Standorttypische Humusgehalte landwirtschaftlich genutzter Böden Deutschlands

Drexler, Sophie; Broll, Gabriele GND; Don, Axel GND; Flessa, Heinz GND

In der guten fachlichen Praxis des Bundes-Bodenschutzgesetzes ist gesetzlich festgelegt, dass der standorttypische Humusgehalt eines Bodens zu erhalten ist (§17II7 BBodSchG). Spezifikationen hinsichtlich dieses standorttypischen Humusgehaltes in untergesetzlichen Regelwerken fehlen allerdings. Um Werte zuverlässig für ganz Deutschland ableiten zu können, gab es bislang keine ausreichend repräsentative und methodisch einheitliche Datengrundlage. Durch die 2018 abgeschlossene erste Bodenzustandserhebung Landwirtschaft (BZE-LW) wurde diese Datengrundlage geschaffen. Ziel dieser Studie war es, auf Grundlage der Daten der BZE-LW standorttypische Wertebereiche für Corg-bzw. Humusgehalte in Abhängigkeit von Standortfaktoren abzuleiten. Darüber hinaus war es Ziel zu untersuchen, ob sich durch die historische Landnutzung, durch Landnutzungsänderungen oder durch die Flächenbewirtschaftung erklären lässt, warum Standorte Humusgehalte unter bzw. über den abgeleiteten standorttypischen Wertebereichen haben. Letztlich galt es zu bewerten, welche Potenziale und Grenzen die Ableitung und Ausweisung standorttypischer Humusgehalte haben. Hierzu wurden in Abhängigkeit der Standortfaktoren ‚Landnutzungsart‘, ‚Textur‘,C/N-Verhältnis‘ und ‚Niederschlag‘ 33 Klassen gebildet und für jede der Klassen standorttypische Wertebereiche ausgewiesen. Standorte mit sehr hohen oder sehr niedrigen Corg-Gehalten (25% der extremen Werte) sind als nicht-standorttypisch abgegrenzt worden. Die grafische Darstellung des Ableitungsschemas sowie der Wertebereiche erfolgte als Entscheidungsbaum. Die Arbeit zeigt, dass für Mineralböden eine Ableitung standorttypischer Humusgehalte auf Grundlage der Daten der BZE-LW möglich ist, und weist erstmalig bundesweit abgesicherte standorttypische Humusgehalte in Form von Wertebereichen aus. Trotz der großen Variabilität zwischen den Standorten und der Überlappung derCorg- bzw. Humuswertebereiche, spiegeln die Unter- und Obergrenzen der standorttypischen Wertebereiche die Beziehungen zwischen den Standortfaktoren und dem Humusgehalt deutlich wider. Bei den Landnutzungsarten ist neben ‚Acker' und ‚Dauergrünland‘ auch eine Klasse für ‚Grünland-Wechselwirtschaft‘ ausgewiesen worden, die Corg-Gehalte aufwies, die genau zwischen denen von Acker und Dauergrünland lagen. In Abhängigkeit des Ton- und Schluffgehaltes wurden fünf Texturklassen gebildet, mit allgemein steigenden standorttypischen Corg-Gehalten mit zunehmenden Tongehalten. Bei leichten Böden wurde die historische Landnutzung als Moor oder Heide durch eine Stratifizierung nach C/N-Verhältnis berücksichtigt: Der Corg-Gehalt in diesen Böden mit einem Tongehalt <12% war genauso hoch wie in den tonreichsten Böden mit einem Tongehalt >35%. Der Niederschlag hatte auf Deutschlandebene größeren Einfluss auf den Corg-Gehalt als die Temperatur oder Höhenlage. Es erfolgte deshalb eine Stratifizierung nach Niederschlag, wobei Standorte mit höherem Niederschlag höhere Corg-Gehalte aufwiesen. Die Faktoren ‚ökologischer Landbau‘, ‚Zufuhr an organischer Substanz‘, eine Moorvergangenheit, Landnutzungsänderungen sowie der Grundwassereinfluss trugen in 39% der Fälle dazu bei, dass Corg-Gehalte außerhalb der jeweiligen standorttypischen Wertebereiche lagen. Die in dieser Arbeit abgeleiteten standorttypischen Wertebereiche für Corg-bzw. Humusgehalte leisten einen Beitrag zur Einordnung des Begriffs „standorttypischer Humusgehalt“ im Rahmen des §17II7BBodSchG. Sie ermöglichen den Vergleich gemessener Corg-Gehalte und daraus abgeleiteter Humusgehalte mit „standorttypischen Wertebereichen“ in Deutschland. Diese Einordnung kann neben Informationen über die zeitliche Veränderung von Humusgehalten ein Kriterium zur Bewertung des Humuszustands sein.

The "good agricultural practice" of the Federal Soil Protection Act of Germany requires that the "site-specific humus content" of a soil must be maintained (§17II7 BBodSchG). However, there are no specifications regarding this site-specific humus content in subordinate regulations. To be able to derive values reliably on a national scale, a representative dataset collected in a methodologically consistent manner was missing so far. Through the first German Agricultural Soil Inventory (BZE-LW), completed in 2018,this dataset has been created.The aim of this study was to derive site-specific value ranges for soil organic carbon/humus contents as a function of site factors, based on the BZE-LW data set. In addition, the objective was to analyze whether the land-use history, land-use changes or the agricultural management could explain why sites have humus contents below or above the derived site-specific value ranges.Lastly, it was necessary to evaluate the potential and limits of the derivation of site-specific humus contents.Depending on the site factors ‘land-use type’, ‘soil texture’, ‘C/N ratio’ and ‘precipitation’ 33 classes were formed, and, for each of these classes site-specific soil organic carbon/humus contents were derived. Sites with very high or low humus contents (25% of the extreme values) were defined as ‘non-site-specific‘. The derivation scheme and the site-specific value ranges were graphically presented using a decision tree.The results show that it is possible to derive site-specific humus contents for mineral soils based on the BZE-LW dataset and for the first time site-specific humus contents were reliably identified on a national scale.Despite the large variability between sites and the overlapping value ranges, both in the lower and upper limits, the site-specific ranges reflect the relationships between site factors and humus contents. Regarding land-use type, a class for ‘non-permanent grassland’ was introduced in addition to ‘cropland’ and ‘grassland’. The non-permanent grassland sites had humus contents that were intermediate between those of arable land and permanent grassland.Depending on the clay and silt content, five texture classes were formed, with generally increasing humus value ranges with increasing clay contents. For coarse-textured soils, a historical land-use as peatland or heathland was considered via stratification by C/N ratio: It was found that the humus content in these soils with a clay content <12% was as high as in very fine-textured soils with a clay content >35%. On the national scale precipitation showed a greater influence on the humus content than temperature and altitude. For this reason, precipitation classes were formed, with classes with higher precipitation having higher humus contents. The factors ‘organic farming’ and ‘organic carbon input’, a land-use history as peatland, land-use changes and the groundwater level contributed in 39% of the cases to soil organic carbon contents below or above the derived site-specific value ranges.The site-specific value ranges for soil organic carbon/humus contents derived in this study contribute to classification of the term "site-specific humus content" within the framework of § 17 II 7 BBodSchG.They enable the comparison of measured soil organic carbon contents and humus contents derived from them with "site-specific value ranges" in Germany.This classification can be a criterion for the evaluation of the humus contents besides information about the temporal change of humus contents.

Preview

Cite

Citation style:

Drexler, Sophie / Broll, Gabriele / Don, Axel / et al: Standorttypische Humusgehalte landwirtschaftlich genutzter Böden Deutschlands. Braunschweig 2020. Johann Heinrich von Thünen-Institut.

Rights

Use and reproduction:

Export