Samuel Kugler

Einfluss der Einbringung von fragmentiertem Zweigholz verschiedener Baumarten auf den Stickstoffhaushalt des Bodens

Zweck der Untersuchung

Agroforstwirtschaft setzt sich aus verschiedenen landwirtschaftlichen und forstwirtschaftlichen Komponenten zusammen, die jeweiligen positiven Effekte der beiden Komponenten gilt es zu stärken und somit Synergien herzustellen. Dieser Versuch zeigt wie eine solche Synergie mit geringem Aufwand – körperliche Arbeit und einem Gartenhäcksler – hergestellt werden kann.

Als fragmentiertes Zweigholz (engl. Ramial Chipped wood – RCW) sind Späne zwischen 2- 10 mm dicke und 10 cm Länge definiert, welche aus Holzzweigen (< 7 cm Durchmesser) gewonnen werden. Das Ausgangssubstrat des fragmentierten Zweigholzes, besteht aus Schnittgut verschiedener Bäume, welches in Mollesnejta wiederkehrend anfällt, mit Hilfe eines Gartenhäckslers weiterverarbeitet und später von Hand in den Boden eingearbeitet wird.Durch diese Einbringung wird eine bessere Bodendurchlüftung und eine Erhöhung der Bodenfruchtbarkeit erwartet, was zu höheren Erträgen und besserem Wachstum führen soll.

Eine spezielle Rolle spielt in Bolivien dabei die Leguminosen Baumart Chamaecytisus palmensis (Tagasaste Tree), dies liegt zum einen daran, dass diese Baumart in vielen Regionen bereits als Futterbaum für Vieh Verwendung findet und somit häufig vorzufinden ist. Und zum anderen findet bei fast allen Arten der Pflanzenfamilie der Leguminosen durch eine Symbiose mit stickstofffixierenden Bakterien (Rhizobien) im Wurzelbereich, eine Fixierung von molekularen Stickstoff (N2) statt. Dieser fixierte Stickstoff steht der Pflanze „direkt“ zur Verfügung und auf Grund dessen wird eine erhöhte Dosis an Stickstoff sowohl in den Blättern als auch und den Hölzernen Teilen des Baumes vermutet.

Somit ist bei einer Einbringung, von fragmentiertem Zweigholz dieser Baumart, auch von einer erhöhten Einbringung von Stickstoff in den Boden auszugehen. Die Unterschiede in Bezug auf den Stickstoffhaushalt und der Bodenfruchtbarkeit, sollen nach einer Versuchsdauer von mindestens 10 Wochen mittels einer Laboranalyse festgestellt werden. Untersucht werden dabei die Baumart Chamaecytisus palmensis (Tagasaste Tree) und die Baumart Dodonea Viscosa (Chacatea), eine Kontrollgruppe ohne Einbringung von fragmentiertem Zweigholz dient als Referenz.

Abb. 1.+2.

Aufbau des Versuchs

Es wurden 3 Gruppen mit jeweils 3 Versuchsflächen (Eimer) pro Gruppe angelegt.

Abb.3

Die Befüllung der Eimer erfolgte in dem in Abbildung 4 dargestellten Schema. Zusätzlich zu den Höhenangaben wurde bei der Beimischung des fragmentierten Zweigholz das Gewicht der beigemischten Menge bestimmt auf 1,2 kg festgelegt um eine Homogenität im Mischungsverhältnis zu erhalten. Die Menge von 1,2 kg wurde durch mehrere Probewiegungen und dem daraus resultierenden Mittelwert berechnet.

Abb. 4

Umsetzung und Beprobung

Bevor die Herstellung von fragmentiertem Zweigholz der beiden Baumarten möglich war, musste zuerst Ausgangssubstrat geschaffen werden, in Form von Schnittgut. Da vor Ort in Mollesnejta mehrere Tagasaste Bäume geschnitten werden mussten auf Grund von zu starker Beschattung angrenzender Bäume, gab es dafür genügend Material. Chacatea Schnittgut stand ebenso in mehr als ausreichender Menge zur Verfügung , da auf Grund der Feuergefahr alle Sträucher in der Nähe von dem Wohnhaus entfernt werden mussten, damit dieses im Falle eines Feuers verschont bleiben würde.

Nachdem genügend Schnittgut beider Baumarten zur Verfügung stand wurde dieses mit Hilfe eines Benzin Gartenhäckslers (Eliet Major 4S) zerkleinert und jede Baumart separat aufgefangen um. Das jeweilige Schnittgut war zum Zeitpunkt des Häckselns nur wenige Tage alte und somit mit noch frischen Blättern versehen, welche somit auch Bestandteil des Häckselgut sind.

Abb5 + 6

Als Ausgangssubstrat für das Bodengemisch diente eine Mischung aus trockenem Mineralboden und geringen teilen Flusssand welches bereits mehrere Jahre unter einer Plastikplane lagerte, zum Schutz vor Winderosion. Es stammt aus einem Aushub direkt vor Ort auf der Fläche.

Abb. 7 + 8

Nach einer Lockerung mit einer Flachspitzhacke konnte das Gemisch gelockert werden und nachfolgend mit der Hand zu einer homogenen Masse verarbeitet werden.

Bei dem anschließenden Befeuchten des Gemischs wurde darauf geachtet das ein Bodengemisch entsteht welches einen geeigneten Lebensraum für Mikroorganismen und Bodenfauna bildet. Es wurde somit ein Feuchtgehalt eingehalten bei der das Bodengemisch bereits gut durchnässt ist aber noch keine Klumpen bildet.

Abb. 9 + 10

Im darauffolgender Schritt wurden die Eimer der Gruppen A und B bis auf eine Höhe von 20 cm mit diesem Gemisch gefüllt, die Eimer der Gruppe C wurden direkt bis auf eine Höhe von 30 cm befüllt. Nachfolgend wurden jeweils 10 cm eines Eimers mit fragmentiertem Zweigholz der beiden Baumarten gefüllt und daraufhin gewogen wodurch durch eine Mittelung der Gewichte das Füllgewicht von 1,2 kg festgelegt wurde, da dies am ehesten mit den 10 cm Füllmenge übereinstimmt.

Die Transformation dieses Parameters von Volumen auf Gewicht soll eine Heterogenität im Mischverhältnis der verschiedenen Eimer ausschließen, da das Volumen je nach Größenzusammensetzung des fragmentierten Zweigholz variiert.

Abb 11. +12

Die Festlegung des Mischungsverhältnisses wurde somit abgeschlossen und es folgte die Durchmischung des Substrats welche von Hand durchgeführt wurde. Um einen Verlust der kleinstteile des fragmentierten Zweigholz und die Zufuhr neuer Materialen zu verhindern, wurde dieser Vorgang auf einer Folie durchgeführt.

Die somit Fertig gemischten Proben wurden abschließend mit einem Stofftuch abgedeckt und in einem geschützten Teil des Vivero (Gewächshauses) untergebracht um einen Schutz gegen Extremtemperaturen und Vögel zu gewährleisten.

Abb 13+14

Der weitere Arbeitsplan sieht eine wöchentlich bis zweiwöchentliche Bewässerung der jeweiligen Proben vor, welche zwischen 0,3 und 1,0 Liter betragen, je nach aktuell vorherrschendem Feuchtegehalt im jeweiligen Bodengemisch.

Nach einer Ruhezeit von 10 Wochen wird jede Probefläche 3-mal beprobt in einer Tiefe von 0-20 cm. Diese Entnahme erfolgt mit einer Art Bohrstock mit welchem pro Probe circa 300 Gramm feuchtes Bodengemisch entnommen werden. Diese Proben werden schnellstmöglich ohne direkte Sonneneinstrahlung getrocknet und danach in Plastiktüten verpackt.

Nach dem Transport nach Deutschland werden alle 27 Proben im Labor der Professur für Bodenkunde der Universität Freiburg auf mineralisierten Stickstoff (Nmin) untersucht. Es wird genauer gesagt der pflanzenverfügbare derzeit mineralisierte Stickstoff im Boden gemessen. Diese Labormethode diente ursprünglich zur Düngeberatung von landwirtschaftlich genutzten Flächen im Frühjahr, durch sie kann ein relativ exakter Gehalt des mobilen Stickstoffs gemessen werden.

Durch diese Messung soll also der Einfluss der Einbringung des fragmentierten Zweigholz der verschiedenen Baumarten auf den Gehalt des pflanzenverfügbaren Stickstoffs im Boden gemessen werden. Ein erhöhter Wert könnte zu einem verbesserten Wachstum und höheren Erträgen aller dort ansässigen Pflanzen führen.

Des weiteren werden sowohl die Bodenproben als auch das das fragmentierte Zweigholz der beiden Baumarten auf ihre absolute Menge an Kohlenstoff und Stickstoff untersucht.

Die Auswertung der Ergebnisse des Labors sowie eine ausführliche Bearbeitung des Themas werden anschließend zu meinem Praktikum in einer Bachelorarbeit erfolgen, welche nach ihrer Fertigstellung auch auf dieser Website veröffentlicht wird.

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