Praxisbeobachtung zur Düngung und Nährstoffausnutzung
Nährstoffpotenziale unter Dauergrünland

Bei einer Probenahme auf 120 Wiesen wurde die im Grünland übliche Einstichtiefe von 0-10 cm in zwei Schichten von je 5 cm unterteilt und bei diesen der pH-Wert, die Gehalte an pflanzenverfügbarem Phosphat, Kalium und Magnesium sowie der Gesamt-Phosphatgehalt bestimmt. Zwischen diesem und dem CAL-P bestand nur eine sehr lockere Beziehung. Mit Ausnahme des pH-Wertes war bei den übrigen Parametern eine deutliche Abnahme zwischen der oberen und unteren Schicht erkennbar, die zudem bei den einzelnen Nährstoffen teilweise stark differierte. Bezogen auf die gesamte Beprobungstiefe von 0-10 cm wiesen die Phosphatkonzentrationen bei ca. zwei Drittel der untersuchten Flächen auf eine suboptimale Versorgung hin, während fast alle Kalium- und Magnesiumwerte in der optimalen bis sehr hohen Gehaltsklasse lagen.

Problemstellung

Im Grünland wird die Höhe der erforderlichen Phosphor-, Kalium- und Magnesiumdüngung an der veranschlagten Nährstoffabfuhr durch das Erntegut und an der Konzentration dieser Nährstoffe im Boden bemessen. Die Nährstoffabfuhr ist abhängig vom Nutzungstyp (Wiese, Weide oder Mähweide), der Nutzungsintensität und ebenfalls von der botanischen Ausprägung des Pflanzenbestandes. Faustzahlen finden sich im Leitfaden für die Düngung von Acker- und Grünland (Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft, 1997, Druck 2002).
Das Ergebnis der Bodenuntersuchung wiederum gibt Auskunft über das Potenzial an pflanzenverfügbaren Hauptnährstoffen (außer Stickstoff) und damit gegebenenfalls über die zusätzlich zur Nährstoffabfuhr durch das Erntegut anzurechnenden Zu- bzw. Abschläge bei der Düngung. Die Ermittlung der Höhe der Kalkdüngung hängt bei gegebener Bodenart ausschließlich vom pH-Wert, also von der Bodenanalyse ab.
Daher ist es einsichtig, dass eine möglichst exakte Probenahme für die Ableitung der Grünlanddüngung sowie für deren pflanzenbauliche und ökonomische Effizienz nicht unerheblich ist. Dies wird noch dadurch verstärkt, dass seitens des geltenden Fachrechts (Düngeverordnung) auf Acker- und Grünland nur mindestens alle 6 Jahre und auf Extensivgrünland (maximal 2 Schnitte oder Grünland mit speziellen Extensivierungsprogrammen) sogar nur mindestens alle 9 Jahre eine Bodenanalyse gefordert wird. Demnach hat das Analysenergebnis oft eine zeitlich „weit reichende" Bedeutung. Idealerweise sollte aus fachlicher Sicht eine Bodenanalyse im Abstand von 3-4 Jahren erfolgen.
Während über die Notwendigkeit einer homogenen Bodenprobe (ausreichende Zahl an Einstichen, gute Durchmischung) keinerlei Zweifel besteht, so liegen im Vergleich dazu speziell für das Dauergrünland nur wenige Untersuchungen darüber vor, inwieweit sich eine Abweichung bei der Beprobungstiefe auf das Analysenergebnis auswirken kann.

Beprobungstiefe bei Grünland

In der Regel wird bei einer Standardbodenuntersuchung nur der Oberboden beprobt. Für Grünland gelten die obersten 0-10 cm (Grasnarbe) als Oberboden. Dieses Vorgehen ist durchaus berechtigt, da sich im mittelintensiv genutzten Wirtschaftsgrünland ca. 90% der gesamten Wurzelmasse der Gräser in diesem Horizont befinden. Andererseits wird aber auch deutlich, dass im Falle eines vorhandenen Nährstoffgefälles innerhalb dieser Schicht eine geringfügige Abweichung der Beprobungstiefe nach oben oder unten zu Fehlinterpretationen führen kann. Dieser Umstand ist gerade im Dauergrünland deshalb von entscheidender Bedeutung, da hier im Gegensatz zum Ackerbau eine wendende Bodenbearbeitung definitionsgemäß unterbleibt. Die Verteilung der Nährstoffe hängt daher ausschließlich vom Wasserstrom, dem spezifischen Lösungsverhalten, von Prozessen der Mobilisation und Immobilisation, der Verteilung und Aufnahmefähigkeit der Wurzelmasse in bestimmten Tiefen und von der „Mischungstätigkeit" der Bodenlebewesen (z. B. Regenwürmer) ab.

Material und Methoden

Für die vorliegende Untersuchung wurden die Analysenergebnisse einer Beprobung von 120 Grünlandschlägen im Raum Allgäu im Herbst 2003 durch das Landwirtschaftsamt Augsburg / Friedberg herangezogen. Im Gegensatz zur sonst üblichen Probenahme wurde der Oberboden in diesen Fällen jedoch in zwei Tiefen (0-5 cm und 5-10 cm) unterteilt und diese getrennt analysiert. Untersucht wurden der pH-Wert (CaCl2) und die Konzentration an Gesamt-Phosphat (Aufschluss mit Königswasser), pflanzenverfügbarem Phosphat und Kalium (CAL-Extrakt) sowie Magnesium (CaCl2-Extrakt). Der Nährstoffgehalt in 0-10 cm Tiefe ist der rechnerisch ermittelte Durchschnitt der beiden beprobten Einzelschichten. Bei der statistischen Verrechnung liegt bei der Absicherung der Mittelwertsvergleiche eine Irrtumswahrscheinlichkeit von 5 % zugrunde.

Ergebnisse und Diskussion

Tabellen und Abbildungen zu den Erläuterungen

Prinzipiell erlaubt die Kenntnis über die chemische Zusammensetzung eines Bodens im Einzelfall nur eine sehr vage Aussage über dessen Nährstoffverfügbarkeit für die Pflanzen. Daher wird im Pflanzenbau mittels geeigneter und definierter Extraktionsverfahren versucht, speziell den „pflanzenverfügbaren Anteil" zu erfassen.
Exemplarisch ist dieser Sachverhalt für das Phosphat dargestellt. Hier wurde bei den 120 Proben neben dem üblichen CAL-Extrakt zur Bestimmung des pflanzenverfügbaren Phosphats separat auch ein Gesamtaufschluss des Bodens mit Königswasser vorgenommen.
Abbildung 1 verdeutlicht, dass zwar durchaus eine signifikante Beziehung zwischen Gesamt- und dem CAL-Phosphat (pflanzenverfügbarer Anteil) vorhanden war, jedoch diese Beziehung nur sehr locker ausfiel. Ein Korrelationskoeffizient von 60,5 % besagt, dass der Gehalt an CAL-P2O5 nur zu 37 % (r2) aus dem P-Gesamtvorrat im Boden erklärbar war. Aus der Abbildung und Tabelle 1 geht eine hohe Variabilität beider Parameter bei den untersuchten Proben hervor. So streute bei zwei Drittel aller Proben (Mittelwert +/- Standardabweichung) die Konzentration an pflanzenverfügbarem Phosphat zwischen 4 und 15 mg, beim Gesamt-Phosphat lag dieser Bereich zwischen ca. 230 und 370 mg/100 g Boden. Mit zunehmendem Gesamt-P-Vorrat differierte die Konzentration an pflanzenverfügbarem Phosphat immer mehr.
Die Ergebnisse belegen, dass auch bei gleicher Kultur und bei ähnlichen Produktionsbedingungen (wie im vorliegenden Fall) selbst in einem eng begrenzten Gebiet ein regionaler Mittelwert wenig aussagekräftig ist. Die nicht sehr enge Korrelation beider P-Formen zeigt, dass für die tatsächliche Verfügbarkeit eines Nährstoffes neben dessen absoluter Konzentration (Gesamt-Gehalt) im Boden eine Vielzahl von Faktoren entscheidend ist. Diese umfassen Parameter wie die Stärke seiner Bindung in bzw. an die mineralische und organische Substanz, die Bodenstruktur und Bodenfeuchte, die mikrobiologische Aktivität und die Wurzelaktivität, welche ihrerseits wieder vom Wärme-, Wasser- und Nährstoffhaushalt beeinflusst sind.
Wie gering der pflanzenverfügbare Anteil an Phosphat tatsächlich ist, ergibt sich aus Tabelle 1 : Nur durchschnittlich ca. 3 % des Gesamt-P im Oberboden (0-10 cm Tiefe) werden durch den CAL-Extrakt erfasst. Interessant ist auch bereits an dieser Stelle, dass innerhalb des Oberbodens ein deutlicher Gradient in der absoluten Höhe beider P-Fraktionen sowie in ihrem Verhältnis zueinander besteht. Dies legt den Schluss nahe, dass über Dünger ausgebrachtes Phosphat im Grünland vermutlich nicht weiter als einige Zentimeter in den Boden eindringt und demnach nur dem obersten Wurzelraum zur Verfügung steht.

Ergebnisse im Detail

P-Versorgung oft im Mangel

Tabelle 2 zeigt, dass bei dem untersuchten Probenmaterial, welches hier von 120 Grünlandflächen von Milchviehbetrieben mit der Bewirtschaftungsauflage K14 und K34 stammte, beim Kalium zu 95 % und beim Magnesium zu 100 % eine optimale bis sehr hohe Nährstoffverfügbarkeit gemessen wurde. Demgegenüber lag bei fast zwei Drittel der untersuchten Einzelflächen der Gehalt an pflanzenverfügbarem Phosphat (CAL-Phosphat) im niedrigen bis sehr niedrigen Versorgungsbereich.
Dieses Ergebnis erscheint umso interessanter, weil gerade in Betrieben, welche auf mineralischen Stickstoff verzichten, ein ausreichender Kleeanteil - neben dem aus der organischen Substanz durch Mineralisierung freigesetzten Stickstoff - Voraussetzung für eine nachhaltige N-Nachlieferung der Grünlandnarbe ist. Dieser wird jedoch u.a. durch eine optimale Nährstoffversorgung mit Phosphat gefördert. Daher kommt der Pflanzenverfügbarkeit dieses Nährstoffes große Bedeutung zu.

Unterschiedliche Nährstoffgradienten

Eine wesentliche Fragestellung bestand darin, inwieweit innerhalb des Oberbodens bei Grünland (0-10 cm) eine Veränderung der Nährstoffkonzentration festzustellen ist. Um den Aufwand bei der Bodenprobenahme bei den 120 Einzelflächen sowie den Analyseaufwand im Labor in vertretbaren Grenzen zu halten, wurden die Einstiche auf dem Feld in zwei Schichten von je 5 cm unterteilt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt. Auffällig ist, dass im Nährstoffgradient zwischen den einzelnen Untersuchungsparametern durchaus Unterschiede zu verzeichnen waren. Der pH-Wert blieb im Mittel über alle Schläge zwischen beiden Tiefen (0-5 und 5-10 cm) unverändert. Beim pflanzenverfügbaren Magnesium nahm die Nährstoffkonzentration dagegen um 20 % ab. Die gleiche Größenordnung traf auch für das Gesamtphosphat zu.
Auffällig hingegen war die wesentlich stärkere Abnahme der Nährstoffgehalte zwischen 0-5 cm und 5-10 cm um ca. 50 % beim pflanzenverfügbaren Phosphat und um fast 60 % beim pflanzenverfügbaren Kali.
Gerade angesichts der Tatsache, dass aus den oben genannten Überlegungen heraus die P-Versorgung des Grünlandes einen limitierenden Faktor darstellen kann, ergeben sich für die Praxis drei Punkte:
  1. Zum einen sollte betriebs- und schlagbezogen der P-Saldo überprüft werden, um mögliche Mangelsituationen aufdecken zu können.
  2. Da jedoch auch im Falle nicht vorhandener Defizite nicht zwangsläufig auf eine ausreichende Pflanzenverfügbarkeit geschlossen werden kann (siehe Abbildung 1), ist eine regelmäßige Bodenuntersuchung nötig.
  3. Bei deren Durchführung sollte die für Grünland vorgesehene Beprobungstiefe (0-10 cm) exakt eingehalten werden, um Fehlinterpretationen zu vermeiden.
Bodenanalysen von Grünland-Exaktversuchen (Diepolder unveröffentlicht) zeigten bei einer eng abgestuften Beprobung des Ober- und Unterbodens eine klare logarithmische Beziehung zwischen der Tiefe und der Nährstoffkonzentration, d.h. eine sehr schnelle Abnahme gerade innerhalb des Oberbodens. Damit werden die in den Tabellen 1 und 3 dargestellten Ergebnisse bestätigt. Dies jedoch bedeutet, dass sowohl eine zu flache als auch eine zu tiefe Beprobung zu nicht unerheblichen Fehlinterpretationen in der Einschätzung der Nährstoffversorgung (Gehaltsklasse) und damit in der abgeleiteten Düngeempfehlung führen kann.