Ein Boden ohne mikrobielle Aktivität wird sogar als „tot“ bezeichnet. Mikroorganismen sind für die Zersetzung organischer Stoffe und die Freisetzung, Umwandlung und den Kreislauf von Nährstoffen unerlässlich. Dadurch werden die biologische Fixierung von Luftstickstoff und die Prozesse der Nitrifikation, Denitrifikation und Ammonifikation ermöglicht. Phosphor, Kalium und andere Makro- und Mikroelemente werden aus schwer löslichen Verbindungen freigesetzt. Mikroorganismen sind nicht nur an der Mineralisierung organischer Stoffe beteiligt, sondern auch am Humifizierungsprozess, d.h. an der Bildung von Huminstoffen. Das Vorhandensein von Humus, der in unseren Böden leider nur spärlich vorhanden ist, ist ausschlaggebend für die Bildung und Aufrechterhaltung einer dauerhaften Krümelstruktur. Strukturelle Humusböden zeichnen sich durch einen hohen Gehalt an Makro- und Mikroelementen, eine hohe Fruchtbarkeit und Ertragsfähigkeit, einen guten Wasserrückhalt und gleichzeitig eine ausreichende Durchlüftung aus, was günstige Bedingungen für die Aktivität der Bodenorganismen bildet. Dieses Gleichgewicht kann jedoch leicht durch ungeeignete Agrotechniken, einschließlich der Bodenbearbeitung, gestört werden.
Häufige und intensive Bodenbearbeitung (tiefe Bodenbearbeitung mit aktiven Werkzeugen), insbesondere bei trockenen Böden, führt zur Verbrennung von Humus und zum Abbau der Gefügeelemente der Krümelstruktur. Zu feuchte Böden sind ebenfalls nachteilig. Durch die minimale Bodenbearbeitung ohne Umpflügen des Bodens werden die Pflanzenreste auf der Oberfläche belassen, wodurch die Bodenstruktur vor einer Verschlechterung geschützt wird. Eine begrenzte Auflockerung verringert auch die Mineralisierung der organischen Bodensubstanz. Die Streifensaat hat eine ähnliche Wirkung auf den Humusgehalt und die Bodenstruktur. Bei der „Technologie eines einzigen Arbeitsdurchgangs“ ohne Nacherntebodenbearbeitung verbleiben mehr als 50 % oder sogar mehr als 75 % der Pflanzenreste auf der Bodenoberfläche. Diese Bodenbeschaffenheit wurde bei einem Bodenversuch festgestellt, bei dem das Aggregat Mzuri über viele Jahre hinweg eingesetzt worden war. Durch die Anwendung dieser Technologie in vier aufeinanderfolgenden Jahren auf demselben Feld bei Winterraps und Winterweizen konnte der Gehalt an organischem Kohlenstoff im Oberboden erhöht werden (Abb. 1). Der Gehalt an organischem Kohlenstoff in der 0-15 cm dicken Bodenschicht betrug 12,3 g.kg-1 und war um mehr als 1,0 g.kg-1 höher als in den Böden, die mit und ohne Pflug bearbeitet wurden.
In diesem Boden war auch der Gehalt an organischem Kohlenstoff um 0,9 g.kg-1 höher als in der Ackerschicht vor der Durchführung des Bodenversuchs.
Der hohe Gehalt an organischem Kohlenstoff, einschließlich Pflanzenresten, sowie die günstigen Luft- und Wasserverhältnisse im Boden infolge der regelmäßigen Streifensaat (wie in früheren Ausgaben berichtet) trugen zu einer Steigerung der biologischen Aktivität im Boden bei. Dadurch sind mehr Regenwürmer, Bakterien und Pilze vorhanden und die Aktivität der Bodenenzyme nimmt zu. Bereits nach drei Jahren des Einsatzes der Technologie Mzuri Pro-Til war die Anzahl der Regenwürmer pro 1 m2 Oberboden bis zu einer Tiefe von 15 cm 3,5 Mal höher (47 Würmer) als in dem mit dem Pflug bearbeiteten Boden (14 Würmer).
Im vierten Anbaujahr, nach der Ernte des Winterrapses, war der Unterschied sogar noch größer, da fast 60 Regenwürmer in der gleichen Bodenfläche gefunden wurden. Es handelte sich um Einzelwesen unterschiedlicher Größe (Abb. 1), was auf günstige Bedingungen für ihre Fortpflanzung und Entwicklung hinweist.
Die positive Rolle der Regenwürmer besteht darin, Ernterückstände zu zersetzen und die darin enthaltenen Nährstoffe und den Boden für Pflanzen verfügbar zu machen. Dies ist besonders wichtig auf pfluglosen Böden, auf denen sich viel organisches Material auf der Feldoberfläche ablagert. Es wird nicht nur von Regenwürmern abgebaut, sondern auch in tiefere Schichten verlagert. Als Folge der Aktivität der Bodenorganismen entstehen zahlreiche Hohlräume im Boden, die einen relativ großen Durchmesser haben. Dadurch kann Wasser leicht eindringen, überschüssiges Wasser schnell abfließen und eine gute Belüftung erfolgen. Der Boden ist poröser, weniger fest und verdichtet. So entstehen günstige physikalische Bedingungen für das Wurzelwachstum der Pflanzen. Die Wirkung der Regenwürmer ist vergleichbar mit der intensiven mechanischen Bodenbearbeitung, jedoch ohne das Risiko einer Beeinträchtigung der Bodenfeuchtigkeit und -struktur. Im Gegenteil dazu wird durch das Passieren der Erde durch den Verdauungstrakt des Regenwurms und ihre Ausscheidung die Aggregation der Bodenteilchen und die Bildung einer dauerhaften Krümmelstruktur gefördert. Ein solcher Boden ist auch sehr reich an Nährstoffen und anderen Elementen für die Entwicklung von Mikroorganismen, Bakterien und Pilzen.
Der in der vorgestellten Artikelserie mehrfach zitierte Bodenversuch zur Auswirkung der „Technologie eines einzigen Arbeitsdurchgangs“ mit dem Aggregat Mzuri Pro-Til auf die Bodeneigenschaften bestätigt die positive Wirkung der Streifensaat auf das Vorkommen von Mikroorganismen im Boden und deren hohe Aktivität. Nach vier Jahren der Anwendung der Strip-Till-Technologie auf dem Feld in der Agrotechnik von Winterraps und Weizen war die Gesamtkeimzahl um etwa 80 Einheiten höher als nach konventionellem Pflügen und um mehr als 90 Einheiten höher als in einem regelmäßig ohne Pflügen bearbeiteten Boden (Abb. 2). Unter dem Einfluss der Streifenssaat stieg die Keimzahl daher um etwa 60-70 %.
Ähnliche Veränderungen traten auch bei Pilzen im Boden auf. In diesem Zeitraum stieg die Anzahl der Pilze um 6,0 Einheiten im Vergleich zu einem Boden, der ohne Pflügen bearbeitet wurde, und um 12,0 Einheiten im Vergleich zu einem Boden, der mit Pflügen bearbeitet wurde (Abb. 3). Die relative Zunahme der Pilzzahl unter dem Einfluss der Streifensaat mit gleichzeitiger Düngung und Aussaat von Winterkulturen unter Verwendung des Aggregats Mzuri Pro-Til betrug nach 4 Jahren etwa 20-40 % im Vergleich zur ganzflächigen pfluglosen Bodenbearbeitung und zum Pflügen. Die höhere Anzahl von Mikroorganismen im Boden führte auch zu einer erhöhten enzymatischen Aktivität. Die Aktivität der Dehydrogenasen im Boden nach der Streifensaat war 10,0 % höher als im pfluglosen Boden und mehr als 20,0 % höher als die Aktivität dieser Enzyme in einem jährlich gepflügten Boden. Darüber hinaus wurde auch die Aktivität anderer Bodenenzyme (sog. Phosphatasen) festgestellt.
Diese positive Wirkung der Technologie Mzuri Pro-Til auf die biologischen Eigenschaften des Bodens ist wahrscheinlich auf ihre Beschaffenheit und ihre Auswirkungen auf die Wasser- und Luftverhältnisse zurückzuführen, wie in den vorherigen Abschnitten der Studie beschrieben. Ein einziger Durchgang des Geräts zur Vorbereitung des Bodens für die Aussaat und eine tiefe Bearbeitung von höchstens einem Drittel der Bodenfläche reduzieren die mechanischen Eingriffe auf ein Minimum. Stabile Wasser-, Luft- und Temperaturverhältnisse im Boden begünstigen das Vorkommen und die Aktivität sowohl von Regenwürmern als auch von Mikroorganismen. Diese Organismen können auch aufgrund der großen Menge an Pflanzenresten sowohl im Oberboden als auch auf der Oberfläche gedeihen.
Die günstigen biologischen Eigenschaften des Bodens, die größtenteils auf physikalische und chemische Eigenschaften zurückzuführen sind, lassen ein sehr gutes Pflanzenwachstum und gute Erträge erwarten, wie wir in der nächsten Ausgabe erläutern werden.
