Das Edaphon in Oberböden einer norddeutschen Jungmoränenlandschaft unter dem Einfluß verschiedener Bewirtschaftungsmaßnahmen:
Gespeichert in:
1. Verfasser: | |
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Format: | Abschlussarbeit Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Kiel
Inst. für Pflanzenernährung und Bodenkunde
2000
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Schriftenreihe: | Schriftenreihe / Institut für Pflanzenernährung und Bodenkunde, Universität Kiel
55 |
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adam_text | Titel: Das Edaphon in Oberböden einer norddeutschen Jungmoränenlandschaft unter dem Einfluß verschiedene
Autor: Frahm, Angela
Jahr: 2000
INHALTSVERZEICHNIS
Inhaltsverzeichnis
Abbildungsverzeichnis.................................... IV
Tabellenverzeichnis...................................... VIII
Verwendete Abkürzungen und Einheiten.......................... X
1 Einleitung und Hintergrund 1
2 Ziele dieser Arbeit 3
3 Das Untersuchungsgebiet 4
3.1 Klima.......................................... 4
3.2 Geologie und Bodengesellschaften........................... 4
3.3 Nutzung......................................... 5
4 Design des Versuches 7
4.1 Versuchsanlage..................................... 7
4.2 Bodenbearbeitungs- und Aussaatverfahren...................... 9
4.3 Varianten organischer und mineralischer Düngung ................. 10
4.4 Sonstige Maßnahmen auf den Versuchsflächen.................... 11
4.5 Bodenformen...................................... 11
4.6 Ertrage der Versuchsvarianten............................. 13
5 Methoden 16
5.1 Probennahmezeitpunkte................................ 16
5.2 Probennahme, -aufbereitung und -lagerung..................... 16
5.3 Bodenphysikalische und bodenchemische Parameter................. 17
5.3.1 Bodentemperatur................................ 17
5.3.2 Bodenwassergehalte.............................. 17
5.3.3 pH-Werte.................................... 17
5.3.4 Organischer Kohlenstoff............................ 17
5.3.5 Gesamtstickstoff................................ 18
5.3.6 Lagerungsdichte ................................ 18
5.4 Bodenbiologische Parameter.............................. 18
5.4.1 Mikrobielle Biomassen............................. 18
INHALTSVERZEICHNIS
5.4.1.1 Mikrobielle Biomasse (Substratinduzierte Respiration)...... 19
5.4.1.2 Mikrobieller Biomasse-Kohlenstoff (Fumigation-Extraktion) ... 20
5.4.1.3 Mikrobieller Biomasse-Stickstoff (Fumigation-Extraktion) .... 20
5.4.2 Mikrobielle Aktivitäten............................ 21
5.4.2.1 Argininammonifikation....................... 21
5.4.2.2 Ö-Glucosidase-Aktivität....................... 22
5.4.2.3 Basalatmung............................. 22
5.4.2.4 Metabolischer Quotient....................... 23
5.4.3 Fraßaktivität der Bodenfauna......................... 23
5.4.4 Biomassen und Abundanzen der Regenwürmer............... 2*
5.5 Statistik......................................... 24
5.6 Auswertung....................................... 25
6 Ergebnisse 26
6.1 Jahreszeitliche Veränderungen abiotischer und biotischer Parameter ....... 26
6.1.1 Witterungsverlauf............................... 2
6.1.2 Physikalisch-chemische Parameter ...................... 2^
6.1.3 Mikrobielle Biomassen und Enzymaktivitäten................ 33
6.1.4 Fraßaiktivität der Bodenfauna......................... 36
6.1.5 Biomassen und Abundanzen der Regenwürmer............... 37
6.2 Einfluß der Bodenbearbeitung auf abiotische und biotische Parameter...... 41
6.2.1 Vergleich zwischen Ober- und Unterkrume.................. ^2
6.2.1.1 Physikalisch-chemische Parameter................. 42
6.2.1.2 Mikrobielle Biomassen und Enzymaktivitäten........... 4
6.2.2 Vergleich zwischen Pflug und Horsch unter Berücksichtigung der gesamten
Ackerkrume................................... 49
6.2.2.1 Physikalisch-chemische Parameter................. 49
6.2.2.2 Mikrobielle Biomassen und Enzymaktivitäten........... 49
6.2.3 Fraßaktivitat der Bodenfauna ........................ 50
6 2.4 Biomassen und Abundanzen der Regenwürmer............... 52
6.3 Einfluß der Düngung auf abiotische und biotische Parameter ........... 53
6.3.1 Physikalisch-chemische Parameter ...................... 54
6.3.2 Mikrobielle Biomassen und Enzymaktivitäten ............... 56
INHALTSVERZEICHNIS____________________________________________________III
6.3.3 Fraßaktivität der Bodenfauna......................... 64
6.3.4 Biomassen und Abundanzen der Regenwürmer............... 67
6.4 Einfluß der Bodenformen auf biotische und abiotische Parameter......... 69
6.4.1 Physikalisch-chemische Parameter ...................... 69
6.4.2 Mikrobielle Biomassen und Enzymaktivitäten................ 69
6.4.3 Fraßaktivität der Bodenfauna......................... 70
6.5 Beziehungen aller ermittelten Parameter zueinander................ 70
6.6 Einfluß der Kulturart auf abiotische und biotische Parameter........... 73
7 Diskussion 74
7.1 Einfluß der Witterung auf abiotische und biotische Parameter........... 74
7.1.1 Mikrobielle Biomassen und Aktivitäten ................... 74
7.1.2 Fraßaktivität der Bodenfauna......................... 76
7.1.3 Biomassen und Abundanzen der Regenwürmer............... 77
7.2 Einfluß der Bodenbearbeitung auf abiotische und biotische Parameter ...... 78
7.2.1 Mikrobielle Biomassen und Aktivitäten ................... 79
7.2.2 Fraßaktivität der Bodenfauna......................... 80
7.2.3 Biomassen und Abundanzen der Regenwürmer............... 82
7.3 Einfluß der Düngung auf biotische und abiotische Parameter ........... 83
7.3.1 Mikrobielle Biomasse und Aktivitäten.................... 83
7.3.2 Fraßaktivität der Bodenfauna......................... 85
7.3.3 Biomassen und Abundanzen der Regenwürmer............... 86
7.4 Einfluß der Bodenformen auf abiotische und biotische Parameter......... 87
7.4.1 Mikrobielle Biomassen und Aktivitäten ................... 88
7.4.2 Fraßaktivität der Bodenfauna......................... 89
7.5 Bedeutung der Bodenorganismen für die Bodenfruchtbarkeit............ 90
8 Abschließende Betrachtungen 91
9 Zusammenfassung 94
10 Summary 97
Literatur 99
IV ____________________________ABBILDUNGSVERZEICHNIS
Abbildungsverzeichnis
1 Lage der Versuchsflächen auf dem Versuchsgut Hohenschulen........... 5
2 Schematische Darstellung des Schlages III...................... 7
3 Schematische Darstellung des Schlages V....................... 8
4 Erträge der Versuchsvarianten; Daten von 1991-1998; Schlag III.......... 14
5 Witterungsverlauf vom Januar 1997 bis einschließlich April 1999......... 27
6 Zeitlicher Verlauf der gravimetrischen Wassergehalte in 0-30 cm Tiefe auf Schlag III 29
7 Zeitlicher Verlauf der gravimetrischen Wassergehalte in 0-30 cm Tiefe auf Schlag V 30
8 Zeitlicher Verlauf der pH-Werte in 0-30 cm Tiefe.................. 30
9 Corg- und Nt-Gehalte auf Schlag III; jahreszeitlicher Verlauf, Mittelwert über alle
Varianten........................................ 31
10 Corg- und Nt-Gehalte auf Schlag V; jahreszeitlicher Verlauf, Mittelwert über alle
Varianten........................................ 31
11 Verlauf des Nt-Gehaltes im Versuchszeitraum in Abhängigkeit von der Düngung
(Schlag III)....................................... 32
12 Verlauf des NrGehaltes im Versuchszeitraum in Abhängigkeit von der Düngung
(Schlag V)........................................ 32
13 Verlauf des Corg-Gehaltes im Versuchszeitraum in Abhängigkeit von der Düngung
(Schlag III)....................................... 32
14 Verlauf des Corg-Gehaltes im Versuchszeitraum in Abhängigkeit von der Düngung
(Schlag V)........................................ 32
15 Verlauf der mikrobieüen Biomasse (C,,,;,. und N,,^) auf Schlag III im Versuchs-
zeitraum ......................................... 33
16 Verlauf der mikrobieUen Biomasse (C,,,;,. und N,,^) auf Schlag V im Versuchs-
zeitraum ......................................... 33
17 Anteil der mikrobiellen Biomasse Cmic bzw. N,,^ an Corg bzw. an Nt auf Schlag
III in Prozent ...................................... 34
18 Anteil der mikrobiellen Biomasse C^ bzw. N,,^ an Corg bzw. an N, auf Schlag
V in Prozent........................... 34
19 Verlauf des Cmk / N^,.-Verhältnisses auf Schlag III im Versuchszeitraum . ... 35
20 Verlauf des Cmic / Nmic-Verhältnisses auf Schlag V im Versuchszeitraum..... 35
21 Verlauf der ArginmauamonifikationaraU-n auf Schlag III im Versucnszeitraum .. 35
ABBILDUNGSVERZEICHNIS____________________________________________________V
22 Verlauf der Argininammonifikationsraten auf Schlag V im Versuchszeitraum ... 35
23 Verlauf der /3-Glucosidase-Aktivität auf Schlag III im Versuchszeitraum..... 36
24 Praßaktivität der Bodenfauna auf Schlag III im Jahresverlauf........... 37
25 Fraßaktivität der Bodenfauna auf Schlag V im Versuchszeitraum......... 37
26 Abundanzen der Regenwürmer 2U den drei Probennahmeterminen 1998..... 38
27 Biomasse der Regenwürmer zu den drei Probennahmeterminen 1998....... 38
28 Anteil der Arten an Individuenzahl und Biomasse im Jahresverlauf auf Schlag V 40
29 Verhältnis der Argininammonifikationsraten zwischen Ober- und Unterkrume im
Jahresverlauf auf Schlag III in der Pflugvariante .................. 44
30 Verhältnis der Argininammonifikationsraten zwischen Ober- und Unterkrume im
Jahresverlauf auf Schlag III in der Horschvariante.................. 44
31 Verhältnis der Argininammonifikationsraten zwischen Ober- und Unterkrume;
Vergleich zwischen der Pflug- und der Horschvariante (Schlag V)......... 45
32 Verhältnis der Argininammonifikationsraten zwischen Ober- und Unterkrume un-
ter Beachtung der Düngevarianten auf Schlag III bezogen auf Volumen Boden . . 46
33 Verhältnis der Argininammonifikationsraten zwischen Ober- und Unterkrume un-
ter Beachtung der Düngevarianten auf Schlag III bezogen auf Masseneinheit Boden 46
34 Verhältnis der ß-Glucosidaseraten zwischen Ober- und Unterkrume unter Beach-
tung der Düngevarianten auf Schlag III ....................... 46
35 Verhältnis der /9-Glucosidaseraten zwischen Ober- und Unterkrume unter Beach-
tung der Düngevarianten auf Schlag III ....................... 46
36 ^mic un ä Cmic ermittelt über die Pumigation-Extraktion; Vergleich von Ober-
und Unterkrume der Pflugvarianten auf Schlag III ................. 47
37 Nm;c und Cgjj,. ermittelt über die Fumigation-Extraktion; Vergleich von Ober-
und Unterkrume der Horschvarianten auf Schlag III ................ 47
38 Verteilung der mikrobielle Biomassen zwischen Ober- und Unterkrume unter kon-
ventioneller und unter reduzierter Bearbeitung auf Schlag III........... 48
39 Basalatmung unter dem Einfluß der Bodenbearbeitung; Vergleich zwischen Ober-
und Unterkrume auf Schlag III............................ 48
40 Fraäaktivität der Bodenfauna unter dem Einfluß der Bodenbearbeitung auf Schlag
III............................................ 51
41 Fraßaktivität der Bodenfauna unter dem Einfluß der Bodenbearbeitung auf Schlag 51
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
42 Tiefenverteilung der Fraßaktivität der Bodenfauna unter dem Einfluß der Boden-
bearbeitung auf Schlag III............................... 51
43 Tiefenverteilung der Fraßaktivität der Bodenfauna unter dem Einfluß der Boden-
bearbeitung auf Schlag V............................... 51
44 Verteilung der Regenwurmabundanzen unter Pflug und Horsch.......... 52
45 Verteilung der Regenwurmbiomassen unter Pflug und Horsch........... 52
46 Verteilung der Regenwurmabundanzen auf Pflug und Horsch unter Beachtung der
ökologischen Gruppen................................. 53
47 Nt-Gehalte in Abhängigkeit von der Düngung (Schlag UI)............. 55
48 Corg-Gehalte in Abhängigkeit von der Düngung (Schlag III)............ 55
49 Wassergehalte auf Schlag III in Abhängigkeit von der Düngung.......... 56
50 Argininammonifikationsraten in Abhängigkeit von der Düngung (Schlag III) ... 58
51 Argininammonifikationsraten in Abhängigkeit von der Düngung (Schlag V) ... 58
52 Argininammonifikationsraten im Jahresverlauf unter Beachtung der Düngevari-
anten (Schlag III).................................... 59
53 Ö-Glucosidase-Raten; Mittelwerte über die Probennahmetennine im Frühjahr
1997, 1998 und 1999; Bearbeitungsvarianten und Bodenvarianten zusammenge-
faßt (Schlag III)..................................... 60
54 /3-Glucosidase-Raten; Mittelwerte über alle Probennahmetennine; Bearbeitungs-
und Bodenvarianten zusammengefaßt (Schlag III).................. 60
55 Mikrobielle Biomassen auf Schlag III (N^,. ermittelt über CFE) ......... 61
56 Mikrobielle Biomassen auf Schlag IU (C^c ermittelt über CFE) ......... 61
57 Mikrobielle Biomassen auf Schlag V (Nmic ermittelt über CFE).......... 61
58 Mikrobielle Biomassen auf Schlag V (C^,. ermittelt über CFE).......... 61
59 Mikrobielle Biomasse (Cmic ermittelt über CFE; Vergleich der Tiefen (Schlag III)) 62
60 Mikrobielle Biomasse (C^ ermittelt über CFE; Vergleich der Tiefen (Schlag V)) 62
61 Mikrobielle Biomasse; Bestimmung mittels substratinduzierter Atmung am Sa-
promaten (SIR) (Schlag III).............................. 63
62 Basalatmung; Bestimmung mittels Sapromaten................... 64
63 Fra^aktivität der Bodenfauna auf Schlag III.................... 65
64 Fraßaktivität der Bodenfauna auf Schlag III unter Berücksichtigung der Dünge-
varianten zu den einzelneu Probennahmeterminen ................. 66
ABBILDUNGSVERZEICHNIS_________________________________________________VII
65 Praßaktivität der Bodenfauna auf Schlag V unter Berücksichtigung der Düngeva-
rianten .......................................... 67
66 Abundanzen der Regenwürmer in Abhängigkeit von der Düngung unter Beach-
tung der Bodenbearbeitung.............................. 67
67 Biomassen der Regenwürmer in Abhängigkeit von der Düngung unter Beachtung
der Bodenbearbeitung................................. 67
68 Abundanzen der Regenwürmer in Abhängigkeit von der Düngung......... 68
69 Biomassen der Regenwürmer in Abhängigkeit von der Düngung.......... 68
70 Clusteranalyse ..................................... 72
TABELLENVERZEICHNIS
Tabellenverzeichnis
1 Termine von Aussaat und Bodenbearbeitungen in den Jahren 1996-1999..... 9
2 Mineralische Düngungsvarianten (Schlag III) .................... 10
3 Mineralische Düngungsvarianten (Schlag V)..................... 10
4 Termine der mineralischen Stickstoffdüngergabe im Versuchszeitraum....... 10
5 Ausbringungstermine der Schweinegülle im Versuchszeitraum........... 11
6 Düngekombinationen auf Schlag III.......................... 11
7 Düngekombinationen auf Schlag V.......................... H
8 Weitere DüngungsmaBnahmen im Versuchszeitraum ................ 12
9 Im Versuchszeitraum verabreichte Herbizide und Fungizide ............ 12
10 Physikalische und chemische Parameter der Parabraunerde (Hohenschulen) ... 13
11 Physikalische und chemische Parameter des Kolluvisols (Hohenschulen) ..... 13
12 Erträge der untersuchten Parzellen auf Schlag V.................. 14
13 Ertrage der untersuchten Parzellen auf Schlag III.................. 15
14 Zeitliches Erhebungsraster aller (mikro-)biologischen und physikalisch-chemischen
Parameter........................................ 16
15 Niederschlagssumme und durchschnittliche Lufttemperatur während der 14 Tage
vor den Probennahmen ................................ 27
16 Niederschlagssumme und durchschnittliche Lufttemperatur gemittelt über den
Zeitraum, der sich aus den 14 Tagen vor Ausbringung der Miniköder und deren
Verweildauer im Feld zusammensetzt......................... 28
17 Ökologische Gruppen europäischer Regenwürmer und ihre diagnostischen Merkmale 39
18 Prozentualer Anteil der ökologischen Gruppen an der Gesamtindividuenzahl und
Gesamtbiomasse im Untersuchungsjahr 1998, Schlag V............... 41
19 Vergleich der physikalisch-chemischen Parameter der Ober- und Unterkrume un-
ter konventioneller und reduzierter Bearbeitung auf Schlag III........... 42
20 Vergleich der physikalisch-chemischen Parameter der Ober- und Unterkrume un-
ter konventioneller und reduzierter Bearbeitung auf Schlag V........... 42
21 Vergleich der biologischen Parameter der Ober- und Unterkrume unter konven-
tioneller und reduzierter Bearbeitung auf Schlag III................. 43
22 Vergleich der biologischen Parameter der Ober- und Unterkrume unter konven-
tioneller und reduzierter Bearbeitung auf Schlag V................. 44
TABELLENVERZEICHNIS_____________________________________________________IX
23 Vergleich der physikalisch-chemischen Parameter zwischen Pflug- und Horschva-
riante auf Schlag III.................................. 49
24 Vergleich der biologischen Parameter zwischen der Pflug- und Horschvariante auf
Schlag III........................................ 50
25 Vergleich von Abundanzen, Biomassen und Einzeltiergewichten der Regenwürmer
zwischen Pflug und Horsch .............................. 52
26 Vergleich des Düngungseinflusses auf die ermittelten physikalisch-chemischen Pa-
rameter (Schlag III) .................................. 54
27 Vergleich des Düngungseinflusses auf die ermittelten physikalisch-chemischen Pa-
rameter (Schlag V)................................... 54
28 Vergleich des Düngungseinflusses auf die ermittelten biologischen Parameter
(Schlag III)....................................... 57
29 Vergleich des Düngungseinflusses auf die ermittelten biologischen Parameter
(Schlag V)........................................ 57
30 Vergleich der physikalisch-chemischen Parameter zwischen Kolluvisol und Parab-
raunerde auf Schlag III................................. 69
31 Vergleich der biologischen Parameter zwischen Kolluvisol und Parabraunerde auf
Schlag III........................................ 70
32 Ergebnisse der einfachen Korrelationsanalyse der untersuchten biologischen und
physikalisch-chemischen Parameter aller Varianten beider Schlage......... 71
33 Vergleich der physikalisch-chemischen und biologischen Parameter unter dem Ein-
fluß der Kulturart ................................... 73
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