Wurzeln gelangen in verdichteten Böden nicht zum Wasser

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Flaches oder tiefes Wurzelwerk? Die Verdichtung des Bodens bestimmt, wie die Wur

Flaches oder tiefes Wurzelwerk? Die Verdichtung des Bodens bestimmt, wie die Wurzeln wachsen und aus welcher Bodentiefe sie Wasser aufnehmen können (Foto: Agroscope)

Zürich-Reckenholz, 03.05.2018 - Landwirtschaftsfahrzeuge werden immer grösser und schwerer; der Boden wird sprichwörtlich unter Druck gesetzt. In einem Feldversuch haben Agroscopeund ETH-Forschende untersucht, wie sich die Bodenverdichtung auf das Wurzelwachstum, die Aufnahme und Zugänglichkeit von Wasser sowie auf den Pflanzenertrag auswirkt. Das Fazit: Das Wurzelwachstum ist im verdichteten Boden so stark vermindert, dass die Pflanzen nicht an das vorhandene Wasser im Unterboden kommen, was sich negativ auf den Ertrag auswirkt.


Der Trend geht zu leistungsfähigeren und meist schwereren Landmaschinen. Diese verdichten den Boden. Im Langzeitversuch Bodenverdichtung (siehe unten) am Agroscope-Standort Reckenholz wurden detaillierte Untersuchungen durchgeführt, um zu erfahren, wie sich Mais im verdichteten und unverdichteten Boden entwickelt.

Ein Teufelskreis

Im verdichteten Boden treffen die Wurzeln auf einen hohen mechanischen Widerstand. Als Folge können sie weniger gut in die Tiefe wachsen und weichen seitwärts aus, bilden also ein flaches Wurzelwerk. Dadurch können sie nur aus einer beschränkten, oberflächennahen Bodenschicht Wasser aufnehmen, mit der Folge, dass diese Bodenschicht austrocknet. Dies wiederum hat zur Folge, dass der mechanische Widerstand noch höher wird. Dadurch wird das Wurzelwerk noch flacher - ein Teufelskreis.

Entsprechend leiden auch die oberirdische Pflanzenentwicklung und letztlich der Ertrag. Das Problem ist also nicht der Wasservorrat im Boden, sondern dass die Verdichtung die Pflanzen daran gehindert hat, an das Wasser im Unterboden zu gelangen.

Die vollständige Publikation findet sich hier: Colombi T., Torres L.C., Walter A. & Keller T. 2018. Feedbacks between soil penetration resistance, root architecture and water uptake limit water accessibility and crop growth - a vicious circle. Science of the Total Environment, 626, 1026-1035.

Hintergrundinformationen zum Versuch

2014 startete der Langzeitfeldversuch «Bodenverdichtung» am Agroscope-Standort Reckenholz. Das gemeinsame Projekt von Agroscope und ETH wurde im Rahmen des Nationalen Forschungsprogramms (NFP) 68 «Ressource Boden» des Schweizerischen Nationalfonds (SNF) durchgeführt.

Die Fragestellungen:

-       Wie schnell erholen sich Bodenfunktionen nach einer Verdichtung?

-       Welche Mechanismen beeinflussen die Erholung?

-       Welche Bewirtschaftungsformen beschleunigen die Regeneration allenfalls?

Die Verdichtungsverfahren:

-       ganzflächig verdichtet

-       verdichtete Fahrspuren

-       keine Verdichtung

Die Bewirtschaftungsverfahren:

-       Schwarzbrache (natürliche Regeneration ohne Pflanzen und ohne Bodenbearbeitung)

-       Dauerwiese (natürliche Regeneration mit Pflanzen, ohne Bodenbearbeitung)

-       Fruchtfolge ohne mechanische Bodenbearbeitung

-       Fruchtfolge mit mechanischer Bodenbearbeitung

Die Fruchtfolge bis jetzt:

-       2014: Triticale

-       2015: Silomais

-       2016: Winterweizen

-       2017: Raps

-       2018: Wintergerste