Praxisbeobachtungen zur Düngung und Nährstoffausnutzung
Nährstoffgehalte unter Grünland - Probleme beim Phosphat?

Für die vorliegende Untersuchung wurden die Analysenergebnisse einer Beprobung von 120 Grünlandschlägen im Allgäu im Herbst 2003 herangezogen. Die Proben stammten von insgesamt 30 Betrieben. Pro Einzelbetrieb wurden jeweils 4 Flächen beprobt. Die Betriebe konnten hinsichtlich des Bayerischen Kulturlandschaftsprogramms (KULAP) folgenden Gruppen zugeordnet werden: Fünfzehn bewirtschafteten den Gesamtbetrieb nach den Vorgaben des Ökologischen Landbaus (K 14), zehn nahmen an der betriebszweigbezogenen Grünlandmaßnahme K 34 (u.a. Verzicht auf mineralische - außer im Ökologischen Landbau zugelassene - Düngemittel) und fünf an der Maßnahme K 33 teil, welche alle Düngemittel zulässt. Hinsichtlich der Interpretation der Ergebnisse ist darauf hinzuweisen, dass zwar bei keiner der drei Kulap-Vereinbarungen direkte Einschränkungen bezüglich der Menge des Kraftfutterzukaufs bestehen, sich jedoch indirekt Beschränkungen hinsichtlich des Mineralstoff-Imputs durch Kraftfutterzukauf ergeben, weil bei K 14 nur Kraftfutter aus ökologischer Erzeugung zugelassen ist, das aufgrund des hohen Preises nur sehr begrenzt eingesetzt wird. Zudem ist der GV-Besatz bei Maßnahme K 14 auf 2,0 RGV/ha limitiert, bei K 33 und K 34 sind max. 2,5 RGV/ha möglich.

Im Gegensatz zur sonst üblichen Probenahme nach der Standardbodenuntersuchung wurde der Oberboden in zwei Tiefen (0-5 cm und 5-10 cm) unterteilt und diese getrennt analysiert. Untersucht wurden der pH-Wert (CaCl2) und die Konzentrationen an Gesamt-Phosphat (Aufschluss mit Königswasser), pflanzenverfügbarem Phosphat und Kalium (CAL-Extrakt) sowie Magnesium (CaCl2-Extrakt). Der Nährstoffgehalt in 0-10 cm Tiefe ist (annähernd) der rechnerisch ermittelte Durchschnitt der beiden beprobten Einzelschichten. Bei der statistischen Verrechnung liegt bei der Absicherung der Mittelwertsvergleiche eine Irrtumswahrscheinlichkeit von 5 % zugrunde.

In einem ersten Ansatz wurde anhand einiger Betriebsparameter untersucht, ob für die Ableitung weiterer Aussagen eine Unterteilung des Datensatzes in drei Gruppen (K 14, K 34, K 33) sinnvoll erscheint. Die in Tabelle 1 dargestellten Ergebnisse rechtfertigen diese Vorgehensweise.
Bei ähnlicher Flächenausstattung und trotz der mitunter erheblichen einzelbetrieblichen Streuung lässt sich im Mittel beim Viehbesatz, mehr jedoch noch beim erzielten Milchertrag pro Hektar ein Anstieg der Intensität von K 14- über K 34- hin zu K 33-Betrieben nachvollziehen. Hierbei waren die Mittelwertsunterschiede zwischen der K 14- bzw. der K 34-Gruppe und der K 33-Gruppe signifikant verschieden. Einer Erhöhung des GV-Besatzes um ca. 50 % stand eine Zunahme der auf den Hektar umgerechneten Milchmenge von rund 85 % gegenüber, welche auf den wesentlich höheren Kraftfutteraufwand bei K 33-Betrieben und damit auf eine zunehmende Einzeltierleistung zurückzuführen ist.

Hingewiesen sei allerdings darauf, dass es sich bei den Daten zur Hoftorbilanz entnommenen Werten für die Milchleistung, dem Zukauf an Milchleistungsfutter und der P-Bilanz um einjährige Daten handelt. Während sicherlich die Milchleistung mehr oder weniger als mittelfristig konstant anzusehen ist, handelt es sich bei den anderen Parametern - sofern sie nur für ein Jahr erhoben sind - um weniger aussagekräftige Werte, da beispielsweise die Mehrung oder Minderung von Futter- und Düngervorräten das Betriebsergebnis verfälschen können. Deswegen ist bei der Interpretation solcher Daten immer eine gewisse Vorsicht geboten.

Tabelle 2 zeigt die Messergebnisse von pH-Wert, Gesamt-Phosphat sowie pflanzenverfügbarem Phosphat, Kali und Magnesium in 0-10 cm Tiefe.
Im Mittel aller 120 untersuchten Flächen betrug der durchschnittliche Nährstoffgehalt beim Kali rund 20 mg K2O/100 g Boden und beim Magnesium ca. 32 mg Mg/100 g Boden. Unter 10 Milligramm pro 100 Gramm Boden lag hingegen die Konzentration an pflanzenverfügbarem Phosphat. Mit Ausnahme des pH-Wertes ergaben sich bei den übrigen Parametern signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen K 14 bzw. K 34 und den K 33-Betrieben.
Teilt man die Nährstoffkonzentrationen - wie in Tabelle 3 vorgenommen - nach Gehaltsklassen (LfL, 2003) ein, so zeigt sich, dass beim Magnesium alle und beim Kali immerhin über 90 % aller untersuchten Flächen eine mindestens optimale Nährstoffversorgung aufwiesen. Gerade beim Magnesium fielen alle Gruppen durch überwiegend hohe bis sehr hohe Gehaltswerte im Boden auf. Dies dürfte in erster Linie geogen bedingt sein. Beim Kali lagen von den K 33-Flächen mehr als die Hälfte in den Gehaltsstufen D und E. In diesen Fällen sind überhöhte Kaliumwerte im Futter und ein zu weites Kalium/Natrium-Verhältnis zu befürchten.

Beim Phosphatgehalt dagegen lagen 65 % der Werte unterhalb des Optimalbereiches C (10-20 mg/100 g Boden). Der Anteil einer möglicherweise suboptimalen Versorgung des Grünlandes mit leichtlöslichem pflanzenverfügbaren Phosphat war bei denjenigen Flächen, die K 34- bzw. K 14-Betrieben zugeordnet werden konnten, höher als bei den Flächen von K 33-Betrieben. Gerade bei den Betrieben, welche nach den Rahmenbedingungen des Ökologischen Landbaus wirtschafteten, schien die Phosphatversorgung ihrer Wiesen und Weiden besonders kritisch zu sein, da 50 % der Messergebnisse im niedrigen Bereich (Gehaltsstufe B) und sogar 30 % im sehr niedrigen Bereich (Gehaltsstufe A) lagen. Inwieweit sich in diesen Fällen eine niedrige Phosphatversorgung auf die Futterqualität dieser Flächen auswirkt, bleibt weiteren Untersuchungen vorbehalten. Bekannt ist allerdings (Voigtländer und Jakob, 1987), dass sich bei niedriger bodenbürtiger P-Versorgung Düngungsmaßnahmen nicht nur positiv auf den Ertrag, sondern auch auf die Futterqualität auswirken. Ebenfalls wird von einem größeren P-Düngungseffekt bei Kräutern und Leguminosen als bei Gräsern berichtet.

Wie Tabelle 4 verdeutlicht, nehmen - mit Ausnahme des pH-Wertes - die Nährstoffkonzentrationen an Gesamt-Phosphat sowie pflanzenverfügbarem Phosphat, Kali und Magnesium bereits innerhalb des Hauptwurzelraumes im Grünland (0-10 cm) ab. Je nach Nährstoff bestehen allerdings unterschiedliche Konzentrationsabstufungen zwischen der ersten und zweiten Probenahmetiefe. Hierbei gibt Tabelle 5 die relative Höhe der Gehalte in 5-10 cm im Vergleich zum oberen Wurzelraum (0-5 cm) wieder.
Im Gegensatz zum Magnesium und zum Gesamt-Phosphat ist beim pflanzenverfügbaren Kali und Phosphat der Abfall der Nährstoffkonzentration im Boden besonders ausgeprägt. Während sich jedoch beim Kalium - wie bereits dargelegt - hinsichtlich der anzustrebenden Nährstoffgehalte generell eine gute Versorgungslage andeutet, dürfte sich beim Phosphat ein zusätzliches Problem ergeben:

Zum einen zeigt Tabelle 4 , dass gerade bei K 14- und K 34-Betrieben in 5-10 cm Tiefe allgemein sehr niedrige Konzentrationen von 4,5 bzw. 6,0 mg P2O5/100 g Boden gemessen wurden. Zum anderen wird durch Düngung zugeführtes Phosphat im Gegensatz zum mobileren Kalium in den obersten Bodenschichten mehr angereichert, da im Dauergrünland - im Gegensatz zum Ackerbau - die Möglichkeit einer Einarbeitung ausscheidet. Bei Flächen, wo zudem keine schnell löslichen (P-) Dünger eingesetzt werden können, also bei K 14- und K 34-Betrieben, könnte sich daher eine suboptimale Versorgungslage ergeben.

Eine unzureichende Versorgung mit Phosphat hat wiederum negative Auswirkungen auf das Wachstum von Klee und damit auf die Bereitstellung von Leguminosen-Stickstoff für das Wachstum der Grasnarbe. Daher gilt es gerade für ökologisch wirtschaftende Betriebe, den Nährstoffimport über den Zukauf von organischen (zugelassenen) oder anorganischen Düngemitteln bzw. über Futtermittel nicht zu vernachlässigen, worauf auch neueste Untersuchungen von Römer und Lehne (2004) hinweisen. Hingewiesen sei auch darauf, dass die Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft in einem neuen Forschungsprojekt mit dem Thema „Einfluss von Phosphatform und -menge auf Ertrag und Futterqualität bei Grünland in Fällen niedriger P-Versorgung" diese Problematik untersucht.

Interessant war nun die Frage, ob und inwieweit sich aus bestimmten Betriebsparametern ein Einfluss auf die Nährstoffversorgung der Böden - insbesondere auf das pflanzenverfügbare Phosphat - ableiten ließ. Dies ist in der Tabelle 6 sowie in der Abbildung 1 , Abbildung 2 und Abbildung 3 dargestellt. Diesbezüglich ist anzumerken, dass hier die Nährstoffgehalte von den jeweils 4 Flächen eines Betriebes zu einem Durchschnittswert gemittelt wurden, um eine Gegenüberstellung mit den aufgeführten betriebsspezifischen Einflussgrößen zu ermöglichen, woraus sich ein Stichprobenumfang von 30 ergibt.

Aus Tabelle 6 geht hervor, dass häufig kein oder nur ein sehr lockerer - wenn auch signifikanter - Zusammenhang zwischen der Bewirtschaftungsintensität und dem Nährstoffstatus der Grünlandflächen vorhanden war.
Eine Ausnahme bildete jedoch das pflanzenverfügbare (CAL-) Phosphat, wo teilweise deutlich engere Abhängigkeiten bestanden als bei anderen Bodenwerten. Einen vergleichsweise geringen Einfluss auf das CAL-Phosphat in 0-10 cm Tiefe hatte die Höhe des Viehbesatzes eines Betriebes. Wesentlich enger wurde der Zusammenhang, wenn die Milchleistung pro Kuh herangezogen wurde. Die Verwendung des Milchertrages pro Hektar (also dem Produkt zwischen Milchleistung und Kuhbesatz) verbesserte die Beziehung nochmals (siehe auch Abbildung 1 ).

Dies bedeutete, dass die Phosphatversorgung der Betriebe umso besser war, je mehr Milch vom Hektar im Betriebsdurchschnitt abgefahren wurde. Die Erklärung für diesen Sachverhalt findet sich darin, dass hohe Milchleistungen einen entsprechenden Zukauf an Kraftfutter erfordern (siehe auch Abbildung 2), womit Nährstoffe in den Betrieb importiert werden. Hohe Milchleistungen führen aber auch zu erhöhten Nährstoffausscheidungen und Güllemengen, welche auf die Betriebsflächen zurückfließen, während nur ein Teil der importierten Nährstoffe den Betrieb über Milch- oder Fleischverkauf wieder verlässt. Die Beziehung zwischen der P-Zufuhr über Gülle und der Konzentration an pflanzenverfügbarem Phosphat im Boden ist in Abbildung 3 dargestellt, wobei hier die über Gülle zugeführten P-Mengen unter Verwendung von Faustzahlen (LfL, 2003) kalkuliert wurden. Es deutete sich auch für den vorliegenden Stichprobenumfang der bekannte Sachverhalt an, dass eine günstige Nährstoffversorgung des Bodens - hier dargestellt für das Phosphat - einen entsprechenden Einsatz von (Wirtschafts-) Dünger voraussetzt. Hierbei dürfte bei den K 33-Betrieben ein durchschnittlicher P-Rückfluss von ca. 90 kg P2O5/ha in etwa der P-Abfuhr dieser Flächen in diesem Naturraum entsprechen, während bei den K 14- und K 34-Betrieben eine Höhe von 55-65 kg P2O5/ha deutlich unter der Abfuhr lag. Da in diesen Fällen - wie bereits dargelegt - der Versorgungsgrad der Böden vergleichsweise niedrig war, ist davon auszugehen, dass keine kontinuierliche ergänzende mineralische P-Düngung erfolgte.
Erwartungsgemäß zeigte sich zwischen dem Viehbesatz des Betriebes und der (einjährigen!) P-Bilanz sowie dieser und den Phosphatgehalten im Boden keine signifikante Beziehung. Wie auch aus Tabelle 1 hervorgeht, erlauben damit einjährige Bilanzierungsergebnisse keine Rückschlüsse auf den Nährstoffstatus der Flächen.