Teuer eingekaufte Düngemittel sollen bedarfsgerecht platziert und nicht nach dem Gießkannenprinzip verteilt werden. Gleichzeitig soll, im Einklang mit der Düngeverordnung, dass Ertragspotenzial ausgeschöpft und eine qualitativ hochwertige Ernte eingefahren werden. Zugleich gilt es klimabedingte Risiken durch eine optimale Pflanzenernährung abzumildern.
Liebigs Gesetz des Minimums besagt, dass das Wachstum einer Pflanze von demjenigen Nährstoff abhängig ist, der als Erstes den Bedarf der Pflanze nicht mehr decken kann und der somit begrenzend auf das Wachstum wirkt. Hierbei ist zu beachten, dass dies gleichermaßen für Makro- und Mikronährstoffe gilt – so kann Kupfermangel zum Beispiel Taubährigkeit beim Weizen verursachen. Für die bedarfsgerechte Nährstoffversorgung spielen außerdem Wasserversorgung, die Nachlieferung von Nährstoffen aus dem Bodenvorrat und der richtige Applikationszeitpunkt eine zentrale Rolle.
Wie sich in diesem Frühjahr erneut zeigte, erschwerten extreme Witterungsperioden die Düngerapplikationen. Eine effiziente Stickstoffversorgung hängt jedoch nicht nur von Bodenfeuchte, sondern auch von Nährstoffverhältnissen und Düngezeitpunkten ab. Stichprobenartig durchgeführte Pflanzenanalysen zeigten in der Bestockungsphase ausreichend verfügbaren Stickstoff, sodass für diese Fälle gesagt werden kann, dass die Düngegaben präzise erfolgten (siehe Abbildung 1).
Schwefel (S) und Stickstoff (N) stehen in einer positiven Wechselwirkung (Synergie) zueinander, weil Schwefel für die Stickstoffverarbeitung in der Pflanze benötigt wird. Liegt ein Schwefelmangel vor, reduziert dies die Stickstoffnutzungseffizienz, selbst bei ausreichender Stickstoffversorgung. Deswegen ist eine gleichzeitige Gabe von N und S im optimalen Verhältnis von 10:1 empfehlenswert, während eine Vorratsdüngung nur das Auswaschungsrisiko erhöht, da Sulfat im Boden ebenso mobil ist wie Nitrat. Eine Elementarschwefelgabe zu Zwischenfrüchten kann die Verwertung des Rest-Nmin verbessern. Da Elementarschwefel stetig von Bodenbakterien zu pflanzenverfügbarem Sulfatschwefel umgewandelt wird, besteht ein geringeres Auswaschungspotenzial als bei einer Sulfatdüngung.
Die Ergebnisse der Pflanzenanalysen aus dem Frühjahr, die in den BBCH-Stadien 24-36 durchgeführt wurden, zeigen eine im unteren Normbereich einzuordnende Phosphorversorgung der Pflanzen trotz ausreichend mit Phosphor versorgter Böden (Gehaltsstufe D nach VDLufa). Zwar konnten keine expliziten Phosphormangelerscheinungen beobachtet werden, doch der Unterschied zwischen Pflanzenversorgung und Bodengehalt lässt darauf schließen, dass die Phosphatbereitstellung aus dem Boden eingeschränkt sein kann. Maßnahmen zur Verbesserung der Phosphorverfügbarkeit in den Böden durch zum Beispiel Förderung der Mykorrhizierung, Zwischenfruchtbau oder Anpassung des pH-Wertes können eine optimale Pflanzenernährung ohne Phosphordüngung verbessern.
Phosphor wird im Gegensatz zu Stickstoff im Boden kaum in der Tiefe verlagert, allerdings bindet sich wasserlösliches Phosphat sehr leicht an andere Bodenbestandteile in fester, nicht pflanzenverfügbarer Form. Bei sehr niedrigen pH-Werten im Boden wird eine Bindung an Eisen-, Zink- und Aluminiumoxide gefördert. Dementgegen wird bei hohen pH-Werten, beziehungsweise bei guter Kalziumversorgung des Bodens, die Bildung von nicht pflanzenverfügbaren Kalziumphosphaten gefördert. Mittels Wurzelsäuren oder auch durch mikrobielle Aktivität besteht die Möglichkeit, diese im Boden wieder zu erschließen.
Organische sowie mineralische Phosphordüngegaben sollten aufgrund der geringen Mobilität im Boden eingearbeitet werden. Eine Phosphordüngung während der Vegetation birgt das Risiko, aufgrund der geringen Mobilität in zu geringer Menge oder zu spät im Wurzelraum der Pflanze anzukommen, wodurch die Wirtschaftlichkeit der Kopfdüngung zu überdenken ist. Zudem kann sich der nicht von den Pflanzen aufgenommene Phosphor im Boden anreichern, wodurch das Risiko für hohe Nährstofffrachten in Wasser- und Winderosionen steigt.
Durch eine Kalkung auf Grundlage regelmäßiger Analysen lässt sich der pH-Wert im bodenspezifischen Optimum halten. Dies hat einen starken Einfluss auf das Bodenleben, die Umsetzung von organischer Substanz sowie auf die Nährstoffverfügbarkeiten. Folglich können Kalkungen die Nährstoffausnutzung aller teils teuer eingekauften Nährstoffe verbessern und sollte stets mit im Fokus der Düngeplanung stehen.
Bei der Umsetzung von Kalk (CaCO3 oder CaO) wird Kalzium (Ca2+) frei, das als Makronährstoff von der Pflanze benötigt wird, beispielsweise als Bestandteil der Zellwände. Zum anderen ist Kalzium ein wichtiger Baustein des Bodens. Es ist unter anderem ein entscheidender Verbindungsstoff, der Tonteilchen zu Ton-Humus-Komplexen verkittet, die wiederum den Boden in Bezug auf Wasserhaushalt, Durchwurzelbarkeit, Durchlüftung und Stabilität maßgeblich verbessern. Eine Kalkung ist demnach zugleich eine pH-Regulation wie auch eine Kalziumdüngung für Pflanze und Boden.
Kalium erhöht die Resilienz der Pflanze durch eine höhere Frost- und Trockentoleranz und verbessert physiologische Abwehrmechanismen, beispielsweise durch stärkere Zellwände. Leichte Böden können aufgrund der geringen Sorptionskraft nur geringe Kalimengen speichern und vor Auswaschung schützen. Große Kaligaben sollten auf diesen Böden entsprechend gesplittet werden. Bei schwereren Böden mit einer größeren Sorptionskraft spielt diese Gefahr nur eine untergeordnete Rolle, sodass Vorratsdüngungen mit Kalium möglich sind.
Kalium steht mit Natrium in Synergie. Natrium ist in der Lage, einige Funktionen von Kalium in der Pflanze zu übernehmen, obwohl es selbst kein Nährstoff ist. Es wird als „nützliches Element“ bezeichnet. Im Boden verfügbares Natrium kann den Düngebedarf an Kalium senken.
Anders sieht es mit Magnesium aus. Kalium und Magnesium verhalten sich antagonistisch, da sie von der Wurzel über den gleichen Mechanismus aufgenommen werden, sodass ein Überangebot des einen die Aufnahme des anderen blockieren kann. Dies kann zu einem Mangel trotz ausreichendem Nährstoffgehalt im Boden führen. Mithilfe von Pflanzenanalysen können antagonistische Effekte der Nährstoffe in überversorgten Böden (VDLufa-Klassen D und E) frühzeitig erkannt werden. In Schleswig-Holstein sind häufig Marschböden natürlicherweise stark mit Magnesium versorgt. Je nach Ausgangssubstrat kann dies auch im Östlichen Hügelland vorkommen, wenn auch kleinräumiger.
Neben den Makronährstoffen liefern die Blattanalysen weitere Einblicke in die Nährstoffversorgung. Zum Probenahmezeitpunkt ist der Weizen ausreichend mit Mangan, Kupfer und Zink versorgt. Eine bereits im Herbst angewendete Mikronährstoffdüngung kann den Stoffwechsel der Pflanze stärken. Eigenschaften wie Frosthärte, Zellstabilität und die damit verbundene Stresstoleranz werden verbessert. Zudem können Mikronährstoffgaben auch die Stickstoffeffizienz steigern. Beispielsweise fördert Kupfer die Stickstoffaufnahme und Eiweißsynthese.
Eine sehr geringe Streuung unserer Stichproben zeigt die Borversorgung der Pflanzen. Dieser Nährstoff wird unter anderen benötigt für die Stoffwechselaktivität und die Zellteilung. Die Proben wurden ausschließlich auf nicht auswaschungsgefährdeten Böden gezogen, was die gute Versorgung erklären kann. Da Bor in der Pflanze kaum mobil ist, muss es sowohl über die Blätter als auch über die Wurzeln der Pflanze aufgenommen werden.
Stichprobenhafte Mikronährstoffuntersuchungen der in den Beratungsgebieten ausgebrachten Wirtschaftsdünger zeigen relevante Mikronährstofffrachten von Mangan, Kupfer und Zink, wobei Schweinegülle, äquivalent zu den Makronährstoffen, die höchste Mikronährstoffkonzentration aufweist. Rindergülle und Gärrest ähneln sich im Kupfergehalt pro Quadratmeter und, anders als bei der Schweinegülle, im Mangan-Zink-Verhältnis.
Mit dem Einsatz von Wirtschaftsdüngern kann folglich ein Teil des Mikronährstoffbedarfs der Pflanzen gedeckt werden. Langjährige organische Düngung fördert die Mikronährstoffverfügbarkeit im Boden und reduziert damit den Düngebedarf. Die Zink-, Mangan- und Kupfergehalte in Wirtschaftsdüngern übersteigen teilweise die für eine ausgeglichene Pflanzenernährung benötigten Mengen. Da es sich hierbei um nicht im Boden zersetzbare Metalle handelt, können sie sich mit der Zeit anreichern.
Es wird deutlich, dass die Nährstoffversorgung in der Pflanze das Ergebnis vieler ineinandergreifender Mechanismen ist, die den Erfolg von Düngemaßnahmen mit beeinflussen. Erkenntnisse über Bodenbeschaffenheit, Wasserverhältnisse, pH-Wert, Fruchtfolgeeffekte sowie Wechselwirkungen zwischen den Nährstoffen können durch Boden- und Pflanzenanalysen in einen Kontext gebracht werden. Mit der darauf aufbauenden Düngestrategie kann die Effizienz speziell von Stickstoff und Phosphor erhöht und die Düngung kann reduziert werden. Dies spart Geld im Düngereinkauf und leistet einen Beitrag zum Gewässerschutz.
