Effects of agricultural management on organic carbon in topsoil and subsoil, and its implications for soil water retention

Die landwirtschaftliche Bewirtschaftung kann den Vorrat organischen Boden-kohlenstoffs (SOC) sowie die Qualität der organischen Bodensubstanz (SOM) beeinflussen. Diese können wiederum einen Einfluss auf die Wasserspeicher-kapazität des Bodens haben. Um die landwirtschaftliche Produktion im Klimawandel nachhaltiger zu gestalten, damit Böden auch in Zukunft ihre Ökosystemleistungen erbringen können, ist ein Verständnis der Zusammen-hänge von SOM und Bodenwasserhaushalt erforderlich. Hier ist vor allem der Unterboden (> 30 cm) von entscheidender Bedeutung und gleichzeitig das Verständnis am geringsten. Im Rahmen dieser Dissertation wurden dazu drei Studien durchgeführt, in denen der SOC-Vorrat (Studie I), die SOM-Qualität (Studie II), sowie die Wasserspeicherkapazität (Studie III) im Ober- und Unterboden wurden. Insgesamt wurden deutschlandweit 13 Dauerfeld-versuche, vier Kurzzeitversuche und drei tiefgepflügte Böden in 0-100 cm beprobt. Diese Arbeiten zeigten, dass der Einfluss der landwirtschaftlichen Bewirtschaftung auf den SOC-Vorrat auch im Unterboden signifikant ist. Die SOM-Qualität war besonders im Oberboden durch die Bewirtschaftung beeinflusst, wie die Veränderungen der stabilen Isotope von Kohlenstoff und Stickstoff zeigten. Der Nachweis im Unterboden wurde jedoch durch die erhöhte Heterogenität und den geringeren SOC-Gehalt erschwert. Die Wasserspeicherkapazität des Bodens, insbesondere die pflanzenverfügbare, wurde durch höhere SOC-Gehalte im Ober- und Unterboden positiv, aber nur mäßig beeinflusst. Die Ergebnisse haben Auswirkungen auf die Anrechnungen von Kohlenstoffmanagementmaßnahmen, da diese in der Regel nur Veränderungen im Oberboden berücksichtigen und damit ein erheblicher Anteil, nämlich 20 % des Gesamtbewirtschaftungseffekts, außer Acht gelassen wird. Da ein höherer SOC-Gehalt nicht wesentlich zu einer besseren Wasserversorgung der Pflanzen beiträgt, sollte der Fokus auf andere Vorteile, wie zum Beispiel den Erosionsschutz, gelegt werden.