Vergleichende Betrachtung der Effektivität und Effizienz ... - SuSanA

Allgemeine Grundlagen der Düngung
2. Allgemeine Grundlagen der Düngung
2.1 Pflanzennährstoffe
Zu den Hauptnährstoffen einer Pflanze zählen die Elemente Stickstoff (N), Phosphor (P), und
Kalium (K). Weitere sekundäre Hauptnährstoffe sind Mg, S, Ca, Na sowie die Spurennährstoffe Fe,
Mn, B, Zn, Cu, Mo, Cl.
Die Nährstoffe werden über die Wurzeln der Pflanzen als gelöste Mineralstoffe mit dem Wasser
aus dem Boden (Bodenlösung) aufgenommen. Pflanzen können Nährstoffe aus dem
Bodenmaterial herauslösen entweder in Symbiose mit Pilzen auf der Wurzel (Mykorrhiza) oder
durch die Abgabe von organischen Säuren. Bodenwasser und pH-Wert des Bodens bestimmen
die Löslichkeit und damit die Verfügbarkeit für die Pflanze [Albert (2003)]. Kohlenstoff wird über die
Blätter als Kohlendioxid aus der Luft bezogen (Photosynthese).
Angegeben werden können die chemischen Symbole für die Nährstoffe in der Elementform (P, K,
Mg, Ca oder Na) oder in der Oxidform (P 2 O 5 , K 2 O, MgO, CaO, oder Na 2 O). Die Umrechung erfolgt
im Verhältnis der Molekulargewichte (P*2,29=P 2 O 5 ; K*1,21=K 2 O).
Pflanzennährstoffe sind direkt oder indirekt am Stoffwechsel von Pflanzen beteiligt und fördern das
Wachstum der Pflanze. Jeder Nährstoff erfüllt eine bestimmte Funktion und kann nicht durch einen
anderen Stoff ersetzt werden. Fehlt ein Nährstoff oder ist er nicht in ausreichender Menge
vorhanden, werden Mangelsymptome sichtbar [Albert (2003)]. Der Chemiker Justus von Liebig
(1855) hat erkannt, dass Pflanzen die Nährstoffe in gewissen Verhältnissen benötigen (z.B.:
C:N:P=106:16:1) und das der Nährstoff, die der Pflanze verhältnismäßig am geringsten zur
Verfügung steht, das Wachstum der Pflanze einschränkt (Minimumgesetz). Wird ein Nährelement
hinzugegeben, das bereits im Überfluss vorhanden ist, hat dies keinen Einfluss auf das Wachstum.
Georg Liebscher (1895) modifizierte dieses Gesetz zum Optimumgesetz, das besagt, dass der
Minimumfaktor um so stärker ertragswirksam ist, je mehr die anderen Faktoren im Optimum sind.
Die Limitierung dieser Gesetze wird durch das Ertragsgesetz (J.H. von Thünen, J. Turgot, E.A.
Mitscherlich – „Gesetzes vom abnehmenden Ertragszuwachs“ oder „Das Gesetz des
abnehmenden Bodenertrages“) formuliert, nämlich, dass ab einer bestimmten Ausbringungsmenge
an Dünger (Nährstoffe) der Ertragszuwachs je zusätzlich ausgebrachter Düngemitteleinheit
abnimmt und sogar unter ein Niveau führen kann, das ohne Düngemittel erreicht worden wäre. All
diese Gesetze sind heute noch gültig und stellen die wichtigsten zu beachtenden Grundsätze bei
jeder Düngung dar.
Von größter Bedeutung für ein ergiebiges Pflanzenwachstum ist die Versorgung der Pflanzen mit
den Kernnährstoffen Phosphor (P 2 O 5 ), Stickstoff (N) und Kalium (K 2 O).
Eine rein natürliche Nährstoffversorgung der Böden vollzieht sich sehr langsam über die
Verwitterung von Gesteinen, der Umwandlung von unlöslichen Carbonate, Silicate, Phosphate der
gesteinsbildenden Mineralien in lösliche Salze, die von Pflanzen aufgenommen werden können
oder der Verrottung von Pflanzenteilen etc..
Die von der Pflanze aufgenommenen Nährstoffe werden mit der Ernte abtransportiert. Bei
intensiverer Bewirtschaftung eines Feldes hätte dies zur Folge, dass die Menge der benötigten
Nährstoffe auf rein natürliche Art nicht schnell genug nachgeliefert werden könnte. Wird die
Rückfuhr der durch die Ernte entzogenen Nährstoffe nicht auf andere Art und Weise sichergestellt,
käme es zu einer Auslaugung der Böden und damit zu einem abnehmenden Ertrag.
2.1.1 Phosphor
Phosphor ist ein sehr reaktives Element und tritt infolgedessen nur in Verbindungen mit anderen
Elementen als Phosphat auf. Eine ganze Reihe von Calciumphosphatmineralien werden unter der
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