Innovation EXTRA - Ihr Boden - Ihr größtes Kapital - Sonderheft - DSV-Saaten
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Innovation EXTRA Sonderheft Ihr Boden – Ihr größtes Kapital www.dsv-saaten.de
Thema
Deutsche
Saatveredelung AG
Pflanzenzüchtung
Innovation für Ihr Wachstum
aus Leidenschaft! Die Deutsche Saatveredelung AG (DSV) zählt mit 340
Mitarbeitern und rund 96 Mio. Euro Jahresumsatz zu
Forschung den führenden Pflanzenzuchtunternehmen Deutsch-
lands. Dabei blickt das Unternehmen auf eine mehr
Züchtung als 80-jährige Firmengeschichte zurück. 800 Aktio-
näre, in der Hauptsache Landwirte und Mitarbeiter,
Produktion
halten heute das Stammkapital der DSV.
Beratung und Vertrieb Zum Unternehmen zählen neben der Zentrale in Lippstadt ver-
schiedene Saatzuchtstationen, eine Versuchsstation, zahlrei-
che Prüfstellen sowie ein flächendeckendes, regional verteiltes
Zweigstellen- und Beratungsnetz mit eigenen Aufbereitungsan-
lagen, Saatgutlager und Vertriebseinrichtungen. Die DSV unter-
hält im In- und Ausland wesentliche Beteiligungen an namhaften
Unternehmen der Saatgutbranche. Mit DSV Polska, DSV France,
DSV United Kingdom und DSV Ukraina wurden eigenständige
Tochterunternehmen im Ausland gegründet.
Zwischenfrüchte für Betrieb und Umwelt
Züchtung, Produktion, Beratung und Vertrieb von
Saatgut sind das Ziel des Unternehmens. Der
Schwerpunkt liegt auf den Kulturen Gräser,
Klee, Raps, Getreide, Mais (Vertrieb) und
Zwischenfrüchte. „Alles aus einer Hand“
ist dabei eine Maxime. Auch heute um-
fassen DSV Züchtungsprogramme ne-
ben Getreide, Raps und Futtergräsern
zahlreiche Zwischenfruchtarten.
Neue DSV Forschungen richten sich ganz spe-
ziell auf die besonderen Eigenschaften von „Mischungen“. Sie
schaffen durch ihre Artenvielfalt zahlreiche Vorteile für den Bo-
den und die Umwelt. Lange wurde die Zusammensetzung der un-
terschiedlichsten Arten getestet. Daraus wurde für die verschie-
denen Anforderungen ein Portfolio entwickelt. „TerraLife“, der
Name ist Konzept und Verpflichtung zugleich, die Bodenfrucht-
barkeit zu erhalten und zu fördern.
Raps • Mais • Getreide
Gräser • Zwischenfrüchte
www.dsv-saaten.de
Inhalt
Grünlanderneuerung rechnet
Einführung in den Kosmos sich!!
Boden 4
4
Johannes Peter Angenendt
Vorstand der DSV Die
Wasganze Fruchtfolge
ist Humus? nutzen 6
7
DSV-Körnermais – da dresche ich Ertrag! 9
Ihrem Boden zu Liebe Regenwürmer,
Maisuntersaat wahre
sichert die Grundwasserqualität
Weltmeister im Tunnelbau
10
10
Der Boden ist das wichtigste Produktionsmittel im Pflanzen- Saatmaisvermehrung in Deutschland 12
bau und das größte Kapital des Ackerbauers. Daher gilt es,
den Boden nachhaltig zu bestellen, um somit die Bodenfrucht- Die Wurzel
barkeit langfristig zu erhalten bzw. zu verbessern. Dies ist ein Aufbau und Funktion 14
schwieriges Unterfangen angesichts der aktuellen betriebs- Wie bildet sich das Öl in der Pflanze? 16
wirtschaftlichen Rahmenbedingungen, die zu immer engeren
Die Wurzel, Teil 1 bis Teil 6 12
und einseitigeren Fruchtfolgen und damit zur Gefährdung der BaYMV-2 regional stark verbreitet 18
Bodenfruchtbarkeit führen.
„Kyrill“ – Ein Sturm
Hohe monetäre veränderte
Einbußen durch Nährstoffverluste
Die Förderung der Bodenfruchtbarkeit durch den Anbau von das Gesicht
im Boden des Sauerlandes! 20
24
Zwischenfrüchten hat in der Deutschen Saatveredelung AG
(DSV) eine große Tradition. Bereits 1928 wurde mit der Ein-
führung des Landsberger Gemenges der Startschuss für eine
erfolgreiche Züchtung und Saatgutproduktion bei Zwischen-
früchten gegeben.
Um das Verständnis für die Bodenfruchtbarkeit zu fördern, ha-
TerraLife – Der Name ist Konzept 26
ben wir in unserer Kundenzeitschrift INNOVATION, dem Maga-
zin für die Landwirtschaft, immer wieder Beiträge zu diesem
Was bringt der Anbau von Zwischenfrüchten? 30
Themenkomplex veröffentlicht.
Das große Interesse unserer Leser an der Artikelserie „Ihr Boden
– Ihr größtes Kapital“ hat selbst unsere höchsten Erwartungen
noch weit übertroffen. Mit dieser Extra-Ausgabe der INNOVATION,
die der Bodenfruchtbarkeit gewidmet ist, entsprechen wir ei-
nem von zahlreichen Lesern geäußerten Wunsch.
Calcium – mehr als nur ein pH-Wert-Regulator 32
Wir werden Ihnen auch künftig interessante Themen rund um Tun Sie etwas für Ihre Humusbilanz 34
den Boden und das Bodenleben anbieten.
Wir wünschen Ihnen eine interessante und informative Lektüre,
die Ihnen viele Anregungen bei der Erhaltung bzw. Verbesse- Impressum
rung der Fruchtbarkeit Ihres Bodens gibt.
Herausgeber: Deutsche Saatveredelung AG und Verlag Th. Mann
Redaktion: Ludger Alpmann, Johannes-Peter Angenendt, Inken Steppentrup, Angelika Hemmers,
Martin Koch, Rieke Nack, Carmen Rustemeyer, Frank Trockels, Oliver Wellie-Stephan,
Deutsche Saatveredelung AG, Weissenburger Straße 5, 59557 Lippstadt, Fon 0 29 41.2 96-0,
Fax 0 29 41.2 96-1 00, info@dsv-saaten.de, www.dsv-saaten.de
Konzeption: Plantamedium GmbH, Everswinkeler Straße 7, 48231 Warendorf,
Fon 0 25 81.9 27 90-0, www.plantamedium.de
Johannes-Peter Angenendt · Vorstand der DSV Gestaltung und Realisierung: AgroConcept GmbH, Clemens-August-Str. 12–14,
53115 Bonn, Fon 02 28.96 94 26-0
schrift
sse, die Zeit
Urheberrecht: Die in »Innovation« veröffentlichten Beiträge sind urheberrechtlich geschützt,
S ie In te re
Haben zu lesen?
Nachdruck – auch auszugsweise – nur mit schriftlicher Genehmigung. Beiträge mit Verfasser-
n o v a ti o n ” regelmäßig namen geben nicht unbedingt die Meinung der Deutsche Saatveredelung und der Redaktion
„In r
Sie sich unte
wieder. Für unverlangt eingesandte Manuskripte, Fotografien u.a. Materialien wird keine Haftung
g is tr ie re n übernommen. Jährlich Euro 10,- inkl. Versandkosten und MwSt. Einzelpreis Euro 3,- netto
Dann re
aten.de
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Innovation Sonderheft Boden · 3
Einführung in den
Kosmos Boden
Prof. Dr. Thomas Weyer, FH-Südwestfalen, Soest
Was ist Boden? von Raum, Zeit und menschlichen Aktivitäten re und Pflanzen. Darum muss darauf geachtet
Der Boden als oberste und belebte Schicht der weiter zu entwickeln. Deshalb gibt es beispiels- werden, dass ihre natürliche Fruchtbarkeit und
Erdrinde besteht aus mineralischen Bestand- weise keine Böden auf unserem Erdtrabanten, ihre ökologischen Funktionen erhalten bleiben.
teilen, insbesondere Gesteinsbruchstücken und dem Mond. Neben der Funktion als Nutzungsgrundlage
Mineralen sowie aus den organischen Be- In der Europäischen Bodencharta ist zu lesen, haben Böden aber auch wichtige Funktionen
standteilen der Bodenorganismen und der „Der Boden ist eines der kostbarsten Güter der im Naturhaushalt als Filter und Puffer in Stoff-
Pflanzenwurzeln. Er ist von Vegetationsrück- Menschheit. Er ermöglicht es, Pflanzen, Tieren kreisläufen sowie als Wasser- und Kohlenstoff-
ständen bedeckt mit Humus ausgestattet, Was- und Menschen auf der Erdoberfläche zu le- speicher.
ser und Luft zirkulieren darin. Böden entstehen ben.“ Dies macht auf die umfassende Bedeu-
folglich überall dort, wo Gesteine (Lithosphä- tung des Bodens aufmerksam. Ausgangsgesteine
re), organisches Material (Biosphäre), Wasser Böden sind zudem ein knappes Gut und nicht und Bodenentwicklung
(Hydrosphäre) und Luft (Atmosphäre) zusam- vermehrbar. Folglich sind Böden die unver- Die wichtigsten Ausgangsgesteine landwirt-
mentreffen, um sich dann unter dem Einfluss zichtbare Lebensgrundlage für Menschen, Tie- schaftlich genutzter Böden sind die durch Vul-
kanismus entstandenen Magmatite, wie Basalt
und Granit, die durch Druck und Temperatur
umgewandelten Metamorphite, wie Schiefer
und Gneis und die durch Wind oder Wasser
transportierten Sedimente wie Sand und Löss.
Während die vulkanischen Basaltgesteine der
Mittelgebirge (Eifel, Westerwald und Rhön)
sowie die metamorphen Gesteine des Rheini-
schen Schiefergebirges viele Millionen Jahre
alt sind, wurden viele Sand- und Lösssedimen-
te in Nordrhein-Westfalen erst in der letzten
Eiszeit, ca. 117.000 bis 12.000 Jahre vor heu-
te, abgelagert. In geologischen Zeiträumen ist
dies geradezu jung, nach menschlichem Ermes-
sen ein unvorstellbar langer Zeitraum. Der An-
teil der Sedimente an den Gesteinsgruppen der
Erdoberfläche beträgt ca. 75 %.
Lebendiger Boden: Nur der Regenwurm ver-
bindet organische Stoffe und Tonminerale zu
einem stabilen Bodengefüge
4 · Innovation Sonderheft Boden
Braunerde –
der Allerweltsboden!
Seinen Namen erhielt die Braunerde, auch Arenosol oder Cambisol
genannt, durch die typbestimmende Verbraunung seines B-Hori-
zonts. Der Bodenprozess der Verbraunung entsteht durch Eisen-II-
Ionen, die bei der Verwitterung eisenhaltiger Minerale freigesetzt
werden. Die Braunerde ist weit verbreitet und wird daher häufig als
„Allerweltsboden“ bezeichnet. Typisch ist sie für die gemäßigte hu-
mide Klimazone Mitteleuropas. Außerhalb Europas sind Braunerden
in Nordamerika und in den südlichen Teilen von Sibirien zu finden.
Vereinzelt treten sie auch in Australien und Neuseeland auf.
Bodentyp Braunerde – variierende Eigenschaften und
Nutzung je nach Ausgangsgestein
Ausgangs- Braunerde aus Braunerde aus Braunerde
gestein Sandstein, Sand, aus Basalt,
Quarzit, Gneis, Flugsanden Geschiebelehm,
Granit Löss und Lehm
Eigen- sauer bis basen- basenarm, basenreich,
schaften arm, nährstoffarm, nährstoffarm, nährstoffreich,
steinig, grobkörnig, humusreich,
flachgründig, flachgründig, tiefgründig,
trocken trocken gute Wasser
wenig fruchtbar/ speicherfähigkeit
ertragreich ertragreich
Nutzung Bergland mit Flachland mit Flachland sowie
Forstnutzung forst- und land- Alpenvorland,
wirtschaftlicher ackerbauliche
Nutzung Nutzung
Vergesell- Rankern, Podsol Parabraunerde,
schaftung Rendzinen Schwarzerden
Beispiele Braunerde aus Braunerde aus Braunerden aus
der Vor Granit, unter Sand in Mecken- steinigem Lehm
kommen Laubwald im burg-Vorpommern, in der Eifel, Brau-
Bayerischen hessisches Ried, nerden aus Basalt
Wald, podsolierte Spargelanbau in Offenlagen
Braunerde unter von Vulkan
Nadelwäldern und landschaften des
Heidevegetation Westerwaldes und
Vogelsberg
Quelle: VHE, HuMuss Nr. 19
Besonders im kühlhumiden Klimabereich
Deutschlands führen der Wechsel von Frost
und Hitze einerseits und „Saurem Regen“
andererseits zur Verwitterung der Gesteine.
Dieser „Alterungsprozess“ der Gesteine führt
zur Bildung neuer Minerale und markiert den
t es
ersten Schritt zur Bodenbildung.
B r a u n erde gib e
r oden.d
Zu den Faktoren, welche die Richtung und das Infos zu ww.bvb
Ausmaß der Bodenbildung bestimmen, zählt un t e r : w
neben dem Ausgangsgestein, dem Wasserein-
fluss, dem Landschaftsrelief, dem Pflanzen- Foto: H. Bauer
und Tierbesatz, den menschlichen und zeitli-
chen Einflüssen vor allem das Klima. Erhöht
sich beispielsweise die Bodentemperatur um Die Braunerde ist typisch für die gemäßigte, humide Klimazone Mitteleuropas. In Nordrhein-
10 °C, so verdoppeln sich alle biochemischen Westfalen beispielsweise überwiegt die Braunerde mit einem Flächenanteil von 27 Prozent.
Innovation Sonderheft Boden · 5
Prozesse im Boden. Die Schwarzerde-Böden in in die Hauptbodenarten Sand, Schluff und trocken, ein Schluffboden bei gleichem Wasser-
der Ukraine und in Kasachstan verdanken den Ton unterteilt. Lehm ist ein Gemisch aus den gehalt feucht und ein Sandboden nass anfühlt.
Erhalt ihrer Fruchtbarkeit unter anderem auch drei Hauptbodenarten, hat aber keine eigene Tonteilchen sind also sehr quellfähig.
dem kontinentalen Klima mit warm-trockenen Korngröße. Sandpartikel haben einen Durch- Die Bodenart hat durch die Form und die Grö-
Sommern und kalten Wintern. messer von 2–0,063 mm, Schluffpartikel liegen ße der Oberfläche der Bodenteilchen einen
Seit ca. 12.000 Jahren, seit dem Ende der letz- zwischen 0,063 und 0,002 mm. Tonteilchen entscheidenden Einfluss auf die Bodenstruktur.
ten Eiszeit, bilden sich unsere heutigen Böden. sind die kleinsten Bodenteilchen mit einem Die winzigen Tonpartikel können dank ihrer
Dies geschieht vorwiegend durch chemisch- Durchmesser kleiner als 0,002 mm. Damit ist Struktur komplexe Bindungen mit Stoffen im
physikalische Um- ein Schluffteilchen Boden eingehen – ihre verhältnismäßig große
wandlungsprozesse „Der Boden ist eines der kostbars- 1.000 Mal kleiner als Oberfläche sorgt zudem für erheblich mehr
und durch Verlage- ten Güter der Menschheit. Er er- ein Sandteilchen und Bindungsmöglichkeiten als dies bei Sandkör-
rungsvorgänge in möglicht es Pflanzen, Tieren und ein Tonteilchen sogar nern der Fall ist. Das ist der Grund dafür, war-
den Böden selbst. In Menschen, auf der Erdoberfläche zu 1 Millionen Mal klei- um tonreiche Böden sehr komplexe und stabile
der Summe führt dies leben.“ Europäische Bodencharta ner als ein Sandkorn. Bodenaggregate ausbilden können, während
zu charakteristischen Die Anteile der Sand-, sandreiche Böden dazu neigen, in instabilen
Ausdifferenzierungen, den sog. Bodentypen. Schluff- und Tonteilchen bilden in der Summe Einzelkorngefügen zu verharren. Sandböden
Auf diese Weise entwickelten sich beispiels- die Bodenart, z.B. lehmiger Sand (Sl3). Lössbö- können ihre Struktur nur in Kombination mit
weise über einen langen Zeitraum die Para- den enthalten beispielsweise einen sehr hohen hohen Humusgehalten positiv verändern.
braunerden aus Löss: Nachdem die Säure des Schluffanteil und häufig einen Tonanteil zwi- Eine auf die Bodenart abgestimmte Kalkung
Regens den im Löss enthaltenen Kalk aufge- schen 10 und 24 %. des Bodens mit dem Ziel optimaler pH-Werte
braucht hatte, verlagerten sich die Tonminerale Die kleinen Tonplättchen bilden erheblich fei- (z.B. Sand pH 5,6, lehmiger Schluff pH 6,5, to-
des Oberbodens nach unten und reicherten nere, dafür aber wesentlich mehr Poren als die niger Lehm pH 7,0) beeinflusst die Bindungen
sich im Unterboden an. größeren Sandkörner. Schluffreiche Böden lie- zwischen den Bodenteilchen positiv und för-
gen mit ihrer Korn- und Porengrößenverteilung dert eine lockere, aber stabile Bodenstruktur.
Warum Tonminerale in Bö- zwischen den Sand- und Tonböden. Sie haben Tonteilchen sind Produkte aus der Verwitterung
den eine Hauptrolle spielen einen besonders hohen Anteil an Mittelporen der Gesteine und Minerale sowie der Boden-
Die Bodenfruchtbarkeit ist ein Maß für die (d = 0,0002–0,01 mm), die das pflanzenver- bildung. Den Grundbaustein der Tonteilchen
nachhaltige Ertragssicherheit der Böden. Sie ist fügbare Wasser (= nFK = nutzbare Feldkapazi- bildet eine Verbindung aus den chemischen
abhängig vom Humusgehalt und der Bodenart tät) enthalten. Tonböden besitzen viele Feinpo- Elementen Silicium und Sauerstoff (SiO4).
und dabei insbesondere vom Tonanteil an der ren (d = < 0,0002 mm). Das hierin enthaltene Diese Grundbausteine werden zu Zwei- und
Bodenart. Wasser wird als „Totwasser“ (TW) bezeichnet, Dreischicht-Tonmineralen aufgebaut, sie sind
weil die Pflanzen es kaum verwerten können. unterschiedlich vernetzt und verleihen allen
Den verhältnismäßig größten Anteil an Sicker- Tonmineralen die Eigenschaft, Nährstoffe nicht
wasser leitenden Grobporen (d = > 0,01 mm) nur zu binden und zu speichern, sondern diese
besitzen Sandböden. auch verfügbar zu halten. Dies gilt insbesonde-
Diese Umstände haben Einfluss auf die Fä- re für die Nährstoffe Kalium und Ammonium. Es
higkeit des Bodens, Wasser zu speichern oder ist letztlich diese Eigenschaft der Tonminerale,
versickern zu lassen. Sandböden sind schlechte die die Grunddüngung und auch die Kalkung
Wasserspeicher, da sie das Wasser schnell ver- innerhalb der Fruchtfolge möglich machen.
sickern lassen – ihre Poren sind zu weit, als das An den vielen Bindungsplätzen der Tonminera-
die Wassermoleküle durch Anziehungskräfte le werden außerdem Schadstoffe und auch die
im Boden gehalten werden könnten (Haft- Einträge durch den „Sauren Regen“ gepuffert.
wasser). Im Gegensatz dazu sind Tonböden Diese Fähigkeit wird allerdings geschwächt,
hervorragende Wasserspeicher, weil sie sehr wenn Böden über lange Zeiträume nicht ge-
viele feine Poren besitzen. Ihre Poren sind je- kalkt werden. Sinken die pH-Werte von Böden
doch überwiegend so klein, dass sie einen unter pH 3,0, wie es bei vielen Waldböden der
Großteil des Wassers mit einer sehr hohen An- Fall ist, können sich Tonminerale nicht mehr
ziehungskraft „festhalten“. Das macht es den regenerieren, die Tonminerale lösen sich dann
Pflanzenwurzeln fast unmöglich, dieses Wasser auf, der Boden versandet. Die Bodenfrucht-
aufzunehmen. barkeit dieser Böden geht dann irreversibel
Pseudogley aus Löss über Kalksteinverwitte- Das Wasser im Sandboden versickert, während verloren. Deshalb ist die Bodenkalkung aktiver
rung mit Krümelstruktur im Oberboden der Lehmboden (hoher Schluffanteil) das Was- Bodenschutz.
ser hält, es aber gleichzeitig für die Pflanzen-
Während der Bodentyp (z.B. Parabraunerde) wurzeln zur Verfügung stellen kann (pflanzen- Innovation 2/2009
die Entstehungsgeschichte, die Entwicklungs- verfügbares Wasser). Der Tonboden hingegen Prof. Dr. Thomas Weyer
stufe und den Aufbau eines Bodens bezeich- bindet einen Großteil des Wassers so stark,
Fon 02921.378245
net, ist die Bodenart die Summe der verschie- dass die Pflanzenwurzeln es nicht aufnehmen Fax 02921.378200
den großen Bodenteilchen eines Bodens. Die können (Totwasser). Dies ist die Ursache dafür, weyer@fh-swf.de
Bodenteilchen werden nach ihrer Korngröße dass sich ein Tonboden bei 20 % Wassergehalt
6 · Innovation Sonderheft Boden
Was ist Humus?
Die wichtigsten 30 cm im Boden
Dipl. Ing. Agr. Michael Baumecker, Humboldt-Universität, Berlin
Böden bestehen aus mineralischer Substanz (ca. 45 %), Luft (ca. 25 %), Substanzen) zu unterscheiden (Abb. 1). Beim
Wasser (ca.23 %) und organischer Substanz (ca. 7 %). Es sind sehr gut ge- weiteren Abbau der organischen Substanz
des Bodens bilden sich Fraktionen, die zum ei-
pufferte Systeme, die nur langsam auf Veränderungen reagieren und 20 nen mit den Tonteilchen stabile Verbindungen
bis 50 Jahre benötigen, um sich auf neue Fließgleichgewichte einzustellen. eingehen und nicht weiter abgebaut werden
(Dauerhumus) und die Fraktion des Nährhu-
Ein wesentlicher Bestandteil des Bodens ist die Es ist bei der Betrachtung der organischen mus. Diese Fraktion des Nährhumus unterteilt
organische Substanz, die neben den Tonantei- Substanz zwischen der organischen Primär- sich wiederum in eine aktive und in eine sta-
len die Fruchtbarkeit der Böden maßgeblich substanz (frische Ernte- und Wurzelrückstän- bilisierte Fraktion. Die aktive Fraktion ist rasch
beeinflusst. de, organische Dünger) und der organischen mineralisierbar. Bei der stabilisierten Fraktion
Schon Albrecht Daniel Thaer (1752–1828) stell- Substanz des Bodens (bereits umgewandelte verläuft der Mineralisierungsprozess dagegen
te in seinem Werk „Grundsätze der rationellen
Landwirtschaft“ fest:
Abb. 1: F
raktionen der organischen Bodensubstanz
(Körschens et al. 1997)
„So wie der Humus eine Erzeugung
des Lebens ist, ist er auch die Bedin-
gung des Lebens. Er gibt die Nahrung
dem Organismus, ohne ihn lässt sich Organische Substanz
daher kein Leben, wenigstens der
vollkommeneren Tiere und Pflan-
zen, auf dem Erdboden denken.“
Organische Primärsubstanz Organische Substanz des Bodens
(OPS) (OBS)
Humus positiv für
Bodenfruchtbarkeit
Organische Bodensubstanz oder Humus im Dauerhumus Nährhumus
engeren Sinne ist nach SCHEFFER die abge-
storbene organische Masse in und auf dem
Boden, die sich in einem Abbau-, Umbau- und
Aufbauprozess befindet. Dieser Vorgang wird Aktive OBS Stabilisierte OBS
durch biochemische Prozesse eingeleitet und
gesteuert.
Innovation Sonderheft Boden · 7
deutlich verlangsamt ab. Huminstoffe werden
im Boden durch Ab- und Umbauprozesse stän- Abb. 3: H
umusgehalte Statischer Nährstoffmangelversuch
dig neu gebildet. Auf Grund ihrer chemischen in Abhängigkeit der organisch-mineralischen Düngung
Eigenschaften können bedeutende Mengen
Wasser und Ionen reversibel gebunden wer- 1,50
den. Huminstoffe und in Zersetzung begriffene
Ausgangstoffe beeinflussen somit in hohem 1,17
Maße die Gefügebildung, Nährstoff- und Was- 0,97
1,00
serbindung sowie das Wärmeverhalten der
Humus %
0,78
Böden. 0,73
0,70
0,67
Die organische Bodensubstanz wirkt wie Kitt, 0,62 0,59
sie verklebt die Mineralbestandteile, stabili- 0,50
siert das Einzelkorngefüge und schafft Poren,
die den Luft- und Wasseraustausch begünsti-
gen. So wird durch den Humus die Fruchtbar-
keit aller Böden positiv beeinflusst. 0
ungedüngt Stallmist NPK + Kalk NPK + Kalk NPK NP + Kalk NK + Kalk PK + Kalk
Ist es auf bindigeren Böden die Verbesserung + Stallmist (Kalkmangel) (K-Mangel) (P-Mangel) (N-Mangel)
der Durchlüftung und des Wärmeverhaltens, so Quelle: Dauerversuch HU Berlin, Thyrow
ist es auf den sandigen Substraten die einzige
Möglichkeit, durch die Erhöhung des Anteils
organischer Substanz, das Wasser- und Nähr- abhängig. Somit ergeben sich für die landwirt-
1 Mineralpartikel
stoffspeichervermögen zu verbessern. schaftlich genutzten Böden standortspezifi-
Der Humusgehalt eines Bodens ist in erster sche optimale Humusgehalte, die auf der einen 2 Organische Bestandteile („Humus”)
Linie von dessen Ton- und Feinschluffgehalt Seite das System Boden abpuffern und auf der
3 Porensystem mit Luft/Wasser
(Tab. 1) sowie von den klimatischen Bedin- anderen Seite erhöhte Nährstoffausträge ver-
gungen (Temperatur und Niederschlag) vor Ort meiden. 4 Krümeloberfläche mit Humusanreicherung
5 Wurzelspitze mit Wurzelhaaren
Abb. 2: Bodenkrümel mit Pflanzenwurzeln und Bodentieren 6 Milbe (Acari)
7 Springschwanz (Collembole)
6 8 Fadenwurm (Nematode)
8 4
8
5
1
7
(VÖKT et al. 1991, zit. in KELLER et al. 1997) 3 2
8 · Innovation Sonderheft Boden
Humusgehalt von 1 % wird in den organisch
gedüngten Prüfgliedern erreicht. Alle aus-
schließlich mineralisch gedüngten Prüfglieder
erreichen diesen Gehalt nicht. Der Verzicht
auf die mineralische Stickstoffzufuhr hat den
Humusgehalt am stärksten abgesenkt. Dieses
Niveau ist auch bei unterlassener Düngung zu
finden.
Das Ertragsniveau wurde durch die differen-
zierte organisch-mineralische Düngung auch
beeinflusst (Abb. 4).
Gegenüber der mineralischen Düngung hat
die kombinierte organisch-mineralische Dün-
gung die Erträge von Kartoffeln, Silomais und
Sommergerste um 30 bis 40 % erhöht. Bei
Verzicht auf die mineralische Düngung kann
bei ausschließlicher Stallmistdüngung nur Si-
lomais die Nährstoffdefizite ausgleichen. Das
Ertragsniveau der Kartoffeln sinkt um 14 %.
Tab. 1: Humusgehalte
Tongehalt Humusgehalt
Bodenart
(%) (%)
Einfluss der Düngung Im jährlichen Wechsel werden Kartoffeln –
auf den Humusgehalt Sommergerste – Silomais – Sommergerste Sand 0–17 1,0–1,8
Zur Ermittlung der optimalen Gehalte an orga- angebaut. Lehm 12–35 2,5–4,6
nischer Substanz wurden und werden Dauer- Ton 45–65 5,3
versuche durchgeführt. Deren Anzahl ist durch Erhaltung optimaler Quelle: nach ELLMER 2005
Aufgabe von Versuchen in den vergangenen Humusgehalte wichtig
Jahrzehnten stetig zurückgegangen, so dass Die Abbildung 3 zeigt die Humusgehalte der
heute nur noch wenige Versuche zur Verfügung Prüfglieder des Statischen Nährstoffmangel- Die auf Bodenversauerung empfindlich reagie-
stehen. Am Beispiel des Thyrower Statischen versuches nach 70-jähriger Versuchsdauer. Im rende Sommergerste fällt im Ertrag um 60 %
Nährstoffmangelversuches, 1937 angelegt, soll Verlauf der Versuchsdurchführung haben sich ab. Die Ertragsdefizite nehmen in der Reihen-
nun auf den Einfluss der Düngung auf den Hu- deutliche düngungsspezifische Unterschie- folge Phosphormangel < Kaliummangel <
musgehalt eingegangen werden. de im Humusgehalt eingestellt. Der optimale Stickstoffmangel zu. Die Unterlassung jeglicher
Nährstoffzufuhr hat Ertragsausfälle zwischen
80 % (Silomais) und 100 % (Sommergerste)
zur Folge.
Abb. 4: Relativerträge Statischer Nährstoffmangelversuch
in Abhängigkeit der organisch-mineralischen Düngung Für eine nachhaltige Bodennutzung mit stabi-
len Erträgen ist es deshalb unumgänglich opti-
200
male Humusgehalte, entsprechend der Stand-
NPK + Kalk Sommergerste = 22,8 dt/ha Korn
Silomais = 79,2 dt/ha TM
ortbedingungen, zu erhalten. Dies ist nur durch
Kartoffeln = 269,7 dt/ha eine kontinuierliche Zufuhr organischer Primär-
148
150
138
substanz möglich. In diesem Zusammenhang
133
ist auch der Einfluss der Stickstoffdüngung zu
100 100 100
beachten, da diese in ihrem Einfluss auf den
100 96
Gehalt der organischen Bodensubstanz nicht
%
91 88
86 82
82
75
71 unterschätzt werden darf.
50 43 45 Innovation 3/2009
37 37 34
29
21 18 Dipl. Ing. Agr.
10
0 Michael Baumecker
0
ungedüngt Stallmist NPK + Kalk NPK + Kalk NPK NP + Kalk NK + Kalk PK + Kalk Fon 033731.15469
+ Stallmist (Kalkmangel) (K-Mangel) (P-Mangel) (N-Mangel) Fax 033731.80307
michael.baumecker@
Quelle: Dauerversuch HU Berlin, Thyrow ■ Sommergerste (94-08) ■ Kartoffeln (97-05) ■ Silomais (99-07) agrar.hu-berlin.de
Innovation Sonderheft Boden · 9
Regenwürmer, wahre
Weltmeister im Tunnelbau
Der größte Vertreter der Regenwürmer in hei-
Die Bedeutung des Bodenlebens mischen Ackerböden ist Lumbricus terrestris.
für die Bodenfruchtbarkeit
Dr. Monika Joschko, Müncheberg
Die Fruchtbarkeit eines Bodens ist eng mit der Aktivität von Bodenorganis- Regenwürmer – die größten
men verknüpft. Wichtige fruchtbarkeitsbestimmende Bodeneigenschaften, Bodenorganismen
Die teils zum Pflanzen-, teils zum Tierreich ge-
wie die Nährstoffdynamik, der Humusgehalt oder der Gefügezustand eines hörenden Bodenorganismen werden in ihrer
Bodens, sind in starkem Maße das Ergebnis der Tätigkeit von Bodenorga- Gesamtheit als „Edaphon“ bezeichnet. Die
nismen. Das Bindeglied zwischen Bodenlebewesen und Bodenfruchtbarkeit größte Gruppe der Bodenorganismen bilden
die Bodenmikroorganismen, zu denen vor al-
ist die organische Primärsubstanz, welche – als Ernte- oder Wurzelrück- lem Bakterien und Pilze, aber auch Protozoen,
stand oder organische Düngung – den meist heterotrophen Organismen als Algen und Viren gehören. Sie sind überwie-
Nahrung dient, und deren Reste, oft nach zahlreichen Umsetzungsprozes- gend sessil (lat., festsitzend) und haften auf
der Oberfläche der Substrate und Bodenkol-
sen, als Humus im Boden verbleiben. loide; sie gehören zum Lebensformtyp der
„Bodenhafter“. Mikrobiologische Indikatoren
Schon seit der Antike sind die engen Bezie- Ende des 18. Jahrhunderts hatte bereits de für die Bodenfruchtbarkeit sind die mikro-
hungen zwischen Bodenleben und Boden- Saussure die Grundlagen zur Erkenntnis der bielle Biomasse, d.h. die Gesamtmasse leben-
fruchtbarkeit bekannt. So schrieb Plinius der Rolle des Humus in der Ernährung der Pflanzen der Mikroorganismen in einem Boden, oder
Ältere bereits ein Jahrhundert vor unsere Zeit- gelegt. Allmählich wurde klar, dass nicht nur das Verhältnis von mikrobieller Biomasse zu
rechnung: „Jenes Land ist gut, das, sobald es die Regenwürmer, sondern die verschiedens- Kohlenstoffgehalten des Bodens. Bei entspre-
aufgepflügt ist, von gierigen Vögeln überfallen ten Organismengruppen für die Humusbildung chenden Untersuchungen wird mit unter-
wird, die den Pflug begleiten“ (nach Müller, und Stoffumsetzung im Boden verantwortlich schiedlichen Verfahren die Kohlenstoffmenge
1965). Die Bedeutung der Regenwürmer für sind. Die Bedeutung des Bodenlebens für die in der mikrobiellen Biomasse bestimmt. In
die Humusbildung wurde später von Charles Bodenfruchtbarkeit war damit endgültig aner- Ackerböden beträgt die mittlere Menge an
Darwin umfassend dargestellt (Darwin 1881). kannt. mikrobieller Biomasse 3 t/ha, entsprechend
10 · Innovation Sonderheft Boden15 t/ha Frischmasse oder 30 Großvieheinhei- (Mineralisierung). Dabei werden die in der
ten/ha. organischen Substanz vorhandenen Verbin-
Die Bodenfauna umfasst Tiergruppen verschie- dungen so weit zerlegt, dass sie als in der Bo-
dener Größenklassen. Zu den kleinsten Boden- denlösung vorhandene Ionen von der Pflanze
tieren gehören die Protozoen und Nematoden wieder aufgenommen werden können. Die
mit einer Körpergröße ab 1/1000 mm. Sie le- Bodenorganismen schaffen so die Existenz-
ben als „Bodenschwimmer“ in wassergefüllten grundlage für Pflanzen, Tiere und Menschen
Poren oder im Wasserfilm, welcher die Mineral und schließen den Stoffkreislauf der Natur.
partikel umschließt, und Populationsdichten von
mehreren Millionen pro m² erreichen können. Leistungen im
Agrarökosystem
Äußerst vielgestaltig sind die Vertreter der Als Hauptträger der Stoffumsetzungen sind
Mesofauna, die verschiedene Gliederfüßler Bodenmikroorganismen die wichtigste Orga-
wie Collembolen und Milben einschließen. Sie nismengruppe im Boden. Sie bewerkstelligen
sind als „Bodenschliefer“ auf die luftgefüllten den Ab- und Umbau der organischen Subs-
Hohlräume des Bodens angewiesen; die räube- tanz, setzen Nährstoffe frei und beeinflussen
rischen Arten bewegen sich auf der Suche nach das Bodengefüge durch die Ausscheidung
Beutetieren zum Teil in rasendem Lauf durch von Schleimstoffen. Bodentiere „schreddern“
die engen Gänge. Die größten Bodenorganis- C-haltige Pflanzenreste und Ernterückstände,
men (Makrofauna) sind die „Bodenwühler“ verteilen sie im Boden und vermischen sie mit
wie die Regenwürmer, deren größte Vertreter Mineralpartikeln. Bei der Passage von Boden
bis über 20 cm lang werden können (Lum- und organischem Material durch den Darm-
bricus terrestris). Je nach der Textur und dem trakt der Bodentiere kommt es zu Veränderun-
Kohlenstoffgehalt des Bodens können über gen des Substrates: Die Pflanzenverfügbarkeit
1 t/ha Frischmasse an Regenwürmern in einem der Nährstoffe wird erhöht und die Bildung von
Ackerboden vorhanden sein. Huminstoffen aus organischem Material ge-
steigert. In Gefäß- und Feldversuchen konnten
Leistungen allgemein häufig Ertragssteigerungen durch die Boden-
Fotos: Ehrmann
Den Bodenorganismen kommt in ihrer Gesamt- tiertätigkeit festgestellt werden. Bei ihrem Weg
heit die Aufgabe zu, die von höheren Pflanzen durch den Boden verändern die Bodentiere das
gebildete und von Tieren und Menschen teil- Bodengefüge in kleinsten Dimensionen (µm-
weise umgeformte organische Substanz weiter Bereich), aber auch im Makrobereich durch das Bei ihrem Weg durch den Boden verändern
umzubauen (Humifizierung) bzw. abzubauen Anlegen von Gängen, die mehrere Meter tief in die Bodentiere das Bodengefüge.
den Unterboden reichen können.
duzierung der Bodenbearbeitung wirkt sich
Bodenorganismen dabei besonders auf Regenwürmer, vor allem
richtig füttern auch auf den tiefgrabenden Tauwurm günstig
Wie kann nun die so wichtige Tätigkeit der aus.
Bodenorganismen gefördert werden? Wichtig
ist vor allem die richtige „Fütterung“ durch Ausblick
leicht verwertbares organisches Material, Zwischen Humushaushalt und Bodenleben
welches zum Beispiel in Form der Ernte- und besteht eine enge Beziehung, die für die Auf-
Wurzelrückstände den Bodenorganismen zur rechterhaltung der Bodenfruchtbarkeit von
Verfügung gestellt wird. Langjährige Unter- großer Bedeutung ist. Landwirte wissen seit
suchungen in Müncheberg zeigten den großen langem, dass Landwirtschaft in erster Linie
Einfluss der Pflanze, d.h. der Fruchtfolge, auf „Humuswirtschaft“ ist – die Erhaltung und
das Bodenleben. Besonders förderlich für Vermehrung der Humusmenge im Boden war
Bodenmikroorganismen und Bodentiere wir- immer schon ein wichtiges Anliegen bei der
ken sich Leguminosen in der Fruchtfolge aus. Bodenbewirtschaftung. Allerdings müssen
Eine Aufweitung der derzeit üblichen engen auch die ökonomischen Rahmenbedingungen
Fruchtfolgen mit der Wiedereinbeziehung von entsprechend beschaffen sein.
Futterpflanzen als Haupt- und Zwischenfrüch-
te ist aus bodenökologischer Sicht unbedingt
anzustreben. Eine organische Düngung mit Innovation 4/2009
leicht verwertbaren Kohlenstoffquellen fördert Dr. Monika Joschko
ebenfalls die Bodenorganismen – je nach Art
Fon 033432.82254
des Materials in unterschiedlichem Ausmaß. Fax 033432.82243
Die Tätigkeit der Bodenorganismen wird Ein weiteres Mittel zur Beeinflussung des Bo- mjoschko@zalf.de
durch organisches Material gefördert. denlebens ist die Bodenbearbeitung; eine Re-
Innovation Sonderheft Boden · 11Nur ein gut ausgebildetes Wurzel-
system ermöglicht eine optimale
Pflanzenentwicklung und damit
hohe Erträge. Dabei hängt die
Ausbildung eines leistungsfähigen
Wurzelsystems von vielen Faktoren
ab. Darüber hinaus nehmen Wur-
Die Wurzel Teil 1 zeln auch eine wichtige Stellung im
Ökosystem Boden ein und stehen in
enger Wechselbeziehung zur Boden-
Aufbau und Funktion fruchtbarkeit.
Kirsten Engelke, Deutsche Saatveredelung AG · Lippstadt
Das Wurzelsystem variiert
mit der Pflanzenart
Je nach Pflanzenart aber auch in Abhängig-
keit von den Umweltbedingungen können
Wurzelsysteme und Wurzeln in Aussehen und
Funktion stark von einander abweichen. Zwei-
keimblättrige Pflanzen bilden eine Primär-
wurzel (oder Polwurzel), die bei Raps, Rüben,
Lupinen oder Luzerne als verdickte, senkrecht
wachsende Pfahlwurzel ausgebildet wird, aus
der die untergeordneten Seitenwurzeln wach-
sen. Einkeimblättrige Pflanzen wie Getreide
und Gräser bilden zunächst drei bis sechs
Keimwurzeln sowie später von dem unterir-
dischen Halmknoten aus Kronenwurzeln. Die
einzelnen Wurzeln sind meist gleich dick und
wachsen bogenförmig nach unten und durch-
wurzeln vor allem den Oberboden. Bei diesem
sekundären Wurzelsystem sterben die Keim-
wurzeln ab oder nehmen eine gleichrangige
Stellung zu den Kronenwurzeln (sprossbürtige
Nebenwurzeln) ein. Durch Wurzelumbildun-
gen können auch Speicherwurzeln (Zucker-
rübe), Stützwurzeln (Mais) oder Saugwurzeln
(Efeu) entstehen.
Wurzeln –
Wahre Wachstumskünstler
Durch das stetige Wurzelwachstum, die Aus-
Durch Wurzelumbildungen können auch Die Seitenwurzeln bilden ebenfalls Wurzel- bildung von Wurzelhaaren und Seitenwurzeln
Stützwurzeln entstehen. haare aus. erreicht das gesamte Wurzelsystem einer ein-
zelnen Pflanze eine erstaunlich große Wur-
zellänge. Sie wird durch äußere Faktoren wie
Bodenart, Bodenzustand, Wassergehalt des
Bodens, O2- bzw. CO2-Konzentration, Tempera-
tur, Licht und Nährstoffversorgung beeinflusst.
Die Wurzel nutzt vorhan- Der perfekte Boden für die Wurzelentwicklung
dene Hohlräume, um den ist feucht, warm, nährstoffreich, tiefgründig,
Boden in Tiefe und Breite besitzt ausreichend sauerstoffführende Grob-
zu durchdringen. poren und hat einen hohen Feinerdeanteil.
Bei ungestörtem Tiefenwachstum können die
Wintergetreidearten, Raps und Rüben bis über
2 m tief in den Boden vordringen. Bei Luzerne
12 · Innovation Sonderheft Bodenwurden sogar noch Wurzeln in einer Tiefe von
mehr als 12 m nachgewiesen. Aufbau der Wurzel
Nach einer Untersuchung von Russel (1954)
betrug die Wurzellänge von Roggen in einem An der Wurzelspitze Sekundäres Dickenwachstum
der Wurzel
Bodenzylinder von 7,6 cm Durchmesser und befindet sich die Zellver-
12,2 cm Tiefe 64 Meter. In dem untersuchten mehrungszone. Durch
Wurzelrinde
Bodenzylinder konnte Russel 12,5 Millionen ständige Zellneubildung stirbt ab
Wurzelhaare finden. In der Literatur finden sich schiebt sich die Wurzel
Angaben von einer Gesamtlänge der Wurzeln weiter in den Boden.
einer Roggenpflanze von bis zu 80 Kilometern, Die Wurzelhaube (Ca- Seiten
wurzelbildung
bei Weizen in der Krume bis zu 50 Kilometern. lyptra) umschließt und
Foto: Wurzelatlas, DLG-Verlag Frankfurt
Der Großteil, rund 75 bis 90 %, der Wurzeln schützt dieses Gewebe.
befindet sich in den oberen 30 bis 35 cm des Die Wände der Haube
Bodens. sind durch Ausschei-
Wurzeln sind in der Lage, Nährstoffe zu er- dungen verschleimt und
wachsen. In Bodenbereichen mit hoher Nähr- machen die Wurzelspit- Exodermis
Rhizodermis
stoffkonzentration ist das Wurzelsystem ze im Boden gleitfähig. geht zugrunde
deutlich dichter, dies gilt insbesondere für die Nach oben hin folgen Wurzelhaare
Nährstoffe Phosphor und Stickstoff, während Wurzelwachstum: die Differenzierungszo- sterben ab
Kalium kaum zu einer verstärkten Wurzelbil- links: Boden wenig verdichtet; ne und dann die Wur- Wurzel
dung führt. rechts: Boden stark verdichtet zelhaarzone. haarzone
Die Wurzelentwicklung beginnt zeitlich vor dem
Sprosswachstum und nimmt nach der Blüte ab. vermehrt in die Tiefe. Pfahlwurzler wie Raps Wurzelhaare sind Aus-
Dabei sterben ständig ältere Wurzeln ab und und Leguminosen dringen ohnehin in tiefere stülpungen der äußeren
neue werden gebildet. In einer Untersuchung Bodenschichten vor und sind weniger anfällig Wurzelzellen, dienen
wurde festgestellt, dass sich das Wurzelsystem für Trockenstress. Tiefgründige Böden wie Lös zur Vergrößerung der Calyptra
bei Weizen in der Krume zwischen Ende Besto- und Lehm sind bei Trockenheit aufgrund besse- Oberfläche und sterben
ckung und Teigreife innerhalb von drei bis sechs rer Durchwurzelungstiefe und Wasserspeicher- meistens schon nach
Quelle:
Wochen komplett erneuerte. Die in dieser Zeit kapazität von Vorteil. wenigen Tagen ab. Die Lehrbuch des Pflanzenbaues, Band I
gebildeten Wurzeln machten 35 bis 65 % der Niedrige Temperaturen hemmen die Pflanzen- Anzahl der Wurzelhaare
gebildeten Gesamttrockenmasse aus. und somit auch die Wurzelentwicklung. Den richtet sich nach Pflanzenart, Bodendurchlüf-
höchsten Wurzelzuwachs erreichen Pflanzen tung sowie Wasser- und Nährstoffgehalt. So
Gute Bodenstruktur für un- in Zeiträumen mit unregelmäßiger Nieder- werden in einem Boden mit hoher Wasser-
gestörtes Wurzelwachstum schlagsverteilung. Der Wechsel von starker sättigung aber auch bei extremer Trockenheit
Die Wurzel nutzt vorhandene Hohlräume, um Befeuchtung und Austrocknung regt die Wur- fast keine Wurzelhaare ausgebildet.
den Boden in Tiefe und Breite zu durchdringen. zel scheinbar zu verstärktem Wachstum an.
Selbst feinste Haarrisse werden für die Durch- Der Aussaatzeitpunkt der Winterungen muss Über der Wurzelhaarzone schließt sich die
wurzelung genutzt. Über das Dickenwachstum abhängig vom Standort so gewählt werden, Zone mit den Seitenwurzeln an, welche sich
werden Hohlräume erweitert, die Durchlüftung dass eine ausreichende Vorwinterentwicklung aus den inneren Zellen heraus entwickeln, um
des Bodens gefördert, leichte Verdichtungen auf- möglich ist. Mit Bodenerwärmung im Früh- die Verbindung zu den Leitbahnen im Inneren
gesprengt und so der Weg für jüngere Wurzeln jahr nimmt vorrangig die Durchwurzelung des der Wurzel zu erhalten. Die Seitenwurzeln bil-
bereitet. Feinerdereiche Böden lassen bei guter Oberbodens zu. Bei steigenden Bodentempe- den ebenfalls Wurzelhaare aus. Es entstehen
Durchlüftung ein größeres Tiefenwachstum zu raturen ist die Wurzelentwicklung vermehrt in große Wurzelsysteme.
als grobe Böden, denn Steine müssen umwach- die Tiefe gerichtet.
sen werden. Stark tonhaltige Böden neigen bei Im Inneren der Wurzel befindet sich der Zen-
Trockenheit zur Aggregatbildung, welche von Fazit tralzylinder mit den Leitgefäßen Xylem
den Wurzeln nur oberflächlich bewachsen und Gesunde und üppige Pflanzenbestände sind und Phloem. Das Xylem ist für die Wasser-
nicht durchdrungen werden können. Trotz einer auf ein leistungsfähiges Wurzelwerk zurück- förderung in den Spross und das Phloem für
hohen Versorgungsstufe können Bodenwasser zuführen. Bei der Pflanzenproduktion ist also die Assimilatförderung in die Wurzel verant-
und Nährstoffe kaum genutzt werden, die Salz- nicht nur der oberirdische Bewuchs ausschlag- wortlich. Durch seine verholzten Zellen hat
konzentration in der Bodenlösung nimmt ab. gebend, sondern auch das Wurzelwerk ist zu der Zentralzylinder zusätzlich eine stützende
Es können Mangelerscheinungen auftreten. beachten und zu fördern. Funktion. Er nimmt ca. 5–7 % des Durchmes-
Die Wurzeln benötigen einen feuchten Boden, sers der Wurzel ein. Außerhalb des Zentral-
um sich ausbreiten zu können. Das maximale Innovation 4/2010 zylinders liegt das Rindengewebe, welches
Längenwachstum wird bei Bodenwassergehal- 93–95 % des Durchmessers der Wurzel aus-
ten zwischen Feldkapazität und Welkepunkt Kirsten Engelke macht und als Speicher dient. Dieses Verhält-
erreicht. Bei beginnender Austrocknung des nis wird selbst in einer 0,1 mm dicken Wurzel
Bodens schieben die Pflanzen, vor allem Flach- aufrechterhalten.
wurzler wie Getreide und Mais, die Wurzeln
Innovation Sonderheft Boden · 13e i l 2
T
Die Wurzel
Die Nährstoffaufnahme
Kirsten Engelke, Deutsche Saatveredelung AG · Lippstadt
Nährstoffe bilden die Grundlage des Lebens. Alle Stoffwechselvorgänge in
der Pflanze hängen von der ausreichenden Nährstoffverfügbarkeit im rich-
tigen Verhältnis ab. Dabei entdeckte der Wissenschaftler Justus von Liebig
im Jahre 1855 das Gesetz vom Minimum: „Der Pflanzenertrag ist in erster
Linie abhängig von dem relativ am meisten im Minimum befindlichen Nähr-
stoff.“ Das bedeutet, dass der Mangel eines Wachstumsfaktors nicht durch
einen anderen ausgeglichen werden kann, sondern das Wachstum begrenzt.
Bis auf die gasförmigen Stoffe CO2, H2O und O2 Tiefenwachstum an sondern auch auf eine in-
nehmen Pflanzen die meisten Nährstoffe in ge- tensive Durchdringung des A-Horizontes.
ladener Form als Ionen aus dem Boden auf. Eine
große Wurzeloberfläche bildet dafür die Voraus- Bodenfeuchtigkeit
setzung, um große Bodenareale zu erschließen. ist entscheidend
Bei einer Vorschubgeschwindigkeit von ca. 2 cm Der überwiegende Teil der Nährstoffe gelangt
pro Tag erreichen Wintergetreidewurzeln bis über kurze Strecken mit der Bodenlösung
Dezember Bodentiefen von 20–40 cm und durch Massenfluss und Diffusion zu den Pflan-
nach Einsetzen der Vegetation können im April zenwurzeln. Doch auch über direkten Kontakt
auch Tiefen von 40–70 cm und tiefer erschlos- der Wurzeln mit Ton- oder Humusteilchen kön- Pflanzen können über Wurzelausscheidungen
sen werden. Es kommt jedoch nicht nur auf das nen locker gebundene Kationen im Austausch auch das Bodenleben beeinflussen.
14 · Innovation Sonderheft Bodenmit H+- Ionen adsorbiert werden. Diese Prozes-
se hängen von der Bodenfeuchtigkeit ab. Je
geringer die Feuchtigkeit ist, desto schlechter
gelangen Nährstoffe zu den Pflanzenwurzeln.
In trockenen Jahren muss die Wurzel in feuchte
Bodenschichten vordringen, um die Mineral-
stoffversorgung sicherzustellen. Somit muss
auch der Unterboden mit ausreichend Nähr-
stoffen versorgt und gut durchwurzelbar sein.
Bodenart und Bodenleben
steuern die Bereitstellung
Die Nährstoffbereitstellung hängt nicht nur
von den im Boden vorhandenen Nährstoff-
mengen sondern auch von Bodenart, Feuch-
tigkeit, pH-Wert, Aktivität des Bodenlebens
und der Temperatur ab. Die Bodenart bestimmt
die Höhe der gebundenen Nährstoffe an den
Tonteilchen, die Feuchtigkeit dient als Trans-
portmedium, der pH-Wert beeinflusst die Ver-
fügbarkeit und Antagonismen der Mineralien.
Das Bodenleben wandelt organische Substanz
in mineralische Stoffe um und die Temperatur
steuert die Ablaufgeschwindigkeit der Prozes-
se. Pflanzen können hier über Wurzelausschei- Mit einer großen Wurzeloberfläche können weite Bodenareale erschlossen werden.
dungen (Exsudate), wie organische Säuren,
Aminosäuren, Zucker etc. sowohl den pH-Wert Vergiftung. Bei Aufnahme von Nährionen ge- Carrier an der Zelle. Mehrfach geladene Ionen
als auch das Bodenleben beeinflussen. ben Pflanzen zum Ladungsausgleich H+- bzw. wie Ca++ und Mg++ besitzen eine größere Hyd-
OH--Ionen an die Wurzelumgebung ab. Dabei rathülle als einfach geladene Ionen wie K+ oder
Aktive Aufnahme in kommt es zum pH-Wert-Abfall oder -Anstieg in Na+ und gelangen nur langsam in die Zellen.
die Wurzelzellen der Rhizosphäre. So erklärt sich die saure oder Dadurch kann es zu Nährstoffdisharmonien in
Nährstoffe werden aktiv und passiv durch die alkalische Wirkung mancher Dünger. der Pflanze kommen. Bekannte Ionenantago-
Wurzelzellen aufgenommen. Dieser Vorgang nismen bestehen zwischen K+- und Ca++-Ionen
benötigt Energie, denn je besser die Wurzeln Komplexe sowie K+- und Mg++-Ionen. Solche Verhältnisse
mit Sauerstoff versorgt sind, desto besser Wechselwirkungen gilt es bei der Düngung zu berücksichtigen. Ein
funktioniert die Nährstoffaufnahme. Starke Bei der Anhäufung von Ionen an der Wurzel Nährstoff kann trotz ausreichender Verfügbar-
Verdichtungen oder Vernässung reduzieren die oberfläche können sich diese gegenseitig be- keit im Mangel sein, da durch den Überschuss
Wurzelatmung sowie die Nährstoffaufnahme hindern (Antagonismus). Die Ionen konkurrie- eines anderen Nährstoffes die Aufnahme ge-
aufgrund von Sauerstoffmangel bzw. CO2- ren sowohl um Anlagerungsstellen als auch um hemmt wird (Abb. 1).
Fazit
Abb. 1: Das Wirkungsgefüge der Nährstoffe Eine optimale Nährstoffversorgung sichert
Wachstum und Ertrag. Damit die Pflanzen-
Cu wurzel die benötigten Nährstoffe aufnehmen
Mg
Ca kann, müssen die Elemente in ausgewogenen
Na Mengenanteilen bereitgestellt und mobilisiert
werden. Durch angepasste Bodenbearbeitung
und Bestandesführung kann das lebende Sys-
Mn tem Boden unterstützt werden, um den Trans-
Zn
port und die Aufnahme der Nährstoffe zu för-
dern.
Wirkungsweise
K
N Antagonismus stark Innovation 1/2011
Antagonismus schwach Kirsten Engelke
Fe B
P Synergismus
Quelle: H. Unterfrauner, 2008
Innovation Sonderheft Boden · 15i l 3
Die Wurzel Te
Die Wurzelentwicklung richtig fördern
Oliver Wellie-Stephan, Deutsche Saatveredelung AG · Lippstadt
Ein gutes Wurzelsystem ist das Fundament für hohe Erträge. Beschäftigt
man sich damit, wie der Landwirt die Wurzelentwicklung fördern kann,
kommt man immer zum gleichen Schluss – wesentlich für die Ausbildung
kräftiger Wurzelsysteme und ein gesundes Pflanzenwachstum ist ein in-
takter, gut strukturierter Boden mit einem ausreichenden Anteil an Grob-,
Regenwurmgänge wirken positiv auf
Mittel- und Feinporen. Versickerung und Durchwurzelung.
Günstige Bodenstruktur Bestockung und Ährendifferenzierung. Dies ist ratsam, die meist mit schmalen Reifen bestück-
ist das A und O der Grund, warum Pflanzen in Bereichen mit ten Transportanhänger, auf den angrenzenden
Für optimales Wachstum benötigen die Wur- Staunässe meist schlecht bestockt sind und Feldwegen abzustellen.
zeln einen Luftgehalt von 10 bis 15 % im Bo- nur kleine Ähren ausbilden. Grundsätzlich soll-
den. Ist der Boden erst verdichtet, kann dies te der Ackerboden nur soviel wie nötig, unter Bei Strukturproblemen
kurzfristig nicht behoben werden und deutli- Beachtung der Bodenverhältnisse (Feuchtezu- Tiefenlockerung durchführen
che Ertragseinbußen sind die Folge. In verdich- stand), mit schwerer Technik befahren werden. Abhilfe bei Strukturproblemen schafft nur
teten Bereichen des Ackers kommt es in der Reifendruckregelsysteme ermöglichen eine Ab- eine gezielte Lockerung, die unterhalb der
Regel nach Niederschlägen zu Staunässe, die senkung des Reifendrucks auf dem Acker und Verdichtungszone ansetzt und bei ausreichend
wiederum zu Sauerstoffmangel in der Wurzel- können so den Bodendruck und das Verdich- trockenen Bodenverhältnissen durchgeführt
zone führt. Sauerstoff wird aber als Energie- tungsrisiko deutlich senken. Bei der Ernte ist es werden muss. Wichtig ist, dass nachfolgend
lieferant für die Aufnahme und den Transport
von Nährstoffen benötigt. Bei O2-Mangel ist Folgen von Bodenschadverdichtungen
insbesondere die Kalium-, Calcium- Magnesi-
um-, Phosphat- und Eisenaufnahme sowie der
Transport dieser Ionen in der Pflanze deutlich
erschwert. Durch Denitrifikationsvorgänge be-
dingte N- Verluste können massiv sein und so-
gar zu vorübergehendem Stickstoffmangel füh-
ren. Gleichzeitig steigt die Konzentration von
Schwermetallen und Mangan in der Bodenlö-
sung, Vergiftungserscheinungen der Pflanzen
können die Folge sein. Erkennbar kann das
unter anderem an verbräunten Wurzeln sein,
insbesondere die Feinwurzeln sterben ab und
der Spross ist vergilbt und bildet Nekrosen an
den Blättern aus. Bei derartigen Wurzelschädi-
gungen ist die Synthese des Phytohormons Cy- Schema zu Verhältnissen in unverdichteten (links) und verdichteten Böden (rechts):
tokinin deutlich eingeschränkt. Cytokinin spielt a) Kapillarität unterbrochen, b) Wurzelwachstum und Versickerung gehemmt Quelle: T. Weyer, 2010
aber beim Getreide eine wichtige Rolle bei der
16 · Innovation Sonderheft Bodenoder zeitgleich eine Rückverdichtung erfolgt Das Bodengefüge wird durch Zwischenfrüchte positiv beeinflusst
und Pflanzen angebaut werden, zum Beispiel
im Rahmen des Zwischenfruchtanbaus, die
den Boden weiter lockern, aufschließen und
vor allem stabilisieren. Nur die so genannte
Lebendverbauung kann die Bodenstruktur
nachhaltig verbessern und das für die Durch-
wurzelung notwendige stabile Krümelgefüge
schaffen. Wird nach der Unterbodenlockerung
keine Zwischenfrucht angebaut, werden keine
beständigen Krümel aufgebaut und der Boden
kann wieder verschlämmen. Bei mangelnder
Rückverfestigung kann sich diese Verschläm-
mung (Tonauswaschung) bis zum Bearbei-
tungshorizont ausdehnen und eine Schicht Winterweizen TerraLife-RIGOL
mit schlechter Wasserdurchlässigkeit bilden. In
DLG-Feldtage Bockerode 2010 (Bodenprofil der LWK Niedersachsen)
der Folge können sich neue Verdichtungs- und
Stauhorizonte aufbauen und die ursprüngliche
Situation zusätzlich verschlimmern. Diese Art
der Bodenlockerung ist leider gängige Praxis Futterbau mit Gräsern oder Leguminosen-/ die Etablierung der Bestände nicht behindert.
beim Lockern von Fahrspuren. Grasgemischen nicht mehr betrieben wird und Mit diesen Maßnahmen kann der Humusge-
Besonders nach längeren nassen Phasen sind organische Düngemittel selten oder gar nicht halt im Boden erhalten oder bei Zufuhr grö-
auf vielen Flächen wieder gravierende Struk- mehr eingesetzt werden. Sinkende Humusge- ßerer Mengen organischer Substanz sogar
turprobleme zu sehen. Wir sollten uns darüber halte sind die Folge. Häufig wurde aufgrund noch gesteigert werden. Besonders effizient ist
klar sein, dass unser Boden unsere Produkti- wirtschaftlicher Zwänge zusätzlich noch an der Humusaufbau, wenn die organische Dün-
onsgrundlage für die Zukunft ist. Gerade in der Grunddüngung gespart. Vermutlich ist dies gung mit einer wachsenden Hauptkultur und
Zeiten von häufigen Witterungsextremen sind ein Grund, dass in diesen Betrieben, insbe- Zwischenfrucht kombiniert wird. Eine bessere
unsere Pflanzenbestände einem zunehmenden sondere auf leichten Böden, die Bestände bei Bodenstruktur, bessere Wasser- und Nährstoff-
Stress ausgesetzt. Praxiserfahrungen zeigen, Stresssituationen wie zum Beispiel Hitze oder speicherung, reges Bodenleben sowie eine
dass Bestände, die auf einem intakten Boden Trockenheit deutlich früher und stärker zeich- leichtere Bearbeitbarkeit und deutlich bessere
wachsen, diesen Stress deutlich besser kom- nen als Bestände, die auf Flächen wachsen, die Durchwurzelbarkeit sind die Folgen. Eine wich-
pensieren. regelmäßig mit organischen Düngern versorgt tige Rolle spielt in diesem Zusammenhang der
werden. Regenwurm, der durch die Zufuhr von ausrei-
Ausreichende Humusgehalte Einige Betriebe haben dies erkannt und kaufen chend organischer Biomasse deutlich geför-
wichtig organische Dünger wie zum Beispiel Hühner- dert wird. Regenwürmer schaffen durch ihre
Die im Rahmen der Spezialisierung häufig trockenkot, Kompost, Gülle oder Gärsubstrat Grabtätigkeit Gänge, die dann die Wurzeln der
vorgenommene Trennung von Ackerbau und zu und bauen Zwischenfrüchte an. Stroh soll- Kulturpflanzen erwachsen können, so werden
Tierhaltung sowie die Verengung der Frucht- te auf dem Acker verbleiben, muss aber un- der Wurzeltiefgang und die Verzweigung der
folgen mit wenigen Marktfrüchten haben dazu bedingt kurz gehäckselt und gut eingemischt Wurzel gefördert und letztendlich die Erträge
geführt, dass in reinen Ackerbaubetrieben werden, damit es die Wurzelentwicklung und sicherer und nachhaltig gesteigert.
Humus ist ein sehr guter Wasser- und Nähr-
Ihr Boden – s Kapital
stoffspeicher und unterstützt in erheblichem
Maße das Puffersystem des Bodens. Darüber
Ihr größte hinaus ist der Humus eine langsam fließende
Nährstoffquelle und stellt eine ausgewogene
Pflanzenernährung mit allen wichtigen Nähr-
Schützen Sie Ihren Boden mit: stoffen sicher.
TerraLife Spezielle Zwischenfruchtmischungen Auch mit speziellen Düngungsmaßnahmen
kann natürlich die Entwicklung des Wurzelsys-
Humus-Plus Untersaaten in Mais tems gefördert werden.
Zwischenfrüchten Vielfältige Einzelkomponenten
Innovation 2/2011
Oliver Wellie-Stephan
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