Die mechanische Bodenbearbeitung verändert die räumliche Verteilung der Bodenpartikel und -aggregate und damit auch die Anzahl der Hohlräume unterschiedlicher Größe. Kleine Poren – Kapillaren – halten Wasser länger fest und haben sogar die Fähigkeit, es aus tieferen Schichten an die Oberfläche zu befördern, d. h. Wasser aufzusaugen. Die Hohlräume mit dem großen Durchmesser sind mit Luft gefüllt. Erst nach der Schneeschmelze oder starken Regenfällen füllen sie sich mit Wasser, das jedoch schnell im Bodenprofil versickert. Es kann davon ausgegangen werden, dass die günstigste Situation für die meisten Feldfrüchte dann gegeben ist, wenn etwa 60-80 % der Bodenfläche mit Wasser und 40-20 % mit Luft gefüllt sind. Dieses wechselseitige Verhältnis von Wasser und Luft im Boden, das sogenannte Wasser-Luft-Verhältnis, wird durch die Bodenbearbeitung stark verändert.
Durch die Lockerungsarbeiten wird der Boden intensiv aufgelockert und belüftet. Dies führt zu einer raschen Verdunstung des Wassers aus der aufgelockerten Schicht und behindert die Wasseraufnahme aus tieferen Schichten. Die Dichte und Festigkeit des Bodens nimmt ab und das Bodensystem wird bröckeliger. Diese Veränderungen lassen sich gut anhand des Versuchs mit unterschiedlicher Bodenbearbeitung nach der Ernte veranschaulichen, bei dem die tiefe Bodenbearbeitung den größten Wasserverlust im Boden verursachte (Abb. 1). Böden, die nach der gesamten Vegetationsperiode der Vorfrucht verdichtet, nicht gelockert und nicht mit einer Schicht aus Strohmulch bedeckt waren, waren ebenfalls einer intensiven Wasserverdunstung ausgesetzt. Dies liegt daran, dass die Wasseraufnahme in natürlich verdichtetem Boden ebenso zunimmt wie in verdichtetem Boden nach der Bodenbearbeitung. Wenn der Boden jedoch z. B. mit einer Schicht aus zerkleinertem Stroh bedeckt ist oder nur sehr flach bearbeitet wird, kann er das Wasser in tieferen Schichten halten. Verdichteter Boden hingegen ist weniger durchlässig, und nach starken Regenfällen besteht die Gefahr von Oberflächenabfluss oder Staunässe. Die Dichte und Festigkeit des Bodens wird erhöht und das Bodensystem wird fester.
Das Pflügen, das durch Lockerungs- und Zerkleinerungsarbeiten ergänzt wird, sowie die intensive pfluglose Bodenbearbeitung, die üblicherweise einige, mehrere oder sogar dutzende Tage vor der Aussaat durchgeführt wird, trocknen den Boden aus. Dies ist insbesondere bei fehlenden Niederschlägen und hohen Lufttemperaturen der Fall, z. B. im späten Frühjahr vor der Aussaat von Frühjahrskulturen und vor allem im Sommer und Frühherbst bei der Agrotechnik von Winterkulturen. Langes, tiefes Auflockern des Bodens führt nicht nur zu Wasserverlusten, sondern auch zum „Verbrennen“ der organischen Bodensubstanz. Der Verlust von Humus, insbesondere auf leichten Böden, ist eine der gefährlichsten Auswirkungen der intensiven Bodenbearbeitung. In den meisten Fällen muss der Boden jedoch vor der Aussaat gelockert werden, um optimale Wasser- und Luftbedingungen für die Keimung der Samen und das Wurzelwachstum der sich entwickelnden Pflanzen sowie für Mikroorganismen zu schaffen. Ihr Vorhandensein und ihre Aktivität sind wesentlich für die Ausbildung günstiger agronomischer Eigenschaften des Bodens. Diese Auswirkungen der notwendigen Verringerung der Bodendichte durch Lockerung, wie z. B. hohe Wasserverluste und die Gefahr einer Verringerung des Gehalts an organischer Substanz im Boden, versucht man durch reduzierte Bodenbearbeitung und Aussaattechniken abzumildern.
Das Wichtigste bei der Technologie von Mzuri Pro-Til ist die tiefe Lockerung, sogar bis zu 25-30 cm, aber nur auf schmalen Streifen, auf denen das Saatgut für die Pflanzen ausgesät wird. Bei der Entwicklung der Aggregate MZURI wurde besonderes Augenmerk auf die Gestaltung der Auflockerungszinken gelegt. Die Größe und Form ihrer Arbeitselemente bewirken, dass der Bodenstreifen, auf den sie einwirken, aus dem Lehm herausgerissen, leicht angehoben und stark zerkleinert wird. Die Durchmischung und vor allem die vertikale Bewegung des Bodens in Richtung Oberfläche ist begrenzt. Dadurch wird der Boden gelockert, zerkleinert, hat eine geringere Dichte und es wird die erforderliche Menge an Luft zugeführt. Die Lebensraumbedingungen (Sauerstoffgehalt, Temperatur, Feuchtigkeit, Lichteinfall) in den oberen und tieferen Bodenschichten ändern sich jedoch nicht grundlegend, was einer der größten Nachteile des Pflügens ist. Denn dies führt zu einer periodischen Störung des mikrobiellen Lebens im Boden.
Eine vergleichende Studie, die zum Zeitpunkt der Aussaat von Winterweizen durchgeführt wurde (Tabelle 1), ergab, dass die Bodendichte des Saatbetts, d. h. der Schicht, in die das Saatgut nach einem vorausgegangenen Pflügen und einer pfluglosen Bodenbearbeitung gesät wurde, etwa 1,23 – 1,27 g/cm3 betrug. Die Bodendichte der aufgelockerten Reihen war bei der Technologie Mzuri Pro-Til etwas höher, nämlich 1,32 – 1,35 g/cm3. Dies ist auf die sofortige Rückverfestigung des gelockerten Bodens durch die dafür vorgesehenen Andruckräder zurückzuführen. Ziel ist es, das Auftreten von großen luftgefüllten Zwischenräumen nach dem Durchgang der Lockerungszinken zu reduzieren, die Wasserhaltefähigkeit dieser Schicht zu erhöhen und sogar den Unterlauf zum Saatgut und Düngergranulat zu verbessern. Die Bodendichte war jedoch nicht so hoch, dass die Entwicklung des entstehenden Wurzelsystems der Pflanzen behindert werden würde. Deutlich höhere Bodendichten traten in den Zwischenreihen auf, vor allem wenn nach der Ernte der Vorfrucht keine Nacherntebearbeitung durchgeführt wurde. In diesem Fall wurde eine Mulchschicht aus sorgfältig gehäckseltem Stroh auf die Bodenoberfläche aufgebracht, um den Verlust von Wasser zu verringern, das später in der Vegetationsperiode erforderlich ist. Die Lockerungsbearbeitung unmittelbar nach der Ernte mit einer Striegelegge reduzierte die Dichte des Oberbodens erheblich, was auch in den Zwischenreihen des mit der Technologie Mzuri Pro-Til gesäten Winterweizens zu beobachten war. Durch diese oberflächliche Auflockerung wurde der Wasserverlust aus den tieferen Schichten verringert. Durch eine unterschiedliche Dichte des Bodens in den Reihen und zwischen den Reihen sowie in den obersten und tieferen Schichten muss die Streifensaat so durchgeführt werden, dass im gesamten Bodenraum günstige Bedingungen für die Keimung der Saat und das rasche und gleichmäßige Aufgehen der Pflanzen sowie für das anschließende Wachstum geschaffen werden.
Bei der konventionellen Bodenbearbeitung können die Wasser- und Luftverhältnisse im Boden bis zu einem gewissen Grad reguliert werden, indem der Zeitraum zwischen der tiefen Bodenbearbeitung und dem Lockern und Auflockern verlängert oder verkürzt wird. Deshalb muss beispielsweise im zeitigen Frühjahr oder bei starken Regenfällen nach dem Auflockern des Bodens gewartet werden, bis der Boden „durchgeweht“ worden ist. So ist eine sorgfältige Aussaat möglich und die Bodenverdichtung führt nicht zur Verkrustung des Bodens. Bei der Technologie von Mzuri Pro-Til steht diese Möglichkeit nicht zur Verfügung. Die Elemente, die den Boden lockern, verdichten, das Saatgut in den Boden einbringen und dann die oberste Bodenschicht verdichten, arbeiten in direkter Folge. Um nach einem Durchgang des Aggregats günstige Wasser- und Luftbedingungen für das Pflanzenwachstum zu schaffen, sollte daher zum Zeitpunkt der Bodenbearbeitung und der Aussaat besonders auf die Bodenfeuchtigkeit geachtet werden! Bei übermäßiger Feuchtigkeit sollte man einige Tage abwarten, um nach dem Anbau, der Aussaat und der Verdichtung einen Sauerstoffmangel im Boden, der die Keimung des Saatguts verhindert, sowie den Verlust der Knollenstruktur und die Bildung von Krusten, die den Pflanzenaufgang behindern, zu vermeiden.
Nach der Bodenbearbeitung und Aussaat verdichtet sich der stark gelockerte Boden während der Wachstumsperiode der Pflanzen auf natürliche Weise. Es ist wichtig, dass sich der Boden nicht stark und schnell absetzt, da dies die Wurzeln beschädigen und die Wurzelknoten oder Wurzelhälse der Pflanzen freilegen kann. Bei den durchgeführten Untersuchungen wurde festgestellt, dass sich die Bodendichte in den Winterweizenreihen in der Mzuri Pro-Til-Technologie im Herbst, im Frühjahr nach Wiederaufnahme der Vegetation und nach der Ernte nur um 0,1 g/cm3 unterschied (Tab. 2). In der Bodenschicht, in der sich die Hauptwurzelmasse entwickelte, war der Unterschied zwischen gepflügtem und ungepflügtem Boden mit 0,15 – 0,16 g/cm3 wesentlich größer. Während der gesamten Vegetationsperiode des Winterweizens war die Bodendichte in den Zwischenreihen der Technologie Mzuri Pro-Til mit rund 1,6 g/cm3 sehr gleichmäßig. Dies begrenzte wahrscheinlich plötzliche Veränderungen der Wasser- und Luftverhältnisse und begünstigte so die Aktivität von Mikroorganismen und der Bodenfauna – Regenwürmer.
Die Technologie Mzuri Pro-Til, die 4 Jahre lang regelmäßig auf demselben Feld angewandt wurde, führte zu einer Verringerung der Bodenverdichtung in der tieferen Schicht, d.h. 20 – 30 cm (Abb. 2). Diese Schicht ist bei vielen Böden, die durch Pflügen bearbeitet werden, einer starken Verdichtung und sogar der Bildung von Pflugsohlen ausgesetzt. Dies ist das Ergebnis einer Abwärtsbewegung der feinsten Bodenteilchen und Bodenkolloide aus den darüber liegenden, sehr stark gelockerten Schichten. Die Verdichtung der tieferen Schichten und der Pflugschar wird auch dadurch gefördert, dass die Schlepperräder während des Pflügens in der Furchensohle geführt werden. Die hier vorgestellten Ergebnisse und die Studien vieler anderer Autoren bestätigen, dass die pfluglose Bodenbearbeitung, einschließlich der Streifensaat, diese Erscheinungen reduziert.
