Die Bedeutung von Kalk für ertragreiche Böden

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1 3. Düngefachtagung für Berater Wiblingen 29. Oktober 2015 Thomas Arens Die Bedeutung von Kalk für ertragreiche Böden

2 Böden als Grundlage der landwirtschaftlichen Produktion Böden sind Der natürliche Standort der Pflanzen Speicher und Vermittler von Nährstoffen Lebensraum für eine Vielzahl von Organismen, die für den Kreislauf der Nährstoffe unentbehrlich sind Filter und Speicher für Wasser. Produktionsgrundlage für die Ernährung der Menschen Nicht vermehrbar Ziel jedes Landwirtes muss es sein, die Böden langfristig in ihrer Fruchtbarkeit und Leistungsfähigkeit zu erhalten. 2

3 pfff Kalk was n das? 3

4 Der Kalkkreislauf 3. Fachtagung für Berater Thomas Arens 4

5 Geologische Zeittafeln der Kalksteinvorkommen in Deutschland Quelle: diverse 3. Fachtagung für Berater Thomas Arens 5

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7 Warum ist Kalk so wichtig? Bodenchemie Bodenbiologie Bodenphysik 7

8 Darum ist Kalk so wichtig Bodenchemie 8

9 Nährstoffverfügbarkeit in Abhängigkeit vom ph Wert (nach Finck, 1976) ph N, S, K, Ca, Mg P, B Fe, Mn, Cu, Zn Mo Al 9

10 Phosphatadsorption in einem Lössboden in Abhängigkeit vom phwert Quelle: Scheffer / Schachtschabel, ,0 gebundenes P (in umol / g Boden) 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 phwert des Bodens 10

11 Großflächenversuch Mattfeldele (Körnermais) Quelle: Abschlussbericht IfuL Müllheim u.a., Ertrag in dt / ha % 22 % Ertrag NEntzug mit Kalk ohne Kalk

12 Kalkversorgung und Bodenchemie Wenn der Boden versauert... Anstieg der H + Ionenkonzentration: H + Toxizität Anstieg der AlIonenkonzentration: AluminiumToxizität Anstieg der MnIonenkonzentration: ManganToxizität Verdrängung der MakronährstoffKonzentration: Mangel an Calcium + Magnesium in der Pflanze Massive Festlegung von Phosphat und Molybdän: Phosphat und Molybdänmangel in der Pflanze Mangelhaftes Wurzelwachstum und schlechte Wasseraufnahme Nährstoffmangel, Trockenstress, schlechte Nährstoffeffizienz Die Pflanzenentwicklung ist deutlich eingeschränkt und die Erträge und Qualitäten gehen deutlich zurück. 3. Fachtagung für Berater Thomas Arens 12

13 Darum ist Kalk so wichtig Bodenbiologie 13

14 Entwicklung der Bakteriendichte im Boden in Abhängigkeit vom phwert Quelle: nach Waksmann, 1987 Bakterienanzahl in Mio. / g Boden ,2 5,6 5,1 4,8 4,5 5 5,5 6 phwert 14

15 Kalkversorgung und Bodenbiologie 3. Fachtagung für Berater Thomas Arens 15

16 Kalkversorgung und Bodenbiologie Wenn der Boden versauert... Verminderung der Anzahl an wertvollen Mikroorganismen und der gesamten biologischen Aktivität Verringerte Umsetzung von organischen Materialien wie Ernterückständen oder Gülle Verminderte Umsetzung von NDüngern (Nitrifikation) Aufbau von minderwertigen Humusformen mit einem weiten C/NVerhältnis Die Bodenbiologie steht hierbei neben der Bodenchemie eng mit der Bodenphysik in Verbindung. Für eine gute mikrobielle Aktivität ist es daher auch wichtig, dass auch die bodenphysikalischen Gegebenheiten wie eine ausreichende Bodenfeuchte und Durchlüftung in Ordnung sind. Von Nachteil sind dementsprechend Staunässe und Verdichtungen. 3. Fachtagung für Berater Thomas Arens 16

17 Darum ist Kalk so wichtig Bodenphysik 17

18 Bodenverschlämmung / Wassererosion Quelle: S. Marahrens / Umweltbundesamt 18

19 3. Fachtagung für Berater Thomas Arens 19

20 Bodenstruktur und Durchwurzelung Quelle: BAD Informationsschrift: Phosphat und Kali, Fachtagung für Berater Thomas Arens 20

21 Kalkversorgung und Bodenphysik Wenn der Boden versauert... Anstieg der Verschlämmungsneigung Anstieg der Erosionsgefahr Schlechteres Wasserhaltevermögen Unzureichende Aggregatstabilität führt zu : ungünstigem Porenvolumen, erhöhtem Luftmangel, Staunässe, schlechtere Erwärmung, schlechte Tragfähigkeit und Verdichtung bis in den Unterboden. Mangelhaftes Wurzelwachstum und schlechte Wasser und Nährstoffaufnahme Schlechte Umsetzung von Ernterückständen Höherer Zugkraftbedarf durch ungünstige Bodenstruktur 3. Fachtagung für Berater Thomas Arens 21

22 Was passiert im Boden? 3. Fachtagung für Berater Thomas Arens 22

23 Belegung der Bodenaustauscher mit ein und zweiwertigen Kationen und Flockung der Ton/Humusteilchen Na + Mg ++ H + Mg ++ Ca ++ Ca ++ Negativ geladenes Tonmineral Mg ++ oder Bodenhumus ph 7 ca. 80 % % Mg ++ max. 5 % K + max. 5 % NH 4 + max. 2 % Na + K + NH 4 + Mg ++ Versauerung H + H + H + H + Mg ++ 23

24 Relativer Kationenbelag in Böden in Abhängigkeit vom phwert Quelle: Scheffer / Schachtschabel, 1992 Dissoziierbarer Wasserstoff Austauschbares Ca + Mg + K + Na freies Aluminium 24

25 Die Pufferfunktion des Bodens Die Pufferung eines Bodens ist seine Widerstandsfähigkeit gegen phwertänderungen bei Zufuhr von Säuren oder Basen 3. Fachtagung für Berater Thomas Arens 25

26 Im Boden findet ein permanenter (Konzentrations) Ausgleich statt Beispiel Bodenlösung Bodenaustauscher 26

27 Carbonatpuffer CaCO 3 Freier Kalk (wasserunlöslich) Säure (H 2 CO 3 ) Mg ++ Mg ++ K + Na + Mg ++ H + Mg ++ Ca ++ Ca ++ Negativ geladenes Tonmineral Mg ++ Ca(HCO 3 ) 2 gelöster Kalk Ca(HCO 3 ) 2 oder Bodenhumus ph 7 ca. 80 %,10 15 % Mg ++ max. 5 % K + max. 5 % NH 4 + max. 2 % Na + K + NH 4 + Mg ++ H + Mg ++ NH 4 + Mg ++ Ca(HCO 3 ) 2 gelöster Kalk Na + Ca(HCO 3 ) 2 gelöster Kalk gelöster Kalk 27

28 Austauscherpuffer + 2HCO 3 Säure (2H 2 CO 3 ) Mg ++ Ca(HCO 3 ) 2 H + K + gelöster Kalk H + H + NH 4 + H + H+ Na + Mg ++ ph +++ < 6 H + H + Mg ++ Negativ geladenes Tonmineral oder Bodenhumus K + NH 4 + H + CO 2 CO 2 H 2 O H 2 O 28

29 Kalk als Motor der Bodenfruchtbarkeit Dem Boden zugeführter Kalk Kalkverbrauchende Einflüsse Direkte Kalkwirkung Indirekte Kalkwirkung V erbesserte A ssimilation Auswaschungsverluste Kalkzehrende organische und Säurebildung durch Oxidation biologisch Ernteentzüge mineralische Düngemittel Mikroorganismen gebundenen Saure Niederschläge Stickstoffs Entgiftung, Entsauerung, H + Bindung = optimaler ph Wert Ausflockung der Tonteilchen, Krümelbildung, Gare V erstärkte Abgabe von CO 2 in bodennahe Luftschicht Förderung der M ikroorganismen, schnellere Zersetzung der Substanz Bessere V erfügbarkeit der Haupt und Spurennährstoffe Größeres Porenvolumen, mehr Luft im Boden, Wasserführung gut V erstärktes Wurzelwachstum, Wurzeln gehen tiefer Bessere Ausnutzung der Düngemittel Bildung von wertvollem Dauerhumus, verbesserte N ährstoffkapazität V erstärkte N ährstoffaufnahme durch die Wurzel Schnellere V erfügbarkeit der N ährstoffe aus org. Substanz 3. Fachtagung für Berater Thomas Arens 29

30 Kalkversorgung und Kalkverbrauch 3. Fachtagung für Berater Thomas Arens 30

31 Entwicklung der Kalkversorgung in Deutschland Quellen: Statist. Bundesamt, DHG t CaOÄquivalente physiolog. saure Dünger kalkhaltige Düngemittel Kalkdünger CaOSaldo gleit. 5jähr. Mittel Deutschland / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / /10 3. Fachtagung für Berater Thomas Arens 31

32 Kalkbilanz im Ackerbau Kalkverbrauch der Böden Mitteleuropas Neutralisation+Auswaschung: kg CaO / ha Ernteentzüge: kg CaO / ha Gesamtverluste: kg CaO / ha und mehr 32

33 Kalkabsatz in die Landwirtschaft in t CaO je Bundesland Quelle: Statistik Wiesbaden, DHG DWJ 13/14 DWJ 14/15 33

34 Kalkabsatz in kg CaO/ha LF Quelle: Statistik Wiesbaden, DHG DWJ 13/14 kg CaO/ha DWJ 14/15 kg CaO/ha

35 Grundnährstoffversorgung von Böden in BadenWürttemberg Nutzung: Ackerland ( ) (Quelle: LTZ Augustenberg) phwert 35

36 Grundnährstoffversorgung von Böden in BadenWürttemberg Nutzung: Grünland ( ) (Quelle: LTZ Augustenberg) phwert 36

37 Kalkbedarf und Kalklücke in BadenWürttemberg (DWJ 2014/15) Quellen: Stat. Landesamt, LTZ, eigene Berechnungen LF in BadenWürttemberg ca davon Fläche Kalkbedarf Erhaltungskalkung Kalk ha A, B, C t CaO/ha*a t CaO/a Acker ca % 0, Grünland ca % 0, Bedarf Geliefert lt. Statistik angenommene "Dunkelziffer" Kalklücke DWJ 2014/

38 Böden als Grundlage der landwirtschaftlichen Produktion Böden sind Der natürliche Standort der Pflanzen Speicher und Vermittler von Nährstoffen Lebensraum für eine Vielzahl von Organismen, die für den Kreislauf der Nährstoffe unentbehrlich sind Filter und Speicher für Wasser. Produktionsgrundlage für die Ernährung der Menschen Nicht vermehrbar 38

39 Anteil der Kalkdüngerkosten an den durchschnittlichen var. Kosten im Weizenanbau 4% 10% 9% Maschinenkosten 31% Dünger 17% Pflanzenschutz Saatgut Kalk 28% sonstige vk 39

40 Machen Sie Boden gut! Mit Kalk gelingt es! 3. Fachtagung für Berater Thomas Arens 40

41 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 41