Effects of short rotation coppice with willows and poplar on soil ecology
Kurzumtriebsplantagen (KUP) mit schnellwachsenden Weiden- und Pappelklonen (Salix und Populus spp.) führen auf vormals kommerziell genutzten Ackerböden zur Einstellung der Bodenbearbeitung in Verbindung mit erhöhten Streumengen. Zusätzlich ist die Qualität der Streu verändert (z. B. das C/N-Verhältnis und der Ligningehalt erhöht) und hierdurch kann der Streuabbau verzögert sein. Diese Faktoren können im Oberboden zu erhöhter Kohlenstoffspeicherung führen. Der Verbleib der Blattstreu im Bestand führt zu einer hohen Nährstoffrückführung. Im Gegensatz zu kommerziellen landwirtschaftlichen Nutzpflanzen können Weiden und Pappeln Ektomykorrhizierung ausbilden. Das führt zu einer Einwanderung von Ektomykorrhizapilzen in landwirtschaftliche Böden und zu Veränderungen in der bodenmikrobiellen Aktivität und Besiedlung. Der Verzicht auf Bodenbearbeitung und die hohen Streumengen können weiterhin zu Veränderungen in der Abundanz und Diversität der Bodenfauna führen, z.B. zu erhöhten Abundanzen von Regenwürmern (Lumbricidae) und trotz erhöhter Diversität zu reduzierten Abundanzen von Laufkäfern (Carabidae). Aufgrund ihrer hohen Biomasseproduktion und hohen Feinwurzeldichten eignen sich Weiden- und Pappelklone zur Phytoremediation von kontaminierten Böden (z.B. über die Aufnahme von Cd und Zn und den Abbau von Xenobiotica). Insgesamt können KUP auf vormals mit annuellen Kulturen bestellten landwirtschaftlichen Flächen damit verschiedene bodenökologische Verbesserungen bewirken. Informationsdefizite bestehen insbesondere weiterhin zu Langzeitwirkungen und zur Nachhaltigkeit dieser Veränderungen nach Rückkehr zur vorherigen Ackernutzung.
Fast growing willow and poplar clones (Salix and Populus spp.) grown as short rotation coppice (SRC) on former arable soils lead to a long-term non-tillage management with increased litter amounts. Additionally, the litter composition is changed (e.g. increased C/N ratios and lignin contents) and thereby the litter decomposition can be retarded. An increased C sequestration in the topsoil of former ploughed arable soils can result from these effects. The leaf litter recycles a high portion of nutrients. In contrast to other crops, willows and poplar can be colonised by ectomycorrhizal fungi. This leads to the introduction of ectomycorrhizal fungi into arable soils and to changes in the soil microbial colonization and activity. The non-tillage management and the high litter supply can change the abundance and diversity of the soil fauna, e.g. increasethe abundance of earthworms (Lumbricidae) and in spite of an increased diversity decrease the abundance of carabids (Carabidae). Willow and poplar clones are highly suitable for phytoremediation of contaminated soils (e.g. extraction of Cd, Zn and degradation of organic pollution) caused by their high biomass production in combination with high fine root density. Several soil ecological advantages of short rotation coppice compared to former arable soils with annual crops can be stated, however, more research- based knowledge is needed especially on the fundamentals of long-term effects and on the sustainability of effects after return to their former commercial arable use.
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