Ministerium für Landwirtschaft, Umwelt und Verbraucherschutz

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1 Ministerium für Landwirtschaft, Umwelt und Verbraucherschutz Mecklenburg Vorpommern Fachinformation der zuständigen Stelle für landwirtschaftliches Fachrecht und Beratung Richtige Kalkung - Grundlage für einen erfolgreichen Pflanzenbau Zu einem erfolgreichen Pflanzenbau gehört es, dass dem Boden die Nährstoffe, die ihm mit der Ernte entzogen werden, auch wieder über die Düngung zurückgegeben werden. Diese auf den Erkenntnissen Justus von Liebig`s beruhende Tatsache ist seit mehr als 150 Jahren Bestandteil der Landbewirtschaftung. Bei der Düngung muss dabei zwischen der Düngung zur Verbesserung der Bodenfruchtbarkeit und der Düngung zur Förderung des Pflanzenwachstums unterschieden werden. Zu den bodenverbessernden Düngungsmaßnahmen zählen der Einsatz von organischen Düngern und die Kalkung, während die Düngung mit den Nährstoffen Stickstoff, Schwefel, Phosphor, Kalium und Magnesium sowie der Einsatz von Mikronährstoffen in erster Linie dazu dienen, das Pflanzenwachstum direkt zu fördern. Unter den in Mecklenburg-Vorpommern herrschenden Klimabedingungen unterliegen alle landwirtschaftlich genutzten Flächen einer ständigen Versauerung durch biologische Umsetzungen im Boden, Entzug von Calcium durch die Pflanzen und die Auswaschung sowie die versauernde Wirkung von Düngungsmaßnahmen und den Eintrag von sauer wirkenden Substanzen mit den Niederschlägen. Das Ziel der Kalkung besteht darin, dieser permanenten Versauerung des Bodens entgegenzuwirken und eine optimale Bodenreaktion zu schaffen, um für das Bodenleben und die Gefügestabilität günstige Bedingungen zu gestalten, für die Pflanzennährstoffe eine optimale Verfügbarkeit und Aufnahme zu gewährleisten sowie einen für maximale Erträge günstigen Wasser-, Luft- und Wärmehaushalt zu garantieren. Aufgrund unterschiedlicher Bodeneigenschaften sind die Ziele der Kalkung auf den einzelnen Böden verschieden. Auf leichten Standorten ist es nicht erforderlich, durch die Kalkung hohe ph- Werte und damit eine strukturverbessernde Wirkung zu erzielen. Hier kommt es vielmehr darauf an, die im Boden vorhandene organische Substanz nicht durch die von hohen ph-werten geförderten Umsetzungsprozesse übermäßig zu beanspruchen. Auf schweren Böden sind dagegen zugunsten von geringerer Verdichtungsneigung, stabilerer Krümelstruktur und besserem Wasser-, Luft- und Wärmehaushalt höhere ph-werte anzustreben. Auf Böden mit hohem Gehalt an organischer Substanz (Anmoor, Niedermoor) ist es z.b. nicht notwendig, durch hohe ph-werte pflanzenschädigende Aluminium-, Mangan- oder Eisengehalte zu binden, da deren natürliche Gehalte auf diesen Böden gering sind. Damit für die einzelnen Standorte die optimale Bodenstruktur, eine ausreichende Verfügbarkeit der Nährstoffe sowie eine hohe biologische Aktivität gesichert werden, ist bei der Festlegung der optimalen ph-werte der Ton- und der Humusgehalt des jeweiligen Standortes zu berücksichtigen. Die auf den verschiedenen Acker- und Grünlandstandorten anzustrebenden ph-werte sind den Richtwerten für die Untersuchung und Beratung zur Umsetzung der DüV (2008) (Internet: >> Fachrecht & Beratung >> Downloads) zu entnehmen. In den Tabellen 1 und 2 ist ein Auszug dieser Richtwerte dargestellt. Tabelle 1: Anzustrebende ph-werte auf Ackerland in Mecklenburg-Vorpommern Bodenart optimal anzustrebender ph-wert < 4 % Humusgehalt 4-8 % > 8 % Sand 5,5-6,2 5,1-5,8 4,8-5,5 schwach lehmiger Sand 5,8-6,5 5,4-6,1 5,0-5,7 stark lehmiger Sand 6,1-6,8 5,6-6,3 5,2-5,9 Sandiger/schluffiger Lehm 6,3-7,1 5,8-6,6 5,4-6,2 toniger Lehm bis Ton 6,4-7,2 5,9-6,7 5,5-6,3 1

2 Den Reaktionszustand seiner Flächen sollte jeder Landwirt alle 3 bis 4 Jahre mit einer Bodenuntersuchung ermitteln lassen, um mit entsprechenden Kalkungen reagieren zu können, damit die Bodenfruchtbarkeit erhalten bleibt. Die Untersuchungskosten von ca. 50 Cent/ha/a amortisieren sich in der Regel durch einfache Umverteilungen von Grunddüngungs- bzw. Kalkungsmaßnahmen zwischen den unterschiedlich versorgten Schlägen. Die Auswertung der Bodenuntersuchungen aus M-V in den Abbildungen 1 und 2 zeigt, dass auf einem großen Teil des Ackerlandes neben dem Erhaltungskalkungsbedarf auf ca. 40 bis 45 % der Ackerfläche (ph-wertklasse C) auf ca. 1/5 der Fläche eine Gesundungs- oder Meliorationskalkung mit sehr hohen Kalkmengen erforderlich ist. Insbesondere in der ph-wert-klasse A, aber auch in der ph-wertklasse B, kann es je nach dem Anspruch der Fruchtart zu erheblichen Ertragsausfällen kommen, wie das Bild 1 zeigt. * Pflanzen- und Bodenprobe aus dem Übergangsbereich zur Vergleichsfläche wegen fehlendem Pflanzenwuchs auf der eigentlichen Schadfläche ** Gehalt führt zur extremen Mn-Aufnahme (toxische Wirkung) *** erhöhte Gehalte aufgrund von unzureichendem Wachstum **** erhöhte/extreme Aufnahme aufgrund hoher Bodengehalte Schadfläche* Vergleichsfläche Boden Sand Sand ph 4,3 (A) 5,4 (C) P mg /100g 6,7 (C) 7,4 (C) K mg /100g 7 (C) 5 (B) Mg mg/100g 1 (A) 5 (B) B mg/1000g 0,09 (A) 0,55 (E) Cu mg/1000g 0,6 (A) 4,4 (E) Mn mg/1000g 45 (E)** 37 (E)* Zn mg/1000g 2,7 (E) 3,8 (E) Pflanze Mais Mais N % TM 4,56*** 2,91 P % TM 0,32*** 0,26 K % TM 2,27 3,02 Mg % TM 0,11 0,14 S % TM 0,09 0,13 B mg / 1000g TM 14,9*** 7,6 Cu mg / 1000g TM 4,3 4,2 Mn mg / 1000g TM 657**** 172 Zn mg / 1000g TM 102*** 69 Bild 1: Wachstumsstörungen bei Mais aufgrund niedriger ph-werte Aufgrund niedriger ph-werte kommt es in der Regel zu Strukturschäden im Boden und zur Überversorgung der Pflanzen mit Mangan sowie einer unzureichenden Magnesiumaufnahme. Vor allem sehr hohe Manganbodengehalte, wie sie bei suboptimalen ph-werten, verdichteten Böden und hoher Wassersättigung auftreten, können toxische Wirkungen in den Pflanzen hervorrufen und zu einem Ertragsausfall führen, so dass Manganspritzungen auf Flächen mit niedrigen ph- Werten den Pflanzen zusätzlich Stress verursachen. Wie aus der Abbildung 2 zu ersehen ist, weisen insbesondere die Ackerflächen mit den leichteren Böden (Sand, schwach lehmiger Sand) den höchsten Anteil in den ph-wert-klassen E und D auf, d.h. sie sind überkalkt, während die besseren Böden hinsichtlich der Kalkversorgung schlechter gestellt sind. Dies bedeutet, dass bei der Ausbringung der erforderlichen Kalkmengen entsprechend der Bodenart und dem ph-wert stärker differenziert werden muss. Für das Ackerland heißt dies, dass Einspar- bzw. Umverteilungspotentiale bei der Kalkung vor allem auf den überkalkten leichten Böden zu finden sind. Gleichzeitig ist es in den letzen Jahren zu einem Anstieg der überkalkten Flächen (ph-wert-klasse E und D) gekommen. Wie aus der Abbildung 1 zu ersehen ist, weisen ca. 1/3 der Ackerflächen des Landes einen ph-wert auf, der in diesen beiden ph-wert-klassen und damit über dem anzustrebenden ph-optimum liegt. Bei ca. 10 % der untersuchten Proben war der ph-wert sogar so hoch, das negative Auswirkungen auf die Bodenfruchtbarkeit zu erwarten sind und zusätzliche Aufwendungen bei der Düngung insbesondere bei den Spurennährstoffen Mangan und Bor, aber auch beim Phosphor erforderlich sind. Auch hier sind deutliche Einspar- bzw. Umlagerungspotentiale vorhanden. Die Nährstoffe Phosphor und Magnesium werden hinsichtlich ihrer pflanzenverfügbaren Bodengehalte sehr stark vom ph-wert beeinflusst. So kommt es bei niedrigen ph-werten zu erhöhten Festlegungen von Phosphor als Aluminium- bzw. Eisenphosphat, aus denen die 2

3 Pflanzen den Phosphor nicht herauslösen können, während Magnesium bei niedrigen ph-werten vom Sorptionskomplex des Bodens verdrängt wird, damit einer stärkeren Auswaschung ausgesetzt ist und aus dem Wurzelhorizont verloren geht. Die Abbildungen 3 und 4 zeigen insbesondere beim Magnesium, aber auch beim Phosphor, diesen Zusammenhang. Um auf Flächen mit niedrigen P- bzw. Mg-Gehalten und gleichzeitig niedrigem ph-wert eine Verbesserung der Phosphor- bzw. Magnesiumversorgung zu erreichen, ist zunächst eine Kalkung erforderlich, um den ph-wert in einen optimalen Bereich zu bringen. Erst danach sollte beim Phosphor über eine Aufdüngung nachgedacht werden % AL E D C B A Abbildung 1: Kalkversorgung - Ackerland MV Anteile in den ph-wert-klassen E - A (Gehaltsklasse C optimaler ph-wert) % AL leichtere leichtere < Bodenarten > bessere bessere E D C B A Abbildung 2: Kalkversorgung - Ackerland MV 2008/2009 ph-wert nach Bodenarten Da die nachhaltige Anhebung der Magnesiumbodengehalte über die Kalkung der kostengünstigste Weg ist, sollten bei gleichzeitigem Kalkbedarf immer magnesiumhaltige Kalke eingesetzt werden. Hinsichtlich des Ziel-pH-Wertes und der erforderlichen Aufkalkungsmenge bestehen zwischen den leichten und mittleren sowie den schweren Böden erhebliche Unterschiede. Die für die Erhaltungbzw. Meliorationskalkung erforderlichen Kalkmengen ergeben sich aus dem ph-wert, der Bodenart sowie dem Humusgehalt des Standortes. Die für die Aufkalkung bzw. Erhaltungskalkung unter den Standortbedingungen von Mecklenburg-Vorpommern erforderlichen Kalkmengen für Ackerland können den Richtwerten für die Untersuchung und Beratung zur Umsetzung der DüV entnommen werden. Die nachfolgende Tabelle 2 gibt einen Auszug wieder. 3

4 100% 80% 60% 40% 20% 0% A B C D E ph-wert-klasse P-Versorgung E D C B A Abbildung 3: Phosphorversorgung in Abhängigkeit vom ph-wert - Ackerland MV % 80% 60% 40% 20% 0% A B C D E ph-wert-klasse Mg-Versorgung E D C B A Abbildung 4: Magnesiumversorgung in Abhängigkeit vom ph-wert - Ackerland MV 2009 Tabelle 2: Kalkbedarf zur Erreichung eines optimalen ph-wertes auf Ackerland mit einem Humusgehalt < 4 % (Auszug) ph-wert- Klasse Sand schwach lehmiger Sand Bodenart stark lehmiger Sand sandiger/ schluffigiger Lehm toniger Lehm bis Ton CaO dt/ha ph-wert-klasse A und B in Abhängigkeit vom gemessenen ph-wert A > 27 > 42 > 58 > 70 > 90 B C D E Maximale Einzelgabe/a Ziel-pH-Wert erreicht, keine Kalkung erforderlich Ziel-pH-Wert erreicht, keine Kalkung erforderlich Wurde durch die Bodenuntersuchung eine Gesundungskalkung ausgewiesen (ph-wert-klasse A und B) sind die erforderlichen Kalkmengen unverzüglich ohne Berücksichtigung der Fruchtart auszubringen. Dieses sollte innerhalb eines Jahres bzw. bei großen Kalkmengen innerhalb von zwei Jahren nach der Bodenuntersuchung erfolgen, um die sonst bei allen Kulturen auftretenden Ertragsausfälle zu vermeiden. Um einen zu starken und schnellen Anstieg des ph-wertes auszuschließen, der zu einer Festlegung von Mikronährstoffen bzw. zu einer verstärkten Mineralisierung der organischen Substanz des Bodens führen kann, sind bei sehr niedrigen ph- Werten die empfohlenen Kalkmengen entsprechend der letzten Zeile in Tabelle 2 aufzuteilen. Eine Erhaltungskalkung sollte einmal pro Fruchtfolgerotation eingeordnet werden. Bei der Ausbringung in die Fruchtfolge sind die ph-ansprüche der Fruchtarten (Tabelle 3) zu 4

5 berücksichtigen, d.h. die Kalkung sollte immer zu den anspruchsvolleren Kulturen ausgebracht werden. Die Ausbringung einer Erhaltungskalkung sollte nach der Ernte auf die Stoppel vor der kalkbedürftigen Frucht entsprechend derem ph-wert-optimum erfolgen und mit einer flachen Einmischung mittels Grubber, Scheibenegge oder Schälpflug verbunden sein, um den Kalk nicht mit der Pflugfurche zu vergraben. Tabelle 3: Ansprüche der Hauptfruchtarten an die Bodenreaktion Fruchtart ph-wert-optimum Fruchtart ph-wert-optimum Wintergerste 6,5-8,0 Mais 5,8-7,0 Sommergerste 6,5-8,0 Gras 5,5-7,0 Winterraps 6,5-7,5 Winterroggen 5,0-6,5 Winterweizen 6,0-7,5 Hafer 5,0-6,0 Zuckerrübe 6,0-7,5 Kartoffeln 5,0-6,0 Wichtig bei der Kalkdüngung ist, sie immer zeitversetzt zur mineralischen Phosphordüngung und zu einer organischen Düngung durchzuführen, da es sonst zur direkten Festlegung von Phosphor bzw. zu Ammoniakverlusten kommen kann. In jedem Fall sollte zwischen einer Kalkung und einer anderen Düngungsmaßnahme immer ein Bodenbearbeitungsgang und ein gewisser zeitlicher Abstand liegen. Eine Kopfdüngung mit Kalk im zeitigen Frühjahr oder über Winter ist ebenfalls möglich. Unter den Bedingungen von M-V - große Schläge mit teilweise sehr heterogenen Bodenverhältnissen - ist eine einheitliche Kalkung entsprechend dem in der Bodenuntersuchung ausgewiesenen mittleren ph-wert des Schlages meist uneffektiv. Hier empfiehlt es sich, die Kalkung nach den ph-werten bzw. empfohlenen Kalkdüngermengen der einzelnen Probenahmeparzellen teilflächenspezifisch auszubringen. In die Bewertung des ph-wertes einer Probenahmeparzelle sollte in jedem Fall die Bodenart und bei Humusgehalten über 4 % auch dieser parzellenweise mit eingehen. Bei den Kalkdüngern ist zwischen kohlensauren Kalken, Mischkalken, Löschkalken und Branntkalken bzw. Konverterkalken, Hüttenkalken, Rückstandskalken und Carbokalken zu unterscheiden. Ebenso kann bei der Auswahl der Kalke die Frage der Magnesiumversorgung geklärt werden, da Düngekalke neben Calcium auch Magnesium enthalten können (Dolomitische Kalke, Mg-Mergel). Mit diesen Kalken kann die Mg- Versorgung der Böden günstig und nachhaltig gesichert werden. Die neutralisierende Wirkung (basische Wirksamkeit) eines Kalkes beruht auf der Fähigkeit Carbonat-Ionen (CO - 3 ) bereitzustellen, die mit den versauernden H + - Ionen reagieren und diese in der Bodenlösung über die Bildung von H 2 CO 3 als CO 2 und H 2 O neutralisieren entfernen. Dabei ist es unwesentlich, aus welcher Verbindung die Carbonat-Ionen freigesetzt werden. Sowohl Ca als auch Mg liegen in den meisten handelsüblichen Kalken in Carbonatform (CaCO 3, MgCO 3 ) vor (außer Brannt-, Misch- und sonstige Kalke). Das Carbonat aus den Mg-Verbindungen wird ebenfalls basisch wirksam. Eine gleiche Menge von Kalk kann entsprechend dem Calcium- bzw. Magnesiumanteil eine unterschiedliche Neutralisationswirkung aufweisen, da Calcium und Magnesium verschiedene Atomgewichte (Ca : Mg; 40,0 : 24,3) aufweisen und dem entsprechend der Carbonatanteil in einer dt Kalk niedriger oder höher sein kann. In ihrer Wirkung auf den BodenpH-Wert unterscheiden sich die Kalkdünger nicht wesentlich. Geht man bei Einhaltung der düngemittelrechtlichen Forderungen (u.a. Mahlfeinheit) von gleichen CaO-Mengen aus, so werden von allen Kalken sowohl auf die Bodenreaktion als auch auf den Ertrag ähnliche Wirkungen erzielt. Auf magnesiumarmen Standorten erzielen dagegen die magnesiumhaltigen Kalke die größeren Ertragsvorteile, während auf sehr schweren Standorten mit bereits hohen ph-werten nur mit gebrannten bzw. gelöschten Kalken noch eine Verbesserung der Bodenstruktur erreicht werden 5

6 kann. Beim Landhandel sind sehr unterschiedliche Kalkprodukte verfügbar. Aus diesem Grund ist es notwendig, diese in ihrer Qualität und ihren Eigenschaften zu unterscheiden. Entscheidend für die schnelle Wirkung ist neben der Kalkform auch die Mahlfeinheit. Je feiner ein Kalk gemahlen ist, desto höher ist seine Reaktivität und desto schneller wirkt er auch. Nach dem Düngemittelrecht sind folgende wesentlichen Merkmale zur Charakterisierung von Kalken heranzuziehen: der Gehalt an Calcium und Magnesium, der je nach Kalkart als CaO und MgO oder als CaCO 3 und MgCO 3 anzugeben ist, z.b. Kohlensaure Kalke > 75 % CaCO 3 Branntkalk > 65 % CaO der Gehalt an basisch wirksamen Bestandteilen (kein Mindestwert) die Mahlfeinheit, z.b. Kohlensaure Kalke < 3,15 mm 97 % des Kalkes < 1,00 mm 70 % des Kalkes Branntkalk < 3,15 mm 97 % des Kalkes < 1,00 mm nicht erforderlich die Reaktivität, z.b. Kohlensaure Kalke mit < 25 % MgCO 3 > 30 % Reaktivität mit > 25 % MgCO 3 > 10 % Reaktivität Branntkalk keine Vorgaben Aufgrund des unterschiedlichen Kalkgehaltes bzw. der nach Düngemittelrecht als CaCO 3 bzw. als CaO anzugebenden Gehalte ergeben sich für die einzelnen Kalkarten unterschiedliche Aufwandmengen, um 1 dt/ha CaO auszubringen: 1 dt/ha CaO = 2,10 dt Granukal mit 80 / 5 % als CaCO 3 = 2,10 dt Englischer Magnesium-Kalk mit 50 / 35 % als CaCO 3 = 2,10 dt Faxe-Kalk mit 85 % als CaCO 3 = 2,23 dt Faxe II Phasenkalk mit 70 / 10 % als CaCO 3 = 2,22 dt U-Kalk mit 45 % als CaO = 2,23 dt Rügener Kreidekalk mit 80 % als CaCO 3 = 2,23 dt Rügener II Phasenkalk mit 70 / 10 % als CaCO 3 = 2,85 dt Rüdersdorfer Rückstandskalk mit 21 / 14 % als CaO = 2,10 dt Kamsdorfer Kalk mit 50 / 35 % als CaCO 3 = 1,33 dt Branntkalk mit 75 % als CaO = 3,33 dt Carbokalk mit 30 % als CaO = 2,29 dt Dänischer Kreidekalk mit 78 % als CaCO 3 = 1,98 dt Harzer Magnesiumkalk mit 50 / 40 % als CaCO 3 = 1,98 dt Rigaer Kalk mit 50 / 40 % als CaCO 3 In den Düngungsempfehlungen der Bodenuntersuchung werden die benötigten Kalkmengen in der Regel in dt/ha CaO angegeben. Die auf den Deklarationen der Kalkdünger enthaltenen Angaben werden bei den am häufigsten eingesetzten kohlensauren Kalken dagegen als % CaCO 3 (= 1,783 x CaO) bzw. als MgCO 3 (= 2,091 x MgO) angegeben und müssen zur Vergleichbarkeit umgerechnet werden (weitere Umrechnungsfaktoren siehe Broschüre Richtwerte für die Untersuchung und Beratung zur Umsetzung der DüV ). Fachinformation: DüV Stand: Anfragen an: Dr. Kape, Dr. Pöplau, MSc. agr. Nawotke Zuständige Stelle für landwirtschaftliches Tel.: , -12, -72 Fax: Fachrecht und Beratung (LFB) Mail: lfb@lms-beratung.de LMS Landwirtschaftsberatung Internet: // Graf-Lippe-Straße 1, Rostock Landwirtschaftliches Fachrecht & Beratung 6