Ökologischer Landbau und dessen Einfluss auf die organische Bodensubstanz : Analyse mit Hilfe der Infrarotspektroskopie

Eine intensive landwirtschaftliche Bewirtschaftung von Wiesen- und Ackerflächen hat nachweislich Auswirkungen auf die chemischen, physikalischen und biologischen Eigenschaften eines Bodens. Ein großes Problem dabei ist der Verlust an organischen Verbindungen und damit an Kohlenstoff. Kohlenstoff ist das häufigste Element in der organischen Bodensubstanz, die für einen gesunden und ertragreichen Boden notwendig ist. Eine erprobte Maßnahme zur Erhöhung des Kohlenstoffpools ist die Aufbringung von organischen Düngern. Der Einfluss verschiedener Düngevarianten auf den Boden wurde im Rahmen eines landwirtschaftlichen Versuchs (MUBIL) in Niederösterreich untersucht. Die Bewirtschaftung erfolgte nach den Kriterien des ökologischen Landbaus. Zu diesem Zweck wurden über fünf Jahre die Düngevarianten Luzernenmulch, Biotonnekompost und Stallmist auf Kleinparzellen aufgebracht. Anhand dieses Versuches wurden die Auswirkungen auf den Kohlenstoffgehalt und auf andere Parameter untersucht. Wichtige zu bestimmende Parameter waren die organische Substanz (OS), der Gehalt an organischem Kohlenstoff (Corg) und der Humusgehalt. Für die Untersuchung der stabilen Kohlenstoffverbindungen wurde die Fourier Transformations Infrarotspektroskopie (FTIR) im nahen und mittleren Infrarotbereich eingesetzt. Die Analyse der FTIR-Spektren erfolgte mit multivariaten Methoden wie der Hauptkomponentenanalyse (PCA) und der Partial Least Squares Regression (PLSR) für die Erstellung von Vorhersagemodell. Nach fünf Jahren kann für alle Düngevarianten ein Anstieg der organischen Substanz, des organischen Kohlenstoffs und des Humusgehaltes nachgewiesen werden. Der deutlichste Anstieg wurde für die Düngevarianten Kompost und Stallmist ermittelt. Veränderungen hinsichtlich der stabilen Huminsäuren konnten nur mit zunehmender Tiefe nachgewiesen werden. Auf Basis der FTIR-Spektren wurden Vorhersagemodelle für die Parameter organische Substanz, Gesamtstickstoff und pflanzenverfügbares Kalium erstellt.An intensive agricultural management of grassland and agricultural crop land has verifiable effects on chemical, physical and biological properties of the soil. Thereby the loss of organic carbon compounds is a big challenge. Carbon is the most frequent element of soil organic matter, which is necessary for healthy and fertile soils. The application of organic fertilizers is an approved method to increase the carbon pool in soils. The monitoring of such application shall be accomplished by an agricultural trail in Lower Austria (MUBIL), which is cultivated according to the criteria of organic farming. For this purpose the fertilizers alfalfa mulch, biowaste compost and manure were applied over five years on experimental test plots. The effects on the carbon content were investigated on the basis of this experiment besides other parameters. Therefore the parameters organic substance (OS), organic carbon (Corg) and humus content were determined. Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy in the near and middle infrared range was used to analyze the stable carbon compounds. Infrared spectra were evaluated by multivariate data analysis such as Principal Component Analysis (PCA) and Partial Least Squares Regression (PLSR) to develop prediction models. After five years an increase of organic substance, organic carbon and humus can be verified for all fertilizer variants. The most important increase was determined for the variants “compost” and “manure”. Changes regarding the stable humic acids could not be approved. Only with increasing depth different humic acid contents could be identified. Based on infrared spectra prediction models for the parameters organic substance, total nitrogen and plant available potassium were developed.eingereicht von Lukas A. EgleZsfassung in engl. SpracheWien, Univ. für Bodenkultur, Dipl.-Arb., 2010(VLID)103147