Albrecht-Thaer-Archiv: Band 6, Heft 10 [Reprint 2022 ed.] 9783112657089

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DEUTSCHE AKADEMIE D E R L A N D W I R T S C H A F T S W I S S E N S C H A F T E N ZU B E R L I N

ALBRECHT-THAER-ARCHIV Arbeiten aus den Gebieten Bodenkunde Pflamenernährung Acker- und Pflanzenbau

Band 6 • Heft 10 1962

A K A D E M I E - V E R L A G

•

B E R L I N

Herausgegeben von der Deutschen Akademie der LandwirtschaftsWissenschaften zu Berlin Begründet von der Landwirtschaftlich-Gärtnerischen Fakultät der Humboldt-Universität zu Berlin

Schriftleitung: Prof. D r . agr. habil. E . P L A C H Y , Redaktion: Dipl.-Landw. R . S T U B B E . D a s A l b r e c h t - T h a e r - A r c h i v erscheint in H e f t e n mit e i n e m U m f a n g v o n je 5 D r u c k b o g e n (80 Seiten). D i e innerhalb eines J a h r e s h e r a u s g e g e b e n e n 1 0 H e f t e bilden einen B a n d . D a s letzte H e f t jedes B a n d e s enthält Inhalts- und Sachverzeichnis. D e r Bezugspreis beträgt 5 , — D M j e Heft. D i e Schriftleitung n i m m t nur M a n u s k r i p t e an, deren G e s a m t u m f a n g 2 5 S c h r e i b m a s c h i n e n s e i t e n nicht überschreitet und die bisher n o c h nicht, auch nicht in anderer F o r m , i m In- o d e r Ausland veröffentlicht wurden. J e d e r A r b e i t ist e i n A u t o r r e f e r a t zur V o r a n k ü n d i g u n g (nicht l ä n g e r als i y 2 S c h r e i b m a s c h i n e n s e i t e n ) s o w i e eine Z u s a m m e n f a s s u n g mit den w i c h t i g s t e n E r g e b n i s s e n

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l ä n g e r als 2 0 Z e i l e n ) , w e n n m ö g l i c h auch in russischer und e n g l i s c h e r bzw. französischer S p r a c h e , b e i z u f ü g e n . Gegebenenfall« e r f o l g t die Ü b e r s e t z u n g in d e r " A k a d e m i e . M a n u s k r i p t e sind zu senden an die Schriftleitung, D e u t s c h e A k a d e m i e der L a n d wirtschafts Wissenschaften zu B e r l i n , B e r l i n W 8 , Krausenstr. 3 8 - 3 9 . D i e A u t o r e n erhalten U m b r u c h a b z ü g e mit befristeter T e r m i n s t e l l u n g . Bei N i c h t e i n h a l t u n g der T e r m i n e erteilt die R e d a k t i o n I m p r i matur. Das V e r f ü g u n g s r e c h t über die im A r c h i v a b g e d r u c k t e n Arbeiten g e h t ausschließlich an die D e u t s c h e A k a d e m i e der Landwirtschaftsvwi ss e n schaften

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DEUTSCHE DER

AKADEMIE

LANDWIRTSCHAFTSWISSENSCHAFTEN

ZU

BERLIN

ALBRE CHT-TH.AER-ARCHIV Arbeiten aus den Gebieten

Bodenkunde Pflanzenemährung Acker- und Pflanzenbau

Schriftleitung: Prof. Dr. agr. habil. E. PLACHY

BAND 6 • H E F T 10 1962

AKADEMIE-VERLAG • BERLIN

INHALT F R E Y T A G , H . E . : Über die Zersetzung v o n pflanzlichem Material im Boden und einige Erfahrungen in der Messung von

14

C 0 2 mit einer Gas-Zählkammer

. . . .

685

K L I M E S - S Z M I K , A., und A. K U L L M A N N : Über die kapillare Wasserkapazität, an niedrigen Bodensäulen gemessen

698

K U L L M A N N , A., und A. K L I M E S - S Z M I K : Ein Beitrag zu den Veränderungen der Bodenporosität in Abhängigkeit von der Zeit K O J N O F F , W . : Die Böden Bulgariens

712 724

K U L L M A N N , A.: Über den Einfluß einiger Düngungsvarianten des Feldversuches „ E w i g e r R o g g e n b a u " (Halle/S.) auf die Bodenstruktur

734

F R I T Z S C H E , K . : Z u r Frage der Branntkalkwirkung und Kalkauswaschung auf Niederlausitzer Kippensanden

742

K N O C H , G . : Saatzeiten- und Sortenfragen der Wintergerste in Vorgebirgslagen 751 E H R E N P F O R D T , V.: Felderbse und Lupine — Beitrag zur Beurteilung der Leistung der Felderbse auf leichtem Boden Autorreferate demnächst erscheinender Arbeiten

764 775

685 Aus dem Institut für Acker- und Pflanzenbau Müncheberg der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin (Direktor: Prof. Dr. agr. habil. E. RUBENSAM)

H. E. FREYTAG

Über die Zersetzung von pflanzlichem Material im Boden und einige Erfahrungen in der Messung von 14COa mit einer Gas-Zählkammer Eingegangen: 2. 6. 1962

Bei Bilanzbetrachtungen über die Zersetzung von organischem Material im Boden genügt es nicht, von einfachen additiven bzw. den verabreichten Quoten proportionalen Verhältnissen auszugehen. So wurden z. B. nach BROADBENT und BARTHOLOMEW (1) aus 1600 mg Stroh innerhalb einer Brutperiode (bei 30 °C) 374,5 mg C 0 2 und aus 25 g des verwendeten Bodens in derselben Zeitspanne 56,3 mg C 0 2 abgegeben. Bei Zumischung der gleichen Strohmenge zum Boden entwichen jedoch, wiederum in derselben Zeitspanne, 501,7 mg C 0 2 , also 70,9 mg C 0 2 mehr, als den einfachen additiven Verhältnissen der einzelnen Mischpartner entsprochen hätte. Ebenso wurden aus den auf 25 g Boden verabreichten Strohmengen (100/400/ 1600 mg) nicht auch proportional erhöhte CO a -Mengen freigesetzt, sondern mit zunehmender Quote fallende Beträge (99/245/502 mg C0 2 ). Um beim Studium hier auftretender Probleme hinweg von der tastenden Empirie zum wirklichen Verständnis der im Boden-Pflanzen-Substrat ablaufenden Zersetzungsvorgänge zu kommen, muß die direkte Unterscheidbarkeit zwischen den Herkünften des insgesamt aus dem Mischsubstrat abgegebenen C 0 2 ermöglicht werden (aus der verabreichten pflanzlichen Komponente oder bzw. und aus der nativen organischen Bodensubstanz). Diese Möglichkeit bietet sich über die Verwendung von markiertem Material für einen der Mischpartner und wurde auf diesem Forschungsgebiet wohl erstmals von BROADBENT und BARTHOLOMEW (1) mit Hilfe des stabilen C-13-Isotops versucht. Aus ihren Arbeiten und denen der später auf technisch einfachere Weise mit dem radioaktiven C-14 arbeitenden Autoren (2, 3) geht hervor, daß bei Verabreichung pflanzlicher Substanzen stets ein auch bei verschieden großen Quoten nicht konstanter (meist bei größeren Mengen geringerer), relativ hoher Prozentsatz nach zeitlich kontinuierlich und unverändert fortgesetzter Inkubation unzersetzt im Boden zurückbleibt. Hier soll nun versucht werden, durch nach erfolgter erster „Abatmung" erneut erregte mikrobielle Aktivität weitere Anteile dieser offenbar schwer angreifbaren pflanzlichen Restprodukte im Boden abzubauen. Gleichzeitig werden Erfahrungen über eine an sich ungewöhnliche Gaskammer-Meßmethode mitgeteilt, die zur Ermittlung der radioaktiven C-Anteile im insgesamt aus dem Boden-Pflanzensubstanz-Gemisch abgegebenen C 0 2 zum Einsatz kam. I. M e t h o d i k Als Ausgangsmaterial dienten Roggenkeimpflanzen, die nach Markierung über Photosynthese (in einer beleuchteten Plexiglaskammer) eine spezifische Aktivität s 0 = 638 Ipm/mg C Pfl [ = I 0 /C Pfl ] bei einem [C Pfl ]-Gehalt von 39,1% (Elementar48*

686

FREYTAG, Zersetzung von pflanzlichem Material

analyse) besaßen. Der C-Gehalt des verwendeten Bodens (mehrjährige Wiese, lehmiger Sand, verbraunter Lessivé, T = 4,8 mval/100 g ) betrug = 1,90% [Cboci]. Nach Mischung der gemahlenen Pflanzensubstanz (400 mg Trockensubstanz) zu 25 g Boden ( + 25 g Quarzsand, um möglichst hohe Durchlüftung zu erreichen) und Anfeuchtung auf < 60% WK kam die Probe in eine Respirationsapparatur [beschrieben in (4)]. Bei einer Bodentemperatur von 25,0 °C wurden — unter ständigem Ersatz des aufgenommenen 0 2 — die in zeitlicher Abhängigkeit von Boden und Pflanzensubstanz abgegebenen C0 2 g e s -Mengen auf konduktometrischem Wege bestimmt. Die C0 2 -Absorberlösungen in der Respirometerkammer wurden nach Ablauf gewisser Zeitspannen gewechselt und nach jeweiliger Abzapfung in ihnen die absorbierten C0 2 g e s -Mengen auch titrimetrisch bzw. gravimetrisch ermittelt. Danach kamen die mit BaCl 2 als BaCO s ausgefällten Abzapfquoten zur Impulsmessung [Iq] in die Gaszählkammer. — Mit I 0 und C Pfl bzw. dem bekannten s 0 und den jeweils von den Abzapfquoten bestimmten I q - und [Cp + C B ]q-Werten lassen sich die aus Pflanze und Boden stammenden C-Anteile ([Cp] und [Cb]) ermitteln :

r

V

des jeweils CpJ veratmeten pflanzlichen Kohlenstoffs [Cp] gleich der des ursprünglich dem Boden I q = I— 0 , zugesetzten pflanzlichen Ausgangsmaterials [s 0 ] ist, folgt aus sCp = s 0 . .. —Cp Cpfl woraus sich der von der Pflanzensubstanz veratmete Anteil (1) Cp = Iq •zrCpfl bzw. der Anteil des aus dem Boden stammenden KohlenI stoffes Unter der Voraussetzung, daß die spezifische Aktivität

(2)

SCp

=

C B = [Cp + CB]q — Cp errechnen läßt.

Unter Berücksichtigung des gesamten Boden-Pflanzengemisches ergibt sich über dessen spezifische Aktivität I„ (C B0 D + Cpfl)

bzw. I0- = SM (Cßod + Cpfl)

in (1) eingesetzt: CP =

I 400 Ipm) ausreichend genaue Werte beim Versuchseinsatz liefern würden. Möglichkeiten zur Ausschaltung

3000.

Abb. 6 : Impulsmessungen mit bekannten BaC*03-Mengen mg

10

20

0,1

0,2

B a C O j

(s = 0,01 / u c / m g j

50 OA

0,6

0,8

10

1.2

MC

f [hl Abb. 7 : Aus Boden- und Pflanzensubstanz während der Zersetzung abgegebene Mengen (I. Ansatz)

C02-

692

FREYTAG, Zersetzung von pflanzlichem Material

der Feuchtigkeitsabhängigkeiten ergeben sich über eine später beabsichtigte, getrennte C0 2 -Entwicklung und Trocknung des Gases vor der Messung bzw. Einleitung in die Gaskammer. III. Ü b e r d i e Z e r s e t z u n g v o n p f l a n z l i c h e m M a t e r i a l i m B o d e n In Abbildung 7 sind die C0 2 -Abgaben aus dem nach I (Methodik) angesetzten Bodenpflanzensubstanzgemisch als Summenkurven in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt (gesamte C0 2 -Abgabe [C0 2 g e s ] bzw. die aus Pflanzensubstanz [CO a p] und organischer Bodensubstanz [CO a B ] stammenden, nach Formel (1) und (2) errechneten C-Anteile). Kurz nach Versuchsansatz erfolgte ein starker Anstieg der C0 2ge s-Abgabe, und man erkennt, daß hierbei fast ausschließlich zunächst von der Pflanzensubstanz herrührende Anteile veratmet wurden. Später geht dann die Veratmung pflanzlichen Materials stark zurück, und der aus der organischen Bodensubstanz herrührende CO a -Anteil tritt immer mehr hervor. Neuerdings ist von D R O B N I K (6) für die 0 2 -Aufnahme aus zum Boden verabreichten Glukose-Zusätzen ein charakteristischer Verlauf gefunden worden. DROBN I K konnte an Hand von kurzzeitig erfolgenden Messungen der 0 2 -Aufnahmerate [ml 0 2 / h ] das Auftreten folgender Oxydationsstufen erkennen: Sofort nach Zusatz (gleich nach A n f e u c h t u n g ; Inkubation bei 28°C) erfolgt durch im Boden bereits vorhandene enzymatische Systeme eine sogenannte „ P r i m ä r o x y d a t i o n " der Glukose. I m Verlauf der darauf einsetzenden mikrobiellen V e r m e h r u n g erscheint bei ausreichendem Atmungsmaterial die „assimilatorische K o m p o n e n t e " der K u r v e als starker, exponentieller Anstieg mit dann entsprechend dem verbrauchten Material verlaufender Intensitätsabnahme. Daran schließt sich ein „Intermediärstadium" mit nicht mehr exponentiell verlaufendem Rückgang, wonach schließlich die A t m u n g s k u r v e in die Endphase der „ R e s t o x y d a t i o n " übergeht.

Stellt man für die konduktometrisch ermittelten, in engerer Meßfolge vorliegenden Werte die C0 2 g e s -Abgabequoten über der Zeit dar, so erhält man einen der DROBNIKschen 0 2 -Aufnahmekurve etwa analog gehenden Verlauf (Abb. 7, C 0 2 g e s [cm 3 /h]). Abgesehen von einer nicht miterfaßten Anfangsphase erscheint infolge intensiver Mikrobenvermehrung bald der starke Anstieg der „assimilatorischen Phase" bzw. das Intensitätsmaximum der CO a -Abgabe. Das Energiematerial hierzu muß, wie die C0 2 p-Kurve zeigt, aus dem leicht angreifbaren Anteil der verabreichten Pflanzensubstanz geliefert worden sein. — Auch das Auftreten eines „Intermediärstadiums" ist im Abfall vom Assimilationsmaximum zu erkennen und schließlich auch der Übergang zur Phase der „Restoxydation" oder „Grundatmung". Die C 0 2 Mengen der „ G r u n d a t m u n g " stammen, wie Abbildung 7 zeigt, vor allem aus der organischen Bodensubstanz (veratmete inaktive C-Anteile) sowie nur in geringen Mengen noch aus zugänglicher radioaktiver Pflanzensubstanz (nebst evtl. sekundär angegriffenen, im Verlauf der „assimilatorischen Phase" erst radioaktiv gewordenen Bakterienleibern, deren C*O a -Anteil im langsamen CO a p-Anstieg auch mit enthalten sein muß). Die aus der organischen Bodensubstanz veratmeten C B -Mengen waren übrigens größer als die aus dem gleichen Boden „ o h n e Pflanzensubstanz-Zusatz" abgegebenen — ein Beweis dafür, daß keine einfach additiven Verhältnisse gegeben sind, sondern eher mit einer Atmungsstimulation des Bodens bei Zusatz von organischen Substanzen gerechnet werden m u ß . Hier soll jedoch auf die aus der Pflanzensubstanz abgegebenen C 0 2 - Anteile eingegangen werden.

693

A l b r e c h t - T h a e r - A r c h i v , B a n d 6, H e f t 10, 1962

Errechnet man den nach Intensitätsrückgang von C0 2 p bis zur 690. Stunde ca. 29 Tage) insgesamt veratmeten, ursprünglich pflanzlichen Kohlenstoff (138 cm 3 COap bzw. 74 mg Cp), so läßt sich feststellen, daß lediglich etwa 47% des insgesamt zugeführten C Pfl ( = 1 5 6 mg) angegriffen wurden. Der Rest (ca. 53%) des aktiven Materials muß noch in der Probe enthalten sein und zum größeren Teil aus den schwer angreifbaren Pflanzenstoffen, aber auch aus sekundär in den Bakterienleibern assimilierten und synthetisierten radioaktiven Stoffen bestehen. Gegen Versuchsende erfolgte ein probeweiser Zusatz einer geringen Menge von Butylalkohol zur Absorberlösung — ursprünglich, um ihre CO a -Aufnahmefähigkeit durch Herabsetzung der Oberflächenspannung zu verbessern. Wie jedoch aus dem kurz darauf erfolgenden Anstieg der C0 2 ges - K u r v e zu ersehen (nach der 690. Stunde, Abb. 7), muß der Alkohol aus der Absorberlösung zur Probe diffundiert und dort durch die Mikroben veratmet worden sein. Daß dieser Zwischeneffekt ohne Einfluß auf die aus der restlichen Pflanzensubstanz weiter abgegebenen geringen C0 2 P -Mengen blieb, geht aus dem ungestörten Verlauf der P-Kurve hervor. Bis Versuchsabbruch (870 h) wurden schließlich insgesamt ca. 4 9 % des ursprünglich verabreichten aktiven Pflanzenmaterials zersetzt bzw. im Energiestoffwechsel des I. Ansatzes veratmet.

Wie insbesondere durch BIRCH (7) gezeigt wurde, läßt sich nach Zwischentrocknung des Bodens bei der nachfolgenden Wiederbefeuchtung ein starker Anstieg der Atmungstätigkeit erreichen — wahrscheinlich infolge Freiwerdens von leicht zersetzbarem organischen Material aus vorher blockierender Bindung. In der Annahme, daß bei einer auf diese Weise erneut entfachten biologischen Aktivität auch ein weiterer Angriff auf die restliche Pflanzensubstanz erfolgen könnte, wurde die Probe nach dem I. Ansatz ebenfalls zwischengetrocknet (6 h bei 105 °C). Nach Wiederbefeuchtung wurden die aus Boden und aktiver Restsubstanz abgegebenen C0 2 -Mengen wie vorher gemessen (Abb. 8, links). Die C0 2 g e s -Mengen stiegen auch wie erwartet stark an, jetzt aber stammt (im Gegensatz zu Abb. 7) der größte CAnteil gleich aus der organischen Bodensubstanz Von der in der Probe verbliebenen Restaktivität wurden nur weitere 2,8% in den 410 h des II. Ansatzes angegriffen. — Nach einer erneuten Zwischeritrocknung (III. Ansatz, Abb. 8, rechts) ließen sich in 290 h noch 1,3% und schließlich nach einer dritten (hier nicht mehr eingezeichneten) B0DLH

B-ftNSfm

i

ORGANISCHE

[uiSCHCNl^OCKNUtJO]

l

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0

CO2

W.fiHSMl

SUBSTANZ

[¿W15(HEN

TROC/iNUNCJ

gesamt

0 t

[hl

t

[hl

Abb. 8: II. und III. Ansatz (nach jeweiliger Zwischentrocknung)

694

F R E Y T A G , Zersetzung von pflanzlichem Material

•

t [h]

•

Abb. 9: V . Ansatz (Zusatz nichtmarkierter Pflanzensubstanz)

Zwischentrocknung (IV. Ansatz) nur noch etwa 1% des beim I. Ansatz verabreichten aktiven Kohlenstoffes aus dem atmenden Substrat freisetzen. « Da die durch die drei Zwischentrocknungen erreichten Aktivierungsstöße lediglich eine stärkere Zersetzung der ursprünglichen organischen Bodensubstanz zur Folge hatten, dabei jedoch nur in geringfügigem Maße weitere Anteile des zum I. Ansatz verabreichten radioaktiv markierten Pflanzenmaterials dem Angriff unterlagen, wurde schließlich in einem letzten Versuch noch einmal die gleiche Menge, jetzt aber unmarkierten Pflanzenmaterials gegeben. Im Verlauf einer erneuten, sehr starken Intensivierung der mikrobiologischen Aktivität müßten — so wurde erwartet — doch gleichzeitig auch größere Teile des aus dem I. Ansatz verbliebenen Restmaterials zersetzt werden. — Aber auch jetzt wird, wie Abbildung 9 zeigt, trotz der hohen mikrobiellen Aktivität das Restmaterial kaum angegriffen (lediglich weitere 1,7% Cp in 850 h abgegeben), denn die gemessene, sehr niedrige Radioaktivität kann nur aus der schon beim I. Ansatz verabreichten aktiven Substanz, ihren Restprodukten oder deren sekundär mikrobiell umgewandelten Formen gekommen sein. Die aus allen Ansätzen während der Versuchsdauer (etwa 112 Tage) freigegebene C* Pfl -Menge betrug demnach 55,8%, d. h. von C* Pfl müssen — wie sich über eine Bilanzbetrachtung nach Ermittlung der Rest-C-Menge [ = 488 mg, gegenüber dem theoretischen Wert aus insgesamt verabreichten und als CO a abgegebenen C-Mengen = 498,8 mg] und ihrer spez. Aktivität [ = 72,5 Ipm/mg C, gegenüber dem aus der Bilanzbetrachtung abgeleiteten theoretischen Wert von 88,5 Ipm/mg G] annähernd bestätigen ließ — noch etwa 44,2% vorhanden sein. Aus einem Vergleich zwischen dem Anfangs-C-Gehalt des Bodens [CBod = 476 mg] und dem nach „Abatmung" aller Pflanzensubstanz-Zusätze [ C * P A und Cpn] bei Versuchsende gefundenen C-Gehalt der Probe [CR = 488 mg durch Elementaranalyse bzw. =

695

Albrecht-Thacr-Archiv, Band 6, Heft 10, 1962

498,8 mg über die Bilanzbetrachtung] ergibt sich — unter Berücksichtigung der möglichen Fehler — aus dem hier vorliegenden Material kaum ein Hinweis auf eine eventuelle C-Anreicherung im Restsubstrat.

Es gelang also nicht, über die auf beschriebene Weise angeregte mikrobielle Aktivität die im Substrat nach der ersten Abatmung (I. Ansatz) noch vorhandene, markierte pflanzliche Restsubstanz im beachtlichen Maß weiter anzugreifen (von einer Änderung des für Pflanzensubstanz und Boden gegebenen N-Zustandes durch extra N-Gaben wurde hier abgesehen). Die vergleichsweise geringe Menge der aus dem Substrat später in 'den Ansätzen II—V noch freiwerdenden Radioaktivität dürfte größtenteils auf die weitere Zersetzung von sekundär über die Mikrobentätigkeit aus den leicht angreifbaren Komponenten des pflanzlichen Ausgangsmaterials gebildeten und über deren Assimilationstätigkeit ebenfalls aktiv gewordenen Substanzen zurückzuführen sein (im vorangehenden Baustoffwechsel assimilierte Pflanzenstoffe werden im nachfolgenden Betriebsstoffwechsel wieder veratmet). — Diese Annahme läßt auf den Ablauf im Substrat einander folgender Assimilations-Dissimilationszyklen schließen. Ein in dieser Hinsicht durchgeführter Vergleich der in zeitlicher Abhängigkeit erfolgenden Intensitätsänderungen der C0 2 -Abgaben bei den einzelnen Ansätzen wurde über Abbildung 10 vorgenommen. Die eingezeichneten Abgabequoten lassen z. B. bei Kurve V (V. Ansatz, -f inaktive Pflanzensubstanz zum abgeatmeten Substrat) deutlich einander folgende Maxima erkennen, die bis etwa 280 h, z. T. etwas zeitverschoben, analog denen des I. Ansatzes verlaufen. Wie die Kurven der Ansätze II, III und IV zeigen (nur jeweils Zwischentrocknung), gehen — abgesehen von dem erfaßten Rückgang vom 1. Maximum (hier Angriff auf die organische Bodensubstanz durch den Trocknungs-

0

10

50

100

200

300 t

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*

Abb. 10: Änderungen in den biologischen Aktivitäten [C0 2 -Abgabe pro Zeiteinheit] der Ansätze I—V

696

FREYTAG, Zersetzung von pflamlichem Material

effekt) — die bei etwa der 160. h liegenden Maxima und evtl. das nur angedeutete bei 220 h dem Verlauf des I. und V. Ansatzes analog. Über diese in zeitlicher Abhängigkeit erscheinenden Maxima ergeben sich Hinweise für den Ablauf von „Folgezyklen" im atmenden Substrat, deren Auftreten durch jeweils in vorangegangenen Dissimilationsphasen angefallenes, assimilierbares Material verursacht worden sein muß. Zusammenfassung Nach Besprechung einer hier zur Messung von radioaktivem C 0 2 benutzten Apparatur mit dem üblichen Endfensterzählrohr und der Prüfung ihrer Funktionsweise wird in einem I. Versuchsansatz (Boden + radioaktiv über Photosynthese markiertes Pflanzenmaterial) die C0 2 -Abgabe aus der sich im Boden zersetzenden organischen Substanz verfolgt. Die dabei aus der Pflanzensubstanz freigesetzte, relativ zur erwarteten nur geringe C- Menge gab Anlaß, über weitere, auf die Mikroflora stimulierend wirkende Eingriffe eine fortschreitende Zersetzung des erstverabreichten Materials zu erzwingen (im II. bis IV. Ansatz durch den Zwischentrocknungseffekt, im V. Ansatz durch erneuten Zusatz der gleichen Menge wie beim I. Ansatz, diesmal aber unmarkierter Pflanzensubstanz). Die jedoch erzielte, nur sehr geringe weitere C-Abgabe dürfte eher aus sekundär im Baustoffwechsel markierten Stoffen stammen (über die Mikrobentätigkeit aus den zugänglichen, leicht angreifbaren Komponenten des im I. Ansatz verabreichten aktiven Pflanzenmaterials gebildet) als aus der restlichen, schwer angreifbaren radioaktiven Pflanzensubstanz selbst. Hinweise auf die Existenz liierfür zu erwartender Assimilations-DissimilationsZyklen ergaben sich aus zeitlich einander folgenden Maxima in der CO a -Abgabe. Pe3K>Me IlocJie onncaHHfi aunapaTypbi /yiH onpeaejieHHH MeTOHHoro C0 2 c OÖLIKHOBGHHBIM TOPQEBTIM (Endfenster) CHGTHHKOM H npoßepKH ee (JiyHKipiH, ötuia B ontiTe I (noHBa + Biipoijecce $0T0CiiHTe3a MeieHHbrä pacTHTejibHHü MaTepwaji) nccjienoBaHa OTflana C0 2 H3 pa3JiaraiomerocH opraHnnecKoro MaTepnajina B noHBe. Ilpn STOM H3 pacTHTejibHoro MaTepnaJia npoTHB oJKHflaHHH OCBOÖOHHJIOCB TOJibKO Heßojibuioe KOJiimecTBO , , C " . 9TO flajio noBon nepe3 Apyrne MeporrpHHTHH CTHMyjinpoBaTb MHKpo(j)Jiopy, HTOÖH nocTHrayTi. jjajibHeiimero pa3Jio?KeHHH nepBOHaiajibHoro MaTepnajia (BO II ßo IY onHTa — nyTeM 33H paccMaTpHBaTt b pa3pHBe ot npyrnx $aKTopoB, a Bcerjja jiHuub b cbh3h c coflepjKamieM BJiHrn b nOHBe npn b3hthh oöpa3ija.

Summary At the beginning on the basis of a model test it has been illustrated to what extent the WKkap depends on the pillared heighth of the soil based on the fact of the well-known relation between heighth of soil pillar and radius of pores. Therefore within the course of the following investigations of naturally postured soil people always used samples only ten cm high. In this case we could mark — without mentioning the studies about the speed of capillary saturation of different soils — that in the different layers of samples different porosities are at disposal so that in a capillarity saturated condition of soil an important influence is excerted upon the vertical distribution of water. Among those factors influencing the WKkap-values we have especially pointed out the dependency upon the total porosity that can be characterized by an equation of a straight line. From this relation it is possible to fix for light soils the porosity of the aggregate bodies, while at heavier soils one has to take into consideration that these values will be too high; sandy clay soil that has been tested forms an exception to the rule, because in this case only the porosity of microaggregates comes into existence. Besides this it could be proved that the moisture of the samples excerts an influence upon the WKkap-values. It follows that the WKkap cannot be regarded as an isolated factor but always must be considered in connection with the porosity and the contents of moisture in the samples. Literaturverzeichnis 1. DI GLERIA, J., A. KLIMES-SZMIK und M. D V O R A C S E K : Bodenphysik und Bodenkolloidik (Talajfizika es talajkolloidika). 1957, S. 313, Budapest, Akad.-Verl. 2. D V O R A C S E K , M. und M. D V O R A C S E K : Die Struktur von Kulturböden und solcher unter natürlichem Pflanzenbestand (Ösallapotu es mürelt talajok szerkezete). MTA Agrärtud. Oszt. Közl. 1956, 9, H. 1 - 3 , 1 1 1 - 1 5 7 3. KLIMES-SZMIK, A . : Beschlüsse der II. Konferenz für Bodenphysik in Leningrad (A leningradi mäsodik talajfizikai konferencia hatärozatai). Agrokimia es Talajtan 1960, 9, H. 2, 2 8 5 - 2 8 8 4. MITSCHURIN, B. N.: Die Aufnehmbarkeit der Feuchtigkeit für die Pflanzen in Abhängigkeit von der Struktur und der Lagerungsdichte der Böden und des Untergrundes (russ.). Vopr. agron. fiz. Leningrad 1957, 56 — 71 5. MÜLLER, K. H.: Zur Anwendung der Variationsbreite bei der Beurteilung von Versuchsergebnissen. Z. landwirtsch. Versuchs- u. Untersuchungswes. 1960, 6, 195—206 6. SUNKEL, R.: Über die Porosität von Bodenaggregaten (2. Mitt.). Z. Pflanzenemähr., Düng., Bodenkde. 1961, 93, 2 2 1 - 2 3 4

712 Aus dem Institut für Acker- und Pflanzenbau Müncheberg der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin und dem Forschungsinstitut für Bodenkunde und Agrochemie der Ungarischen Akademie der Wissenschaften in Budapest

A. KULLMANN und A. KLIMES-SZMIK

Ein Beitrag zu den Veränderungen der Bodenporosität in Abhängigkeit von der Zeit Eingegangen: 22. 6.1962

Die Pflanzenentwicklung wird, wie aus zahlreichen diesbezüglichen Arbeiten in der Literatur (2) hervorgeht, u. a. wesentlich durch den Luft- und Wasserhaushalt des Bodens beeinflußt, weshalb einer Charakterisierung der Porositätsverhältnisse des Bodens besondere Bedeutung zukommt. Das Hohlraumvolumen, welches je nach Größe und Gestalt der Poren, je nach Witterung usw. teils mit Luft, teils mit Wasser ausgefüllt ist, hängt von der räumlichen Anordnung der Einzelteilchen und aggregierten Teilchen ab. Da diese Anordnung der festen Bodenbestandteile im Laufe der Zeit sowohl durch die Bewirtschaftungsmaßnahmen, durch den Witterungsablauf als auch durch die im Boden ablaufenden physikalischen, chemischen oder biologischen Vorgänge verändert wird, kommt es auch zu Veränderungen im Gesamthohlraumvolumen und in der Verteilung der verschiedenen Porengrößenanteile. Für die Ertragsfähigkeit unserer Kulturpflanzen genügt es aber nicht, nur ein jeweils kurzzeitiges optimales Verhältnis von Luft zu Wasser im Boden durch entsprechende Bewirtschaftungsmaßnahmen zu erreichen, dieser Zustand soll vielmehr möglichst anhaltend während der Vegetationsperiode erhalten bleiben. Unter den die Struktur wieder zerstörenden Kräften kommt dem durch die Niederschläge in den Boden gelangenden Wasser besondere Bedeutung zu, wobei das Ausmaß der Strukturzerstörung bzw. der -beständigkeit gegenüber Wasser sich durch die Wasserbeständigkeit von Bodenaggregaten kennzeichnen läßt. Somit sind die Porosität des Bodens und die Wasserbeständigkeit der Aggregate die üblichen und wichtigsten Kriterien, um die Beschaffenheit eines Bodens in physikalischer Hinsicht zu beurteilen. Aus einer Kenntnis dieser Eigenschaften — besonders aus deren Wechselbeziehungen und aus deren Verhalten im Laufe der Zeit als Folge verschiedener Standortseinflüsse — hoffen wir, Anregungen zur Erhaltung und Verbesserung des optimalen Bodenstrukturzustandes vermitteln zu können, wozu diese Abhandlung beitragen soll. Der Einfluß der Bodenbearbeitung auf die Veränderungen in der Bodenstruktur wurde verschiedentlich, wie aus der Literatur (2) hervorgeht, in den Vordergrund der Untersuchungen gestellt. Da wir aber die angeführten physikalischen Eigenschaften auf ihre Zusammenhänge hin betrachten wollen, haben wir auf Versuchsflächen zurückgegriffen, die langjährig oder mindestens mehrere Wochen und Monate nicht bearbeitet wurden. Somit dürfte eindeutiger ein Einblick in das ursächliche Verhalten der gewählten Kriterien zur Charakterisierung der physikalischen Bodeneigenschaften in Abhängigkeit von der Zeit gewonnen werden. Da in früheren Arbeiten von uns (4, 5, 6, 7) schon des öfteren die Wasserbeständigkeit in den Vordergrund der Betrachtungen gestellt worden ist, sollen hier zunächst die Porosität und deren Veränderungen in Abhängigkeit von der Zeit untersucht werden.

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Summary The measured porosity-values show remarkable changes dependent on time, whereat differences between the test-areas and the different experimental years appear. One of the reasons for the dependence on time is to be led back to weather influences. From the corresponding reactions of the porosity values, flowing-through values, and the water-resistance of the aggregates against the humidity of the soil it is assumed that the resultings f r o m the welling and attractive powers having the opposite effect are responsible for the changes of porosity. Furthermore the type of soil has an influence: increasing humidity decreases the porosity and perviousness as well as the crumb-portion of lighter soils. Regarding the Hirschfeld heavy loamsoil (higher portion of washable, particles, higher yield capacity), a dependence of the porosity on the soil-humidity exists, but for the other measured values no connection with the humidity is found; concerning the clay-soil of Vezseny the porosity increases with humidity. Literaturverzeichnis 1. GEBELEIN, H. und H. J. H E I T E : Statistische Urteilsbildung. 1951, 192 S., Berlin, Verl. Springer 2. DI GLERIA, J., A. KLIMES-SZMIK und M. D V O R A C S E K : Bodenphysik und Bodenkolloidik (Talajfizika es talajkolloidika). 1957, Budapest, Akad.-Verl. 3. HALD, A . : Statistical theory with engineering applications. 1952, 650 p., New York, John Wiley 4. KOITZSCH, R. und A. K U L L M A N N : Zur Krümelstabilitätsmessung auf leichtem Boden. II. Mitt. Z. Pflanzenerhähr., Düng., Bodenkde. 1959, 86, H. 3, 1 9 3 - 2 0 5 5. K U L L M A N N , A . : Ein methodischer Beitrag zur Stabilitätsmessung von Bodenaggregaten. Mededelingen van de Landbouwhogeschool en de opzoekingsstations von de Staat te Gent 1959, Deel 24, 3 4 1 - 3 4 8 6. K U L L M A N N , A . : Über Wasserstabilitätsbestimmungen der Bodenaggregate mit einem Schallwäscher. Z. Pflanzenernähr., Düng., Bodenkde. 1960, 89, 114 — 120 7. K U L L M A N N , A. und A. K L I M E S - S Z M I K : Die Bedeutung einer dynamischen Betrachtungsweise bei Untersuchung der Wasserstabilität von Bodenaggregaten (russ.). Potschwowedenie 1961, H. 3, 2 3 - 3 5 8. K U L L M A N N , A. und A. K L I M E S - S Z M I K : Über einige bei Bodenporositätsbestimmungen mit dem Luftpyknometer zu berücksichtigenden Gesichtspunkte. (Im Druck) 9. LAATSCH, W . : Dynamik der mitteleuropäischen Mineralböden. 1954, 277 S., Dresden u. Leipzig, Verl. Steinkopff

724 W. KOJNOFF 1

Die Böden Bulgariens Eingegangen: 20. 7. 1962

Das relativ kleine Territorium Bulgariens weist eine Vielzahl unterschiedlicher Böden auf. Dies ist sowohl auf die verschiedenen bioklimatischen Verhältnisse der einzelnen Landesteile als auch auf die Mannigfaltigkeit des Reliefs und der bodenbildenden Gesteine zurückzuführen. Das im Südosten Europas liegende Territorium nimmt einerseits eine Übergangsstellung zwischen dem gemäßigten und dem subtropischen Klima; andererseits zwischen dem ozeanischen Klima des Westens und dem kontinentalen Klima Osteuropas ein. Diese klimatischen Besonderheiten kommen je nach den lokalen Reliefverhältnissen, die ziemlich mannigfaltig sind, verschiedentlich zum Ausdruck. Nach J. GALABOFF (2) entfällt etwa ein Drittel (31%) des Territoriums Bulgariens auf Ebenen mit einer Höhe von 0 bis 200 m über dem Meeresspiegel, etwas weniger als die Hälfte (42,8%) besteht aus hügeligem Gelände mit einer Höhe von 200 bis 600 m über dem Meeresspiegel, fast ein Viertel (22,5%) entfällt auf mittelhohe Gebirge mit einer Höhe von 600 bis 1500 m, und ein geringer Teil (3,7%) besteht aus über 1500 m hohen Bergen. Diese Unterschiede bedingen auch die relativ reichhaltige Flora Bulgariens. Nach N. STOJANOFF (8,9) weist die Flora Bulgariens mehr als 3000 höhere Pflanzenarten auf. Entsprechend seiner geographischen Lage wird Bulgarien von drei bioklimatischen Gebieten umgeben. Im Norden und Nordosten grenzt es an den Steppenraum Rumäniens, der eine Verlängerung der Steppe Südosteuropas und Asiens darstellt, im Süden an den mediterranen Raum, und im Norden und Nordwesten wird es durch Gebirgsgruppen mit der Vegetation Mitteleuropas verbunden. Diese Gebiete beeinflussen in hohem Maße die Vegetationsverhältnisse in Bulgarien. Nach N. STOJANOFF (9) war der Wald der vorherrschende Vegetationstyp vor Beginn der wirtschaftlichen Tätigkeit des Menschen. Ein Zeugnis dafür legen auch die Böden selbst ab. Fast 4/5 der Böden des Landes sind unter dem Einfluß der Waldvegetation entstanden. Das Vorhandensein vieler Berge bedingt die weite Verbreitung von Eichen- und Buchenwäldern vom mitteleuropäischen Typ. Insbesondere der Eichenwald war in der Ebene und im Vorgebirge weit verbreitet. Heutzutage sind aber alle diese Wälder weitgehend vernichtet. Besser erhalten sind die Buchenwälder, die mehrfach deutlich ausgebildete Waldregionen über den Eichenwäldern im bulgarischen Gebirge darstellen. Im Hochgebirge ist auch der Nadelwald vom nordeuropäischen Typ weit verbreitet. Er besteht hauptsächlich aus Fichtenbeständen. Insbesondere in Südbulgarien kommt auch eine ziemlich große Anzahl von mediterranen und submediterranen Arten vor, die den Pflanzenassoziationen dieses Landesteiles einen südlicheren Charakter verleiht. Diese Mannigfaltigkeit der Waldvegetation hat auch die Böden der einzelnen Landesteile beeinflußt. Neben der Waldvegetation war am Bodenbildungsprozeß in Bulgarien auch die Grasvegetation weitgehend beteiligt. Sie hat verschiedene Ursachen. Eine natürliche Grasvegetation ist heute hauptsächlich im waldlosen Gebirge über 1700 bis 1800 m erhalten geblieben. Sie war wahrscheinlich seit uralten Zeiten in den Waldsteppengebieten der Donauebene und der Dobrudscha verbreitet (Nordbulgarien). 1

Prof. Dr. W. KOJNOFF, Agronomische Fakultät Sofia, Sofia, Dragan-Zankoff-Str. 8

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Grasvegetation mit ähnlichem Charakter, allerdings mit einem gewissen mediterranen Einschlag, war allem Anschein nach auch in den flachen und beckenartigen Ebenen Südbulgariens vorhanden. Heute ist sie aber fast überall durch Kulturvegetation ersetzt. In den meisten Fällen sind die gegenwärtigen Grasflächen unter dem Einfluß der Tätigkeit des Menschen entstanden. Besonders unterschiedlich ist das Territorium Bulgariens in bezug auf die bodenbildenden Gesteine, die ihrerseits gleichfalls zur Mannigfaltigkeit der Böden beitragen. Es kommen sowohl Löß und lößartige Ablagerungen (in Nordbulgarien), pliozäner Lehm und Ton (in den südlichen Teilen Nordwestbulgariens und in den bekkenförmigen Ebenen Süd- und Südwestbulgariens) als auch mannigfaltige Eruptiv(Granite, Syenite, Andezite, Rhyolithe u. a.), Sediment- (Kalkstein, tonhaltige und sandige, karbonathaltige und karbonatfreie, Schiefer und Sandstein) und metamorphe Gesteine, die hauptsächlich im Gebirge und Vorgebirge verbreitet sind, vor. Unter Berücksichtigung dieser Verhältnisse läßt sich Bulgarien ganz allgemein in drei große Gebiete mit verschiedenen Kombinationen von genetisch verwandten Bodentypen einteilen. Es sind dies Nord- und Südbulgarien sowie das Gebirgsgebiet. In N o r d b u l g a r i e n , wo die Steppen- und Waldsteppenverhältnisse dominieren, sind die Tschernosem- und die grauen Waldböden weit verbreitet. Die T s c h e r n o s e m b ö d e n s i n d durch vier Untertypen vertreten: karbonathaltige, typische, ausgelaugte und podsolierte Tschernoseme. Am meisten verbreitet sind die ausgelaugten Tschernosemböden. Die karbonathaltigen und die typischen Tschernosemböden sind im Norden des Landes zu finden, wo sie sich unter dem maßgebenden Einfluß der Wiesensteppenvegetation herausgebildet haben. Etwas südlicher, gleichfalls in Nordbulgarien, kommen die ausgelaugten Tschernosemböden vor, wo sie mit schwererem Löß und lößartigen Ablagerungen in Verbindung stehen; sie haben sich unter typischen Waldsteppenverhältnissen unter dem Einfluß des Eichenwaldes (vorwiegend von Quercus conferta und Ouercus cerris) in Kombination mit waldlosen Grasregionen formiert. Die stark ausgelaugten und die podsolierten Tschernosemböden folgen südlicher, und ihre Bildung steht in Zusammenhang mit lößartigem und pliozänem Lehm, zuweilen auch mit sehr schwerem Ton. Maßgebend war hier das Vorhandensein der Eichenvegetation. Bedingt durch diese Verhältnisse zeichnen sich die Tschernosemböden Bulgariens durch einen weit ausgedehnten mächtigen Humushorizont bis 40—80 cm und. darüber aus (2,5 bis 5% in den Oberflächenhorizonten und mindestens 1,5 bis 2% in den unteren Schichten). Der Übergangshorizont enthält bis 1% Humus. Unter Zugrundelegung der Mächtigkeit des Humushorizontes lassen sich die bulgarischen Tschernosemböden in weniger mächtige und mittelmächtige einteilen, wobei die Mächtigkeit von 40 cm als Grenze angenommen wird. Im allgemeinen sind die karbonathaltigen Tschernosemböden als am wenigsten mächtig und humusarm zu bezeichnen, während sich die typischen und die ausgelaugten Tschernosemböden durch eine größere Mächtigkeit bzw. durch einen höheren Humusgehalt auszeichnen. In Zusammenhang mit den Eigentümlichkeiten der bodenbildenden Ablagerungen und der biöklimatischen Verhältnisse steht die mannigfaltige Dynamik der Karbonate im Bodenprofil, die durch die Bildung des für die bulgarischen Tschernosemböden sehr charakteristischen Karbonatmyzels bedingt wird. Dies ist der Grund, weshalb I. N. ANTIPOFF-KARATAEFF und I. P. GE-

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KOJNOFF, Die Böden Bulgariens

RASSIMOFF (1, 8) bei der Behandlung der bulgarischen Tschernosemböden bereits seit dem Jahre 1948 von einer Donauprovenienz sprechen. Sie sind der Meinung, daß das Auftreten dieses Myzels im Profil der bulgarischen Tschernosemböden mit der Verdunstung der sich in einer Aufwärtsbewegung während der Aufeinanderfolge von Befeuchtung und starkem Austrocknen befindlichen Bikarbonatlösungen verknüpft ist. Bei den karbonathaltigen und den typischen Tschernosemböden tritt dieses Myzel im Humushorizont, nämlich in einer Tiefe von 15 bis 50 (60) cm, und bei den ausgelaugten Tschernosemböden im Unterhumushorizont, unter 70—80 cm, auf. Bei den stark ausgelaugten und den podsolierten Tschernosemböden kommt das Myzel selten vor. Unter Zugrundelegung der Tiefe, in der das Karbonatmyzel abgelagert wird, lassen sich die bulgarischen Tschernosemböden in flach myzelare (vornehmlich karbonathaltige Tschernosemböden), myzelare karbonathaltige (typische Tschernosemböden), tief myzelare und tief karbonathaltige (ausgelaugte und podsolierte Tschernosemböden) einteilen. Bei den tief myzelaren und den tief karbonathaltigen Tschernosemböden ist die Reaktion ziemlich sauer, obwohl eine erhöhte Dispersität der Bodenkolloide vorhanden ist, wobei auch Prozesse einer gewissen Verlehmung in situ stattfinden. Eine Eigentümlichkeit der bulgarischen Tschernosemböden ist, daß sich unter dem illuvial-karbonathaltigen Horizont kein Gipshorizont findet (1, 9), wodurch sie sich von ähnlichen Böden einiger Teile der UdSSR unterscheiden. Dies deutet darauf hin, daß diese Tschernosemböden in größerer Tiefe ausgewaschen sind, nämlich infolge der feuchteren kontinentalen Klimaverhältnisse in Nordbulgarien (550 bis 600 mm jährliche Niederschlagsmenge bei einer mittleren Jahrestemperatur von etwa 11 °C). Eine weitere Eigentümlichkeit der bulgarischen Tschernosemböden ist der hohe Grad ihrer Abnutzung, zurückzuführen auf die seit langem währende landwirtschaftliche Tätigkeit des Menschen. Aus diesem Grunde sind die Krumenhorizonte ziemlich gelichtet; im Vergleich zum Neuland weisen sie einen niedrigeren Humusgehalt auf. Trotzdem gehören die Tschernosemböden zu den fruchtbarsten Böden Bulgariens. Die g r a u e n W a l d b ö d e n finden sich in den südlichsten höheren Teilen Nordbulgariens und in Nordostbulgarien (Ludogorie) unter deutlich ausgeprägten Steppenverhältnissen; in der Vergangenheit waren hier vorwiegend Eichen- und Hainbuchenwald weit verbreitet. In Kombination mit den grauen Waldböden kommen hier ziemlich oft ausgelaugte und podsolierte Tschernosemböden vor. Diese Kombinationen sind für die Waldsteppengebiete Osteuropas sehr charakteristisch, mit denen Nordbulgarien allem Anschein nach Ähnlichkeit hat. Im Hinblick auf ihre Herkunft muß gesagt werden, daß es Fälle gibt, in denen am Rande ehemaliger Waldböden sekundär ein vorwiegend tschernosembildender Prozeß, d. h. eine Regradierung, zustande gekommen ist; in anderen Fällen aber wurden Tschernosemböden unter dem Einfluß des später angesiedelten Waldes degradiert. Die grauen Waldböden Bulgariens werden in drei Untertypen — dunkelgraue, graue und helle — eingeteilt. Sie lassen sich durch eine deutliche Differenzierung der Korngrößenzusammensetzung der einzelnen Horizonte (Abb.) und durch die mächtige Ent-

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Humus- und Karbonatgehalt, pH-Wert und Anteil an Abschlämmbarem der wichtigsten Böden Bulgariens

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KOJNOFF, Die Böden Bulgariens

wicklung des stark verlehmten illuvialen Horizontes (insbesondere bei den hellgrauen Waldböden) charakterisieren. Die mittlere Mächtigkeit des Humushorizontes beträgt 20—35 cm, diejenige des Illuvialhorizontes 120 bis 160 cm. Der Humusgehalt des Oberflächenhorizontes schwankt zwischen 2 und 4% und nimmt mit der Tiefe stark ab (Abb.). Neuere Untersuchungen haben gezeigt, daß e6 unter den grauen Waldböden Nordbulgariens Unterschiede gibt, wie dies z. B. bei den Böden Nordostbulgariens (Ludogorie) und Nordwestbulgariens der Fall ist. Andererseits weisen einige graue Waldböden Nordwestbulgariens eine ziemlich große Ähnlichkeit mit den benachbarten rotbraunen Waldböden Rumäniens (Brune- róscate), den „Gajnjatsche" Jugoslawiens und sogar mit einigen zimtfarbenen Waldböden Südbulgariens auf (6). Im Zusammenhang damit wird ihre Trennung vom Typ der grauen Waldböden bzw. ihre Aufnahme in die gleiche genetische Gruppe erwogen, zu der die erwähnten rumänischen und jugoslawischen Böden gehören. Außerdem sollten einige hellgraue Waldböden, insbesondere in Nordwestbulgarien, die den jugoslawischen „Podsolen" und einigen podsolierten zimtfarbenen Waldböden Südbulgariens sehr ähnlich sind, von den grauen Waldböden getrennt und in die Gruppe der podsoligen Böden südlicherer Herkunft südeuropäischer Fazies (6) aufgenommen werden. Ein Grund dafür wäre, daß sich die mitteleuropäischen podsoligen Böden unter braunen Waldböden entwickeln, zu denen sie auch Übergänge aufweisen, während in Bulgarien die in Frage kommenden Böden in der Zone der zimtfarbenen und überhaupt der Böden mit einer südlicheren Herkunft vorkommen, wobei auch im Innern des Bodens eine starke Verlehmung festgestellt werden kann. In Südbulgarien macht sich der mediterrane klimatische Einfluß in stärkerem Maße bemerkbar. Hier sind die zimtfarbenen Waldböden und die TschernosemSmolnitza-Böden weit verbreitet. Daneben kommen auch zimtfarbene Wiesenböden, Wiesentschernosemböden und Wiesentschernosem-Smolnitza-Böden, Alluvial-Wiesenböden und Diluvial-Wiesenböden, Wiesensumpfböden, Salzböden u. a. vor. Insbesondere in den südlichsten Landesteilen (Sakar-Planina) sind auch gelberdig-podsolige Böden zu finden. Die z i m t f a r b e n e n W a l d b ö d e n sind in den beckenförmigen und den flachen Ebenen sowie in den hügelartigen bzw. Gebirgsgegenden Mittel- und Südbulgariens sehr weit verbreitet. Hier haben sie sich unter trockenem Wald (hauptsächlich Ouercus pubescens) bzw. unter für mediterrane und submediterrane Verhältnisse spezifischen Sträuchern herausgebildet. Sie haben sich auf mannigfaltigsten Gesteinen und Ablagerungen entwickelt. Charakteristisch für diese Böden ist die grelle rotbraune Färbung und die starke Verlehmung, insbesondere im Illuvialhorizont der stark ausgelaugten und der podsolierten Untertypen. Bisher werden drei Untertypen: typische, ausgelaugte und podsolierte zimtfarbene Waldböden unterschieden. Bei den typischen ist die Korngrößenzusammensetzung der einzelnen Horizonte am wenigsten unterschiedlich; sie weisen einen relativ flach liegenden karbonatreichen Untergrund (meistens unter 50—60 cm, Abb.) auf. Am meisten verbreitet sind die ausgelaugten zimtfarbenen Waldböden, die besonders charakteristisch für diesen Bodentyp sind. Sie besitzen gewöhnlich einen weniger mächtigen, etwa 25 bis 30 cm starken, deutlich ausgeprägten Humushorizont, einen stark verlehmten Illuvialhorizont und einen tiefer, unter 70—80 cm liegenden, weniger stark ausgeprägten karbonathaltigen Un-

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tergrund. Sie sind gewöhnlich auf Pliozän- und Vorpliozänablagerungen und Verwitterungsprodukten sowie auf altquartären Ablagerungen gebildet, die deutlich auf das hohe genetische Alter dieser Böden hinweisen. Es kommen auch ausgelaugte zimtfarbene Waldböden vor, die auf jüngeren Quartärablagerungen mit einem bedeutend höheren Sandgehalt gebildet worden und in den westlichen Teilen des Thrazischen Tieflandes sowie in fast allen Flußtälern Südbulgariens weit verbreitet sind. Diese jüngeren, ausgelaugten zimtfarbenen Waldböden zeichnen sich im allgemeinen durch eine größere Mächtigkeit des Humushorizontes (40—50 cm) und durch einen ausgedehnteren Illuvialhorizont aus, der bis 120—150 cm tief sein kann. Diese Eigentümlichkeiten werden durch die bodenbildenden Ablagerungen bedingt, die einen höheren Sandgehalt aufweisen. Dies berechtigt zu einer Einteilung der zimtfarbenen Waldböden in zwei Gruppen: mit schwach entwickeltem bzw. mit mächtigem Humushorizont. Außerdem lassen sich bei diesen Böden Übergänge zu den TschernosemSmolnitza-Böden beobachten, die unter der Bezeichnung smolnitzaähnliche zimtfarbene Waldböden bekannt sind. Neuere Untersuchungen (6) zeigen, daß die podsolierten zimtfarbenen Waldböden als ein selbständiger podsoliger Bodentyp südeuropäischer Fazies mit starker Verlehmung bzw. als zimtfarben podsolige Böden in der Zone des zimtfarbenen und der zimtfarbenbraunen Übergangsböden abgesondert werden sollen. Bei ihnen läßt sich eine viel stärkere Texturdifferenzierung beobachten, wie aus der Abbildung ersichtlich ist. Der Humusgehalt ist bei diesen Böden bedeutend niedriger, die Karbonate sind in eine größere Tiefe unter 120 bis 150 cm ausgewaschen, und die Böden weisen eine ziemlich stark saure Reaktion auf (pH unter 4,5 bis 5). Ferner lassen sich gleichfalls Abarten mit einem flachen oder mächtigen Humushorizont beobachten, dessen Mächtigkeit durch den tonigen bzw. sandigen Charakter der bodenbildenden Ablagerungen bedingt wird. Die z i m t f a r b e n e n W i e s e n b ö d e n sind wenig verbreitet. Sie kommen in den beckenförmigen Ebenen und in Flußtälern auf den jungquartären Terrassen vor. Ihrem Wesen und ihrem Bau nach stehen sie in engem genetischen Zusammenhang mit den jungen alluvialen Wiesenböden einerseits und den zimtfarbenen Waldböden andererseits, besonders im Hinblick auf die erwähnte Wirkung des Waldes auf die Entwicklung der letzteren. Je nach dem Wirkungsgrad der Wald- bzw. Wiesenvegetation bilden sich typische und ausgelaugte Untertypen heraus. Außerdem lassen sich nach dem Humusgehalt und nach der Mächtigkeit des Humushorizontes, bedingt durch das Wirken von Trockenwiesen- bzw. typischer Wiesenvegetation, helle und dunkle Abarten unterscheiden. Die dunklen ausgelaugten zimtfarbenen Waldböden, in deren Zusammensetzung mehr tonige Bestandteile enthalten sind, ähneln in hohem Grade den ausgelaugten Wiesen-Tschernosem-Smolnitza-Böden und überhaupt den Tschernosem-Smolnitza-Böden. Die T s c h e r n o s e m - S m o l n i t z a - B ö d e n sind für die beckenförmigen Ebenen Südbulgariens sehr charakteristisch und spezifisch. Sie kommen dort gewöhnlich in den niedrigeren Lagen vor. Besonders weit verbreitet sind sie in den östlichen Teilen des Thrazischen Tieflandes und im Tertiärbecken von Burgas. Ferner kommen sie in den Becken von Sofia, Radomir, Bresnik u. a. vor. Es sind genetisch alte, schwertonige, kolloidreiche, intensiv schwarzgefärbte Böden mit einem mächtigen Humushorizont, die sich auf Pliozän- oder altquartären tonhaltigen Ablagerungen bildeten.

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KOJNOFF, Die Böden Bulgariens

Ihre Herkunft steht in Zusammenhang mit einer ehemaligen Versumpfung oder übermäßigen Befeuchtung. Manche Forscher (1, 8) stehen auf dem Standpunkt, daß die Herkunft dieser Böden in Verbindung mit den Andesitgesteinen oder mit deren umgelagerten Verwitterungsprodukten zu sehen ist. Neuere Untersuchungen (3, 4) deuten jedoch darauf hin, daß sie sich auf umgelagerten Verwitterungsprodukten verschiedener Gesteine (Andesit, Granit, Kalk, Mergel, kristalline Schiefer) gebildet haben. Ausschlaggebend sind hier die schwertonigen bodenbildenden Ablagerungen und das ebene Relif, bei dem das Wasser keinen Abfluß finden konnte und sich eine Versumpfung bzw. übermäßige Befeuchtung herausbildete. Infolge des schwertonigen und kolloidalen Charakters des Ausgangsmaterials sind die Auslaugungs- bzw. Podsolierungsprozesse trotz des hohen Alters der Tschernosem-Smolnitza-Böden sehr langsam verlaufen. Aus diesem Grunde sind vor allem schwach ausgelaugte Tschernosem-Smolnitza-Böden verbreitet, die uns die typische Vorstellung von diesem Bodentyp vermitteln. Er ist durch einen mächtigen Humushorizont gekennzeichnet, der allmählich in einen mehr oder weniger karbonathaltigen Untergrund übergeht; letzterer liegt gewöhnlich in einer Tiefe unter 70—80 cm. Trotz der intensiv schwarzen Färbung dieser Böden ist ihr Humusgehalt nicht besonders hoch. Er schwankt zwischen 2,5 und 5% (Abb.). Es lassen sich auch typische TschernosemSmolnitza-Böden unterscheiden, die wenig verbreitet sind und vornehmlich auf karbonatreichen Pliozänablagerungen gebildet wurden. Sie weisen gleichfalls einen mächtigen Humushorizont, jedoch einen flacher liegenden und karbonatreicheren Untergrund (gewöhnlich unter 60—70 cm) auf. Manche bulgarischen Bodenkundler (8) unterscheiden auch karbonathaltige Tschernosem-Smolnitza-Böden. Dies sind jedoch unter dem Einfluß der Erosion sekundär gebildete Böden, wobei die Erosion ein flacheres Aufdecken des karbonathaltigen Untergrundes bedingt. Die podsolierten Tschernosem-Smolnitza-Böden sind sehr wenig verbreitet und stehen oft in Verbindung mit den podsolierten zimtfarbenen (podsoligen) Böden. Trotz ihrer schlechten physikalisch-mechanischen Eigenschaften sind die ausgelaugten Tschernosem-Smolnitza-Böden insbesondere in Südbulgarien als relativ fruchtbar zu bezeichnen. Die W i e s e n - T s c h e r n o s e m - S m o l n i t z a - B ö d e n sind wenig verbreitet. Sie treten gewöhnlich in Flußtälern auf, in denen das Wasser nur langsam Abfluß findet, so z. B. auf bodenbildenden Ablagerungen des jungen Quartärs, die sehr reich an abschlämmbaren Teilen sind. Hier stehen sie in Zusammenhang mit dem höheren Grundwasserstand (1,5—2,5) während der feuchteren Jahreszeit oder mangelhaftem Wasserabfluß; deshalb spielt die Wiesenvegetation bei ihnen noch eine gewisse Rolle im Bodenbildungsprozeß. Es sind dies jüngere Böden, eigentlich ein Urbild der gegenwärtigen Tschernosem-Smolnitza-Böden, die allem Anschein nach vor ihrem tieferen Drainieren ein solches Stadium durchlaufen haben. Man unterscheidet drei Untertypen: karbonathaltige, typische und ausgelaugte Wiesen-Tschernosem-Böden, die ihrem Bau nach den Tschernosem-Smolnitza-Böden sehr ähnlich sind. Die W i e s e n - T s c h e r n o s e m - B ö d e n entwickelten sich unter hydrologischen Verhältnissen, die auch bei der Bildung der vorher besprochenen Wiesen-Tschernosem-Smolnitza-Böden maßgebend waren, jedoch entstanden sie auf karbonatreicheren Ablagerungen. Sie treten gewöhnlich in Flußtälern auf, deren Ablagerungen von Sammelreservoiren für karbonathaltiges Wasser stammen.

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Wenig verbreitet sind auch die W i e s e n - S u m p f - B ö d e n und insbesondere die M o o r - S u m p f - B ö d e n . Die Bildung eines großen Teiles dieser Böden ist auf tektonische Ursachen zurückzuführen, nämlich darauf, daß das Wasser infolge Versinkens von beckenförmigen Ebenen bzw. von Tiefland keinen Abfluß finden konnte, wie dies bei dem Thrazischen Tiefland und den sich vor dem Balkangebirge befindlichen Ebenen der Fall ist. Größere Verbreitung weisen die a l l u v i a l e n u n d d i l u v i a l e n W i e s e n b ö d e n auf, insbesondere im westlichen Teil des Thrazischen Tieflandes und in den Tälern der größeren Flüsse (Maritza, Tundscha, Isker, Jantra, Rossitza u. a.). S a l z b ö d e n . Obwohl Bulgarien in bezug auf die Migration und Akkumulation der Salze als eine Transitzone anzusehen ist (1, 8), lassen sich hierzulande ziemlich stark versalzte Böden (etwa 20000 ha), insbesondere in Südbulgarien und vor allem im Thrazischen Tiefland, beobachten. Die Ursache hierfür ist in erster Linie darin zu suchen, daß das Wasser keine Abflußmöglichkeit findet. Hinzu kommt eine stärkere Mineralisierung des Untergrundwassers infolge lokalen, durch tektonische Ursachen bedingten Sinkens des Reliefs. Daher hat ein großer Teil des Salzbodenkomplexes im Thrazischen Tiefland ursprünglich ein Stadium nicht versalzter Böden als Tschernosem-Smolnitza-Böden, zimtfarbene Wiesenböden, alluviale Wiesenböden u. a. durchlaufen, die infolge Versinkens und Aufsteigens des Untergrundwassers versalzt und stellenweise später auch entsalzt worden sind. Am meisten verbreitet in Südbulgarien sind die Salzböden des Solonetz-Solontschak-Typs, an deren Zusammensetzung Soda und Natriumbikarbonat maßgebenden Anteil haben. Dadurch läßt sich auch die obligatorische Entwicklung des Solonetz-Prozesses in solchen Salzböden erklären. I. N. ANTIPOFF-KARATAEFF (8) vertritt die Meinung, daß das Vorhandensein von Soda und Natriumbikarbonat hier auf biochemische Prozesse zurückzuführen ist. Die G e b i r g s r e g i o n ist durch weite Verbreitung der braunen Waldböden, der dunkel gefärbten Gebirgswaldböden und der Gebirgswiesenböden gekennzeichnet. Alle diese Böden sind relativ wenig erforscht, da die Bemühungen der bulgarischen Bodenkundler bisher in Zusammenhang mit der schnellen Verbesserung und Entwicklung der Landwirtschaft auf die Ebene konzentriert waren. Zur Zeit sind im Maßstab 1:25000 fast die gesamte Ebene und das Vorgebirge Bulgariens erforscht worden. Als eine weitere Aufgabe im Laufe von 5—6 Jahren steht die eingehende Erforschung der Böden des Gebirges im Großmaßstab bevor. Die b r a u n e n W a l d b ö d e n nehmen die Gebirgsgegenden des Landes in einer Höhe über dem Meeresspiegel von 700—1000 bis 1800—2000 m ein. Sie haben sich hier in der Zone des Waldgebirgsübergangsklimas entwickelt, das durch hohe Luftfeuchtigkeit, hohe Niederschlagsmenge, mäßige Temperaturschwankungen und eine dauerhafte Schneedecke gekennzeichnet wird. In der Ebene sind sie kaum festzustellen, obwohl gewisse Anhaltspunkte dafür bestehen, daß sie auch dort als Übergang zu den zimtfarbenen Waldböden zu suchen sind. Sie haben sich besonders unter Buchenwald und teilweise unter Nadelwald auf sehr verschiedenen, vor allem karbonatfreien Gesteinen gebildet und weisen hauptsächlich drei Untertypen auf: dunkle, helle und sekundär vergraste Wiesen-Tschernosem-Böden. Sämtliche Untertypen zeigen eine mehr oder weniger deutlich ausgeprägte saure Reaktion, wobei jedoch trotz der relativ feuchten Verhältnisse keine Podsolierung vorhanden ist. Die Ur51

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KOJNOFF, Die Böden Bulgariens

sache hierfür ist unter bulgarischen Verhältnissen noch nicht genügend geklärt. Die dunkelbraunen Waldböden kommen in den am höchsten liegenden Waldgebirgsregionen vor, wo neben Buchenwald auch Nadelwald (vornehmlich Fichte) verbreitet ist. Die dunkel gefärbten Waldgebirgsböden sind höchstwahrscheinlich ihre nur unter Nadelwald vorkommende Variante. Die hellbraunen Waldböden nehmen gewöhnlich die niedriger und südlicher liegenden, relativ trockenen Gebirgsgegenden ein, in denen hauptsächlich der Buchenwald verbreitet ist. Vielerorts sind die braunen Waldböden in den höheren Gebirgsregionen und insbesondere im Rhodopengebirge unter Einfluß von Gebirgswiesenvegetation, die sich nach der Vernichtung der Waldvegetation sekundär angesiedelt hat, vergrast. Die d u n k l e n W a l d g e b i r g s b ö d e n kommen in der Zone des Fichtenwaldes und in der Region der Koniferen-Sträucher, des Wacholders und der Bergkiefer, vor, nämlich unter Bedingungen, die für den gemeinsamen Verlauf des Wald- und Grasprozesses günstig sind. Es ist nicht ausgeschlossen, daß ein Teil dieser Böden sekundärer Herkunft ist, also auf primären Gebirgswiesenböden unter dem Einfluß von später angesiedelter Vegetation gebildet wurde. Das Wesen und die Herkunft dieser Böden sind noch nicht genügend geklärt. Die G e b i r g s w i e s e n b ö d e n sind in den am höchsten liegenden waldlosen Gebirgsgegenden Bulgariens in einer Höhe von 1600—1800 m und darüber verbreitet, wo sie sich unter dem Einfluß der spezifischen Gebirgswiesenvegetation herausgebildet haben. Infolge der alljährlichen Anhäufung großer Mengen pflanzlicher Abfallstoffe und ihrer durch die Gebirgsverhältnisse erschwerten Mineralisierung werden hier relativ mächtige Humus-, Humustorf- und Torfhorizonte formiert. In der subalpinen Zone, in der für die Zersetzung der organischen Substanz günstigere Verhältnisse bestehen, werden vornehmlich tschernosemartige Gebirgswiesenböden gebildet, während in der hochalpinen Zone in einer Höhe über 2400 bis 2500 m hauptsächlich torfige Gebirgswiesenböden und stellenweise auch Moorsumpfböden vorkommen. Zum Schluß sei darauf hingewiesen, daß in Bulgarien auch gelberdig-podsolige Böden vorkommen. Sie wurden im Jahre 1954 im Schwarzmeergebiet des StandschaGebirges von I. P. GERASSIMOFF (1) festgestellt. Zusammenfassung Die große Mannigfaltigkeit der bulgarischen Böden wird sowohl im Hinblick auf die sehr unterschiedlichen bioklimatischen Verhältnisse des Landes als auch seines Reliefs und der verschiedenen bodenbildenden Gesteine geschildert. In Nordbulgarien, wo die Steppen- und Waldsteppenverhältnisse dominieren, sind Tschernosemböden und graue Waldböden weit verbreitet. In Südbulgarien mit stärkerem mediterranen Einfluß sind die zimtfarbenen Waldböden und die TschernosemSmolnitza-Böden zu Hause; daneben kommen auch zimtfarbene Wiesenböden, Wiesentschernosemböden und Wiesentschernosem-Smolnitza-Böden, Alluvial-Wiesenböden und Diluvial-Wiesenböden, Wiesensumpfböden, Salzböden u. a. vor. In den südlichsten Landesteilen sind auch gelberdig-podsolige Böden zu finden. Die Gebirgsregion ist durch weite Verbreitung brauner Waldböden, dunkel gefärbter Gebirgswaldböden und Gebirgswiesenböden gekennzeichnet.

733

Albrecht-Thaer-Archiv, Band 6, Heft 10, 1962

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734 Aus dem Institut für Acker- und Pflanzenbau Müncheberg der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin (Direktor: Prof. Dr. agr. habil. E. RÜBENSAM)

A. KULLMANN

Übet den Einfluß einiger Düngungsvarianten des Feldversuches „Ewiger Roggenbau" (Halle/S.) auf die Bodenstruktur Eingegangen: 25. 5. 1962

Unter der Struktur eines Bodens verstehen wir die räumliche Anordnung der einzelnen und aggregierten Bodenteilchen. Durch deren unterschiedliche Größe und unregelmäßige Formen verbleiben zwischen ihnen mannigfaltig gestaltete Hohlräume, die, entsprechend ihrem Äquivalent-Durchmesser, der Wasserspeicherung oder der Durchlüftung des Boden dienen. Das Verhältnis zwischen luft- und wassergefüllten Poren wird dann als optimal für die Pflanzenentwicklung bezeichnet, wenn etwa 2/s kapillare und 1/3 nichtkapillare Poren vorhanden sind, wie dies für Böden mit einer gut krümeligen Beschaffenheit der Fall ist. Da aber durch das Klima, durch die Pflanzen, durch die im Boden ablaufenden Prozesse und besonders durch die Bewirtschaftungsmaßnahmen diese optimale Anordnung der Bodenteilchen laufende Veränderungen erfährt, ist es besonders notwendig, daß die Struktur eine gewisse Beständigkeit gegenüber den Kräften aufweist, die den optimalen Zustand zu mindern oder gar zu zerstören vermögen. Man bemüht sich daher allenthalben, den Strukturzustand durch geeignete physikalische Meßgrößen zu erfassen sowie durch entsprechende Versuchsanstellungen Einblick in Dynamik und kausale Zusammenhänge dieser Bodeneigenschaft zu gewinnen, um daraus grundlegende Kenntnisse für eine systematische Lenkung der Prozesse auf eine optimale Bodenstruktur hin abzuleiten. Bisher hat die Erfahrung gelehrt, daß es keine Meßgröße gibt, die befriedigend den g e s a m t e n Strukturzustand zu erfassen vermag; immer können wir nur eine Teilgröße erfassen und diese mehr oder weniger exakt charakterisieren. Sowohl das gesamte Hohlraumvolumen des Bodens, das Verhältnis der Anteile verschiedener Porengrößen und die Menge wasserbeständiger Krümel als auch die textureile, chemische und biologische Beschaffenheit des Bodens sind ausschlaggebende Faktoren bei der Charakterisierung des Strukturzustandes. Wir haben uns zunächst eingehender nur mit einem, und zwar nicht unwesentlichen Faktor, den wasserstabilen Krümeln beschäftigt, wobei es galt, sowohl bestimmte methodische Probleme als auch das Verhalten der stabilen Krümel im Verlaufe der Vegetationsperiode sowie den Einfluß acker- und pflanzenbaulicher Maßnahmen auf die stabilen Krümelanteile zu studieren. Speziell interessierte uns unter anderem, wie sich die Düngung auf die Wasserbeständigkeit der Bodenkrümel auswirkt. Auf Grund der bisherigen Kenntnisse über die die Einzelteilchen des Bodens zu Krümeln verkittenden Substanzen wäre es nämlich denkbar, daß durch die mit der Düngung zugeführten Stoffe direkt, teils auch indirekt, eine Anreicherung von stabilen Bodenkrümeln stattfinden kann. Da hierbei den organischen Substanzen in besonderem Maße die Fähigkeit zur Krümelbildung zugesprochen wird, wäre weiterhin zu erwarten, daß der Einfluß einer organischen Düngung größer als der einer mineralischen sein müßte. — Das Versuchs-

Albrecht-Thaer-Archiv, Band 6, Heft 10, 1962

735

feld „Ewiger Roggenbau" des Institutes für Pflanzenernährung und Bodenkunde (Halle/S.) 1 schien uns zur Beantwortung dieses Problemes besonders geeignet, da sich nach langjähriger gleicher Bewirtschaftung am deutlichsten möglicherweise vorhandene Unterschiede abzeichnen müßten. Gleichzeitig soll durch Gegenüberstellung der Resultate, die parallel mit verschiedenen Untersuchungsverfahren ermittelt wurden, gezeigt werden, inwieweit der Einfluß der Düngungsvarianten je nach der angewandten Methode anders beurteilt wird. Dies erscheint uns um so wichtiger, als die in der Literatur zitierten, sich häufig widersprechenden Ergebnisse teilweise auf die Anwendung jeweils nur einer Methode zurückgeführt werden können und somit ein Methodeneinfluß die Aussage über die Auswirkungen der Versuchsglieder zu verändern vermag. Versuchsfläche und U n t e r s u c h u n g s w e i s e Bei dem 1878 von KÜHN angelegten Versuchsfeld „Ewiger Roggenbau" handelt es sich um einen Dauerdüngungsversuch, der alljährlich mit Winterroggen bestellt wird. Wir untersuchten folgende drei Varianten: 1. die jährlich mit 120 dt/ha Stallmist gedüngte Parzelle 2. die jährlich mit 40 kg/ha N, 56 kg/ha P 2 O s , 90 kg/ha K a O gedüngte Parzelle 3. die ungedüngte Parzelle Der Boden ist zu den diluvialen, lehmigen Sanden vom Typus der schwarzerdeähnlichen zu zählen. (Über weitere Einzelheiten der Versuchsfläche vgl. MERKER, SCHMALFUSS.) Die Bodenproben wurden in wöchentlichen Abständen zu 4 Terminen im März und zu 4 Terminen nach der Ernte im August 1960 entnommen, wobei die Entnahme für die Volumengewichtsbestimmungen und Durchlässigkeitsuntersuchungen am natürlich gelagerten Boden mit 100 ml fassenden Messingzylindern des Strukturbohrers nach POLIKEIT erfolgte. Als Volumengewicht wird hier das Trockensubstanzgewicht des Bodens von 100 mlVolumenbezeichnet. DieBestimmung der Durchlässigkeit natürlich gelagerter Proben für Wasser erfolgte nach dem in (4) beschriebenen Verfahren. Die Krümelstabilitätsbestimmungen erfolgten teilweise sofort nach der Probenentnahme im naturfeuchten Zustand, teilweise nach vorangegangener Trocknung des Bodenmaterials unter 2 Gew.-% Feuchtigkeitsgehalt. Zur Art und Weise der Trocknung sowie der Auftrennung in verschiedene Fraktionsgrößen durch trockene Siebung vergleiche (4). Bei den Stabilitätsbestimmungen wurde die Schalenmethode nach ZELLER und FLUNT (vgl. 5), das Schallwäscherverfahren und Tauchverfahren nach KULLMANN angewendet. Die stabilen Krümelanteile wurden teils auf 100 g ungesiebten Boden bezogen (wahrer Krümelanteil genannt), teils auf die zur Untersuchung angewendete Einwaage (bei trockenen, ausgesiebten Aggregaten) und dann als relativer Krümelan teil bezeichnet. Die Sandkorngehalte in den untersuchten Fraktionen wurden jeweils bestimmt und von den Krümelanteilen abgezogen. Die Durchflußmessungen an zuvor trocken ausgesiebten Aggregaten wurden nach dem Verfahren von KULLMANN (4) ausgeführt. In der Regel wurden pro Parzelle und Entnahmetermin die Untersuchungen in 9 Wiederholungen vorgenommen. 1

Die Versuchsfläche wurde uns freundlicherweise von Herrn Prof. Dr. SCHMALFUSS zur Verfügung gestellt.

736

KULLMANN, Einfluß des Feldversuches „Ewiger Roggenbau" auf die Bodenstruktur

Da der Versuch „Ewiger Roggenbau" nicht in Wiederholungen angelegt ist, können möglicherweise vorhandene Bodenunterschiede zwischen den Parzellen nicht varianzanalytisch bei der Auswertung eliminiert werden. Versuchsergebnisse und Diskussion 1. Einen Einblick in das Gesamtporenvolumen der untersuchten Parzellen sollten zunächst die Volumengewichtsbestimmungen erbringen. Die zu allen Untersuchungsterminen ermittelten Resultate sind getrennt nach den Düngungsvarianten in Mittelwerten zusammengefaßt und in Tabelle 1 wiedergegeben. Tabelle 1 Durchschnittswerte der Volumengewichtsbestimmungen (in g) sowie der Durchlässigkeitswerte natürlich gelagerter Bodenproben (in ml/min) und Streuungen der Mittelwerte. (Das Gesamtporenvolumen (in Vol-%) ist unter Zugrundelegung einer Dichte von 2,65 berechnet worden.)

Volumengewicht Porenvolumen Durchlässigkeit

Stallmist

NPK

ungedüngt

127,83 ± 0 , 7 2 51,76 6,26 ± 0 , 4 3

131,60 ± 0 , 7 4 50,34 5,15 ± 0 , 3 2

136,37 ± 0 , 8 3 48,54 5,10 ± 0 , 3 0

GD für P = 5%

P = 1%

3,12

4,12

1,56

2,10

Zwischen den Versuchsgliedern ergeben sich also signifikante Differenzen, wonach die strukturelle Beschaffenheit der mit Stallmist gedüngten Parzelle am besten ist; denn mit abnehmendem Volumengewicht nimmt das Gesamtporenvolumen zu (gleiches spezifisches Gewicht vorausgesetzt). Somit wird der Wasser- bzw. Lufthaushalt des Bodens durch die Vergrößerung des gesamten Hohlraumvolumens gegenüber der ungedüngten Parzelle verbessert; doch lassen sich hierüber keine präziseren Ausführungen anschließen, da die Veränderungen in der Porengrößenverteilung nicht bestimmt werden konnten. Auch die Durchlässigkeitswerte natürlich gelagerter Bodenproben vermögen nur einen Anhalt über den Strukturzustand unter den verschieden gedüngten Parzellen zu vermitteln, da (nach 11) die Durchlässigkeit keine ausschließliche Meßgröße für die Krümelstruktur ist. Immerhin wird die in der Zeiteinheit durch die Probe gelaufene Wassermenge im besonderen Maße — neben der Textur des Bodens — durch Porenzahl und -große sowie durch Menge, Größe und Wasserbeständigkeit der Krümel bestimmt. Die in Tabelle 1 angeführten Mittelwerte lassen wegen der großen Fehlerstreuung keine Signifikanz der Differenzen zu, doch entspricht die Tendenz der Rangfolge den Porenvolumenverhältnissen; zumindest deutet sich ein positiver Einfluß durch die Stallmistdüngung an. 2. Die Ergebnisse der mit der Tauchapparatur ermittelten Krümelstabilitätsmessungen an naturfeucht untersuchten Proben sind in Tabelle 2 enthalten. Durch die Stallmistdüngung wird demnach in statistisch sehr gut gesichertem Ausmaß der Anteil stabiler Krümel gegenüber den beiden anderen Varianten erhöht, während zwischen NPK-gedüngt und ungedüngt keine Signifikanz der Differenz nachweisbar ist. Lediglich kann von einer Tendenz gesprochen werden, wonach sich durch die NPK-Düngung — entsprechend den Resultaten in Tabelle 1 — eine geringe Überlegenheit anbahnt.

737

Albrecht-Thaer-Archiv, Band 6, Heft 10, 1962

Tabelle 2 Durchschnittswerte der mit der Tauchapparatur ermittelten Krümelstabilitätsuntersuchungen (in % wahrer Krümelanteil) an zuvor n i c h t durch trockene Siebung in Fraktionen aufgetrennten Bodenproben Proben naturfeucht getrocknet

Stallmist

NPK

ungedüngt

5,68 ± 0 , 5 6 2,88 ± 0 , 4 5

2,96 ± 0 , 2 9 1,50 ± 0 , 2 2

2,34 ± 0 , 2 1 1,47 ± 0 , 2 2

G D für P = 5%

P = 0,1%

0,98 0,38

1,66 0,65

Methodisch könnte gegen diese Versuchsergebnisse eingewendet werden, daß die Untersuchungen an Bodenproben in naturfeuchtem Zustand durchgeführt worden sind und deshalb die Stabilitätswerte durch den Feuchtigkeitsgehalt bei der Probenentnahme beeinflußt wurden, wodurch die Differenzen zwischen den Düngungsvarianten mehr oder weniger variiert sein könnten. Wir können diesen Feuchtigkeitseinfluß bei der Auswertung berücksichtigen, indem wir die Stabilitätswerte in Abhängigkeit von dem Feuchtigkeitsgehalt betrachten und den sich dabei ergebenden Zusammenhang durch lineare Regressionsgeraden (siehe Abb. 1) beschreiben. Der die Neigung der Geraden charakterisierende Regressionskoeffizient ist für NPKgedüngt und ungedüngt gleich groß, wie sich mit statistischen Prüfverfahren nachweisen läßt. Außerdem ist die Differenz zwischen den beiden Geraden als nur zufällig anzusehen, sie sind also deckungsgleich, d. h., die durch die beiden Düngungsvarianten bedingten Unterschiede sind nicht signifikant. Wohl aber weicht der Regressionskoeffizient der mit Stallmist gedüngten Parzelle signifikant von dem mittleren Regressionskoeffizienten der beiden anderen Varianten ab (t = 5,372; und der Tabellenwert von t für n = 68 bei p = 0,1% beträgt 3,435); desgleichen ist die Differenz zwischen beiden Geraden signifikant. Somit bleibt die Aussage über den Einfluß der Düngungsvarianten auch bei Berücksichtigung des Feuchtigkeitsgehaltes die gleiche. Im allgemeinen trocknet man die Bodenproben vor der Stabilitätsmessung, um den Feuchtigkeitseinfluß auszuschließen. Aus den in Tabelle 2 wiedergegebenen Werten parallel durchgeführter Messungen an getrockneten Proben geht'hervor, daß auch hier wieder die mit Stallmist gedüngte Parzelle signifikant den anderen überlegen ist, während zwischen den NPK-gedüngten und ungedüngten Varianten keine gesicherten Unterschiede existieren, doch liegen die Ergebnisse wesentlich niedriger. Betrachtet man weiterhin das Verhältnis der Stabilitätswerte zwischen den Düngungsvarianten, so ergeben sich Differenzen zwischen den naturfeuchten und getrockneten Proben. Offensichtlich wird durch die unterschiedliche Untersuchungsweise bereits ein Einfluß insofern ausgeübt, als durch den Trocknungsprozeß oder durch die Wiederbefeuchtung der zuvor getrockneten Proben bei der Messung Veränderungen im Stabilitätsgrad bedingt werden. Außerdem zeigten KOITZSCH und KULLMANN, daß trotz der Trocknung auf gleiche Feuchtigkeitsgehalte eine, wenn auch geringere, Abhängigkeit der Krümelstabilität von dem Feuchtigkeitsgehalt bei der Probenentnahme bestehen bleibt. Möglicherweise wird daher mit den im Labor getrockneten Proben nicht mehr exakt der im Augenblick der Probenentnahme vorliegende Krümelstabilitätszustand erfaßt.

738

KULLMANN, Einfluß des Feldversuches „Ewiger Roggenbau" auf die Bodenstruktur

%

relativer

Krümelanfeit

iO %

wahrer

Krümelonteil

30

20

70

77

%

Bodenfeuchtigkeit

Abb. 1 : Regressionsgeraden für die mit Stallmist gedüngte Parzelle (a), mit NPK gedüngte (b) und ungedüngte (c)

Stallmist

NPK

Ungedungt

Abb. 2: Relative Krümelanteile der Fraktion 1—2mmÄquiv.-Durchmesser nach dem Schallwäscherverfahren (1), der Schalenmethode (2) und demTauchverfahren (3)

3. Der Einfluß der jeweils angewandten Untersuchungsweise auf die stabile Krümelmenge und auf die Beurteilung der Auswirkung der Düngungsvarianten auf die Krümelstabilität kommt noch besser zum Ausdruck, wenn die nach drei Methoden ermittelten wasserstabilen Krümelanteile in der zuvor trocken ausgesiebten Fraktion von 1 —2 mm Aquiv.-Durchmesser miteinander verglichen werden; die relativen Krümelanteile sind in Abbildung 2 wiedergegeben. Mit jedem Verfahren werden also andere Mengen stabiler Krümel aufgefunden, da jede Methode spezifisch nur eine bestimmte Gruppe von Krümeln erfaßt, die der durch das Verfahren ausgeübten mechanischen Beanspruchung und der Dauer der Wassereinwirkung entspricht. Mit der Naßsiebungsmethode wird also ein „strengerer Maßstab" als bei dem schonenden Schallwäscherverfahren angewendet, da bei letzterem noch ein Teil derjenigen Krümel als stabil angesprochen wird, der nach der Naßsiebmethode bereits als instabil zu bezeichnen ist. Die eine Mittelstellung einnehmenden Ergebnisse der Schalenmethode lassen außerdem eine den anderen Resultaten widersprechende Rangordnung der Varianten erkennen, wonach die ungedüngte Parzelle die höchsten stabilen Krümelanteile aufweist. Demnach sind die auf den gedüngten Parzellen gebildeten Krümel gegenüber einer dreistündigen Wassereinwirkung nicht so stabil wie die der ungedüngten. Die aggressivere Wasserbehandlung bei der Durchflußmethode ausgesiebter Krümel (1—2 mm) dürfte auch hier für die Überlegenheit der ungedüngten Parzelle über die NPK-gedüngte verantwortlich sein, wie aus Tabelle 3 hervorgeht. Die Stallmist-Düngung ist jedoch auch nach dieser indirekten Methode den anderen Varianten signifikant überlegen.

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Albrccht-Thaer-Archiv, Band 6, Heft 10, 1962

Tabelle 3 Mittlere Durchflußwerte (in ml/min) von trocken ausgesiebten Krümeln der Fraktion 1—2 mm Äquiv.-Durchmesser Stallmist 102,36 ± 5,93

NPK

ungedüngt

71,85 ± 3 , 0 9

84,40 ± 3,94

p = 5% 11,94

G D für | p = l%

| p = 0,1%

|

| 20,30

15,76

Den einzelnen Methoden haftet also eine gewisse Spezifität an, da eine Selektion der Krümel erfolgt, die nicht ausschließlich auf Grund des Düngungseffektes geschieht, sondern auch durch die Eigenheiten der angewendeten Methode gelenkt wird. Darum werden parallel mehrere Verfahren angewendet, um eindeutiger auf den gesuchten Einfluß durch die Versuchsglieder schließen zu können. 4. Die einleitend gestellte Frage nach dem Einfluß der Düngung auf die Anteile wasserstabiler Krümel können wir dahingehend beantworten, daß für diesen Boden und für diese Versuchsanlage eine signifikante Wirkung der Stallmistdüngung nachweisbar ist. Die NPK-Düngung ist nur in der Tendenz, aber nicht signifikant der ungedüngten Variante überlegen. Dieses Ergebnis wird durch mehrere Methoden bestätigt, lediglich scheint bei aggressiverer Wassereinwirkung eine Verschiebung in der Rangfolge aufzutreten. Offensichtlich gelangen mit dem Stalldung organische Stoffe in den Boden, die als Kittsubstanzen zwischen kleinsten Bodenteilchen und Mikroaggregaten zu fungieren vermögen, wodurch wasserbeständige Krümel gebildet werden. Da die Erträge (nach 10) auf dieser Parzelle doppelt so hoch wie auf der ungedüngten liegen, kann auch jährlich mit einem höheren Anteil von Ernterückständen gerechnet werden, der bei der Verrottung ebenfalls organische Stoffe mit verkittenden Eigenschaften anzuliefern vermag. Doch kann dieser indirekte Einfluß der Stallmistdüngung nicht allzu groß sein, da die Erträge der NPK-gedüngten Parzelle nicht geringer als die der Stallmistparzelle sind (Erntesummen von Beginn des Versuches bis heute). Nehmen wir gleiche Mengen verbleibender Ernterückstände an, dann reicht diese Anlieferung organischer Substanz nicht aus, um einen signifikant höheren Krümelanteil der NPK-Parzelle gegenüber der ungedüngten zu bewirken. Diese geringe Überlegenheit wird wahrscheinlich nicht nur über die durch die Düngung erzielten höheren Ernterückstände, sondern auch im geringeren Ausmaß direkt durch die mit dem mineralischen Dünger dem Boden zugeführten Ionen erreicht bzw. indirekt durch Förderung der Mikrobentätigkeit. Nach NIETZSCH und CZERATZKI, LAATSCH, NIESCHLAG, CAPPELN u. a. ist eine aggregierende Wirkung für P0 4 -Ionen nachgewiesen, doch dürfte sich dieser Einfluß stärker auf die Mikroaggregatbildung als auf die Krümel auswirken (vgl. auch 2). Außerdem werden die Parzellen durch das Thomasphosphat und den Kalkammonsalpeter mit Kalzium versorgt, das, wenn auch weniger direkt, so aber doch indirekt für die Krümelbildung von Bedeutung ist (vgl. 3). An sich hätte noch eine größere Differenzierung zwischen den Varianten erwartet werden können. Doch muß — abgesehen von den durch die Textur gegebenen Voraussetzungen — berücksichtigt werden, daß durch die seit 82 Jahren betriebeneMonokultur möglicherweise auch ein negativer Einfluß auf die Bodenstruktur aus-'

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KULLMANN, Einfluß des Feldversuches „Ewiger Roggenbau" auf die Bodenstruktur

geübt wird und daß weiterhin Menge und Qualität der durch die Ernterückstände gelieferten Kittsubstanzen (für die Krümelbildung) von der Pflanzenart abhängig sind. Zum Beispiel wies eine benachbarte, nicht zur Versuchsfläche „Ewiger Roggenbau" gehörende Parzelle, die weder langjährig einheitlich gedüngt, noch mit Roggen bestellt war, im Mittel 6,80% wasserbeständige Krümel auf (Naßsiebung naturfeuchter Proben) und übertrifft somit noch die mit Stallmist gedüngte Parzelle (vgl. Tab. 2). Schließlich sei noch darauf hingewiesen, daß je nach der chemischen Beschaffenheit der Kittsubstanzen und den jeweiligen Standortsfaktoren ein mehr oder weniger schneller mikrobieller Abbau erfolgt, so daß auch die Frage des Zeitpunktes der Untersuchungen von Wichtigkeit ist. Aus Tabelle 4 geht hervor, daß die Unterschiede zwischen den Varianten im August viel deutlicher in Erscheinung treten als im März. Tabelle 4 Mittlere Naßsiebungsergebnisse naturfeuchter Proben getrennt für die Untersuchungen im März und August (vgl. Jahresmittel Tabelle 2)

März August

Stallmist

NPK

ungedüngt

1,87 9,86

1,42 4,51

1,22 3,53

Möglich ist, daß z. B. bei Untersuchungen im Juni die Differenzierung noch krasser gewesen wäre, während sich im Spätherbst die Resultate vielleicht wieder den Märzresultaten genähert hätten. Für diese Vermutung sprechen auch die Ergebnisse von SCHMALFUSS, wonach in den letzten Jahrzehnten die jährlich zugeführte Stallmistsubstanz jeweils vollständig mineralisiert worden ist. In Abhängigkeit von der Korngrößenzusammensetzung des Bodens liegen die aufgefundenen Krümelanteile relativ niedrig. Es ist daher kaum zu erwarten, daß diese wesentlich die Ertragsleistung der Parzellen beeinflußt haben, auch dann nicht, wenn im August auf der mit Stallmist gedüngten Parzelle die Krümelanteile knapp dreimal so hoch gelegen haben. Trotzdem besagt der Versuch für die Praxis so viel, daß durch organische Düngung direkt und indirekt über größere Ernterückstände ein höherer Anteil stabiler Krümel gebildet werden kann, wodurch die Bodenstruktur verbessert wird, wie durch die in Tabelle 1 angeführten Untersuchungen bestätigt wird. Zusammenfassung Der Einfluß langjährig gleichbleibender Düngung auf die Bildung wasserbeständiger Krümel wird auf drei Parzellen der Versuchsfläche „Ewiger Roggenbau" untersucht. Im Vergleich zur ungedüngten Variante hat die Stallmistdüngung eine signifikante Förderung der stabilen Krümelanteile bewirkt, während durch NPKDüngung kein statistisch gesichert höherer Krümelanteil erzielt worden ist. — Die Bedeutung der parallelen Anwendung mehrerer Methoden zur Beurteilung der Auswirkung von drei Düngungsvarianten wird herausgestellt.

Albrecht-Thaer-Archiv, Band 6, Heft 10, 1962

741

Pe3K)Me HccjieAyeTCH bjihhhhc MHorojieTHero paBHOMepHoro ynoßpeHHH Ha 0ßpa30BaHne BonoycToäHHBHX noHBeHHHx arperaTOB Ha Tpex ^gjihhksx onuTHoro najin „BeiHoro B03AejiHBaHHH pjkh". Ilo cpaBHeHiiro c HeyjjoöpeHHMM BapaaHtom yji;o6peHHe HaB030M BH3BäJio 3HaiHMoe noBHineHHe hojih cTaönjibHHx arperatob, b to BpeMH KaK y,n;o6peHHeM NPK He ÖHJia n o j i y i e H a CTaracTHHecKH jioctoBepHO ßojiee BHCOKan aojih arperaTOB. — IIoAHepKHBaeTCH 3HaieHne n a p a m i e j i b Horo npHMeHeHHH hgckojibkhx MeTOflOB oi^ghkh bo3A6hctbhh Tpex BapwaHTOB ynoßpeHHH. Summary The influence of longstanding standard-fertilizing upon the formation of waterresistant crumbs is examined on three plots of the testarea "Eternal R y e Cultivation." Compared with the non-fertilized plot stable-manuring effected a significant increase of stabile crumbs, while with N P K - m a n u r i n g no statistically registered increase in the proportion of crumbs could be achieved. — The significance of parallel application of different methods for the estimation of the effect of three manuringmethods is stressed. Literaturverzeichnis 1. CAPPELN, J.-H. v.: Strukturuntersuchung durch Phosphatanreicherung des Bodens. Phosphorsäure 1959, 19, 1 7 7 - 2 0 2 2. DI GLERIA, A. KLIMES-SZMIK und M. DVORACSEK: Bodenphysik und Bodenkolloidik. 1957, Budapest (ungarisch) 3. HARTGE, H.: Die Wirkung des Kalkes auf die Strukturstabilität von Ackerböden. 1958, 83 S., Diss. TH Hannover 4. KOITZSCH, R., und A. K U L L M A N N : Zur Krümelstabilitätsmessung auf leichtem Boden (2. Mitt.). Z. Pflanzenernähr., Düng., Bodenkde. 1959, 86, 1 9 3 - 2 0 5 5. KULLMANN, A.: Über Wasserstabilitätsmessungen von Bodenaggregaten mit einem Schallwäscher. Z. Pflanzenernähr., Düng., Bodenkde. 1960, 89, 114—120 6. LAATSCH, W . : Die Gare als'kolloidchemisches Problem. Phosphorsäure 1941, 10, 301-317 7. MERKER, J . : Untersuchungen an den Ernten und den Böden des Versuches „Ewiger Roggenbau" in Halle/S. 1955, Diss. Martin-Luther-Uni v., Halle-Wittenberg. KühnArch. 1956, 70, 153 8. NIESCHLAG, F.: Der Einfluß der Düngung auf die Bodenstruktur. Phosphorsäure 1953, 13, 177 9. NIETZSCH, W. v., und W. CZERATZKI: Die Beschaffenheit und Beeinflußbarkeit der Bodenkolloide und ihre Bedeutung für Krümelbildung und Krümeleigenschaften. Z. Bodenkde. u. Pflanzenemähr. 1940, 18, 1 — 50 10. SCHMALFUSS, K.: Der Feldversuch „Ewiger Roggenbau" in Halle. Phosphorsäure 1957, 17, 1 3 3 - 1 4 3 11. ZAKOSEK, H.: Über die Deutung des Profilgepräges gleyartiger Böden. 1951, Diss. Landw. Fak. Bonn

742 A u s dem Institut f ü r Forstwissenschaften Tharandt der Deutschen A k a d e m i e der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin ( D i r e k t o r : Prof. D r . H. S C H Ö N B A C H )

K. FRITZSCHE

Zur Frage der Branntkalkwirkung und Kalkauswaschung auf Niederlausitzer Kippensanden E i n g e g a n g e n : 6. 7. 1962

1. P r o b l e m s t e l l u n g Auf den Kippen des Laubuscher Gebietes wurden von GÜNTHER (1956, 1958) zahlreiche Versuche mit Pappeln im Rahmen des Rekultivierungsprogrammes durchgeführt. Da die Pappeln der Sektion Aigeiros und Tacamahaca einen pH-Bereich von 6—7 bevorzugen, diese Sande aber vorwiegend pH-Werte zwischen 3 und 5 aufweisen, ist eine Kalkung für einen erfolgreichen Anbau unerläßlich. Der im folgenden beschriebene Versuch sollte klären, warum gerade bei Branntkalkgaben auf diesen lockeren Sanden die besten Anwuchsprozente bei Pappelsteckhölzern zu verzeichnen waren. Ferner war beabsichtigt, einen Testwert für die unter diesen Verhältnissen auftretenden Kalkauswaschungsverluste zu ermitteln. 2. E i n l e i t u n g Da der Belag der Bodenkolloide mit Calcium im allgemeinen am höchsten ist, weist auch Calcium gegenüber anderen Kationen die größeren Auswaschungswerte auf. Über die Faktoren, welche die Kalkauswaschung im Boden beeinflussen, siehe SCHEFFER und SCHACHTSCHABEL (1956), LAATSCH (1957), YOSHIMITSU und KENICHI (1958), AMIEL (1958) sowie KÖHNLEIN und KNAUER (1958). Bei alkalischer Bodenreaktion sind die absoluten Calciumverluste zunächst sehr hoch. Mit Abnahme der Menge austauschbarer Calciumionen (d. h. mit Abnahme des pH-Wertes) werden die Verluste geringer. Dementpsrechend geben SCHEFFER und SCHACHTSCHABEL (1956) folgenden Überblick über auftretende ICalkauswaschungsverluste.

Bodenart

Sand schwach humoser Sand Lehm- und Tonböden

Bodenreaktion sauer pH 7,6 schwach alkalisch

Geographische Lage

jährlicher Niederschlag mm

Kalkauswaschungsverlust kg CaO/ha/Jahr

Norddeutschland Rheinpfalz

700-1000

100-150

560

240

ca. 600

bis 500

—

Der Literatur entsprechend war zu erwarten, daß bei den biologisch inaktiven und sauren Kippensanden die Kalkauswaschungsverluste nicht sehr hoch sein würden.

Albrecht-Thaer-Archiv, Band 6, Heft 10, 1962

743

3. M a t e r i a l u n d M e t h o d i k Der Versuch wurde mit Sand der Kortitzmühlenkippe bei Laubusch in 40 cm hohen Mitscherlichgefäßen in Graupa bei Dresden durchgeführt. Die Gefäße waren im Freien ebenerdig aufgestellt, den Witterungsbedingungen ausgesetzt und als Schutz gegen zu starke Erwärmung allseitig schattiert. In einem Gefäß wurden laufend Temperaturmessungen vorgenommen. Um das Eindringen von äußerem Ablauf- und Spritzwasser in die Auffangschalen zu vermeiden, waren die Gefäße direkt auf die Schalen gestellt worden (Gefäßrand übergreifend). Pro Gefäß wurden 17,5 kg Sand (auf absolut trocken berechnet) eingefüllt. Der Boden hatte im Mittel folgende Textur: Grobsand 16,46% Mittelsand 62,19% dazu 3—5% Kies und Grus Feinsand I 15,56% Feinsand II 3,69% Staub + Schluff + Ton 2,1 % Chemische Werte: pH in KCl 4,4 P 2 O s 1 ) mg/100 g Boden H IC 2 0 1 J nach EGNER - RIEHM Sorption: M B 1 — Wert 2 = geringe Sorptionskraft Da es sich um einen Sandrohboden handelt, kann man unterstellen, daß in der Struktur gegenüber den geschütteten Kippen keine wesentlichen Unterschiede vorhanden waren. Die Kalkung erfolgte am 11. 6. 1958: gegebene Mengen/Gefäß Kalkmenge berechnet auf CaO 15,61 g reines CaO 15,61 g 15,61 g reines CaC0 3 8,75 g 15,61 g Mischkalk ( C a 0 : C a C 0 3 = 1:1) 12,23 g Diese Mengen entsprechen einer Gabe von 50 dt/ha. Die Kalkung auf den Kippenflächen wird, auf Mischkalk berechnet, mit Mengen zwischen 30 und 60 dt/ha durchgeführt 2. Die Einarbeitung des Kalkes erfolgt bis zu 20 cm Tiefe und mehr. Da die Gefäße nur 40 cm hoch sind und die innerhalb eines Jahres auftretenden Verlagerungsund Auswaschungserscheinungen mit untersucht werden sollten, wurde der Kalk nur in die Schicht von 0—4 cm bei jeweils 5 Gefäßen eingearbeitet. 5 Gefäße blieben als Kontrolle unbehandelt. Eine gesichert positive Beeinflussung des Anwuchsprozentes der Steckhölzer durch den Branntkalk ergab sich bei den Kalkstaffelungsversuchen bei den Varianten, wo durch die drei Kalkformen der pH-Bereich von 6—7 erreicht wurde. Um einen reinen Neutralisationseffekt konnte es sich also nicht handeln, ebensowenig um eine spezielle Ca • • -Wirkung (die zugeführten Ca • • waren in jedem Falle ausreichend). 1 2

Methylenblausorption nach PETER und MARKERT (1956). Das entspricht auch den allgemein in der Praxis bei Pappelanbauten üblichen Gaben auf sauren Böden (RUGER 1958, Düngekalk-Hauptgemeinschaft-Köln 1958, GUNTHER 1956, 1958).

744

FRITZSCHE, Branntkalkwirkung und Kalkauswaschung auf Kippensanden

Um für die als Ursache vermuteten chemisch-physikalischen Vorgänge günstige Voraussetzungen zu haben, wurden daher in dem Gefäßversuch gleiche Kalkmengen gegeben. Am 25. 7. 1958 wurde zunächst je ein Gefäß jeder Variante untersucht. Die Entnahme des Sickerwassers erfolgte bei Auftreten von Niederschlägen täglich. Um die reine Kalkauswaschung überprüfen zu können, unterblieb eine Bepflanzung der Gefäße. Am 30. 7. 1959 wurde der Versuch beendet.- In den Gefäßen erfolgte eine schichtweise Bestimmung des Calciumgehaltes nach GETTKANDT (1956) und des pHWertes in KCl. Die Sickerwässer wurden ebenfalls ständig auf Calcium hin untersucht und der Wassergehalt des Bodens kontrolliert. Die durchschnittliche Abweichung der Temperatur in 10 cm Bodentiefe in den Gefäßen von der am natürlichen Standort betrug i 2,1°C. 4. E r g e b n i s s e 4.1 Wassergehalt In Tabelle 1 sind die Mittelwerte der Wassergehalte (in Vol.-%) der Bodentiefe 0—4 cm an verschiedenen Tagen sowie die Beziehungen 2ur Wasserkapazität (WK) und zum Sickerwasser angegeben. Tabelle 1 Variante

O CaO Mischkalk CaCO a

21. 6. 1958

in % der W K des ungekalkten Sandes

ml Sickerwasser v. 11. 6. 1 ) bis

2,45 14,38 7,19 4,44

7,52 44,11 22,02 13,62

Vol.-%H20

Vol.-° 4 H 2 o

21. 6. 1958

25.7.1958

30.7.1959

152 11 63 99

0,46 5,51 2,14 0,61

6,43 5,97 6,27 5,97

-1) Versuchsbeginn In der Zeit vom 11. bis 21. 6. 1958 war die Niederschlagsverteilung wie folgt:

11.-18.6.

19. 6. 21. 6.

0 mm

11 mm 3,2 mm

Nachdem die ersten Niederschläge seit Versuchsbeginn gefallen waren, ließen sich bereits rein visuell an der Bodenoberflächenfarbe Feuchtigkeitsdifferenzen bei den Gefäßen erkennen. Die Wassergehaltsbestimmungen ergaben dann auch, wie Tabelle 1 zeigt, beachtliche Differenzen, wobei die Branntkalkvariante den höchsten Wert aufwies. Durch das Niederschlagswasser haben die in dem Brannt- und Mischkalk enthaltenen CaO-Mengen nach det bekannten Gleichung: CaO + H a O reagiert.

Ca(OH) 2

745

Albrecht-Thaer-Archiv, Band 6, Heft 10, 1962

Es hat also beim „Löschen" eine Wasseraufnahme stattgefunden. Will man dieses chemisch gebundene Wasser wieder austreiben, muß der Löschkalk auf etwa 450 °C erhitzt werden. Bei der hier durchgeführten Wassergehaltsbestimmung im Trockenschrank wurden aber nur, wie üblich, 105 °C angewendet. Daß trotzdem bei den Varianten mit CaO der bei dieser Temperatur ermittelte Wassergehalt — entsprechend der CaO-Menge — wesentlich höher liegt als bei der Kontrolle und CaC0 3 , dürfte auf folgender Tatsache beruhen: Nach RÖMPP (1952) enthält der gelöschte Kalk bedeutend mehr Wasser, als man auf Grund der stöchiometrischen Verhältnisse (18 g H a O auf 56 g CaO) erwarten kann. Dieser Überschuß ist adsorptiv gebunden und läßt sich daher bei 105 °C erfassen. Der Löschkalk besitzt den Charakter eines Hydrogels mit Kolloideigenschaften. Die bei der Variante CaC0 3 auftretende relativ geringe Erhöhung des Wassergehaltes ist vermutlich auf die durch das Untermischen des pulverförmigen Materials etwas verbesserte Kapillarität zurückzuführen. Dies trifft für alle Kalkvarianten zu. Die ebenfalls in Tabelle 1 angeführten Sickerwassermengen vom 21. 6. 1958 bestätigen das. Von den 14,2 mm Niederschlägen blieb die größte Menge in den mit CaO beschickten Gefäßen, dann folgen Mischkalk, CaC0 3 und 0. Noch am 25. 7. 1958 (siehe Tabelle 1) sind, obwohl Ende Juni bis Anfang Juli in einer sehr starken Regenperiode 226 mm Niederschläge fielen, nach dem Abtrocknen noch signifikante Feuchtigkeitsdifferenzen festzustellen. Ein Jahr später ließen sich keine Unterschiede zwischen den einzelnen Varianten mehr ermitteln. Die kolloidalen Eigenschaften des Löschkalkes gehen im Laufe der Zeit (Bildung von CaCO a usw.) verloren. Es lag nahe, zwischen den oben angeführten Ergebnissen und der bereits geschilderten Verbesserung der Anwuchsprozente einen Zusammenhang zu suchen. Dazu mußte zunächst geklärt werden, inwieweit das von den Hydrogelen Ca (OH) 2 adsorptiv gebundene Wasser pflanzenverfügbar ist. In Tabelle 2 sind die Ergebnisse der hierzu durchgeführten Untersuchungen wiedergegeben. Tabelle 2 Alle Werte angegeben in g Wasser bezogen auf 100 g absolut trockenen Boden, Mittel aus 4 Parallelen

Variante

Maximale Wasserkapazität

1

2

Kippensand Kontrolle Kippensand + 50 dt/ha CaO Kippensand + 50 dt/ha C a C 0 3

Hygrosko- Wassergehalt bei pflanzenverpermanentem fügbares Wasser pizität nach MITSCHER- Welkepunkt 1 ) bei maximaler LICH WK „totes Wasser" 3 4 5

21,30 ± 0,56

1,32 ± 0,02

2,64

18,66

29,45 ± 0,71

1,40 ± 0,05

2,80

26,65

23,20 ± 0,78

1,34 ± 0,03

2,68

20,52

in Annäherung ermittelt aus Hygroskopizität x 2 (SCHEFFER und SCHABEL 1956) Die Kalkmengen entsprechen denen im Gefäßversuch.

SCHACHT-

746

FRITZSCHE, 'Branntkalkwirkung und Kalkauswaschung auf Kippensanden

Während der kohlensaure Kalk nur eine relativ geringe Verbesserung der Wasserkapazität bewirkt, ist der Einfluß des Branntkalkes beachtlich und signifikant. Spalte 4 läßt erkennen, daß der Anteil des „toten Wassers" durch die CaO-Gabe nicht wesentlich gestiegen ist. Das bedeutet, daß der weitaus größte Teil des von den Hydrogelen adsorptiv aufgenommenen Wassers pflanzenverfügbar ist. Beispielsweise würden den Pflanzen nach einem Niederschlag, der den mit CaO gedüngten Sand auf seine maximale Wasserkapazität aufsättigt, 42,8% mehr Wasser zur Verfügung stehen als ohne Kalkgabe. Da dieses Wasser adsorptiv gebunden ist, unterliegt es auch weniger der Gravitation. Der Sand trocknet in den oberen Schichten (siehe Tabelle 1) selbst nach stärkeren Niederschlägen rasch aus. Schon geringe Verbesserungen der Wasserversorgung machen sich daher, vor allem im Bewurzelungsstadium der Steckhölzer (in den ersten 4 Wochen), günstig bemerkbar. Wie die Erfahrungen auf den Kippenflächen gezeigt haben, traten die Verbesserungen der Anwuchsprozente durch CaO-Gaben dann am stärksten auf, wenn der Kalk nur kurze Zeit vor dem Stecken eingebracht worden war. Dies deckt sich mit den Angaben in Tabelle 1, daß die Hydrogele [Ca(OH) 2 ] nicht über längere Zeit stabil sind. Natürlich verbessert jede Zuführung von Humusstoffen diese Sande weit mehr und vor allem nachhaltiger. Eine solche Maßnahme ist jedoch bei dem Ausmaß der Kippenflächen nur in sehr bescheidenem Umfang möglich. Es bleibt daher im wesentlichen nur der Weg über die Begründung einer Vegetation. 4.2 pH-Werte Abbildung 1 zeigt die Beeinflussung des pH-Wertes durch die Kalkung. Aus den bereits angeführten Gründen war die gesamte Kalkmenge jeweils nur unter die oberen 4 cm des Bodens gemischt worden. Nach 414 Tagen mit insgesamt 890 mm Niederschlag ist folgendes festzustellen: Wie auf Grund der Einbringungsart nicht anders zu erwarten, trat bei allen drei Kalkformen in der Bodenschicht von 0—4 cm mit pH-Werten zwischen 8 und 8,3 eine Überkalkung auf. Bereits in der Tiefe von 5—10 cm liegen jedoch alle Werte im Optimumbereich der Pappel. Die dabei zwischen dem Brannt-, Misch- und kohTiete

Abb. 1: pH-Werte der einzelnen Boden tiefen bei Versuchsende (x aus 4 Parallelen)

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0 0 ou

S

52

S)

S

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747

748

FRITZSCHE, Branntkalkwirkung und Kalkauswaschung auf Kippensanden

lensauren Kalk auftretenden pH-Wert-Differenzen sind trotz der unterschiedlichen CaO-Gehalte unwesentlich. Das bestätigt erneut die Notwendigkeit, bei Kalkungen, vor allem mit größeren Mengen, auf eine möglichst gleichmäßige und tiefe Einarbeitung zu achten. Eine stärkere Kalkeinwirkung ist bis zu einer Tiefe von 15—20 cm nachweisbar. 4.3 Kalkauswaschung Durch die Verabreichung gleicher Kalkmengen und die daraus sich ergebenden verschiedenen CaO-Mengen bedingt, ist ein absoluter Vergleich der drei verschiedenen Kalkformen nicht möglich. Um aber zu zeigen, welche Kalkmengen durch einzelne Niederschläge ausgewaschen werden können, sind die ermittelten Werte der O-Parzelle und Branntkalkvariante in Abbildung 2 zusammengestellt. Wie unter 4.1 angeführt und aus Tabelle 1 ersichtlich, war anfänglich die Sickerwassermenge bei der Branntkalkvariante infolge der Wasseraufnahme durch das CaO sehr gering. Daher liegt in dieser Zeit die Auswaschungsmenge auch unter der der Kontrolle. Umgerechnet auf 1 ha wurden in einem Jahr folgende Mengen Kalk (berechnet als CaO) durch 40 cm des Kippensandes durchgewaschen: Variante Kippensand Kontrolle Kippensand + 50 dt/ha Branntkalk

kg CaO 48,8 109,3

Diese Mengen stimmen in der Größenordnung gut mit Angaben aus der Literatur (siehe unter 2) überein. Es zeigte sich, daß auf diesen Sanden die Kalkauswaschung relativ gering ist. Normale Erhaltungskalkungen in Höhe von 8—10 dt/ha Branntkalk alle 3—4 Jahre dürften daher ausreichend sein, um ein Absinken des pHWertes zu verhindern. Zusammenfassung Die bei den Pappelsteckholzkulturen aufgetretenen Verbesserungen der Anwuchsprozente durch Branntkalkgaben dürften unter den gegebenen Verhältnissen im wesentlichen auf die wasserhaushaltbeeinflussende Wirkung des Ca (OH) 2 als Hydrogel zurückzuführen sein. Nach 414 Tagen mit 890 mm Niederschlägen wurden den pH-Wert wesentlich beeinflussende Calciummengen 15—20 cm in die Tiefe gewaschen. Um den pH-Wert möglichst rasch in einem großen Bodenraum zu verbessern und die den Wassergehalt günstig beeinflussende Wirkung des CaO mit auszunutzen, erscheint es bei diesen biologisch inaktiven und sauren Sanden zweckmäßig — entgegen der herkömmlichen Meinung —, mit Brannt- oder Mischkalk zu arbeiten. Dabei ist tiefes Einarbeiten besonders wertvoll. Die Auswaschungsverluste an Calcium sind bei dem geprüften Niederlausitzer Kippensand relativ gering und stimmen gut mit den aus der Literatur bekannten Werten überein. Normale Erhaltungskalkungen in Höhe von 8—10 dt/ha Branntkalk alle 3—4 Jahre dürften daher ausreichend sein.

749

Albrecht-Thaer-Archiv, Band 6, Heft 10, 1962

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H3BeCTHHMH H3

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Summary The improvements of the growth-percents of poplar-slip cultivations caused by gifts of burnt lime should under the present conditions be led back to the influence of Ca(OH) 2 in form of Hydrogel on the water balance. After 414 days with 890 mm of rainfalls calcium quantities essentially influencing the pH-value had been washed 15 to 20 cm deep into the soil. In order to improve the pH-value as quick as possible in large areas and to make advantage of the favourable effect of CaO on the water balance it seems to be useful to work these biologically inactive and acid sands with burnt or mixed lime, contrary to general opinions. The deep working in is especially important. Regarding the examined tipper-sands of the Lower Lusatia the wash-out losses of calcium are relatively small and check well with the values found in literature. Normal liming with 8 to 10 dt of burnt lime every three to four years should therefore be sufficient. Literaturverzeichnis A M I E L , A. : Expériences concernant la migration du calcium dans le milieu naturel et la précipitation de C 0 3 C a . (Die Wanderung des Calciums im natürlichen Milieu und die Ausfällung von C a C O s betreffende Versuche.) C. R. Hebd. Seances Acad. Sei. 1958, 247, 1 7 6 6 - 6 8 Düngekalk-Hauptgemeinschaft-Köln: Kalkung im Walde. Forst- u. Holzw. 1958, 13, Sonderh. Forstdüng. 16, 297 G E T T K A N D T , G. : Eine schnell durchführbare flammenphotometrische Calciumbestimmung im salzsauren Bodenauszug. Landw. Forsch. 1956, XI, 93—95 G Ü N T H E R , H. : Untersuchungen über die Verwendung von Pappelstecklingen zur Kippenrekultivierung in der Niederlausitz. Wiss. Abh. Dt. Akad. Landwirtsch.-Wiss. Berlin 1956, 16, Beitr. z. Pappelforsch. 1, 4 - 2 2 G Ü N T H E R , H. : Meliorierung nährstoffarmer Braunkohlenkippen in der Niederlausitz. Forst u. J a g d 1958, Sonderh. Waldmelioration II, 3 4 - 4 0 52*

750

FRITZSCHE, Branntkalkwirkung und Kalkauswaschung auf Kippensanden

KÖHNLEIN, J., und N. KNAUER: Wasser- und Nährstoffbewegung aus der Ackerkrume in den Unterboden. Z. Pflanzenernähr., Düng., Bodkde 1958, 81, 1—33 LAATSCH, W.: Dynamik der mitteleuropäischen Mineralböden. 1957, 4. Aufl., Dresden u. Leipzig PETER, H., und S. MARKERT: Eine Schnellmethode zur Bestimmung der Sorptionseigenschaften von Ackerböden. Z. landwirtsch. Versuchs- u. Untersuchungswes. 1956,1, 5 8 2 - 9 6 RÖMPP, H.: Chemielexikon. 1952, 3. Aufl., Stuttgart RÜGER, H.: Kalkdüngungsversuche an Pappeln. Forst- u. Holzw. 1958, 13, Sonderh. Forstdüng. 16, 2 9 8 - 9 9 SCHEFFER, F., und P. SCHACHTSCHABEL: Bodenkunde. I. Teil. 1956, Stuttgart WILENSKI, D. G.: Bodenkunde. 1957, Berlin YOSHIMITSU, D., und M. KENICHI: Über den Auswaschungsverlust von Calcium im Boden. Bull. Kyushv. agric. Exp. Stat. 1958, 5, 161 — 172; Orig.: japan., Auszug: engl.

751 Aus dem Institut für Landwirtschaftliches Versuchs- und Untersuchungswesen Jena der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin (Direktor: Prof. Dr. agr. habil. W. BERGMANN)

G. KNOCH

Saatzeiten- und Sortenfragen der Wintergerste in Vorgebirgslagen Eingegangen: 29. 5. 1962

Die Wintergerste hatte ursprünglich nur Bedeutung für Gebiete mit milden Wintern, also stark maritimem Klimaeinschlag. Die in letzter Zeit zunehmende Erweiterung des Anbaues kann vor allem auf die größere — aber immer noch nicht ausreichende — Frostwiderstandsfähigkeit der Sorten, die Verbesserung der Anbautechnik, die Stellung in der Fruchtfolge, eine intensivere Bodenbearbeitung und die Hebung der Bodenfruchtbarkeit zurückgeführt werden. Auch in den Vorgebirgslagen des Thüringer Schiefergebirges hat sich die Wintergerste als ertragreiches Getreide bewährt. Die Ertragsleistungen lagen dabei im dreijährigen Durchschnitt um 3,0 dt/ha über denen der Sommergerste (4). Wie die nachfolgenden Ausführungen beweisen sollen, sind Anbausicherheit und Ertragshöhe der Wintergerste in starkem Maße von der Saatzeit abhängig. Schon HEUSSER (s. 3) stellte für den östlichen Kurzsommerbezirk als günstigsten Saattermin den 5.—10. 9. heraus. 14tägige Saatverspätung brachte in seinen Versuchen einen Ertragsrückgang von 19%. Für die mitteldeutschen Ebenen fand HAHNE (2) den 20.—25. 9. als optimalen Zeitpunkt. Auch KLITSCH (3) stimmt diesem Termin für die Ackerebenen Mittel- und Nordthüringens im Prinzip zu und fordert allgemein für alle Thüringer Lagen eine mäßige Vorverlegung des bislang als richtig erachteten Saattermins. Zu ähnlichen Schlußfolgerungen gelangt auch WUTH (6) durch die Auswertung der Saatzeitenversuche der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin. Versuchsdurchführung In den Jahren 1956 bis 1960 wurden an drei Versuchsorten des Thüringer Schiefergebirges Saatzeitenversuche mit den derzeitig zugelassenen Wintergerstensorten durchgeführt. Im Jahre 1961 wurde noch ein Versuch in Schleiz angelegt. Die ausgewählten folgenden Versuchsorte können als repräsentativ für große Teile der Vorgebirgslage angesehen werden: 1. Langenwolschendorf 2. Schleiz 3. Eliasbrunn/Friesau

Kreis Zeulenroda Kreis Schleiz Kreis Lobenstein

450 m üb. NN 460 m üb. NN 645—560 m üb. NN

Bei allen Versuchsstandorten handelt es sich um V- bzw. Vg-Böden mit Ackerwertzahlen von 24—38. Die Düngung betrug je nach Vorfrucht und Nährstoffversorgung 3 6 - 9 0 kg/ha P 2 O s ( 1 5 , 7 - 3 9 , 3 P) und 8 0 - 1 2 0 kg/ha K a O ( 6 6 , 4 - 9 9 , 6 IC). Die Stickstoffdüngung wurde in Höhe von 46—60 kg/ha N gegeben. Nach den Ergebnissen der Bodenuntersuchung bewegte sich der Reaktionszustand aller Versuchsschläge zwischen schwach sauer und neutral.

752

KNOCH, Saatzeiten- und Sortenfragen der Wintergerste

Die Anlage der Versuche erfolgte im split-splot-Verfahren, wobei die Saatzeiten als Großteilstücke und die Sorten als Kleinteilstücke gewählt wurden. Für die Aussaat der Wintergerste war der 10., 20. und 30. 9. vorgesehen. Geringfügige Verschiebungen der Saatzeit ließen sich nicht umgehen, dürften aber die Aussagekraft der Ergebnisse kaum beeinflussen. Versuchsergebnisse 1. Die Saatzeit der Wintergerste a) A l l g e m e i n e r E i n d r u c k Die frühe Saat (10. 9.) der Wintergerste zeichnete sich in fast allen Jahren (außer im Jahre 1959) durch schnelleren Aufgang und stärkere Bestückung vor Eintritt

Albrecht-Thaer-Archiv, Band 6, Heft 10, 1962

753

Abb. 3 : Frühjahrsentwicklung bei der I I I . Saatzeii (29. 9.)

Abb. 1 — 3 : Wintergerstenbestände von drei verschiedenen Saatzeiten, aufgenommen am 5. 5. 1958 in Langenwolschendorf

des Winters aus. Im Dezember 1955 durchgeführte Bestockungsauszählungen er&aben

bei der I. Saatzeit 5,8 Triebe je Pflanze, bei der II. Saatzeit 4,2 Triebe,je Pflanze, bei der III. Saatzeit 2,5 Triebe je Pflanze.

Die Überwinterungsbonituren der Frühsaat waren in nahezu allen Jahren besser als die^ der mittleren Saatzeit und diese wiederum besser als die der Spätsaat. Der Stand der am spätesten gesäten Wintergerste konnte — außer 1960 — in keinem Frühjahr voll befriedigen (siehe auch Abbildungen 1, 2 und 3). Nach G U P A L O (1) besteht eine Abhängigkeit zwischen Aussaattermin, Wassergehalt der Pflanzen und ihrer Winterfestigkeit. J e früher der Aussaattermin liegt, desto geringer ist der Wassergehalt des Gewebes. In dem geringen Wassergehalt des Gewebes und in dem verschiedenen Entwicklungszustand sind die ursächlichen Zusammenhänge zwischen Aussaattermin und Winterfestigkeit zu suchen. Außerdem ist durch eine rechtzeitige Aussaat die Bildung eines gut entwickelten Wurzelnetzes der Pflanzen im Herbst viel intensiver, so daß Wurzelzerreißungen durch Auffrieren nicht so häufig vorkommen. Nur in außerordentlich milden Wintern gelingt es der Wintergerste, die im Herbst versäumte Bestockung über Winter oder im zeitigen Frühjahr nachzuholen. Neben dem Ertrag, der letztlich über den Wert einer Maßnahme entscheidet, wurde als weiteres faßbares Kriterium die Bestandesdichte ermittelt. In jeweils drei Wiederholungen eines Versuches wurde die Zahl der ährentragenden Halme/m 2 festgestellt. V e r s p ä t e t e A u s s a a t der W i n t e r g e r s t e f ü h r t e in den m e i s t e n J a h r e n zu e i n e r B e s t a n d e s v e r m i n d e r u n g ( T a b . 1). D a b e i w i r d die B e s t a n d e s d i c h t e der S p ä t s a a t s t ä r k e r v o m W i n t e r u n d N a c h w i n t e r b e e i n f l u ß t als die der m i t t l e r e n S a a t z e i t und e r h e b l i c h s t ä r k e r als die der F r ü h s a a t .

754

KNOCH, Saatzeiten- und Sortenfragen der Wintergerste

Tabelle 1 Die Bestandesdichte der Wintergerste zu verschiedenen Saatzeiten (ährentragende Halme/m2, 1 9 5 6 - 1 9 6 0 ) Jahr

Zahl der Versuche

1956 3 1957 3 1958 3 1959 1 1960 1 1 Nur 1 Versuch

I. Saatzeit

II. Saatzeit

III. Saatzeit

509 435 360 473 358

398 389 331 466 385

1181 322 285 457 386

Wie sich die Witterung der einzelnen Versuchsjahre auswirkte, wird im folgenden beschrieben. Im A u s w i n t e r u n g s j a h r 1 9 5 6 wurden die Bestände weniger durch die sehr niedrigen Februartemperaturen (bis zu — 30 °C) dezimiert als vielmehr durch die starken Wechseltemperaturen im März und April. Beispielsweise folgte am 9. 4. 1956 einer Nachttemperatur von — 11,4°C in Langenwolschendorf, Kreis Zeulenroda, eine Tagestemperatur von + 7,5 °C. Insgesamt gab es im März und April 1956 über 20 Tage, an denen nachts Frost herrschte, am Tage aber der Boden durch mehr oder weniger starke Erwärmung auftaute. Hinzugefügt werden muß noch, daß die Fluren zu diesem Zeitpunkt meist schneefrei waren und austrocknende Ostwinde die Auswinterung begünstigten. Durch die schon Mitte November 1956 stärker auftretenden Fröste wurde die Bestockung vorzeitig unterbrochen; trotz des allgemein milden Winters wechselten sich Frost- und Wärmeperioden kurzzeitig ab und ließen kein vollständiges Nachholen der Bestockung zu. So ergab sich die größte Bestandesdichte eindeutig durch die frühe Aussaat. 1957/58 setzte Ende November/Anfang Dezember eine kräftige Frostperiode ein; aber schon im Januar traten bei fast schneefreier Lage stärkere Wechseltemperaturen auf, die sich im März und April häufig wiederholten. So war auch durch diesen Winter eine deutliche Abhängigkeit der Bestandesdichte von der Aussaatzeit gegeben. Die W i n t e r 1958/59 u n d 1959/60 waren im allgemeinen recht mild, Wechseltemperaturen gab es kaum. Durch den sehr trockenen Herbst 1959 liefen alle drei Saatzeiten gleichzeitig spät auf und gingen nur gering bestockt in den sehr milden Winter. Ausnahmsweise konnte die Bestockung fast vollständig nachgeholt werden. In der Bestandesdichte der Jahre 1959 und 1960 ergaben sich zwischen den Saatzeiten nur geringe Unterschiede, die einen Einfluß der Winterwitterung vermissen lassen. Auch WESTPHAL (5) fand, daß frühe Saat im allgemeinen die größte Bestandesdichte und so auch den höchsten Ertrag brachte. Trotz steigender Saatstärke bildete in seinen Versuchen die späte Saat geringere Bestandesdichten aus. Sowohl das Ährenschieben als auch die Gelbreife erfolgten trotz zeitlich differenzierter Saat mit nur wenigen Tagen Unterschied (Tab. 2). Die Spätsaaten durchlaufen die vegetative Entwicklung in einer kürzeren Zeitstrecke, haben also weniger Zeit zur Verfügung, um sich eine breite vegetative Assimilationsgrundlage für die spätere generative Entwicklung zu schaffen.

Abb. 4: Differenz beim Ährenschieben der Sorte „ O r a " , links I. Saatzeit und rechts III. Saatzeit Tabelle 2 Ährenschieben und Gelbreife der Wintergerste zu verschiedenen Saatzeiten (15 Versuche, 1 9 5 6 - 1 9 6 0 )

Aussaat Ährenschieben Gelbreife

I. Saatzeit

II. Saatzeit

III. Saatzeit

10. 9. 1. 6. 19. 7.

20. 9. 2. 6. 20. 7.

30. 9. 4. 6. 22. 7.

D i e b i s h e r i g e n A u s f ü h r u n g e n ü b e r die B e s t ü c k u n g , die Ü b e r w i n t e r u n g , die Bes t a n d e s d i c h t e , das Ä h r e n s c h i e b e n u n d die G e l b r e i f e d e u t e n auf ein schlechteres A b s c h n e i d e n v o r allem d e r s p ä t e n W i n t e r g e r s t e n a u s s a a t h i n . I n w i e w e i t diese E r g e b n i s s e d u r c h d e n K o r n e r t r a g b e s t ä t i g t w e r d e n , soll i m f o l g e n d e n e r ö r t e r t w e r d e n . b) E r t r a g s l e i s t u n g e n Tabelle 3 Ertragsleistungen der Wintergerste bei zeilich gestaffelter Aussaat (15 Versuche, 1 9 5 6 - 1 9 6 0 ) Kornertrag dt/ha rel. I. Saatzeit am 10. 9. II. Saatzeit am 20. 9. III. Saatzeit am 30. 9. G D 5% 1%

40,4 37,8 34,3 1,79 2,37

100 94 85 4 6

Strohertrag dt/ha rel. 59,3 56,1 51,8

100 95 87

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KNOCH, Saatzeiten- und Sortenfragen der Wintergerste

dt /hl

I Saatieit

I Saatieit

10 9

20

I.Saatzeit

9

30.9.

Abb. 5: Bestandesdichte und Kornertrag der Wintergerste zu verschiedenen Saatzeiten (Mittel der Versuche 1956-1960) Eine Verspätung der Wintergerstenaussaat um 10 Tage hatte sowohl im Kornertrag als auch im Strohertrag einen deutlichen, statistisch gesicherten Leistungsabfall zur Folge. Er war in den beiden Zeitstrecken wenig unterschiedlich, so daß pro Tag Saatverspätung ein Ertragsverlust von 0,31 dt/ha oder 0,8% zustande kam. Sehr deutlich tritt hier der Zusammenhang zwischen Bestandesdichte und Kornertrag hervor. Auch durch Errechnung des Korrelationsgrades konnte dies bestätigt werden:

Zwischen Bestandesdichte und Kornertrag

Korrelationskoeffizient

t-Wert

P%

0,856

4,25

0,13

Spätsaat hat eine schwächere Bestockung zur Folge und läßt im allgemeinen eine geringere Bestandesdichte, aber auch einen Ertragsabfall gegenüber der Frühsaat erwarten. In 8 Versuchen der Jahre 1958—1960 wurde zusätzlich geprüft, ob durch eine Erhöhung der Saatstärke eine Saatverspätung ausgeglichen werden kann. Die III. Saatzeit wurde unterteilt und bei Var. 4 die Aussaatmenge mit einem Zuschlag von 20 kg/ ha versehen. Tabelle 4 Saatzeitenversuche der Wintergerste mit erhöhter Aussaatmenge (8 Versuche, 1958-1960) Kornertrag rel. dt/ha 1. I. Saatzeit am 10. 9. 2. II. Saatzeit am 20. 9. 3. III. Saatzeit am 30. 9. 4. III. Saatzeit am 30. 9.

(180 kg/ha) (180 kg/ha) (180 kg/ha) (200 kg/ha)

GD 5%

41,5 38,1 37,6 37,8 3,10

100 92 91 91 7

757

Albrecht-Thaer-Archiv, Band 6, Heft 10, 1962

Der Ertragsabfall von der frühen zur mittelfrühen Saat ergab auch in diesen Versuchen (Tabelle 4) eine signifikante Differenz. Durch die milden Winter der Jahre 1959 und 1960 ergaben sich zwischen der mittelfrühen und späten Saat keine Unterschiede, so daß die Spätsaat am 30. 9. keinen weiteren Ertragsrückgang brachte. Durch eine erhöhte Aussaatstärke bei der Variante 4 konnte aber keine Beeinflussung des Ertrages erzielt werden. Es ist eine Bestätigung der Ergebnisse von WESTPHAL (5), daß bei Wintergerste Saatverspätungen nicht durch erhöhte Aussaatmengen ausgeglichen werden können. Tabelle 5 gibt Aufschluß über die Ertragsleistungen an den drei Versuchsorten zu den verschiedenen Saatzeiten. Tabelle 5 Saatzeitenerträge der Wintergerste an drei verschiedenen Orten

I. Saatzeit II. Saatzeit III. Saatzeit

Langenwolschendorf

Schleiz

1956-1960

1956-1961

Eliasbrunn/ Friesau 1956, 1957, 1959, 1960

dt/ha

rei.

dt/ha

rei.

dt/ha

rei.

42.6 40,0 33.7

100 94 79

39,4 36,6 35,9

100 93 91

38.6 36.7 33.8

100 95 88

GD 5%

1,63

1,62

4

4

2,13

6

In Langenwolschendorf auf einem SL-Boden, der leicht zur Verschlämmung neigt, wirkten sich 1956 und 1958 die Wechselfröste stark ertragmindernd auf die II. Saatzeit aus. Aber auch die II. Saatzeit brachte noch einen deutlichen Minderertrag gegenüber dem als optimal anzusehenden I. Saattermin. In Schleiz und Eliasbrunn wurden 1956 die Versuche mit nur zwei Aussaatzeiten durchgeführt. Das mag auch mit ein Grund für den geringeren Leistungsabfall der III. Saatzeit sein, denn gerade dieses Jahr verursachte besonders bei ungenügender Vorwinterentwicklung der Herbstsaaten stärkere Auswinterungsschäden. So kann in Schleiz zwar ein starker Ertragsabfall von der I. zur II. Saatzeit festgestellt werden, die III. Saatzeit blieb jedoch nur wenig hinter den Leistungen der zweiten Aussaat zurück. In Eliasbrunn/Friesau war der Ertragsrückgang vom I. zum II. Saattermin etwas geringer als der von der II. zur III. Saatzeit. Tabelle 6 Der Jahreseinfluß auf den Saattermin der Wintergerste (16 Versuche, 1 9 5 6 - 1 9 6 1 ) T 1 Jahr

1956 1957 1958 • 1959 1960 1961

Zahl der Versuche 3 3 3 3 3 1

I. Saatzeit dt/ha rei.

II. Saatzeit dt/ha rei.

III. Saatzeit dt/ha rei.

40,6 43,9 35,7 39,7 42,0 35,5

36,4 41,5 30,9 38,6 41,6 29,9

(9,7) 38,9 26,7 39,8 40,1 29,8

100 100 100 100 100 100

90 95 87 97 99 84

(24) 89 75 100 95 84

GD 5% dt/ha rei. 1,45 1,99 1,51 2,99 4,14 2,72

4 5 4 8 10 8

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KNOCH, Saatzeiten- und Sortenfragen der Wintergerste

An allen drei Versuchsorten schnitt eine Aussaat um den 10. 9. am erfolgreichsten ab. Wesentlich stärker als der Ortseinfluß wirkte sich die Jahreswitterung auf den Ertrag aus (Tab. 6). In den Auswinterungsjähren 1956 und 1958 ergaben sich zwischen den drei Saatzeiten besonders große Unterschiede. Dagegen wurden in den sehr milden Wintern 1959 und 1960 nur geringe, nicht signifikante Ertragsdifferenzen erzielt. Ein negativer Einfluß der frühen Saat auch bei milder Winterwitterung hat sich in diesen Versuchen nicht ergeben. Die Ertragsschwankungen der Frühsaat sind erheblich geringer als die der mittleren Saatzeit. Die Spätsaat dagegen zeigte, wie aus Tabelle 7 hervorgeht, in nahezu allen Jahren die stärksten relativen Abweichungen vom Mittelwert. Tabelle 7 Mittlere relative Abweichungen der Erträge von den Durchschnittsleistungen (3 Versuche)

1956 1957 1958 1959 1960

I. Saatzeit

II. Saatzeit

III. Saatzeit

0 9 12 2 4

4 10 18 2 10

69 25 14 28 29

Die b i s h e r i g e n A u s f ü h r u n g e n haben somit e r g e b e n , daß die rechtzeit i g e Saat der W i n t e r g e r s t e in diesen V o r g e b i r g s l a g e n als ein w i c h t i g e r n i c h t zu u n t e r s c h ä t z e n d e r E r t r a g s f a k t o r a n g e s e h e n w e r d e n m u ß . 2. Die Wintergerstensorten und ihr Verhalten zu den drei verschiedenen Saatzeiten Im folgenden soll untersucht werden, ob durch den Saattermin die zur Zeit zugelassenen Wintergerstensorten unterschiedlich beeinflußt werden. a) A l l g e m e i n e r E i n d r u c k Alle zur Zeit zugelassenen Wintergerstensorten, wie „Mahndorfer" (durch „Neuga" ersetzt), „Dominator", „Ora" und „Jutta", wurden in den Jahren 1956 bis 1961 in 16 Versuchen zu den oben angeführten drei verschiedenen Saatzeiten geprüft. Die Unterschiede im Aufgang und in der Vorwinterentwicklung der einzelnen Sorten waren in der jeweiligen Saatzeit nur geringfügig. Die Winterfestigkeit ist, wie schon oben erwähnt, in starkem Maße mit von der Vorwinterentwicklung abhängig. Gut bestockte Pflanzen überstehen den Winter besser als schwach bestockte. Die im Jahre 1956 duchgeführten Bestockungsauszählungen lassen folgendes Sortenbild erkennen (Tab. 8). Die größte Anzahl Seitentriebe bildete bei allen drei Saatzeiten die Sorte „Dominator". Die übrigen Sorten differieren zwar in den einzelnen Saatzeiten etwas, verhalten sich aber nicht einheitlich. Die Bestockung wurde durch Ausgraben von 40 Pflanzen je Versuchsglied kurz vor Ausbruch des Winters ermittelt. Die Beurteilung der Überwinterung erfolgte in der Regel noch vor Vegetationsbeginn und ergab im Mittel der fünf Versuchsjahre folgendes Bild (Tab. 9).

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Albrecht-Thaer-Archiv, Band 6, Heft 10, 1962

Tabelle 8 Zahl der Bestockungstriebe 1956 (Mittel aus 3 Versuchen) I. Saatzeit

II. Saatzeit

III. Saatzeit

5,5 7,0 6,2 5,9

3,7 4,3 3,5 3,9

(2,4) (2,7) (2,5) (2,4)

Mahndorfer Dominator Ora Jutta ( ) Nur 1 Versuch

Tabelle 9 Bonitur der Überwinterung (1-5) I. Saatzeit 1956-1960 Mahndorfer Dominator Ora Jutta

II. Saatzeit 1956-1960 1956

1956 2,0 . 2,7 2,0 2,5

1,9 2,1 1,9 2,0

2,5 2,6 2,4 2,4

III. Saatzeit 1956-1960 1956

2,9 3,2 2,3 2,6

3,6 3,8 3,8 3,9

4,5 4,5 4,0 4,8

Alle Sorten beantworten eine Saatverspätung mit schlechterem Stand im Frühjahr. Auch innerhalb der Saatzeiten ergaben sich im Mittel aller Versuche keine bedeutenden Unterschiede. „Ora" und „Mahndorfer" scheinen geringfügig besser als „Jutta" und „Dominator". Im Auswinterungsjahr 1956 bestanden größere Differenzen; so zeigte „Ora" in allen drei Saatzeiten den besten, „Dominator" dagegen den schlechtesten Stand. „Mahndorfer" war in der I. und III. Saatzeit etwas besser als „Jutta". Insgesamt gesehen waren alle Sorten der III. Saatzeit im Frühjahr 1956 umbruchreif. Naturgemäß wirkte sich die Überwinterung auch auf die Dichte des Pflanzenbestandes aus. Tabelle 10 Bestandesdichte der Wintergerstensorten 1956 — 1960 (ährentragende Halme/m2)

Mahndorfer Dominator Ora Jutta

I. Saatzeit

II. Saatzeit

III. Saatzeit

439 417 439 410

412 388 402 377

312 335 309 302

Die Sorten „Mahndorfer" und „Ora" wiesen zur I. und II. Saatzeit eine höhere Anzahl ährentragender Halme auf, es folgen „Dominator" und „Jutta". Zur III. Saatzeit übertraf dagegen „Dominator" die Sorten „Mahndorfer" und „Ora"; „Jutta" rangiert wie vordem an letzter Stelle.

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K N O C H , Saatzeiten- u n d Sortenfragen der Wintergerste

b) E r t r a g s l e i s t u n g e n

Die Bestandesdichte und die Ertragsleistungen der Sorten decken sich nicht vollständig, wie aus den angeführten Zahlen der Tabelle 10 und Abbildung 6 hervorgeht. dt/ha M - Mahndorfer Q -- 0:mina1or 0 ' Ora J • htta

10

35

30

I.

Saatzeit 10.9.

I.

Saatzeit 20.9.

M. Saatzeit 30.9.

Abb. 6: Ertragsleistungen der Wintergerstensorten zu verschiedenen Saatzeiten (15 Versuche, 1 9 5 6 - 1 9 6 0 )

Bei allen vier Sorten ergab sich mit verspäteter Aussaat ein Ertragsabfall (s. Abb. 6). Den höchsten Ertrag in der I. und III. Saatzeit brachte die Sorte „Dominator", es folgen „Mahndorfer", „Jutta" und „Ora". Zur II. Saatzeit waren „Jutta" und „Ora" leistungsfähiger als „Mahndorfer" und „Dominator". Eine statistische Sicherung der Ertragsdifferenzen war jedoch in keiner Saatzeit möglich. Die Sorten „Dominator" und „Mahndorfer" fielen von der I. zur II. Aussaat stärker, von der II. zur III. Aussaat dagegen weniger stark ab. „Jutta" und „Ora" verhielten sich umgekehrt (Abb. 6). In den einzelnen Jahren (Tabelle 11) waren sowohl die Ertragsleistungen der Sorten zu den verschiedenen Saatzeiten als auch der Ertragsrückgang der Sorten unterschiedlich. Die Auswinterungsjahre 1956 und 1958 lassen deutlich bei fast jeder Sorte einen gesicherten Ertragsabfall von der I. zur II. und III. Aussaat erkennen. Besonders 1958 blieben die Sorten „Ora" und „Jutta" in allen drei Saatzeiten hinter den Leistungen von „Mahndorfer" und „Dominator" zurück. Eine Parallele dazu ergab sich in keinem der übrigen Versuchsjahre. Zwischen diesen vier sonst annähernd gleich ertragstarkep Sorten ergab sich keine direkte Beziehung der einen oder anderen Sorte zur Früh- oder Spätsaat. D i e F r ü h s a a t b r a c h t e b e i a l l e n S o r t e n i n n a h e z u a l l e n J a h r e n den h ö c h s t e n Kornertrag. Die Bestrebungen sollten deshalb dahin gehen, u n b e d i n g t in d i e s e n V o r g e b i r g s l a g e n d i e A u s s a a t d e r W i n t e r g e r s t e u m den 10. 9. h e r u m v o r z u n e h m e n . Saatverzögerungen können durch einen Sortenwechsel

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J3

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