichte, den Wasseranteil, den Humusgehalt, den Grad der Bodenbedeckung durch Steine und Pflanzenrückstände sowie die Aggregat- und Schollengröße. Die Versuche werden über zwei Vegetationsperioden hinweg durchgeführt, um für jedes Gerät mindestens drei Bearbeitungstermine zur Auswertung zur Verfügung zu haben. Für jedes der drei Geräte wird die mittlere Bodenverlagerung durch Bearbeitung berechnet und eine durchschnittliche Bearbeitungserosion für eine in Österreich übliche landwirtschaftliche Bewirtschaftung abgeleitet. Neben den vorrangigen Zielen dieses Projektes werden die Ergebnisse verwendet, um ein Simulationsmodell zur Berechnung der Bodenerosion durch Bearbeitung zu erstellen bzw. zu verbessern.

1. Aufgabenstellung Im Rahmen dieses Vorhabens wurden der Einfluss der Bodenbearbeitung auf die Bodenverlagerung an einem Hang untersucht und langfristige Auswirkungen auf den Bodenzustand abgeschätzt. 2. Material und Methoden Die Untersuchungen wurden jeweils im Frühjahr und Herbst 1999, 2000 und 2001 auf einem Acker der landwirtschaftlichen Fachschule Pyhra, NÖ, durchgeführt, der Hangneigungen zwischen 5 und 20 % aufweist. Die Bodenverlagerung durch Bearbeitung wurde mit Hilfe von Tracern untersucht. In unterschiedlichen Hangabschnitten wurden dazu numerierte Aluminiumwürfel (Kantenlänge 15 mm) in unterschiedlichen Tiefen über die Bearbeitungstiefe eingebaut. Ihr genaue Position wurde mit Theodolit und automatischem Distanzmessgerät eingemessen. Danach wurde der Hang hangauf-, hangab und quer dazu bearbeitet. Folgende Geräte kamen zum Einsatz: Pflug: Bearbeitungstiefe 18 bis 23 cm, Bearbeitungsgeschwindigkeit 4,5 km h-1 , Grubber: Bearbeitungstiefe 13 bis 18 cm, Bearbeitungsgeschwindigkeit 8 km h-1 . Direkt nach der Bearbeitung wurden für jedes Bearbeitungsgerät und jede -richtung getrennt die genaue Position der Aluminiumtracer ermittelt und ihre Verlagerung ausgewertet. 3. Ergebnisse Bei den insgesamt 92 Versuche zeigte sich, dass durch das Pflügen der Bearbeitungshorizont im Mittel um 0,325 m hangabwärts und um 0,133 m hangaufwärts verlagert. Bei Bearbeitung mit dem Grubber wurden Verlagerungen um 0,238 m hangabwärts und 0,137 m hangaufwärts gemessen. Dies entspricht einer Netto-Bodenverlagerung hangabwärts von rd. 56 kg pro Meter Bearbeitungsbreite Pflug bzw. von 22 kg pro m bei Grubberbearbeitung. Bei Konturbearbeitung mit dem Pflug wurden der Boden 0,453 m aufwärts bzw. 0,513 m abwärts verlagert, mit dem Grubber waren es 0,051 m. Aus den Bodenverlagerungen der einzelnen Profile, dem Gefälle, der Bearbeitungstiefe und der Trockendichte des Bodens wurden gerätespezifische Kennwerte (k-Werte) berechnet, welche das Erosionspotential für ein Bearbeitungsgerät für die Randbedingungen einer bestimmten Region kennzeichnen. Die k - Werte waren für Bearbeitung in der Fallinie und Konturbearbeitung von etwa gleicher Größenordnung, das trifft für Pflug und Grubber zu. Das Pflügen führte zu rd. 2,6 mal so große Bodenverlagerung wie Grubbern. Die Ergebnisse zeigen, dass neben der Bodenerosion durch Wasser auch die Bodenbearbeitung zu einer starken Verlagerung von Bodenmaterial führt. Langfristig hat dieser Prozess große Auswirkungen auf die Bodenfruchtbarkeit und Bodenqualität vor allem in oberen Hangbereichen.