• Wo stehen wir bei Precision/Smart Farming – Immer mehr Elektronik? • Einstellbarkeit von Maschinen • Verschneiden von Informationen – Funktioniert das automatisch? – Analog und Digital kombinieren • Das Ziel ist der Weg – aber kennen wir es? • Wahl des Bodenbearbeitungswerkzeugs • Beispiele für die Anwendung – Bodenbearbeitung – Saat • Und die Beratung?

Mit dieser Publikation liegt erstmalig eine repräsentative Erhebung zur Verbreitung der verschiedenen Bodenbearbeitungssysteme und der technischen Ausstattung in sächsischen Landwirtschaftsbetrieben vor. Die Entscheidungsgründe bezüglich der Bodenbearbeitung aus Sicht des Bodenschutzes und der Verunkrautung sind vielfältig. Bezogen auf die Ackerfläche der befragten Betriebe werden in Sachsen rund 43 % dauerhaft pfluglos bestellt und nur 7 % dauerhaft gepflügt. Auf rund 50 % der Ackerfläche wird wechselnd in unterschiedlicher Häufigkeit mit oder ohne Pflug gearbeitet. Redaktionsschluss: 04.03.2020

Im Rahmen eines vierjährigen Feldversuches wurden der Einfluss von Bodenbearbeitung, Bodenbedeckung und Stickstoffdüngung auf die N-Dynamik und N-Verlagerung während der Winterhalbjahre und deren Nachwirkungen auf die Hauptfrucht der nachfolgenden Vegetationsperiode untersucht. Es zeigte sich, dass sich neben den Prüffaktoren auch Unterschiede der Vorfrucht und des Witterungsverlaufes auf die Höhe der Nitratauswaschung über Winter auswirkten. Generell führte der Anbau von Winterrübsen gegenüber der Brache erwartungsgemäß zu einer Reduzierung des N-Austrages, was sowohl auf die geringeren Sickerwassermengen als auch auf die geringeren Nitratkonzentrationen in der Bodenlösung zurückzuführen war. Die N-Konservierung der Winterrübsen wirkte sich auf die folgende Hauptfrucht positiv hinsichtlich der Stickstoffverfügbarkeit im Oberboden und der N-Aufnahme des Sommerweizens während dessen Standzeit aus. Der Schwerpunkt in der methodischen Vorgehensweise dieser Arbeit lag in der Erfassung der Sickerwassermengen zur Abschätzung der N-Verlagerung anhand der Daten der Nitratkonzentration in der Bodenlösung. Die Durchflussmengen im Boden wurden ausgehend von der klimatischen Wasserbilanz und unter Berücksichtigung der Veränderungen der Bodenwasservorräte bestimmt, die anhand von Messungen der Matrixpotentiale und der Kenntnis der Bodenwassercharakteristika im Profilverlauf des Bodens berechnet wurden. Dieser Ansatz wurde drei weiteren Ansätzen gegenübergestellt. Diese sind die klimatische Wasserbilanz, die klimatische Wasserbilanz unter Berücksichtigung der Veränderungen der Bodenwasservorräte anhand der volumetrischen Wassergehaltsmessung mit Hilfe der TDR-Messtechnik und die Bestimmung der Perkolation mittels Wasserleitfähigkeitsfunktionen und Potentialgradienten. Mögliche Fehlerquellen der verschiedenen Ansätze wurden diskutiert und Schlussfolgerungen für die praktische Versuchsdurchführung gezogen. / The influence of different tillage managements, soil covering and different nitrogen applications on the N-dynamic and N-leaching during winter and their effects during the following vegetation period have been investigated within the scope of a field trial of several years. Beside these treatments, differences of the preceding crop type and climatic conditions showed also effects on the amount of nitrate leaching during winter. The cultivation of winter rape compared to fallow reduced the N-leaching in accordance with the expectations; generally this was the result of lower rates of water flow as well as lower nitrate concentrations in the soil solution. During the successive vegetation periods the N-conservation by the catch crop led to higher nitrate contents in the soil, particularly in the upper layer, and to an increasing N-uptake of the fallowing spring wheat. Focal point of the methodical proceeding of this study was the recording of the downward water movement to estimate the N-leaching in combination with the nitrate concentration in the soil solution. The calculation of the water movement in the soil based on the climatic water balance in consideration of the variation of the soil water content; the changes in the soil water were determined by data of the soil matrix potential and the knowledge of the moisture characteristics of the horizons, their positions and their wideness. This approach was based to present the results, and was then compared with three other ones. These were the climatic water balance, the climatic water balance in consideration of the variation of the soil water content by data of the changes of the volumetric soil water content measured by ‘time domain reflectrometry’ and the calculation of water flow with hydraulic conductivity functions and data of the hydraulic potentials. Possible sources of error of the methods are discussed to draw conclusions for conducting field trials.

Rice and maize are global staple food and play an important role in world’s food security strategy. Vietnam is one of rice leading export countries but annually it has to import a considerate amount of maize for cattle food processing. Red River Delta in the north of Vietnam is the second rice bucket of the country, which is responsible formore than 20% of total rice production. The priority crops in the areas are rice and maize and rice-maize system is the leading cropping system in the area. Currently, it is reported that the rice-maize cropping system is not sustainable and its profit is reducing in most of production areas in the Red River Delta. Improving rice cropping system aims is not only to increase rice and maize yields and production but also to improve the land use efficiency, decline the cost of the production and to increase system sustainability. To increase sustainability there must be a linkage of various factors. This review emphasizes on increasing rice-maize crop sustainability by applying appropriate agriculture practices such as reducing chemical fertilization and intensive tillage. / Gạo và ngô là nguồn lương thực chính cho toàn cầu và đóng một vai trò quan trọng trong chiến lược an ninh lương thực của thế giới. Việt Nam là một trong những nước dẫn đầu về xuất khẩu gạo nhưng hàng năm vẫn phải nhập một số lượng lớn ngô để chế biến thức ăn gia súc. Đồng bằng sông Hồng là một trong hai vựa lúa lớn của Việt Nam sản xuất khoảng 20% sản lượng lúa gạo của cả nước. Ở đồng bằng sông Hồng, lúa và ngô là hai cây trồng chính là hệ canh tác lúa-ngô là cơ cấu cây trồng hàng đầu trong vùng. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, rất nhiều đánh giá cho thấy hệ thống canh tác lúa-ngô là hệ thống canh tác không bền vững và các lợi nhuận của mang lại từ cơ cấu canh tác ở hầu hết các khu vực sản xuất ở vùng đồng bằng sông Hồng của Việt Nam đã và đang giảm dần. Do đó, việc cải thiện cơ cấu canh tác lúa-ngô không chỉ nhằm mục đích tăng năng suất lúa và ngô mà còn nâng cao hiệu quả sử dụng đất, giảm chi phí sản xuất và tăng cường hệ thống canh tác bền vững. Tuy nhiên, để tăng tính bền vững của hệ thống canh tác thì phải liên kết nhiều yếu tố khác nhau. Bài viết này dựa vào các kết quả nghiên cứu của các tác giả khác nhau để đưa ra những giải pháp tích cực làm tăng tính bền vững của hệ thống canh tác lúa-ngô bằng cách áp dụng các phương pháp canh tác hợp lý như giảm sử dụng phân hóa học và các biện pháp canh tác thâm canh như áp dụng phương pháp làm đất tối thiểu.

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In Partnerschaft mit dem VDI-Kolloquium Bodenbearbeitung erwarten Sie am Institut für Bau- und Landma­ schinentechnik/lBL interessante Workshops, Vorträge und Diskussionen zu Anforderungen, Möglichkeiten so­ wie Trends in der Bodenbearbeitung und deren Auswirkungen auf ein zukünftiges Biosphärenmonitoring. Das vom BMBF geförderte Innovationsforum SeBiMo hat das Ziel technologische Lösungsansätze für eine effektive und universelle Bodensensorik zu identifizieren, die eine exakte Zustandsbestimmung direkt im Boden bzw. in der Pflanze ermöglichen. Das interdisziplinär aufgestellte Forum bündelt dabei Kompetenzen von Sen­ sorik-Entwicklern und -Herstellern, Agrartechnikunternehmen, Dienstleistern für die Landwirtschaft sowie For­schungseinrichtungen aus Mitteldeutschland. Die Partner des Innovationsforums streben an, sensortechnische Verfahren für eine umfassende Bodenraumerkundung und für die Bestimmung wesentlicher Pflanzenparameter zu definieren, die über Einzellösungen hinausgehen und der Landwirtschaft Handlungsempfehlungen für den gesamten pflanzenbaulichen Prozess von der Bodenbearbeitung bis zur Ernte geben. Die Ergebnisse werden im Rahmen dieser Veranstaltung präsentiert und diskutiert.

Die Broschüre gibt einen Sachstand aus dem Jahr 2019 zum Einsatz von Transfermulch im sächsischen Ökolandbau basierend auf einer telefonischen Befragung von 200 Ökobetrieben. Die Befragung zeigte, dass vor allem gärtnerische Betriebe pflanzliches Mulchmaterial als Bodenbedeckung und Düngung schon länger nutzen, obwohl auch für sie die trockenen Jahre 2018 und 2019 eine Herausforderung war, ausreichend Mulchmaterial in guter Qualität zu produzieren. Auch wenn einige Betriebe vor dem Arbeitsaufwand zurückschrecken oder es ihnen an geeigneter Technik für das System fehlt, so besteht bei sächsischen Ökobetrieben dennoch ein großes Interesse am Thema Transfermulch. Die Veröffentlichung richtet sich an praktizierende Landwirte, Berater und Verbände. Redaktionsschluss: 04.11.2020

Klimawandel und Bodendegradation üben Druck auf die Nahrungsmittelproduktion sowie auf die Fähigkeit des Bodens zur Minderung des Klimawandels beizutragen aus. Bodendegradation hat negative Auswirkungen auf die Bodenqualität. Ziel dieser Arbeit ist die Analyse der Effekte von landwirtschaftlich getriebener Bodendegradation, vor allem durch Pflügen und dem Umgang mit Ernterückständen. Es wird ein Überblick über das Thema Bodendegradation gegeben, gefolgt von Erweiterung des globalen Ökosystemmodells Lund-Potsdam-Jena-managed-Land (LPJmL) um eine detaillierte Prozessabbildung von Pflugpraktiken und Effekten von Ernterückständen. Diese ermöglicht die Analyse der Effekten von landwirtschaftlichen Managements auf die Anpassung und Minderung des Klimawandel. Das Modell kann die Effekte von naturerhaltender landwirtschaftlicher Bewirtschaftung (im Englischen bekannt als Conservation Agriculture) auf Kohlenstoffvorräte im Boden und CO2 Emissionen simulieren. Im letzten Teil wird die historische Dynamik der Entwicklung von Bodenkohlenstoff (engl.: Soil Organic Carbon – SOC) und die Effekte von Annahmen zum zukünftigen Management unter unterschiedlichen Klimaszenarien gezeigt. Die Ergebnisse zeigen, dass durch die historische Umwandlung von natürlicher Vegetation zu landwirtschaftlicher Fläche bis zu 215 Pg SOC im Boden verloren gegangen sind. Bis zum Ende des Jahrhunderts könnten weitere 38 Pg SOC zusätzlich verloren gehen, wird die heutige landwirtschaftliche Fläche nicht nachhaltig bewirtschaften. Die Bewirtschaftung mit dem Pflug zeigt einen geringen Einfluss auf die Kohlenstoffvorräte des Bodens, während die Wahl der Behandlung von Ernterückständen erheblich Einfluss hat. Die Rückführung von Ernterückständen hat positive Einflüsse auf Bodenwassergehalt und Ernteproduktivität, mit regionalen Unterschieden. Insgesamt zeigen 46% der heute Landwirtschaftsfläche das Potenzial zur Steigerung des Bodenkohlenstoff, während mindestens 52% Kohlenstoff im Boden verlieren könnten. / Climate change and increasing soil degradation put pressure on the global food production systems and the ability of land for climate change mitigation. Additionally, soil degradation has negative implications on soil quality. This thesis analyzes the effects of agricultural-driven global soil degradation, in particular tillage and residue management. At first, a review the state of knowledge on global soil degradation is provided. Soil organic carbon (SOC) decline is one of the major forms of soil degradation on cropland and a useful indicator of the status of soil degradation. Secondly, to study the effects of different pathways of agricultural management on biophysical and biogeochemical flows, the global ecosystem model Lund-Potsdam-Jena managed Land (LPJmL) is extended by a detailed representation of tillage practices and residue management. This improvement of LPJmL allows for the analysis of management-related effects on agricultural mitigation of climate change adaption and the reduction of environmental impacts. The model can simulate the effects of conservation practices on SOC stocks and CO2 emissions. And third, SOC development and the effects of different management assumptions under climate change is analyzed. This shows that approximately 215 Pg SOC was lost due to the historical conversion of natural land to cropland and up to 38 Pg SOC could be additionally lost on already existing cropland until the end of the century if cropland is not managed sustainably. The type of tillage system has small effects on the SOC stocks, while the choice of crop residue treatment is shown to be the main driver governing SOC development. Returning residues to the soil slows the decline of SOC, and positively affects soil moisture and crop productivity, with regional differences. In total, up to 46% of todays’ cropland shows the potential for SOC increase, while at least 52% of cropland today will undergo further SOC loss as a form of soil degradation.

Rice and maize are global staple food and play an important role in world’s food security strategy. Vietnam is one of rice leading export countries but annually it has to import a considerate amount of maize for cattle food processing. Red River Delta in the north of Vietnam is the second rice bucket of the country, which is responsible formore than 20% of total rice production. The priority crops in the areas are rice and maize and rice-maize system is the leading cropping system in the area. Currently, it is reported that the rice-maize cropping system is not sustainable and its profit is reducing in most of production areas in the Red River Delta. Improving rice cropping system aims is not only to increase rice and maize yields and production but also to improve the land use efficiency, decline the cost of the production and to increase system sustainability. To increase sustainability there must be a linkage of various factors. This review emphasizes on increasing rice-maize crop sustainability by applying appropriate agriculture practices such as reducing chemical fertilization and intensive tillage. / Gạo và ngô là nguồn lương thực chính cho toàn cầu và đóng một vai trò quan trọng trong chiến lược an ninh lương thực của thế giới. Việt Nam là một trong những nước dẫn đầu về xuất khẩu gạo nhưng hàng năm vẫn phải nhập một số lượng lớn ngô để chế biến thức ăn gia súc. Đồng bằng sông Hồng là một trong hai vựa lúa lớn của Việt Nam sản xuất khoảng 20% sản lượng lúa gạo của cả nước. Ở đồng bằng sông Hồng, lúa và ngô là hai cây trồng chính là hệ canh tác lúa-ngô là cơ cấu cây trồng hàng đầu trong vùng. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, rất nhiều đánh giá cho thấy hệ thống canh tác lúa-ngô là hệ thống canh tác không bền vững và các lợi nhuận của mang lại từ cơ cấu canh tác ở hầu hết các khu vực sản xuất ở vùng đồng bằng sông Hồng của Việt Nam đã và đang giảm dần. Do đó, việc cải thiện cơ cấu canh tác lúa-ngô không chỉ nhằm mục đích tăng năng suất lúa và ngô mà còn nâng cao hiệu quả sử dụng đất, giảm chi phí sản xuất và tăng cường hệ thống canh tác bền vững. Tuy nhiên, để tăng tính bền vững của hệ thống canh tác thì phải liên kết nhiều yếu tố khác nhau. Bài viết này dựa vào các kết quả nghiên cứu của các tác giả khác nhau để đưa ra những giải pháp tích cực làm tăng tính bền vững của hệ thống canh tác lúa-ngô bằng cách áp dụng các phương pháp canh tác hợp lý như giảm sử dụng phân hóa học và các biện pháp canh tác thâm canh như áp dụng phương pháp làm đất tối thiểu.

The process based soil erosion simulation model EROSION 3D is applied on regional scale for the federal state of Saxony/Germany. This survey is aimed on modeling soil loss, sediment transport, deposition resp. the input of particle attached nutrient and pollutant input into surface water bodies for 10years storm event and three land use scenarios. The available region-wide geo-data were preprocessed to be used in the parameterization interface DPROC. This software has been extended to parameterize large areas as well as small catchments. The basis of parameterization is a relational data base consisting of measured or estimated specific model soil parameters. These values have been derived by heavy rainfall simulation experiments below field conditions. The data base has been extended by the new results, which cover different soil tillage practices. The new experiments were conducted with a newly developed methodology. The experimental results show a significant relation of soil loss from the mechanical impact due to soil tillage. Only the non-tillage practice is able to protect soils efficiently from erosional soil losses. In order to describe particle attached nutrient and pollutant transport, soil samples were analyzed determining the element content of different particle fractions. The regional scale simulations identify the Saxonian Loess Belt as hotspot of soil erosion. However considerable amounts can also be expected in certain areas of the low mountain range. Particle attached element inputs into surface water bodies correspond to main sediment delivery areas. The amounts of erosional soil losses could be reduced to 90 % in case of consequently and area-wide transformation to conservation tillage practices. The calculated phosphorous inputs into surface waters on catchment scale are proofed to be valid. Compared to empirical based phosphorous and heavy metal yields the results in this study exceed this findings by a wide range. The differences are caused by lacking an event based consideration, which disregards system maximal impacts. Since erosion is an exclusive non continuous process, those maximal impacts are highly relevant and have to be considered in case of planning and execution of erosion and water protection concepts. / In der vorliegenden Arbeit wird das prozessbasierte Erosionsprognosemodell EROSION 3D flächendeckend auf regionaler Ebene für den Freistaat Sachsen angewendet. Ziel der Untersuchungen ist es, Bodenabtrag, Sedimenttransport und -deposition bzw. den Eintrag partikelgebundener Nähr- und Schadstoffe in Oberflächengewässer für ein 10jähriges Starkniederschlagsereignis und drei verschiedene Landnutzungsszenarien zu beschreiben. Dazu wurden im Vorfeld verfügbare Geo-Basisdaten so aufbereitet, dass sie für die semiautomatische Parametrisierung mit der Software DPROC verwendet werden können. Diese Software wurde so erweitert, dass sowohl größere Einzugsgebiete als auch einzelne Teileinzugsgebiete parametrisiert werden können. Grundlage der Parametrisierung bildet eine relationale Datenbank, die auf Messwerten bzw. davon abgeleiteten Schätzwerten aus Starkregenexperimenten unter Feldbedingungen basiert. Der vorhandene Datenfundus wurde durch neue Ergebnisse zu verschiedenen Verfahren der ackerbaulichen Bodenbearbeitung mittels neu entwickelter Methodik korrigiert und erweitert. Die experimentellen Ergebnisse zeigen eine deutliche Abhängigkeit des Feststoffaustrages von der Eingriffsintensität bei der Bodenbearbeitung. Dabei ist die Direktsaat die einzige Bewirtschaftungsform, die den Boden effektiv vor Erosion schützt. Um den selektiven partikelgebundenen Nähr- und Schadstofftransport prozessbasiert abzuschätzen, wurden die Stoffgehalte für die Partikelfraktionen Sand, Schluff und Ton an Bodenproben bestimmt. Die regionalskalierten Simulationen identifizieren die sächsische Lössregion als Schwerpunkt der Bodenerosion in Sachsen. Beträchtliche Bodenabträge sind darüber hinaus in den sächsischen Mittelgebirgen zu erwarten. Partikelgebundene Stoffeinträge in Oberflächengewässer verteilen sich in Abhängigkeit von den Sedimentliefergebieten. Die Bodenumlagerungsprozesse einschließlich der damit verbundenen partikelgebundenen Stoffeinträge lassen sich bei konsequenter Umstellung auf konservierende Bewirtschaftungsmethoden entsprechend den Modellergebnissen um mehr als 90 % reduzieren. Im Rahmen der Modellvalidierung konnte die Zuverlässigkeit der berechneten Phosphorausträge auf Einzugsgebietsebene belegt werden. Verglichen mit empirisch basierten mittleren jährlichen Abschätzungen sind die in dieser Arbeit berechneten ereignisbezogenen Phosphor- und Schwermetallausträge um ein Vielfaches höher. Zurückzuführen sind diese Unterschiede vor allem darauf, dass bei den rein empirischen Ansätzen, die maximale Belastungsspitzen unberücksichtigt bleiben. Da Erosion stets ein diskontinuierlicher Prozess ist, sind diese Belastungsspitzen im höchsten Maße relevant und bei der Planung und Durchführung von Erosions- und Gewässerschutzkonzepten unbedingt zu berücksichtigen.