Wie ist es um die Bodenfruchtbarkeit in Deutschland bestellt

Wie ist es um die Bodenfruchtbarkeit in
Deutschland bestellt – Bodengehalte?
Dr. W. Zorn
Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft Jena
Tagung VLK und BAD Würzburg 21.04.2015
Problemstellung

Eine hohe Bodenfruchtbarkeit stellt eine unverzichtbare Grundlage für
eine nachhaltige und Landbewirtschaftung dar (siehe Vortrag Prof.
Breitschuh)

Beitrag beschäftigt sich mit messbaren Größen der Bodenfruchtbarkeit:
pH-Wert,
Phosphor-, Kalium-, Magnesiumgehalt der Böden
Humusgehalt der Böden

Langjährig negative P- und K-Bilanzen haben in vielen Ackerbaugebieten zu einer Verschlechterung der Nährstoffversorgung der Böden
geführt: häufig erhöhter Düngebedarf;

Kritik an der Landwirtschaft hinsichtlich „Überdüngung der Böden“;

nachfolgend Analyse der Nährstoff- und Humusgehalte der Böden und
deren Auswirkungen auf den Pflanzenbau
Datengrundlage

Zusammengefasste Daten zur Versorgung der Böden (soweit
vorhanden) von den Mitgliedern des AK Düngeberatung und
Nährstoffhaushalt im VLK sowie der LUFA Speyer (z. T. noch
unvollständig, im Tagungsband vollständig)

NRW: Beispiele Regierungsbezirke Arnsberg und Münster

Häufig keine Statistik für Grünlandböden

Einstufung nach Richtwerten für die Einstufung der Gehaltsklassen des
jeweiligen Bundeslands

Auswirkungen unzureichender Nährstoffversorgung der Böden:
Ausgewählte Versuchs- und Untersuchungsergebnisse insbesondere
aus Thüringen (TLL)
Kalkversorgung der Böden
Kalkversorgung der Böden – Ackerland
pH-Klassen nach VDLUFA
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
NRW:
Auswertung
nicht nach
VDLUFASchema
Summe pH-Klasse A +B: 22 …. 43%
E
D
C
B
A
Kalkversorgung der Böden – Grünland
pH-Klassen nach VDLUFA
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
NRW:
Auswertung
nicht nach
VDLUFASchema
Summe pH-Klasse A +B: 20 …. 62%
E
D
C
B
A
„Säureschäden“ bei Sommergerste
Fallbespiel: Praxisschlag Bad Berka, Sandboden
pH-Wert 6,2
pH-Wert < 4,0
Kornertrag von Sommergerste in
Abhängigkeit vom pH-Wert des Bodens
(Bad Berka, 2001)
80
60
dt/ha
40
20
0
3
4
5
pH
6
7
K- und Mg-Gehalt im Boden in Abhängigkeit
vom pH-Wert
(Bad Berka, 2001)
18
16
14
K
12
K, Mg 10
mg/100g 8
Mg
6
4
2
0
3,5
4,5
5,5
pH-Wert
6,5
Die langfristige Bodenversauerung fördert die K- und Mg-Auswaschung!
Zwischenfazit Kalkversorgung

Je nach Bundesland sind zwischen 22 und 42% des Ackerlandes
kalkbedürftig;

Das Grünland ist überwiegend stärker kalkbedürftig als das Ackerland
(je nach Bundesland 20 … 62% kalkbedürftig);

Kalkmangel reduziert am stärksten die Bodenfruchtbarkeit
(„Säureschäden“, P-Festlegung, K- und Mg-Auswaschung, …)
P-Versorgung der Böden
P-Versorgung der Böden – Ackerland
Gehaltsklassen nach VDLUFA
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
E
D
C
B
A
Summe Gehaltsklasse A +B: 5 …. 50%
P-Versorgung der Böden – Grünland
Gehaltsklassen nach VDLUFA
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
E
D
C
B
A
Summe Gehaltsklasse A +B: 12 …. 74%
Entwicklung der P-Versorgung Thüringer
Ackerböden 1990 bis 2012
100%
19
80%
13
E
15
D
60%
34
25
C
40%
32
35
14
1
13
1990-1994
2010-2012
20%
0%
48%
B
A
zweimaliger Methodenwechsel verbesserte Einstufung der P-Gehalte kalkreicher Böden
1. DL --- CAL
2. CAL --- CALmodifiziert
P-Ernährungszustand von Winterweizen (BBCH 33-36)
in Thüringen 2009 – 2012
100%
2
19
80%
59
60%
84
76
hoch
ausreichend
niedrig/Mangel
81
40%
41
20%
16
22
2009
n=79
2010
n=81
2011
n=79
2012
n=73
0%
P-Mangel Wi-Weizen
Niederschlag in Dornburg (mm)
Februar - April
147
76
46
30
Mai
71
101
30
48
Trockenheit hemmt insbesondere die P-Aufnahme!
sichtbare P-Mangelernährung bei Ackerkulturen
P-Gehalte im Boden:
 Gehaltsklasse A
 untere Hälfte Gehaltsklasse B
Bodenversauerung
So-Gerste
starke Trockenheit
Kartoffel
Zuckerrübe
Mais
Internetangebot der TLL: Diagnosesystem VISUPLANT www.tll.de/visuplant/vp_idx.htm
Varianten der P- und K-Düngungsversuche in
Thüringen ab 1993
(auf festen Versuchsstationen)
Düngungsvarianten
1
ohne P bzw. K
2
70% der Abfuhr
3
nach Abfuhr
4
130% der Abfuhr
8 Versuchsstandorte, Parzellenversuche mit 4 Wiederholungen
Boden-P-Gehalte im statischen P-Versuch
Dornburg/Saale
10
9
D
8
Entzug +30 %
Entzug
7
mg P/
100g
6
C
Entzug -30%
5
4
3
B
2
1
0
93 995 997 999 001 003 005 007 009 011 013
9
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
2
A
ohne P
Δ 75 kg P/ha =
Δ 1 mg P/100g
Boden
Ertragsminderung durch unterlassene P-Düngung
(P0 zu P-Entzug) Dornburg
dt/ha
0
-2
SG
WW
WRa
-4
WRa
KöErbse
WW
SG
WW
-6
WRo
WW
WG
WTr
WW
-8
-10
SG
-54 dt/ha
-12 dt/ha
Silomais
Silomais
Standortangaben zum
P-Unterfußdüngungsversuch Friemar
Löß-Braunschwarzerde
PCALGehalt
mg
P/100g
PH2OGehalt
mg
P/100g
Tiefe
cm
pH
0 – 10
6,2
1,6
0,31
10 – 20
6,1
1,1
0,22
20 – 30
cm
6,1
0,9
0,14
Gehaltsklasse A
in 0 – 20 cm
≤ 2,4
Feldversuch „Friemar“ zur platzierten P-Düngung
zur Saat im Vergleich zur breitwürfigen Düngung
zur Saat und zur Kopfdüngung im Frühjahr
3-jähriger Versuch (4 Wiederholungen, randomisiert)
2012:
2013:
2014:
2015:
Wi-Weizen
Wi-Gerste
Winterraps
Winterweizen
Platzierte Düngung zur Saat
Düngemittel:
Düngemittelablage:
Triplesuperphosphat
8 - 10 cm tief
zwischen jede Reihe, 5 cm Abstand zur Saatreihe
Wirkung der P-Applikation (TSP) auf den Kornertrag
von Winterweizen Friemar 2012 (ohne P: 91,9 dt/ha)
Mehrertrag
vor Saat
25
UFD
20
dt/ha
Kopfdüngung
Frühjahr
15
10
5
0
ohne P
50
100
200
50
100
200
P-Düngung in % der P-Abfuhr
50
100
Wirkung der P-Applikation (TSP) auf den Kornertrag
von Wintergerste Friemar 2013 (ohne P: 92,5 dt/ha)
Mehrertrag
vor Saat
30
UFD
Kopfdüngung
Frühjahr
25
dt/ha
20
15
10
5
0
ohne P
50
100
200
50
100
200
50
100
P-Düngung in % der P-Abfuhr
www.thueringen.de/de/tll
Zwischenfazit P-Versorgung

Je nach Bundesland sind zwischen 5 und 50% des Ackerlandes
sind sehr niedrig und niedrig mit P versorgt (Gehaltsklassen A und B);

P-Mangel stellt ein zunehmendes Problem in Ackerbauregionen dar;

In P-Düngungsversuchen in GK A häufig Mehrerträge bei Getreide bis
>20 dt/ha;

Das Grünland ist überwiegend niedriger mit P versorgt als das
Ackerland (je nach Bundesland 12 … 74% kalkbedürftig);

Extensiv genutztes Grünland ist häufig unterversorgt;
K-Versorgung der Böden
K-Versorgung der Böden - Ackerland
Gehaltsklassen nach VDLUFA
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
E
D
C
B
A
Summe Gehaltsklasse A +B: 11 …. 64%
K-Versorgung der Böden - Grünland
Gehaltsklassen nach VDLUFA
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
E
D
C
B
A
Summe Gehaltsklasse A +B: 24 …. 66%
Entwicklung der K-Gehalte leichter Ackerböden
in Schleswig-Holstein 1999 - 2012
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
E
D
C
B
A
10%
0%
www.thueringen.de/de/tll
Sichtbare K-Mangelernährung bei Ackerkulturen
Chlorosen/Nekrosen
beginnend an
älteren Blättern
Standorte
K-arme Böden (Gehaltsklasse A-B)
- langjährig ohne K-Düngung
- Schieferböden *)
- Sandböden *)
- Aueböden (K-Fixierung)
- Vorfrüchte mit sehr hohem
K-Entzug
starke Trockenheit
*) = niedrige K-Nachlieferung
(niedriger K-Gehalt in Tonmineralzwischenschichten)
Boden-K-Gehalte im K-Düngungsversuch
Bad Salzungen
20
E
16
D
12
130% Abfuhr
100% Abfuhr
70% Abfuhr
mg K/
C
100g
ohne K
8
B
4
A
0
99
9
1
01
0
2
03
0
2
05
0
2
07
0
2
09
0
2
Relativer Mehrertrag durch K-Düngung
Buntsandstein Bad Salzungen,
K-Gehaltsklasse C --- B)
30
25
20
Mehrertrag
15
%
10
5
1999
ai
s
M
W
Ro
rt
.
W
W
Ka
SG
W
W
Kö
-E
W
T
W
W
rt
Ka
W
W
SG
0
2010
GK C
GK B
Kartoffelknollen
K-Düngungsversuch Bad Salzungen 2007
ohne K
1,53% K i. TM
130% K-Abfuhr
2,59% K i. TM
Zwischenfazit K-Versorgung

Je nach Bundesland sind zwischen 11 und 64% des Ackerlandes
sind sehr niedrig und niedrig mit K versorgt (Gehaltsklassen A und B);

In K-Düngungsversuchen wirtschaftliche Mehrerträge, wenn K-Gehalt
in GK B sinkt; Qualitätsprobleme bei Kartoffel infolge von K-Mangel;

Das Grünland ist überwiegend niedriger mit K versorgt als das
Ackerland (je nach Bundesland 24 … 66% kalkbedürftig);

Extensiv genutztes Grünland ist häufig unterversorgt;
Mg-Versorgung der Böden
Mg-Versorgung der Böden - Ackerland
Gehaltsklassen nach VDLUFA
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
E
D
C
B
A
Summe Gehaltsklasse A +B: 10 …. 33%
Mg-Versorgung der Böden - Grünland
Gehaltsklassen nach VDLUFA
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
E
D
C
B
A
Summe Gehaltsklasse A +B: 10 …. 47%
Humus-Versorgung der Böden
-
Häufige Analysen durch Landwirte (für Standortbewertung, CC, …)
-
Problem: Bewertung der Humusgehalte auf Grundlage von
Dauerversuchen, standortbezogenen Untersuchungen, ..
Gehalt an organischem Kohlenstoff in Abhängigkeit von der Düngung in 18 Dauerfeldversuchen
(Körschens et al. 2013).
Oberer Wert:
Summe inerter +
umsetzbarer C
Unterer Wert:
Inerter C
Beide Werte
stellen objektive
Grundlage für die
Bewertung der
Humusbodenunter
suchung dar!
Entwicklung der Corg-Gehalte am Standort Bad
Salzungen im Dauerfeldversuch L 28 im Zeitraum
1992 bis 2012, Versuchsbeginn 1966
1,0
ohne organische Düngung, verschiedene N-Düngestufen
0,9
0,8
Corg [%]
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0
y = -0,005x + 0,594 r² = 0,44*
40/50
y = -0,004x + 0,609 r² = 0,23*
0,2
80/100 y = -0,004x + 0,679 r² = 0,23*
120/150 y = -0,002x + 0,711 r² = 0,07
0,1
160/200 y = -0,003x + 0,808 r² = 0,26*
200/250 y = 0,004x + 0,730 r² = 0,20
0,0
1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
Jahr
1,3
Stallmist, verschiedene N-Düngestufen
1,2
1,1
1,0
Corg [%]
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0
y = -0,0006x + 0,692 r² = 0,00
40/50
y = -0,002x + 0,796 r² = 0,03
80/100
y = -0,003x + 0,907 r² = 0,05
120/150 y = 0,001x + 0,944 r² = 0,00
0,3
0,2
0,1
160/200 y = 0,006x + 0,928 r² = 0,24*
200/250 y = 0,011x + 0,871 r² = 0,38*
0,0
1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
Jahr
- Bisher noch kein Fließgleichgewicht
eingestellt
- Humusaufbau korreliert mit
Humussaldo,
- mineralische N-Düngung fördert
Humusaufbau
Corg-Gehalte bayerischer Ackerböden
Quelle: Capriel, 2010
Standorttypische Humus-Gehalte
bayerischer Ackerböden
Regionalisierte Richtwerte zur Bewertung erforderlich!
Quelle: Capriel, 2010
Veränderung der Humus-Gehalte der Böden
1996 : 2008
Quelle: Ebertseder et al., 2010
Keine signifikante Veränderung messbar!
Humusgehalte Thüringer Ackerböden in
Abhängigkeit vom Tongehalt
383 Nährstoffdynamiktestflächen 0 – 20 cm Tiefe (2008)
9
% OBS
8
7
6
5
4
CC-Grenzwerte
für Böden
3
2
>13% Ton
1
≤13% Ton
0
0
10
20
30
40
% Ton
50
60
70
Bewertung?
Zwischenfazit Humus-Versorgung

Die Humusbodenuntersuchung liefert eine „Momentaufnahme“ des
Bodenzustandes

Änderungen des Humusgehaltes im Boden verlaufen sehr langfristig (>30 a)
nach Managementänderung

Die Bewertung der Ergebnisse der Humusuntersuchung erfordert
standortspezifische Dauerversuchsergebnisse und Erfahrungen sowie die
Berücksichtigung der Humusbilanzierung
Fazit

Die Kalk-, Phoshor-, Kalium- und Magnesiumversorgung der Böden
ins besondere in Ackerbaugebieten ist gesunken.

Erhebliche Flächenanteile erfordern dringend den Rückkehr zu einer
bedarfsgerechten Düngung dieser Nährstoffe.

Die optimale Humusversorgung der Böden stellt eine wichtige
Aufgabe für den Landwirt dar. Es besteht noch weiterhin
Forschungsbedarf.
Herzlichen Dank für die Datenbereitstellung an die Kolleginnen und Kollegen des
AK Düngeberatung und Nährstoffhaushalt im VLK sowie der LUFA Speyer