>187. Grundseminar Boden und Düngung

Transkript

1 >187 Grundseminar Boden und Düngung

2

3 Schriftenreihe des Bundesverbandes Deutscher Gartenfreunde e.v., Berlin ( BDG ) Heft / Jahrgang Tagung: vom 15. bis 17. September 2006 in Stuttgart Herausgeber: Präsident: Seminarleiter: Zusammenstellung: Bundesverband Deutscher Gartenfreunde e.v. Platanenallee 37, Berlin Telefon 030/ /141 Telefax 030/ Ingo Kleist Jürgen Sheldon Präsidiumsmitglied des Bundesverbandes Deutscher Gartenfreunde e.v. Ute Gabler Nachdruck und Vervielfältigungen (fotomechanischer und anderer Art) - auch auszugsweise - dürfen nur mit Genehmigung des Bundesverbandes Deutscher Gartenfreunde erfolgen. ISSN Auflage: 1.000

4

5 Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung Dieses Projekt wurde finanziell von der Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung gefördert. Der Förderer übernimmt keine Gewähr für die Richtigkeit und Vollständigkeit der Angaben sowie für die Beachtung privater Rechte Dritter. Die geäußerten Ansichten und Meinungen müssen nicht mit denen des Förderers übereinstimmen. INHALTSVERZEICHNIS SEITE Vorwort 5 Jürgen S h e l d o n Präsidiumsmitglied des Bundesverbandes Deutscher Gartenfreunde e.v. Bedeutung des Bodens, seine Eigenschaften und 7 Funktionen Dr. Dieter M ü l l e r Staatsschule für Gartenbau Stuttgart-Hohenheim Nährstoffkreislauf im System Boden-Pflanze 31 Dr. sc. Drs. h.c. Michael B ö h m e Humboldt-Universität zu Berlin, Landwirtschaftlich- Gärtnerische Fakultät, Institut für Gartenbauwissenschaften Reproduktion der Bodenfruchtbarkeit 41 Thomas J a k s c h Forschungsanstalt Weihenstephan Institut für Gartenbau Freising Bundesverband Deutscher Gartenfreunde e.v. - Grüne Schriftenreihe 187

6 Bodenpflege und Bodenschutz 51 Klaus-Dieter K e r p a Fachberater des Stadtverbandes Leverkusen der Kleingärtner e.v. Kreislaufwirtschaft ein Beitrag zur ökologischen Garten- 69 bewirtschaftung Wolfram F r a n k e Chefredakteur kraut&rüben Biologisches Gärtnern und naturgemäßes Leben München Berichte aus den Arbeitsgruppen zu den Themen: AG I Bedeutung, Funktion des Gartenbodens im Kleingarten 78 Leiter der Arbeitsgruppe I: Heinrich L e u m e r Landesverband der Gartenfreunde Bremen e.v. AG II Kreisläufe und Arbeitsabläufe zwischen Boden und 79 Pflanze Leiterin der Arbeitsgruppe II: Sabine M e t z g e r Landesverband der Gartenfreunde Baden-Württemberg e.v. AG III Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit durch Bodenpflege 80 und Bodenschutz Leiter der Arbeitsgruppe III: Sven W a c h t m a n n Landesverband Berlin der Gartenfreunde e.v. Bundesverband Deutscher Gartenfreunde e.v. - Grüne Schriftenreihe 187

7 - 5 - Vorwort Auf dem vom September 2006 in Stuttgart stattfindenden Grundseminar Boden und Düngung setzten sich die teilnehmenden Multiplikatoren mit den Grundlagen der Bodenkunde und der Pflanzenernährung auseinander. Hochkarätige Referenten plädierten in ihren Vorträgen für einen fachlich fundierten und behutsamen Umgang mit der Ressource Boden. Sie wiesen auf die vielfältigen Probleme einer nachhaltigen Bodennutzung unter dem Aspekt der Bodenpflege und des Bodenschutzes hin. Boden ist kein beständiges Medium, sondern ein dynamischer Organismus kurz: der Boden lebt. Mit diesen Worten begann Dr. Dieter Müller, Boden-Experte der Universität Hohenheim Stuttgart, sein Referat. Es gelang ihm, den Teilnehmern in knapper Zeit die umfangreichen Grundlagen der Bodenkunde auf anschauliche Weise näher zu bringen. Doz. Dr. Michael Böhme, Chef der Lehr- und Forschungsgruppe Gemüsebau im Institut für Gartenbauwissenschaften der Humboldt-Universität zu Berlin, stellte seinem anschaulichen Vortrag die Frage zugrunde: Gibt es einen Zusammenhang zwischen der Nährstoffversorgung der Pflanzen und dem Nährwert des anschließenden Produkts Obst oder Gemüse? Behutsam erläuterte er die Grundlagen des Nährstoffkreislaufs im System Boden und Pflanze und erklärte, wie der Gärtner darauf Einfluss nehmen kann. Warum Fruchtfolge betreiben?, mit dieser Frage eröffnete Thomas Jaksch, Spezialist des Instituts für Gartenbau der Forschungsanstalt Weihenstephan seine Ausführungen zur Reproduktion der Bodenfruchtbarkeit. Beeindruckend war seine detaillierte Analyse von Fachbegriffen wie Fruchtfolge, Kulturfolge, Anbaupause, Monokultur, Reinkultur, Mischkultur, die im Freizeitgartenbau oft, aber selten richtig gebraucht werden. Dieter Kerpa, bekannter Bodenorganismen-Spezialist des rheinländischen Landesverbands der Kleingärtner aus Leverkusen ging in seiner visuell sehr ansprechenden Präsentation auf das Bodenleben ein. Er begann seinen Vortrag mit dem Hinweis auf die Europäische Bodencharta, in der bereits 1972 festgestellt wurde, dass der Boden eines der kostbarsten Güter der Menschheit ist. Wolfram Franke, Chefredakteur des bekannten Bio-Gartenmagazins kraut&rüben, erläuterte in seinem Vortrag die Kreislaufwirtschaft als Beitrag zur ökologischen Gartenbewirtschaftung. Die Maßnahmen des biologischen Anbaus wirken stets maßvoll, das heißt, mal mehr, mal weniger, so der Autor. Er gab den Teilnehmern folgende Worte mit auf den Weg: Sorgfältige Bodenpflege ist das A und O einer funktionierenden Kreislaufwirtschaft im Kleingarten. In der Lehr- und Versuchsanstalt Hohenheim konnten sich die Fachberater unter kundiger Führung einen umfassenden Eindruck von Sortimentsneuheiten bei Stauden- sowie Beet- und Balkonpflanzen in den Sichtungsanlagen des Instituts verschaffen. Mit intensiver Gruppenarbeit beendeten die Seminarteilnehmer die Veranstaltung und fassten grundlegende Positionen zum Umgang mit der Naturressource Boden im Kleingarten gemäß den Leitlinien der Guten fachlichen Praxis zusammen. Jürgen Sheldon Präsidiumsmitglied für Fachberatung des Bundesverbandes Deutscher Gartenfreunde e.v.

8

9 - 7 - Bedeutung des Bodens, seine Eigenschaften und Funktionen Dr. Dieter M ü l l e r Staatsschule für Gartenbau Stuttgart-Hohenheim

10 - 8 - Bedeutung des Bodens seine Eigenschaften und Funktionen Der Boden Partner der Pflanzen Funktionen des Bodens in der Biosphäre Entstehung und Entwicklung - Mineralboden Organischer Boden Porenraum Chemische Bodenprozesse Einfache Untersuchungsmethoden Ohne Pflanzen kein Boden - Ohne Boden keine Pflanzen! Schon in der Anfangsphase der Bodenbildung zerlegen Flechten und Moose mit ihren Wurzelausscheidungen das Gestein. Ihre Rückstände liefern die ersten Humusvorräte. Pflanzen tragen mit ihrem Wurzelnetz bei zur Bodenlockerung, zur Porenraumbildung und zur organischen Substanz. Pflanzliche Reststoffe dienen als Nahrungsquelle des Bodenlebens und fördern dessen Aktivität (Lebendverbauung, Krümelstabilisierung, Schaffung von Porenraum, Mineralisierung der organischen Substanz). Der Boden ist Speicher und Lieferant für Wasser und Nährstoffe. Er bietet den Pflanzen Halt. Die Grobporen vermitteln den Austausch der Gase bei der Wurzelatmung. Gefährdungen der Pflanzen durch Säureeinwirkungen und durch Salzanreicherung werden vom Boden abgepuffert. Als Boden bezeichnet man die oberste Schicht der Erdkruste. Er bildet ein natürliches Substrat, eine von der Natur geschaffene Unterlage für das Pflanzenwachstum (von substratum = unterbreitet, unterlegt). Bausteine des Bodens sind die Minerale mit kristalliner Struktur und die Huminstoffe mit komplexem Molekülaufbau. Die Porenräume zwischen den festen Partikeln führen die Bodenluft, leiten das Sickerwasser ab und speichern das Haftwasser im Boden. Wegen seiner Bedeutung für die Pflanzen bildet der Boden die Lebensgrundlage für Mensch und Tier. Durch seine Filterwirkung (Rückhaltung Anlagerung Abbau von Schadstoffen) leistet der Boden einen wichtigen Beitrag zur Reinhaltung des Grundwassers. Die Entwicklung eines Bodens wird bestimmt von der Vegetation, vom Klima und vom Gestein. Die Ertragskraft nimmt im Laufe der Entwicklung zu von Zustandsstufe 7 bis Zustandsstufe 1 und sinkt im weiteren Verlauf wieder auf Stufe 7 ab. Die Entwicklungsschritte sind in Seite 9 und 10 zusammengefasst. Faktoren der Bodenbildung sind: Lithosphäre (der Bereich der Gesteine), Biosphäre (der Bereich der Lebewesen), Hydrosphäre (der Bereich der Gewässer), Atmosphäre (die Lufthülle). Abb. 1: Faktoren der Bodenbildung

11 - 9 - Abb. 2: Durchschnittliche Zusammensetzung eines natürlich gewachsenen Bodens Entwicklung desbodens Abb. 3: Zeitlicher Ablauf der Bodenentwicklung 1. Verwitterungsprozesse an der Gesteinsoberfläche. 2. Vegetationseinflüsse durch Rohbodenbesiedler. 3. Verlehmung durch Kalkauswaschung bei kalkhaltigem Ausgangsgestein. 4. Vermischung von Humus und Mineralboden durch das Edaphon (Bioturbation) Ausbildung eines A-Horizonts 5. Verwitterung im Unterboden. Verbraunung durch Oxidation von Eisen in primären Silikaten. Ausbildung eines B-Horizonts 6. Vertiefung der Bodenauflage. Gute Versorgung mit Nährstoffen und Wasser. Optimale Ertragskraft. Zustandsstufe 1 7. Verlagerung von Ton und Humus durch Säureangriff, Auslaugen des unteren A-Horizonts (A l ). Verlagerung von Eisen durch Einwirkung von Huminsäuren, Ausbleichen des unteren A- Horizonts (A e ). Verschlechterung der Bodenstruktur (Krümelzerstörung) und Verschlechterung der Durchwurzelbarkeit. 8. Verdichtung durch Ablagerung von Ton- und Humus- Kolloiden im Unterboden, Entstehung einer Stauwassersohle. Ortsteinbildung in sauren Böden.

12 Abb. 4: Zustandsstufen eines Bodens im Laufe der Entwicklung 9. Nach Niederschlägen Vernässung oberhalb der Verdichtungszone. Sickerwasserporen verstopft. Pfützenbildung an der Oberfläche Bei Trockenheit Austrocknung oberhalb des Verdichtungshorizonts. Kapillaraufstieg des Grundwassers nicht mehr möglich. 10. Versauerung durch Hemmung des Gasaustausches. CO 2 bleibt in der Boden-lösung. Verarmung des Bodens an Nährstoffen. Diese werden durch H + von den Sorptionsplätzen verdrängt und ausgewaschen. 11. Am Ende der Entwicklung Entstehung einer porenarmen verdichteten Bodenmasse mit hellgrauen Zonen. Wegen des Sauerstoffmangels entstehen aus sauerstoffreichen braunen Eisen (III) Verbindungen sauerstoffarme hellgraue Eisen (II) Verbindungen als Folgeprodukte. Der Mineralboden Verwitterungsprozesse (Einwirkungen von Temperaturschwankungen, von Wasser, von Frost) führen zur mechanischen Zerlegung der Gesteine in ihre Bausteine, die Minerale. Durch Auslaugungsprozesse oder Umsetzung mit Sauerstoff werden Minerale auf chemischem Wege zerlegt und neue Bodenminerale aufgebaut. Dazu zählen insbesondere die Tonminerale sowie die Calciumsalze Gips und kohlensaurer Kalk. Das entstandene Mineralgemisch, der Mineralboden, enthält als wichtigste Bestandteile Quarz (in Körnerform Sand, in Pulverform Schluff) und Ton. Der Tonanteil eines Bodens bestimmt maßgeblich die Speicherkapazität eines Bodens für Wasser und Nährstoffe und ist auch für die Bodenstruktur von Bedeutung. Abb. 5: Vom Gestein zum Mineralboden

13 Abb. 6: Schichtaufbau eines Bentonit-Kristallplättchens Im Folgenden soll auf die Tonminerale näher eingegangen werden. Die mikroskopisch kleinen Kristallstrukturen einem Durchmesser von weniger als 0,002 mm bestehen aus bis übereinander gestapelten Plättchen, so genannten Schichtpaketen. Sie besitzen oft eine hexagonale (sechseckige) Struktur. Ihre Entstehung erfolgt durch chemischen Umbau aus den Mineralien der Feldspat- oder Glimmergruppe. Bauelemente sind Silizium (Si), Aluminium (Al) und Sauerstoff. Reine Tonminerale sind weiß, Brauntöne werden durch Eisen (Fe) verursacht. Die Eigenschaften der Tonminerale leiten sich ab von ihrer Oberfläche. Neben der äußeren Oberfläche (äußere Begrenzung des Kristalls) verfügen sie über eine vieltausend Mal größere innere Oberfläche (Summe der Oberflächen der Schichtpakete im Innenbereich des Minerals). Die Oberflächen sind negativ aufgeladen. Sie können daher die positiv geladenen Ionen der Nährelemente (K +, Mg 2+, Zn 2+...) und polar gebaute Moleküle wie H 2 O gut festhalten. Nur bei den "fetten" oder quellfähigen Tonen ist die innere Oberfläche an den Austauscherprozessen Adsorption und Desorption mit beteiligt. Sie können durch Wasserzugabe bis auf das 20-fache Volumen aufquellen und besitzen ein sehr gutes Speichervermögen. Die wirksame Oberfläche, auch als spezifische Oberfläche bezeichnet, wird in m 2 pro Gramm angegeben. Die "fetten" Tone mit bis zu 800 m 2 pro Gramm nennt man auch Gärtnertone. Bei den "mageren" oder nicht quellfähigen Tonen ist die innere Oberfläche durch chemische Bindungskräfte verklebt. Anlagerung oder Abgabe von Wasser und Nährstoffen ist nur an der Außenfläche in geringem Umfang möglich. Bedingt durch den Bau der Schichtpakete treten an den Oberflächen Vertiefungen auf. Das positiv geladene Kaliumion passt von seiner Größe her genau in diese von negativen Ladungen umgebenen "Löcher". Die starken Anziehungskräfte führen zu einer besonders festen Bindung von Kalium in Tonböden, der so genannten Kalium-Fixierung. Bei tonreichen Böden sind deshalb zur Versorgung der Kultur mit Kali erhöhte Düngergaben erforderlich: "Ton ist ein Kali-Fresser"! Abb. 7: Wechselwirkung zwischen Tonmineralien und Kaliumionen

14 Eigenschaften der Böden in Abhängigkeit von der wichtigsten Körnungsfraktion Hohe Sand- Anteile Porenraum: Oberfläche: Wegen des großen Korndurchmessers hoher Anteil an Grobporen, wenig Mittel-und Feinporen Folgen: - hohe Wasserdurchlässigkeit - geringer Kapillaraufstieg - Frostsicherheit - intensive Durchüftung, deshalb starker Humusabbau - gute Durchwurzelbarkeit - geringes Wasser-Speichervermögen - schnelle Erwärmung (Porenraum überwiegend luftgefüllt) WARME BÖDEN geringere spezifische Oberfläche, keine Ladungen an der Oberfläche Folgen: - geringes Nährstoff-Haltevermögen - geringe Nährstoff-Vorräte - gute Nährstoff-Verfügbarkeit - starke Nährstoff-Auswaschung ARME BÖDEN Wechselwirkung zwischen den Bodenpartikeln: gering Folgen: - Erosion (von Grobsanden zu Feinsanden stark zuehmend) - leichte Bearbeitbarkeit LEICHTE BÖDEN Hohe Schluff- Anteile Schluff = mehliges Material aus Quarz und Feldspäten Porenraum: Oberfläche: hoher Anteil an Mittelporen Folgen: - mittlere/geringe Wasserdurchlässigkeit - gutes Speichervermögen für pflanzenverfügbares Haftwasser - Erwärmbarkeit und Durchwurzelbarkeit abhängig vom Ausmaß der Verdichtung mittlere spezifische Oberfläche, mittlere Aufladung Folgen: - mittlere Nährstoffvorräte - mittleres Nährstoff-Haltevermögen - mittlere Nährstoff-Verfügbarkeit Wechselwirkung zwischen den Partikeln: gering Folgen: - Starke Erosionsgefahr (Partikel sehr leicht) - bei Nässe: Verschlämmung und Vedichtung - bei Trockenheit: Verkrustung Hohe Ton-Anteile Porenraum: höchster Gesamt-Porenraum, hauptsächlich Feinporen geringer Anteil an Grob- und Mittelporen

15 Folgen: - geringe Wasserdurchlässigkeit (oft staunaß) - schlechte Durchlüftung - ungenügende Durchwurzelbarkeit - sehr hohes Wasserspeichervermögen - schlechte Wasserverfügbarkeit - langsame Erwärmung (Porenraum auf Dauer überwiegend wassergefüllt) KALTE BÖDEN Oberfläche: sehr hohe spezifische Oberfläche (bis 800 m 2 /g) starke negative Aufladung der Tonpartikel Folgen: - hohes Nährstoff-Speichervermögen (Adhäsion) - hohe Nährstoff-Vorräte - schlechte Nährstoffverfügbarkeit (auch wegen beschränkter Durchwurzelbarkeit) - bei Nässe: breiige Konsistenz durch große Wasserhülle - bei Trockenheit: Verkittung durch Calciumionen Wechselwirkung zwischen den Partikeln: sehr hoch Folgen: - hohe Widerstandsfähigkeit gegen Erosion (Kohäsion) - schwere Bearbeitbarkeit (nur bei % Wassergehalt) SCHWERE BÖDEN Tonböden sind spätfrostgefährdet (Maifröste) wegen ihres großen Wasservorrats. Beim Gefrieren werden als Folge der Ausdehnung die Wurzeln zerquetscht. In grobporigen luftgefüllten Böden halten Wurzeln tiefere Temperaturen aus als in wassergefüllten Böden. Abb. 8: Bearbeitbarkeit von Böden in Abhängigkeit von Feuchtigkeitsgehalt Die Gärtnertone Bentonit und Montmorrillonit werden eingesetzt zur Verbesserung des Wasserund Nährstoffhaltevermögens bei leichten Böden, als Substratkomponente bei Einheitserden und als Abdichtungsmaterial beim Teichbau. In der Porzellan- und Keramik-Industrie sowie in der Töpferei finden die "mageren" Töpfertone Kaolinit und Illit Verwendung. Formen aus diesen Tonmaterialien schrumpfen beim Brennen nicht. Die Eigenschaften von Mineralböden leiten sich wesentlich ab von der Zusammensetzung der Körnung. Das Gemisch wird als Bodentextur oder Bodenart bezeichnet. Zur Bestimmung der Körnungsanteile werden zunächst auf einem Rüttelsieb alle Bodenteilchen mit über 2 mm Durchmes-

16 ser abgetrennt. Diese rechnet man zum Grobboden oder Bodenskelett; sie sind für das Pflanzenwachstum von untergeordneter Bedeutung. Abb. 9: Körnungsfraktionen der mineralischen Bodenbestandteile. Vom verbleibenden Feinboden wird mit zunehmend engmaschigeren Sieben in acht Siebungen das Siebkorn ab- getrennt. Dieses ist identisch mit der Sandfraktion S (Teilchendurchmesser von 2 mm bis 0,063 mm). Die leichteren Bodenteilchen lassen sich nur mit Hilfe der Sinkgeschwindigkeit in einer wässrigen Aufschlämmung weiter auftrennen. Das Schlämmkorn setzt sich zusammen aus der Schlufffraktion U (0,063 mm bis 0,002 mm) und der Tonfraktion T mit einem Teilchendurchmesser von weniger als 0,002 mm. Die Bodenart wird bei Kenntnis der Prozentanteile der Körnungsfraktionen mit dem Bodenarten- Dreieck bestimmt. Das Bodenarten-Dreieck ist unterteilt in die vier Bereiche der vier mineralischen Bodenarten Sand S, Schluff U, Lehm L und Ton T. Das Litergewicht dieser Bodenarten liegt jeweils bei 1,3 1,6 kg. Abb. 10: Dreiecksdiagramm der Körnungsarten Bodenarten: S=Sand U=Schluff L=Lehm T=Ton Aus steuerlichen Gründen wurde durch die Reichsbodenschätzung 1935 die Ertragskraft der landwirtschaftlich genutzten Böden erfasst. Als Vergleichsfläche für die landesweite Bodenbewertung wurde eine Ackerfläche aus Schwarzerde in der Magedeburger Börde ausgewählt. Diesem Boden bester Güte wurde die Bodenzahl 100 zuerkannt. Der Messwert der Bodenfruchtbarkeit, die Bodenzahl ist abhängig von drei Kriterien:

17 Höchste Bewertungen erhalten Böden aus schluffigem Lehm der Stufe 1, entstanden aus Lößablagerungen oder aus nacheiszeitlichen Schwemmlandsedimenten. - Bodenart - Zustandsstufe des Bodens - Geologisches Ausgangsmaterial der Bodenbildung Die Ertragsfaktoren Tiefgründigkeit, Durchwurzelbarkeit, Wasser- und Luftführung, Nährstoffspeicherung und abgabe sind bei mittleren Böden optimal aufeinander abgestimmt. Abb.11: Bodenart und Ertrag Außerdem verfügen sie über die höchsten pflanzenverfügbaren Wasservorräte, ein wichtiger Wachstumsvorteil für die Vegetation in Zeiten der Trockenheit. Abb. 12: Bodenart und Bodenzahl

18 Körnung (Durchmesser) Sandfraktion Bodenarten Sand Lehme Schluffe Tone % % 0-40 % (0,063 2 mm) 0-60 % Schluffraktion % % (0,063-0,002 mm) 0-20 % Tonfraktion % 0-20 % % (< 0,002 mm) Einteilung nach Bearbeitbarkeit leichte Böden mittlere Böden schwere Böden mittlere Teilchengröße mittlere Porengröße Durchlüftung, Wasserspeicherung nutzbare Feldkapazität Speicherung von pflanzenverfügbarem Haftwasser Nährstoffgehalt und -Speicherung Fruchtbarkeit Abb. 13: Körnung als Faktor der Bodenfruchtbarkeit Der Organische Boden Die organische Substanz des Bodens setzt sich zusammen aus Humus (85 %), Pflanzenwurzeln (10 %) und Edaphon (5 %). Darunter versteht man die Gesamtheit der Lebewesen im Boden. 80 % davon entfallen auf die Bodenflora, in der jeweils zu gleichen Teilen Bakterien (Einzeller) und Pilze vertreten sind. Deren Energiequelle ist der Abbau von Organischen Reststoffen bis zur Zerlegung in CO 2, H 2 O und Mineralsalze. Schwer abbaubare Pflanzenrückstände werden zunächst zu Huminstoffen umgebaut und mit zeitlicher Verzögerung ebenfalls mineralisiert. Günstige Abbaubedingungen sind: gute Luftführung, Feuchte, Temperatur 15 bis 35 C, neutrales ph-millieu, ausreichende Stickstoffversorgung. Die höchste Aktivität entwickeln die Mikroorganismen in 3 15 cm Bodentiefe: an der Oberfläche ist es zu trocken, mit zunehmender Tiefe nimmt der Sauerstoffgehalt ab.

19 Der zweite Teil des Edaphons, die Bodenfauna, umfasst eine Vielzahl von Vertretern: Asseln, Springschwänze, Nematoden, Maulwürfe etc. Von diesen Arten kommt dem Regenwurm eine ü- berragende Bedeutung zu. Seine Funktionen: - Zerkleinerung von organischen Resten und Vergrößerung der Oberfläche - im Verdauungstrakt Vermischung und Verklebung von organischen und mineralischen Bodenbestandteilen; Aufbau des Wurmlosungsgefüges. - Schaffung von Grobporenraum. Damit Förderung von Durchlüftung, Dränung und Durchwurzelbarkeit. - durch die ständige Auf-und Abwärtsbewegung (tagsüber im Unterboden, nachts an der Oberfläche) Vermischung von Mineralboden und organischer Auflage. Aufbau des Oberbodens (A-Horizont) durch den Prozess der Bioturbation. Das Edaphon in 1 ha Boden mit einer Masse von etwa 5 t mineralisiert pro Jahr 4 15 t organisches Material. Durch Bioturbation werden im gleichen Zeitraum ca. 100 t Bodenmaterial umgeschichtet. Ohne Pflugeinsatz werden so im Laufe von 10 bis 15 Jahren die obersten 10 cm des Bodens komplett gewendet. Pflanzliche Rückstände bilden die Energiequelle für die Lebensprozesse des Bodenlebens. Die Trockensubstanz der Organischen Masse liefert beim Abbau zu CO 2 etwa halb so viel Energie wie Erdöl (bezogen auf die Masse). Energieliefernder Vorgang: Umwandlung von Kohlenstoff in Kohlenstoffdioxid C (organisch gebunden) + O 2 (Sauerstoff) CO 2 + Energie Als Nebenprodukt entsteht Wasser. Ausserdem erfolgt Freisetzung der eingebauten Mineralstoffe (Mineralisierung). Das Abbauverhalten ist abhängig: 1. vom Stickstoffgehalt 2. von der chemischen Struktur der organischen Reststoffe. Abb. 14: Stoffkreislauf in der Natur Maßstab für den Stickstoffanteil ist das C: N-Verhältnis. Dieses gibt in etwa an, wieviel Gramm Kohlenstoff in der Trockensubstanz eines Organischen Materials auf ein Gramm Stickstoff entfallen. Materialien mit weniger als 20 Gramm C auf 1 Gramm N werden wesentlich schneller zerlegt als Materialien mit mehr als 25 Gramm C auf 1 Gramm N.

20 Auswirkungen des C : N Verhältnisses von Organischen Reststoffen auf den pflanzenverfügbaren Stickstoff N min in der Bodenlösung AUSGEGLICHENES C : N - VERHÄLTNIS N org IM HUMUS C auf 1 N N org IM PROTEIN DER BAKTERIEN Die org. Masse deckt den N-Bedarf der Mikroorganismen WEITES C : N - VERHÄLTNIS N org IM HUMUS N min AUS DER BODENLÖSUNG MEHR ALS 25 C auf 1 N N org IM PROTEIN DER BAKTERIEN Die organische Masse liefert nicht genügend N für die Mikroorganismen. Der zusätzliche N-Bedarf wird der Bodenlösung entzogen (Rindenmulch, Hackschnitzel). ENGES C : N - VERHÄLTNIS WENIGER ALS 20 C auf 1 N N org. IM PROTEIN DER BAKTERIEN N org IM HUMUS N min AN DIE BODENLÖSUNG Die organische Masse liefert N über den Bedarf der Mikroorganismen hinaus Der Überschuß wird als N min an die Bodenlösung abgegeben (Hornspäne, Blutmehl). Material Das Kohlenstoff : Stickstoff-Verhältnis (C:N-V) einiger organischer Stoffe C : N-Verhältnis Rasenschnitt 12 : 1 Stallmist 15 : 1-20 : 1 Kompost 15 : 1-25 : 1 Laubstreu 40 : 1-50 : 1 Rindenmulch 60 : 1 Weizenstroh 80 : : 1 Sägemehl 500 : 1

21 Als Folge der zunehmenden Bindungsfestigkeit nimmt die Zersetzungsgeschwindigkeit ab in der Reihe: Zucker/Aminosäuren Stärke/Proteine Zellulose Lignin Wachse/Gerbstoffe. Je langsamer der Abbau, desto größer ist der Anteil der organischen Masse, welcher in Form von Huminstoffen stabilisiert wird. Nachfolgend sind die wichtigsten Humusprodukte nach Ihrer Bodenwirkung (Humusart) und nach ihrem Ausgangsmaterial (Humusform) zusammengestellt. Humusarten und Humusformen HUMUSARTEN NÄHRHUMUS DAUERHUMUS beschreiben bodenwirksame Eigenschaften eines Humusmaterials "Milder Humus" schwach sauer, hoher Stickstoffgehalt Rascher Abbau und Freisetzung der Nährstoffe, anhaltende Düngewirkung "Saurer Humus" stärker sauer, geringer Stickstoffgehalt Strukturstabil, langsamer Abbau, Schaffung von Porenraum, Bodenverbesserung HUMUSFORMEN MULL MODER ROHHUMUS teilen das Humusmaterial ein nach seiner Entstehung Komposthumus, ganz überwiegend Nährhumus, kaum sauer Laubwaldhumus, mäßig sauer, Dauer- und Nährhumus Humusform aus Nadel- und Heidstreu, stark saure Wirkung, fast ausschließlich Dauerhumus, Entwicklung von aggressiven Fulvosäuren Bei der Herstellung von Kompost aus Organischen Abfällen entsteht durch teilweise Mineralisierung ein Masseverlust von etwa 50 Prozent. Die freigesetzte Energie führt vor allem während der Hauptrotte (etwa ein bis zwei Wochen nach Beginn der Kompostierung) zu einem beachtlichen Temperaturanstieg (je nach Größe der Anlage 60 C 80 C). Humusgehalte verschiedener Böden (Bodenschicht 0 20 cm) Nutzung Humusform Prozentgehalt Acker Mull 0,5-2 % Laubwald Moder 4 % Nadelwald Rohhumus 6 % Grünland Mull/Moder 7-8 % Gärtnerische Erden Mull 6-10 %

22 Die wichtigsten Humuseigenschaften 1. Bei der Mineralisation von Humus werden N - P S freigesetzt (Bausteine von Eiweiß). K wird ebenfalls verfügbar (in den Pflanzensäften enthalten). 2. Durch Einwirkung von Huminsäuren werden Nährelemente (K Ca Mg - Fe Mn Zn Cu B Mo) aus den Bodenmineralien herausgelöst (Humat-Effekt). 3. Anlagerungs- und Abgabevermögen für Pflanzennährstoffe (K A K, Kationenaustauschkapazität) schützt die Bodenlösung vor Versalzung (bei Mineraldüngung) und ermöglicht Nährelement-Nachlieferung bei Verarmung der Bodenlösung (Entzug durch Pflanzen, Auswaschung) Salz-Pufferung. 4. Verbessert die Bodenstruktur durch Aufbau von Ton-Humus-Komplexen. Durch das Krümelgefüge erhöht sich der Anteil an Mittelporen (enthalten das pflanzenverfügbare Haftwasser) und ebenso der Anteil an Grobporen (Verbesserung von Dränung und Durchlüftung). 5. Bei gleichem Wassergehalt erwärmen sich dunkle Böden rascher als hellfarbige. 6. Humus fördert als Nahrungsquelle für die Mikroorganismen die Bodenaktivität (Lebendverbauung, Nährstoff-Freisetzung durch Humusabbau). 7. Humus wirkt wegen seiner großen spezifischen Oberfläche als Filter. Er bindet Schwermetalle und adsorbiert Pestizide sowie andere chemische Schadstoffe. Dadurch wird die toxische Wirkung gegenüber Bodenorganismen vermindert und die Verlagerung in das Grundwasser verzögert. Durch Abbauprozesse im Humus werden Giftstoffe in weniger giftige oder ungiftige Bruchstücke zerlegt (Bildung von Metaboliten). 8. Humus wirkt als Puffer gegen Versauerung durch Anlagerung von H + -Ionen (Säure- Pufferung). 9. Einige Humus-Abbauprodukte haben einen ähnlichen chemischen Bau wie Phytohormone und regen das Wurzelwachstum an. 10. Hohe Humusanteile fördern die Durchwurzelbarkeit der Böden. 11. Beim Humusabbau entsteht CO 2. Dieses "bodenbürtige" CO 2 ist eine wichtige Quelle für die Photosynthese und liefert Prozent des CO 2 -Bedarfs der Vegetation (bei Waldböden ca kg CO 2 pro ha und Jahr). 12. Huminstoffe verbacken nicht und verschlämmen nicht. Huminstoffe können bis zum 20- fachen ihres Volumens an Wasser aufnehmen. Die strukturierte Verbindung von Tonmineralen und Humuskolloiden durch Calciumionen und Lebendverbauung (Bakterienkolonien und Pilzfäden) führt zum Aufbau von Bodenkrümeln.

23 Abb. 15: Struktur des Krümelgefüges Der Porenraum Den Porenraum im Boden teilt man ein in: 1. weite Poren oder Sickerwasserporen, welche das Wasser ableiten und 2. enge Poren oder Haftwasserporen, welche das Wasser speichern Die Grobporen mit einem Durchmesser von über 10 µ entstehen als Hohlräume bei grober Körnung oder durch die Aktivität der Bodenwühler. Die Wasseraufnahme eines trockenen Bodens ist abhängig vom Grobporenanteil am Bodenvolumen. Wasseraufnahmevermögen des Bodens Bodenart Wasseraufnahme mm/h (1mm=1 L/m²) Sand (S) 20 lehmiger Sand (ls) 15 sandiger Lehm (sl) 12 Lehm (L) 10 Ton (U) 8 Die Grobporen steuern die Bodenatmung. Mit 2/3 daran beteiligt ist das Edaphon: für die Mineralisierung wird Sauerstoff benötigt, das Abfallprodukt Kohlendioxid muss an die Atmosphäre abgegeben werden. Auch die Pflanzenwurzeln (1/3 Anteil) atmen. Die Nährstoffaufnahme ist ein energieaufwendiger Prozess. Energielieferanten sind die Kraftwerke der Zelle, die Mitochondrien. Assimilate aus den oberirdischen Pflanzenteilen werden dort mit Hilfe von Sauerstoff abgebaut und daraus Energie freigesetzt. Ein Teil des bei der Photosynthese erzeugten Sauerstoffs wird damit von der Pflanze zurückgefordert. Die Bodenatmung hat im Boden eine Abnahme von Sauerstoff und eine Anreicherung von Kohlendioxid zur Folge.

24 CO 2 -Gehalte und O 2 -Gehalte von Atmosphäre und Bodenluft Luftbereich CO 2 -Gehalt O 2 -Gehalt Atmosphäre 0,03 % 20,9 % Obere Bodenschicht 0 20 cm 0,2-0,7 % 20 % Untere Bodenschicht cm 1-2 % % Boden mit Staunässe 2-5 % % Die Haftwasserporen entstehen als Folge von Verwitterungsprozessen. Ein Boden kann nur so viel Wasser speichern, wie diesem Porenraum entspricht. Die maximale Wassermenge, welche ein gewachsener Boden gegen die Schwerkraft halten kann, bezeichnet man als Feldkapazität (FK). Die Haftwasserporen teilt man ein in Mittelporen, Durchmesserbereich 10 µ - 0,2 µ und in Feinporen mit einem Durchmesser von weniger als 0,2 µ. In den Mittelporen wird das Wasser nur durch schwache Bindungskräfte festgehalten. Dieses pflanzenverfügbare Haftwasser kann von den Wurzelhaaren durch Osmose aufgenommen werden. Der Maximalwert, die nutzbare Feldkapazitäte (nfk) wird angegeben in L/m 2, bezogen auf eine Bodentiefe von 10 cm. Schluff- und Lehmböden verfügen über die höchste nfk. In den Feinporen sind die Wassermoleküle fest an die Bodenteilchen gebunden. Man bezeichnet diese Wasservorräte als Totwasser, weil sie von den Pflanzen nicht verwertet werden können. Die Wassergehalte verschiedener Bodenarten zeigt nachfolgende Abbildung Tabelle: Mittlerer Wassergehalt verschiedener Bodenarten bei Feldkapzität Anteil an Totwasser und an pflanzenverfügbarem Haftwasser Bodenart Wassergehalt des Bodens in L je m 2 und 10 cm Wurzeltiefe Feldkapazität FK Maximale Haftwassermenge Totwasseranteil Nutzbare Feldkapazität nfk Sand lehmiger Sand Sandiger Lehm Lehm lehmiger Ton Ton Abbildung 16 gibt einen Überblick über die zunehmende Stärke der Bindungskräfte bei abnehmendem Abstand Bodenteilchen Wassermolekül. Wasseranteile in unmittelbarer Umgebung eines Bodenkolloids nennt man Adsoprtionswasser oder Totwasser, Wasseranteile in größerem Abstand bezeichnet man als Kapillarwasser oder pflanzenverfügbares Haftwasser. Die osmotischen Kräfte der Pflanzen können Wassermoleküle aus einer Bindung von bis zu 15 bar vom Boden abtrennen. Abb. 16: Wasserhülle um ein Bodenteilchen

25 Chemische Bodenprozesse Durch das Zusammenwirken einer Reihe von Säurequellen finden im Boden fortlaufend chemische Umwandlungsprozesse statt. Die wichtigsten Ursachen des Säureangriffs sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst. Säurewirkungen im Boden Säureausscheidungen der Vegetation (Wurzelsäuren) Zersetzung der organischen Substanz (Huminsäuren) Bodenatmung (Wurzeln und Edaphon) Saurer Regen CO 2 H 2 CO 3 KOHLENSÄURE NO x HNO 3 SALPETERSÄURE SO 2 SO 3 H 2 SO 4 SCHWEFELSÄURE Auswaschung von Kohlensaurem Kalk (Verminderung der Säurepufferung) Bodenverdichtung, Staunässe (Anreicherung von CO 2 H 2 CO 3 ) ph- senkend wirkende Dünger (Schwefelsaures Kali, Schwefelsaurer Ammoniak) Nitrifikation (nach Eiweißabbau oder Ammoniusalz-Düngung) Ausgleich der Säurewirkung: Für 1 g H + benötigt man 50 g Kohlensauren Kalk. Kalkbedarf pro ha und Jahr durchschnittlich 900 kg CaCO 3 Unter Säuren versteht man Stoffe, die H + -Ionen abspalten können. Sie beschleunigen die Verwitterung der Gesteine und fördern so die Entstehung der Böden. Wurzelsäuren zerlegen Minerale in ihre Bausteine und setzen dabei Nährelemente frei. Die Konzentration der H + -Ionen wird durch den ph-wert angegeben (von pondus Hydrogenii = Gewicht des Wasserstoffs). Bei abnehmendem ph-wert steigt die H + -Ionenkonzentration mit jeder Stufe um den zehnfachen Betrag an. Entsprechend nimmt die Säurestärke zu. Der ph-bereich der Böden in Mitteleuropa liegt zwischen ph 4 (stark sauer) und ph 7,5 (schwach basisch). Ein niedriger ph-wert entspricht einem höhen Säuregrad des Bodens und umgekehrt. Bei Mineralböden führt eine Zunahme der Versauerung zu einer Vielzahl negativer Folgeerscheinungen: - Abbau des Bodengefüges und Krümelzersetzung - Verlagerung von Ton, Humus und Eisen in den Unterboden - Verdichtung, Sohlenbildung, Staunässe - Abnahme von Durchwurzelbarkeit und Bodenatmung Verminderung der Produktivität - bei kalkarmen Böden: Entstehung von Ortsstein - Abnahme der Aktivität des Edaphons - Zerstörung von Tonmineralien und Freisetzung von phytotoxischem (pflanzengiftigem) Aluminium - Nährstoffverarmung durch Verdrängungs- und Auswaschungsprozesse - Festlegung von Phosphor

26 Organische Böden sind durch Versauerungsprozesse weniger gefährdet. Bei Werten unter ph 5 stellen die Mikroorganismen ihre Tätigkeit weitgehend ein; der Humusabbau geht nur noch langsam voran. Maßnahmen gegen Säurewirkungen im Boden: Ausbringung von Kohlensaurem Kalk (unter Beachtung von Boden-pH und Tongehalt), Einarbeiten von Kompost, Stabilisierung der Bodenstruktur mit löslichen Silikaten (z.b. Agrosil). Der Boden kann in begrenztem Umfang die Auswirkungen von Versauerungsprozessen und die ebenfalls nachteiligen Folgen hoher Salzeinträge abfedern. Deshalb bezeichnet man ihn als Puffersystem. Er besitzt die Fähigkeit zur Säurepufferung und zur Salzpufferung. Säurepuffer wandeln durch chemische Reaktion die aggressiven H + -Ionen um in neutrale Wassermoleküle. Dabei werden die Puffersubstanzen zerlegt, so dass bei fortgesetztem Angriff der Säuren letztlich der Boden-pH abgesenkt wird und das Grundwasser versauert. Im Endzustand existiert ein ausgebleichter Boden aus säureresistenten Quarzkörnchen. Als Säurepuffer wirken: Kohlensaurer Kalk, Feldspäte, Glimmer, Tonminerale. Humuskolloide und Tonminerale sind als Salzpuffer aktiv. Sie können an ihrer negativen Oberfläche positive Nährelementionen anlagern (Adsorption) oder abgeben (Desorption). Diese Vorgänge erfolgen in Wechselwirkung mit der Salzfracht in der Bodenlösung: Bei hohem Salzgehalt Anlagerung, bei einer weitgehend salzfreien Lösung Abgabe (Abbildung 17 und 18). Ein Bodenteilchen kann so je nach Salzkonzentration in der Lösung eine Speicherfunktion oder eine Versorgerfunktion annehmen. Abb. 17: Abgabe von Nährstoffen An eine nährstoffarme Bodenlösung (Auswaschung, Aufnahme durch Wurzeln) Aufnahme von Nährstoffen aus einer konzentrierten Bodenlösung (Nach Mineraldüngung) Das Ausmaß der Pufferung ist abhängig von der Anzahl der Speicherplätze in der Bodensubstanz, sind alle Plätze besetzt, so erhöhen weitere Salzgaben die Konzentration in der Bodenlösung; ist der Speicher leer, so können auch keine Nährstoffe mehr nachgeliefert werden.

27 Abb. 18: Sättigungskurve von Kationen im Boden Die Salzpufferung (K A K) ist besonders hoch bei den Tonen Bentonit und Vermiculit sowie bei der Organischen Substanz. Sie schützt den Boden vor Versalzung bei der Ausbringung von mineralischen Düngern. Diesem Effekt trägt man Rechnung bei der Herstellung von Gärtnerischen Erden durch einen Zuschlag von Bentonit (30 % Vol. bei Einheitserden). Verfahren zur Bestimmung der Bodeneigenschaften 1. Schätzen der Bodenart (Knetversuch Reibeversuch Bissprobe) = Fingerprobe Mit dieser Untersuchung kann die Bodenprobe einem der folgenden Bereiche zugeordnet werden: - Leichter Boden Tonanteil unter 12 Prozent - Mittlerer Boden Tonanteil Prozent - Schwerere Boden Tonanteil über 25 Prozent Daraus ergeben sich Hinweise auf die Bearbeitbarkeit. Aus dem Tonanteil lassen sich Art und Eigenschaften des Porenraums ableiten (Dränung Durchlüftung Wasserspeicherung Totwasseranteil). Weiterhin sind Rückschlüsse möglich auf: Nährstoffverfügbarkeit Nährstoffspeicherung Nährstoffauswaschung. Speziell die Höhe der Kali-Düngung ist abhängig vom Tongehalt (Toböden = Kalifresser). Mit einer gut durchfeuchteten und gut durchmischten Bodenprobe führt man folgende Versuche durch: 1. Knetversuch: einen Klumpen formen und auf Bleistiftdicke ausrollen 2. Reibeversuch: zwischen Daumen und Zeigefinger verreiben (Fingerprobe) 3. Schneideversuch: Klumpen mit einem Messer schneiden 4. Bissprobe: zwischen den Zähnen prüfen

28 Bewertung der Ergebnisse 1. Leichter Boden: 2. Mittlerer Boden: 3. Schwerer Boden nicht bis schlecht formbar, zerfällt beim Ausrollen, haftet nicht oder nur gering an den Fingern, Einzelkörner fühlbar ("nicht bindig"), kann in trockenem Zustand leicht abgestreift werden. Schneideversuch und Bissprobe entfallen. mäßig formbar, auf Bleistiftdicke ausrollbar, mehliger, etwas schmierender und haftender Belag an den Fingern "(bindig") Beim Schneideversuch stumpfe Oberfläche, Knirschen zwischen den Zähnen. sehr gut formbar, kann bis auf Streichholzdicke ausge-rollt weden, stark schmierend und haftend ("stark bindig"). Beim Schneideversuch glänzende Oberfläche, zwischen den Zähnen butterartige Konsistenz. 2. Ermittlung des Kalkzustandes Kohlensaurer Kalk - CaCO 3 - Calciumcarbonat wirkt ph-anhebend, da er die säurewirksamen H + - Ionen in neutrale Wassermoleküle umwandelt nach der Reaktionsgleichung: CaCO H + H 2 O + CO 2 + Ca 2+ Bei der Umsetzung entsteht gasförmiges Kohlendioxid. Weiterhin werden Calcium-Ionen freigesetzt. Kohlensaurer Kalk beeinflusst maßgeblich eine Reihe wichtiger Bodeneigenschaften, z.b. - die Gefügeform Ca 2+ fördert den Aufbau des Krümelgefüges - den Säuregrad CaCO 3 wirkt ph-anhebend und puffert Säurewirkungen auf den Boden ab - die Nährstoffverfügbarkeit Verminderung der Auswaschung - die Aktivität des Bodenlebens (Lebendverbauung und Nährstofffreisetzung aus Humus am stärksten im neutralen ph-bereich - die Calciumversorgung der Vegetation Die Abschätzung des Kalkgehalts im Boden erfolgt durch Beobachtung der Freisetzung von Kohlendioxid (vereinzelte Bläschen oder Aufschäumen) bei tropfenweiser Zugabe von 10-prozentiger Salzsäure. Herstellung des Nachweis-Reagenzes: Konzentrierte Salzsäure (35 %HCl) wird mit destilliertem Wasser auf das vierfache Volumen verdünnt. Konzentrierte Säure in das Wasser gießen, niemals umgekehrt! Achtung: Bei schwacher Gasentwicklung mit einer Lupe arbeiten.

29 Ableitung des Kalkgehaltes aus der Kohlendioxid-Entwicklung: CO 2 -Entwicklung Ungefährer Kalkgehalt des Bodens in Gewichts-% keine Reaktion 0 % carbonatfrei schwache Reaktion 0,5 2 % carbonatarm kurzes Aufbrausen 2 10 % carbonathaltig starkes anhaltendes Aufbrausen über 10 % carbonatreich 3. Bestimmung des ph-wertes Der ph-wert gibt den Säurezustand des Bodens an. ph 7 = Neutralwert. Werte unter ph 7 zeigen eine zunehmende Versauerung des Bodens an, bei Werten über ph 7 liegt ein zunehmend basischer Boden vor. Mit jeder Abnahme um eine ph-stufe nimmt die Säurewirkung um das Zehnfache zu. Mit jeder Zunahme um eine ph-stufe nimmt die Basenwirkung um das Zehnfache zu Die meisten Pflanzenarten gedeihen am besten, wenn der Boden schwach sauer ist (ph 5,5 ph 6,5): - Der Ton-Humus-Komplex ist stabil - Die meisten Nährstoffe sind am besten für die Pflanzen verfügbar - Der Humusabbau erfolgt über größere Zeiträume Die Bestimmung des ph-wertes kann auf einfache Weise mit speziellen ph-meßstäbchen durchgeführt werden. Achtung!!! Nur Stäbchen mit einem Messbereich von ph 4 bis ph 7 anwenden. Ergebnisse sonst viel zu ungenau. 20 g bis 50 g Boden werden in einem Becher mit der etwa fünffachen Menge Wasser versetzt und kräftig umgerührt. Achtung!!! Nur destilliertes Wasser verwenden! Ansonsten kann der ph des Leitungswassers das Ergebnis beeinflussen! Nach dem Absetzen wird das ph-stäbchen in die Lösung getaucht. Der ph-wert wird durch Vergleich der Farbe des Stäbchens mit einer Farbtafel ermittelt. Bei bindigen (=tonreichen) Böden sind oft in größeren Mengen "verborgene" sauer wirkende H + -Ionen eingelagert. Diese werden mit dem beschriebenen Verfahren nicht erfasst. Bei einer exakten Bestimmung kann sich bei solchen Böden ein niedrigerer ph-wert ergeben, im Extrem bis zu einer ph-stufe. ph-ziel Bodenart Humusgehalt 0 4 Prozent Humusgehalt 4 8 Prozent Sand 5,5 5,5 lehmiger Sand 6,0 5,5 sandiger Lehm 6,5 6,0 Lehm 7,0 6,5 toniger Lehm, Ton 7,0 7,0

30 Kressetest Untersuchung eines Bodens oder eines Substrates auf Schadstoffe durch einen Wachstumstest mit empfindlichen Keimpflanzen Ein Weckglas wird bis zu einer Höhe von 2 bis 3 cm mit der erdfeuchten Untersuchungsprobe befüllt. Darauf streut man Kressesamen aus. Im Luftraum des Gefäßes befestigt man einen befeuchteten Wattebausch, der ebenfalls mit Kressesamen belegt wird. In einem zweiten Weckglas wird unbelasteter Boden in derselben Weise mit Kressesamen behandelt. Bei Schadstoffbelastung der Untersuchungsprobe ist die Keimfähigkeit der Kresse stark beeinträchtigt. Schon nach 2 Tagen zeigen sich im Vergleich mit der unbelasteten Probe deutliche Unterschiede im Wachstum und Wurzelausbildung der Pflanzen. unbelastet belastet 5. Spatendiagnose Damit erfasst man den Humusanteil, das Ausmaß der Durchwurzelung und die Art des Bodengefüges: Das Krümelgefüge aus porösen lockeren Aggregaten (Ø 1mm 1 cm), intensiv durchwurzelt. Das Bröckelgefüge mit einzelnen Verdichtungen, geringer durchwurzelt. Die Wurzeln wachsen um die Bröckel herum. Das Polyedergefüge (Prismen, Platten), stärker verdichtet, nur gering durchwurzelt. Die Aggregate enthalten kaum Poren und sind dicht gelagert. Größe bis zu 3 cm. Gasaustausch und Wasserführung sind stark eingeschränkt. 6. Nachweis von Nitrat Die Bestimmung des Nitratgehaltes (NO 3 ) ermöglicht Hinweise auf die aktuelle Stickstoffversorgung im Boden. Der pflanzenverfügbare Stickstoff liegt in Form von Nitrat in der Bodenlösung vor. Die Untersuchungsprobe wird 1 : 1 mit destilliertem Wasser versetzt und kräftig geschüttelt. Nach dem Absetzen wird ein Teststäbchen kurz in die Lösung getaucht. Je nach Gehalt an Nitrat im Boden verfärbt sich der Reaktionsstreifen rosa bis rot-violett. Mit Hilfe einer Vergleichsskala kann die ungefähre Konzentration ermittelt werden.

31 Die Teststäbchen sind nach Anbruch der Packung nur begrenzt haltbar. Fa. Stelzner/Nürnberg bietet Kleinmengen an (6 Messstäbchen im Beutel 1,50, 25 Beutel pro Gebinde). Literatur Kuntze, H. Roeschmann, G. Schwertfeger, G. Bodenkunde 5. Aufl. Ulmer 1994 Scheffer, F. Schachtschabel, P. Lehrbuch der Bodenkunde 14. Aufl. Enke 1998 Brucker, G. Lebensraum Boden Kosmos 1988 Schroeder, D. Bodenkunde in Stichworten 3. Aufl. Hirth 1978 Graf, D. Unser Boden Urania 1988 Ewald, E. Förster, I. Hickisch, B. Müller, G. Reuter, G. Bodenkunde 3. Aufl. Deutscher Landwirtschaftsverlag 1989 Bott, H. Neugroda, M. Röttzers, H.-U. Gärtner/in Stam 1998 Löbsack, T. Diese Handvoll Erde dtv 1986

32 Fiedler, H.J. Bodennutzung und Bodenschutz Gustav Fischer 1990 Krafft v. Heynitz Kompost im Garten 4. Aufl. Ulmer 1992 Buch, W. Gartenböden Ulmer 1989 Kompost im Garten A I D 1104 (1997) Bodenpflege/Düngung/Kompostierung A I D 1375 /1998) Bodentypen Nutzung/Gefährdung/Schutz A I D 3140 (1999) Haider, K. Biochemie des Bodens Enke 1996 BODENUNTERSUCHUNG Bodenuntersuchungsinstitut Koldingen Ehlbeek Burgwedel Telefon:

33 Nährstoffkreislauf im System Boden-Pflanze Doz. Dr. sc. Drs. h.c. Michael B ö h m e Humboldt-Universität zu Berlin Landwirtschaftlich-Gärtnerische Fakultät, Institut für Gartenbauwissenschaften

34 Nährstoffkreislauf im System Boden-Pflanze 1. Einführung Wenn wir von Nährstoffkreisläufen reden, so müssen wir bedenken, dass es sich eigentlich um zwei Kreisläufe handelt. Der erste natürliche Nährstoffkreislauf ist der in Natur bestehende Kreislauf zwischen den lebenden und den abgestorbenen Pflanzen. Dieser Kreislauf wird sowohl durch die Ernte, als auch die Beseitigung von Pflanzenresten unterbrochen. Weiterhin können auch Verluste an Nährstoffen in Abhängigkeit von edaphischen und klimatischen Faktoren auftreten. Um unter den unterschiedlichsten Boden und Wachstumsbedingungen angemessene Gemüseerträge zu erzielen, ist eine ausreichende Nährstoffzufuhr erforderlich. Der Nährstoff und damit Düngemittelbedarf für den Gemüseanbau hängt dabei von bestimmten Faktoren ab: Bodenart und Bodenstruktur Gehalt an organischer Substanz im Boden Bedarf an Makro- und Mikronährstoffen der Gemüsearten Entwicklungsstadium der Pflanzen Der aktuelle Gehalt an Nährstoffen im Boden Der ph-wert und Salzgehalt im Boden sowie die Verhältnisse von Anionen und Kationen im Boden Der Gehalt an organischer Substanz im Boden Die Art und Zusammensetzung der Düngemittel Weitere Einflüsse auf die Nährstoffversorgung haben die physikalischen Bedingungen im Boden, wie Struktur und Feuchte sowie die klimatischen Wachstumsbedingungen. Die Nährstoffversorgung sollte außerdem im Einklang mit der Umwelt erfolgen, das betrifft sowohl die Düngermengen, als die zeitgerechte Nährstoffversorgung. Die Beziehung zwischen dem Nährstoffangebot im Boden und dem Ertrag (Abb. 1), unterstreicht den bekannten Grundsatz, dass viel nicht immer viel hilft sondern sogar negative Auswirkungen nicht ausgeschlossen sind. Überdüngungen können Erträge senke, aber auch die Umwelt schädigen. Abbildung 1: Beziehung zwischen Nährstoffangebot und Ertrag Der zweite Kreislauf ist der zwischen der Nährstoffzufuhr der Pflanzen und ihren Gehalten an mineralischen und bioaktiven Nährstoffen. Das bedeutet, dass wir durch die Düngungsmaßnahmen und alle Maßnahmen zur Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit nicht nur auf das Wachstum und den Ertrag der Pflanzen Einfluss nehmen, sondern auch auf ihre Qualität und Inhaltsstoffe.

35 Aus diesem Grund erscheint es erforderlich auch auf den Gehalt an Nährstoffen, Vitaminen und bioaktiven Stoffen insbesondere von Gemüse und Obst einzugehen. 2 Nährstoffbedarf von Gemüse- und Obstpflanzen 2.1 Wechselbeziehung zwischen Inhaltsstoffen und Nährstoffangebot Gehalt an Mineralstoffen in den Pflanzen/Früchten Die Gemüse und Obstarten haben unterschiedliche Gehalte an Mineralstoffen (Tab 1). Diese Mineralstoffe sind für unsere Ernährung von großer Bedeutung. Die Nährstoffmengen, die den Pflanzen im Boden zur Verfügung stehen haben einen Einfluss auf ihre Gehalte in den Pflanzenteilen, bzw. Früchten. Eine geringe Versorgung des Bodens mit Kalium kann einerseits zu einem geringeren Kaliumgehalt und andererseits zu einer Erhöhung des Natriumgehaltes im Gemüse führen. Führ unsere Ernährung sind hohe Natriumgehalte aber nicht erwünscht. Tabelle 1: Inhaltsstoffe und Mineralstoffe in ausgewählten Gemüsearten Kohlenhydratsium Magne- Wasser Eiweiß Vitamin Kalium Gemüseart g g C mg mg g mg Phosphor mg Calcium mg Brokkoli 89,7 3,3 4,4 114, ,0 82,0 105,0 1,3 Erbsen, grün 77,3 6,6 12,6 25, ,0 108,0 24,0 1,8 Feldsalat 93,4 1,8 2,9 35, ,0 49,0 35,0 2,0 Paprika 91,0 1,2 4,7 400, ,0 29,0 11,2 0,8 Grünkohl 86,3 4,3 5,1 105, ,0 87,0 212,0 1,9 Kartoffel 77,8 2,1 18,5 17, ,0 50,0 9,5 0,8 Rosenkohl 85,0 4,5 7,2 114, ,0 83,6 31,0 1,1 Schwarzwurzel 78,6 1,4 16,3 4, ,0 75,7 53,0 3,3 Spargel 93,6 1,9 2,9 21,0. 20,0 46,0 21,0 1,0 Spinat 91,6 2,5 3,4 52, ,0 55,0 126,0 4,1 Tomate 94,2 1,0 3,3 24, ,0 26,0 14,0 0,5 Weißkohl 92,1 1,4 4,2 20, ,0 45,8 0,5 2,7 Zwiebel 87,6 1,3 9,6 8, ,0 42,0 31,0 0,5 Eisen mg Bioaktive Inhaltsstoffe in Pflanzen und Früchten Die Nährstoffzufuhr hat aber auch einen Einfluss auf den Gehalt an wichtigen bioaktiven Inhaltsstoffen. In Untersuchungen wurde ermittelt, dass der Carotin- und Thiamingehalt der Pflanzen mit der N-Düngung signifikant zunimmt. Eine langjährige ökologische Bewirtschaftung ohne K-Zufuhr führte so z.b. nicht nur zu einer Ertragsdepression sondern auch zu niedrigen Kalium- und Beta- Carotingehalten bei Möhren. Neben dieser Wechselbeziehung zwischen Nährstoffverfügbarkeit und Inhaltsstoffgehalt von Gemüse, sind aber im Kreislauf Pflanze-Boden die Wechselbeziehungen zum Klima zu beachten.

36 Die Vitamin-C- und Carotinoidgehalte von Gemüsen sind in erster Linie von Erntezeitpunkt, Klimafaktoren (besonders Licht), Pflanzenstand, der Sortenwahl etc. und weniger vom gewählten Anbausystem abhängig. Bekannt ist, dass Tomaten, die außerhalb der im Freiland üblichen Erntezeiten in Gewächshäusern gezogen und geerntet werden, aufgrund der geringeren Lichteinstrahlung einen geringeren Vitamin-C- und Lycopingehalt aufweisen können. Hier stellt sich aber die grundsätzliche Frage, ob im Sommer geerntete Freilandgemüse (z. B. Tomaten) für einen Vergleich geeignet sind, da durch Gewächshauskulturen erst ein ganzjähriges Angebot an frischem Gemüse möglich wird. Der Verzehr einer Tomate mit suboptimalen Vitamin-C- und Lycopingehalt oder eines Salatkopfes mit nicht nur durchschnittlichem Luteingehalt kann aber immer noch besser erscheinen als der monatelange Verzicht darauf. Grundsätzlich gilt, dass die Mineralstoffversorgung von Gewächshausgemüse durch die gut kontrollierbaren Bedingungen in der Regel besser regulierbar ist, als von Freilandgemüse. Ein weiterer Zusammenhang kann zwischen der Schwefel Versorgung und dem Gehalt an der bedeutsamen Gruppe von bioaktiven Inhaltsstoffen, den Glukosinolaten und Senfölen (die besonders in Radieschen und Rettichen enthalten sind) gesehen werden. Tab. 2 zeigt Gehalte an Glukosinolaten in verschiedenen Gemüsearten. Tabelle 2: Glucosinolate in einigen Brassicaceae (Kohlgewächsen) (in mg/100 g unerhitztes Gemüse) Blumenkohl 41 Brokkoli 61 Kohlrabi 109 Rettich 13 Rosenkohl 91 Rotkohl 67 Wie aus Abb. 2 ersichtlich ist, ist Schwefel ein wichtiger Bestandteil in Glukosinolat- und Senföl- Molekülen. Daraus ergibt sich eine Bedeutung von Schwefel als Pflanzennährstoff für diese Gemüsearten. Exakte Aussagen für eine Schwefeldüngung können noch nicht getroffen werden. Es liegen jedoch einige Teilergebnisse dazu vor, die Untersuchungen sind aber noch nicht abgeschlossen. Abbildung 2: Glukosinolat- und Senföl-Moleküle mit einer Einbindung von Schwefel 2.2 Einfluss auf die Gemüsequalität Auf die Qualität des Gemüses haben verschiedene Wachstumsfaktoren einen Einfluss. Neben den äußeren Qualitätsparametern sind auch innere wie der Gehalt an Nitrat für bestimmte Gemüsearten von Bedeutung (Tab. 3). Auf den Gehalt an Nitrat haben dabei sowohl die insgesamt zugeführte Menge an Stickstoff (in organischer oder mineralischer Form), als auch der Anbauzeitraum und die Zeitpunkt der Stickstoffdüngung einen bedeutenden Einfluss. Nitrat kann in den Pflanzen gespeichert werden, was mitunter allerdings nachteilig ist, wenn die Mengen zu hoch sind. Auf die innere und äußere Qualität von Gemüse kann sich weiterhin ein Mangel oder Überschuss an Nährstoffen auswirken (Kalzium, Bor, Mangan). Mitunter tritt ein Mangel an Kalzium bei Tomaten oder Paprika auf, der sich in der Blütenendfäule äußert. Bei Kopfsalt kann es zu einer Überdosis an Mangan kommen.

37 Tabelle 3: Gehalte an Nitrat in Gemüsearten in Abhängigkeit vom Kultivierungszeitraum 3 Erforderliche Nährstoffmengen Nährstoffentzugswerte für die meisten Gemüse- und Obstarten sind bekannt. Die erforderliche Zuführung an Nährstoffen zum Boden richtet sich auch nach den aktuellen Gehalten im Boden und sollten möglichst jährlich ermittelt werden. Bodenart und Witterungsbedingungen sind weitere Einflussfaktoren auf die erforderlichen Mengen. Wenn überwiegend organische Dünger, z.b. Komposte verwendet werden, hängt die Menge auch von dem wahrscheinlichen Grad der Mineralisierung ab. Bei der Beurteilung des Nährstoffbedarfes wird unterschiedlich herangegangen. In Fall von einer Versorgung mit Phosphor und Kalium wird vorrangig nach dem Grad der Bodennutzung unterschieden (Tab. 4). Die Nährstoffentzugswerte für die einzelnen Gemüsearten lassen sich am ehesten diesen beiden Gruppen je nach Intensität der Nutzung hinsichtlich Zeitdauer und Ertragspotential zuordnen. Außerdem ist die Nährstoffversorgungsstufe des Bodens zu berücksichtigen. Die P und K-Düngung sollte im Herbst erfolgen damit ist eine ausreichende Versorgung im Folgejahr gesichert. Tabelle 4: Richtwerte für die P und K- Düngung bei unterschiedlich versorgten Böden (kg/ 100 m²) Nährstoff- Versorgungsstufe Intensive Bodennutzung Weniger intensive Bodennutzung P K P K Hoch 0,3 1,7 0,3 1,2 Mittel 0,5 2,0 0,4 1,7 gering 0,6 2,4 0,5 2,0 Auch bezüglich der Kalkung kann bei kleinen Flächen einheitlich verfahren werden. Wobei die Empfindlichkeit verschiedener Gemüsearten gegenüber frischer Kalkung berücksichtigt werden muss. Eine optimale Kalkung ist ein wesentlicher Faktor für die Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit. Die Anwesenheit von Kalzium-Ionen im Boden ist besonders für die Bildung und Erhaltung des Ton- Humus-Komplexes und damit der Krümelstabilität von Bedeutung. Durch diese wiederum bekommt der Boden eine günstige Struktur und einen ausgeglichenen Luft-Wasser-Haushalt. Kalk neutralisiert im Boden auftretenden schädlichen Säuren und wirkt regulierend auf das Nährstoffan-

38 gebot. Weiterhin ist Kalk bedeutsam für die Entwicklung der Mikroorganismen und damit für ein aktives Bodenleben. Doch auch als Pflanzennährstoff ist Kalzium von großer Bedeutung und wird oft unterschätzt. So wird Kalzium zur Bildung von Zellmembranen benötigt und trägt zur Abwehr unerwünschter Stoffwechselprodukte bei. Bei Kalkmangel sind die Gemüsepflanzen geschwächt und die Entwicklung der Wurzeln wird gehemmt. An den Blättern können zwischen den Nerven hellgrüne, später rötlich bis braun werdende Flecken auftreten und an den Blatträndern beginnen die Blätter einzutrocknen. Bei Fruchtgemüse wie Tomaten, Paprika und Auberginen sind Fruchtschäden bedingt durch die Blütenendfäule zu beobachten. Kalküberschuss führt zur Festlegung von Mikroelementen wie Mangan, Bor und Eisen, es kann zu Mangelerscheinungen an den Pflanzen kommen. Wann gekalkt werden muss richtet sich nach der Bodenreaktion (dem ph-wert). Die Böden werden nach den ph-werten in drei Kalkbedürftigkeitsklassen eingeteilt. Die Kalkung wird wiederholt, wenn der ph-wert unter den angegebenen Werten gesunken ist, frühestens jedoch nach Jahresfrist. Der Kalkbedarf resultiert aus der Einteilung in die Kalkbedürftigkeitsklassen und der Bodenart. (Tab. 5). Tabelle 5: Kalkbedarf bei verschiedenen Bodenarten und ph-werten (kg kohlensaurer Kalk je 100 m²) Kalkbedürftigkeit Bodenart Leicht Mittel Schwer Stark ph-wert < 4,9 < 5,5 < 5,7 Menge Mittel ph-wert 5,0 5,6 5,6 6,2 5,8 6,8 Menge Gering ph-wert > 5,7 > 6,3 > 6,9 Menge 7 10 alle 2 Jahre alle 3-4 Jahre Günstigster Zeitpunkt für eine Kalkung ist der Herbst, wobei der Dünger gleich bei der Herbstbodenbearbeitung mit eingearbeitet werden kann, allerdings ist eine Kalkung unter Umständen auch im Frühjahr möglich. Es ist unbedingt darauf zu achten, dass einige Gemüsearten gegen eine frische Kalkung empfindlich sind (Tab. 6). Tabelle 6: Verhalten von Gemüse gegenüber frischer Kalkung Empfindlich Weniger empfindlich Kaum empfindlich Nicht empfindlich Bohne Paprika Blumenkohl Rhabarber Erbse Petersilie Kohlrabi Rotkohl Gurke Schwarzwurzel Mangold Spinat Kürbis Sellerie Meerrettich Weißkohl Möhre Tomate Radieschen Wirsingkohl Rettich Magnesium ist als Baustein des Chlorophylls gleichfalls ein wichtiges Nährelement, welcher ähnlich wie Phosphor und Kalium im Herbst dem Boden zugefügt werden kann. Es wird in geringeren Mengen als Kalium oder Kalzium benötigt und ist mengenmäßig mit dem Phosphorbedarf vergleichbar. Bei sehr hohem Angebot an Kalium und Ammonium Ionen kann es leichter zu einem Mg-Mangel kommen, da diese Kationen in Konkurrenz zum Mg stehen. Ein intensives Wachstum und hohe Erträge der Gemüsearten kann nur durch ausreichende Stickstoffzufuhr erzielt werden. Dabei werden die Stickstoffformen - Nitrat, Ammonium und Amid - sowohl für die Erhaltung die Entwicklung des Bodenlebens und damit auch der Mineralisierung benötigt, als auch für die Versorgung der Pflanzen. Das bedeutet, dass ein großer Teil des Stickstoffes insbesondere bei weitem C/N-Verhältnis durch die Mikroorganismen verbraucht wird, allerdings später den Pflanzen wieder zur Verfügung steht.

39 Weiterhin gibt es auch viele Verluste sowohl durch Auswaschungen, als auch durch die Denitrifikation und dem Übergang des Stickstoffs in die Luft. Meist wird durch die Gemüsearten Nitrat schnell aufgenommen und verarbeitet. Ammonium-N kann auch schnell aufgenommen werden, und wird in den Pflanzen gleich in Amminosäuren umgewandelt, die Verfügbarkeit hängt aber auch vom ph-wert des Bodens ab. Außerdem wird Ammonium oft von den Bodenkolloiden absorbiert und nur langsam wieder an die Bodenlösung abgegeben. Bei höherem ph-wert wird Ammonium-N meist gleich zu Nitrat oxidiert und als solcher durch die Pflanzen aufgenommen. Die Stickstoffversorgung sollte spezifisch für die einzelnen Gemüsearten entsprechend ihrer Bedürftigkeit erfolgen (Tab. 7). Im Zeitraum von 1-2 Wochen vor der Aussaat oder Pflanzung sollte die Stickstoff-Startdüngung vorgenommen werden. Je nach Bodenart sind dabei 0,6 bis 0,8 kg Stickstoff je 100 m² bei leichten Böden und 1,0 bis 1,5 kg je 100 m² bei schweren Böden auszubringen. Die Anzahl der Kopfdüngungen richtet sich im Allgemeinen nach der Bedürftigkeit der Gemüsepflanzen, wobei üblicherweise 0,5 kg je 100 m² bei jeder Kopfdüngung verabreicht werden. Bei der Applikation der Kopfdünger ist insbesondere wenn hochprozentige Düngemittel verwendet werden, eine anschließende Beregnung angeraten um Verbrennungen an den Pflanzen zu vermeiden und den Stickstoff den Pflanzen schneller zugänglich zu machen. Tabelle 7: Stickstoffbedürftigkeit verschiedener Gemüsearten nach Anzahl der Kopfdüngungen (je 0,5 kg N je 100 m²) Stickstoffbedürftigkeit Stark Mittel Gering Blumenkohl Grünkohl Buschbohne Chinakohl Gurke Erbse Kürbis Kohlrabi Radieschen Mangold Kopfsalat Möhre, spät Petersilie Rhabarber Puffbohne Rosenkohl Rettich Rotkohl Schwarzwurzel Schnittlauch Spinat Sellerie Tomate Spargel Stangenbohne Weißkohl Zwiebel Wirsingkohl Neben den Makronährstoffen benötigen die Pflanzen auch Mikronährstoffe. Die Bedürftigkeit der Gemüsepflanzen nach diesen Mikronährstoffen wie Bor, Zink, Mangan und Molybdän ist unterschiedlich (Tab. 8). Wenn organische Dünger, die Stallmist enthalten, ausgebracht werden oder mikronährstoffhaltige Substrate, ist eine zusätzliche Düngung meist nicht erforderlich. Ansonsten können diese in mineralischer Form zusammen mit den Makronährstoffen zur Grunddüngung im herbst oder Frühjahr ausgebracht werden. Tabelle 8: Mikronährstoffbedürftigkeit einiger Gemüsearten (x = bedürftig) Gemüseart Nährstoffe B Zn Mn Mo Blumenkohl x x Buschbohne x x

40 Erbse Gurke Kohlrabi Kopfkohl x x Kopfsalat x x Rosenkohl Zwiebel x 4 Wesentliche Gesichtspunkte für die Nährstoffversorgung - Gemüsepflanzen müssen mit unterschiedlichen Mengen von Makro- und Mikronährstoffen versorgt werden. - Die Nährstoffquelle (mineralische oder organische) spielt eine geringe Rolle. - Wesentlich ist die Form, in welcher die Elemente vorliegen und das Verhältnis der Kationen und Anionen zueinander. - Weitere Einflüsse auf die Nährstoffversorgung haben die physikalischen Bedingungen im Boden, wie Struktur und Feuchte sowie die klimatischen Wachstumsbedingungen. - Die Nährstoffversorgung sollte im Einklang mit der Umwelt erfolgen. Einfluss von ph-wert und Salzgehalt, sowie dem Kationen-Anionen Verhältnissen bei der Nährstoffversorgung Die Verfügbarkeit von Makro- und Mikronährstoffen hängen entscheidend vom ph-wert im Wurzelraum ab (Tab. 9). Einige Gemüsearten reagieren empfindlich auf Schwankungen des ph-wertes mit eingeschränktem Wachstum aber auch Blattvergilbungen und Misswuchs. Letzterer kann natürlich auch durch die verursachte Einschränkung der Mikronährstoffaufnahme hervorgerufen sein. Wenn man die Mikronährstoffaufnahme betrachtet wirkt sich nämlich im Allgemeinen ein zu hoher ph-wert in größerem Masse ungünstig auf das Wachstum der Pflanzen aus, als ein niedriger. Problematisch kann es daher werden, wenn z.b. nach Kopfsalat Tomaten angebaut werden da diese einen niedrigeren ph-wert benötigen um hohe Erträge zu erzielen. Tabelle 9: ph-werte für Gemüsearten Gemüseart Optimum Gemüseart Optimum Kartoffel 5,0 6,5 Chinakohl 6,0 6,5 Tomate 5,5 6,3 Kohl 6,0 7,0 Speiserübchen 5,5 7,0 Spinat 6,0 7,5 Eierfrucht 5,6 6,5 Radieschen 6,0 7,5 Möhre 5,6 7,0 Salat 6,0 6,8 Gurke 5,8 6,8 Spargel 6,0 8,0 Gemüsekürbis 5,8 6,8 Erdbeeren 5,8 6,5 Blumenkohl 5,8 7,0 Ein weiterer wichtiger Faktor für das Wachstum von Gemüse im Zusammenhang mit der Nährstoffversorgung ist der Salzgehalt im Boden. Die Gemüsearten sind unterschiedlich salzverträglich (Tab. 10). Zu einer Anreicherung an Salzen kann es im Falle einer intensiven Düngung der Gemüseanbauflächen kommen, durch hohe Salzgehalte im Beregnungswasser und in Zeiten mit geringeren Niederschlägen, aber hoher Evaporation (Verdunstung). Auf jeden Fall kann die Verwendung von Regenwasser für die Bewässerung eine Abhilfe schaffen. Weiterhin sollte bei der Fruchtfolgegestaltung neben dem Wechsel der Pflanzenfamilie auch ein Wechsel zwischen Stark- und Schwachzehrern geachtet werden. x x x

41 Tabelle 10: Salzverträglichkeit von Gemüsearten Hoch Mittel Niedrig Sehr niedrig Blumenkohl Erbse Bohne Aussaaten Brokkoli Kartoffel Gurke Grünkohl Kürbisse Möhre Kopfkohl Paprika Radies Kohlrübe Sellerie Salat Rote Beete Zuckermais Zucchini Schnittlauch Zwiebel Spargel Spinat Tomate Eine ausgewogene Düngung zu erreichen bedeutet auch, das Verhältnis der Kationen untereinander und der Anionen beachte wird (Abb. 3). So kann eine hohe Verfügbarkeit an Kalium-Ionen die Aufnahme von Magnesium behindern, oder z.b. ein hoher Gehalt an Sulfat die Aufnahme an Nitrat. Dadurch kommt es zu einer scheinbaren Unterversorgung mit diesen Element, obwohl sie ausreichend vorhanden sind. Über die richtigen Verhältnisse wird viel diskutiert und sicherlich hängen sie von vielen Faktoren ab. Offensichtlicher Nährstoffmangel kann aber auch in einem Missverhältnis der Ionen begründet sein. Verhältnisse der Kationen K + Verhältnisse der Anionen NO - 3 Ca++ Mg ++ HPO -- 4 SO -- 4 Abbildung 3: Beziehung der Kationen und Anionen bei der Nährstoffversorgung von Gemüsepflanzen 5 Düngemittel Mehrnährstoffdünger sollten nur zur Grunddüngung eingesetzt werden, selten zur Kopfdüngung, da es leicht zu Überdüngungserscheinungen kommen kann und außerdem nicht alle Nährstoffe benötigt werden. Wesentliche Gesichtspunkte zur Auswahl der Düngemittel: Ausreichende Nährstoffversorgung Nährstoffvorrat im Boden ergänzen ohne Überdüngung oder Nährstoffverluste Beitrag zur Verbesserung der Bodenfruchtbarkeit Mineralische Düngemittel In der Literatur werden häufig unterschiedliche Angaben zur Düngung bezüglich der Nährstoffform gemacht, aus der Tab. 11 ist die häufig erforderliche Umrechnung der Oxidform der Elemente in die Reinnährstoffform ersichtlich.

42 Tabelle 11: Umrechnung von der Oxidform in den Reinnährstoffgehalt bei Phosphor, Kaliumdüngern und Kalken Oxidform Umrechnungsfaktoren Nährstoff P 2 O 5 0,44 * 2,29 * P K 2 O 0,83 * 1,20 * K CaCO 3 0,56 * * 1,79 CaO 0,72 * * 1,40 Ca MgCO 3 0,48 * * 2,09 MgO 0,60 * * 1,66 Mg Standarddüngemittel, die im Wesentlichen einen Nährstoff enthalten, haben gegenüber Volldüngern die mehrere Nährstoffe enthalten, den Vorteil einer gezielten Nährstoffversorgung (Tab. 12). Tabelle 12: Standarddüngemittel mit Einzelnährstoffen P-Dünger P % P 2 O 5 % Superphosphat 8 18 Triple-Phosphat Rhenaniaphosphat Thomasphosphat 7 15 Novaphos K-Dünger K % K 2 O % Kalirohsalz als KCl 40er Kali als KCl Kaliumsulfat Mg-Dünger Mg % Magnesiumsulfate Kieserit 17 Bittersalz 10 Magnesiumchlorid 8 Magnesium-Gesteinsmehl 12 N-Dünger N % Ammoniakgas 82 Ammoniakwasser 40 Ammoniumsulfat (schwefelsaures 21 Ammoniak) Kaliumnitrat (Kalksalpeter) 16 Ammoniumnitrat 35 Kalkammonsalpeter 26 Ammonsulfatsalpeter 26 Harnstoff 46 Isodur 22 Ureaform 38 Nitrosol 38 Kalkstickstoff 22

43 Reproduktion der Bodenfruchtbarkeit Thomas J a k s c h Forschungsanstalt Weihenstephan Institut für Gartenbau Freising

44 -42- Reproduktion der Bodenfruchtbarkeit Fruchtfolge im Gemüsegarten Seit Beginn des Pflanzenbaus ist bekannt, dass durch dauerhaft einseitigen Anbau Ertrag und Qualität der Ernteprodukte nachlassen. Welche Gründe sind für diesen negativen Effekt verantwortlich? Toxisch wirkende, pflanzliche Stoffwechselprodukte im Boden, wie z.b. Gerbstoffe oder Glycoside, können Unverträglichkeiten bei Pflanzen auf sich selbst oder bei anderen Pflanzen verursachen. Die Bodenfruchtbarkeit verringert sich zunehmend, man spricht dann von Bodenmüdigkeit. Negativ wirkt bei Monokultur vor allem der einseitige Verbrauch von Nährstoffen und Wasser sowie der Abbau organischer Substanz im Boden durch arttypisch geringe Ernterückstände oder Wurzelmassen. Einseitige Belastung der Böden durch häufige Pflegeund Erntemaßnahmen (Tomaten, Gurken) ist ebenso nachteilig wie eine ständig geringe Beschattung der Bodenoberfläche sowie selektives Unkrautwachstum. Einseitiger Anbau führt zu einer zunehmenden Beeinträchtigung durch art- oder familienspezifische bodenbürtige Schaderreger, wie Pilze, Bakterien, Nematoden oder Insekten. Ziel einer jeden Fruchtfolge muss es sein, diese Anbaurisiken zu minimieren, um dadurch Ertrag und Qualität des Gemüses beim Anbau im Garten sicher zu stellen. Begriffsdefinitionen Bei der Durchführung des Fruchtwechsels ist ein Wissen um die wichtigen Kriterien sehr hilfreich. Deshalb sollen nachfolgend die wichtigsten Begriffe kurz erklärt und definiert werden. Monokultur? ständig nacheinander folgender Anbau der gleichen Gemüseart auf ein und derselben Fläche. Kulturfolge? der geplante Wechsel von Gemüsearten auf ein und derselben Fläche innerhalb eines Jahres (Vor-, Haupt-, Nachkultur). Fruchtfolge? der geplante Wechsel von Gemüsearten auf ein und derselben Fläche über mehrere Jahre (mehrere Kulturfolgen). Reinkultur? gleichzeitiger Anbau von nur einer einzigen Gemüseart je Beet. Mischkultur? geplantes, gleichzeitiges Nebeneinander verschiedener, sich möglichst positiv beeinflussender Gemüsearten auf einem Beet. Anbaupause? Zeitraum in Jahren vom letzten bis zum nächsten Anbau der gleichen Pflanzenart (Pflanzenfamilie) auf dem selben Beet. Vorfruchtwert? die Summe aller Wirkungen, welche die vorausgehende Frucht auf die nachfolgende Frucht ausübt (Wuchsdepression oder Förderung). Selbstverträglich? Pflanzenarten können ohne Ertragsrückgang auch nach sich selbst auf dem gleichen Beet

45 -43- angebaut werden, solange keine Schaderreger dies verhindern (z.b. Porree). Einige wichtige Fruchtfolgeprobleme im Gemüsegarten Obwohl Salat als selbstverträglich gilt, begünstigt mangelnder Fruchtwechsel die Entwicklung von Salatfäule. Sie wird vor allem durch 3 pilzliche Schaderreger verursacht, nämlich Rhizoctonia, Sclerotinia und Botrytis. Bei den traditionsreichen Fruchtwechselversuchen in Weihenstephan ergaben sich bei ständigem Salatanbau bereits nach 4 Jahren gesicherte Ertragsverluste gegenüber einer 3-jährigen Fruchtfolge. Im Durchschnitt über 29 Jahre betrugen die Verluste etwa 46%. Günstige Vorkultur für Salat ist Getreide, als weniger günstig gelten Gurken. Bei Möhren werden Schäden durch Möhrenschwärze (Alternaria), Möhrenfliege und Nematoden hervorgerufen. Obwohl die Möhre selbstverträglich für sich und andere Doldenblütler ist, erscheint eine längere Anbaupause von 4 bis 5 Jahren als sinnvoll. Der Vorfruchtwert von Möhren ist eher gering. Das größte Problem im Kohlanbau ist die pilzliche Kohlhernie (Plasmodiophora). Vor allem auf Böden mit niedrigerem ph-wert kommt es dabei zu kropfartigen Wucherungen im Wurzelbereich und nachfolgend zu Welke und Fäulnis. Tritt die Krankheit auf, sind Anbaupausen für alle Kohlgewächse von bis zu 7 Jahren einzuhalten. Kohl gilt zwar als selbstverträglich, dennoch ist es ratsam vorbeugend eine weit gestellte Fruchtfolge einzuhalten. Leguminosen als Vorfrucht ergänzen sich gut mit Kohl und helfen, den Stickstoffbedarf von Kohl organisch abzudecken. Zwiebeln leiden bei zu häufigem Anbau auf der gleichen Fläche an Pilzproblemen (Sclerotinia, Fusarium) sowie tierischen Schädigungen (Nematoden und Zwiebelfliege). Eine Anbaupause von mindestens 4 Jahren nach allen Zwiebelgewächsen ist zwingend nötig. Aufgrund des geringen Deckungsgrades neigen Zwiebeln zur Förderung von Unkraut, was ihren ansonsten guten Vorfruchtwert verringert. Blattfleckenkrankheit (Septoria) und Schorf (Phoma) sind die wichtigsten Probleme bei Sellerie. Wie bei Salat zeigten die Weihenstephaner Fruchtfolgeversuche auch bei Sellerie bereits nach 4 Jahren Selbstfolgeanbau gesicherte Ertragsdepressionen (28%) gegenüber einer 3-jährigen Fruchtfolge. Als sehr günstige Vorkultur zu Sellerie erwies sich eine Wintergründüngung mit Winterroggen. Die Tomate gilt als bestens selbstverträglich. Dennoch sollte zur vorbeugenden Vermeidung von bodenbürtigen Schädigungen eine 4-jährige Fruchtfolge im Freiland eingehalten werden. Im Kleingewächshaus ist dies nicht praktikabel. Hier sollte man auf eine bestmögliche Sortenwahl (Resistenzen gegen Fusarium, Verticillium, Korkwurzelkrakheit und Nematoden) achten oder noch besser, Veredlungen auf resistenten Unterlagen nutzen. Bei Problemen mit Kraut- und Braunfäule im Freiland kann es durch aufspritzendes Wasser zu Infektionen durch infizierte Bodenpartikel kommen. Mulchfolieneinsatz ist hierbei in jedem Fall vorbeugend zu empfehlen. Die Gurke gilt als selbstunverträglich. Bei enger Fruchtfolge sollten daher in jedem Fall auf Feigenblattkürbis veredelte Pflanzen eingesetzt werden (Gewächshaus). Die Unterlage erweist sich als widerstandsfähig gegen Fusarium-, Verticillium- und Phomopsiswelke. Im Freiland ist ein 4- jähriger Fruchtfolgeanbau sinnvoll. Bei den Weihenstephaner Fruchtfolgeversuchen mit Porree erwies sich dieser als sehr selbstverträglich. Auch nach 34 Jahren Monokultur traten keine gesicherten Ertrags- und Qualitätseinbußen auf. Darüber hinaus gilt Porree als Gesundungsfrucht, er besitzt die beste Vorfruchtwirkung im gesamten Gemüsebereich. Das Risiko für Pilzbefall mit Alternaria (Purpurfleckenkrankheit) oder Sclerotinia (Mehlkrankheit) ist im Selbstfolgeanbau aber größer als bei weit gestellter Fruchtfolge. Grundsätze des Fruchtwechsels Unabhängig davon ob im Garten Reinkultur- oder Mischkulturanbau betrieben wird, gilt es nachfolgende, wichtige Kriterien bei der Planung zu berücksichtigen:

46 -44- Wechsel der Pflanzenfamilien Dies ist entscheidend, damit sich kulturspezifische Schädigungen nicht über Jahre aufschaukeln können. Die Gefahr von bodenbürtigen Fruchtfolgeproblemen wird dadurch bereits im Vorfeld stark verringert. Auch selbstverträgliche Arten, wie Tomaten, Porree und Mais, sollten vorsichtshalber in einer weiten Fruchtfolge stehen. Wechsel der Nährstoffbedürftigkeit Pflanzen mit schwacher, mittelstarker oder starker Nährstoffbedürftigkeit sollten zu etwa gleichen Teilen wechselweise in die Fruchtfolge eingebunden sein. Dies vermindert das Risiko von einseitigem Nährstoffmangel oder Überschuss. Oftmals findet man die alte, traditionelle Empfehlung Stark-, Mittelstark- und Schwachzehrerbeete anzulegen (mit unterschiedlicher organischer Versorgung). Aufgrund der allseits hohen Nährstoffüberversorgung in den Gärten erscheint dies heute als wenig praktikabel. Wechsel der Wurzeltiefe Tiefer wurzelnde Arten können im Wechsel mit flach wurzelnden Arten nach unten verlagerte Nährstoffreste erreichen und somit vor einer eventuellen Auswaschung bewahren. Wechsel der Ernteorgangruppen (v.a. im biologischen Anbau) Das Risiko einer einseitigen Bewirtschaftung des Bodens kann durch einen weiteren Wechsel von Blatt-, Frucht-, Wurzel- oder sonstigen Gemüsen zusätzlich gelockert werden. Tabelle 1 zeigt, zu welchen der oben erwähnten Kategorien die einzelnen Gemüsearten zu zählen sind, und kann bei der Erstellung der Fruchtfolgeplanung gute Dienste leisten. Erstellung einer Anbauplanung Nur wer schreibt der bleibt. Dieses alte Sprichwort umschreibt deutlich worauf es bei einer gelungenen Fruchtfolgeplanung ankommt. Bei einer Vielfalt von Kulturen, Anbauterminen und Beeten kann nur den Überblick behalten, wer ständig schriftliche Aufzeichnungen tätigt. Bei der Erstellung einer Anbauplanung wird zunächst die Gemüseanbaufläche in mehrere Beete eingeteilt, z.b. 4 bis 8 Beete bei einer 4-jährigen Fruchtfolge oder 3 bis 6 Beete bei einer 3-jährigen Fruchtfolge. Für jedes einzelne Beet wird nun eine Kulturfolge für das aktuelle Jahr erstellt aus Vor-, Haupt- und Nachkultur, was 2 bis 3 Ernten pro Beet und Jahr ergibt. Als Vorkultur kommen kälteverträgliche, schnellwachsende Arten wie Radies, Spinat, Schnittsalat, Kopfsalat, Kohlrabi, Asiasalat oder Frühkohl in Frage. Als Hauptkulturen mit längerer Entwicklungszeit stehen meist Gurken, Tomaten, Paprika, Zucchini, Kürbis, Sellerie, Porree, Bohnen im Anbau. Für den Herbst eignen sich zusätzlich zu den o.a. Vorkulturen auch Feldsalat und Postelein. Die Festlegung der mehrjährigen Fruchtfolge erfolgt nun ganz einfach durch jährliche Rotation der Kulturfolgen von Beet zu Beet (siehe Beispiel Tabelle 3). Der Einbau von Gründüngungspflanzen in die Fruchtfolge ist positiv zu bewerten. Es ist dabei aber notwendig nur solche Pflanzen zu berücksichtigen, die nicht zu den Gemüsefamilien gehören. Gründüngung als Wintergründüngung (v.a. auf leichteren Böden) hat keine Flächeneinschränkung im Sommer zur Folge und bringt zusätzlich eine vorteilhafte Stickstoffbindung über den Winter. Es eignen sich sowohl winterharte Arten, wie Winterroggen, als auch abfrierende Arten wie Phacelia oder Buchweizen. Mit Wintergründüngung belegte Flächen sollten im darauf folgenden Frühjahr erst frühestens ab Ende April in Kultur genommen werden. Kulturfolge Planungsbeispiel (Reinkultur) Das Kulturfolgebeispiel in Tabelle 2 zeigt Kulturfolgen für 4 verschiedene Beete. Die angebauten Pflanzen gehören alle unterschiedlichen Pflanzenfamilien an. Außerdem wurden Kulturen mit unterschiedlichem Nährstoffanspruch und wechselnder Wurzeltiefe berücksichtigt.

47 -45- Fruchtfolgeplan (Reinkultur) Aus der geplanten Kulturfolge wird nun die gewünschte Fruchtfolge einfach erreicht, indem die Kulturfolgen jährlich um 1 Beet weiter verschoben werden (Tabelle 3). Wichtiges zur Mischkultur Viele Grundlagen über die direkte gegenseitige Beeinflussung von unterschiedlichen Pflanzen auf dem selben Beet sind wissenschaftlich nicht ausreichend gesichert. Vieles beruht auf allgemeinen Erfahrungen und Beobachtungen, die sich im eigenen Garten erst bestätigen müssen. Vorteile gegenüber Reinkultur Bei Mischkultur kann eine direkte gegenseitige Förderung sowie Abwehr von Krankheiten oder Schädlingen erfolgen. Die Wirkung kann aber eventuell auch nur einen Mischpartner betreffen. In einer Mischung von Zwiebel und Möhre helfen sich die beiden Partner gegenseitig in der Abwehr von Gemüsefliegen. Noch vorteilhafter ist aber die Mischung aus Porree und Möhren. Neben der Abwehr der Gemüsefliegen sorgt Porree mit seinem kräftigen Wurzelwerk für einen lockeren Wurzelraum der Möhren. Zudem ergänzen sich Porree und Möhren besser im Wasserbedarf, als das bei der Zwiebel der Fall ist. Weitere positive Aspekte der Mischkultur sind die gleichmäßigere Bodenbeschattung und das breitere Ernteangebot im Garten. Nachteile gegenüber Reinkultur Nachteilig ist, dass die Planung sowie die Durchführung der Mischkultur im Garten beträchtlich aufwändiger und anspruchsvoller ist als bei Reinkultur. Bei schlechter Ausführung ist das Erfolgsrisiko meist deutlich höher. So kann es etwa bei unpassenden Saat- oder Pflanzterminen der Mischpartner zu einem höheren Kulturrisiko durch Beschattung, schlechte Durchlüftung oder Nährstoffmangel kommen. Auswahl geeigneter Partner in der Mischkultur Pflanzen, die von gleichen Krankheiten befallen werden, sollten nicht in Mischkultur stehen, weil dadurch die Ausprägung der Schäden verstärkt werden kann. Dies gilt z.b. für Bohnen und Gurken (Fusariumbefall) oder Salat und Gurken (Sclerotiniabefall). Eine positive Wirkung gegen Botrytis verspricht man sich in der Mischkultur mit Zwiebel, Knoblauch und Porree. Kulturfolge Mischkultur Planungsbeispiel Das folgende Beispiel für eine Mischkultur (Tabelle 4) bezieht sich auf 4 Beete, bei einer Beetbreite von 1,25 m. Bei der Kulturauswahl wurde keine Pflanzenfamilie mehrfach berücksichtigt. Fruchtfolge Mischkultur Planungsbeispiel Aus der geplanten Kulturfolge wird nun die gewünschte Fruchtfolge einfach erreicht, indem die Kulturfolgen jährlich um 1 Beet weiter verschoben werden (Tabelle 5). Zusammenfassung Abschließend lässt sich kurz zusammengefasst folgendes Fazit ziehen: Ein intensiver Fruchtwechsel führt im Gemüsegarten meist zu höheren und sicheren Erträgen bei gleichzeitig besserer Erntequalität. Die Fruchtfolge kann sowohl in Reinkultur als auch in Mischkultur erfolgreich durchgeführt werden. Günstiger Fruchtwechsel verringert und verzögert die Ausbreitung von bodenbürtigen Schaderregern und verbessert die physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften des Bodens.

48 -46- Tab.1: Einteilung der Gemüsearten für die Erstellung einer Fruchtfolgeplanung Familie Kultur N-Bedarf *) Wurzeltiefe **) Ernteorgangruppe Kreuzblütler Kopfkohl ooo oo B Blumenkohl ooo oo S Broccoli ooo oo S Rosenkohl ooo oo B Chinakohl oo o B Kohlrabi oo o S Rettich oo oo W Radies o o W Kresse o o B Asiasalat o o B Korbblütler Kopf-/Eissalate oo o B Schnittsalat o o B Endivien oo o B Radicchio oo o B Chicoree o o W Nachtschattengewächse Tomaten ooo oo F Paprika oo oo F Auberginen ooo oo F Andenbeere oo oo F Doldenblütler Möhren oo oo W Sellerie ooo oo W Fenchel ooo oo S Dill oo oo B/S Petersilie o o B Leguminosen Bohnen o o F/S Erbsen o o F/S Baldriangewächse Feldsalat o o B Knöterichgewächse Rhabarber oo oo S Sauerampfer oo o B Gänsefußgewächse Spinat oo o B Mangold oo oo B Zwiebelgewächse Zwiebel o o W Porree oo oo B Schnittlauch oo o B Portulakgewächse Postelein o o B Kürbisgewächse Gurken oo - ooo o F Zucchini ooo oo F Kürbis ooo o F *) o = gering oo = mittel ooo = stark **) o = flach oo = mittel - tief B = Blattgemüse F = Fruchtgemüse W = Wurzelgemüse S = Sonstige

49 -47- Tab. 2: Gemüsekulturfolge für 4 Beete (Reinkultur) Termin Beet 1 Beet 2 Beet 3 Beet 4 Januar 1 Winterbrache Phaceleia Winterbrache Winterroggen 2 abfrierend 3 4 Februar März 1 Zwiebel 2 3 Möhren Spinat 4 April Zuckererbsen 4 Mai Tomaten Juni Juli Zucchini spät August Endivien Broccoli September Oktober November Dezember Winterroggen Feldsalat gepflanzt Winterbrache Phacelia abfrierend Winterbrache

50 -48- Tab. 3: Gemüsefruchtfolge für 4 Beete über 4 Jahre (Reinkultur) Jahr Beet 1 Beet 2 Beet 3 Beet 4 1 Möhren Endivien Winterroggen Zwiebel Zucchini Feldsalat Spinat Tomaten Phacelia Winterroggen Zuckererbsen Brokkoli 2 Winterroggen Zuckererbsen Brokkoli Möhren Endivien Winterroggen Zwiebel Zucchini Feldsalat Spinat Tomaten Phacelia 3 Spinat Tomaten Phacelia Winterroggen Zuckererbsen Brokkoli Möhren Endivien Winterroggen Zwiebel Zucchini Feldsalat 4 Zwiebel Zucchini Feldsalat Spinat Tomaten Phacelia Winterroggen Zuckererbsen Brokkoli Möhren Endivien Winterroggen

51 -49- Tab. 4: Gemüsekulturfolge über 4 Beete (Mischkultur) Reihe Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez 1a Schnittsalat Spinat Basilikum Feldsalat gepfl. 1b Schnittsalat Spinat Feldsalat gepfl. 2a Radies Postelein gepfl. 2b Radies Tomaten Postelein gepfl. 3a Schnittsalat Feldsalat gepfl. 3b Schnittsalat Feldsalat gepfl. 4a Radies Tomaten Postelein gepfl. 4b Radies Postelein gepfl. 5a Schnittsalat Spinat Feldsalat gepfl. 5b Schnittsalat Spinat Basilikum Feldsalat gepfl. 1a 1b 2a 2b 3a 3b 4a 4b 5a 5b Möhren Kohlrabi Asiasalat Porree Radicchio Möhren Kohlrabi Asiasalat Porree Endivien Möhren Kohlrabi Asiasalat 1a Steckzwiebel Buschbohnen gepfl. 1b 2a 2b Knollenfenchel Zuckermais gepfl. Winterroggen 3a Steckzwiebel Buschbohnen gepfl. 3b 4a Knollenfenchel Zuckermais gepfl. 4b 5a Steckzwiebel Buschbohnen gepfl. 5b 1a Sellerie Postelein gepfl. 1b Postelein gepfl. 2a Feldsalat gepfl. 2b Winterroggen Feldsalat gepfl. 3a Gurken am Gitter Postelein gepfl. 3b Postelein gepfl. 4a Feldsalat gepfl. 4b Feldsalat gepfl. 5a Sellerie Postelein gepfl. 5b Postelein gepfl. Reihe Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez

52 -50- Tab. 5: Gemüsefruchtfolge für 4 Beete über 4 Jahre (Mischkultur) Jahr Beet 1 Beet 2 Beet 3 Beet 4 1 Schnittsalat/Radies Spinat/Basilikum/ Tomate Feldsalat/Postelein Winterroggen Sellerie/Gurken Postelein/Feldsalat Zwiebel/Fenchel Bohnen/Zuckermais Winterroggen Möhren/Porree Kohlrabi/Radicchio 2 Möhren/Porree Kohlrabi/Radicchio Schnittsalat/Radies Spinat/Basilikum/ Tomate Feldsalat/Postelein Winterroggen Sellerie/Gurken Postelein/Feldsalat Zwiebel/Fenchel Bohnen/Zuckermais Winterroggen 3 Zwiebel/Fenchel Bohnen/Zuckermais Winterroggen Möhren/Porree Kohlrabi/Radicchio Schnittsalat/Radies Spinat/Basilikum/ Tomate Feldsalat/Postelein Winterroggen Sellerie/Gurken Postelein/Feldsalat 4 Winterroggen Sellerie/Gurken Postelein/Feldsalat Zwiebel/Fenchel Bohnen/Zuckermais Winterroggen Möhren/Porree Kohlrabi/Radicchio Schnittsalat/Radies Spinat/Basilikum/ Tomate Feldsalat/Postelein

53 Bodenpflege und Bodenschutz Klaus-Dieter K e r p a Fachberater des Stadtverbandes Leverkusen der Kleingärtner e.v.

54 Bodenschutz und Bodenpflege Inhalt 1 Einleitung 2 Der Boden und sein schweres Los 3 Die Bestandteile des Bodens Mineralische Bestandteile Bodenwasser Bodenluft Organische Bestandteile Lebende Pflanzenwurzeln Humus und tote Pflanzenwurzeln Bodenlebewesen (Edaphon) 4 Die Bedeutung der Bodenlebewesen 5 Test auf Aktivität des Bodenleben 6 Situation der Böden in Kleingärten Altlasten von Böden in Kleingärten Problem Überdüngung 7 Aktionen und Initiativen zum Bodenschutz^ Initiativen in den Kommunen und auf Länderebene Bodeninitiativen im Internet 8 Bodenschutz durch den Gesetzgeber Das Bodenschutzgesetz 9 Europaweiter Bodenschutz, die "Europäische Bodencharta" 10 Möglichkeiten des Bodenschutzes in Kleingärten durch die Stadt- und Kreisverbände und Vereine durch den einzelnen Kleingärtner Bodenbearbeitung Förderung des Bodenlebens Mulchen Mulcharten Gründüngung Humuswirtschaft 11 Schlußbetrachtung 12 Literatur und Bezugsadressen 1 Einleitung Für Kinder ist Boden, besonders wenn sie ihn als Matsch benutzen können, einfach herrlich. Wir Erwachsenen dagegen, empfinden Boden häufig als Dreck, besonders wenn er an unseren Schuhen klebt. Im Allgemeinen nehmen wir den Boden jedoch kaum bewusst war. Er ist einfach selbstverständlich da, bedarf keiner großen Pflege, und genauso ein fester Bestandteil unserer Umwelt

55 wie Wasser und Luft. Auch in unserer Sprache verwenden wir den Begriff Boden sehr häufig. Redewendungen wie: mit beiden Füßen auf dem Boden stehen den Boden unter den Füßen verlieren den Kopf in den Boden stecken, zeugen davon und Bezeichnungen wie Heimat- oder Muttererde machen deutlich wie sehr Boden schon vor unzähligen Generationen geschätzt, ja verehrt wurde und welch hohen Stellenwert er hatte. Bereits 1862 hat Friedrich Albert Fallou, einer der Wegbereiter der modernen Bodenkunde, über den Boden folgenden Satz geprägt: Es gibt in der ganzen Natur keinen wichtigeren, keinen der Betrachtung würdigeren Gegenstand als den Boden! Es ist ja der Boden, welcher die Erde zu einem freundlichen Wohnsitz des Menschen macht; er allein ist es, welcher das zahllose Heer der Wesen erzeugt und ernährt, auf welchem die ganze belebte Schöpfung und unsere eigene Existenz letztlich beruhen. Dieses Bodenbewusstsein ist bei vielen Menschen im Laufe der Industrialisierung immer mehr verloren gegangen, dabei ist der Boden unbestritten neben dem Wasser und der Luft, die wichtigste natürliche Ressource der Menschheit. Eigentlich ist er sogar die wichtigste, denn unser Trinkwasser wird in ihm gereinigt und als Grundwasser gelagert. Pflanzen die den Boden mit ihren Wurzeln quasi als Wohnort nutzen, liefern den Sauerstoff und Nahrung für Mensch und Tier und somit die Vorraussetzung allen Lebens auf unserem Planeten. Neben diesen essentiellen Eigenschaften des Bodens kommt noch die Nutzbarkeit des Bodens hinzu: Boden als Vorratslager unserer Bodenschätze, der fossilen Brennstoffe, und Boden als Nutzfläche und Baugrund für Gebäude und Verkehrsflächen. Boden ist aber auch Wohn- und Lebensraum einer unvorstellbar vielfältigen Tier- und Pflanzenwelt, dem Edaphon, also der Gesamtheit des pflanzlichen und tierischem Bodenlebens. Zu guter Letzt schließlich, um den Bogen zu dieser BDG-Tagung zu schließen, ist Boden natürlich die Vorraussetzung unseres Hobbys, des Gartenbaus. 2 Der Boden und sein schweres Los Laut Brockhaus, ist Boden die etwa cm dicke belebte Verwitterungsschicht der Erdrinde, die natürliche Grundlage für alle Lebewesen auf unserem Planeten. Unsere Erdoberfläche besteht zu ca. 70% aus Wasser. Die verbleibenden 30% Festland haben immerhin noch eine Größe von etwa 150 Millionen km 2. Den Großteil dieser Bodenfläche, nämlich 90%, nehmen die Pole, Gebirge, Wüsten, Steppen und letztlich die unvorstellbar großen verbauten und versiegelten Bodenbereiche ein, so dass nur ca. 10% der festen Erdoberfläche anbautechnisch nutzbar sind. Immerhin bleiben so noch ca. 15 Millionen km 2 übrig, scheinbar eine unvorstellbar große Menge. Doch diese Zahl täuscht. Zunehmende Emission und Erosion sowie nicht endende Bodenversiegelung, führen zu ständigem direktem und indirektem Bodenverlust. Boden wurde und wird zudem immer noch als Lagerraum, als Deponie von Gift- und Gefahrstoffen missbraucht. Was heute bei Bodenuntersuchungen gefunden wird, liest sich wie ein chemisches Lexikon: Schwermetalle, wie z.b. Arsen, Blei, Cadmium, Kupfer, Nickel, Thallium, Quecksilber, Zink. Rückstände von persistenten Wirkstoffen aus Pflanzenschutzmitteln wie z.b. das DDT. Nicht abbaubare Umweltchemikalien wie polycyclische, aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) und polychlorierte Biphenyle (PCB). Schwefel- und Stickstoffverbindungen, akkumulierte Phosphat-gehalte u.a.m. Im wahrsten Sinne des Wortes treten wir unseren Boden mit Füßen, wahrlich ein schweres Los. Sollen auch die nach uns folgenden Generationen von Mutter Erde ernährt werden, ist ein verantwortungsbewusster, schonender Umgang mit ihr zwingend erforderlich, denn das Naturgut

56 Boden ist weltweit nicht vermehrbar und ein mit Giftstoffen kontaminierter, verseuchter Boden ist praktisch nicht mehr regenerierbar. 3 Die Bestandteile des Bodens Bei oberflächlicher Betrachtung könnte man meinen, der Boden sei eine einheitliche, mehr oder weniger braune Masse. Tatsächlich aber ist er ein sehr komplexes Gemisch aus vielen unterschiedlichen Teilen, die innig mit einander vermischt sind. Die Zusammensetzung der Böden ist je nach Bodentyp, Bodenart und Bodenbearbeitung stark schwankend. Ein Ackerboden hat ungefähr folgende Zusammensetzung: Woraus besteht der Gartenboden? Abb. 1: Zusammensetzung eines Gartenbodens Luft 25 % Wa s s e r 23 % Mineralische Substanz 45 % Organische Substanz 7 % Klaus-Dieter Kerpa Mineralische Bestandteile Die mineralischen Bestandteile des Bodens, mit ca. 45Vol.-% am meisten vertreten, bilden mit Ausnahme der Torfböden, den überwiegenden Anteil der festen Bodensubstanz. Es ist das feste Substrat, in welchem die Pflanzen wurzeln und welches die mineralischen Pflanzennährstoffe liefert. Diese mineralischen Bestandteile entstammen der Verwitterung des Ausgangsgesteins und sind mehr oder weniger durch menschliche Einflüsse (Mineraldünger) angereichert. Je nach Partikelgröße unterscheidet man die mineralischen Bestandteile in Steine, Kies, Sand, Schluff und Ton. (Auf die verschiedenen Bodentypen wird hier nicht näher eingegangen). Bodenwasser Bodenwasser, die flüssige Komponente der Bodenbestandteile, ist mit ca. 25 Vol.- % im Boden vorhanden. Bodenwasser besteht aus den Niederschlägen oder Gießwasser und dem aufsteigendem Wasser des Grundwassers. Es haftet an und zwischen feinsten Ton- und Humusteilchen und ist dort größtenteils pflanzen-verfügbar. Das Bodenwasser ist als Lebenselixier für Pflanzen und Bodenlebewesen unentbehrlich. Es dient als Lösungsmittel und zum Transport der Nährstoffe. Bodenwasser schützt vor Winderosion, indem es die Bodenteile verklebt und gleicht Temperaturschwankungen des Bodens aus. Bodenluft Bodenluft, die gasförmige Komponente des Bodens, ist der Gegenspieler des Bodenwassers. Das gesamte Porenvolumen des Bodens, ist in Wasser- und Luftvolumen aufgeteilt, wobei das Verhältnis ca. 1:1 ist. Bei unserem Beispiel liegt der Anteil der Bodenluft also bei ca. 25 Vol.-%. Der Luftgehalt sinkt bei steigendem Wassergehalt und umgekehrt. Die Bodenluft mit dem darin enthaltenen Sauerstoff, ist die Voraussetzung für das Leben der Pflanzenwurzeln und der Mikroorganismen, wobei einige dieser winzigen Bodenorganismen bevorzugt den Stickstoff der Bodenluft benötigen. Die Bodenluft übernimmt den Transport der Bodengase. Sie transportiert den Sauerstoff zu den Pflanzenwurzeln bzw. dem Bodenleben und befördert das durch die Atmung der Bodenorganismen entstandene Kohlendioxid wieder an die Oberfläche. So hat die Bodenluft nachweislich einen wesentlich höheren CO 2 - Gehalt als die Atmosphäre. Während dieser bei 0,03 Vol.- % CO 2 liegt, beträgt er in der Bodenluft oft das 10-fache und mehr. Der CO 2 - Gehalt der Bodenluft ist ein wichtiger Indikator für den Besatz des Bodens mit Bodenorganismen und ihrer Tätigkeit.

57 Organische Bestandteile Der organische Bestandteil im Boden, die zweite feste Bodensubstanz, ist mit ca. 5 Vol-% im Boden vertreten. Diese Anteile gliedern sich auf in: Woraus besteht der Gartenboden? Humus 85 % Organische Lebende Pflanzenwurzeln Bei den lebenden Pflanzenwurzeln, ca. 10% der organischen Bestandteile, werden nur Wurzeln bis zu einer Größe von ca. 2 mm einbezogen. Größere Pflanzenwurzeln und Wurzelstöcke werden konventionell nicht zur organischen Bodensubstanz gerechnet. so: Bodenlebewesen 5 % Pflanzenwurzeln 10 % Klaus -Dieter Kerpa Humus und tote Pflanzenwurzeln Humus ist ein Begriff, der bei vielen Gartenfreunden oft falsche Vorstellungen assoziiert. Die einen bezeichnen damit Kompost, andere denken an Torf. Die Wissenschaftler definieren Humus Humus nennt man alle Zwischen- und Endprodukte des Ab- und Umbauvorganges aller abgestorbenen Pflanzen- und Tierreste, die in und auf den Boden gelangen. Humus und tote Pflanzenwurzeln sind mit 85% in der organischen Masse vertreten. Bodenlebewesen (Edaphon) Ca. 5 Vol.- % der organischen Substanz des Bodens sind Bodenlebewesen. Die Gesamtheit aller Bodenorganismen bezeichnet der Wissenschaftler auch mit Edaphon (aus dem griechischen Wort edaphos = Erdboden). Das Edaphon stellt gewichtsmäßig den kleinsten Anteil des Bodens dar, doch wenn man einmal genauer hinschaut, wird man erstaunt sein, was das tatsächlich bedeutet, denn das Ökosystem des Bodens ist außerordentlich mannigfaltig und eines der an Organismen reichsten der gesamten Biosphäre. Es ist nur schwer vorstellbar, doch: in einer Hand voll guter Gartenerde können weitaus mehr Organismen leben, als Menschen auf unserem Globus. Unvorstellbar: in so einer hand voll guter Gartenerde können weitaus mehr Organismen leben, als Menschen auf der Erde. In der Fachliteratur findet man über die Anzahl der Bodenorganismen schwankende Angaben. Die Auszählung der Bodenorganismen ist eben immer nur eine Momentaufnahme, die zudem noch sehr stark vom Bodentyp und Bodenzustand abhängig ist.

58 Tabelle: Bodenleben in 1m 2 guter Gartenerde in der Schicht von 0-30 cm Tiefe (Quelle: Schweizerischer Bund für Naturschutz 1985). Bodenflora Bakterien Strahlenpilze Pilze Algen Bodenfauna Einzeller Fadenwürmer Milben Springschwänze Weiße Ringwürmer Regenwürmer 200 Schnecken 50 Spinnen 50 Asseln 50 Tausendfüßler 150 Hundertfüßer 50 Käfer 100 Fliegen- u. Mückenlarven 200 Wirbeltiere Die Bedeutung der Bodenlebewesen Woraus besteht der Gartenboden? Übrige Fauna 8 % Bakterien und S trahlenpilze 40 % Organische S ubstanz Bodenlebewesen Regenwürmer 12 % Pilze und Algen 40 % Das Bodenleben zeichnet sich durch eine große Arten- und Formenvielfalt aus. Die meisten davon sind so klein, dass man sie nur mit Hilfe von Mikroskopen sichtbar machen kann. Das trifft besonders auf die zu der Bodenflora gehörenden Bodenbakterien, Strahlenpilze, Pilze, Algen und Flechten zu, deren Masse je nach Bodenart 60-90% des Edaphons beträgt. Mit Edaphon bezeichnen Bodenwissenschaftler die Gesamtheit des Bodenlebens, also pflanzliche und tierische Organismen). Den Rest nimmt die Bodenfauna ein. Hierzu gehören tierische Einzeller, Springschwänze, Milben, Asseln, Insekten, Regenwürmer und Wirbeltiere wie z.b. Wühlmaus und Maulwurf. Es würde den Rahmen dieses Vortrages sprengen hier auf jede Organismengruppe und ihre Bedeutung im Boden detailliert einzugehen, deshalb hier nur eine kurze Zusammenfassung. Das Edaphon erfüllt vielfältige und wichtige Aufgaben. Die natürliche Bodenfruchtbarkeit und Gesundheit eines Bodens hängt in starkem Maße von den in ihm lebenden Organismen ab. Die Aufgaben der Bodenorganismen bestehen in der:

59 Zersetzung der mineralischen Substanz, (Biologische Verwitterung) der Zerkleinerung und dem Abbau organischer Substanzen und ihrer Umwandlung zu Nahrung für das Bodenleben und Umwandlung zu anorganischen Verbindungen die den Pflanzen so wieder als Nährstoffe verfügbar werden. (Mineralisation) Bodenlebewesen lockern den Boden und durchmischen organische Verbindungen mit mineralischen Bodenpartikeln zu stabilen Ton-Humus-Komplexen und sind so an der Gefüge- und Krümelbildung entscheidend beteiligt. Sie wandeln abgestorbene organische Substanzen in stabile Humuskomplexe um. Diese verbessern entscheidend die Struktur, die Wasserhaltefähigkeit und die Bodenfruchtbarkeit (Humifikation) Bodenorganismen wandeln organischen Stickstoff in pflanzenverfügbaren Stickstoff um und binden Stickstoff. (Nitrifikation / Denitrifikation) In einer solchen Erde sind Ton- Humus- Komplexe mit Eiweißen, Schleimstoffen und Enzymen verklebt. Es entsteht eine Art stabiler Schwamm, der mehr als das doppelte seines Eigengewichts an Wasser aufnehmen kann. Wenn Mikroorganismen den Boden auf solche Art verklebt und stabilisiert haben, spricht man von einem lebend verbauten Boden. Ein solcher Boden hat ein hohes Maß an Bodengare. Gare, das kommt von gären, locker wie Hefeteich ist so ein garer Boden. Unverwitterte Mineralteile bilden sein Skelett, Tonteilchen, Humusstoffe und Mikroorganismen, Schleim und Pilzfäden ergänzen das Krümelgefüge. Lebendverbaute Krümel umschließen verschieden große Hohlräume, die mit Luft und Wasser gefüllt sind. Ob ein Boden bei Regen verschlammt, oder bei Trockenheit hart wie Beton wird, oder ob er locker und krümelig bleibt, hängt in großem Maße von den in ihm lebenden Organismen ab. Abb.: Stabile Bodenkrümel, das Ergebnis der Tätigkeit unzähliger Bodenorganismen. Je größer ihre Vielfalt und je höher die Anzahl der Bodenorganismen ist, um so geringer ist auch die Gefahr einer einseitigen Massenvermehrung von Krankheitserreger im Boden. Die Stoffwechselprodukte der Bodenlebewesen: Fermente, Antibiotika und Wuchsstoffe, fördern das Pflanzenwachstum, und sind maßgeblich an der Bildung natürlicher Widerstandskraft der Pflanzen beteiligt. So verbessert das Edaphon den Boden in einer Weise, wie dies durch mechanische Maßnahmen der Bodenpflege nicht zu erreichen ist. Die Wissenschaft nennt dieses Phänomen das: antiphytopathogene Potential. Diesen so schwer auszusprechenden Begriff kann man übersetzen mit: Pflanzenkrankheiten hemmende Kraft. Über das Bodenleben lässt sich noch vieles berichten. Abschließend noch diese Hinweise, welche die Bedeutung der Bodenorganismen nochmals deutlich herausstellen.

60 ohne Bodenorganismen wäre eine organische Düngung nicht möglich ohne Bodenlebewesen wäre die Anwendung von Leguminosen zur Gründüngung nicht möglich, und ohne Bodenorganismen die Verwendung von Kompost oder Stallmist nicht möglich. Rechte Seite der Grafik: Bodenorganismen zersetzen bei warmer und feuchter Witterung organische Materialien wie Mist, Kompost, Hornspäne etc. zu verschiedenen Abbauprodukten. Letztendlich entsteht Nitrat welches von den Pflanzen aufgenommen wird. Linke Seite: Leicht Wasser lösliche, stickstoffhaltige Mineraldünger liefern auf direktem Weg Nitrat. Es besteht die Gefahr der Überdüngung und des Eintrags von Nitrat in das Grundwasser. Feuchtigkeit Wärme Bodenorganismen Abbildung aus Das große Biogarten Handbuch (Claudia und Reinold Fischer) Verlag: Südwest 5 Test auf Aktivität des Bodenlebens Wer sich mal intensiver mit seinem Boden auseinandersetzt, ihn vielleicht auch einmal mit der Lupe betrachtet, wird viele interessante Beobachtungen machen können. Auch kennen die meisten Gartenfreunde die Ausscheidungen von Regenwürmern gut. Ein gut belebter Gartenboden zeigt viele Hinweise, doch wie es wirklich mit dem Besatz der kleinsten Organismen, also den Bakterien, Strahlenpilzen und Pilzen aussieht ist so nicht zu beurteilen. Die Grundlage einer solchen Untersuchung ist Kohlensäure -Bildung durch die Bodenlebewesen. Die Durchführung dieser Untersuchung ist für den Hobbygärtner aufgrund der zu errichtenden Glasapparatur relativ aufwendig. Seit kurzer Zeit bietet der Handel einen Bodenlebentest an( SOLVITA-Bodenlebentest ) der sich einfach und ohne großen Aufwand durchführen lässt und es laut Aussage des Herstellers ermöglicht, wissenschaftlich genau die Atmung der Kleinlebewesen des Bodens zu messen. Die dabei ermittelten Ergebnisse geben Aufschluss über die Aktivität des Bodenlebens und die ungefähr zu erwartende Stickstoff- Freisetzung. Test auf die Aktivität des Bodenlebens

61 Situation der Böden in Kleingärten Kleingartenanlagen, vor allem Anlagen aus den Nachkriegsjahren, sind oftmals auf belastetem Gelände erbaut worden. Hierfür finden sich zahlreiche Beispiele, so im Rhein-Ruhrgebiet, im Berliner Raum u.v.a. Verbandsgebieten. Auch in Leverkusen mussten wir damit leben lernen. In einer unserer älteren Kleingartenanlagen fand man bei Bodenuntersuchungen gravierende Rückstände von Chemikalien aus der Sprengstoffherstellung. Es ging damals soweit, dass Überlegungen stattfanden die Anlage zu schließen, so schwerwiegend wurde diese Belastung eingestuft. Dem Engagement vieler, (Verein, Kommune, Stadtverband) ist es zu verdanken, dass dieses nicht passierte. Die Kleingärtner in den betroffenen Parzellen können ihren Salat und die Gemüsekulturen nur noch auf Hochbeeten anbauen. Diese sind zum gewachsenen Boden hin Vliesen ausgelegt, die ein Durchwachsen der Wurzel verhindern soll, und sind mit unbelastetem Boden gefüllt. Foto: Gemüseanbau in speziell ausgerüsteten Hochbeeten (Wurzelsperrvliese) in einer Kleingartenanlage mit belasteten Böden. Ein weiteres sehr bedeutendes Pro-blem bei unseren Gartenböden ist die teilweise maßlose Überdüngung. Zahlreiche Untersuchungen von Böden in Kleingärten zeigen dieses sehr deutlich. So hat z.b. die LUFA der Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen in Münster bei einer Untersuchung von 1490 Gemüseflächen von Haus- und Kleingärten festgestellt, dass bei 83 % dieser Böden die Versorgung mit Kalk, hoch ist, und 95 % der Böden hoch, bzw. sehr hoch mit Phosphat versorgt sind. (siehe hierzu DER FACHBERATER, August 2006, Seite 29-30) Grafik mit freundlicher Genehmigung der LUFA NRW in Münster Ein ähnliches Bild ergeben Bodenuntersuchungen die wir in Leverkusener Kleingartenanlagen durchgeführt haben. Die nachfolgende Grafik zeigt das Ergebnis von 1329 untersuchten Kleingärten.

62 Bodenanalyse Kleingärten Leverkusen (Aktion ) 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Phosphor Kali Magnesium Starke Überversorgung Überversorgung Optimal Unterversorgung Auch hier zeigt sich, dass über 90% der Böden mit Phosphat überdüngt sind. Ebenso liegen auch bei Kalium und Magnesium starke Überversorgungen vor. Eine Unterversorgung ist so gut wie nicht feststellbar. Der ph-wert, der in dieser Grafik nicht aufgeführt ist, befindet sich ebenfalls weit über dem erforderlichen Maß. Über 80% aller Proben waren mit Kalk überversorgt, bzw. stark überversorgt. Sehr gespannt sein darf man darauf, was eine, gerade in Weihenstephan groß angelegte Untersuchungsaktion von Böden in Klein- und Hausgärten auf die Stickstoffversorgung der Böden ergibt. Gerade die Nitratproblematik muss man bei der Düngung im Auge behalten. Die Überdüngung der Böden bedeutet nicht nur eine sinnlose Geldausgabe. Bei Überdüngung des Bodens gelangen wasserlösliche Nährstoffe wie Kalium, Magnesium und Nitratstickstoff in tiefere Bodenschichten und danach zur Auswaschung ins Grundwasser. Diese umweltschädliche und kostenintensive Überdüngung verursacht außerdem ein verändertes Pflanzenwachstum, verschlechtert die Qualität der Gartenkulturen, führt zu Auswaschungsverlusten und bei oberflächlicher Bodenabtragung (Bodenerosion) zur erhöhten Nährstoffabgabe in Gewässer. Besonders die Überdüngung mit Phosphat führt zu Problemen. Phosphate bilden mit einigen Spurennährstoffen Komplexe. Diese sind dann für die Pflanze nicht mehr verfügbar und es kommt zu Mangelsymptomen. Phosphate können z.b. durch Abschwemmung von Boden zur Eutrophierung von Oberflächengewässern führen. Zudem schädigt eine übermäßige Salzbelastung erzielt durch die Überdüngung, das so bedeutende Bodenleben. Hinzu kommt, dass Überdüngung auch die Verschwendung natürlicher Rohstoffvorräte bedeutet. 7 Aktionen und Initiativen zum Bodenschutz Um in der Bevölkerung wieder mehr Aufmerksamkeit auf die Lebensgrundlage Boden zu lenken, gibt es bundesweit eine Vielzahl von Initiativen durch die Kommunen, Länder und den Bund. Beispiel Nordrhein-Westfalen: Unter dem Motto BODEN will LEBEN!" startete 2004 die Natur- und Umweltschutz-Akademie des Landes Nordrhein-Westfalen (NUA) eine neue landesweite Umwelt-Kampagne, die sich in den nächsten Jahren für einen besseren Bodenschutz einsetzen soll. Mit jährlichen Bodenaktionswochen, einer Ausstellung und weiteren Informationsangeboten soll besonders auf die Bedeutung des

63 Bodens als Lebensraum aufmerksam gemacht werden. Als Partner an dieser Aktion können sich Kommunen, und über diese auch Verbände und Vereine, so auch Kleingärtnervereine beteiligen. So fand im Juni 2005 die Auftaktveranstaltung zur Bochumer Bodenwoche in der Ökologischen Dauerkleingartenanlage "Kraut & Rüben" in Bochum statt. Bild: Umweltbus LUMBRICus der NUA- NW. Viel beachtetes Infomobil bei Bodenaktionen Beispiel Sachsen: Im August 2006 fand im Rahmen der Landesgartenschau Oschatz eine Ausstellung zum Thema Der Boden lebt statt. Diese Schau sollte das Bewusstsein über die Bedeutung des Lebensraumes Boden schärfen und zum verantwortlichen Umgang mit der Ressource beitragen. Hier ein Foto von der Ausstellung. Bodeninitiativen im Internet Im Internet findet man eine Vielzahl von Initiativen die sich mit Boden auseinander setzen. Hier einige Beispiele: Bei Bodenwelten handelt es sich um ein multiperspektivisches Internetportal zum Thema Boden. Neben Informationen zum Boden finden sich hier Anregungen für die Schule und Ansätze zum Bodenschutz. Außerdem beherbergt dieses Internetportal auch Diskussionsforen zum Bodenschutz und zu den unterschiedlichen Nutzungsaspekten von Boden und den daraus resultierenden Gefährdungen. Diese Initiative wird auch vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit gefördert. Das Boden-Bündnis ist ein Zusammenschluss von Städten und Gemeinden in Europa, die sich zum Ziel gesetzt haben, sich aktiv für einen nachhaltigen Umgang mit Böden einzusetzen. Auf Grundlage des gemeinsamen Manifestes verpflichten sich die beteiligten Kommunen im Bewusstsein ihrer globalen Mitverantwortung zu entschlossenem Handeln auf lokaler Ebene. Darüber hinaus wirken sie mit an gemeinsamen Aktivitäten im Bereich des Bodenschutzes und der Raumentwicklung. Zugleich profitieren sie von der partnerschaftlichen Zusammenarbeit und dem Austausch von Informationen und Erfahrungen mit den Bündnispartnern.

64 Bei dieser Initiative handelt es sich um eine Konzeption zur Verbesserung des Bodenbewusstseins in der Bevölkerung, aber auch in der Fachöffentlichkeit. Hintergrund für dieses vom Ministerium für Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein- Westfalen geförderten Projektes, war die geringe Wahrnehmung der elementaren Bedeutung von Boden und dessen Schutzbedürftigkeit in der Bevölkerung. Ausgehend von der Diagnostizierung der Ursachen des geringen Bodenbewusstseins in der Bevölkerung wurden Ansätze zur Förderung des Bodenbewusstseins entwickelt. 8 Bodenschutz durch den Gesetzgeber Am 17. März 1998 trat das Bundes-Bodenschutzgesetz - BBodSchG - in Kraft. Damit ist nach Wasser uns Luft endlich auch unser Boden gesetzlich geschützt. Dieses Gesetz zum Schutz vor schädlichen Bodenveränderungen und zur Sanierung von Altlasten umfasst 5 Teile, von denen ich hier auszugsweise auf den vierten Teil eingehen möchte, da er unser Seminarthema tangiert und ggf. als Argumentationshilfe im Verband / Verein angeführt werden kann. Vierter Teil BBodSchG: Landwirtschaftliche Bodennutzung 17 Gute fachliche Praxis in der Landwirtschaft Grundsätze der guten fachlichen Praxis der landwirtschaftlichen Bodennutzung sind die nachhaltige Sicherung der Bodenfruchtbarkeit und Leistungsfähigkeit des Bodens als natürlicher Ressource. Zu den Grundsätzen der guten fachlichen Praxis gehört insbesondere, dass: 1. die Bodenbearbeitung unter Berücksichtigung der Witterung grundsätzlich standortangepaßt zu erfolgen hat, 2. die Bodenstruktur erhalten oder verbessert wird, 3. Bodenverdichtungen, insbesondere durch Berücksichtigung der Bodenart, Bodenfeuchtigkeit und des von den zur landwirtschaftlichen Bodennutzung eingesetzten Geräten verursachten Bodendrucks, so weit wie möglich vermieden werden, 4. Bodenabträge durch eine standortangepaßte Nutzung, insbesondere durch Berücksichtigung der Hangneigung, der Wasser- und Windverhältnisse sowie der Bodenbedeckung, möglichst vermieden werden, 5. die naturbetonten Strukturelemente der Feldflur, insbesondere Hecken, Feldgehölze, Feldraine und Ackerterrassen, die zum Schutz des Bodens notwendig sind, erhalten werden, 6. die biologische Aktivität des Bodens durch entsprechende Fruchtfolgegestaltung erhalten oder gefördert wird und 7. der standorttypische Humusgehalt des Bodens, insbesondere durch eine ausreichende Zufuhr an organischer Substanz oder durch Reduzierung der Bearbeitungsintensität erhalten wird. Insbesondere die Abschnitte 2., 6. und 7. können den Vereinen und Verbänden als Argumentationshilfe bei der Durchsetzung von Bodenschutzmaßnahmen hilfreich sein. 9 Europaweiter Bodenschutz, die Europäische Bodencharta Der Boden ist eines der kostbarsten Güter der Menschheit. Er allein ermöglicht es Pflanzen, Tieren und Menschen, auf der Erdoberfläche zu leben. (Europäische Bodencharta)

65 Die Europäische Bodencharta wurde am vom Europarat verabschiedet. In einen 12 Prinzipien umfassenden Katalog wird dabei auf die große Bedeutung des Bodens für die Menschheit eingegangen und Richtlinien für den Schutz, die Bewirtschaftung und die Produktivitätssicherung bzw. steigerung der Böden ausgesprochen. Hier eine verkürzte Wiedergabe dieser Prinzipien. Der Boden ist eines der kostbarsten Güter der Menschheit. Der Boden ist ein nur begrenzt vorhandenes Gut und leicht zerstörbar. Die Industriegesellschaft nutzt Land zu verschiedenen Zwecken. Jede regionale Planungspolitik muss von den Eigenschaften des Bodens und von den heutigen und morgigen Bedürfnissen der Gesellschaft ausgehen. Land- und Forstwirtschaft müssen Verfahren anwenden, bei denen die Qualität des Bodens erhalten bleibt. Der Boden muss gegen Erosion geschützt werden. Der Boden muss gegen Verunreinigungen geschützt werden. Die Entwicklung städtischer Siedlungen muss so geplant werden, dass die umliegenden Gebiete dadurch möglichst wenig Schaden erleiden. Bei Tiefbauprojekten müssen die Auswirkungen auf benachbarte Böden geprüft und angemessene Schutzmassnahmen in den Kosten berücksichtigt werden. Eine Bestandsaufnahme der vorhandenen Bodenreserven ist unerlässlich. Für eine kluge Nutzung und Erhaltung des Bodens sind interdisziplinäre Forschungsarbeiten erforderlich. Bodenerhaltung muss auf allen Stufen gelehrt werden und immer stärker in den Blickpunkt der Öffentlichkeit treten. Die Regierungen müssen die Bodenreserven zweckmäßig planen und verwalten. 10 Möglichkeiten des Bodenschutzes in Kleingärten Möglichkeiten für Stadt-, Kreis- und Bezirksverbände Betrachten wir zunächst welche Möglichkeiten sich für die Stadt-, Kreis-, Bezirksverbände und durch die Kleingärtnervereine anbieten: Die Satzung der Verbände können in der Garten- und Bauordnung ggf. Ergänzungen oder Abänderungen einbringen, so dass für alle Kleingärtner zwingend eine Bodenuntersuchung auf Kernnährstoffe in einem festgelegtem Rhythmus (z.b. alle fünf Jahre) festgelegt ist. Die Schulung der Vereinsfachberater über die Grundlagen der Düngung, kulturgerechte Düngung, Bedeutung der Bodenprobe, Humuswirtschaft, Bodenpflege, usw. sollte für die übergeordneten Kleingärtnerorganisationen (Landesverbände, Stadtverbände, etc.) höchste Priorität haben. Stadt- und Kreisverbände sollten in ihren Verbänden regelmäßige Infoveranstaltungen, Vorträge usw. über den Nährstoffbedarf der Kulturen, und über kulturgerechte Düngung abhalten. Infoveranstaltungen nutzen und auf das Bundes-Bodenschutzgesetz verweisen Welche Möglichkeiten ergeben sich für die Vereine? Vereine können ihre Schaukästen nutzen und mit plakativen Aushängen auf die Problematik Boden und Überdüngung hinweisen. Aktionen wie Tag des Gartens lassen sich für einen Bodentag nutzen.

66 Für die beiden vorgenannten Punkte sind u.u. vielfältige Unterstützungen mit Plakaten und Infomaterialien, durch Institutionen wie Umweltbehörden, Umweltzentren, Naturschutzverbände, Gartenakademien u.a. möglich. Angebote zur gemeinsamen Beschaffung (Sammelbestellung) von phosphatarmen Düngern und Einzelnährstoffdüngern. Anschaffung einer Waage um Düngermengen abzuwiegen. (bewirkt u.u. auch einen Ahaeffekt. Es ist erstaunlich wie verkehrt Düngermengen eingeschätzt werden. Zur Entnahme von Bodenproben sollten die Vereine zur Arbeitserleichterung so genannte Bodenprobennehmer (auch bezeichnet als Bodenbohrstock, Bodenlanze) anschaffen. Bild: Bodenprobennehmer erleichtern die Entnahme von Bodenproben ungemein. Die Kompostierung im Einzelgarten sollte in der Vereinssatzung, soweit noch nicht geschehen, zwingend vorgeschrieben werden. Die Anwendung von eigenem Kompost muss an erster Stelle stehen. Die Verwendung organischer Dünger ist vorzuziehen, soweit das Untersuchungsergebnis nicht ausdrücklich die Anwendung von Einzelnährstoffdüngern vorsieht. Eine weitere Überlegung könnte sein, ob man bei Vergabe eines Kleingartens (das könnte für Neuanlagen, genauso wie im Falle eines Pächterwechsel gelten) den Bodenzustand bzgl. der Nährstoffbevorratung untersuchen lässt. Hierdurch kann man dem Pächter (Neupächter) aufzeigen, wie der Boden zukünftig mit Düngern zu versorgen ist, sodass keine weiteren Akkumulationen auftreten. Wird der Garten wieder abgegeben, erfolgt eine Kontrolle der Werte. Sich daraus ergebende, gravierende Abweichungen können zu Abzügen bei der Wertermittlung des Gartens führen. Was kann nun der einzelne Kleingärtner zum Bodenschutz beitragen? Bodenbearbeitung

67 Schutz des Bodens vor Verdichtung! Werden feuchte Böden mechanisch beansprucht, z.b. dass man auf ihnen herum läuft, kommt es zu Verdichtungen. Die Bodenluft entweicht, die Struktur wird zerstört und das gesamte Bodenleben wird geschädigt. Hierzu gibt es einen schönen, einprägsamen Spruch: Kannst du noch den Boden kneten, sollst du nie dein Land betreten! Schutz des Bodens durch schonende Bodenberbeitung: Intensive Bodenbearbeitung ist für das Bodenleben schädlich. Die Organismen wohnen im Boden quasi auf ganz bestimmten Etagen. Das Umgraben richtet hier beträchtliches Durcheinander an und schädigt das Bodenleben. Außerdem werden durch den Spaten viele wertvolle Regenwürmer getötet. Übrigens gehört die immer wieder mal kundgetane Meinung, dass aus einem geteiltem Regenwurm zwei neue werden, ins Reich der Märchen. Zur Bodenlockerung eignen sich Geräte wie Grabegabel, Sauzahn und die Bio-Doppelgrabegabel. Die Anwendung dieses Gerätes erfordert allerdings einige Übung. Böden nach Möglichkeit nicht graben. Bio-Doppelgrabegabel Bodenleben schützen und fördern Ein wesentliches Augenmerk sollte auf dem Schutz und der Förderung des Bodenlebens stehen. Kriterium des ökologischen Gärtnerns: Der Pflege und dem Schutz der Bodenlebewesen ist größte Beachtung zu schenken. Hierfür kommen folgende Möglichkeiten infrage:

68 Möglichkeiten zum Schutz des Bodenlebens Die Verwendung leicht wasserlöslicher Düngesalze nach Möglichkeit unterlassen. Organische Dünger vorziehen weitgehend auf chemisch synthetische Pflanzenschutzmittel verzichten keine Herbizide verwenden Einsatz von Kompost Kompost = Futter für Bodenlebewesen! Liefert verschiedene Humusformen, verbessert die Bodenstruktur, die Wasserhaltefähigkeit, wirkt puffernd ist eine mild wirkende Düngerquelle Aber Achtung! Kompost ist ein Dünger, wenn auch ein milder, langsam wirkender Dünger. Auch übermäßiger Komposteinsatz führt zur Überdüngung. Grundregel: Zum Erhalt der Bodenfruchtbarkeit reicht die Menge von 3 Ltr. Kompost pro Quadratmeter Boden vollkommen aus. Das Mulchen Mulchmaterial und seine Wirkung: Beinwellblätter, Comfrey: Besonders Der Natur abgeschaut: reich an Kalium, günstig v.a. für Tomaten u.a. Fruchtgemüse Brennesseln: Enthalten Kalium, Calcium, das Mulchen! Stickstoff, Phosphor und Spurenelemente (Silicium, Magnesium, Eisen). Verbessern die Qualität des Humus und die Pflanzengesundheit. Farnkraut: Hält Schnecken fern, vertreibt Erdraupen, Kartoffelkäfer und Möhrenfliege die clevere Art zu Gärtnern! Ginsterzweige: Besonders günstig neben Gurkensämlingen, Kohlpflanzen oder Rettich. Der Geruch vertreibt Erdflöhe Rainfarn: Enthält Kalium, vertreibt die Möhrenfliege Schilfhäcksel: wirkt gut gegen Schnecken, Blätter von Tomatenpflanzen und Kapuzinerkresse: Schnecken mögen den Duft dieser Pflanzen nicht besonders. Laub: Fällt im Herbst in großen Mengen an und ist gut geeignet unter Sträucher und Beerenobst. Rasenschnitt: immer erst anwelken lassen und nicht zu dick aufbringen. Fördert Bodenleben, hält Feuchtigkeit.

69 Sonstiges: abgemähte Gründüngungspflanzen, Rhabarberblätter, angerotteter Kompost, Zeitungspapier, Pappe (keine Buntdrucke) gehäckseltes Stroh und Schnittgut (günstig im Winter) während der Vegetation muss zum Augleich des C:N-Verhältnisses organisch gebundener Stickstoff, z.b. Hornspäne zugesetzt werden. Vorteile des Mulchens: Die Entwicklung des Bodenlebens wird gefördert. Es wird mehr bodenbürtige Kohlensäure gebildet. Es entsteht eine stabile Krümelstruktur. Weniger Wildkräuterwuchs = weniger Arbeit. Gleichmäßigere Bodentemperaturen Austrocknung wird verhindert = weniger gießen. Untersaaten von Spinat oder Feldsalat bilden in Gemüseflächen Lebendmulch. Der Handel bietet eine Reihe von Mulchfolien oder Mulchpapier an. Besonders interessant ist eine Mulchfolie die aus Maisstärke hergestellt ist und vollständig verkompostiert. (siehe Anhang). Auch Fertigmulch, wie z.b. pelliertes Stroh (aus gehäckseltem Stroh), welches auf dem Boden in Verbindung mit Feuchtigkeit aufquillt. Für den Bodenschutz und die Förderung der Bodenlebewesen ist auch Gründüngung eine gut geeignete Methode. Das Thema Gründüngung ist sehr umfangreich und kann hier nicht vollständig bearbeitet werden. Daher nur einige allgemeine Hinweise: Gründüngungspflanzen werden unterschieden in die Leguminosen und Nichtleguminosen. Die ersten, auch als Schmetterlingsblütler bezeichneten Pflanzen bilden an ihren Wurzeln in Symbiose mit bestimmten Bakterienarten stickstoffhaltige Knöllchenbakterien. Diese Pflanzen liefern uns Stickstoff in den Boden und werden in der Regel als Vorkultur vor Starkzehrern angebaut. Gründüngungsarten Leguminosen Nichtleguminosen (Schmetterlingsblütler) Kreuzblütler Getreidearten sonstige Kleearten Gelbsenf Dinkel Spinat Erbsen Raps Hafer Feldsalat Platterbsen Ölrettich Roggen Buchweizen Bohnen Weidelgras Wicken Phacelia Lupinen Tagetes Gemenge Ringelblume Bei den Nichtleguminosen zu denen u.a. die Kreuzblütler Senf, Raps und Ölrettich und Getreidearten wie Dinkel, Hafer und Roggen gehören, gibt es Pflanzen, die sich besonders gut zum Einsatz in Gemüseanbauflächen eignen. Hier möchte ich die Pflanze Phacelia (Büschelschön) erwähnen, die besser unter dem Namen Bienenweide bekannt ist. Sie ist mit keiner unserer Kulturpflanzen verwandt und kann in jede Fruchtfolge eingebaut werde. Phacelia läuft sehr schnell auf und bietet, wenn man sie früh genug einsät mit ihren Blüten überaus reiche Nahrung für unzählige Insektenarten. Die Pflanze friert schnell ab und bleibt über Winter als Schutz auf den Beeten liegen. Im Frühjahr lässt sie sich leicht in den Boden einarbeiten. Nachfolgend noch einmal eine Zusammenfassung vom Nutzen der Gründüngung: