Response time of soil microbial biomass after conversion from conventional to several different organic farming systems

Anderson, Traute-Heidi GND; Paulsen, Hans Marten GND

Organic farming was implemented on a 660 ha area of agricultural land with a long history of conventional farm management in Trenthorst, Northern Germany. The arable land was divided in five different organic farming systems differing in crop rotations and organic fertilization in addition to grassland plots. The plots were monitored over a period of seven consecutive years from 2001 to 2008 together with four adjacent plots which remained under conventional management. To assess the impact of soil management on the microflora, soil microbial quality indicators such as total microbial biomass (Cmic), the Cmic-to-Corg ratio together with soil carbon (Corg) were analyzed annually. Cmic and Cmic -to-Corg ratio were sensitive parameters which differed in their responses dependent on the farming system and varied from no effects, to beneficial or adverse effects. Field plots under the system “DAIRY ” with a high presence of legumes in the crop rotation in addition with FYM and slurry applications were the most favorable for microbial development with significant Cmic increases up to 87 % within seven years, with an annual growth rate of 12 to 53 microgramme Cmic g -1 soil and an increase of the Cmic -to-Corg ratio of up to 60 %. Plots under the system “PIG ” showed losses in Cmic of up to 25 % and a decreased Cmic-to-Corg ratio of up to 27 %. The type of crop management here could be the reason for the insufficient microbial growth. A gradual loss of Nt and P was noted in most of the organic plots over the years. As a general observation it seems necessary to examine in closer detail the nutrient composition of plots under transition to organic farming for an optimal stimulation of microbial growth. The conventionally managed plots had consistently high microbial indices, which correspond to those of plots under conversion to organic farming.

In Trenthorst, Norddeutschland, wurde auf einer Fläche von 660 ha mit langer konventioneller Nutzung Ackerland und Dauergrünland auf Ökologischen Landbau umgestellt. Fünf verschiedene Fruchtfolge- und Düngungssysteme wurden etabliert. Die 49 Flächen wurden zusammen mit vier Flächen, die unter konventioneller Bewirtschaftung blieben, von 2001 bis 2008 jährlich untersucht. Der Einfluss der Bodenbewirtschaftung auf die Mikroflora wurde anhand von Daten zur mikrobiellen Biomasse (Cmic), zum Cmic-zu-Corg-Verhältnis und zum Bodenkohlenstoff (Corg) ermittelt. Cmic und das Cmic-zu-Corg -Verhältnis waren empfindliche Parameter, die abhängig vom Bewirtschaftungssystem unterschiedlich reagierten: von keiner, förderlicher oder bis zur negativen Wirkung. Flächen unter dem System „Milchvieh“, mit hohem Anteil an Leguminosen in der Fruchtfolge und Stall- und Flüssigmist-Einbringung, waren mit Zunahmen von bis zu 87 %, mit einer jährlichen Zuwachsrate von 12 bis 53 Mikrogramm Cmic g-1 Boden und einem Zuwachs des Cmic- zu Corg-Verhältnisses bis zu 60 % am förderlichsten. Flächen unter dem System „Schweinehaltung“ zeigten dagegen Verluste im Cmic und einen Rückgang der Cmic-zu-Corg-Verhältnisse. In den ökologisch bewirtschafteten Böden wurde ein gradueller Verlust an Nt und P festgestellt. Die unter konventioneller Bewirtschaftung verbliebenen Böden hatten beständig hohe mikrobielle Indizes, die denen der ökologisch bewirtschafteten Flächen entsprachen.

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Anderson, Traute-Heidi / Paulsen, Hans: Response time of soil microbial biomass after conversion from conventional to several different organic farming systems. 2016.

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