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20 Prozent der Ackerfläche gefährdet

Künftig weniger Erträge durch schwere Agrarmaschinen? Forschende warnen vor Unterbodenverdichtung

Symbolbild

Mit einer Spezialmaschine werden bei Calbe/Saale in der Magdeburger Börde (Sachsen-Anhalt) Zuckerrüben geerntet.

Der zunehmende Einsatz schwerer Agrarmaschinen bedroht Forschenden zufolge vielerorts dauerhaft die Produktivität der Böden – und damit auch künftige Erträge. Gefährdet seien etwa 20 Prozent der Ackerflächen weltweit, darunter insbesondere Mitteleuropa, mahnen Forschende in den „Proceedings“ der US-Nationalen Akademie der Wissenschaften („PNAS“). Solche Schäden in tieferen Bodenschichten seien kaum umkehrbar und begünstigten auch andere Probleme wie etwa Erosion und Überschwemmungen.

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Ein unabhängiger deutscher Experte bestätigt die Problematik, aber ihr Ausmaß werde von den Autorinnen und Autoren überdramatisiert. Die Mechanisierung der Landwirtschaft habe maßgeblich zur Steigerung der Erträge beigetragen, schreiben die Bodenkundler Thomas Keller von der schwedischen Universität Uppsala und Dani Or von der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) in „PNAS“. Größere Fahrzeuge erhöhten jedoch die Risiken für die Verdichtung, insbesondere der unteren Bodenschicht.

Seit 1958: Gewicht der Erntemaschinen fast verzehnfacht

„Die Intensivierung der modernen Lebensmittelproduktion mit ihrer Abhängigkeit von effektiven agrartechnischen Praktiken bedeutet ein zunehmendes Risiko für die Erhaltung einer günstigen Bodenstruktur und bedroht die langfristige Produktivität von Ackerland“, schreibt das Duo. Schwere Maschinen hätten bereits vielerorts eine Verdichtung des Unterbodens bewirkt, mit Folgen für viele Funktionen des Bodens wie etwa die Speicherung von Nährstoffen und von Wasser. Von 1958 bis 2020 habe sich das Gewicht von beladenen Erntemaschinen fast verzehnfacht – von 4.000 auf etwa 36.000 Kilogramm.

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Moderne Rübenroder könnten voll beladen demnach sogar bis zu 60 Tonnen erreichen. Um die oberen Bodenschichten zu schonen, die Maschinen nicht zu tief einsinken zu lassen und auch um Treibstoff zu sparen, seien die Reifen größer geworden, zudem minimiere man den Reifendruck. Durch die größere Kontaktfläche sei die Belastung der oberen Bodenschicht nahezu konstant geblieben. Das gilt allerdings nicht für den Unterboden – also jene Schicht ab einer Tiefe von grob 45 Zentimetern, die durch Maschinen wie etwa Pflüge nicht mehr direkt erreicht wird.

Verdichtungsgefahr besonders in tiefen Schichten hoch

Bei höherer Radlast können größere und plattere Reifen zwar den Kontaktflächendruck auf den oberen Boden anpassen, nicht aber die Tiefenwirkung. Denn die Belastung des Unterbodens hängt weniger von der Kontaktfläche ab als vielmehr von der Radlast. Die stieg den Autoren zufolge an der Vorderachse seit 1958 von 1500 auf 12.500 Kilogramm. Gerade die Kombination von nassen Böden und schwerem Gerät, wie es etwa in Teilen Mitteleuropas verwendet wird, steigere die Gefahr der Verdichtung dieser Bodenschicht – also des Zusammendrückens der luft- und wasserführenden Bodenporen.

Dies beeinträchtigt das Wurzel- und damit auch das Pflanzenwachstum sowie den Wasser-, Nährstoff und Gastransport im Boden. Schäden im Unterboden seien naturgemäß von außen schwer zu sehen, schreiben Keller und Or. Sie zeigten sich aber unter anderem in sinkenden Erträgen und darin, dass Wasser schlechter in der Erde versickert und sich vermehrt staut oder oberirdisch abfließt – mit entsprechenden Flutrisiken. Besonders heikel ist demnach, dass Schäden dieser Bodenschicht nur noch schwer umkehrbar sind und die Folgen für Jahrzehnte andauern können.

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Verdichtungsschäden nur schwer umkehrbar

Dies bedroht den Forschenden zufolge fast 20 Prozent der Ackerflächen weltweit. Betroffen seien neben Europa Teile von Nordamerika, Südamerika und Australien – Gegenden, die zentral seien für die globale Lebensmittelversorgung. „Ironischerweise können hocheffiziente Traktoren und Erntemaschinen den Fortschritt zu steigernder Lebensmittelproduktion für eine wachsende Bevölkerung unter dem Klimawandel behindern, indem sie unabsichtlich eine Verdichtung des Unterbodens riskieren“, schreiben Keller und Or. Auch Joachim Brunotte vom Johann Heinrich von Thünen-Institut (TI) in Braunschweig spricht sich dafür aus, eine Verdichtung des Unterbodens in jedem Fall zu vermeiden.

„Ironischerweise können hocheffiziente Traktoren und Erntemaschinen den Fortschritt zu steigernder Lebensmittelproduktion für eine wachsende Bevölkerung unter dem Klimawandel behindern, indem sie unabsichtlich eine Verdichtung des Unterbodens riskieren.“

Thomas Keller (Universität Uppsala) und Dani Or (Eidgenössische Technische Hochschule Zürich), Bodenkundler

Allerdings widerspricht er der Schätzung der Autoren, Unterbodenverdichtungen bedrohten 20 Prozent der Ackerflächen weltweit. „Über diese Zahl habe ich mich gewundert“, sagt Brunotte, nach dessen Darstellung diese Zahl auf etlichen theoretischen Grundannahmen beruht. Selbst in Deutschland, laut Keller und Or ein Hotspot der Unterbodenverdichtung, seien maximal 5 Prozent der Flächen gefährdet, sagt Brunotte und verweist auf Messungen.

Problematisch sei vor allem die Kombination, mit schweren Maschinen auf nassen Böden Massenfrüchte wie Mais, Kartoffeln und Zuckerrüben zu ernten. Gefährdet seien vor allem die Fahrgassen der Maschinen auf den Feldern sowie das Vorgewende – also jene Feldbereiche, auf denen Fahrzeuge wie Vollernter oder Traktoren wenden. Gerade auf dem Vorgewende gebe es nicht selten Ertragseinbußen im Vergleich zur sonstigen Ackerfläche, sagt Brunotte.

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RND/dpa/Walter Willems

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