13.11.2024
Bodenanalysen: Schlüssel zu Stickstoffeffizienz
Sie steigern die Bodenfruchtbarkeit, optimieren die Planung und erhöhen die Ertragssicherheit. Gezielter Nährstoffeinsatz und nachhaltige Bewirtschaftung sichern Erträge und Marktchancen.
Die Bodenuntersuchung wird häufig wie ein Steuerausgleich betrachtet: Einige sehen sie als notwendiges Übel, andere kennen jedes Detail, während manche nur rudimentäres Wissen haben und sich mühsam damit auseinandersetzen. Es ist jedoch entscheidend, moralische Vorurteile beiseitezulassen und die Bodenuntersuchung als bedeutendes Werkzeug für die Bodenfruchtbarkeit, Maßnahmenplanung und Ertragssicherheit anzuerkennen. Zwischen 2015 und 2022 konnten in den ackerbaulichen Hauptproduktionsgebieten aufgrund der Bodenuntersuchung und der Anwendung der Richtlinien für sachgerechte Düngung etwa 41 Tonnen P2O5 und 1.900 Tonnen K2O eingespart werden (basierend auf 55.000 Datensätzen bei der Annahme, dass jeder Datensatz 1 Hektar repräsentiert).
Grundlagen der Pflanzenernährung
Pflanzenernährung ist ein komplexes Zusammenspiel verschiedener Nährstoffe, die in unterschiedlichen Mengen und Verhältnissen im Boden vorhanden sein müssen, um das Wachstum und die Gesundheit der Pflanzen zu gewährleisten. Pflanzen benötigen Makronährstoffe wie Stickstoff (N), Phosphor (P) und Kalium (K) sowie Mikronährstoff e wie Eisen (Fe), Zink (Zn), Mangan (Mn), Bor (B) und Kupfer (Cu). Diese Nährstoff e müssen im richtigen Verhältnis und in ausreichender Menge im Boden verfügbar sein, um eine optimale Pflanzenentwicklung zu gewährleisten. Ein gut entwickelter Weizenbestand mit einem Ertrag von 8 t/ha scheidet etwa 4 t/ha Wurzelausscheidungen aus. Diese setzen sich aus einem Cocktail von Aminosäuren, Säuren und Kohlenhydraten zusammen, welche Nährstoffe für die Pflanze verfügbar machen und das Bodenleben füttern. Diese organischen Substanzen spielen eine entscheidende Rolle im Nährstoffkreislauf und fördern die mikrobielle Aktivität im Boden.
Bodenlabore versuchen, diese Cocktails nachzuahmen (z. B. mit Calciumacetatlactat), weshalb es je nach Nährstoff viele unterschiedliche Methoden gibt. So werden die Spurenelemente mit dem Komplexbildner EDTA behandelt, Bor im Acetatauszug oder die austauschbaren Kationen mit Bariumchlorid. Der Stickstoff gehalt kann über zwei Methoden bestimmt werden. Wenn der aktuelle Gesamtstickstoff im Boden bestimmt wird, dann wird der Boden mit Calciumchlorid extrahiert. Für das Nachlieferungspotenzial wirdder Boden unter Luftabschluss bei 40 °C für 7 Tage bebrütet und anschließend wird der Ammoniumgehalt bestimmt.
Bodenparameter und ihre Bedeutung
Der pH-Wert des Bodens ist der erste Bodenparameter, den man sich anschauen sollte, da dieser die Nährstoffverfügbarkeit reguliert. Der pH-Wert beeinflusst die chemischen Prozesse im Boden und damit die Verfügbarkeit von Nährstoff en. Ein optimaler pH-Wert liegt zwischen 6 und 7, was für die meisten Pflanzenkulturen ideal ist. Durch Kalkung kann der pH-Wert erhöht werden, wodurch die Verfügbarkeit von Phosphor steigt.
Bei sehr sandigen Böden, auf denen Kartoffeln angebaut werden, kann ein pH-Wert zwischen 5,5 und 6 bevorzugt werden, um Schorfprobleme zu vermeiden. Wird der kritische pH-Wert unterschritten, wird der pH-Wert in Acetat untersucht und daraus der Kalkbedarf abgeleitet. Ein zu hoher pH-Wert (>7,5) kann die Nährstoffverfügbarkeit verringern, insbesondere die von Phosphor, Eisen, Mangan und Zink. Hier kommen wir noch bei der Phosphor- und Spurenelementverfügbarkeit zu Strategien, wie diese trotz hohem pH-Wert erhöht werden können. Die Erweiterung vom pH-Wert wäre die Kationenaustauschkapazität. Diese zeigt an, wie gut der Boden Nährstoff e (Kationen wie Calcium, Magnesium, Kalium) speichern kann, und ob die Nährstoffverhältnisse ausgewogen sind oder die Bodenstruktur leidet und welcher Kalk benützt werden sollte. Die Kationenaustauschkapazität ist ein Maß für die Fähigkeit des Bodens, positiv geladene Ionen zu binden und verfügbar zu halten. Optimal sind 75–90 % Calcium (Ca), 5–15 % Magnesium (Mg, besser 10- 15 %), 2–5 % Kalium (K) und weniger als 1 % Natrium (Na). Die Kationenaustauschkapazität erhöht sich mit steigendem pH-Wert, Humusgehalt und Tongehalt. Böden mit hoher Kationenaustauschkapazität können mehr Nährstoff e speichern und diese den Pflanzen kontinuierlich zur Verfügung stellen. Ein hoher Magnesiumgehalt (>15%) kann auf sauren Böden durch die Ausbringung von calciumhaltigem Kalk (kohlensaurer Kalk oder Branntkalk) und auf neutralen/alkalischen Böden durch Gips (Calciumsulfat) ausgeglichen werden.
Stickstoffeffizienz
Besonders die Stickstoff effizienz kann durch eine Bodenuntersuchung erhöht werden, da der limitierende Bodenparameter den Ertrag bestimmt(Gesetz von Liebig). In einem zweijährigen Feldversuch in Bayern mit Knollensellerie konnten zwischen 40 bis 60 kg N/ha eingespart werden, indem auf einem Feldstück zusätzlich Bor und elementarer Schwefel ausgebracht wurden und so eine erhebliche Menge an Stickstoff eingespart werden konnte. Stickstoff ist ein kritischer Nährstoff , dessen Verfügbarkeit im Boden von vielen Faktoren wie Witterung, Bewirtschaftung und Humusgehalt abhängt.
Strategien zur Bestimmungder Stickstoffdüngung
Nmin-Methode: Diese misst den momentanen Stickstoffgehalt kurz vor der geplanten Düngung. Die Nmin-Methode liefert eine Momentaufnahme des mineralischen Stickstoffs im Boden und berücksichtigt die Stickstoffverfügbarkeit zum Zeitpunkt der Düngung. Dabei muss die Probe <5 °C gekühlt werden. Idealerweise werden Proben aus verschiedenen Bodentiefen (0–30 cm, 30–60 cm und 60–90 cm) entnommen, um eine vollständige Erfassung der Stickstoffverteilung im Boden zu gewährleisten.
Nachlieferungspotenzial: Diese Methode misst den nachlieferbaren Stickstoff, was einfacher ist, da die Bodenprobe nicht gekühlt werden muss. Sie bewertet das Potenzial des Bodens, Stickstoff im Laufe der Vegetationsperiode nachzuliefern, und ermöglicht eine Anpassung der Stickstoffdüngung an die Gesamtdüngegabe.
Für die Bestimmung des pflanzenverfügbaren Phosphors gibt es viele verschiedene Methoden. In der AGES wird dieser in einer Calciumacetatlactat-Lösung (CAL) bestimmt. Phosphor ist ein essentieller Nährstoff, der für die Energieübertragung und die Entwicklung des Wurzelsystemsvon Pflanzen entscheidend ist. Phosphormangel kann zu Wachstumsstörungen und Ertragsdepressionen führen. Wann eine Phosphordüngung Sinn macht und Ertragsdepressionen zu erwarten sind, hängt stark von der anzubauenden Kultur ab. Besonders für Kulturen mit hohem Phosphorbedarf sollte die Gehaltsklasse C angestrebt werden. Eine Präzisierung der Phosphordüngung und bessere Ertragsabschätzung liefert die neue Methode „Phosphorfreisetzungsrate“.
Langzeitversuche in Deutschland und Österreich bestätigen die Ergebnisse, dass bei einer hohen Phosphorfreisetzungsrate die Phosphordüngung reduziert werden kann, der Landwirt sich Dünger einspart und höhere Erträge einfährt. Neben der Phosphorfreisetzungsrate sollten folgende Parameter noch berücksichtigt werden: anzubauende Kultur, Tongehalt, Ernterückstände der Vorkultur und Gehaltsklasse der Phosphoranalyse. Aktuelle Forschungsergebnisse zeigen, dass sich die Phosphoraufnahme über eine Bodendüngung mit Siliziumdüngern (Zeolith, Biolit, Kieselgur aus der Brauerei) signifikant erhöhen lässt. Neben dem Problem, dass hohe Kalkgehalte die Phosphorverfügbarkeit reduzieren und Biolandwirte nur Rohphosphat ausbringen können, soll hier eine Empfehlung für die Praxis gegeben werden.
Um die Verfügbarkeit von Phosphor zu erhöhen kann folgende Strategie angewandt werden:
• Siliziumdünger: 1–3 t/ha (Saatbettbereitung)
• Elementarschwefel: 20–50 kg/ha (mindestens 2Monate vor der Saat besser im Herbst)
• Phosphordünger: Nach Bodenuntersuchung und Bedarf der Pflanze (Saatbettbereitung). Dabei mobilisiert das Silizium den Phosphor und der elementare Schwefel säuert den Boden an.
Neben Phosphor ist auch Kalium ein wichtiger Nährstoff, besonders für Kulturen wie Kartoffeln, Zuckerrüben, Mais, Sonnenblumen und Raps. Kalium ist für die Regulation des Wasserhaushalts in Pflanzen und die Aktivierung von Enzymen essentiell. Die Düngeempfehlung basiert auf der Bedürftigkeit der Kultur, dem Tongehalt des Bodens, den Ernterückständen der Vorkultur und der Gehaltsklasse des pflanzenverfügbaren Kaliums. Ein ausgewogenes Verhältnis von Kalium zu anderen Nährstoffen ist entscheidend für die optimale Nährstoffaufnahme und das Wachstum der Pflanzen. In der Grunduntersuchung ist neben dem pflanzenverfügbaren Phosphor und pH-Wert auch das pflanzenverfügbare Kalium enthalen.
Das Spurenelement Bor erhöht die Stickstoffeffizienz in der Pflanze und die Fixierleistung von Stickstoff durch die Knöllchenbakterien. Ein ausgewogenes Verhältnis von Bor zu Calcium ist entscheidend für die optimale Funktion der Knöllchenbakterien. Aus der Literatur ist ersichtlich, dass Bor als Überträger von Geninformation dient und Topfversuche mit Soja haben gezeigt, dass bei unzureichender Borversorgung bzw. Bor–Calcium Verhältnis die Aktivität der Knöllchenbakterien eingeschränkt wird. Pflanzen wie Zuckerrüben, Raps, Mohn, Sonnenblumen, Leguminosen und Kartoffeln haben einen hohen Borbedarf. Eine Bordüngung wäre daher immer im Verhältnis zum Calcium zu setzen und sollte daraus abgeleitet werden (Ca:B wäre 1000:1). Jedoch kann bei einem pflanzenverfügbaren Borgehalt (je nach Kultur) in der Gehaltsklasse A (niedrig) über den Boden 1–2,5 kgB/ha ausgebracht werden (Blattdüngung 0,4 kgB/ha) und in der Gehaltklasse C (ausreichend) 0,5–1 kgB/ha (Blattdüngung 0,4 kgB/ha).
Zink steht in engem Verhältnis zu Phosphor. Ein zu hoher Phosphorgehalt im Boden oder eine zu hohe Phosphordüngung kann die Aufnahme von Zink in die Pflanze erschweren. Aus meinen Beobachtungen kann von einem weiten Verhältnis gesprochen werden, wenn das Phosphor zu Zink Verhältnis bei > 20:1 liegt. Das heißt, bei einem pflanzenverfügbaren Phosphorgehalt von 20mg/kg sollten 1mg/kg pflanzenverfügbares Zink im Boden sein. Bei sehr geringen pflanzenverfügbaren Zinkgehalten oder bei einem zu weiten P:Zn-Verhältnis kann über den Boden alle 2–3 Jahre 10 kgZn/ha ausgebracht werden oder 0,3 kgZn/ ha über eine Blattdüngung.
Weiteres sollten die Nährstoffe als Ganzes gesehen werden und die Verhältnisse der einzelnen Nährstoffe im Einzelnen zueinander. So kann es bei einem weiten Phosphor zu Zink Verhältnis zu einer reduzierten Aufnahme von Zink in die Pflanze führen, obwohl laut Prüfbericht Zink in der Gehaltsklasse C (ausreichend) wäre. Für dieses Wissen bzw. Ableitung von Düngeempfehlungen gibt es keine pauschalen Angaben und das sollte im Einzelfall mit dem Berater angeschaut werden. Neben der Analyse der Bodenparameter biete ich in der AGES eine kostenlose Beratung dafür an.
Fazit
Die Bodenuntersuchung ist ein spannendes und wichtiges Thema, das Landwirten hilft, die Verhältnisse im Boden zu beobachten und den Bodenzustand zu bewerten. Sie bietet ein ideales Werkzeug, um die Düngermenge anzupassen, eine optimale Pflanzenernährung zu ermöglichen und die betriebliche Stickstoffbilanz durch eine erhöhte Stickstoffeffizienz zu verbessern. Landwirte sollten diese Praxis nicht als lästige Pflicht, sondern als wertvolle Unterstützung für ihren Betrieb betrachten. Sollten Sie Fragen bezüglich der Bodenuntersuchung haben oder Beratung benötigen, stehe ich gerne zur Verfügung: armin.bajraktarevic@ages.at
DI Armin Bajraktarevic
Institut für Nachhaltige
Pflanzenproduktion
AGES GmbH, Wien
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