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Erfolgreiche Zusammenarbeit seit 40 Jahren

LUFA Speyer kooperiert mit Forschungsanstalt für Waldökologie

Die Landwirtschaftliche Untersuchungs- und Forschungsanstalt (LUFA) in Speyer und die Landesforsten Rheinland-Pfalz / Forschungsanstalt für Waldökologie und Forstwirtschaft (FAWF) in Trippstadt arbeiten seit 40 Jahren erfolgreich zusammen. Dabei stützt sich die FAWF in der chemischen Analytik auf die LUFA; den Schwerpunkt bildet das forstliche Umweltmonitoring, dessen Ergebnisse zum Beispiel in den jährlich von der FAWF vorgelegten Waldzustandsbericht einfließen. Die LUFA untersucht für das Waldmonitoring der Forschungsanstalt etwa 2.300 Wasserproben (Niederschlags-, Bodensicker-, Grund- und Quellwasser) und rund 500 Pflanzenproben (Blätter, Nadeln und Streufall) auf die unterschiedlichsten Stoffe sowie etwa 100 Mineralboden- und Humusproben pro Jahr. „Die LUFA ist ein wertvoller und zuverlässiger Partner“, sagte FAWF-Leiter Hans-Peter Ehrhart im Werkausschuss LUFA/Ausschuss für Landwirtschaft, Verbraucherschutz und Umwelt. LUFA-Direktorin Dr. Diana Bunzel machte deutlich, dass die Analysetätigkeit für die FAWF ein breites Methodenspektrum und viel Know-how erfordert und wies darauf hin, dass Diplom-Ingenieurin (FH) Sabine Reh, die die Zusammenarbeit mit der FAWF betreut, auch als ehrenamtliches Mitglied im Gutachterausschuss für Forstliche Analytik des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft mitwirkt.

Zur Klärung der Ursachen von Waldschäden und zur Ermittlung der Auswirkungen von Klimawandel, Luftverunreinigungen und anderen Stresseinflüssen auf Waldökosysteme werden in ganz Rheinland-Pfalz Mess- und Beobachtungsflächen betrieben, darunter seit 1985 eine inmitten des Pfälzerwalds bei Merzalben. Hier werden neben zahlreichen anderen Untersuchungen Luftschadstoffkonzentrationen und Stoffeinträge in den Waldboden erfasst, um die Auswirkungen dieser Faktoren auf den Waldboden, die Bodenvegetation, die Waldbäume und andere Glieder der Ökosysteme zu bewerten. Neben diesem Waldmonitoring kooperieren die beiden Einrichtungen in Forschungsprojekten miteinander, wie zu den Auswirkungen von Bodenschutzkalkungen oder im Projekt „Nährstoffnachhaltigkeit der Waldbewirtschaftung“, wofür die LUFA in diesem Jahr 400 Holzproben analysiert. In einem weiteren gemeinsamen Projekt geht es um Kurzumtriebsplantagen, also schnellwachsende Hölzer auf Agrarflächen, zu denen in der Nordpfalz und auf dem Versuchsfeld Rinkenbergerhof der LUFA Versuchsflächen angelegt wurden.

Den dritten Aufgabenbereich der Zusammenarbeit bildet die Bodenzustandserhebung (BZE) Wald, bei dem die Fragestellungen lauten: Wie ist der Zustand unserer Waldböden und wie hat er sich in den letzten 20 Jahren verändert? Welche Zusammenhänge gibt es zwischen Bodenzustand und der Vegetation, der Waldernährung, dem Kronenzustand und dem Trockenstress? Und wieviel Kohlenstoff wird im Waldboden gespeichert? Die erste bundesweite Bodenzustandserhebung im Pfälzerwald fand von 1987 bis 1992 an rund 1.900 Punkten statt. Von 2006 bis 2008 erfolgte eine weitere Inventur. Aktuell läuft die dritte Erhebung von 2023 bis 2025; dafür werden unter anderem 1.200 Boden- und Humusproben und 800 Blatt-/Nadelproben analysiert. Für eine schnellere Analytik hat der Bezirksverband Pfalz für die LUFA im vergangenen Jahr einen Laborroboter zur Bestimmung von pH-Wert und Leitfähigkeit in Wasserproben und ein neues Aufschlusssystem für Nadel- und Blattproben angeschafft, um Haupt- und Spurenelemente sowie Schwermetalle in Lösung für die anschließende Analyse zu bringen.

Mithilfe von Säure werden die Proben in Lösung gebracht: neues Aufschlusssystem im Labor der LUFA (Foto: LUFA)

Schnellwachsendes Gehölz: Kurzumtriebsplantage auf dem LUFA-Versuchsfeld Rinkenbergerhof (Foto: Bezirksverband Pfalz)

Brisant, weil giftig und extrem langlebig

PFAS-Untersuchungen der LUFA für acht Bundesländer

„Das ist ein brisantes Thema“, sagt der stellvertretende wissenschaftliche Direktor der Landwirtschaftlichen Untersuchungs- und Forschungsanstalt (LUFA) in Speyer, Dr. Dieter Martens, der sich seit rund 15 Jahren mit PFAS, einer Gruppe von industriell hergestellten Kohlenstofffluorverbindungen, beschäftigt. Sie verteilten sich weltweit über Luft und Wasser und seien extrem stabil, „was so nicht in der Natur vorkommt“; es gebe keine Bakterien, die sie abbauen könnten. Man verwende sie wegen ihrer positiven Eigenschaften. Sie seien wasser-, fett- und schmutzabweisend und nicht anhaftend, das heiße, man finde sie überall: von der Teflonpfanne über Fast Food-Verpackungen bis hin zur Outdoorkleidung. Früher seien sie häufig in Feuerlöschschäumen auf Flughäfen vorgekommen, was das Trinkwasser belastete. Wasserwerke würden Aktivkohle dagegen einsetzen, um Abhilfe zu schaffen. Die Bundesregierung will diese „Ewigkeits-Chemikalie“ generell verbieten und den Einsatz von Ersatzstoffen erzwingen, die weniger schädlich für Mensch und Natur sind.

Seit rund 15 Jahren koche, so Martens, das Thema hoch, da immer mehr Studien belegen würden, dass PFAS giftiger als angenommen seien. Demzufolge wurde der Grenzwert immer weiter abgesenkt. Der Chemiker, der Abteilungsleiter für Umweltanalytik und Produktqualität ist, untersucht seit 2008 an der LUFA vor allem Futtermittel, aber auch Wasser, Klärschlamm, Böden und einige Lebensmittel auf PFAS und verfügt auf diesem Gebiet inzwischen über reichlich viel Know-how. Nachdem der Verband Deutscher Landwirtschaftlicher Untersuchungs- und Forschungsanstalten (VDLUFA) schon vor Jahren eine normierte Methode entwickelt hat, war Martens gefordert, immer feinere Messmethoden zu entwickeln. Das heißt, die Bestimmungsgrenze musste um den Faktor 50 – von fünf Mikrogramm pro Kilogramm Futtermittel auf 0,1 Mikrogramm pro Kilogramm – gesenkt werden. Eine enorme Herausforderung für Martens, die er aber meistern konnte. Denn im Herbst vergangenen Jahres wurde die Methode der LUFA, die eine hohe Empfindlichkeit garantiert, akkreditiert und inzwischen bei Futtermittel-Proben aus verschiedenen Bundesländern angewandt: Da nur sehr wenige Labore PFAS mit genügender Empfindlichkeit nachweisen können, lassen neben Rheinland-Pfalz und dem Saarland nun auch Hessen, Sachsen, Thüringen, Sachsen-Anhalt, Berlin und Brandenburg Futtermittel bei der LUFA untersuchen.

Abb: Beschäftigt sich seit 15 Jahren mit PFAS-Untersuchungen:
Dr. Dieter Martens im Labor der LUFA Speyer (Foto: Bezirksverband Pfalz)

Landwirtschaft an den Klimawandel anpassen

LUFA beteiligt sich an grenzüberschreitendem Projekt

Die Landwirtschaftliche Untersuchungs- und Forschungsanstalt (LUFA) in Speyer ist an dem grenzüberschreitenden Projekt „KLIMACrops“ beteiligt, das sich mit der Anpassung der Landwirtschaft am Oberrhein an den Klimawandel, die Energiewende und den ökologischen Wandel beschäftigt. Gemeinsam mit 17 Partnerinstitutionen aus Deutschland, Frankreich und der Schweiz forscht die LUFA Speyer in den kommenden drei Jahren an Strategien zur Problembewältigung. Dabei werden praktische Lösungen, die bereits von Landwirten umgesetzt wurden, untersucht und insbesondere ihre Leistung und Übertragbarkeit bewertet. Zudem werden Workshops organisiert, um gemeinsam mit verschiedenen Akteuren neue Fruchtfolgen zu entwickeln, die mit den Klimaveränderungen, so wie sie sich heute bereits darstellen, und den Klimaszenarien in der Zukunft vereinbar sind.

Die LUFA Speyer erprobt im Rahmen des Interreg-Projekts auf dem Rinkenbergerhof innovative Anbausysteme, wie neue Fruchtfolgen zur Verringerung des Bedarfs an mineralischem Stickstoffdünger und die sogenannte Staffelkultur (englisch: relay cropping); dabei handelt es sich um ein Anbausystem, in dem zwei Kulturen zeitversetzt ineinander angebaut werden. Dies ermöglicht unter anderem eine lange Bodenbedeckung, weniger Bodenbearbeitung, eine frühere Ernte der zweiten Kultur und einen geringeren Bewässerungsbedarf. Übergeordnetes Ziel des Forschungsprojekts ist es, regionale Anbausysteme so zu gestalten, dass sie unter veränderten Klimabedingungen stabile Erträge liefern und somit auch zukünftig zur Ernährungssicherung beitragen. Die Arbeiten der LUFA Speyer werden mit über 130.000 Euro von der EU gefördert.

Abb: Feld mit Sojabohnen auf dem Rinkenbergerhof der LUFA Speyer

Seit 120 Jahren gehört die LUFA zum Bezirksverband Pfalz

Wichtige Einrichtung für Landwirtschaft, Umwelt- und Verbraucherschutz

Seit 120 Jahren gehört die Landwirtschaftliche Untersuchungs- und Forschungsanstalt (LUFA) Speyer zum Bezirksverband Pfalz. Im November 1901 beschloss nämlich der Landrath der Pfalz, der Vorläufer des Bezirkstags Pfalz, 1902 die Verantwortung für die 1875 gegründete „Agrikulturchemische Versuchsstation“ zu übernehmen. Seitdem hat sie sich zu einer wichtigen Einrichtung im Bereich der Landwirtschaft sowie des Verbraucher- und Umweltschutzes entwickelt. 

In ihren Anfängen stand der Kampf gegen allgegenwärtige Hungersnöte im Vordergrund. Es ging um die Frage, wie man für eine schnell wachsende, zunehmend in Städten lebende Bevölkerung ausreichend Nahrungsmittel produzieren konnte. Die landwirtschaftliche Versuchsstation zeigte den pfälzischen Bauern auf, wie sie mit verbessertem Saatgut, Düngemitteln und qualitativ einwandfreien Futtermitteln ihre Erträge steigern und die Leistung der landwirtschaftlichen Nutztiere verbessern konnten. So richtig wachsen konnte die LUFA aber erst, als ihr der Bezirksverband Pfalz ein neues Laborgebäude in der Oberen Langgasse baute. Dort ist sie nun seit 1915 ansässig und wurde ständig erweitert. Darüber hinaus betreibt die LUFA seit 1958 eine landwirtschaftliche Versuchsstation auf dem 15 Hektar großen Rinkenbergerhof vor den Toren Speyers.

Auch heute tragen die vielfältigen Arbeiten der LUFA zur Sicherung der Lebensmittelerzeugung bei. Anders als zu ihren Anfängen sind jedoch der Verbraucher-, Umwelt- und Ressourcenschutz und die Bewältigung der Auswirkungen des Klimawandels auf die landwirtschaftliche Produktion in den Vordergrund gerückt. Für Ministerien und Behörden der Länder Rheinland-Pfalz und Saarland führt die LUFA im Rahmen von Kontroll- und Monitoringprogrammen Analysen von Saatgut, Düngemitteln, Futtermitteln und Umweltproben durch. Auch gehören regelmäßige Kontrollmessungen von Böden, Futtermitteln und Pflanzen auf Radioaktivität in der Umgebung von Kernkraftwerken dazu. Auf dem Rinkenbergerhof werden unter anderem Versuche im Rahmen der Zulassung neuer Sorten und zur Anpassung von Ackerbausystemen an den Klimawandel und deren Beitrag zum Klimaschutz durchgeführt. Nicht zuletzt unterstützt die LUFA auch landwirtschaftliche Betriebe und andere Privatunternehmen aus dem Agrar- und Lebensmittelsektor mit einem breiten Analysenangebot und kompetenter Beratung dabei, hochqualitative Lebensmittel und Futtermittel möglichst wirtschaftlich und umweltverträglich zu erzeugen.

Seit ihrer Gründung hat die LUFA acht Wissenschaftlich-technische Direktoren gehabt: Hofrat Prof. Dr. Anton Halenke  war von 1875 bis 1912, Prof. Dr. Otto Krug von 1912 bis 1927, Prof. Dr. Max Kling von 1928 bis 1939, Prof. Dr. Otto Engels von 1939 bis 1949, Prof. Dr. habil. Otto Siegel von 1952 bis 1975, Dr. Wolfgang Kampe von 1975 bis zu seinem Tod 1988, Prof. Dr. Rudolf Aldag von 1989 bis 2002 und Prof. Dr. Franz Wiesler von 2002 bis 2022 Direktor. Nun liegt die Verantwortung der LUFA erstmals in weiblicher Hand: Die Lebensmittelchemikerin Dr. Diana Bunzel übernahm im September ihre Leitung. Seit 2002 steht dem Wissenschaftlich-technischen Direktor beziehungsweise nun der Direktorin ein Kaufmännischer Direktor zur Seite, und zwar bis 2016 Volker Weinmann und seit 2017 ist es Jan Jungkind.

Abb: Seit 1915 in der Oberen Langgasse in Speyer angesiedelt: das historische Gebäude der LUFA

Fachgerechte Probenahme und Probenvorbereitung als Voraussetzung für richtige Ergebnisse bei der Untersuchung von Böden

Am 14. September 2019 trat in Rheinland-Pfalz die Landesdüngeverordnung in Kraft. Ziel der Verordnung ist die Reduzierung der landwirtschaftlichen Nährstoffeinträge in Gewässer. Die Verordnung gilt räumlich für die landwirtschaftlich genutzten Flächen über mit Nitrat belasteten Grundwasserkörpern und in den Einzugsbereichen von mit Phosphor eutrophierten stehenden Gewässern. Sie regelt damit die in § 13 der Düngeverordnung für die gefährdeten Gebiete vorgesehenen „besonderen Anforderungen an Genehmigungen und sonstige Anordnungen durch die zuständigen Stellen der Länder“. Die in Rheinland-Pfalz in den mit Nitrat belasteten Gebieten durchzuführenden Maßnahmen beinhalten die Durchführung von Untersuchungen (i) zur Ermittlung des verfügbaren Stickstoffs im Boden sowie (ii) zur Ermittlung des Stickstoff (Gesamt-N, Ammonium-N bzw. pflanzenverfügbarer N) und Gesamt-Phosphat-Gehalts in wirtschaftseigenen Düngern. Hinzu kommen strengere Abstandsregelungen zu Gewässern bei der Düngerausbringung sowie erhöhte Anforderungen an die Aufzeichnungspflichten bei kleineren Betrieben. Im Einzugsgebiet von durch Eutrophierung gefährdeten stehenden Gewässern wurden Begrenzungen bei der P-Düngung auf hochversorgten Böden sowie Sperrfristen für die P-Düngung eingeführt. Die Landesdüngeverordnung ist im Gesetz- und Verordnungsblatt für das Land Rheinland-Pfalz vom 13. September 2019 veröffentlicht sowie in den „Informationen für Ackerbau und Grünland“ der Dienstleistungszentren Ländlicher Raum zusammengefasst.

Sowohl die Entnahme von Bodenproben als auch von wirtschaftseigenen Düngern können durch geschulte, bestenfalls zertifizierte, Probenehmer als auch durch den Landwirt selbst erfolgen. Die Qualität der Probenahme beeinflusst das Untersuchungsergebnis deutlich mehr als die Durchführung der chemischen Analyse im Labor. Am Beispiel der N_min-Bodenuntersuchung werden die Anforderungen an die Probenahme einschließlich der Probenvorbereitung im Folgenden umrissen.

Durchführung der Bodenprobenahme

Der Zeitpunkt der Probenahme für die N_min-Bodenuntersuchung sollte zeitnah (d.h. möglichst innerhalb von 14 Tagen) zur vorgesehen N-Düngung erfolgen d.h. z.B. bei Wintergetreide deutlich früher als bei Mais. Andernfalls kann es aufgrund zwischenzeitlicher Nitratauswaschung oder N-Mineralisierung zu einer Über- oder Unterbewertung des Vorrats an pflanzenverfügbarem Stickstoff im Boden kommen. 

Für die N_min-Probenahme sind in der Regel 12 – 15 repräsentativ über den Schlag verteilte Einzelprobenahmen durchzuführen. Die Festlegung der Probenahmestellen kann wahlweise gleichmäßig über den Schlag verteilt erfolgen („Quadratverband“) oder entsprechend eines „Zick-Zack-Begangs“. Insbesondere bei schmalen Schlägen kann die Probenahme auch entlang einer „Diagonalen“ durchgeführt werden. Auf sehr großen, einheitlichen Schlägen kann ein Teilstück für die Probenahme ausgewählt werden. Um eine repräsentative Probenahme zu gewährleisten sind untypische Stellen wie Vorgewende, Feldränder, Nassstellen sowie frühere Mieten- oder Dungplätze von der Probenahme auszuschließen. 

Die N_min-Probenahme kann manuell mittels Pürckhauerbohrstöcken oder dreiteiligen Bohrsätzen oder teilmechanisiert mittels Rillenbohrern kombiniert mit elektropneumatischen Schlaghämmern oder Spiralbohrern kombiniert mit Akkuschraubern erfolgen. Professionelle Probenehmer oder Labore führen die Probenahme auch vollmechanisiert durch, wozu verschiedene Geräte wie klassische N_min-Raupen oder Zwei- und Vierradfahrzeuge mit aufgebauten Bodensonden zur Verfügung stehen. Diese sind allerdings nur auf befahrbaren Schlägen einsetzbar.

Unabhängig von der Gerätetechnik erfolgt die Probenahme für Ackerkulturen nach Düngeverordnung in der Regel aus 0 bis 90 cm Bodentiefe. Lediglich für die Ermittlung des Düngebedarfs von Sommergeste, Hafer und Kartoffeln empfiehlt das Land Rhein-Land-Pfalz eine Probenahmetiefe von 0 bis 60 cm, ebenfalls abweichende Probenahmetiefen gelten für die verschiedenen Gemüsekulturen. Bei der Probenahme werden die Schichten 0-30 cm, 30-60 cm und ggf. 60-90 cm in getrennten Behältnissen gesammelt und nach Beendigung der Probenahme jeweils gut durchmischt. Für die Einsendung ins Labor kann pro Schicht eine repräsentative Unterprobe von mindestens 500 g Boden entnommen und in Plastiktüten abgepackt werden. Die Tüten müssen beschriftet und die Proben mit einem Probenbegleitblatt versehen werden, das mindestens Informationen über Betrieb, Schlagnummer, Probennummer und Bodenschicht enthält. Viele Bodenuntersuchungslabore stellen Probenbegleitblätter („Auftragsformulare“) im Internet zur Verfügung. Für Bodenproben im Rahmen der Landesdüngeverordnung ist ein spezifisches N_min-Probenbegleitblatt des DLR zu verwenden. Eine Eingabemöglichkeit über das Digitale Agrarportal Rheinland-Pfalz (https://geoservice.service24.rlp.de/GBV-RLP/) wird derzeit von der Agrarverwaltung in Rheinland-Pfalz vorbereitet.

Unbedingte Voraussetzung für die korrekte Ermittlung des N_min-Vorrats im Boden ist, dass die Bodenproben unmittelbar nach der Probenahme bis zur Analyse in einer geschlossenen Kühlkette bei max. + 4 °C aufbewahrt werden. Andernfalls findet in den durch die Probenahme und Vermischung „gestörten“ Bodenproben ein N-Mineralisierungsschub statt, was zu erhöhten N_min-Gehalten in den Proben und damit einer Unterschätzung des N-Düngebedarfs führen würde. Die Aufbewahrung und Versendung der Proben kann in vorgekühlten und mit einer ausreichenden Zahl an Kühlakkus versehenen Kühlboxen erfolgen. Ist ein sofortiger Versand bzw. eine sofortige Abholung der Proben nicht möglich, können diese bis maximal 3 Tagen im Kühlschrank bei max. + 4 °C zwischengelagert werden. Bei längeren Aufbewahrungszeiten müssen die Proben tiefgefroren werden.

Zur Vermeidung von Fehlern bei der Probenahme und Probenvorbereitung von Böden bietet die LUFA Speyer in Zusammenarbeit mit dem Ministerium für Wirtschaft, Verkehr, Landwirtschaft und Weinbau Probenehmerschulungen an:
- Mittwoch, 22. Januar 2020 (Raum Bitburg): Beginn 10 Uhr
- Donnerstag, 30. Januar 2020 (Speyer): Beginn 11 Uhr.

Interessenten melden sich bitte formlos per E-Mail an bei Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!.

Bild: Versuchsfeld Speyer Rinkenbergerhof