4.1.2    Bodenverdichtung

Die Bodenverdichtung ist ein komplexer, physikalischer Prozess (Gefügeänderung, Kapitel 4.1.1), bei dem mit Zunahme der Lagerungsdichte das Porenvolumen kleiner wird. In der Regel ist dabei eine Abnahme des Grobporenanteils aber eine Zunahme des Feinporenanteils verbunden, während der Anteil der Mittelporen annähernd konstant bleibt (ausgenommen Lehmböden, bei denen auch der Anteil der Mittelporen abnimmt (Hintermaier-Erhard und Zech 1997). Der Anteil an Hohlräumen im Boden nimmt ab und deren Durchgängigkeit wird eingeschränkt. Betroffen sind die das Porensystem der Böden durchdringenden Stoffe (Wasser und damit Nährstoffe sowie Luft), Pflanzenwurzeln und Bodenlebewesen.

„Zur Beschreibung des Stabilitätszustandes des Bodengefüges wird in der Bodenmechanik von unterschiedlichen Arten der Verdichtung ausgegangen. Eine Normalverdichtung liegt vor, wenn sich ein Gleichgewicht zwischen der Eigenlast und dem aus Kohäsions- und Reibungskräften bestehenden Scherwiderstand des Bodens eingestellt hat. Eine zusätzliche mechanische Belastung, die den Verformungswiderstand des Bodens übersteigt, bewirkt eine Überverdichtung. Der Zustand der Normalverdichtung liegt bei Ackerböden grundsätzlich nur im gelockerten Krumenbereich vor, während natürlich gelagerte Unterböden durch Belastungen landwirtschaftlicher Nutzung sowie durch sommerliche Austrocknung überverdichtet sind“. (Bundesministerium für Verbraucherschutz, Ernährung und Landwirtschaft 2001a).

 

Tabelle 39: Bestimmende Faktoren der Bodenverdichtung

technogene Faktoren

natürliche Faktoren

Kontaktflächendruck

Bodenfeuchte

Radlast

Bodenart

Schlupf

Lagerungsdichte

Überrollhäufigkeit

Bodengefüge

Quelle: Landesamt für Umwelt, Naturschutz und Geologie M-V (2002b)

 

Eine Bodenverdichtung bezeichnet man als Bodenschadverdichtung, wenn das Porensystem im Boden soweit verformt ist, dass die Versorgungsleistungen (Luft, Wasser) für den Pflanzenbestand und damit die Ertragsfähigkeit und Ertragssicherheit dauerhaft beeinträchtigt sind. Diese Gefügeänderung hat negative Auswirkungen auf die Produktionsfunktion (Ertrag, Kosten), die Regelungsfunktion (Infiltration, Stoffverlagerung) und auf die Lebensraumfunktion für Bodenorganismen. Des Weiteren werden die Wärmeleitfähigkeit und Erosionsanfälligkeit beeinträchtigt (Landesamt für Umwelt, Naturschutz und Geologie M-V 2002b).

Kulturpflanzen gedeihen auf allen stark verdichteten Böden schlechter. Sandböden sind dann von den Wurzeln nur noch schwer zu durchdringen. Schluffböden sind nasser und schlecht durchlüftet und in tonigen Böden steht der Sauerstoffmangel im Vordergrund.

Für die Nutzungsart Wald besteht ebenfalls Schadverdichtungspotential. Die Dimension einer tatsächlichen Verdichtung ist generell aber wesentlich geringer als in der Landwirtschaft einzuschätzen. Daraus resultieren auch geringere Beeinträchtigungen der o.g. Bodenfunktionen (nicht punktuell, sondern bezogen auf die gesamte Waldfläche).

Im Gegensatz zu Sand und Schluff besitzen Tonteilchen die Fähigkeit zum Quellen und Schrumpfen. Die natürliche Regenerationsfähigkeit ist deshalb in Sandböden am geringsten, in Tonböden am höchsten.

 

Beide vorgenannten Veröffentlichungen beinhalten vertiefende Prozessanalysen, Definitionen und Maßnahmenkataloge für die Vorsorge gegen Schadverdichtungen im Rahmen der guten fachlichen Praxis in der Landwirtschaft. Die landesspezifische Broschüre „Beiträge zum Bodenschutz in Mecklenburg-Vorpommern. Bodenverdichtung“ wird 2002 durch das LUNG M-V herausgegeben. Dieser von Frielinghaus et al. in Bearbeitung befindlichen Broschüre liegen die Ausführungen zu folgendem Punkt zu Grunde.

 

4.1.2.1 Potentielle Schadverdichtungsgefährdung

Die für Mecklenburg-Vorpommern digital vorliegende Mittelmaßstäbige Landwirtschaftliche Standortkartierung (MMK) wurde (analog zu Kapitel 4.1.1.1) als Datengrundlage für eine Übersichtsdarstellung der potentiellen Schadverdichtungsgefährdung in Mecklenburg-Vorpommern genutzt. Entsprechend den Konturen der MMK erfolgt die Darstellung für die landwirtschaftlich genutzten mineralischen Standorte (siehe Karte 9) in Mecklenburg-Vorpommern. Den dort ausgewiesenen 5 Schadverdichtungsgefährdungsklassen (gering, mäßig, erheblich, stark, sehr stark) liegt ein Verfahren nach Petelkau, Frielinghaus, Seidel und Thiere (1999) zu Grunde.

 

In Auswertung von Karte 9 werden etwa 0,2 % der landwirtschaftlichen Nutzfläche als gering, ca. 35 % mäßig, ca. 15 % erheblich, ca. 10 % stark und ca. 30 % als sehr stark potentiell schadverdichtungsgefährdet eingeschätzt. Die ca. 30 % der sehr stark gefährdeten Bereiche decken sich nahezu exakt mit den sandigen Substraten in Mecklenburg-Vorpommern. Diese gliedern sich in Sandersande, Sande der Hochflächen (z.B. östlich Rostock), Beckensande (Haffstausee/Ueckermünder Heide), Sande des Urstromtales (Südwestmecklenburg) sowie die holozänen, marinen Sande der Boddenküsten (z.B. Zingst). Die Schadverdichtungsgefährdungsklasse (SVGK) „gering“ ist in Mecklenburg-Vorpommern nur kleinflächig im Bereich des Elbtales ausgebildet. Dieses resultiert aus der engen Bindung dieser Klasse an tonige Substrate (Auenstandorte).

Weiterhin muss festgestellt werden, dass für alle mineralischen, landwirtschaftlich genutzten Standorte eine SVGK ausgewiesen ist (keine Fläche ohne Gefährdungspotential). Dafür liegt die Ursache z.T. im Wesen des Verdichtungsprozesses, denn erst standortunangepasste technologische Bodenbelastungen (i.d.R. Befahrungen) führen zur Schadverdichtung. Daraus erwächst die Notwendigkeit, definierte Technik- und Bewirtschaftungsparameter den einzelnen SVGK zu unterlegen (Empfehlungen an den Bewirtschafter). Diese dezidierte Gliederung ist letztlich nicht Gegenstand dieses Berichtes, wird sich aber in der Broschüre „Bodenverdichtung“ wiederfinden.

 

 

Karte 9: Potentielle Schadverdichtungsgefährdung