Phosphorbilanzen und Phophorvorräte im Dauergrünland - Eine Untersuchung im Steirischen Ennstal und Steirischen Salzkammergut
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Höhere Bundeslehr- und Forschungsanstalt für Landwirtschaft Fachtagung für biologische Landwirtschaft 2014, 37 – 44 Raumberg-Gumpenstein ISBN: 978-3-902849-12-0 Phosphorbilanzen und Phophorvorräte im Dauergrünland - Eine Untersuchung im Steirischen Ennstal und Steirischen Salzkammergut Christine Weißensteiner1*, Jürgen Kurt Friedel2 und Andreas Bohner3 Zusammenfassung Summary Um die Phosphorsituation im österreichischen Dau- In order to assess the phosphorus status in Austrian ergrünland einschätzen zu können, wurden an reprä- permanent grassland, soil and plant analyses were per- sentativen Standorten Pflanzenanalysen durchgeführt formed at representative sites. Also, nutrient budgets und Bodenproben hinsichtlich einzelner P-Fraktionen were calculated. In the topsoil (0 - 10 cm), total P content untersucht. Darüber hinaus wurden P-Hoftorbilanzen usually was high. The nutrient budgets were balanced or berechnet bzw. ausgewertet. Im Oberboden (0 bis 10 of surplus. Thus, in areas where permanent grassland is cm) lagen überwiegend hohe P-Gesamtgehalte vor. Die dominating, no considerable decrease in soil phosphorus Nährstoffbilanzierungen ergaben meist ausgeglichene bis content is to be expected. Nevertheless, in the studied überschüssige P-Salden. Eine erhebliche P-Abreicherung soils the CAL-extractable P content was mostly low. In der Böden ist in Dauergrünlandgebieten bei gegebener addition, the plants, especially the first growth, had low Praxis daher nicht zu erwarten. Im Widerspruch dazu P contents. Therefore, in grassland soils the main prob- fanden sich im überwiegenden Anteil der untersuchten lem seems to be mobilization rather than quantity. Since Böden geringe PCAL-Gehalte. Außerdem wies vor allem in the studied soils P is mainly organically bounded, a der 1. Pflanzenaufwuchs niedrige P-Gehalte auf. In den high activity of microorganisms could be a key factor untersuchten Grünlandböden lag somit vorrangig ein for P-mobilization. Through various measures, such as Mobilisierungs- und weniger ein Mengenproblem vor. fertilization, microbial processes should be stimulated. Da P in den untersuchten Böden vor allem organisch Moreover, to ensure the long-term P supply in low input gebunden ist, könnte eine rege Mikroorganismentätigkeit farms, external P should be applied, preferably as recyc- eine Schlüsselfunktion für die P-Mobilisierung einneh- led organic waste (e.g. “biowaste compost”). men. Über verschiedene Maßnahmen wie z.B. die Dün- gung sind somit mikrobielle Prozesse anzuregen. Um die P-Versorgung in „Low Input“ Betrieben sicherzustellen, ist darüber hinaus eine P-Zufuhr vorzugsweise über die Rückführung organischer Abfälle (z.B. „Biotonnen- Kompost“) vorzunehmen. Schlagwörter: P-Fraktionen, Gesamtphosphor, CAL- Keywords: P fractions, total phosphorus, CAL-extracta- löslicher Phosphor, Nährstoffbilanz ble phosphorus, nutrient budget; Einleitung kommt es vor allem zum Einsatz von Wirtschaftsdüngern Phosphor (P) stellt für den menschlichen, tierischen und (Mist, Gülle, Jauche, Kompost). P wird aber auch in mi- pflanzlichen Organismus ein lebensnotwendiges Makro- neralischer Form aus globalen Rohstofflagern zugeführt element dar (MARSCHNER 1995, MAATHUIS 2009). (PÖTSCH 2000). Die aktuell bekannten, bedeutsamen P- Daher sollte für die Pflanze (als erstes Glied in dieser Ket- Lagerstätten werden voraussichtlich in wenigen Jahrzehnten te) im Boden eine ausreichende P-Menge in verfügbarer erschöpft sein, weshalb mineralischer P vermutlich bald Form vorliegen. P weist allerdings auch ein erhebliches eine limitierte Ressource darstellt (STEEN 1998, NESET Eutrophierungspotential in aquatischen Ökosystemen auf und CORDELL 2012). Die vollständige Nutzung mensch- (BRADY und WEIL 2002). Im Grünland wird P durch licher Abfälle und Fäkalien und somit die Schließung des Abschwemmung, Auswaschung und vereinzelt durch Ero- P-Kreislaufes ist derzeit aus ökologischen sowie ökonomi- sion aus dem Boden ausgetragen (PRASUHN und BRAUN schen Gründen nicht realisierbar (BUND 2005), könnte bzw. 1994, FROSSARD et al. 2004). muss in Zukunft aber an Bedeutung gewinnen (SMIT et al. 2009, GRONEGGER 2011, PETZET und CORNEL 2013). Im Zuge der landwirtschaftlichen Bewirtschaftung wird eine bedarfsgerechte P-Versorgung durch den Einsatz von Dün- Darüber hinaus berichten verschiedene Autoren in land- germittel sichergestellt. Im österreichischen Dauergrünland wirtschaftlichen Praxiszeitschriften (BUCHGRABER 1 Weißenbach 87, A-8932 Weißenbach/Enns 2 Universität für Bodenkultur, Institut für Ökologischen Landbau, A-1180 Wien 3 HBLFA Raumberg-Gumpenstein, Abteilung Umweltökologie, A-8952 Irdning * Ansprechpartner: Christine Weißensteiner, MSc,
38 Phosphorbilanzen und Phosphorvorräte im Dauergrünland - Eine Untersuchung im Steirischen Ennstal und Steirischen Salzkammergut 2007, GALLER 2007), aber auch in der wissenschaftlichen 1993). Zur Abbildung der innerbetrieblichen Nährstoffver- Literatur (HEINZLMAIER et al. 2008, PÖTSCH et al. teilung sind Schlagbilanzen einzusetzen (BAUMGÄRTEL 2013), über einen akuten P-Mangel in österreichischen et al. 2007). Grünlandböden. Deren Angaben stützen sich vor allem auf Um die P-Situation in der landwirtschaftlichen Praxis beur- die sehr geringen Bodengehalte an Calcium-Acetat-Lactat- teilen zu können, wurden Hoftorbilanzen von 16 biologisch löslichen P (PCAL), aber auch auf niedrige P-Gehalte in den und 6 konventionell wirtschaftenden Grünlandbetrieben Pflanzenaufwüchsen. Der PCAL-Gehalt wird in Österreich (GIGLER 2001, JANDL 2013) zusammengefasst und als Referenzwert für die Düngeempfehlung herangezogen interpretiert. Die betrachteten Betriebe befanden sich im und in den aktuellen „Richtlinien für die sachgerechte Bezirk Liezen, und somit im Untersuchungsgebiet, sowie Düngung“ (BMLFUW 2006) als „pflanzenverfügbare“ in anderen typischen Grünlandgebieten Österreichs (OÖ, P-Fraktion bezeichnet. Salzburg). Um darüber hinaus die Größenordnung der P- Ausgehend von dem Spannungsfeld eines essentiellen Salden in einem umfangreichen Leistungsbereich sowie Bedarfs an P für alle Lebewesen, der Eutrophierung (P) Veränderungen in der Bewirtschaftungspraxis (z.B. Verzicht aquatischer Ökosysteme, zu Ende gehender globaler mi- auf Kraftfutter) abschätzen zu können, wurden exempla- neralischer P-Vorräte und der Diskussion über eine man- rische Hoftorbilanzen berechnet. Als Eingangsfaktoren gelhafte P-Versorgung in österreichischen Grünlandböden, wurden alle Zukäufe an Kraft- und Mineralfuttermittel, wird im nachfolgenden Beitrag der Versuch unternommen, Vieh und Einstreu sowie als Ausgangsfaktoren allfällige Antwort auf folgende Fragen zu geben: Welche Größenord- Verkäufe an tierischen Erzeugnissen herangezogen. Zu- nung nehmen die Nährstoffsalden von (Dauer-)Grünlandbe- sätzlich berücksichtigt wurden die Gesteinsverwitterung, trieben ein? Findet langfristig eine An- oder Abreicherung atmosphärische Einträge und Verluste durch Erosion, von P in Böden des Dauergrünlandes statt? Was sind die Auswaschung und Abschwemmung. Als Datengrundlage entscheidenden Einflussfaktoren (Bewirtschaftungsweise, dienten Durchschnittswerte aus dem Standarddeckungs- Zukauf von Betriebsmitteln, Milch- / Mutterkuhhaltung)? beitrag und Tabellenwerken sowie Informationen von Wie groß sind die Gesamtvorräte an P in repräsentativen Experten. Um eine möglichst große Bandbreite abzude- Böden des österreichischen Dauergrünlandes? In welcher cken, wurden konventionelle und biologische Mutter- und Größenordnung liegt der PCAL-Gehalt vor, und welchen Milchkuhbetriebe (4000 - 10000 L a-1), Besatzdichten von Anteil nimmt dieser am Gesamtvorrat ein? Kann von der 0,5 bis 2 GVE ha-1 sowie drei Intensitäten des Betriebsmit- PCAL-Fraktion auf den P-Gehalt im Pflanzenaufwuchs teleinsatzes hinsichtlich der Faktoren Kraft-, Mineralfutter geschlossen werden? Welche P-Fraktion (organisch oder und Stroh betrachtet. Der Saldo (kg P ha-1 a-1) bezieht sich anorganisch) nimmt den vorherrschenden Anteil am Ge- auf eine Milch- bzw. Mutterkuheinheit. Die Interpretation samtphosphorvorrat ein? der P-Salden erfolgte nach FREYER und PERICIN (1996) (Tabelle 1). Material und Methoden Tabelle 1: Einstufung der Phosphorsalden nach FREYER und Untersuchungsgebiet: Die Boden- und Pflanzenproben wur- PERICIN (1996) den im Steirischen Ennstal und Steirischen Salzkammergut entnommen. Daher wurden die exemplarischen Bilanzen Einstufung Saldo kg P ha-1 a-1 auf diese Gebiete angepasst. Diese Regionen sind reprä- stark defizitär unter -13 sentativ für das österreichische Grünland im Berggebiet. schwach defizitär -13 bis -4,5 Sie werden geologisch den Nördlichen Kalkalpen und der ausgeglichen + / -4,5 Grauwackenzone zugeordnet (SCHUSTER et al. 2013). schwach überschüssig +4,5 bis +13 Die Probeflächen befanden sich auf einer Seehöhe von 600 stark überschüssig über +13 bis 1180 m. An den regionalen Wetterstationen reichte der Jahresniederschlag im langjährigen Mittel (1971-2000) Boden- und Pflanzenanalysen: Untersuchung 1: Die Boden- von 970 bis 1530 mm und die Jahresmitteltemperatur von proben (n = 176) wurden in der Vegetationsperiode in Form 5,9 bis 7,3 °C (ZAMG 2002). Es wurden alle im Untersu- einer flächenrepräsentativen Mischprobe aus der Tiefenstu- chungsgebiet bedeutenden Bewirtschaftungsformen und fe 0 - 10 cm entnommen. Die für die Düngeempfehlung in Nutzungsintensitäten erfasst. Die untersuchten Böden Österreich übliche Routinemethode, die Calcium – Acetat waren diverse Rendzinen, Braunerden, Kalkbraunlehme, – Lactat – Methode (CAL), wurde nach ÖNORM L 1087 Auböden, Gleye und carbonathaltige Niedermoore. Die ermittelt. Mittels Mikrowellenaufschluss und Zugabe von Bodenreaktion reichte von stark sauer bis schwach alka- Königswasser wurde der Gesamtelementgehalt an Phosphor lisch und der organische Kohlenstoffgehalt von 0,6 - 52,8 (Pt) bestimmt. Zur Ermittlung des anorganischen Phos- % (WEISSENSTEINER 2014). phorgehalts (Pi) wurde eine Extraktion mit 0,1 M H2SO4 Phosphorbilanz: Die Nährstoffbilanz stellt die in einem durchgeführt. Durch Subtraktion von Pt - Pi erhält man den Zeitraum (Jahr) auf eine Bezugsebene (Betrieb, Fläche) organischen Phosphorgehalt (Po). zu- und abgeführten Nährstoffmengen gegenüber. Für den Unterschung 2: Zur Feststellung des P-Gehaltes in der Erhalt der Bodenfruchtbarkeit und um Verluste zu verhin- oberirdischen pflanzlichen Biomasse (n = 188) sowie dern, sind ausgeglichene Salden (kg P ha-1 a-1) anzustreben des landwirtschaftlich nutzbaren Ertrags wurden jeweils (BAUMGÄRTEL et al. 2007; KOLBE und KÖHLER 5 m2 geerntet. Die Mahd erfolgte zum ortsüblichen Nut- 2008). Mit der Hoftorbilanz kann eine Aussage über die zungstermin. Der P-Gehalt wurde mittels Salpetersäure- gesamtbetriebliche Situation der Nährstoffflüsse und deren Perchlorsäureaufschluß und ICP-Messung bestimmt (ALVA Effizienz getroffen werden. Sie kann unterstützend für die 1983). Die Auswertung der statistischen Kennzahlen Düngeplanung eingesetzt werden (FREYER und PERICIN -arithmetischer Mittelwert, Median, Maximum, Minimum
Phosphorbilanzen und Phosphorvorräte im Dauergrünland - Eine Untersuchung im Steirischen Ennstal und Steirischen Salzkammergut 39 und Variabilitätskoeffizient - wurde mit dem Programm Beitrag zum P-Input. Insgesamt reichten die Salden der IBM SPSS Statistics 21 vorgenommen. Im Weiteren kamen Praxisbetriebe, interpretiert nach FREYER und PERICIN folgende Analysen zum Einsatz: Korrelationen (Spearman), (1996), von ausgeglichen bis schwach überschüssig. Mittelwertvergleich (Kruskal-Wallis). Anhand von Modellrechnungen (Hoftorbilanzierung) wurden diverse Szenarien zur P-Situation betrachtet. Allen Ergebnisse und Diskussion gemeinsam war (im Unterschied zu den Praxisbetrieben) der Verzicht auf phosphorhaltige mineralische Zukaufdün- In Abbildung 1 findet sich eine Zusammenfassung der ger. Ebenso wurde angenommen, dass die Betriebe weder P-Salden biologischer und konventioneller Milch- und Grundfutter noch Wirtschaftsdünger zu- oder verkaufen, Mutterkuhbetriebe (Grünlandbetriebe). Im Bezirk Liezen womit ein möglichst geschlossener Düngerkreislauf ab- (GIGLER 2001) wies sowohl etwa die Hälfte der unter- gebildet werden sollte. Folgende Schlüsse wurden daraus suchten biologischen als auch konventionellen Betriebe abgeleitet (Abbildung 2): negative P-Salden auf, die allerdings nur bis -1,1 kg P ha-1 a-1 (biologisch) bzw. bis -0,3 kg P ha-1 a-1 (konventionell) • Mutterkuhbetriebe stellen eine extensive Betriebsform reichten. Die Salden der Betriebe mit positiven Bilanzen dar. Dies spiegelt sich auch in den Betriebsmitteleingängen reichten bis +1,3 kg P ha-1 a-1 (biologisch) bzw. +5,1 kg P und -ausgängen und somit geringen Mengen an P-Input ha-1 a-1 (konventionell). In den konventionellen Betrieben als auch P-Output wider. Die P-Salden konnten selbst bei (Ø 1,8 kg P ha-1 a-1) wurden somit im Mittel vergleichsweise gänzlichem Verzicht auf Kraftfutter, Stroh und Mineral- höhere P-Salden als in den biologischen Betrieben (Ø -0,2 futter, interpretiert nach FREYER und PERICIN (1996), kg P ha-1 a-1) festgestellt. JANDL (2013), die biologische als ausgeglichen bezeichnet werden und reichten in ihrer Betriebe in Oberösterreich und Salzburg untersuchte, gesamten Bandbreite (Besatzdichte bis 1 GVE ha-1) von stellte nur in einem Betrieb einen negativen Saldo (- 1 kg -1,5 bis +1,0 kg P ha-1 a-1. P ha-1 a-1) fest. Mit einem Maximum von 8 kg P ha-1 a-1 und • Bei praxisüblichen Annahmen hinsichtlich des Einsatzes einem Mittelwert von 1,8 kg P ha-1 a1 wiesen die Betriebe von Kraftfutter, Stroh und Mineralstoffen wiesen biologi- von JANDL (2013) somit eine ähnliche Nährstoffeffizienz sche Milchviehbetriebe (je nach P-Gehalt der Betriebsmittel wie die konventionellen Betriebe von GIGLER (2001) auf. und Besatzdichte: 1 bis 1,5 GVE ha-1, sowie Milchleistung: Die wesentlichen Inputfaktoren (P) in den Praxisbetrieben 4000 bis 8000 L a-1) ausgeglichene bis schwach überschüs- waren Kraftfutter- sowie Mineralfuttermittel und Stroh. sige Phosphorsalden auf (-2,5 bis +7 kg P ha-1 a-1). Bei konventionellen Milchviehbetrieben (Besatzdichte: 1 bis 2 GVE ha-1, 4000 bis 10000 L a-1) reichten diese von ausge- glichen bis stark überschüssig (-3,5 bis +20,5 kg P ha-1 a-1). Abgesehen von den unterschiedlichen Besatzdichten und Milchleistungen ergibt sich der Unterschied zwischen den beiden Bewirtschaftungsweisen aufgrund der meist höheren Kraftfuttermengen bei konventioneller Bewirtschaftung Abbildung 1: Bandbreite und Mittelwerte der Hoftorsalden (BMLFUW 2008, KRIECHBAUM 2013). Außerdem zeigt biologischer und konventioneller Grünlandbetriebe (Praxis- die Auswertung von WEISSENSTEINER (2014), dass in betriebe) konventionellen Handelsfuttermitteln im Mittel höhere P- n= Anzahl der Betriebe, bio= biologisch, kon= konventionell Gehalte (Zusatz von Mineralstoffen) vorliegen. Dies gilt es Einige Betriebe verwendeten außerdem mineralische Dün- in der Futterration und in weiterer Folge in der Hoftorbilanz gemittel (z.B. Hyperphosphat). Vereinzelt wurden in den zu beachten. von JANDL (2013) untersuchten Betrieben beträchtliche • Bei geringen Einsatzmengen an Kraftfutter, niedrigen Mengen an (schwach phosphorhaltigem) Gesteinsmehl P-Gehalten sowie ohne zusätzliche Mineralstoffergän- zugekauft. Dieses leistete einen nicht zu vernachlässigbaren zung traten bei biologischer Bewirtschaftung im gesamten Abbildung 2: Bandbreite der exemplarischen Phosphorbilanzierung biologischer und konventioneller Milch- und Mutterkuh- betriebe MS= Mineralstoffergänzung, bio= biologisch, kon= konventionell
40 Phosphorbilanzen und Phosphorvorräte im Dauergrünland - Eine Untersuchung im Steirischen Ennstal und Steirischen Salzkammergut Leistungsbereich (4000 bis 8000 L a-1) schwach negative Dauergrünland daher nicht gegeben zu sein. Die Heraus- P-Salden (bis etwa -2,5 kg P ha-1 a-1) auf. Bei konventioneller forderung liegt deshalb vor allem darin, den vorliegenden Bewirtschaftung wurden unter den gegebenen Annahmen Dünger möglichst ohne Verluste auszubringen sowie den nur im unteren Leistungsbereich (4000 bis 6000 L a-1) darin enthaltenen P im Boden mobil zu halten. Bei Betrieben schwach negative P-Salden (bis etwa -3,5 kg P ha-1 a-1) mit ausgeglichenen bzw. schwach negativen Salden (z.B. festgestellt. bei den Praxisbetrieben bis -1,1 kg P ha-1) sind für eine • Bei völligem Verzicht bzw. der Substitution von Kraft- nachhaltige P-Versorgung die Höhe des Bodenvorrats sowie futter, Stroh sowie Mineralstoffen („Low-Input“ Betriebe) die Dauer des Entzugs entscheidend. Im Zusammenhang mit traten bei Milchleistungen von 4000 bis 6000 L a-1 und einer schwindenden globalen mineralischen P-Ressourcen und Besatzdichte bis 1,5 GVE ha-1 ausgeglichene bis schwach lückenhaften anthropogenen Nährstoffkreisläufen stellt eine defizitäre Salden auf (-7,3 bis -3,4 kg P ha-1 a-1). Der allei- geringfügige Zehrung (Mobilsierung) hoher Bodenvorräte nige Verzicht von Kraftfutter bei gleichzeitigem Einsatz auch eine Alternative dar. „Low Input“ Betriebe führen hin- von Stroh und Mineralstoffen bedingte Salden von etwa gegen langfristig erhebliche Mengen an P aus dem Boden ab. -3,6 bis -1,4 kg P ha-1 a-1. Aktuell findet man in der Praxis Dies stellt einen Verlust dar, den es auszugleichen gilt. Für allerdings kaum Betriebe, die unter diesen Voraussetzungen eine zukunftsfähige Düngestrategie des Dauergrünlandes, arbeiten (ZOLLITSCH 2013). Ein verbessertes Schulungs- vor allem aber auch für „Low Input“ Betriebe, sind daher angebot sowie eine zunehmende Professionalisierung in der System zu schaffen, die es ermöglichen, organische Abfälle Bereitstellung bzw. Gewinnung von Grundfutter (Weidema- (z.B. „Biotonnen-Kompost“) aus möglichst kleinräumigen nagement, Futtergewinnung) sowie höhere Kraftfutterpreise Nähstoffkreisläufen auf den Grünlandflächen einzusetzen. könnten diese Szenarien zunehmend auch in der Praxis Nicht nachhaltig ist es hingegen, mineralische Dünger im realistisch machen (STEINWIDDER 2013). Einbahnsystem aus globalen Rohstofflagern oder über Importe aus den Ackerböden (Kraftfutter, Stroh) in die • Demgegenüber können vor allem in intensiven Milchvieh- Grünlandböden einzubringen. betrieben (Leistungen ≥ 6000 L a-1) (stark) überschüssige P-Bilanzen (bis etwa +7 kg P ha-1 a-1 bei biologischer bzw. Zur Abschätzung des P-Bodenvorrates sowie zur Ermittlung bis etwa +20,5 kg P ha-1 a-1 bei konventioneller Bewirtschaf- der vorherrschenden P-Fraktion wurden der Gesamt-, orga- tung) auftreten, womit durchaus erhebliche Mengen an P nische, anorganische und CAL-lösliche P-Gehalt in einem im Boden angereichert werden. Diese Überschüsse ergeben typischen österreichischen Grünlandgebiet erhoben. In Ta- sich, da mit zunehmendem Leistungsniveau neben einer belle 2 sind diese für terrestrische und hydromorphe Böden steigenden Kraftfuttermenge vor allem auch eine höhere für die Tiefenstufe 0 bis 10 cm angeführt. Die terrestrischen Konzentration an Energie, Eiweiß aber auch P empfohlen Böden wiesen signifikant höhere Gesamtphosphorgehalte wird (LFL 2012). Bei geringen Leistungen ist eine bedarfs- (Pt) 4 sowie PCAL-Gehalte5 als die hydromorphen Böden auf. gerechte Versorgung (Energie, Eiweiß und P) meist auch Dies deutet auf eine P-Anreicherung hin, die auf höhere mit dem betriebseigenen Grundfutter möglich, womit vor Düngergaben in den meist intensiver genutzten terrestri- allem bei einem optimierten Fütterungsmanagement nur schen Talböden zurückzuführen sein könnte. Der Vergleich sehr geringe Mengen an Kraftfutter und Mineralstoffe in mit anderen Untersuchungen zeigt, dass die Pt-Gehalte im den Betriebskreislauf eingebracht werden müssen. Somit Untersuchungsgebiet (Median, terrestrische Böden: 1148 beeinflusst vor allem der effiziente Einsatz betriebseigener mg kg-1, hydromorphe Böden: 990 mg kg-1) generell sehr sowie -fremder Ressourcen und daher der Bedarf an Zukauf- hoch waren. So ermittelte LINDENTHAL (2000) in Salz- futtermitteln die P-Nährstoffsalden. Auch GRUBER und burg im extensiven Grünland Pt-Gehalte von 649 mg kg-1 6, STEINWIDDER (1996) stellten in diesen Zusammenhang im intensiven Grünland 840 mg kg-1 7 sowie in Tiroler Grün- fest, dass Hochleistungstiere angesichts der hohen Mengen landböden 855 mg kg-1 8. In NÖ und im Burgenland stellte an zugekauften Kraftfuttermitteln hohe P-Ausscheidungen er in den untersuchten Ackerböden Gesamtgehalte von pro Grünlandfläche erzeugen und somit bezogen auf diese 869 mg kg-1 9 sowie in den Grünlandböden 777 mg kg-1 10 ineffizienter sind als Tiere mit geringeren Leistungen. fest. HUEMER (2013) fand in oberösterreichischen Grün- landböden (Dauer- und Wechselgrünland) vergleichsweise • Auch die betriebsspezifische Grundfutterration (Heu, Sila- niedrige Gesamtgehalte (689 mg kg-1 11), die sich auch nicht ge, Grünfutter oder Silomais) und der damit einhergehende wesentlich von angrenzenden Ackerböden (708 mg kg-1 12) Bedarf einer Energie- oder Eiweißkraftfutterergänzung sowie deutschen Ackerböden (680 mg kg-1) (WERNER et al. beeinflusst die P-Salden. So zeigt die Auswertung einer um- 1991) unterschieden. Eine Erklärung für die hohen Gesamt- fangreichen Tabelle von praxisüblichen Mischfuttermitteln gehalte im vorliegenden Untersuchungsgebiet könnte die aus dem Handel, dass eiweißreiche Kraftfuttermittel höhere Agrarstruktur und das damit einhergehende Zukaufverhalten P-Gehalte als energiereiche aufweisen (WEISSENSTEI- liefern. So wurde, klimatisch bedingt, in den letzten Jahr- NER 2014). zehnten nur in einem geringen Ausmaß Ackerbau betrieben, • Grundsätzlich steht somit bei gegebener Praxis sowohl in womit über den Zukauf von Stroh und Kraftfuttermitteln konventionellen aber auch biologischen Grünlandbetrieben möglicherweise eine erhebliche Menge an P in die Nähr- (wie die Modellrechnung aber auch die Praxisbetriebe stoffkreisläufe der Betriebe eingebracht wurde. Über die zeigten) meist ausreichend P über die Rückführung des Ausbringung der Wirtschaftsdünger könnte schließlich eine Wirtschaftdüngers zur Verfügung. Im Widerspruch zu den P-Anreicherung in den Böden stattgefunden haben. Diese vorwiegend niedrigen PCAL-Gehalten in den österreichischen Annahme wird durch die signifikant höheren Pt-Gehalte in Grünlandböden sowie geringen P-Gehalten im Pflanzen- gedüngten im Vergleich zu ungedüngten Böden bekräftigt aufwuchs (BUCHGRABER 2007, GALLER 2007) scheint (Tabelle 3). Allerdings wiesen im Untersuchungsgebiet eine großflächige P- Abreicherung im österreichischen auch ungedüngte Böden vergleichsweise hohe Pt-Gehalte
Phosphorbilanzen und Phosphorvorräte im Dauergrünland - Eine Untersuchung im Steirischen Ennstal und Steirischen Salzkammergut 41 Tabelle 2: Ausgewählte Phosphorfraktionen in terrestrischen und hydromorphen Richtlinie galten sogar etwa 87 % (Ergeb- Talböden in der Tiefenstufe 0 bis 10 cm nisse nicht dargestellt) der untersuchten terrestrische Grünlandböden (n= 106) hydromorphe Grünlandböden (n= 70) Böden als nicht ausreichend mit P versorgt (Gehaltsklasse A oder B). Der Anteil des Pt PCAL Po PCAL Pt PCAL Po PCAL CAL-löslichen P am Gesamtvorrat betrug mg kg-1 % mg kg-1 % nur rund 2 % (terrestrische Böden) bzw. Median 1148 21 73,3 2,0 990 15 60,4 1,5 1,5 % (hydromorphe Böden) (Tabelle 2). In MW 1198 27 70,8 2,3 1066 22 62,0 2,2 V (%) 38 90 19,3 63,8 31 93 42,5 104,7 den Grünlandböden liegt somit vermutlich MIN 197 1 37,6 0,1 534 1 0,2 0,1 ein Mobilisierung- und weniger ein Men- MAX 2600 204 95,5 9,1 2071 93 98,8 9,6 genproblem vor. Der organische P nahm n= Anzahl der Bodenanalysen, MW= arithmetischer Mittelwert, V (%)= Variabilitätskoeffizient, Min= meist den größten Anteil (etwa 73 % in Minimum, Max= Maximum, Pt= Gesamtphosphor, PCAL= CAL-löslicher Phosphor, Po= organischer terrestrischen bzw. 60 % in hydromorphen Phosphor, Pi= anorganischer Phosphor Böden) am Pt ein (Tabelle 2). Eine Ausnah- Tabelle 3: Gesamtphosphorgehalt und CAL-löslicher Phos- me stellte die Bodengruppe der Auböden und Augleye dar, phorgehalt in Abhängigkeit von der Düngung in denen aufgrund ihrer spezifischen Eigenschaften (meist junge Böden) häufig der anorganische P (Median: 54 %) Pt PCAL dominierte (Ergebnisse nicht dargestellt). In Untersuchun- mg kg-1 gen zur P-Mobilisierung ist somit im Besonderen auch die ungedüngt (n = 66) 899 13 organische Fraktion als Quelle für die Grünlandvegetation gedüngt (n = 110) 1224 22 zu berücksichtigen. Eine aktive Mikroorganismentätigkeit Signifikanz p< 0,001 p< 0,001 könnte für die P-Mobilisierung eine Schlüsselfunktion n= Anzahl der Bodenanalysen einnehmen (GERRETSEN 1948, OBERSON et al. 1993, Tabelle 4: Korrelationskoeffizienten (Spearman) zwischen dem PCAL- Gehalt im Boden und dem P-Gehalt SCHELLER 1993, im Pflanzenaufwuchs in Abhängigkeit des Bodenwasserregimes. RICHARDSON et terrestrische Böden (n= 136) hydromorphe Böden (n= 52) al. 2009, SPOHN PCAL (Spearman) P-Gehalt 1. Aufwuchs P-Gehalt P-Gehalt 1. Aufwuchs P-Gehalt und KUZYAKOV Gesamtaufwuchs Gesamtaufwuchs 2013). Über ver- Korrelationskoeffizient 0,614 0,717 -0,240 -0,192 schiedene Maß- Signifikanz
42 Phosphorbilanzen und Phosphorvorräte im Dauergrünland - Eine Untersuchung im Steirischen Ennstal und Steirischen Salzkammergut kann. Die geringen P-Gehalte könnten somit auch auf einen buch für die Untersuchung von Futtermitteln, Futterzusatzstoffen und suboptimalen Erntezeitpunkt zurückzuführen sein. So lagen Schadstoffen. ALVA, Wien. im Untersuchungsgebiet bei intensiver Nutzung trotz ebenso BAUMGÄRTEL, G., BREITSCHUH, G., EBERTSEDER, T., ECKERT, geringer PCAL-Gehalte im Boden höhere P-Gehalte im Pflan- H., GUTSER, R., HEGE, U., HEROLD, L., WIESLER, F. & ZORN, zenaufwuchs als bei extensiver Nutzung vor (Ergebnisse W. (2007): Standpunkt Nährstoffbilanzierung im landwirtschaftlichen nicht dargestellt), wodurch diese Annahme bekräftig wird. Betrieb. Verband Deutscher Landwirtschaftlicher Untersuchungs- und Forschungsanstalten (VDLUFA), Speyer. Online: http://www.vdlufa. Ein Vergleich zwischen den Gehaltsklassen (GK) nach den de/joomla/Dokumente/Standpunkte/10-Naehrstoffbilanzierung.pdf „Richtlinien für die sachgerechte Düngung“ (BMLFUW (14.03.2013). 2006) zeigte außerdem, dass in GK A signifikant geringere BAYERISCHE LANDESANSTALT FÜR LANDWIRTSCHAFT (LFL) P-Gehalte in den Pflanzenaufwüchsen als in GK C vorlagen, (2012): Gruber-Tabelle zur Fütterung der Milchkühe, Zuchtrinder, zwischen den GK B und C wurde hingegen kein signifikan- Schafe, Ziegen. 35. Auflage, LfL, Freising. ter Unterschied festgestellt (Ergebnisse nicht dargestellt). BUNDESMINISTERIUM FÜR LAND- UND FORSTWIRTSCHAFT, Für GK B wird nach den genannten Richtlinien ebenso eine UMWELT UND WASSERWIRTSCHAFT (BMLFUW) (2006): über den Entzug liegende Düngermenge empfohlen. Eine Richtlinien für die sachgerechte Düngung. 6. Auflage, BMLFUW, Anpassung der Gehaltsklassen bzw. der Düngermengenzu- Wien. Online: http://oebg.boku.ac.at/files/rl_sgd.pdf (05.11.2012). schläge ist deshalb anzudenken. In den hydromorphen Bö- BUNDESMINISTERIUM FÜR LAND- UND FORSTWIRTSCHAFT, den wurden keine signifikanten Zusammenhänge zwischen UMWELT UND WASSERWIRTSCHAFT (BMLFUW) (2008): De- den untersuchten Variablen festgestellt. In hydromorphen ckungsbeiträge und Daten für die Betriebsplanung 2008. 2. Auflage, Böden scheint der PCAL-Gehalt somit keine Aussagekraft BMLFUW, Wien. über den pflanzenverfügbaren P-Anteil zu haben. BRADY, N. C. & WEIL, R. R. (2002): The nature and properties of soils. Bezüglich der bedarfsgerechten Versorgung der Tiere mit 13. Auflage, Prentice Hall, New Jersey. P gilt es außerdem zu bedenken, dass diese sehr stark vom BUCHGRABER, K. (2007): Phosphorversorgung beim Grünland. Der Leistungsanspruch (z.B. Milchmenge) abhängig ist (siehe fortschrittliche Landwirt 5, 14–15. oben). Die geringen Gehalte im Grundfutter werden somit BUND FÜR UMWELT UND NATURSCHUTZ DEUTSCHLAND erst bei hohen Leistungen problematisch. Außerdem umfasst (BUND) (2005): BUNDposition Klärschlamm. BUND, Köln. On- die Gesamtration in der Praxis neben dem Grundfutter meist line: http://www.bund.net/fileadmin/bundnet/publikationen/sonsti- zusätzliche Kraftfuttermittel und Mineralstoffe, die positiv ges/20050600_sonstiges_klaerschlamm_position.pdf (30.06.2013). zur P-Versorgung beitragen. STEINWIDDER (2000) stellte DACCORD, R., ARRIGO, Y., KESSLER, J., JEANGROS, B., SCEHO- dazu in einer umfangreichen Untersuchung in österrei- VIC, J., SCHUBIGER, F. & LEHMANN, J. (2001): Nährwert von chischen Milchviehbetrieben fest, dass die Tiere über die Wiesenpflanzen: Gehalt an Ca, P, Mg und K. Agrarforschung 8 (7), Gesamtration meist ausreichend bzw. sehr häufig sogar mit 264–269. P überversorgt waren. Auch HÖRTENHUBER et al. (2013) FREYER, B. & PERICIN, C. (1993): Methoden der Nährstoffbilanzierung sprechen sich dafür aus, dass trotz mäßiger P-Gehalte im und ihre Anwendung am Beispiel von drei Bio-Betrieben. Landwirt- Grundfutter die Versorgung über die Gesamtration meist schaft Schweiz 6 (10), 611–614. mühelos sichergestellt werden kann. Im Einzelfall ist die FREYER, B. & PERICIN, C. (1996): Nährstoffhaushalt in biologisch Versorgung über die Rationsberechnung zu überprüfen. bewirtschafteten Betrieben. Agrarforschung 3 (1), 29–32. Achtsam müssen demnach „Low Input“ Betriebe sein, da FROSSARD, E., JULIEN, P., NEYROUD, J.-A. & SINAJ, S. (2004): diese den P-Bedarf der Tiere vorwiegend über das Grund- Phosphor in Böden Standortbestimmung Schweiz. Schriftenreihe futter decken. Umwelt Nr. 368, Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft, Bern. Abschließend gilt es festzuhalten, dass sich die P-Versor- GALLER, J. (2007): Phosphormangel beginnt im Boden: Zu wenig Phos- gung im Grünland in einem Spannungsfeld bewegt dessen phor? Bauernjournal 27, 4–5. Lösung umfassender Überlegungen bedarf. Somit ist es GERRETSEN, F. C. (1948): The influence of microorganisms on the für eine sachgerechte Düngung nicht zielführend, allein phosphate intake by the plant. Plant and Soil 1 (1), 51–81. aufgrund geringer PCAL-Gehalte Düngermengen über dem GIGLER, G. (2001): Stickstoff-, Phosphor- und Kalium-Hoftorbilanzen eigentlichen Entzug zu empfehlen, vor allem wenn dadurch von biologisch und konventionell wirtschaftenden Betrieben in den der Einsatz mineralischer Dünger aus globalen Rohstoffla- NUTS III Regionen Liezen und Weinviertel. Diplomarbeit, Universität gern forciert wird. Abgesehen davon werden die Tiere für Bodenkultur Wien, Wien. (Milchvieh) bei gegebener Praxis über die Gesamtration GRONEGGER, I. (2011): Von der Düngung zum Phosphor-Recycling. meist ausreichend mit P versorgt. Vor allem aber zeigte Wasserwirtschaft Wassertechnik 5, 42–44. sich, dass in den untersuchten Grünlandböden trotz meist GRUBER, L. & STEINWIDDER, A. (1996): Einfluß der Fütterung geringer PCAL-Gehalte im Boden bzw. P-Gehalte im ersten auf die Stickstoff- und Phosphorausscheidung landwirtschaftlicher Pflanzenaufwuchs vorwiegend hohe P-Gesamtgehalte Nutztiere - Modellkalkulationen auf Basis einer Literaturübersicht. (Boden) sowie gesamtbetrieblich ausgeglichene P-Salden Die Bodenkultur 47 (4), 255–277. ermittelt wurden, und somit ein Mobilisierungs- und kein HEINZLMAIER, F., FREUDENSCHUß, A. & GERZABEK, M. H. (2008): Mengenproblem vorlag. Zukünftige Forschungsarbeiten zur Der Versorgungszustand österreichischer Böden mit Pflanzennährstof- P-Versorgung im Grünland sollten sich somit vorrangig auf fen - Ergebnisse der österreichischen Bodenzustandsinventuren. Die den effizienten Einsatz von P und dessen Mobilisierung (v.a. Bodenkultur 59 (1-4), 45–55. der organischen Fraktion) konzentrieren. HÖRTENHUBER, S., WEIßHAIDINGER, R., FRIEDEL, J. K., LIN- DENTHAL, T. & ZOLLITSCH, W. (2013): Phosphorversorgung und P-Kreisläufe auf österreichischen Bio-Grünlandbetrieben. 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Phosphorbilanzen und Phosphorvorräte im Dauergrünland - Eine Untersuchung im Steirischen Ennstal und Steirischen Salzkammergut 43 HUEMER, C. (2013): Einfluss der landwirtschaftlichen Bewirtschaftung Liebefeld-Bern. und des Reliefs auf den Nährstoffgehalt im Oberboden mit besonde- RICHARDSON, A. E., BAREA, J.-M., MCNEILL, A. M. & PRIGENT- rer Berücksichtigung des Phosphors. Masterarbeit, Universität für COMBARET, C. (2009): Acquisition of phosphorus and nitrogen in Bodenkultur Wien, Wien. the rhizosphere and plant growth promotion by microorganisms. Plant JANDL, S. M. (2013): Nährstoffbilanzen von biologisch wirtschaftenden and Soil 321 (1-2), 305–339. DOI: http://link.springer.com/10.1007/ Milchviehbetrieben im Grünlandgebiet bei reduziertem Kraftfutterein- s11104-009-9895-2 (28.11.2013). satz. Masterarbeit, Universität für Bodenkultur Wien, Wien. SCHELLER, E. (1993): Wissenschaftliche Grundlagen zum Verständnis KOLBE, H. & KÖHLER, B. 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