Kontrolle von organischem Material auf Sport-Flächen

* siehe Literaturverzeichnis

Ungewöhnlich starkes Auftreten von organischem Material erfolgt im Allgemeinen in Form von Filz, einer Schicht von organischen Reststoffen, die sich direkt an der Boden-Oberfläche angelagert haben. Die Mischung von faserigen Bestandteilen und lebenden Pflanzenteilen wie Wurzeln und Trieben liefert eine gewisse Festigkeit und unterscheidet Filz damit von einer Ansammlung lose vorhandener, organischer Materialien in Sportrasen-Flächen (14*). Übermäßiges Auftreten von Filz ist aber unerwünscht, weil damit oft ein erhöhter Krankheitsdruck oder Insekten-Befall einhergeht. Des Weiteren reduziert sich die Stress-Toleranz gegen Kälte, Hitze und Trockenheit. Hinzu kommen mögliche weitere, durch Filz verursachte, Probleme wie Skalpieren, weiches Gewebe, Trockenflecken (LDS) gefolgt von Chlorosen, die durch Nährstoff-Mangel entstehen können. Geringe Filz-Bildung führt hingegen zu einer verbesserten Belastungstoleranz und Stabilität des Bodens. Dieser Artikel möchte die Ursachen für gewünschte und unerwünschte Folgen von Filz-Bildung auf Sport-Flächen aufzeigen mit ergänzenden Hinweisen zur Kontrolle.

Vergleich von Filz und Boden als Kultur-Substrat

Ein Vergleich von Filz freiem und Filz haltigem Boden bei Poa pratensis (Wiesenrispe) zeigt den Einfluss von Filz auf die Verteilung der Pflanzen-Teile im Boden-Profil. Im Filz freien Bestand (Abbildung 1) befinden sich die Austriebe an den oberirdischen Trieben direkt an oder knapp unter der Boden-Oberfläche (15*). Wurzeln, die sich aus den Trieben entwickeln, wachsen direkt in den umgebenden Boden. Rhizome, die sich aus Seiten-Trieben entwickeln, wachsen ebenfalls direkt in den Boden und entwickeln Tochter-Pflanzen in einiger Entfernung zur Mutter-Pflanze. Somit unterstützt der Boden sowohl die Wurzel-Bildung als auch die Verzweigung der Triebe.

In verfilztem Rasen (Abbildung 2) wachsen Wurzeln und Rhizome zu Beginn meist nur in die organischen Bestand-Teile, die den Filz bilden. Bei Auftreten einer bedeutsamen Filz-Menge befinden sich die Wurzeln und Rhizome ausschließlich in diesem Bereich und nur ein kleiner Anteil wächst durch den Filz in den darunter liegenden Boden-Bereich hindurch.

Studien mit Wiesenrispen haben gezeigt, dass ein mit Pflanzenschutzmitteln behandelter Boden mit Filz eine höhere Lagerungsdichte aufweist als ein Filz freier Boden (Abbildung 3). Ursache hierfür ist das Fehlen von Trieb- und Wurzel-Wachstum und die Unterdrückung von Regenwurm-Aktivitäten durch die Pflanzenschutzmittel.

Je verdichteter eine verfilzte Tragschicht ist, umso signifikanter ist auch die Reduzierung der Wasser-Infiltration, der hydraulischen Leitfähigkeit, der Wasser-Speicherfähigkeit im Bereich von 0-1 bar, der organische Anteil und die Reduzierung der Austrocknung im Vergleich mit verdichtetem Boden in Filz freien Beständen (10*). Man kann festhalten, dass der Prozess der Filz-Bildung in einigen Fällen mit unerwünschten physikalischen Veränderungen im darunterliegenden Boden einhergehen kann. Ursache hierfür ist wahrscheinlich das Fehlen biogener Makroporen, die durch Regenwurm-Aktivitäten oder Wurzel- und Rhizom-Wachstum entstehen können.

Studien, die verfilzten und schluffigen bis lehmigen Boden aus verfilzten und filzfreien Wiesenrispen-Beständen vergleichen, zeigen, dass der Filz ein höheres Gesamt-Poren-Volumen und mehr Makro-Poren aufweist, sowie eine geringeres Wasserhaltevermögen hat (9*). Dies steht im Widerspruch zu der verbreiteten Annahme, dass Filz Wasser nach Niederschlägen oder Bewässerung über einen längeren Zeitraum speichert. Dies kann dadurch erklärt werden, dass man zwischen den Wasser haltenden Fein-Poren im fein-faserigen Material, die im Filz enthalten sind (Intra-Faser-Poren) und den Wasser haltenden Poren zwischen den Stoffen (Inter-Faser-Poren) unterscheidet. Da der größte Poren-Anteil im Filz aus Makro-Poren besteht, können viele der relativ großen Inter-Faser-Poren schnell drainieren, wenn die Möglichkeit der Drainfähigkeit in tiefere Schichten gegeben ist. Wenn die folgende Boden-Schicht stark verdichtet ist, nimmt sie nur sehr langsam Wasser auf, was zu einem höheren vorübergehenden Wasserstand im Filz führt (Abbildung 4).

Zur Erinnerung sei festgestellt, dass höhere Wasserschichten dort entstehen, wo gröberes Material (in diesem Fall Filz) über feinkörnigerem Material wie z.B. verdichtetem Boden liegt (14*). Somit resultiert der größte Wasser-Anteil im Filz nach längeren Niederschlags- oder Beregnungsperioden nicht aus der Wasserhalte-Kraft von Filz, sondern aus der Bildung einer vorübergehend wasserführenden Schicht (perched water-table). Darüber hinaus können die Gräser Welke-Erscheinungen zeigen, wenn das Wasser in die unteren Bodenschichten versickert sowie durch Evapotranspirationsverluste und das sogar dann, wenn die darunter liegende Bodenschicht noch genügend Wasser führt. Dies zeigt die fehlende Fähigkeit von Wasser, sich aus einem feinkörnigen in einen grobkörnigen Aufbau zu bewegen. Ursache hierfür ist der Porenbruch am Übergang zwischen Filz und Boden.

Weitere Studien, die verfilzten und schluffigen bis lehmigen Boden aus verfilzten und Filz freien Wiesenrispen-Beständen vergleichen, zeigen, dass Filz mehr Stickstoff-Verluste durch Auswaschung und gasförmige Verluste aufweist (12*, 13*). Die Messungen der Kationen-Austausch-Kapazität (KAK bzw. CEC) von Filz haben für einige Verwirrung bei der Charakterisierung der Nährstoff-Haltekraft und anderer chemischer Eigenschaften gesorgt.

Filz-Proben zeigen einen relativ hohen KAK-Wert im Vergleich zu Schluff-Lehm-Proben. Aber wenn die Daten auf Volumen-Basis als meq/100 cm² (Multiplikation des Gewichts in meq/100 g mit der Lagerungsdichte in g/cm²) sind die KAK-Werte in diesen Böden deutlich niedriger als die Böden, die der niedrigen Lagerungsdichte von Filz entsprechen (4*). Somit steht Filz im Wettbewerb mit Boden als Wachstumsmedium für Rasen-Gräser trotz seiner geringeren Wasser- und Nährstoffhaltekraft. Andere unerwünschte Eigenschaften einer extremen Filz-Bildung sind in steigender Toxizität bzw. nachlassender Wirkung beim Einsatz einiger Pflanzenschutzmittel zu finden. Zum Beispiel kann eine Anwendung des Herbizid-Wirkstoffs Paraquat vor der Nachsaat von Poa pratensis (Wiesenrispe) das Ergebnis sehr negativ beeinträchtigen, weil sich im Filz toxische Substanzen anreichern (8*). Wenn Boden in den Filz eingebracht wird, wird Paraquat umgehend durch die Boden-Teilchen absorbiert und das Saatgut keimt normal.

Auch nach dem Einsatz anderer Herbizid-Wirkstoffe wie Benefin und Oxadiazon zeigen sich bei stark verfilzten Beständen im Vergleich zu Filz freien Wiesenrispen-Beständen auch mehrere Monate nach der Anwendung unter Hitze- und Trocken-Stress-Bedingungen starke Ausfälle (6*). Der Abbau von DCPA und Benefin war signifikant höher in Filz als in Böden. Das kann daran liegen, dass sich diese Wirkstoffe im Kohlenstoff reichen Filz schneller abbauen. Somit sind höhere Aufwandmengen erforderlich, um das gewünschte Resultat zu erzielen (7*).

Filz-Bildung

Detaillierte Beobachtungen an Filz freien Wiesenrispen-Beständen während der Sommer-Monate lassen erkennen, dass eine dünnere Filz ähnliche Schicht vorhanden ist. Sie besteht aus oberirdischen Wurzeln, Blatt-Resten und anderen Pflanzen-Resten. Die Reduzierung dieser „vorübergehenden“ Filzbildung während der folgenden Herbst-Monate war verbunden mit einer extremen Zunahme der Regenwurm-Aktivität an der Boden-Oberfläche. Der Filzabbau war in diesem Zusammenhang mit einem starken Anstieg der Regenwurm-Aktivität verbunden, während die Filz-Bildung zu reduzierter Regenwurm-Aktivität führte. Das legt nahe, dass das Vorhandensein von Filz auf ein Missverhältnis zwischen Auf- und Abbau von Rasen-Biomasse hinweist. Frühere Beobachtungen bestätigen den Effekt verschiedener Pflanzenschutzmittel beim Filz-Aufbau in normalerweise Filz freiem Boden, weil sie die Regenwurm-Aktivität reduzieren (16*).

Bei einer weiteren Beobachtungsreihe an derselben Stelle folgerten die Autoren, dass der Abbau organischer Substanz zu einer Zunahme der Mikroorganismen-Population führt, da die Glukose-Nutzung, die Amylase-Aktivität und die Stickstoff-Energiegewinnung in Böden unter Filz geringer waren als in Filz freien Böden (1*). Einmal gebildet, besteht Rasen-Filz aus Halm-Gewebe, sklerotisierten Fasern von Blatt-Gewebe mit Blatt-Resten, die großflächig mit der Boden-Schicht verbunden sind (11*). Diese organischen Bestandteile zeigen einen höheren Zersetzungsgrad in den unteren Schichten nahe der darunter liegenden Boden-Schicht. Diese Beobachtung deckt sich mit Berichten, dass der Lignin-Anteil mit zunehmender Tiefe ansteigt, da Lignin beständiger gegen Zersetzung ist als Zellulose und andere Kohlehydrate (2*). Da Filz auch als Wachstumsmedium für Rasen-Gräser fungiert, finden sich oft auch lebende Wurzeln und Seiten-Triebe im Filz.

Filz-Kontrolle

Maßnahmen zur Filz-Kontrolle beinhalten alle Arbeiten, um die Balance zwischen dem Aufbau von Rasen-Biomasse und dessen Zersetzung herzustellen bzw. ein Ungleichgewicht beider Vorgänge auszugleichen. Bei leichter Filz-Bildung sollte auf Filz fördernde Pflanzenschutzmittel verzichtet werden, während bei stärkerer Filz-Bildung verschiedene Bodenbearbeitungsmaßnahmen und Topdressing-Arbeiten durchgeführt werden müssen. Eine maschinelle Bearbeitung schließt Vertikutieren (vertikales Mähen) ebenso ein wie Aerifizieren (Hohl-Spoon-Aerifizieren bzw. HTC – Holo-Tine-Coring). Vertikales Mähen bezeichnet den Gebrauch von Messern, die vertikal an einer schnell drehenden Achse angebracht sind. Je nach Eindringungstiefe der Messer können unterschiedliche Zielsetzungen verfolgt werden (Abbildung 5). Wenn die Messer so eingesetzt werden, dass sie die Filz-Schicht durchstoßen, kann ein Teil des entstandenen Filzes entfernt werden. Wenn die Messer deutlich in die untere Bodenschicht hineinarbeiten, kann dieser Boden in die Filzschicht transportiert werden und sich dort mit dem noch verbliebenen Filz vermischen. Intensives vertikales Mähen kann besonders bei flach-wurzelnden Gräsern die Narbe stark verletzen.

Aerifizieren entfernt einen kleinen Teil Filz und darunter befindlichen Boden. Wenn die Cores vom Rasen aufgenommen werden, hat das Aeri­fizieren nur geringen Einfluss auf die weitere Filz-Zunahme. Werden die Cores wieder in den Boden eingearbeitet, füllt der enthaltene Boden die vorhandenen Löcher in der Filz-Schicht (Abbildung 6).

Diese Maßnahmen können entscheidenden Einfluss auf die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Filzes haben und seine Eignung als Wachstumsmedium für Gräser entscheidend beeinflussen. Zum Beispiel lässt die Einmischung von Boden in den Filz die Lagerungsdichte (Bulk Density – BD) ebenso ansteigen wie die Kationen-Austausch-Kapazität (dargestellt auf Volumen-Basis als CEC-BD) (5*). Als Ergebnis dieser Maßnahmen kann man feststellen, dass der umgewandelte Filz oder die Filz ähnlichen Bestandteile weniger anfällig gegen Komprimierung unter Belastung sind und die Haltekraft von Wasser und Nährstoffen steigt.

Eine weitere Methode der Einbringung von Boden in den Filz ist das Topdressing. Der entscheidende Vorteil des Topdressings ist, dass ein besser geeigneter Sand eingebracht werden kann im Vergleich zu dem Boden, der unter dem Filz lagert, um das Gräser-Wachstum positiv zu beeinflussen. Wie auch bei der Verwendung des anstehenden Bodens gibt es beim Topdressing zwei Möglichkeiten: Erstens kann man die Haltekraft für Wasser und Nährstoffe verbessern, indem man die Vorteile der höheren Elastizität und des Vermeidens von Verdichtung nutzt, die sonst bei Filz vermehrt gegeben sind. Zweitens kann man den biologischen Zersetzungsprozess der Inhaltsstoffe beschleunigen.

Auf intensiv gepflegten Flächen ist ein deutlicher Trend zu häufigeren Topdressing-Maßnahmen mit geringerer Sand-Menge festzustellen. Dies hat dazu geführt, dass jetzt häufiger reiner Sand zum Topdressing verwendet wird, da die Ausbringung bei den geringen Ausbringmengen vereinfacht wird. Zu beachten ist, dass sich die Wirksamkeit von Sand beim biologischen Umsetzungsprozess unterscheidet im Vergleich zu lehmhaltigen Materialien. Messungen bei Straußgräsern, die ein Sand-Topdressing erhalten haben, zeigen, dass das Abmagern von organischem Material genauso wichtig ist wie ein biologischer Zersetzungsprozess, um die Probleme in den Griff zu bekommen, die bei extremem Filz-Aufbau auftreten können (3*).