Zuckerrübe und Boden

Der Ertrag von Zuckerrüben wird neben der Witterung wesentlich über den Standort bestimmt. Der Einfluss des Landwirts auf den Boden ist natürlicherweise gering. Jedoch hat er die Möglichkeit Bodenbearbeitung und Bewirtschaftung auf die individuellen Bodeneigenschaften bestmöglich abzustimmen und damit die Entwicklung der Pflanzen zu unterstützen und zu fördern.

Im Zuckerrübenanbau sollten alle Maßnahmen darauf abzielen, dem Rübenkörper und dem Wurzelsystem ein möglichst ungestörtes Wachstum zu ermöglichen. Das Wurzelsystem der Zuckerrübe kann je nach Bodentyp eine Tiefe bis fast 3 Meter erreichen. Mit ihren zahlreichen Seitenwurzeln und Verzweigungen erschließt die Rübe große Bodenareale in den tieferen Schichten und gelangt an die darin enthaltenen Wasserreservoire. Trockene Frühjahre fördern bei Rüben ein Wurzelwachstum in die tieferen Bodenschichten hinein.

Der zuckerspeichernde Rübenkörper bildet sich in einer Tiefe bis zu 30 cm aus. Beidseitig entlang der Wurzelrinnen entwickelt die Rübe ein weitreichendes horizontal ausgerichtetes Feinwurzelsystem aus. Nach unten hin wird der Rübenkörper immer dünner, die Pfahlwurzel wächst in die unteren Bodenschichten hinein und verzweigt sich.

  • Bodenbestandteile
  • Humus
  • Edaphon

Bodenbestandteile

Ein Ackerboden besteht zur einen Hälfte aus festen Bestandteilen. Die zweite Hälfte teilen sich Wasser und Luft mit jeweils schwankenden Anteilen. Die organische Substanz/der Bioanteil gehört zu den festen Bodenbestandteilen. Zunahmen und Abnahmen darin werden durch langwierige Prozesse bewirkt.


 

  • 45 % mineralische Bestandteile
  • 5 % organische Substanz (Humus, Bodenlebewesen)
  • 20 - 30 % Luft
  • 20 - 30 % Wasser

Humus

Humus besteht aus der abgestorbenen organischen Substanz im Boden. Dazu gehören Pflanzenreste/Ernterückstände, abgestorbene Bodenlebewesen, Huminstoffe sowie organische Dünger, Kompost und Gärreste. Humus macht rund 85 Prozent (Grünland) der gesamten organischen Substanz des Bodens aus.



Entscheidend für den Humushaushalt sind die Bodenlebewesen (siehe Edaphon). Der Humushaushalt des Boden bestimmt maßgeblich:

  • Bodenstruktur
  • Luft- und Wärmehaushalt
  • Durchwurzelbarkeit
  • Nährstoffdynamik (nach der neuen Düngeverordnung 2017 muss der Humusanteil des Bodens bei der Nährstoffbilanzierung berücksichtigt werden)
  • Wirkung von Herbiziden

Edaphon

Das Edaphon umfasst sämtliche Bodenlebewesen aus Flora und Fauna. Ihre Lebensweise ist entscheidend für den Humushaushalt. Regenwürmer, Nematoden, Tausendfüßler, Pilze, Algen, Bakterien und unzählige weitere Arten bevölkern die Böden. Ihre Artenvielfalt wird größer geschätzt als die der oberirdisch lebenden Pflanzen und Tiere. Als abgestorbene Biomasse erhöhen sie den Humusanteil.

Bodenlebenwesen ernähren sich vom Humus und zerkleinern, zersetzen, verdauen die abgestorbene organische Masse. Spezielle Bakterien setzen dabei wichtige Pflanzennährstoffe wie Stickstoff, Schwefel, Mangan und Eisen frei. Die Zuckerrübe nutzt diese potenzielle Stickstoffquelle wie keine andere Ackerfrucht.

Gleichzeitig durchwühlen und durchgraben viele Arten den Boden. Dabei werden die Bodenbestandteile vermischt und gelockert. Diese als Bioturbation bezeichneten Vorgänge erhöhen die Luftdurchlässigkeit und Wasseraufnahmefähigkeit der Böden. Die Tätigkeiten der Regenwürmer verbessern die Bodenstruktur in hohem Maße.



Bodenstruktur

Die klassischen Zuckerrübenanbaugebiete sind in Lösslehmregionen zu finden. Typisch für den Rübenanbau sind Parabraunerden, Braunerden und Schwarzerden. Als tiefwurzelnde Ackerfrucht entwickelt sich die Zuckerrübe am besten auf tiefgründigen Böden mit gleichmäßiger Struktur ohne Verdichtungshorizonte. Ein großes Porenvolumen erleichtert die Durchwurzelung und sorgt für einen günstigen Wasserhaushalt.

• Tiefgründig
• Krümelstabil
• Gleichmäßige Struktur – ohne Verdichtungszonen
• Günstiger Wasserhaushalt

Verdichtete Zonen sind Hindernisse für das Tiefenwachstum. Stößt die Rübe auf Strohmatten oder Verdichtungen der Pflugsohle, dann reagiert sie mit Wurzelverkrümmungen, Beinigkeit und Seitenwurzelbildung. Die Ertragsbildung wird beeinträchtigt, Verluste bei der Rodung steigen und der Erdanhang erhöht sich. Auf Staunässe reagiert die Rübe ebenfalls sehr empfindlich. Das Blatt wird heller, die betroffenen Rüben bleiben im Wachstum zurück. Steht eine Pflanze ganz oder teilweise unter Wasser, dann wird die Sauerstoffaufnahme unterbrochen oder erschwert. Sie leidet unter Sauerstoffstress.

Wassergesättigte Böden sind Tummelplatz für Pilze und Bakterien, die sich in feuchter Umgebung leicht ausbreiten. So ist im weiteren Verlauf mit dem Auftreten von Fäulniserkrankungen zu rechnen. Es wird beobachtet, dass die Hauptwurzel von unten her abfault. Oder der geschwächte Wurzelapparat bietet Eintrittspforten für pilzliche und bakterielle Krankheitserreger wie z.B. der Rhizoctonia-Rübenfäule.

Wurzelverkrümmungen

Auf Bodenverdichtungen reagiert die Zuckerrübe mit Wurzelverkrümmungen, Beinigkeit und Seitenwurzelbildung.

Staunässe

Verdichtungshorizonte können nach hohen Regenmengen zu Wasserstau führen. Die Rüben leiden unter Sauerstoffmangel, der Gasaustausch ist gestört.

Fruchtfolge

Die Zuckerrübe steht üblicherweise in drei- oder vierjährigen Getreidefruchtfolgen. Aus phytosanitärer Sicht ist eine vierjährige Rotation vorzuziehen, besser wären noch längere Anbaupausen. Blattflecken verursachende Pilze und spezifische Unkrautsamen werden auf diese Weise natürlich reduziert. Krankes, nach der Ernte auf dem Feld verbleibendes Rübenblatt stellt eine potentielle Infektionsquelle da, besonders im pfluglosen Ackerbau. Rübenzystennematoden aber auch freilebende Nematoden werden durch enge Rübenfruchtfolgen gefördert und vermehrt. Deshalb bieten sich nematodenresistenter Gelbsenf oder Ölrettich als „Zwischenvorfrucht“ zu Zuckerrüben an.

Der Anbau von Raps und Mais ist innerhalb von Zuckerrübenfruchtfolgen - insbesondere als Vorfrucht - zu vermeiden:
• Raps vermehrt als Wirtspflanze den Rübenzystennematoden.
• Mais wird wie die Zuckerrübe durch den Pilz Rhizoctonia solanii befallen, der im Rübenanbau die Späte Rübenfäule verursacht.

Die Zuckerrübe hat einen hohen Vorfruchtwert, der bestens durch nachfolgendes Getreide, in der Regel Winter- oder Sommerweizen ausgeschöpft wird. Unter optimalen Rodebedingungen hinterlässt die Zuckerrübe den Ackerboden in sehr günstiger Struktur. Der Boden wird durch das Herausheben der Rüben mit Hilfe der Rodeschare gelockert. Das ausgedehnte Wurzelwerk der Rübe durchdringt auch tiefere Bodenschichten, hinterläßt Biomasse und fördert ein günstiges Gefüge. Im Rübenblatt ist Stickstoff für die Folgefrucht gebunden.

Zwischenfruchtanbau

Der Zwischenfruchtanbau im Winter vor Zuckerrüben hat sich aus vielerlei Gründen als vorteilhaft erwiesen. Einerseits können mit resistenten Pflanzen wie Ölrettich oder Gelbsenf sehr effektiv Rübenzystennematoden abgebaut werden, andererseits sind Zwischenfrüchte Grundlage des im Zuckerrübenanbau verbreiteten Mulchsaatverfahrens. Außerdem schützen Zwischenfrüchte den im Winter brachliegenden Boden vor Erosion. Reststickstoff der Vorfrucht wird von dem sich im Herbst entwickelnden Pflanzenbewuchs gebunden und unterliegt im Winter nicht der Auswaschungsgefahr.

Der Nutzen für den Boden ist aber darüber hinaus ausgesprochen vielfältig und sehr wertvoll. Denn die Wurzeln von Zwischenfrüchten erzeugen eine günstige Bodenstruktur und sind sogar in der Lage strukturgeschädigte Flächen zu sanieren. Tiefwurzelnde Arten wie Ölrettich oder Öllein durchwachsen mit ihren Pfahlwurzeln verdichtete Zonen und brechen sie auf. Flachwurzelnde Zwischenfrüchte sorgen für günstige Krümelstrukturen und Bodengare. Das abgestorbene Pflanzenmaterial dient unzähligen Bodenlebewesen als Nahrung.

Greening mit Zwischenfrüchten

Seit 2016 erhalten die landwirtschaftlichen Betriebe für den Anbau von Zwischenfrüchten Prämienzahlungen. Dafür sind Richtlinien zu befolgen, die die Flächen als ökologische Vorrangflächen ausweisen. Erst dann ist der Zwischenfruchtanbau „greening-fähig“, das heißt die Prämie kann gezahlt werden.

Eine greening-fähige Zwischenfrucht muss aus mindestens zwei Fruchtarten bestehen. Pro Fruchtart darf der Anteil der Samen nicht mehr als 60 Prozent überschreiten. Die betriebliche Fruchtfolge entscheidet über die Mischung. Dabei ist besonders zu beachten, dass die Zwischenfrüchte nicht die Krankheiten oder Unkräuter für die Folgefrucht vermehren. Vor einer Zuckerrübenaussaat bietet sich auf Flächen mit Nematodenbefall eine Mischung von resistentem Ölrettich und Gelbsenf an.  So kann der Besatz mit Zysten und Älchen reduziert werden. 

Bis zum 1. Oktober muss die Aussaat erfolgt sein und erst ab dem 15. Februar darf die Pflanzendecke oder der Pflanzenmulch wieder entfernt werden. Während der gesamten Anbauperiode ist der Einsatz von Düngern und von Pflanzenschutzmitteln untersagt. Ausschließlich zur Aussaat kann eine Startdüngung gegeben werden. Das Entfernen der Zwischenfrucht oder Mulchauflage darf ausschließlich mechanisch erfolgen.

Nematodenreduktion durch den Anbau resistenter Zwischenfrüchte

Im Gegensatz zu nematodenresistenten Zuckerrübensorten reduzieren tolerante Sorten den Nematodenbesatz des Bodens nicht. Doch der Ertrag resistenter Sorten reicht noch nicht für einen wirtschaftlichen Anbau aus.
Bei Nematodenbefall empfiehlt es sich deshalb besonders vor der Zuckerrübenaussaat und bei Raps in der Fruchtfolge den Nematodenbesatz mit Hilfe von nematoden-resistenten Zwischenfrüchten zu verringern. Mit resistenten Zwischenfrüchten werden die Nematodenlarven zum Schlüpfen gereizt, doch in den Wurzeln finden sie nur schlechte Ernährungsbedingungen vor. Die Anzahl der Nematodenzysten im Boden wird dezimiert.

Wirtspflanzen des Nematoden „Heterodera schachtii“ im Ackerbau sind Zuckerrüben, Futterrüben, Raps und verschiedene Ackerkräuter. Die Wirtspflanzen reagieren mit der Bildung eines speziellen Nährzellensystems, nachdem die Nematodenlarve mit ihrem Mundstachel Sekret in die Wurzelzelle abgegeben hat. Das Nährzellengewebe ist sehr stoffwechselaktiv und entzieht der Pflanze wichtige Stoffe für die Ernährung der Nematoden. In resistenten Pflanzen hingegen wird das überlebenswichtige Nährzellengewebe nur ungenügend ausgebildet. Die mangelnden Ernährungsbedingungen lassen insbesondere viele Nematodenweibchen absterben, denn diese benötigen mehr Nahrung. Nur wenige Weibchen überleben, können begattet werden und reifen zu den eiertragenden Dauerzysten aus. So kann mit Hilfe von resistenten Zwischenfrüchten der Zystenbesatz um bis zu 90 Prozent reduziert werden.

Grafik: Nematodenreduktion mit Hilfe resistenter Zwischenfrüchte
1. Die zitronenförmigen Zysten überdauern im Boden. In den Zysten befinden sich die Eier mit den Nematodenlarven. 2. Ausscheidungen der Wurzeln erzeugen einen Schlupfreiz. Die Larven verlassen die Zyste und wandern zu den Wurzeln. 3. Die Nematodenlarven dringen kurz hinter der Wurzelspitze mit Hilfe ihres Mundstachels in das Wurzelgewebe ein. 4. Im Wurzelgewebe von resistenten Zwischenfrüchten entwickelt sich kaum Nährgewebe. 5. Nur für die männlichen Larven sind die Ernährungsbedingungen ausreichend. 6. Nur wenige Weibchen reifen aus, viele sterben ab. 7. Nur wenige Weibchen können begattet werden und reifen ab. Im Boden ist der Befall mit Zysten deutlich reduziert.


Vorteile des Zwischenfruchtanbaus speziell vor Zuckerrüben:
• Schutz vor Bodenerosion
• Verminderung von Nitratauswaschung
• Biologische Nematodenbekämpfung
• Verbesserung der Bodenstruktur in tieferen Bodenschichten

Die Zwischenfruchtanbau unterliegt regional starken Schwankungen. Während in den Gebieten Deutschlands mit engen Fruchtfolgen die Bedeutung der Zwischenfrüchte - besonders Ölrettich und Senf - für die Nematodenbekämpfung überwiegt, dominiert in den süddeutschen Gebieten, die vielfach erosionsgefährdete Hangneigungen aufweisen, Phacelia.

Voraussetzung für einen erfolgreichen Zwischenfruchtanbau ist eine ausreichende Wasserversorgung, die auf Standorten mit ausgeprägtem Kontinentalklima nicht immer gewährleistet ist. Statt einer Mulchsaat in Zwischenfruchtrückstände präferiert die Landwirtschaft dort das Strohmulchverfahren. Es erfüllt hinsichtlich Erosionsschutz und Verbesserung der Bodenstruktur ähnliche Aufgaben wie die Zwischenfrucht, spart jedoch erhebliche Wassermengen ein und ist in der Regel auch kostengünstiger.
 

Bodenbearbeitung

Ziel der Bodenbearbeitung zu Zuckerrüben ist es dem weitverzweigten Wurzelsystem und dem voluminösen Rübenkörper einen optimalen Wachstumsraum zu schaffen. Zuckerrüben können unter fördernden Bedingungen in bis zu 3 Meter Tiefe hinabwurzeln und gelangen dort an die wasserführenden Schichten.

Der zuckerspeichernde Rübenkörper bildet sich in einer Tiefe bis zu 30 cm aus. Beidseitig entlang der Wurzelrinnen entwickelt die Rübe ein weitreichendes horizontal ausgerichtetes Feinwurzelsystem aus. Nach unten hin wird der Rübenkörper immer dünner, die Pfahlwurzel wächst tief in den Boden hinein und verzweigt sich. Mit ihren zahlreichen Seitenwurzeln und Verzweigungen erschließt die Rübe mit diesen Wurzeln große Aareale im Unterboden. Trockene Frühjahre fördern bei Rüben ein Wurzelwachstum in die tieferen, wasserführenden Bodenschichten hinein.

Die Bodenbearbeitung sollte den ungestörten kapillaren Wasseranstieg vom Unterboden bis zum Saathorizont unterstützen. Gleichzeitig muss das von oben eindringende Wasser in die Tiefe abgeführt werden können. Sauerstoff und Wärme sollten ungehindert aus der Atmosphäre in den Boden eindringen können. Gleichzeitig sollte das von den Wurzeln gebildete Kohlendioxid entweichen können. Entscheidend dafür ist ein günstiges Porensystem.

Optimales Wurzelwachstum

Poren oder Zwischenräume entstehen natürlicherweise bei der Aneinanderlagerung der festen Bodenbestandteile. Variierende Anteile der unterschiedlich großen Bodenpartikel Sand, Ton sowie Schluff und Lehm bilden die individuelle Bodenart. Zusammen mit Wasser, Luft und organischer Substanz entstehen Bodenaggregate. Die Gesamtheit bildet das Bodenvolumen. Anordnung und Struktur der Bodenbestandteile erzeugen ein System miteinander verbundener Poren. Das Porensystem ist entscheidend für die Bodenfruchtbarkeit und das Pflanzenwachstum. Art und Intensität der Bodenbearbeitung sollten deshalb angepasst auf Bodenart und -feuchte, sowie maßgerecht auf die anzubauende Kulturpflanze und deren Wurzelsystem sein.

  • Grobporen
  • Mittelporen
  • Feinporen
  • Wurzelwachstum

Grobporen

Grobporen haben einen Durchmesser ab 10 µm aufwärts. Grobporen dienen der Wasserführung sowie dem Sauerstoff- und Kohlendioxidaustausch. Grobporen bieten den Wachstumsraum für Fein- und Grobwurzeln.

  • Regenwasser wird durch Grobporen in tiefere Bodenschichten abgeleitet. Die Größe der Grobporen bestimmt dabei die Drängeschwindigkeit. Grobporen sollten idealerweise ein vertikal verbundenes Röhrensystem erzeugen. 
  • Wasserstau behindert die Wurzelatmung. Es gelangt unzureichend Sauerstoff in den Boden zu den Wurzeln, das von den Wurzeln abgegebene Kohlendioxid kann nicht entweichen. Rüben verkümmern und sterben schnell ab, wenn sie nur ein paar Tage in gestautem Wasser standen. Auf feuchten Böden und in nassen Jahren entwickeln sich typische Wurzelfäulen. Auch ein "Stehenbleiben" der Rüben kann auf einen gestörten Gasaustausch hindeuten.

Mittelporen

Mittelporen haben einen Durchmesser von 0,2 bis 10 µm. Dadurch werden Kapillarkräfte wirksam und Wasser bleibt entgegen der Schwerkraft in den Poren haften. Das Wasser in den Mittelporen ist pflanzenverfügbares Wasser. Mit Hilfe der Wurzelhaare durchdringt die Pflanze die weiteren Mittelporen und nimmt Wasser und Nährstoffe auf.

Schluff- und Humusanteil fördern die Ausbildung von Mittelporen.

Feinporen

Feinporen sind unter 0,2 µm im Durchmesser groß. Die Kapillarkräfte sind so stark, dass die Saugspannung der Wurzeln nicht ausreicht das Wasser zu lösen. Das „Totwasser“ sorgt zusammen mit Tonpartikeln für die Tragfähigkeit der Böden. Erst bei starker Trockenheit wird auch dieses Wasser entzogen und verdunstet. Pflanzenwurzeln und auch Wurzelhaare sind zu dick um in die Feinporen hineinwachsen zu können. Feinporige Böden sind durch höhere Tongehalte gekennzeichnet.

Wurzelwachstum

Pflanzenwurzeln und Wurzelhaare haben einen Durchmesser ab 5 µm (=0,005 mm) und höher. Sie können nur die Grobporen und in die weiteren Mittelporen der Böden durchdringen.

  • Die sehr feinen Wurzelhaare haben einen Durchmesser von 5 bis 20 µm und können somit die weiteren Mittelporen durchwurzeln. Wurzelhaare bilden sich hinter den Spitzen der Feinwurzeln während des  Wachtums laufend neu und sterben schnell wieder ab. Vorrangig die Wurzelhaare versorgen die Pflanzen mit Wasser und Nährstoffen.
     
  • Feinwurzeln bis zu 2 mm Durchmesser, sowie Grobwurzeln ab 2 mm Dicke durchwurzeln die Grobporen der Böden. Hier findet der Gasaustausch der Wurzeln mit der Atmosphäre statt. Sauerstoff wird zu den Wurzeln hinabgeführt und aufgenommen. CO2 wird bei der Wurzelatmung abgegeben.      

Für das bloße Auge sichtbar werden Strukturen ab 0,2 mm Größe. Das entspricht 200 µm bzw. Mikrometer.

Lockern nicht um jeden Preis.

Zuckerrüben verdrängen im Laufe der Vegetation ca. das 1,2- bis 1,4-fache ihres Volumens an Boden. (Foto oben) Hier kommt es also an auf eine besonders gute Ausstattung des Bodens mit Grob- und Mittelporen. Dicht lagernder Boden mit nicht ausreichendem Porenvolumen begünstigt das Auftreten von Rübenfäulen und Gürtelschorf. Durch Reibung entstehen Verletzungen am Rübenkörper. Es können sich Verwachsungen und Eintrittspforten für Fäulniserreger bilden.  

Die breitflächige Bodenbearbeitung (15 cm Tiefe) wird für das ungestörte Dickenwachstum der Rübe benötigt. Durch zu hohe Lagerungsdichte des Oberbodens wird die Ausbildung des Rübenkörpers begrenzt. Auch falsch eingearbeitete Ernterückstände können durch Mattenbildung wie Bodenverdichtungen wirken.

Die Zuckerrübe hat aufgrund ihres Wurzelsystems einen hohen Anspruch auf die Durchwurzelbarkeit des Unterbodens. Eine tiefe Bearbeitung ist deshalb unverzichtbar. Der Bodenzustand muss eine tiefe Lockerung aber auch zulassen. Lockern nicht um jeden Preis! Auf Böden mit hohen Tongehalten über 15 % oder bei hoher Wassersättigung können bei tiefer Lockerung irreparable Schmierschichten und Verdichtungen entstehen. Vor jeder Lockerung ist eine Spatenprobe daher unverzichtbar, um sich einen Überblick auf den Bodenzustand zu verschaffen.

Saatbettbereitung

Die Saatbettbereitung stellt den Abschluss der Bodenbearbeitung zu Zuckerrüben da. Hier gilt es die über Winter verschlossenen Poren von Schluff- und Sanddeckeln zu befreien, damit Gasaustausch, Bodenerwärmung, Nährstoffmobilisation und Kapillarität wieder in Gang gesetzt werden. Oft ist ein extra Arbeitsgang mit einem Federzinkenkultivator oder ähnlichem sehr fördernd. Hier muss aber dann der richtige Zeitpunkt zur Saatbettbereitung abgepasst werden. Der Boden trocknet sehr schnell aus und Keimwasser geht verloren. Es gelingt oft nicht mehr genug Feinerde im Saathorizont zu platzieren. Die Arbeitsgänge müssen also gut aufeinander abgestimmt sein. Ein Tag zwischen Federzinkenkultivator und Saatbettkombination ist oft schon völlig ausreichend.

Ihre Ansprechpartner zu pflanzenbaulichen Themen bei Strube Söllingen

Tobias Bokeloh
Anbautechnische Versuche / Beratung

0 53 54 80 92 06

t.bokeloh@strube.net

Antje Schneider
Anbautechnische Versuche / Beratung

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