Optimierte K-Versorgung in fünf Schritten
Ein kulturspezifisches und standortangepasstes Kalium-Management ist eine wichtige Voraussetzung für eine optimale Kalium-Versorgung der Pflanzen. Anders als bei Stickstoff und Phosphor sind die ackerbaulichen Möglichkeiten zur Optimierung der Kalium-Versorgung begrenzt. Umso wichtiger ist eine gute Düngestrategie, die die Eigenschaften des Bodens berücksichtigt.
Ein standortangepasstes Kalium-Management umfasst mehrere Schritte, die im Folgenden näher beschrieben werden:
- Bodenuntersuchungen zur Bestimmung des Kalium-Bedarfs
- Kulturspezifische Bilanzierung der Kaliumabfuhr über die gesamte Fruchtfolge
- Bewertung des Bodens
- Bedarfs- und standortgerechte Düngung
- Ackerbauliche Maßnahmen zur Reduktion der Auswaschung
1. Bodenuntersuchungen zur Bestimmung des Kalium-Bedarfs
Es gibt verschiedene Bodenuntersuchungsmethoden, die Aufschluss über die Kaliumverfügbarkeit bzw. den Düngebedarf geben. Je nach Anbieter unterscheiden sich die Analysemethoden und die daraus abgeleiteten Empfehlungen.
Grundbodenuntersuchung
Mit der Grundbodenuntersuchung wird ermittelt, wie hoch der Gehalt des pflanzenverfügbaren Kaliums im Boden ist. Das pflanzenverfügbare Kalium wird in fünf Versorgungsstufen (A bis E) eingeteilt. Daraus wird in der Regel eine Düngeempfehlung abgeleitet, die sich an einem festgelegten Richtertrag der Folgekultur(en) orientiert.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Kalium-Düngebedarf selbst zu berechnen. Dafür wird das tatsächliche Saldo aus Entzug durch die Ernte (Hauptprodukt + eventuelle Nebenprodukte) und bereits geleisteter Düngung (z.B. Wirtschaftsdünger) mit einem Kompensationswert multipliziert, der von der Versorgungsstufe abhängt. Die Kompensationsfaktoren sind Empfehlungen, die länderspezifisch festgelegt werden.
Die Versorgungsstufen D und E zeigen eine Überversorgung der Böden an, woraus sich eine Reduzierung der Düngung unterhalb der Entzüge ableitet. Der Kompensationsfaktor ist bei beiden Versorgungsstufen kleiner als 1. Liegt die Versorgungsstufe C vor, sollte die Düngemenge dem Entzug entsprechen. Der Kompensationsfaktor ist 1. Werden auf einem Standort die Versorgungsstufen A und B ermittelt, empfiehlt sich eine Düngung, die über dem Entzug liegt. Die entsprechenden Kompensationsfaktoren liegen zwischen 1 und 2.
In der Literatur wird häufig die Versorgungsstufe B als ausreichend für den Ökologischen Landbau beschrieben, entsprechend wäre auch hier lediglich eine Entzugsdüngung notwendig (z.B. Kolbe 2010).
Weitere Bodenuntersuchungsmethoden
Bei anderen Bodenuntersuchungsmethoden (z.B. Kinsey, Unterfrauner etc.) ist die empfohlene Düngemenge jeweils von der Analysemethode abhängig. Häufig orientiert sie sich daran, wie hoch der Anteil der Kaliumionen an der Summe der austauschbaren Kationen im Boden ist (Kationenaustauschkapazität (KAK)). Der als optimal eingestufte Kalium-Anteil variiert je nach Anbieter und liegt in der Regel zwischen 5 und 10 Prozent.
Mit Blick auf das Kalium-Management ist es empfehlenswert, die Bodenuntersuchung zu den Kulturen mit dem höchsten Kaliumbedarf (z.B. Kleegras) durchzuführen. Aufgrund der Auswaschungsgefahr ist zudem eine Untersuchung im Frühjahr zielführender als im Herbst, da die ermittelten Werte dann eher den tatsächlich pflanzenverfügbaren Kalium-Mengen entsprechen.
2. Kulturspezifische Bilanzierung der Kaliumabfuhr über die gesamte Fruchtfolge
Um das tatsächliche Kalium-Defizit und damit den Düngebedarf über die gesamte Fruchtfolge zu bestimmen, sollte die Kaliumabfuhr für alle Kulturen der Fruchtfolge ermittelt werden. Die Nährstoffgehalte verschiedener Haupt- und Zwischenkulturen lassen sich zum Beispiel dem von der Bayerischen Landesanstalt herausgegebenen Gelben Heft entnehmen.
3. Bewertung des Bodens
Wie im Einführungstext beschrieben, hat der Standort, vor allem die Bodenart, wesentlichen Einfluss auf die Kalium-Speicherkapazität des Bodens und damit zugleich auf die Auswaschungsgefahr. Einfach gesagt: Ein leichter Boden (z.B. Sandboden) mit einer geringen Kationenaustauschkapazität (KAK) kann weniger Kalium speichern als ein schwerer Boden (z.B. Tonboden), entsprechend ist die Auswaschungsgefahr auf Sandböden höher als auf Tonböden. Humus hat einen positiven Effekt auf die KAK, d.h. je höher der Humusgehalt des Bodens, desto höher die KAK. Auch bei Böden mit hohem Grundwasserspiegel kann Kalium leicht ausgewaschen werden. Diese Zusammenhänge sollten bei der folgenden Düngeplanung unbedingt berücksichtigt werden.
4. Bedarfs- und standortangepasste Düngung
Wenn die Bodenuntersuchungs- und Bilanzierungsergebnisse vorliegen, folgt im nächsten Schritt die Düngeplanung unter Berücksichtigung der Standortbedingungen. Wurden innerhalb des Betriebes Flächen identifiziert, die einen Kalium-Überschuss aufweisen, besteht die Möglichkeit, kaliumhaltiges organisches Material, z.B. in Form von Kleegrasauswuchs, von den Flächen mit K-Überschuss hin zu Flächen mit erhöhtem K-Bedarf zu transferieren.
Bei einer Unterversorgung ist eine Zufuhr von außen erforderlich. Grundsätzlich kann die Düngung von Kalium über Wirtschaftsdünger sowie über organische und mineralische Handelsdüngemittel erfolgen. Bei den Wirtschaftsdüngern ist zu beachten, dass die tatsächlichen Nährstoffgehalte von den in der Literatur genannten Richtwerten abweichen können. Daher empfiehlt es sich, größere Mengen organischer Düngemittel auf ihre Nährstoffzusammensetzung zu untersuchen.
Düngemittel mit hohen Kaliumgehalten sind vor allem unter den Reststoffen der Lebensmittelverarbeitung und bei den Gärprodukten aus der Biogasvergärung zu finden. Da es sich um Mehrnährstoffdünger handelt, sind gleichzeitig die Begrenzungen der Düngeverordnung für Stickstoff und Phosphor zu beachten. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über geeignete und weniger geeignete organische Düngemittel und Wirtschaftsdüngemittel.
Tabelle 1: Ausgewählte organische Düngemittel und Wirtschaftsdüngemittel, die eine gute Kaliumversorgung bieten. Die Gehalte sind in Prozent der Trockenmasse dargestellt; 1: zulässig für den ökologischen Landbau, Herkunft Bioabfall oder blattmassebetont (z.B. Kleegras, Mais); 2: nicht Fleischmehle; Quelle: Möller & Schultheiß (2014): Organische Handelsdüngemittel im ökologischen Landbau, KTBL Schrift 499
| Düngemittel | N-Gehalt | K-Gehalt | N/K-Verhältnis | Mg-Gehalt | N/P-Verhältnis | |
| Geeignete K-Dünger | Kartoffelfruchtwasserkonzentrat (PPL) | 4,85 | 13,8 | 0,4 | 0,74 | 5,2 |
| Vinasse | 5,23 | 7,30 | 0,9 | 0,15 | 42,7 | |
| Biogasgärprodukte1 | 4,47 - 8,11 | 3,24 - 6,45 | 1,3 - 2,2 | 0,21 - 0,73 | 2,3 - 7,4 | |
| Leguminosengras | 3,00 | 2,98 | 1,0 | 0,25 | 6,7 | |
| Hühnertrockenkot | 5,44 | 2,60 | 2,60 | 0,50 | 3,4 | |
| Rindermist | 2,27 | 3,21 | 0,71 | 0,39 | 4,4 | |
| Rindergülle | 5,23 | 8,47 | 0,62 | 0,75 | 7,1 | |
| Abgetragene Pilzkultursubstrate | 2,1 | 2,02 | 1,0 | 0,85 | 3,3 | |
| Grüngutkomposte | 1,15 | 0,85 | ca. 1,4 | 0,44 | 5,2 | |
| Weniger geeignete K-Dünger | Organische Düngemittel aus der Fleischverarbeitung2 | 5,47 - 14,2 | 0,2 - 0,7 | > 16 | 0,03 - 0,3 | 1,7 - 76 |
| Haarmehl | 14,2 | 0,2 | 75 | 0,09 | 37,3 | |
| Schafwolle | 11,0 | 0,07 | > 150 | 0,02 | 363,0 | |
Sollten keine organischen Düngemittel zur Verfügung stehen oder sollten sie den Kaliumbedarf nicht in ausreichendem Maße decken, kann auf ein breites Spektrum an mineralischen, für den ökologischen Landbau zugelassenen Düngemitteln zurückgegriffen werden. Welche mineralischen Düngemittel eine aktuelle Zulassung haben, kann über die FiBL-Betriebsmittelliste abgefragt werden.
Auch bei den mineralischen Düngemitteln handelt es sich häufig um Mischdüngemittel, die sich aus mehreren Nährstoffen zusammensetzen. Das klassische Düngemittel Patentkali enthält zum Beispiel 30% K2O, 10 % MgO und 17 % Schwefel. Dies muss bei der Düngeplanung berücksichtigt werden.
Grundsätzlich sollten die Düngeintervalle und Düngemengen in Abhängigkeit von den Bodeneigenschaften geplant werden. Da auf leichten Standorten grundsätzlich Auswaschung von Kalium droht, wenn es ungezielt oder in zu großen Mengen verfügbar wird, sollten hier kleinere und gezieltere Düngegaben erfolgen als auf schwereren Böden. Das gilt sowohl für organische als auch für mineralische Düngemittel.
5. Ackerbauliche Maßnahmen zur Reduktion der Kalium-Auswaschung
Da Kalium auswaschbar ist, müssen besonders auf gefährdeten Standorten (Sandböden, Böden mit hohem Grundwasserspiegel) Maßnahmen ergriffen werden, um Kalium im System zu halten. Auf solchen Böden sollten zu Beginn der Sickerwasserperiode möglichst geringe Mengen Kalium pflanzenverfügbar vorliegen. Geeignete Maßnahmen sind neben der angepassten Düngung der Zwischenfruchtanbau sowie ein bewusster Umgang mit Ernteresten.
Zwischenfruchtanbau
Zwischenfrüchte können neben Stickstoff meist auch große Mengen auswaschungsgefährdetes Kalium aufnehmen und im Aufwuchs über den Winter konservieren. Sollten Hauptfrüchte entsprechend früh das Feld räumen und eine hohe Ernterestmenge auf dem Feld verbleiben (z.B. bei Kartoffeln), empfiehlt sich der Anbau einer Zwischenfrucht. Je nach Nährstoffbedarf der Folgefrucht, kann es günstiger sein, eine abfrierende oder eine frostharte Zwischenfrucht anzubauen. Einen Anhaltspunkt für mögliche Nährstoffmengen in Zwischenfrucht-Aufwüchsen bietet die Tabelle 2.
Tabelle 2: Nährstoffgehalte ausgewählter Kulturen, die als Zwischenfrüchte angebaut werden können. Ein Zentimeter (cm) Aufwuchshöhe entspricht einer Dezitonne (dt) Trockenmasseertrag. Die Nährstoffgehalte wurden im NutriNet-Projekt recherchiert.
| Berechnete enthaltene Nährstoffmenge bei Mindestaufwuchshöhe (kg/ha) | ||||
| Fruchtart | Aufwuchshöhe (cm) | N | K | S |
| Senf | 40 | 99 | 101 | 16 |
| Rettich | 40 | 99 | 101 | 16 |
| Rübsen/Raps | 40 | 108 | 134 | 14 |
| Buchweizen | 50 | 100 | 120 | 9 |
| Phacelia | 40 | 97 | 101 | 7,2 |
| Sonnenblume | 50 | 104 | 120 | 10 |
| Sandhafer | 40 | 101 | 120 | 7,2 |
| Grünroggen | 40 | 101 | 120 | 7,2 |
| Ackergräser | 30 | 86 | 90 | 6 |
| Sudangras | 35 | 93 | 40 | 4,5 |
| Klee-(Luzerne) -gras (30:70) * | 35 | 95 | 91 | 6,3 |
| Klee-(Luzerne) -gras (50:50) * | 35 | 98 | 91 | 6,3 |
| Klee-(Luzerne) -gras (70:30) * | 30 | 88 | 91 | 6,3 |
| Klee (Reinkultur) * | 25 | 89 | 70 | 4,5 |
| Esparsette / Serradella* | 30 | 92 | 83 | 5,4 |
| Körnerleguminosen* | 30 | 96 | 90 | 5,4 |
| Wickroggengemenge* | 30 | 97 | 66 | 5,4 |
| Landsberger Gemenge | 40 | 100 | 88 | 5,4 |
| Mischungen ohne Leguminosen | 40 | 100 | 99 | 8 |
| Mischungen mit Leguminosen* | 35 | 98 | 77 | 6,3 |
| *) nicht zur Konservierung von Stickstoff geeignet | ||||
Ernterestbearbeitung
Werden Hauptkulturen erst zu Ende der Vegetationsperiode geerntet und ist die Aussaat einer Zwischenfrucht nicht mehr erfolgsversprechend, kann es sinnvoll sein, auf weitere Bodenbearbeitungsmaßnahmen zu verzichten. Zweck ist mit einem möglichst geringen Mineralisierungspotenzial in den Winter zu gehen, um die Menge der pflanzenverfügbaren Nährstoffe zu reduzieren und Auswaschung zu vermeiden.
Text: August Bruckner und Hannes Schulz
Verbesserung der K-Versorgung - Einführung
Gerade im Ökolandbau werden häufig Kulturen wie Kleegras und Kartoffeln angebaut, die dem System viel Kalium entziehen. Um Stoffkreisläufe zu schließen, muss Kalium zurückgeführt werden. Ein gezieltes Kalium-Management trägt dazu bei, Über- und Unterversorgungen zu vermeiden. Dabei spielt der Standort eine entscheidende Rolle.
Quellen
- Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LFL): Leitfaden für die Düngung von Acker- und Grünland. Gelbes Heft, Stand 2022. Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL), Freising-Weihenstephan
- Kolbe, Hartmut (2010): Phosphor und Kalium im ökologischen Landbau – aktuelle Probleme, Herausforderungen, Düngungsstrategien. In: Phosphor- und Kaliumdüngung – brauchen wir neue Düngekonzepte? Tagung des Verbandes der Landwirtschaftskammern (VLK) und des Bundesarbeitskreises Düngung (BAD). Bundesarbeitskreis Düngung (BAD), Frankfurt/Main, S. 117-137.
- Landesbetrieb Landwirtschaft Hessen (LLH) (2022): Grunddüngung und Kalkung: Bedeutung und Bedarf in der Pflanzenernährung (abgerufen am 23.05.2022)
- Möller K. und Schultheiß U. (2014): Organische Handelsdüngemittel im ökologischen Landbau. Charakterisierungen und Empfehlungen für die Praxis. KTBL-Schrift 499, Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e.V. (KTBL), Darmstadt
Linktipps
- FiBL: Betriebsmittelliste für die ökologische Produktion. FiBL Projekte GmbH, Frankfurt am Main
Literaturtipps
- Hertwig, Frank (2022): Kaliumversorgung im ökologischen Landbau sicherstellen. Biotopp 02/2022, S. 19-21 (Download pdf-Datei, 1,8 MB)