Hier: Wie viel Kalk brauche ich? Vortrag auf der Agritechnika 2011
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Hier: Wie viel Kalk brauche ich? Vortrag auf der Agritechnika 2011
Vortrag auf der Agritechnika 2011 Themenschwerpunkt: Kalken auf den Punkt gebracht Hier: Wie viel Kalk brauche ich? Dr. Ulrich von Wulffen Landesanstalt für Landwirtschaft, Forsten und Gartenbau - Zentrum für Acker- und Pflanzenbau – [email protected] Dr. Ulrich von Wulffen- LLG, Zentrum für Acker- und Pflanzenbau Historische Aussagen zur Kalkung Kalkdüngung Der Kalk im Boden hat auf die physische Beschaffenheit desselben, wie in der Lehre von der Agronomie gesagt worden ist, einen beträchtlichen Einfluß. Die chemische oder eigentlich düngende Wirkung des Kalkes scheint wieder von zweierlei Art zu sein. Eines Theils wirkt er als ein bloß zersetzendes Mittel auf den Humus, den er auflöst. Anderen Theils aber ist es höchst wahrscheinlich, daß der Kalk auch durch seine Kohlensäure etwas wirke, und durch selbige den Pflanzen wirkliche Nahrung gebe. A. D. Thaer (1821). Grundsätze der rationellen Landwirtschaft. Die Lehre von der Düngung. Dr. Ulrich von Wulffen- LLG, Zentrum für Acker- und Pflanzenbau THESEN Zwischen dem pH-Wert (als Maßstab für die Säurestärke im Bodenwasser) und dem Kalkbedarf eines Standortes besteht ein sehr enger Zusammenhang Î Der Kalkbedarf eines Bodens kann in erster Näherung über den pH-Wert bestimmt werden. Î pH-Wert und Kalkbedarf werden häufig synonym gebraucht. Î Die Einstellung einer optimalen Kalkversorgung ist d i e ackerbauliche Maßnahme für einen erfolgreichen Ackerbau. Dr. Ulrich von Wulffen- LLG, Zentrum für Acker- und Pflanzenbau Was braucht die Pflanze zum Leben (Quelle: LAD BW, 3. Auflage aus 2007; verändert) pH-Wert Boden Dr. Ulrich von Wulffen- LLG, Zentrum für Acker- und Pflanzenbau Definition des pH-Wertes (Wikipedia 2009) Der pH-Wert ist ein Maß für die Stärke der sauren bzw. basischen Wirkung einer wässrigen Lösung. Als logarithmische Größe ist er durch den mit −1 multiplizierten dekadischen Logarithmus (= „Zehnerlogarithmus“) der Oxoniumionenkonzentration (genauer: der Oxoniumionenaktivität) definiert. Der Begriff leitet sich von pondus Hydrogenii oder potentia Hydrogenii (lat. pondus = Gewicht; lat. potentia = Kraft; lat. hydrogenium = Wasserstoff) ab. Î Zwischen pH 7 (neutral) und pH 6 (leicht sauer) steigert sich die Säurestärke um den Faktor ??? Zwischen pH 7 (neutral) und pH 5 (sauer) steigert sich die Säurestärke um den Faktor ???? Î Um das wievielfache steigt (modellhaft) der Kalkdedarf zwischen pH 6 und pH 5? Dr. Ulrich von Wulffen- LLG, Zentrum für Acker- und Pflanzenbau Wie messe ich den pH-Wert? Im Regelfall an einer aufgeschlämmten Bodenprobe mittels pHElektrode Es stehen verschiedene „Lösungsmittel“ wie Wasser oder schwache Salzlösungen zur Verfügung. Seit einiger Zeit gibt es auch Bodensensoren, die während der Fahrt den pH-Wert messen (physikalische Messverfahren) Î diese Wert sollten aber noch in das VDLUFA-Schema transformiert werden (Referenzmethode) Dr. Ulrich von Wulffen- LLG, Zentrum für Acker- und Pflanzenbau Einflussfaktoren für den „optimalen“ pH-Wert, wie interpretiert man den pH-Wert? Bodenart (Sand < Lehm < Ton) Humusgehalt (gering << mittlerer Gehalt << hoher Gehalt (Moor)) Nutzung (Ackerland < Grünland) WICHTIG: Methode der Messung (pH(CaCl2 < pH(Wasser) ) Quelle: Richtwerte für die Untersuchung und Beratung sowie zur fachlichen Umsetzung der Düngeverordnung (DÜV); LLFG, LVLF und LFBMV), 2008 Dr. Ulrich von Wulffen- LLG, Zentrum für Acker- und Pflanzenbau pH-Wert und Kalkbedarfsberechnung mit dem pH-Rechner Dr. Ulrich von Wulffen- LLG, Zentrum für Acker- und Pflanzenbau Warum ist bei Bedarf des Bodens eine Kalkung wichtig (Nutzen der Kalkung) 1. Die Kalkung verbessert die Bodenstruktur Gefahr der Verschlämmung reduziert sich. die Wasserinfiltration steigt Î die Schläge sind besser befahrbar Î die Gefahr der Bodenverdichtung kann sinken die Zugkraft für die Bodenbearbeitug kann sinken Î geringerer Dieselverbrauch 2. Eine Kalkung verbessert Nährstoffverfügbarkeit Î die Düngewirkung von N, P, K etc. steigt bei zu geringem oder zu hohem pH-Wert sinkt die Nährstoffeffizienz der Düngung 3. Bei einem standortgerechten pH-Wert steigt das Bodenleben Dr. Ulrich von Wulffen- LLG, Zentrum für Acker- und Pflanzenbau Brückenfunktion von Kalk für die Humusbindung Abbildung aus Leitfaden Düngekalk, 4. Auflage Dr. Ulrich von Wulffen- LLG, Zentrum für Acker- und Pflanzenbau Wasser- und Nährstoffkapazität in Abhängigkeit der Bodenstruktur (Quelle: DLG Merkblatt 349) Dr. Ulrich von Wulffen- LLG, Zentrum für Acker- und Pflanzenbau Schematische Darstellung des Zusammenhangs zwischen dem pH-Wert und der Nähr- und Schadstoffverfügbarkeit; nach FINCK, 1978 Dr. Ulrich von Wulffen- LLG, Zentrum für Acker- und Pflanzenbau Verbesserung der Regenverdaulichkeit des Bodens durch Kalkung im Kalkdüngungsversuch Arzdorf (Rhein-Sieg-Kreis) Durchschnittswerte der Jahre 1992-94 Wassermenge (Liter/dm² in 10 min) 18 16 14 nach EURICH-MENDEN, 1996 stark lehmiger Schluff 20 % Ton 2,4 % Humus 12 10 8 6 4 2 pH 6,2 pH 6,8 pH 6,7 pH 6,8 ohne Kalk Mergelkalk Hüttenkalk Konverterkalk 0 Dr. Ulrich von Wulffen- LLG, Zentrum für Acker- und Pflanzenbau Verbesserung der Gefügestabiliät durch Kalk 1. Durch Kalk wird die Stabilität der Bodenstruktur gegenüber auflastenden Drücken erhöht (direkte Wirkung) 2. Durch Kalk wird der Wasserhaushalt der Böden verbessert Î 3. Im Vergleich zu ungekalkten Böden trocknen gekalkte Böden häufig schneller ab Î der Wassergehalt der Krume sinkt deutlich Î 4. Durch die Abnahme des Wasserhaltes steigt die Tragfähigkeit der Krume Î 5. Bei einer stärker tragfähigen Krume wird der auflastende Druck der Schlepper/Erntemaschinen nicht so tief in den Unterboden eingetragen (indirekte Schutzwirkung der Kalkung). Dr. Ulrich von Wulffen- LLG, Zentrum für Acker- und Pflanzenbau Einfluß des pH-Wertes auf den pfanzenverfügbaren Gehalt von Phosphor bei Ackerland; 23 Standorte 1979-1982; nach KERSCHBERGER, 1998 3,0 mg P(DL) /100 g Boden 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 Dr. Ulrich von Wulffen- LLG, Zentrum für Acker- und Pflanzenbau 40 dt/ha Ca als Branntkalk 80 dt/ha Ca alsKoh lens.Mg-Kalk 40 dt/ha Ca alsKoh lens.Mg-Kalk 20 dt/ha Ca alsKoh lens.Mg-Kalk ohne Kalk 0,0 Einfluss des Kalkzustandes auf die Nährstoffverfügbarkeit (schematisch); nach CELAC, 2005 100% 90% Ausnutzung (% ) 80% N P K 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 4,5 5,0 5,5 6,0 7,0 N 30% 43% 77% 89% 100% P 23% 31% 48% 52% 100% K 33% 52% 77% 100% 100% pH-Wert Dr. Ulrich von Wulffen- LLG, Zentrum für Acker- und Pflanzenbau Kalkdüngung erhöht die biologische Aktivität CELAC; Les Amendemenzs Calciques Et Magnesiens 60 1.000 Bakterien/g Boden 50 40 30 20 10 0 6,2 DHG-180299 Bakterien 6,4 6,6 Dr. Ulrich von Wulffen- LLG, Zentrum für Acker- und Pflanzenbau 6,8 7 Entwicklung der pH-Werte im Kalkdüngungsversuch Harpstedt, Bodenart: (h)S, LUFA Oldenburg VR 1657 (POLLEHN, 2005) 6 ohne Kalk 5 dt/ha CaO 10 dt/ha CaO 15dt/ha CaO 5,8 5,6 pH-Klasse C 5,4 pH-Wert 5,2 5 4,8 4,6 4,4 4,2 4 1996 Kalkung 1997 1998 1999 2000 2001 Kalkung Untersuchungsjahr Dr. Ulrich von Wulffen- LLG, Zentrum für Acker- und Pflanzenbau 2002 2003 2004 Einfluss der Kalkqualität auf den monetären Erfolg (schematisch) Dr. Ulrich von Wulffen- LLG, Zentrum für Acker- und Pflanzenbau Resümee der Kalktagung der FAL in 2002 Die Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit durch sachgerechte Kalkung ist eine Hauptaufgabe nachhaltiger landwirtschaftlicher Bodennutzung. Solum Divitiae Societatis!!! Dr. Ulrich von Wulffen- LLG, Zentrum für Acker- und Pflanzenbau Zusammenfassung 1. Eine standortangepaßte Kalkversorgung steigert das Bodenleben und den Humusgehalt, beides führt zu stabileren Bodenaggregaten (TonHumus-Komplex). 2. Hierdurch steigt die Regenverdaulichkeit der Böden, wodurch die Böden besser befahrbar werden und die Verschlämmungsneigung der Böden nimmt ab. 3. „Trockener“ Krumen sind tragfähiger Î die Auflast der Maschinen dringt weniger tief in den Unterboden ein. 4. Eine standortgerechte Kalkung verbessert die Nährstoffausnutzung von Stickstoff, den Grund- und Spurennährstoffen. 5. Ein zu geringer (oder zu hoher) pH-Wert kann (erhebliche) Auswirkungen auf den Ertrag haben. 6. Im Regelfall ist eine standortgerechte Kalkung monetär hoch ertragreich (wirkt häufig besser aus 20 kg mehr N). 7. Zu Risiken und Nebenwirkungen Î Dr. Ulrich von Wulffen- LLG, Zentrum für Acker- und Pflanzenbau Dr. Ulrich von Wulffen- LLG, Zentrum für Acker- und Pflanzenbau