Ackerbau, Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung

3.3Bodenbearbeitung

Vor dem Anbau einer Feldfrucht muss der jeweils erwünschte Bodenstrukturzustand im allgemeinen erneut durch Bearbeitung mit mechanischen Geräten hergestellt werden. Diese Bodenbearbeitung ist somit die grundlegende Bedingung für den Ackerbau. Damit sind jedoch auch schwerwiegende Eingriffe in den physikalischen, chemischen und biologischen Bodenzustand verbunden, die zur Beeinträchtigung des Bodens führen können, indem beispielsweise der Bodenerosion Vorschub geleistet wird. Aus diesem Grunde geht es darum, die Art und Weise der Bodenbearbeitung und deren Intensität fruchtart- und fruchtfolgespezifisch anzupassen und möglichst bodenschonend zu arbeiten. Dazu ist es immer wieder erforderlich, den jeweils möglichen Kompromiss im Spannungsfeld von Ertragssicherung, Kostenminderung und Bodenschutz zu suchen.

Bodenbearbeitung

Die Bodenbearbeitung ist das zielgerichtete mechanische Einwirken auf den Oberboden. Damit sollen günstige Wasser-, Luft- und Temperaturverhältnisse für die Umsetzungsprozesse erreicht werden. Sie soll die Voraussetzungen für gleichmäßige Aussaat in der erforderlichen Tiefe, rasches Keimen, möglichst vollständigen Aufgang sowie intensive Durchwurzelung schaffen (nach Kundler 1989).

Eine davon abweichende Besonderheit im Ackerbau ist die Direktsaat (s. I-3.3.4). Hierbei wird auf jeglichen mechanischen Eingriff in den Boden verzichtet und die Saat mittels speziell dafür entwickelter Saatmaschinen in den von Resten der Vorfrucht bedeckten Boden eingebracht. Voraussetzung dafür ist das chemische Abtöten unerwünschter Pflanzen mittels total wirkender Herbizide vor der Saat (s. I-4.3.3, Tab. I-56). Aus der Sicht des Bodenschutzes weist dieses Verfahren Vorteile auf, die aus der Bodenruhe resultieren. Im mitteleuropäischen Ackerbau hat es sich bislang aber nicht im größeren Maße durchgesetzt.

Mit der traditionellen Bodenbearbeitung sind diverse mechanische Arbeitswirkungen verbunden, die zum Ziel haben, die jeweils spezifischen optimalen Gefügebedingungen für die verschiedenen Nutzpflanzen herzurichten. Primär ist im Ackerbau das wiederholte Lockern des Bodens unumgänglich. Dies ist allgemein die wichtigste bodenmechanische Maßnahme und hat zum Ziel, den durch natürliche Sackung sowie durch Befahren mit Maschinen und Transportmitteln übermäßig verdichteten Boden in einen pflanzengerechten Gefügezustand zu überführen. Mit dem Wenden werden Pflanzenreste und organische Dünger in den Boden eingebracht sowie Unkräuter und unerwünschte Nutzpflanzen wie z. B. Ausfallgetreide vorübergehend beseitigt. Gleichzeitig werden verlagerte Nährstoffe wieder in obere Bodenschichten gebracht. Auf diese Weise entsteht eine von störenden Stoffen freie Bodenoberfläche, welche die Bestellung der folgenden Feldfrucht nicht behindert. Mischen ist notwendig, um organische und mineralische Dünger einzubringen und in der Krume zu verteilen. Wenn der Boden nach einer vorhergehenden Bearbeitung für die folgende Aussaat zu locker ist, ist sein Verdichten erforderlich. Dabei sollen große Hohlräume im Gefüge beseitigt sowie eine boden- und fruchtartspezifische Lagerungsdichte in der Krume erreicht werden. Zum Optimieren des Wasser-, Luft- und Wärmehaushaltes im Oberboden dient das Krümeln, welches in fruchtartspezifischer Tiefe des Saatbetts durchgeführt wird. Um bei der Bestellung die gleichmäßig tiefe Ablage des Saat- bzw. Pflanzguts zu erreichen, ist vielfach das Einebnen der Bodenoberfläche unumgänglich (z. B. für Zuckerrüben). Andererseits kann es aber auch notwendig sein, den Boden mittels Profilieren fruchtartspezifisch auszuformen (z. B. zu Kartoffeln).

3.3.1Historische Entwicklung

Anhand der ältesten bekannten Werkzeugfunde datiert man erste Anfänge der Bodenbearbeitung etwa 7000 bis 8000 Jahre v. Chr. Begonnen hat sie mit dem manuell gebrauchten Grabstock und der Hacke, womit zunächst lediglich ein punktförmiges Bearbeiten des Bodens möglich war (Abb. I-11).

Abb. I-11 Älteste Form von Geräten für die Bodenbearbeitung (Birnbaum et al. 1877)

Die Entwicklung der Hauptgeräte setzte sich mit unterschiedlichen Variationen stufenweise über den zunächst von Menschen und später von Tieren gezogenen Haken und Hakenpflug mit wühlend lockernder Arbeitswirkung fort. Damit erfolgte der Übergang von der punkt- zur linienförmigen Bearbeitung, so dass eine höhere Produktivität erreicht wurde. Diese primitiven Gerätschaften waren über Jahrtausende die Grundlage für den Ackerbau. Die Römer sollen die Tätigkeit des Pflügens vom Aufwühlen der Erde durch die Schweine abgeleitet und den Pflug einem Schweinekopf nachgebildet haben. Das von ihnen erfundene Streichbrett war dem Ohr entsprechend und folglich auf beiden Seiten angebracht. Damit wurde eine bessere lockernd-mischende Wirkung und der Übergang von der linienförmigen zur flächenhaften Bearbeitung erreicht (Abb. I-12).

Abb. I-12 Römischer Pflug (Birnbaum et al. 1877)

Von dieser Stufe bis zur Entwicklung des eisernen Wendepfluges vergingen noch weitere eineinhalb Jahrtausende. Erst die industrielle Entwicklung der Neuzeit machte es möglich, auch die Technik der Bodenbearbeitung voranzubringen. Albrecht Daniel Thaer hat mit seiner Schrift „Einleitung zur Kenntnis der englischen Landwirtschaft“ (Hannover 1798) maßgeblich dazu beigetragen, dass die in England entwickelten Pflüge mit gewundenem Streichblech in Deutschland bekannt wurden und Eingang in die ackerbauliche Praxis fanden (Abb. I-13).

Abb. I-13 Eiserner Wendepflug, 19. Jhdt. (Hamm 1872)

Der Pflug ist auch heute noch ein bedeutendes Gerät des Ackerbaus. Mit leistungsfähigen Zugmaschinen können vielscharige Geräte eingesetzt werden, die große Flächenleistungen erreichen (Foto I-2). Allerdings wird sein Einsatz in jüngerer Zeit aus Sicht des Bodenschutzes sowie aufgrund des hohen Energiebedarfes zunehmend kritisch beurteilt und teilweise oder vollständig zu pfluglosen Bodenbearbeitungssystemen übergegangen (s. I-3.3.4, Abb. I-22).

Foto I-2 14schariger Volldrehpflug im Einsatz (Werksfoto: Firma Kverneland)

Für die verschiedensten Einsatzzwecke und -bedingungen sind eine Vielzahl von passiven sowie aktiv angetriebenen Bodenbearbeitungsgeräten verfügbar, welche es ermöglichen, zwischen wenigen Zentimetern in der Oberkrume und voller Krumentiefe zu arbeiten oder auch unterhalb der Ackerkrume in das Bodengefüge einzugreifen. Die Kunst des erfolgreichen Ackerbaus besteht darin, das passende Gerät zur rechten Zeit am rechten Ort einzusetzen. Unter Umständen ist aber auch zu prüfen, ob aus ökologischen und ökonomischen Gründen gänzlich darauf verzichtet werden kann.

3.3.2Bodenphysikalische Grundlagen

Die bodenphysikalischen Faktoren, welche das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzenbeständen beeinflussen, sind in naturgegebene, unveränderliche und in bewirtschaftungsbeeinflusste, veränderliche Größen zu unterteilen. Bei letztgenannten ist zu unterscheiden zwischen Größen, die das Pflanzenwachstum indirekt, und solchen, die es direkt beeinflussen. Unter den Faktoren, die für das Gedeihen der Pflanzenbestände unmittelbar bestimmend sind, ist der Wasserhaushalt dominierend. Dieser ist, abgesehen vom nicht vorhersehbaren Witterungsverlauf, von den Gefügeeigenschaften abhängig und steht in Wechselbeziehung zu den übrigen Faktoren Luft, Wärme und mechanischer Widerstand. Er variiert sowohl stark vertikal im Bodenprofil als auch horizontal in der Fläche und unterliegt einer ausgeprägten zeitlichen Dynamik im Verlauf des Jahres.

Im Hinblick auf gute Wachstums- und Entwicklungsbedingungen für die Nutzpflanzenbestände ist das erste Ziel der Bodenbearbeitung die Schaffung eines physikalisch günstigen Bodengefüges in der Ackerkrume mit ungestörtem Übergang zum Unterboden. Dazu ist für die jeweilige Fruchtart das ideale Saat- bzw. Pflanzbett anzustreben (Abb. I-14).

Abb. I-14 Schema des idealen Saat- bzw. Pflanzbettes für verschiedene Fruchtarten (Sommer 1997, zit. in Keller et al. 1997, S. 243)

Zum Keimen des Saat- bzw. Pflanzguts werden Wasser, Wärme und Sauerstoff benötigt. Für die ungestörte Entwicklung des danach wachsenden Keimlings darf die Bodenoberfläche nicht verkrustet sein und die Keimwurzeln sollen im Saathorizont Wasser und Nährstoffe leicht erschließen können. Dabei ist wesentlich, dass unterschiedliche Fruchtarten verschiedene Lockerungs- und Bearbeitungstiefen benötigen. Während Roggen-, Raps- und Rübensaatgut sehr flach in etwa 2 cm abzulegen ist, bedarf die hypogäisch keimende Ackerbohne einer Saattiefe von etwa 8 cm (siehe II-4.2.2). Die vegetative Kartoffelknolle wird demgegenüber direkt an der vormaligen Bodenoberfläche abgelegt und im Kartoffeldamm mit Boden bedeckt (siehe II-4.4.2). Demzufolge muss die lockere Deckschicht unterschiedlich mächtig und die darunter liegende rückverfestigte Zone verschieden tief sein. Weil Erfolg oder Misserfolg beim Säen bzw. Pflanzen großen Einfluss auf das spätere Ernteergebnis haben, muss die vorausgehende Bodenbearbeitung sehr sorgfältig durchgeführt werden.

Dazu bedarf es zuerst der Wahl des bestgeeigneten Bearbeitungszeitpunktes, denn die Bearbeitbarkeit der Böden variiert in Abhängigkeit von ihrer Textur (siehe I-2.1.1) in weiten Grenzen (Abb. I-15).

Abb. I-15 Bodenart- und feuchteabhängige Grenzen der Bearbeitbarkeit von Böden. 1 = zu trocken, 2/4 = Übergangsbereiche, 3 = optimal, 5 = zu nass (Petelkau 1991, zit. in Keller et al. 1997, S. 246)

Sandböden mit Feinanteilgehalten von < 10% sind nahezu unabhängig vom jeweils aktuellen Wassergehalt bearbeitbar. Je weiter der Gehalt an abschlämmbaren Teilchen zunimmt, um so enger werden die Grenzen der Bearbeitbarkeit. So können Lehmböden mit 30 bis 40% Feinanteil optimal im Bereich zwischen 40 und 70% Wassersättigung (bei pF 1,7) bearbeitet werden. Tonböden haben einen sehr engen optimalen Bearbeitungsbereich, der zwischen 50 und 60% Wassersättigung liegt. Derartige Böden werden daher im Hinblick auf ihre Bearbeitbarkeit auch als „Stunden“- oder „Minutenböden“ bezeichnet. Dies weist darauf hin, dass sich der Boden beispielsweise in der Phase des Abtrocknens im Frühjahr bzw. zunehmender Feuchte im Herbst nur sehr kurze Zeit in einem für das Bearbeiten optimalen Feuchtebereich befindet. Ursache hiefür sind die Wirkungen von Kohäsions- und Adhäsionskräften im Boden und das Verhalten des Bodens gegenüber formverändernden Kräften. Bei Tongehalten von weniger als 10% ist dieser Effekt praktisch bedeutungslos, da Böden mit grober Körnung und entsprechend geringem Humusgehalt nur wenig Kohäsion zeigen und nicht plastisch verformbar sind. Tonreicher Boden, der zudem noch trocken und geschrumpft ist, wird hingegen durch starke Kohäsionskräfte fest zusammengehalten. Er hat eine hohe Scherfestigkeit und einen großen Eindringwiderstand. In diesem Zustand treten erhebliche Bearbeitungswiderstände auf, der Zugkraftbedarf ist sehr hoch und das Arbeitsergebnis durch klutig und schollig aufgeworfenen Boden unbefriedigend (Tab. I-31).

Zwischen der Körnungsart (Feinanteil), dem Wassergehalt und der Bearbeitbarkeit bestehen enge Beziehungen, die sich in der Konsistenz der Böden widerspiegeln. Im mittleren Feuchtebereich liegt eine halbfeste Konsistenz vor, bei der alle Böden optimal bearbeitbar sind. Abnehmende Bodenfeuchte führt zu fester Konsistenz und mit zunehmender Bodenfeuchte wird der plastische Konsistenzbereich erreicht. Bei weiter steigender Wassersättigung kann er letztlich in den flüssigen Bereich übergehen (Abb. I-16).

Abb. I-16 Bearbeitbarkeit von Böden in Abhängigkeit von Bodenfeuchte und Konsistenz (n. Baeumer 1992)

In solcherart überfeuchten tonreichen Böden sind die kolloiden Bodenpartikel von starken Wasserhüllen umgeben, welche die Bindungskräfte weitgehend aufheben und die Partikel gegeneinander leicht verschiebbar machen. Da jede Bearbeitung im unmittelbaren Wirkungsbereich der Werkzeuge mit Pressungen verbunden ist, führt dies bei plastischer Konsistenz zum Verschmieren, bruchlosen Verformen und zu starken Teilverdichtungen. Die Pflugarbeit hinterlässt vom Streichblech ausgeformte, glatt abgestrichene, glänzende Erdbalken. Dabei wird das gewachsene Gefüge weitgehend zerstört sowie das Infiltrationsvermögen, die Porosität und die Durchlüftung des Bodens nachhaltig beeinträchtigt. Ebenso werden in der Folge das Bodenleben und das Pflanzenwachstum gestört.

Die primären bodenphysikalischen Parameter für die Quantifizierung des Gefügezustandes sind die Trockenrohdichte und das Porenvolumen ­(siehe I-2.2.1). Sie unterliegen ausgeprägten jahreszeitlichen und bewirtschaftungsbedingten Veränderungen (Abb. I-17).

Abb. I-17 Veränderung der Trockenrohdichte (TRD) und des Porenvolumens (PV) im Verlauf eines Jahres (n. Müller 1986)

Dabei wirken lockernde Bearbeitungseingriffe und verdichtende Einflüsse durch die natürliche Sackung oder das Befahrens mit Maschinen und Geräten wechselseitig zusammen. Ziel der Bearbeitungsmaßnahmen muss es sein, die unter den jeweiligen Standortbedingungen optimalen Strukturzustände weitestgehend zu erreichen bzw. zu erhalten. Diese sind für die diversen Bodenarten unterschiedlich und können unter anderem anhand von oberen Grenzwerten der Trockenrohdichte bestimmt werden (Abb. I-18).

Abb. I-18 Obere Grenzwerte optimaler Bereiche der Trockenrohdichte in Abhängigkeit von der Textur und dem Gehalt an organischer Bodensubstanz (geändert nach Kundler 1989);

Beispiel: Textur mit 50% Ton, 30% Schluff, 20% Sand; Organische Bodensubstanz = 5,3%; Grenzwert optimaler Trockenrohdichte = 1,30 g cm-3

Je nach Bodenart sind hierbei in der Ackerkrume Werte zwischen 1,54 g cm–3 auf schluffigen Sandböden und 1,30 g cm–3 auf Tonböden anzustreben. Beim Überschreiten dieser Werte wird nicht nur das Gesamtporenvolumen vermindert, sondern vor allem die Porengrößenverteilung verändert. Dabei kommt es zu einer starken Abnahme luftführender weiter Grobporen und zur Zunahme der wasserführenden Mittel- und Feinporen. Damit wird die Durchlüftung des Bodens eingeschränkt, die Durchwurzelbarkeit erschwert und die Erwärmbarkeit verringert. Der Wärmehaushalt des Bodens steht in direkter Beziehung zu dessen Lockerheitsgrad. Das wird durch die Wärmekapazität und die Wärmeleitfähigkeit der Hauptbestandteile des Bodens bedingt (Tab. I-32).

Bestimmend für die Erwärmbarkeit ist das veränderbare Volumenverhältnis von Wasser mit der höchsten und Luft mit der niedrigsten Wärmekapazität. Lockern bewirkt ein erhöhtes Luftvolumen und führt somit vor allem im Frühjahr zum rascheren Erwärmen. Hohe Wassergehalte im Boden erhöhen demgegenüber die Wärmeleitfähigkeit, und damit das Ableiten von Wärmeenergie in den Boden hinein. Demzufolge erwärmt sich ein gelockerter Boden über das erhöhte Luftvolumen und die verringerte Wärmekapazität und -leitfähigkeit gut, kühlt aber auch rasch wieder ab.

Wasser-, Luft- und Wärmehaushalt sowie der mechanische Widerstand des Bodens, welchen die Pflanzenwurzeln überwinden müssen, hängen unmittelbar mit der Trockenrohdichte und, damit in Verbindung stehend, mit dem Porenvolumen zusammen. Dies wirkt sich direkt auf die Ertragsbildung und darüber hinaus aber auch auf weitere Faktoren wie den Nährstoffhaushalt im Boden aus (Tab. I-33).

Ist ein Boden verdichtet, wird seine Durchwurzelbarkeit eingeschränkt, deren Folge letztlich Mindererträge sind. So waren die Erträge am Beispiel der Untersuchungen in Tabelle I-33 auf verdichtetem Boden um 20% niedriger als auf lockerem Boden. Der Nährstoffentzug aus dem Boden war entsprechend um dieselbe Größenordnung vermindert. Auf der anderen Seite unterliegen dann die pflanzlich nicht verwerteten Nährstoffe der Verlagerung bis hin zur Auswaschung. Auf verdichtetem Boden war dieser Negativeffekt im Mittel um 20% höher als auf gut strukturiertem Boden. Ein weiterer negativer Effekt auf verdichtetem Boden ist sein vermindertes Infiltrationsvermögen für Wasser. Damit nimmt die Gefahr des oberflächigen Wasserabflusses zu, woraus Schäden durch Wassererosion entstehen können (siehe I-3.3.4).

Dies alles zeigt, dass mit den mechanischen Eingriffen in das Bodengefüge weitreichende Folgen verbunden sind, die vom unmittelbaren Einfluss auf die Ertragsbildung der Pflanzenbestände bis zu den ökologischen Folgen des Ackerbaus reichen. Deswegen müssen alle Maßnahmen der Bodenbearbeitung hinsichtlich ihrer Wirkungen auf das System Boden sorgfältig abgewogen und vorausschauend durchgeführt werden. Dabei sind auch die möglichen negativen Folgen zu beachten.

3.3.3Geräte und Verfahren der Bodenbearbeitung

Für die Bodenbearbeitung werden vielfältige Geräte und Arbeitswerkzeuge benötigt, die sowohl einzeln einsetzbar als auch verschieden kombinierbar sind. Diese müssen lockernde oder wendende, mischende und krümelnde, einebnende, verdichtende oder auch profilierende Effekte bewirken. Im Bereich des Oberbodens dienen hierzu Pflüge, Scheibengeräte, Grubber, Eggen, Schleppen, Walzen sowie kombinierte Aggregate mit passiv gezogenen oder aktiv angetriebenen Werkzeugen. Zum Bearbeiten tieferer Bereiche des Unterbodens dienen Tieflockerer.

Das älteste, einfachste und bis heute weit verbreitete Gerät zur Bodenbearbeitung ist der Scharpflug. Er schneidet balkenförmige Erdstreifen aus dem Bodenverband heraus, welche gewendet, gelockert und gekrümelt und in die Vorfurche abgelegt werden. Dabei werden gleichzeitig Ernterückstände, unerwünschter Pflanzenbewuchs sowie organische und/oder mineralische Düngemittel in die bearbeitete Bodenschicht eingebracht.

Abb. I-19 Bauteile des Pflugkörpers und wirkende Kräfte (Kemmer 1998, S. 21)

Hauptwerkzeug des Pfluges ist der Pflugkörper (Abb. I-19). Seine ackerbaulich interessierenden Bestandteile sind das Schar, das Streichblech, die Streichschiene, die Anlage und die Schleifsohle. Mit der Scharschneide wird der Boden in eingestellter Tiefe horizontal und mit der Streichblechkante vertikal mit einer Schnittbreite von 30 bis 50 cm abgeschnitten. Auf der Oberfläche des Schares wird er sodann angehoben und dem Streichblech zugeführt. Auf diesem gleitet der Bodenbalken weiter nach oben, wobei er gleichzeitig verdreht und geschert wird. Dabei wirken Druck- und Zugspannungen auf ihn ein, wodurch der Boden in Abhängigkeit von seiner Konsistenz gelockert, gekrümelt, gewendet und gemischt wird. Schließlich findet, unterstützt durch die Streichschiene, eine Seitwärtsverlagerung des Bodenbalkens statt und es entsteht eine Furche. Die als Streichblechverlängerung wirkende Streichschiene soll verhindern, dass der Bodenbalken insbesondere in hängigem Gelände oder bei geringer Arbeitsgeschwindigkeit in die Furche zurückfällt. Der Wendewinkel beträgt 135 bis 140°. Der exakte Lauf des Pfluges parallel zur Furche ist Voraussetzung für eine hohe Arbeitsqualität. Deswegen muss er an der Furchenwand durch die Anlage abgestützt werden. Sie fängt die vom Seitengriff bewirkte Horizontalkraft auf, so dass er nicht ins ungepflügte Land ausweichen kann. Die Schleifsohle überträgt einen Teil der beim Pflügen entstehenden Vertikalkraft (Untergriff) auf die Furchensohle und unterstützt somit das Einhalten der angestrebten Arbeitstiefe.

Verschiedene Vorwerkzeuge dienen dazu, die Funktion des eigentlichen Pflugkörpers zu unterstützen. Die gebräuchlichsten sind Vorschäler, Messer- oder Scheibensech sowie Dungeinleger (Abb. I-20).

Abb. I-20 Vorwerkzeuge für die Pflugarbeit (n. Sommer 1997, zit. in Keller et al. 1997)

Sie haben die Aufgabe, Pflanzenreste und Bewuchs abzutrennen und den Bodenbalken vorzuschneiden. Dies trägt zum vollständigen Wenden bei und verbessert das Einarbeiten von organischem Material oder Düngemitteln.

Bei den Pflügen heutiger Bauweise werden Beet- und Drehpflüge unterschieden. Beetpflüge tragen am Rahmen einen oder mehrere Pflugkörper. Sie sind hintereinander angeordnet und arbeiten ausschließlich rechtswendend. Beim Pflügen mit solchen Geräten müssen die Schläge in mehrere Beete eingeteilt werden, welche nacheinander umlaufend bearbeitet werden. Drehpflüge besitzen demgegenüber einen doppelten Werkzeugsatz, welcher am Rahmen gegenüberliegend angeordnet ist (s. Fotos I-2 und I-3). Diese Bauweise erlaubt es, eine Fläche ohne Unterteilung in Beete zusammenhängend zu bearbeiten. Am Furchenende wird der Pflug dabei jeweils auf einer Achse um 180 Grad gedreht, so dass sowohl rechts- als auch linkswendend gearbeitet werden kann. Damit wird die Fläche von einer Seite beginnend fortlaufend ohne Leerfahrten auf dem Vorgewende bearbeitet, so dass eine größere Produktivität als mit Beetpflügen erreicht wird. Allerdings sind auch der Materialaufwand und damit die Maschinenkosten deutlich höher.

Bei der Bodenbearbeitung mit dem Pflug sollen alle auf oder nahe der Bodenoberfläche befindlichen Stoffe vollständig eingearbeitet werden, so dass der Acker als sogenannter „reiner Tisch“ in rauher Furche hinterlassen wird (Foto I-3).

Foto I-3 Pflugfurche mit 7scharigem Volldrehpflug (Werksfoto: Firma Lemken)

Dies ist einerseits ackerbaulich erwünscht, weil damit nachfolgende Niederschläge gut infiltrieren können und der Bodenwasservorrat aufgefüllt wird. Gleichermaßen ist damit auch eine gute unkrautunterdrückende und schaderregervergrabende Wirkung verbunden. Andererseits kann die von Pflanzenresten freie Bodenoberfläche aber bei längerer Teilbrache, insbesondere über Winter, auch die Bodenverschlämmung und Bodenerosion begünstigen. Aus der Sicht des Bodenschutzes wird diese Verfahrensweise daher heute kritisch beurteilt. Vor Winter soll der Pflugeinsatz deswegen unterbleiben, um erosionshemmende Auflagen aus Stoppeln und Ernterückständen an der Bodenoberfläche zu belassen. Dabei müssen aber phytosanitäre Aspekte der Überdauerung von Krankheitserregern und Schädlingen beachtet werden.

Scheibengeräte bestehen aus passiv rotierenden, konkav gewölbten Scheiben, die auf Achsen angeordnet sind. Die Scheiben sind mit glattem oder gezahntem Rand versehen und in unterschiedlichem Abstand sowie Seitenrichtungswinkel schräg zur Fahrtrichtung angebracht. Diese Werkzeuge dringen aufgrund des Eigengewichts der Geräte mehr oder minder tief in den Boden ein. Dieser wird auf der sich drehenden Hohlscheibe bis in Höhe eines Abstreifers nach oben mitgenommen und seitlich abgelenkt. Dabei fällt er in die Furche zurück und wird infolge von Richtungsänderung und Aufprall zerteilt. Auf diese Weise wird eine gute lockernd-mischende Arbeitswirkung erzielt.

Scheibengeräte stehen als Scheibenpflüge und Scheibeneggen zur Verfügung. Der Scheibenpflug mit großen gewölbten Scheiben wendet den Boden nicht so exakt wie ein Streichblechpflug, mischt ihn aber besser. Schwere Ausführungen werden deswegen beispielsweise zum Umbruch von Grünland oder in der Forstwirtschaft eingesetzt. Während der Scheibenpflug im Ackerbau keine nennenswerte praktische Bedeutung erlangt hat, sind die Scheibeneggen weit verbreitet (Foto I-4).

Foto I-4 Doppelscheibenegge im Einsatz (Werksfoto: Firma Kverneland)

Sie sind in der Regel mit gleicher Anzahl links- und rechts arbeitender Werkzeuge ausgerüstet, die in zwei oder mehreren Reihen hintereinander laufen. Damit ergibt sich eine gute Arbeitswirkung aus intensiven Schnitt- und Schereffekten. Durch schnelle Seitwärts- und sofortige Rückverlagerung des Bodens und der Pflanzenreste wird eine intensive Durchmischung erreicht. Ernte- und Wurzelrückstände sowie Dünger aller Art können so flach eingemulcht sowie Unkrautsamen und Körner aus Ernteverlusten in Keimlage gebracht werden. Da diese Geräte mit hohen Arbeitsgeschwindigkeiten bewegt werden können, sind mit ihnen große Flächenleistungen erreichbar. Das ist insbesondere nach der Körnerfruchternte von Bedeutung, wenn es darum geht, die Restfeuchte im Boden für die Folgefrucht zu erhalten, indem der kapillare Wasseraufstieg unterbrochen und die Evaporation eingeschränkt wird. Nachteilig ist hingegen, dass mit den Scheiben die Speicher- und Vermehrungsorgane von Unkräutern (z. B. Rhizome der Quecke Agropyron repens) zerteilt werden, was deren Verbreitung begünstigen kann (siehe I-4.1).

Dieses Problem wird beim Einsatz von Grubbern umgangen. Ihre Funktion beruht auf lockernd-mischend wirkenden Zinkenwerkzeugen, welche je nach Art und Bauweise für Arbeitstiefen zwischen wenigen Zentimetern in der Oberkrume bis auf volle Krumentiefe ausgelegt sind. Mit Schwergrubbern wird der Boden in größerer Tiefe von 10 bis 20 cm bearbeitet (Foto I-5).

Foto I-5 Schwer­grubber (Werksfoto: Firma Amazone)

Dazu dienen starre oder halbstarre Zinken, die in mehreren, in der Regel zwei bis acht Werkzeugreihen hintereinander angeordnet sind. Die Zinken tragen Schare unterschiedlicher Bauweise und bewirken damit das Abtrennen und Mischen des Bodens. Durch den Aufprall des Bodens und das Aufgleiten über die Schare entstehen in Abhängigkeit von der Arbeitstiefe Verlagerungs- und Mischeffekte. Je nach Werkzeugform und -anordnung werden sie durch Schnitt- und Schereffekte ergänzt. Dies ermöglicht das gleichmäßige Einbringen von Ernterückständen und Strohhäcksel, wobei meist eine bessere Arbeitswirkung als mit Scheibeneggen erreicht wird. Ihr vorwiegendes Einsatzfeld ist daher die Stoppelbearbeitung. Sie sind aber auch als Pflugersatz bei der Grundbodenbearbeitung geeignet. Zu diesem Zweck werden Grubber- und Scheibenwerkzeuge variabel kombiniert, um bestmögliche Arbeitswirkungen für die unterschiedlichsten Bodenbedingungen zu erreichen.

Foto I-6 Feingrubber in Kombination mit Krümelwalze im Einsatz (Werksfoto: Firma Kverneland)

Feingrubber werden zum flachen Bearbeiten der Oberkrume eingesetzt und sind dazu mit Federzinken ausgestattet (Foto I-6). Diese arbeiten vibrierend, indem sie aufgrund des wechselnden Bodenwiderstandes in permanente Schwingungen versetzt werden. Dabei kommt es zu intensiver Lockerung und Krümelung des Bodens in einer Tiefe von 5 bis 10 cm. Sie werden hauptsächlich zur Saatbettbereitung benutzt, wozu sie vielfach mit Schleppen, Eggen oder Walzen kombiniert werden. Geeignet sind Feingrubber auch zur mechanischen Unkrautbekämpfung. Keimende und aufgelaufene Pflanzen werden mit ihnen ausgerissen und verschüttet. Flachstreichende Queckenrhizome können mit den gewundenen Federzinken ausgekämmt und an die Bodenoberfläche gebracht werden wo sie austrocknen und mit nachfolgenden Arbeitsgängen einzuarbeiten sind (siehe I-4.3.2).

Eggen sind Geräte zur flachen Saatbettbereitung, zum Einbringen bzw. Bedecken der Saat, zur Saatenpflege sowie zur mechanischen Unkrautbekämpfung. Die größte Verbreitung haben Zinkeneggen verschiedener Masse, Zinkenform und -länge. Dabei ist zwischen Starr- und Netzeggen zu unterscheiden. Während Starreggen der eigentlichen Saatbettbereitung dienen, werden Netzeggen zur mechanischen Pflege und Unkrautbekämpfung in wachsenden Pflanzenbeständen eingesetzt. Sie passen sich flexibel an die Bodenoberfläche an und können so auch in Dammkulturen (Kartoffeln) Verwendung finden. Die Zinken der Starreggen sind rund, oval oder vierkantig und spitz auslaufend.

Sie lockern und krümeln flach in 3 bis 5 cm Tiefe und ebnen den Saatacker gleichzeitig ein. Die beste Wirkung wird bei optimaler Krümelungsbereitschaft des Bodens erzielt, wofür der Wassergehalt entscheidend ist. Der Boden darf nicht an den Werkzeugen haften bleiben und verschmieren oder infolge Trockenheit stark verhärtet sein. Das flache Lockern bewirkt unter anderem auch eine Sperrschicht, die als Verdunstungsschutz erwünscht sein kann.

Zum Einebnen und flachen Krümeln des Bodens werden Schleppen genutzt. Sie bestehen aus neben- und hintereinander angeordneten Balken, deren Anstellwinkel variabel ist. Ihre Schnitt-, Planier- und Krümelwirkung wird in Kombination mit Eggen oder auch Walzen für die Saatbettbereitung genutzt. Wenn der Acker nach einer Herbstbearbeitung im Frühjahr noch in rauer Furche liegt, kann er nach dem oberflächigen Abtrocknen als erstes mit der Schleppe eingeebnet werden. Dadurch wird der kapillare Wasseraufstieg unterbrochen und die unproduktive Wasserverdunstung gemindert. Unkrautsamen werden zum Keimen angeregt, so dass die Keimpflanzen dann mit folgenden Arbeitsgängen ausgeschaltet werden können.