10 Jahre Bio : Entwicklung der Bodenfruchtbarkeit nach 10 Jahren Verzicht auf chemisch synthetische Hilfsstoffe
Creators: name: Peyer, Florian
Publisher: name: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften
Year: 2022
Subjects: Arbuskulärer Mykorrhizapilz
Bait Lamina
Basalatmung
Biologische Bewirtschaftung
Biologische Bodenaktivität
Bodenfruchtbarkeit
Integrierte Bewirtschaftung
Kirschenanlage
Kressetest
Mikrobielle Biomasse
Organische Bodensubstanz
qCO2
Regenwurm
630: Landwirtschaft

description: In dieser Arbeit wurde die Bodenfruchtbarkeit in einer Schweizer Kirschenanlage untersucht, die während 10 Jahren je zur Hälfte nach biologischer (BIO) und integrierter Produktionsform (IP) bewirtschaftet wurde. Der wesentliche Unterschied bestand im Verzicht auf chemisch synthetische Hilfsstoffe sowie der mechanischen Pflege des Baumstreifenbewuchs bei BIO, wohingegen bei IP der Baumstreifen mit Herbizid behandelt und Mineraldünger eingesetzt wurde. Eine optimale Versorgung der Bäume bei BIO setzte ein intaktes Bodenleben voraus, dass durch den Abbau von organischem Material Nährstoffe mobilisiert und gleichzeitig den Humusaufbau begünstigt, der ein wichtiger Indikator für die Bodenfruchtbarkeit ist.
Ziel war es herauszufinden, ob sich der Boden im Baumstreifen in Bezug auf die Bodenfruchtbarkeit zwischen BIO und IP unterschied, und welche erhobenen Parameter dafür besonders sensitiv waren. Mittels Profilansprache und laboranalytischen Methoden wurden die standortspezifischen Bodeneigenschaften sowie der Gesamtstickstoffgehalt (Ntot) und die organische Bodensubstanz (Corg) erfasst. Zur Überprüfung der biologischen Bodenaktivität wurde die Basalatmung (BA) erhoben und die mikrobielle Biomasse (Cmik) berechnet, woraus sich der Kohlenstoffquotient (Cmik:Corg) und der metabolische Quotient (qCO2) ableiten liessen. Zudem wurde die Population der Regenwürmer und deren Gesamtfrassleistung (GFL) mittels Köderstreifen bestimmt und die Böden in einem Topfversuch auf die Infektionsrate von arbuskulären Mykorrhizapilzen (AMP) untersucht. Unter nährstoffarmen Bedingungen wurde untersucht, ob AMP das Pflanzenwachstum beeinflussten. Ein Kressetest wurde zur Überprüfung der allgemeinen Wachstumsbedingungen durchgeführt.
Bei BIO wurde ein höherer pH-Wert, ein lockeres Bodengefüge, mehr Corg und ein signifikant höherer Gesamtstickstoffgehalt gemessen. Beide Parzellenhälften waren nicht verdichtet und wiesen tiefgründige Böden auf, mit der Bodenart Lehm bei BIO und sandiger Lehm bei IP. Die Werte der BA, Cmik und des Cmik:Corg waren bei BIO signifikant höher und der qCO2 tiefer als bei IP. Unterschieden hatte sich auch die Regenwurmpopulation, die bei BIO leichter war als bei IP, jedoch eine signifikant höhere Abundanz und GFL aufwies. AMP wurden bei beiden Bewirtschaftungsformen gefunden, unterschieden sich nicht im Infektionspotential, begünstigten aber eine höhere Biomasseproduktion bei BIO. Die Wachstumsbedingungen für Kresse waren bei IP signifikant schlechter und der Schimmelpilzbefall stärker als bei BIO.
Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Lebensbedingungen für Bodenorganismen bei BIO besser waren als bei IP, was sich positiv auf den Humusgehalt auswirkte, und somit auch auf die Bodenfruchtbarkeit. Als sensitive Verfahren zur Einschätzung der Bodenfruchtbarkeit stellten sich die beiden Pflanzenwachstumstests heraus, da sämtliche erhobene Parameter einen Einfluss darauf hatten. Ein Vergleich mit der Literatur zeigte, dass die Bodenfruchtbarkeit der Kirschenanlage mit anderen Schweizer Obstanlagen vergleichbar ist und damit für die Produktionsfunktion ausreicht.
description: In this study, soil fertility was investigated in a cherry orchard in Switzerland, which was cultivated for 10 years according to organic (BIO) and integrated production (IP) management. The main difference between the two management systems is that according to BIO, treatments with mineral fertilizer and synthetic pesticides are not allowed and weed control in the tree strip was done mechanically, whereas in IP the tree strip is treated with herbicides and mineral fertilizers are used. Optimal nutrient supply under BIO requires an intact soil life that mobilizes nutrients by decomposing organic material and at the same time increases soil organic matter, which is an important indicator of soil fertility.
The aim of this study was to find out if soil fertility in the tree strip was different under BIO and IP and which collected parameters were particularly sensitive to this. By examining soil profiles and laboratory-analytical methods, the site-specific soil properties as well as the total nitrogen content (Ntot) and the soil organic carbon (Corg) were recorded. To record biological soil activity, basal respiration (BR) was investigated, and microbial biomass (Cmic) was calculated, as well as the carbon quotient (Cmic:Corg) and metabolic quotient (qCO2). In addition, the population of earthworms and feeding activity (FA) were determined by using bait lamina, and root colonization of arbuscular mycorrhizal fungal (AMF) were quantified. Under nutrient-poor conditions, the effect of AMF on plant growth was investigated. Further growing conditions in general was examined by performing a cress test.
In BIO, higher pH, lower bulk density, improved Corg level and significantly higher total nitrogen were measured. No compaction was found, but different soil texture with loam in BIO, and sandy loam in IP, both with high soil depths. BR, Cmic and Cmic:Corg were significantly higher under BIO and qCO2 was lower than IP. The earthworm population had also differed, being lighter under BIO, but having significantly higher abundance and FA. AMP were found in both management systems and did not differ in infectivity potential, but favored higher biomass production under BIO. Cress growth conditions were substantially worse and mold infestation higher under IP than BIO.
These results indicate that the living conditions for soil organisms were better under BIO than IP, which had a positive effect on soil organic matter and thus on soil fertility. The two plant growth tests turned out to be sensitive methods for assessing soil fertility, since all the parameters collected had an impact. Literature review showed that the soil fertility in the cherry orchard is comparable with other Swiss orchards and thus sufficient for the production function.