Bodenwerte und Bodenanalyse

Bodenwerte und Bodenanalyse

Eine Düngung der Obstbäume auf Streuobstwiesen ausschließlich über die herunterfallenden Blätter der Obstbäume oder über die Luft (atmosphärische Deposition) reicht nicht aus. Auch kann man nicht davon ausgehen, dass im Boden unter den Bäumen jahrzehntelang alle für Obstbäume notwendigen Nährstoffe unbeschränkt zur Verfügung stehen. Daher ist eine möglichst gute Nährstoffversorgung der Obstbäume insbesondere angesichts des Klimawandels dringlicher denn je, damit die Obstbäume neben einem möglichen Hitze- und Dürrestress nicht auch noch Stress durch Nährstoffmangel haben. Dabei kommt es in erster Linie auf den Humusaufbau und die Versorgung mit allen für die Bäume wichtigen Mineralien und Spurenelementen an. Im Folgenden werden die Notwendigkeit der Düngung auf Streuobstwiesen, die Bodenanalyse sowie wichtige Bodenwerte erläutert.

Notwendigkeit der Düngung auf Streuobstwiesen

Durch Obstgehölze werden dem Boden Nährstoffe entzogen. Dies geschieht durch Ernte (Früchte), kurzfristige Pflanzenteile (Blätter, Blüten, Jungfrüchte), mittelfristige Pflanzenteile (Schnittholz) und langfristige Pflanzenteile (Wurzeln, Spross und Holz). Die Hälfte aller Nährstoffentzüge wird durch kurzfristige Pflanzenteile verursacht [5]. Hierdurch entsteht auf einer Streuobstwiese ein zu deckender Bedarf von durchschnittlich ca. 195 kg Stickstoff, 29 kg Phosphor, 243 kg Kalium, 46 kg Magnesium und 277 kg Calcium pro Hektar und Jahr [5]. Auch der Abtransport von Mahdgut vom Grünland führt zu einem zusätzlichen Nährstoffentzug, der 56 bis 190 kg Stickstoff, 20 bis 42 kg Phosphor, 149 bis 274 kg Kalium, 15 bis 30 kg Magnesium und 21 bis 138 kg Calcium pro Hektar und Jahr ausmacht [2] und damit sogar meist noch über dem jährlichen Bedarf der Obstbäume liegt [5]. Der Nährstoffbedarf in verschieden bewirtschafteten Grünlandsystemen kann z. B. unter GRUENLAND-ONLINE [6] oder LUIB et al. [2] ermittelt werden. Der Ausgleich dieser Nährstoffdefizite und -entzüge auf Streuobstwiesen stellt die Basis für den Aufbau langlebiger und vitaler Streuobstbestände dar.

Notwendigkeit der Überprüfung der Nährstoffversorgung

Bodendaten sind zwingend erforderlich, um die genaue Zusammensetzung des Bodens (Bodenart), den Gehalt an Humus sowie Makro- und Mikronährstoffe zu ermitteln. In vielen Fällen ist die genaue Nutzungshistorie einer Fläche bekannt – z. B. ob es sich um ehemaliges Siedlungsgebiet, Landwirtschaftsfläche oder jahrelang extensiv genutzte Fläche handelt. Diese Nutzungshistorie kann Hinweise auf die Nährstoffversorgung geben. Der Boden sollte vor einer Pflanzung, vor einer geplanten Bodenverbesserung aber auch nach erfolgten Düngemaßnahmen analysiert werden, um die Wirksamkeit einer Maßnahme überprüfen zu können. Nährstoffmangellagen sind meist erst dann am Baum erkennbar, wenn dieser bereits so sehr gestresst oder gar krank ist, dass es in Kombination mit zusätzlichen Stressfaktoren lebensbedrohlich werden kann. Auch kann eine ungerichtete Breitbanddüngung zu einem Überangebot an bestimmten Nährstoffen führen, was sich nicht nur negativ auf die Gesundheit des Baumes, sondern auch auf die umliegende Vegetation, das Grundwasser oder benachbarte Gewässer auswirken kann. [4]

Praktische Umsetzung der Bodenanalyse

Bodenanalysen können durch Testsets, Gartenfachbetriebe, Bodenlabore oder durch Anbieter aus dem Internet durchgeführt werden und kosten je nach Anzahl der gemessenen Bodenwerte ca. 30 bis 100 Euro je Probe. Es sollten mindestens 15–20 Einstiche pro Hektar erfolgen, um daraus Boden zu entnehmen und zu einer Mischprobe zu vereinigen. Die Bodenproben sollten aus dem Traufbereich des Baumes und aus ca. 15 bis 30 cm Tiefe, also unterhalb der Grasnarbe, stammen. Die Genauigkeit der Laborwerte schwankt je nach angewandter Methode nur geringfügig. Nährstoffe und pH-Wert können sich im Laufe des Jahres natürlicherweise verändern. Ideal ist eine Probenahme während der Vegetationsperiode. [4]

Umfang der Bodenanalyse

Bei einer ersten Bodenanalyse sollte zunächst die Bodenart, also der Anteil an Sand, Schluff und Lehm, ermittelt werden. Dies kann auf sehr einfache Weise mit einem Test bestimmt werden. [6] Die Bodenart verändert sich nur sehr langsam über die Jahre, es sei denn, es erfolgen große Eingriffe durch den Menschen (Erdarbeiten) oder Naturereignisse (Hochwasser, Hangrutsche etc.) finden statt. Für die Ermittlung des Bodenzustandes und der Verfügbarkeit von Nährstoffen sollten die folgenden wichtigen Parameter erfasst werden: pH-Wert, Humusgehalt aus C org., Gesamtstickstoff, C/N-Verhältnis (= Verhältnis Kohlenstoff zu Stickstoff), Phosphat, Eisen, Kalium, Molybdän, Zink, Mangan, Kupfer und Bor. Die visuelle Diagnose von Pflanzennährstoffmängeln, Messungen des Nährstoff-gehaltes von Pflanzen im Feld und Laboranalysen von Nährstoffkonzentrationen im Gewebe können wertvolle zusätzliche Methoden sein, um Nährstoffmängel bei Pflanzen zu erkennen, sodass diese ausgeglichen oder gar verhindert werden können. [4]

Interpretation der Analyseergebnisse

Anhand der resultierenden Bodenzustandswerte können geeignete Maßnahmen ergriffen werden, um dem Boden die benötigten Nährstoffe wieder gezielt zuzuführen. Am besten sollten für Obstbau fachkundige Labore, Personen oder Beratungsstellen ausfindig gemacht werden, die aufgrund der ermittelten Bodenwerte Ratschläge zur Verbesserung der Nährstoffverfügbarkeit und Wasserspeicherfähigkeit geben oder mit den hier weiter im Text genannten Möglichkeiten experimentieren können. [4] Nährstoffempfehlungen werden anhand der Ergebnisse von Bodentests ermittelt. Doch selbst wenn zwei Labore dieselben Methoden anwenden und gleichwertige Ergebnisse erzielen, können Düngeempfehlungen unterschiedlich ausfallen. Diese Diskrepanzen ergeben sich u. a. aus Unterschieden in der Interpretation von Bodentests und Empfehlungsphilosophien. Im Laufe der Jahre haben sich drei grundlegende Dünge-Philosophien herausgebildet [3]: der Suffizienz-Ansatz (sufficiency level of available nutrients = SLAN), der "Aufbauen und Erhalten"-Ansatz (build and maintain approach) und die Theorie des Basiskationensättigungsverhältnisses (basic cation saturation ratio = BCSR). Sowohl der Suffizienz-Ansatz als auch der "Aufbauen und Erhalten"-Ansatz folgen dem allgemeinen Konzept, dass es definierbare kritische Nährstoffgehalte im Boden gibt und dass Pflanzen unterhalb dieser Werte wahrscheinlich auf zusätzliche Nährstoffgaben reagieren. Beim "Aufbauen und Erhalten"-Ansatz werden Düngeempfehlungen ausgesprochen mit dem Ziel, den Nährstoffgehalt des Bodens in den optimalen Bereich zu bringen und diesen aufrechtzuerhalten, indem Nährstoffe in einer Menge ausgebracht werden, die in etwa deren Entzug (Ernte, Mahd) entspricht. Der Suffizienz-Ansatz ist eine konservativere Philosophie, bei der die Nährstoff-empfeh¬lungen lediglich den Bedarf der Pflanzen decken und nicht die Bodenfruchtbarkeit aufbauen sollen. [4] Die BCSR-Theorie als dritte Philosophie geht davon aus, dass maximale Erträge nur durch ein ausgewogenes Verhältnis an Calcium, Magnesium und Kalium im Boden erzielt werden können. Eine Reihe von bodenwissenschaftlichen Studien konnten die Behauptungen der BCSR-Theorie nicht stützen. Stattdessen haben sie gezeigt, dass ihre Anwendung auf die Bewirtschaftung der Bodenfruchtbarkeit zu einer ineffizienten Nutzung von Kapital (bis hin zu doppelten Kosten) und natürlichen Ressourcen führt [vgl. z. B. 1]. Dennoch vertreten einige kleinere Anbieter und kleine Bodenlabore noch diesen Ansatz. Daher ist es empfehlenswert, sich im Vorfeld der Anwendung eines Düngekonzeptes zu den unterschiedlichen Konzepten und deren Nutzen zu erkundigen. Generell ist zu beachten, dass man nach Düngeempfehlungen für den extensiven Streuobstanbau fragen muss. Sonst besteht die Gefahr, dass man Düngeempfehlungen für den Obstplantagenbau oder landwirtschaftliche Ackerfrüchte erhält. Für den Intensivanbau von Obst liegen bereits jahrzehntelange Erfahrungen zum Nährstoffbedarf verschiedener Obstsorten und deren Neigung zu Nährstoffmängeln vor. Für extensiv bewirtschaftete Hochstammobstbäume und den mehreren hunderten in Deutschland verbreiteten Sorten und deren Kombination mit unterschiedlichen Unterlagen existieren bislang kaum derartige Daten. Auch ändert sich der Nährstoffbedarf eines jungen Baumes im Vergleich zu einem hundert Jahre alten Baum. Daher gilt im Zweifelsfall, bestimmte Maßnahmen und Düngestoffe in vorsichtigen Dosierungen über mehrmalige jährliche Anwendungen zu verabreichen und deren Erfolg durch regelmäßige jährliche Messungen der Bodenwerte und der Beobachtung des Gesundheitszustandes der Bäume zu dokumentieren sowie die Dosierung ggf. anzupassen. Eine zu lang andauernde Mangellage und eine darauffolgende hohe Konzentration bestimmter Nährstoffe, z. B. von Magnesium, Phosphor oder Kalium, kann die Pflanzen auch eventuell überfordern oder leicht eine Überdüngung der Fläche verursachen. Daher ist es empfehlenswert, diese Nährstoffe in zwei bis drei Düngegaben mit zeitlichem Abstand zu verabreichen. [4]

Wichtige Bodenwerte

Es gibt hunderte von zu messenden Parametern und Eigenschaften des Bodens und weitere organische oder anorganische Stoffe im Boden, die sich ebenfalls für die Charakterisierung der Qualität und des Zustandes eignen würden. Die folgenden Bodenwerte werden aber meist zur Messung der Fruchtbarkeit des Bodens verwendet. Im Folgenden wird kurz die Funktion der Bodenwerte erläutert [3]: pH-Wert: Dies ist eine Maßeinheit für sauren (pH-Wert < 7) oder basischen Boden (pH-Wert > 7). Zu niedrige Werte (pH-Wert < 6) beeinflussen die Dekomposition und Nährstoffverfügbarkeit negativ. Durch basische Gesteinsmehle (z. B. Dolomitkalk) kann der pH-Wert in zu sauren Böden wieder angehoben werden. Humusgehalt / C-org: Zu niedrige Humusgehalte (< 2,5 %) können durch eine Extensivierung der Mahd, Kompostgaben, abgelagerten Stallmist und diverse andere Mulchmaterialien (siehe Abschnitt 4.3.1.) auf Werte von 8 bis 15 % verbessert werden.

Makronährstoffe

Stickstoff (N): Kommt in Chlorophyll, Nukleinsäuren und Aminosäuren vor. Hauptbestandteil von Proteinen und Enzymen, die die meisten biologischen Prozesse steuern. Calcium (Ca): Unverzichtbar für die Zellstreckung und -teilung. Erforderlich für die Wurzel- und Blattentwicklung und -funktion sowie für die Bildung von Zellmembranen und Wänden. Beteiligt an der Aktivierung von Enzymen. Magnesium (Mg): Hauptbestandteil von Chlorophyll und wichtig für die Photosynthese. Bestandteil von Ribosomen, die für die Proteinsynthese erforderlich sind. Beteiligt an Phosphatstoffwechsel, Atmung und der Enzymaktivität. Bei Mangel Chlorose (Bleichsucht), verringerter Ernteertrag und eine verzögerte Blütenentwicklung. Defizite beheben durch Dolomitkalk. Kalium (K): Reguliert Wasserverbrauch und sorgt für Krankheitsresistenz und Stammfestigkeit. Beteiligt sich an Photosynthese, Trockentoleranz, Winterhärte und Proteinsynthese. Phosphor (P): Wichtig für die Speicherung und Übertragung von Energie, Bestandteil von Desoxyribonukleinsäure (DNA) und Ribonukleinsäure (RNA) und daher an den meisten pflanzlichen Entwicklungsprozessen beteiligt, sowie Bestandteil von Pflanzengeweben, besonders konzentriert in Samen. Schwefel (S): Erforderlich für die Synthese von und enthalten in Aminosäuren, die für die Proteinbildung unerlässlich sind. Fördert die Knöllchenbildung bei Leguminosen. Beteiligt sich an der Entwicklung von Enzymen, bei der Samenproduktion und Chlorophyllbildung.

Mikronährstoffe / Spurenelemente

Eisen (Fe): Katalysator bei der Chlorophyllsynthese. Beteiligt an Oxidations- und Reduktionsreaktionen während der Atmung und der Photosynthese. Bei Mangel Chlorose (Bleichsucht) und verringerter Ernteertrag. Die Löslichkeit von Eisen und damit Aufnahme der Pflanzen ist in basischen Böden verringert. Kupfer (Cu): Enzymkatalysator und erforderlich für die Chlorophyllbildung. Mangan (Mn): Wirkt als Katalysator, z. B. Chlorophyllsynthese, und hilft bei der Aktivierung von Enzymsystemen mit. Bor (B): Wesentlich für die Keimung der Pollen, das Wachstum der Pollenschläuche, die Bildung von Samen und Zellwänden sowie die Entwicklung und das Wachstum neuer Zellen im meristematischen Gewebe. Wird mit der Verlagerung von Zucker, Stärke, N und P in Verbindung gebracht. Nickel (Ni): Bestandteil des Enzyms Urease. Unverzichtbar für Pflanzen, wie z. B. Obstgehölzen, die mit Harnstoff versorgt werden und bei denen Ureide für den N-Stoffwechsel wichtig sind. Zink (Zn): Beteiligt an der Synthese von Pflanzenwachstumsstoffen und dem Enzymsystem. Erforderlich für die Produktion von Chlorophyll, Kohlenhydraten und Wachstumshormonen. Molybdän (Mo): Erforderlich für die Synthese und Aktivität des Enzymsystems, besonders der Nitratreduktase. Wesentlich für die N-Fixierung durch Rhizobien. Chlor (Cl): Beteiligt an pflanzlichen Energiereaktionen, Beziehungen zwischen Pflanze und Wasser, Regulierung der Stomata-Wächterzellen, Trockenheits- und Krankheitsresistenz, Enzymaktivierung und Kationentransport in Pflanzen.

Literatur

[1] Kopittke, P. M. & N. W. Menzies (2007): A Review of the Use of the Basic Cation Saturation Ratio and the “Ideal” Soil. – Science Society of America Journal 71: 259-265. doi: 10.2136/sssaj2006.0186

[2] Luib, J., Messner, J. & M. Elsäser (2017): Düngebedarfsberechnung bei Grünland und Nährstoffvergleich für tierhaltende Betriebe. [online] https://lazbw.landwirtschaft-bw.de/pb/site/pbs-bw-new/get/documents/MLR.LEL/PB5Documents/lazbw_2017/lazbw_gl/Grünlandwirtschaft_und_Futterbau/Wirtschaftsduenger/Dokumente_Wirtschaftsdünger/Düngebedarfsberechnung_Grünland+Nährstoffvergleich1.pdf [abgerufen am 0X.0X.2023].

[3] McGrath, J. M., Spargo, J. & C. J. Penn (2014): Soil Fertility and Plant Nutrition. – Encyclopedia of Agriculture and Food Systems 5: 166-184. doi: 10.1016/B978-0-444-52512-3.00249-7

[4] Schliebner, S., Decker, P., Schlitt, M. (2023): Streuobstwiesen im Klimawandel. Ein Leitfaden, Görlitz/Ostritz

[5] Schwärzel, H. (2022): Herausforderungen für den Streuobstanbau und die Erhaltung von alten Sorten in der Zukunft aus der Sicht der Wasser- und Nährstoffversorgung. [Vortrag] Streuobstwiesenkonferenz im Internationalen Begegnungszentrum St. Marienthal, Ostritz, 07.05.2022.

[6] Gruenland-Online (2023): [online] https://gruenland-online.de

[7] Maringer, J. et al. (2025: Design- und Managementprinzipien für klimaresiliente Streuobstwiesen & alternative Baumarten, Stuttgart, S. 14.