Zum Inhalt springen
Zur Hauptnavigation springen
Gehe zur Startseite des Modell- und Demonstrationsvorhaben zum.
Suche öffnen
Gehe zur Startseite des Modell- und Demonstrationsvorhaben zum.
Modell- und Demonstrationsvorhaben zum

Humusaufbau in Sonderkulturen – Maßnahmen zur Kohlenstoffsequestrierung im Rahmen der HumusAllianz

Humusaufbau und Humuserhalt zählen zu den zentralen Zielen einer nachhaltigen Bewirtschaftung landwirtschaftlicher Böden. Humus entsteht durch die Umwandlung abgestorbener pflanzlicher und tierischer Biomasse sowie mikrobieller Rückstände und stellt einen bedeutenden Speicher für organisch gebundenen Kohlenstoff im Boden dar. Ein hoher Humusgehalt verbessert die Bodenfruchtbarkeit und leistet zugleich einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz. Pflanzen nehmen während der Photosynthese Kohlenstoff in Form von CO₂ aus der Atmosphäre auf und bauen ihn in ihre Biomasse ein. Gelangt diese organische Substanz über Wurzeln, Erntereste oder organische Düngung in den Boden, wird sie durch Bodenorganismen umgesetzt. Ein Teil des enthaltenen Kohlenstoffs wird dabei in Humus überführt und kann über längere Zeiträume im Boden gespeichert werden. Diese biologische Kohlenstoffsequestrierung trägt zur Minderung der atmosphärischen CO₂-Konzentration bei. Darüber hinaus verbessert ein hoher Humusgehalt die Nährstoffdynamik, erhöht die Wasserspeicherkapazität und stärkt die Resilienz landwirtschaftlicher Systeme gegenüber Extremwetterereignissen.

Im Rahmen des Verbundprojekts HumusAllianz wurden zehn prioritäre Maßnahmen ...

… mit hohem Potenzial für den Humusaufbau und den Klimaschutz in Sonderkulturen identifiziert. Die Auswahl basiert auf wissenschaftlichen Erkenntnissen zu ihren Wirkungen auf die Kohlenstoffsequestrierung und die Bodenfruchtbarkeit. Auf rund 100 landwirtschaftlichen Demonstrationsbetrieben werden diese Maßnahmen bundesweit unter regions- und betriebsspezifischen Bedingungen praxisnah umgesetzt und wissenschaftlich begleitet. Ziel ist es, wirksame und übertragbare Strategien für den Humusaufbau und den Klimaschutz sowie zur nachhaltigen Verbesserung der Bodenqualität und langfristigen Bindung von Kohlenstoff in landwirtschaftlich genutzten Böden zu entwickeln und zu evaluieren.

Die vorgestellten zehn Maßnahmen basieren auf wissenschaftlichen Erkenntnissen zum Humusaufbau in Sonderkulturen und bilden die Grundlage für deren systematische Bewertung. Durch ihre Umsetzung auf den Demonstrationsbetrieben sollen belastbare Erkenntnisse zu ihrem Beitrag zum Humusaufbau und Klimaschutz sowie zu ihren agronomischen Effekten, ihrer Wirtschaftlichkeit und ihrer Umsetzbarkeit im betriebsspezifischen Ablauf gewonnen und für den Transfer in die landwirtschaftliche Praxis aufbereitet werden. Im Folgenden werden die einzelnen Maßnahmen zunächst allgemein beschrieben. Anschließend erfolgt ihre kulturspezifische Betrachtung im Rahmen der vier Modell- und Demonstrationsvorhaben (MuD) Apfel, Gemüse, Hopfen und Wein.

1. Verkürzte Brachezeit – Zwischenfrüchte, Begrünung und Untersaaten

Die verkürzte Brachezeit zielt darauf ab, Bodenperioden ohne Vegetationsbedeckung und aktive Durchwurzelung möglichst kurz zu halten. Der Einsatz von Zwischenfrüchten, dauerhaften Begrünungen und Untersaaten erhöht die Bodenbedeckung, verbessert die Durchwurzelung und reduziert Erosion. Wurzelexsudate sowie abgestorbene Pflanzenbiomasse tragen zusätzlich zum Humusaufbau bei. In mehrjährigen Kulturen spielt insbesondere die Begrünung der Fahrgassen eine zentrale Rolle.

2. Reduzierte Bodenbearbeitung

Die Vermeidung tiefgründiger oder stark eingreifender Bodenbearbeitung schützt die Bodenstruktur und das Bodenleben. Besonders auf Hanglagen oder erosionsgefährdeten Böden kann eine reduzierte Bearbeitung oder – bei geeigneten Kulturen – ein vollständiger Verzicht auf mechanische Eingriffe dazu beitragen, die vorhandene organische Substanz zu erhalten und mikrobielle Prozesse zu fördern, die den Humusabbau reduzieren.

3. Mulchen (In-situ/Transfer)

Mulch ist organisches Material, das auf die Bodenoberfläche aufgebracht wird, um den Boden zu schützen und die Bodenfruchtbarkeit zu fördern. Verwendet werden können organische Materialien von der Fläche selbst (In-situ-Mulch), z. B. aus Begrünungen oder Untersaaten, sowie externes Material (Transfermulch) wie Kleegras, Grünlandaufwuchs oder Zwischenfrüchte. Mulch schützt die Bodenoberfläche vor Erosion, reduziert den Unkrautdruck, verbessert die Wasserhaltefähigkeit und trägt zur Humusbildung bei. Bei extern eingebrachtem Material ist auf eine möglichst standortnahe Herkunft zu achten, um Nährstoffverlagerungen und Transportemissionen zu minimieren.

4. Ausbringung von Pflanzenkohle

Pflanzenkohle zeichnet sich durch eine hohe strukturelle Stabilität ihres Kohlenstoffs aus und verbleibt daher über lange Zeiträume – von mehreren Jahrzehnten bis hin zu Jahrhunderten – im Boden. Sie wird häufig gemeinsam mit organischen Düngern oder Kompost ausgebracht, um ihre Wirkung zu optimieren. Pflanzenkohle kann die Wasser- und Nährstoffspeicherfähigkeit des Bodens sowie die mikrobielle Aktivität fördern. Aufgrund ihrer hohen Stabilität trägt sie zudem zur langfristigen Speicherung von Kohlenstoff und damit zur Humusstabilisierung bei.

5. Einbringung von externer Biomasse und Kohlenstoff

Organische Düngemittel wie Kompost, Mist oder Gärreste können zur Erhöhung des Humusgehalts beitragen. Ihr Einsatz sollte jedoch maßvoll erfolgen. Um das Risiko einer Verlagerung von Humuswirkungen auf andere Flächen zu minimieren, ist der Einsatz externer organischer Substanz auf maximal 20 % der am Projekt teilnehmenden Betriebe begrenzt. Dabei ist insbesondere auf Herkunft, Qualität und Transportwege der Materialien zu achten.

6. Kalken und Gipsen von Böden

Eine standortangepasste Kalkung reguliert den pH-Wert des Bodens und schafft günstige Bedingungen für Bodenorganismen, die mikrobielle Aktivität im Boden und das Pflanzenwachstum. Dadurch können die Umsetzung organischer Substanz sowie die Humusbildung positiv beeinflusst und der Humuserhalt insbesondere auf sauren Böden unterstützt werden. Die Ausbringung von Gips (Calciumsulfat) dient hingegen nicht der Regulierung des pH-Werts, sondern kann als Bodenverbesserer und Calcium-Schwefel-Dünger eingesetzt werden, um den Boden mit Calcium und Schwefel zu versorgen, ohne die Bodenreaktion wesentlich zu verändern. Zudem fördert Gips die Aggregatstabilität und kann dadurch den Wasser- und Lufthaushalt sowie die Durchwurzelbarkeit insbesondere auf strukturschwachen oder verdichteten Böden verbessern. Dadurch können günstige Bedingungen für die Stabilisierung organischer Substanz im Boden geschaffen werden.

Die Anwendung von Kalk oder Gips sollte stets standortangepasst und auf Grundlage aktueller Bodenuntersuchungen erfolgen.

7. Integration von Tierhaltung

Die Integration mobiler Weidesysteme mit Schafen, Geflügel oder anderen Nutztieren kann den Humusaufbau unterstützen. Die Tiere führen dem Boden über Kot und Urin organische Substanz und Nährstoffe zu und fördern dadurch die biologische Aktivität sowie den mikrobiellen Umsatz organischer Materialien. Gleichzeitig trägt die Beweidung zur Verteilung organischer Substanz auf der Fläche bei und kann Begrünungen regulieren, wodurch der Bedarf an mechanischen Pflegemaßnahmen reduziert wird. Die Beweidung von Zwischenfrüchten kann zudem zu bestimmten Jahreszeiten einen erneuten Wachstumsschub der Bestände nach der Beweidung anregen und dadurch die Biomassebildung fördern. 

8. Anlage von Agroforstsystemen

Die Integration von Gehölzen wie Bäumen, Sträuchern oder Hecken in Dauerkulturen, z. B. als Windschutz, Randbepflanzung oder innerhalb der Kulturfläche, fördert die Kohlenstoffspeicherung in der oberirdischen Biomasse und im Boden. Agroforstsysteme bieten zusätzliche ökologische Leistungen wie die Stabilisierung des Mikroklimas, die Förderung der Biodiversität und den Schutz vor Erosion. Sie können damit langfristig zur Stabilisierung des Humusgehalts beitragen.

Eine besondere Form im Weinbau ist der sogenannte Vitiforst, bei dem Reben gezielt mit Gehölzen innerhalb oder am Rand der Anlage kombiniert werden.

9. Umveredelung statt Neupflanzung

Bei der Umveredelung werden die Unterlagen und das Wurzelwerk bestehender Apfelanlagen erhalten, während auf den Stämmen Edelreiser der gewünschten neuen Sorte veredelt werden. Im Gegensatz zur vollständigen Rodung erfolgt dabei kein Eingriff in den Boden, sodass Humusgehalt und Bodenleben weitgehend unbeeinflusst bleiben. Dieses Verfahren ist zudem wasser- und energieeffizienter und verringert die Anfälligkeit gegenüber Nagerschäden im Vergleich zu einer herkömmlichen Neupflanzung. Gleichzeitig ermöglicht die Umveredelung eine schnelle und flexible Anpassung der Sorten an neue klimatische Bedingungen, Marktanforderungen oder Krankheitsresistenzen – ohne die hohen Kosten, Emissionen und Bodenbelastungen einer kompletten Neuanlage.

10. Vergleich mechanischer Beikrautregulierungsverfahren

In dieser Maßnahme werden verschiedene Geräte zur mechanischen Beikrautregulierung, wie beispielsweise Fadengeräte oder Krümler, sowie deren Kombinationen miteinander verglichen. Ziel ist es, zu untersuchen, wie sich unterschiedliche Verfahren und Bearbeitungsintensitäten auf Bodenstruktur, Bodenleben und Humusentwicklung auswirken und welche Ansätze unter Praxisbedingungen besonders bodenschonend und humusfördernd sind.