Kalkdüngung
Basis für fruchtbare Böden
Praxixratgeber von Josef Galler
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Herausgeber: Landwirtschaftskammer Salzburg, Betriebsentwicklung und Umwelt
Autor: Dipl. HLFL-Ing. Josef Galler, Landwitsc...
Kalk – Basis für fruchtbare Böden
Bodernversauerung hat mehrere Ursachen.....................................................
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Kalkdüngung – Basis für fruchtbare Böden
Kalk reguliert den pH-Wert, puffert Bodensäuren ab, verbessert auf sauren Böden...
Je mehr CO2 in der Bodenluft bzw. Kohlensäure gebildet wird, desto mehr H+-Ionen
müssen neutralisiert werden. Wenn nicht v...
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CO2 (Vol-%) pH
Atmosphäre 0,03 5,6
Bodenluft 0,3 5,2
Bodenluft 1,0 5,0
Bodenluft 10,0 4,5
Tab 2: pH-Wert von Wasser im G...
Bodenversauerung hemmt Humusbildung
„Saure Böden“ haben eine geringe mikrobielle Aktivität und damit einen trägeren Nähr-
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Vernässung und Verdichtung –
Folgen von Versauerung
Auf schlecht gedüngten Grünland kommt es infolge Nährstoffmangel zuers...
Puffersysteme im Boden
Im Boden wirken in Abhängigkeit vom pH-Wert verschiedene Gleichgewichtssysteme.
Diese Puffersysteme...
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In Verbindung mit Wasser erfolgt die Bildung schwacher Kohlensäure, wobei mit
Hilfe der Kohlensäure (H2CO3) das schwer ...
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Kulturpflanzen benötigen
unterschiedlichen pH-Wert
Für das Gedeihen der unterschiedlichen Pflanzen ist der optimale pH-...
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Abb. 7 .: Einfluss der Düngung auf die Entwicklung der Bodenorganismen
in % (n. Rübensam u. Steinbrecher, 1968)
Kalk fö...
Kalk fördert Leguminosen
Leguminosen haben grundsätzlich einen höheren Kalkanspruch haben als Gräser.
Gleichzeitig wirken ...
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Was sagt der Carbonattest?
Der „Carbonattest“ (auch als Kalktest oder besser Säurepuffertest bekannt) kann im
Labor (na...
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Der Anteil an Säuren (H-Ionen einschl. Al, Fe, Mn) sollte am Sorptionskomplex weniger
als 15 % betragen. Speziell Al–Ion...
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Qualitätskriterien von Düngekalken
Bei der Bewertung der Kalke spielt neben dem Preis vor allem der Reinnährstoffgehalt...
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ten. Carbonate und Silikate sind nur bodensäurelöslich, weshalb bei diesen Kalken der
Vermahlungsgrad besonders wichtig ...
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Ein idealer Düngezeitpunkt ist die Stoppelkalkung nach der Getreideernte.
Bei der Stoppelkalkung ist darauf zu achten, ...
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Vorsicht bei Branntkalk und Kalkmilch
Branntkalk bzw. Mischkalke sind oxidisch gebunden. Für Brannt- bzw. auch Mischkal...
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Ranker Verbraunte Pararendsina Entwässerter, kalkfreier Gley
 Fotos (6): Wieshammer
Kalkhältige Lockersedimentbraunerde...
WALD
pH-WERt (CaCl) iM OBERBODEN (bis0 cm)
,5 ■
,5 bis 4 ■
4 bis 6 ■
6 bis 7 ■
7 ■
GRüNLAND
pH-WERt (CaCl) iM OBERBODEN (b...
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Bodentypen in Österreich
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CaO-Gehalte der wichtigsten Kalkdünger
Produktbezeichung	 Form	 wertbestimmende Bestandteile	 Kalkwert (CaO)
1.	 NATURK...
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Literatur
Blume H.P.
Handbuch des Bodenschutzes, Ecomed-Verlag, 1992
Blasl S.
Bachler W., pH bedingte Pflanzentoxizität...
28
Landwirtschaftskammer Salzburg
Betriebsentwicklung und Umwelt
5024 Salzburg, Schwarzstraße 19
Tel. +43(0)662/870571-242...
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GALLER _ Kalk Kalkdüngung Basis für fruchtbare Böden Praxixratgeber von Josef Galler Broschuere

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GALLER _ Kalk Kalkdüngung Basis für fruchtbare Böden Praxixratgeber von Josef Galler Broschuere

  1. 1. Kalkdüngung Basis für fruchtbare Böden Praxixratgeber von Josef Galler brosch_kalk_kern.indd 1 15.10.2007 11:10:17 Uhr
  2. 2. Herausgeber: Landwirtschaftskammer Salzburg, Betriebsentwicklung und Umwelt Autor: Dipl. HLFL-Ing. Josef Galler, Landwitschaftskammer Salzburg Grafik: AWMA – Werbe- und Mediaagentur, Salzburg Druck: Salzburger Druckerei 1. Auflage, 2008© brosch_kalk_kern.indd 2 15.10.2007 11:10:17 Uhr
  3. 3. Kalk – Basis für fruchtbare Böden Bodernversauerung hat mehrere Ursachen..................................................... 4 Bodenatmung –natürliche Ursache der Bodenversauerung ............................... 4 Nährstoffaufnahme wirkt versauernd ................................................................. 5 Humusbildung belastet Säurehaushalt ............................................................... 5 Versauerung durch Auswaschung und Nährstoffentzug ..................................... 5 Warum versauert der Oberboden ..................................................................... 5 Folgen der Bodenversauerung .......................................................................... 6 Bodenversauerung hemmt Humusbildung ...................................................... 7 Nährstoffmangel fördert Versauerung ............................................................. 7 Vernässung und Verdichtung – Folge der Versauerung ................................. 8 Düngung beugt Wassererosion vor .................................................................. 8 Puffersysteme im Boden .................................................................................... 9 Wie wirkt Kalk im Boden .................................................................................... 9 Kulturpflanzen benötigen unterschiedlichen pH-Wert ................................. 11 Kalkdüngung – mehrere Aufgaben ................................................................. 11 Kalk puffert Säuren ab ....................................................................................... 11 Kalk fördert Nährstoffverfügbarkeit und Bodenleben ....................................... 11 Kalk fördert Bodenstrukturbildung .................................................................... 12 Kalk beugt Bodenverdichtung vor ..................................................................... 12 Kalk ist ein Pflanzennährstoff ............................................................................ 12 Kalk fördert Leguminosen ................................................................................. 13 pH–Wert - Leitparameter für Kalkversorgung ................................................13 Anzustrebende pH-Werte im Boden ................................................................. 13 Was sagt der Carbonattest ............................................................................... 14 Was sagt die Kationenaustauschkapazität (KAK) .............................................. 14 Qualitätskriterien von Düngekalken ............................................................... 16 Reinnährstoffpreis ............................................................................................. 16 Mahlfeinheit beeinflusst Löslichkeit ................................................................. 16 Kalkform, pH-Wert und Löslichkeit ................................................................... 17 Wann welchen Kalk einsetzen ......................................................................... 17 Kalk und Wirtschaftdünger .............................................................................. 18 Gips oder Kalk ................................................................................................... 19 CaO -Gehalte der wichtigsten Kalkdünger ................................................... 26 brosch_kalk_kern.indd 3 15.10.2007 11:10:17 Uhr
  4. 4. 4 Kalkdüngung – Basis für fruchtbare Böden Kalk reguliert den pH-Wert, puffert Bodensäuren ab, verbessert auf sauren Böden die Nährstoffverfügbarkeit, fördert das Wachstum der Leguminosen sowie das Bodenle- ben. Nicht zuletzt ist Kalk auch ein Pflanzennährstoff und fördert über das Calcium ais Brücke zwischen Ton und Humus die Bodenstrukturbildung. Bodenversauerung - mehrer Ursachen Die Bodenversauerung ist an sich ein natürlicher Vorgang und hat mehrere Ursachen. Wichtigist,dassdiesemProzessderBodenversauerungdurchBasenzufuhr(z.B.Kalkung) entgegengewirkt wird. Dies gilt in Abhängigkeit von Muttergestein vor allem für Böden mit geringer natürlicher Pufferkapazität. Kalk hat nicht nur eine Bedeutung für die Pflan- zenernährung, sondern ist vor allem auch ein wichtiges Bodenverbesserungsmittel. In Österreich sind laut Bodenuntersuchung (BORIS, UBA, 2004) über 30 % der Acker- böden und etwa 60 % der Grünlandböden als sauer bis stark sauer (pH-Werte unter 5,5) einzustufen, d.h. diese Böden bedürfen einer Gesundungs- bzw. Erhaltungskal- kung. Etwa 30 % der Ackerböden und 25 % der Grünlandböden sind schwach sauer, die restlichen Böden (40 % der Ackerböden bzw. 15 % der Grünlandböden) haben ei- nen pH-Wert über 6,5. Bezüglich des Carbonatgehaltes sind über 45 % aller Grünland- bzw. 35 % aller Acker- böden als „kalkfrei“ einzustufen. Der pH-Wert bzw. Carbonatgehalt des Bodens wird von der Bodengeologie, der Bo- denentwicklung (Bodentyp), der Bodenart (Bodenschwere), aber auch von der Frucht- folgegestaltung und vor allem von der Kalkdüngung beeinflusst. Bodenatmung – natürliche Ursache der Bodenversauerung Die Produktion von H-Ionen (Säuren) im Boden erfolgt vorrangig über die CO2 – Bildung im Boden durch die Atmung der Bodenlebewesen und der Pflanzenwurzeln. Ein Hektar enthält ca. 25 t Mikroorganismen (entspricht ca. 50 GVE/ha). So werden je Hektar Boden jährlich bis zu 20 t CO2 gebildet. Je höher die Temperatur und aktiver das Bodenleben, desto mehr Kohlendioxid (Pflanzennährstoff für die Assimilation) wird gebildet. In Verbindung mit Wasser entsteht Kohlensäure. H+-ionen OH-ionen 0 4 5 6 7 8 9 0 4 -ionen OH-ionen 0 4 5 6 7 8 9 0 4 günstiger pH-Bereich landwirtschaftlicher Kulturböden sauer Neutral- bereich alkalisch Abb1: pH-Wert – Maßstab zur Quantifizierung der Bodensäure pH-Messung Mikroflora Anzahl Lebendgewicht je g (kg/ha) Bakterien 600.000.000 10.000 Pilze 400.000 10.000 Algen 100.000 140 Mikrofauna je 1.000 cm3 Rhizopoden Flagellaten 1.500.000.000 370 Ciliaten Metazoenfauna Nematoden 50.000 50 Springschwänze 200 6 Milben 150 4 Enchytraeiden 20 15 Tausendfüßler 14 50 Insekten, Käfer 6 17 Mollusken 5 40 Regenwürmer 2 4.000 Arten und Gewicht an Bodenleben in der obersten Bodenschicht brosch_kalk_kern.indd 4 15.10.2007 11:10:18 Uhr
  5. 5. Je mehr CO2 in der Bodenluft bzw. Kohlensäure gebildet wird, desto mehr H+-Ionen müssen neutralisiert werden. Wenn nicht von Natur aus genügend kalkhältiges bzw. basenreiches Bodenmaterial zur Abpufferung vorhanden ist, sinkt der pH-Wert und der Boden versauert. Kohlensäurebildung im Boden: CO2 + H2O ⇆ H2CO3 ⇆ HCO3- + H+ Nährstoffaufnahme wirkt versauernd Im Zuge der Nährstoffaufnahme durch die Pflanzen müssen stets saure H-Ionen gegen gelöste Kationen (Ca, Mg, K, NH4) ausgetauscht und an den Boden abgeben werden. Dieser Vorgang wirkt versauernd und muss abgepuffert werden. Humusbildung belastet Säurehaushalt Auch bei der Humusbildung im Boden entstehen beim Umbau von organischer Sub- stanz bei der Bildung von Fulvo- und Huminsäuren verstärkt H+-Ionen, die abgepuffert werden müssen. Ansonst erfolgt – speziell auf kalkfreien Hochmoorböden – eine star- ke pH-Absenkung. Die Oxidation von reduzierten Schwefel-, Mangan- und Eisenverbindungen im Boden setzen ebenfalls Säuren (H+-Ionen) frei, die zur Bodenversauerung beitragen. Nicht zuletzt erfolgt auch ein gewisser Säureeintrag mit dem „Sauren Regen“, speziell mit den Winterniederschlägen (Schnee), welcher vor allem die Bodenkrume belastet, sobald der Unterboden auftaut. Dann können aufgrund der angesammelten Konzent- ration die Ca-Kittsubstanzen zwischen den Bodenteilchen aufgelöst werden. Struktur- zerfall ist die Folge. Versauerung durch Auswaschung und Nährstoffentzug Sowohl Nährstoffaufnahme als auch Nährstoffauswaschung von basisch wirkenden Kationen (Ca-, Mg-, K-Ionen) führt zu einer zusätzlichen Versauerung. Die Höhe der Auswaschungsverluste hängt von der Bodenart (leichte Böden mehr als schwere Bö- den), von der Art und Dauer der Bepflanzung und nicht zuletzt von der Höhe und In- tensität der Niederschläge und vom pH-Wert ab. Je niedriger der pH-Wert, desto mehr Kationen (vor allem Calcium) werden ausgewaschen. Ferner erfolgt über die Nährstoffabfuhr mit dem Erntegut auch ein Entzug von Kati- onen, der über die natürliche Bodennachregenerierung oder durch Düngung wieder ausgeglichen werden muss. Warum versauert der Oberboden? Besonders bei Bodenverdichtungen steigt die Kohlensäureproduktion und damit die Versauerung, da der Austausch nach oben in die Atmosphäre behindert bzw. unter- brochen wird. Dementsprechend sinkt der pH-Wert infolge verstärkter Kohlensäurebil- dung im Oberboden stärker ab als im Unterboden. Die Wasserbildung wird gehemmt. Schema Mobilität in Anlehnung an Fink, 1978 Kalkverbrauch 275 bis 910 kg Auswaschung 150 bis 500 kg Neutralisation Bodensäuren 25 bis 50 kg Immissionen 20 bis 40 kg kalkzehrende Dünger 50 bis 150 kg Planzenentzüge 30 bis 170 kg Verluste in kg CaO pro Jahr und Hektar (berechnet als Calciumoxid, Umrechnung in CaCo3 mit Faktor 1,785 brosch_kalk_kern.indd 5 15.10.2007 11:10:19 Uhr
  6. 6. 6 CO2 (Vol-%) pH Atmosphäre 0,03 5,6 Bodenluft 0,3 5,2 Bodenluft 1,0 5,0 Bodenluft 10,0 4,5 Tab 2: pH-Wert von Wasser im Gleichgewicht mit Luft unterschiedlichen CO2-Gehaltes pH-Wert Entnahmetiefe ohne Kalk mit Kalk 0 bis 4 cm 4,6 5,6 4 bis10 cm 5,2 5,3 10 bis 20 cm 5,5 6,3 20 bis 30 cm 6,0 6,3 Tab 3: Versauerung im Oberboden (Gutser, 1996) Folgen der Bodenversauerung Die Bodenversauerung verschlechtert vor allem die Nährstoffverfügbarkeit und hemmt das Wurzelwachstum und damit auch das Wasserspeichervermögen des Bodens. Bodenversauerung bewirkt : ■ Hemmung des Bodenlebens (z.B. Regenwürmer) und der Humusbildung ■ Verschlechterung der Krümelstabilität (Strukturschäden, Verschlämmung) ■ Abnahme der Kationenaustauschkapazität (KAK) und dadurch verstärkte Auswaschung sorptionsgebundener Kationen wie Ca, Mg und Kalium. ■ Verringerung der Nährstoffverfügbarkeit, vor allem von Molybdän und Phosphor sowie gehemmte Aufnahme von Kalium und Magnesium ■ Verstärkte Bildung schwer pflanzenlöslicher Fe- und Al-Phosphate sowie verstärkte Freisetzung von Al, Mn, Cu, Zn, Fe, Cr und Bor. ■ Schlechtes Kleewachstum durch geringere Aktivität der Knöllchenbakterien ■ Hemmung der Nitrifikation im Boden ■ Verringertes Wurzelwachstum u. damit Wasserhaltevermögen ■ Verstärkte Vernässung insbesonders von schweren Böden Der Versauerung des Oberbodens kann durch Kalkung entge- gengewirkt werden. Ebenso kann einer Bo- denverdichtung durch gezielte Kalkung und dadurch verstärkter Tonflockung entgegen- gewirkt werden. Krumenverkrustung behindert Luftaustausch Krumenverkrustung hemmt Gasaustausch und schädigt die Wurzel. Bodenbildung und Bodenfruchtbarkeit N- und Humusgehalt brosch_kalk_kern.indd 6 15.10.2007 11:10:22 Uhr
  7. 7. Bodenversauerung hemmt Humusbildung „Saure Böden“ haben eine geringe mikrobielle Aktivität und damit einen trägeren Nähr- stoffumsatz. Auch die endstehende Humusqualität ist infolge eines weiten C/N-Ver- hältnisses (Kohlenstoff/Stickstoff) schlechter. Bei einem sehr weiten C/N-Verhältnis von ca. 20:1 (normal 8-10:1) wird aus der orga- nischen Substanz weder N aus dem Bodenpool abgegeben, noch mineralischer N mi- krobiologisch fixiert. Auf sauren Böden findet auch eine verstärkte Anreicherung mä- ßig zersetzter Vegetationsrückstände an der Bodenoberfläche in Form von Roh- oder Auflagehumus statt. physiologische Wirkung pH (KCI) Grau-Braunhuminsäure-Verhältnis eingesetzten Düngemittel sauer ohne Kalk 3,9 + 8,0 sauer Kalk I 4,5 + 32,0 sauer Kalk II 5,6 + 55,0 neutral ohne Kalk 4,6 + 36,0 neutral Kalk I 5,2 + 51,0 alkalisch ohne Kalk 5,7 + 41,0 alkalisch Kalk I 6,7 + 63,0 alkalisch Kalk II 7,3 + 71,0 Tab 1: Einfluss der Kalkzufuhr bzw. des pH-Wertes auf die Humusqualität (Kremkus, 1961) Eine Kalkung saurer Böden ist in der Regel mit einer Verbesserung der Mineralierung der organischen Substanz und damit Verbesserung der N-Wirkung verbunden. In hu- musreichen Böden genügt ein pH von 5,0 bis 5,5 um Al an die organische Substanz zu binden. Nährstoffmangel fördert Versauerung Auf extensiven Grünland, ungedüngten Almböden sowie schlecht gepufferten Böden führt allein der Vorgang der Wurzelatmung und Nährstoffaufnahme zu einer Eigendy- namik der Bodenversauerung in der obersten Bodenschicht. Obwohl keine Nährstoff- abfuhr über das Erntegut erfolgt werden die Böden immer nährstoffärmer, da mit zu- nehmender Versauerung auch die Kationenauswaschung steigt. Es entstehen extensive Bürstlingwiesen, die kaum noch verbissen werden. In weiterer Folge können sich auf den infolge der Nichtbewirtschaftung zunehmend versauerten Gebirgsböden Zwergsträucher wie Heidekraut, Rost-Alpenrose, Heidel- beere, Rauschbeere) ausbreiten. Letztlich kommt nicht nur die Vegetation, sondern auch das Bodenleben zum Stillstand. Wichtig ist zumindest eine regelmäßige Nährstoffrücklieferung über Wirtschaftsdün- ger zumindest durch die Bestoßung mit Weidevieh (Kationenzufuhr von Ca, K, Mg), um der Bodenversauerung und in weiterer Folge der Vernässung entgegenzuwirken. Boden-pH-Wert ökolo- gischenFaktoren sowie Nährstoffverfügbarkeit (nach Schröder) Mangelnde Düngung und Nutzung fördert Versauerung und Vernässung brosch_kalk_kern.indd 7 15.10.2007 11:10:27 Uhr
  8. 8. Vernässung und Verdichtung – Folgen von Versauerung Auf schlecht gedüngten Grünland kommt es infolge Nährstoffmangel zuerst zum Auf- treten von Nährstoffarmutsanzeigern wie Zittergras, Ruchgras, Flaumhafer, Wucher- blume, Augentrost sowie Bürstling und Rasenschmiele auf Almen. In weiterer Folge sinkt dann der Ertrag. Abnehmendes Pflanzenwachstum bedeutet auch weniger Wurzelmassebildung und damit weniger Wasseraufnahme durch die Pflanze. Verschlechterung der Bodenstruktur bis hin zur Plackenbildung am Hang kön- nen die Folge sein. Es wird aber auch wesentlich weniger Wasser produktiv über die Pflanze verarbeitet, wodurch es mit zunehmenden Ertragsabfall letztlich zur Vermoosung bis hin zur Ver- nässung der Flächen kommt. Das verstärkte Auftreten von Nässeanzeigern wie Bin- sen, Seggen, Wollgras etc. sind die Folge. Die mit dem abnehmenden Pflanzenwachstum einhergehende geringere Verdunstung bewirkt speziell auf schweren Böden in Verbindung mit der Belastung durch Befahren oder Beweidung eine zusätzliche Verdichtung und Vernässung des Bodens. Auf Ackerböden ist bei zunehmender Bodenversauerung und Kationenauswaschung (insbesonders Calcium) die Gefahr der Bodenverdichtung wesentlich größer als auf Grünlandböden mit einer ganzjährig dichten Durchwurzelung. Die bodenstrukturfördernde Wirkung des freien (nicht an Carbonat gebundenen) Calci- ums (Ca++ ) ist daher am Acker besonders wichtig. Düngung beugt Wassererosion vor Mangelnde Düngung vor allem mit Phosphor und Kalk verringert die Wurzelausbildung und damit indirekt das Wasserhaltevermögen der Böden, wodurch auch die Gefahr der Wassererosion steigt. So kann eine Mehrschnittwiese bei Starkregen mehr Wasser aufnehmen als ein Fich- tenwald. Eine intensive Mähwiese nimmt mehr als doppelt soviel Wasser auf als eine extensiv genutzte Wiese. Auf einer ungedüngten Bürstlingwiese als extensivste Pflan- zengesellschaft fließt das Regenwasser fast zur Gänze ab, weil die ungenutzten Pflan- zen wie ein Schilfdach wirken . Grünlandextensivierung (Braunland statt Grünland) führt zu einem vermehrten und be- schleunigten Wasserabfluss in umliegende Bäche und Flüsse. Dabei ist zu bedenken, dass heute die Belastung der Vorfluter auch durch die zuneh- mende Bodenversiegelung (täglich werden ca. 15 ha in Österreich verbaut) Auch die in der Vergangenheit verstärkt durchgeführten Flussregulierungen sowie der zusätzliche Wasserabtransport aus der Region infolge der nahezu flächendeckenden Kanalisation (ca. 50 m³ Wasser/Jahr per EW fließen dadurch ab) belasten die Vorfluter zusätzlich. Vegetation Abfluss (mm) Versickerung (mm) Mähwiese 10 90 Fichtenwald 22 78 Zwergsträucher 56 44 Schlechte Wiesen 58 42 Weiderasen 67 33 Rhododendrongesträuch 64 37 Borstgras-Weide 98 2 Tab.4: Abfluss und Versickerung von 100 mm Regenwasser pro Stunde inAbhängigkeit von der Vegetation (n. Mayer, 1976) Für die Produktion von 1 kg Heu werden im Zuge der Transpira- tion (Wasserverbrauch und Abgabe über die Blattoberfläche) etwa 700 Liter Wasser ver- dunstet, das sind bei einem Ertrag von nur 6000 kg Heu immerhin 4.200 m³ Wasser (Wassersäule von 4,2 m) je ha jährlich. Nährstoffmangel und Verdichtung hemmt Wurzelwachstum Wurzelbilder (nach SOBOTIK, 1996) Wasseraufnahme eines Lössbodens in Abhängigkeit vom pH-Wert nach Gutser (1997) pH 5,5 = 100 % pH 6,3 = 196 % brosch_kalk_kern.indd 8 15.10.2007 11:10:27 Uhr
  9. 9. Puffersysteme im Boden Im Boden wirken in Abhängigkeit vom pH-Wert verschiedene Gleichgewichtssysteme. Diese Puffersysteme vermögen Säurestöße (H+ ), aber auch Basen (OH-) zu dämpfen und zu neutralisieren. Unter Pufferung versteht man ein annäherndes Konstanthalten des pH-Wertes im Boden trotz der Zufuhr von Säuren (H+ ) oder Basen (OH-Ionen).Be- sitzt ein Boden von Natur aus ausreichend Ca-Carbonat, so kommt das „Carbonat-Puf- fersystem“ zur Wirkung. Carbonate werden bei pH-Werten über 6,2 gebildet. Fehlen im Boden freie Carbonate, so erfolgt die Pufferung mit wesentlich geringerer Pufferkraft über das sog. „Silikat-Puffersystem“ durch Basen ( Calcium, Magnesium, Kalium, Natrium), die bei der Verwitterung von Silikaten freigesetzt werden. Dabei werden vorrangig die an Bodenkolloide adsorbierten Ca- und Mg-Ionen als Basen im Austausch mit den H-Ionen in der Bodenlösung zur Pufferung herangezogen. Mit zunehmender Versauerung sinkt jedoch die Ca-Sättigung am Sorptionskomplex, während die Eisen-, Mangan-, Zink- und letztlich die Aluminium-Ionenkonkurrenz zunimmt. Speziell bei pH-Werten unter 5 nimmt im sog. „Austauschpufferbereich“ die Kationen- austauschkapazität stark ab. Dadurch werden infolge der sinkenden Speicherfähigkeit verstärkt Nährstoffe wie vor allem Calcium, Magnesium und Kalium ausgewaschen. Infolge Ca-Mangel verschlechert sich dann auch das Bodengefüge, wodurch es leich- ter zur Verdichtung des Bodens kommt. Unter pH 4,2 kommt es zum Zerfall der Tonminerale, wobei gleichzeitig wurzeltoxische Al-Ionen freigesetzt werden. pH-Wert Puffersystem Pufferkapazität*) 6,2 Carbonat-Puffersystem 300,0 kmol H+/% CaCO3**) 6,2-5,0 Silikat-Puffersystem 25,0 kmol H+/% Silikat 5,0-4,2 Austausch-Puffersystem 7,5 kmol H+/% Ton 4,2 Aluminium-Puffersystem 150,0 kmol H+/% Ton Tab.5: Puffersysteme des Bodens (Ulrich, zit. Sauerbeck, 1985) *) Angaben bezogen auf 10 cm Krumentiefe **) 300 kmol H/% bedeutet, dass je % Ca-Carbonat des Bodens (bezogen auf 10 cm Krumentiefe) etwa 300 kg Wasserstoffionen neutralisiert werden können. Wie wirkt Kalk im Boden Kalk kommt vielfach von Natur aus (mit Ausnahme von sauren Böden wie z.B. Gneis, Granit, Urgestein etc. in unterschiedlichen Mengen in Form von Ca-Carbonaten (Calcit) bzw. Silikaten vor oder wird durch Düngung zugeführt. Für die Kalkwirkung ist die Bin- dungsform entscheidend. Kalk kann säure- oder wasserlöslich bzw. gebunden in orga- nischer Substanz vorliegen. Kalk liefert einerseits Basen (OH-Ionen) und dient damit der Abpufferung von Boden- säuren und andererseits Ca-Ionen zur Verbesserung der Bodenstruktur. Ist von Natur aus im Boden Ca-Carbonat (CaCO3) vorhanden, so erfolgt die Auflösung des Carbonates vorrangig durch das Kohlendioxid (CO2) in der Bodenluft, welches durch die Atmung (Bodenlebewesen, Wurzelatmung) und Umsetzung der organischen Subs- tanz im Boden entsteht. Je aktiver das Bodenleben, desto stärker die Umsetzung. Ca-Mangel begünstigt Verschlämmung Wie wirkt Kalk? Boden enthält � 0,1 bis 1,5 % Carbonat bzw. Silikat ca. 300 – 4.500 kg/ha Carbonatverwitterung � erfolgt über CO2 aus der Bodenluft Ca für Strukturbildung OH für Säurepufferung brosch_kalk_kern.indd 9 15.10.2007 11:10:28 Uhr
  10. 10. 10 In Verbindung mit Wasser erfolgt die Bildung schwacher Kohlensäure, wobei mit Hilfe der Kohlensäure (H2CO3) das schwer lösliche Ca-Carbonat (Ca CO3 ) zum leicht löslichen Ca(HCO3)2 ( Calciumhydrogencarbonat ) übergeführt wird (sog. „Carbonatverwitterung“). Das lösliche Ca-Hydrogencarbonat wird dann weiter mit Wasser weiter zum löslichen Calciumhydroxid [Ca(OH)2] übergeführt. Bei Düngung mit Branntkalk (CaO) entsteht in Verbindung mit Hilfe von Wasser eben- falls Calciumhydroxid. Dieses liefert einerseits Ca-Ionen für die Pflanzenernährung sowie vor allem für die Bo- denstrukturbildung, indem die Ca-Ionen austauschbar an Tonminerale und Humusstof- fe sorbiert werden (Ton-Humus-Komplexbildung). Die dabei entstehenden Hydrogen-Ionen (OH -) dienen der Pufferung von Bodensäuren (H+). Erhöht sich hingegen die Konzentration an OH-Ionen (z. B. nach einer stärkeren Kalkung), so werden auch überschüssige OH-Ionen durch Kohlensäure wieder neutra- lisiert bzw. abgepuffert. Enthält der Boden jedoch kein oder zu wenig Carbonat (Ca CO3), dann wirkt die Koh- lensäure (H2CO3) bodenversauernd, da sie dann zu Hydrogencarbonat (HCO3 -) und zu sauren Wasserstoffionen (H+) dissoziiert. Damit steigt auch der H-Ionenanteil am Sorptionskomplex. Carbonatpufferung CO2 + H2O ⇆ H2CO3 (Kohlensäurebildung) H2CO3 ⇆ HCO3 - + H+ (ohne Carbonat erfolgt Versauerung durch Kohlensäure) Ca CO3 + H2CO3 ⇆ Ca (HCO3)2 (mit Carbonat erfolgt Pufferung) Ca(HCO3)2 + 2 H2O ⇆ Ca(OH)2 + 2 H2O + 2 CO2 Ca(OH)2 ⇆ Ca2 + + 2 OH- 2 OH- + 2 H+ ⇆ 2 H2O Die im Boden für die Versauerung verantwortlichen Wasserstoffionen (H-Ionen) wer- den mit Hilfe der OH-Ionen neutralisiert. Fehlt jedoch das Ca-Carbonat von Natur aus bzw. wird es nicht durch Kalkdüngung zugeführt, so wirkt die Kohlensäure bodenver- sauernd und senkt den pH-Wert im Boden ab. Abb.4 : Wie wirkt Kalk im Boden n. Letag, 2006 Aus dem nach einer Kalkung zugeführten Calziumcarbonat bzw. bereits gelöstem Calziumoxid (Ca0) bei Branntkalk entsteht in Verbindung mit Wasser das Calciumhydroxid [Ca(OH)2]. Dieses wird einerseits in Ca-Ionen (dienen der Boden- strukturbildung) und andererseits zu OH- Ionen übergeführt. Die OH-Ionen dienen der Pufferung, indem sie gegen saure H-Ionen ausgetauscht werden. Bei mangelnder Abpufferung steigt der Anteil an H-Ionen am Sorptionskomplex. Kalk bildet die Brücke zwischen Ton und Humus brosch_kalk_kern.indd 10 15.10.2007 11:10:30 Uhr
  11. 11. 11 Kulturpflanzen benötigen unterschiedlichen pH-Wert Für das Gedeihen der unterschiedlichen Pflanzen ist der optimale pH-Bereich für die je- weilige Kultur entscheidend. So benötigen z.B. Weizen oder Gerste und vor allem alle Leguminosen einen höheren pH-Wert als Hafer, Roggen oder Kartoffel. Jede Kulturpflanze hat ein pH-Optimum. Kalkdüngung – mehrere Aufgaben Eine Kalkung reguliert den pH-Wert im Boden, indem Bodensäuren abgepuffert wer- den. Dadurch wird auf sauren Böden die Verfügbarkeit der Nährstoffe und nicht zu- letzt auch die biologische Aktivität im Boden verbessert. Kalk ist aber auch ein Boden- verbesserungsmittel und fördert über das Calcium die Bodenstrukturbildung, was vor allem auf schweren Böden besonders wichtig ist (siehe Abb. 1 Aufgaben des Kalkes). Abb. 6: Aufgaben der Kalkdüngung Kalk puffert Säuren ab Kalk liefert nach seiner Mineralisierung einerseits Calcium (Ca) für die Pflanzenernäh- rung bzw. als Kittsubstanz zur Ton-Humus-Komplexbildung. Andererseits entstehen Hydrogen-Ionen (OH-) zur Abpufferung von Bodensäuren. Dadurch kann einer Boden- versauerung durch Wasserstoffionen (H+) infolge der Wurzelatmung, Nährstoffaufnah- me etc. entgegengewirkt werden. Bodenversauerung führt zur Abnahme der Boden- fruchtbarkeit bis hin zur Bodendegradierung. Kalk fördert Nährstoffverfügbarkeit und Bodenleben Eine Kalkung saurer Böden verbessert über die Erhöhung des pH-Wertes auch die Nährstoffverfügbarkeit. Ferner wird das Bodenleben und die biologische Aktivität im Boden gefördert. Kalkung fördert Kleewachstum biologische Aktivität und Regenwurmbesatz beseitigt Säuretoxizität verbessert Nährstoffverfügbarkeit (insbesondere Phosphat und Molybdän) verbessert Bodenstruktur und schützt vor Bodenverdichtung Günstige Boden-Reak- tionsbereiche für einige Kulturpflanzen Abb.5: Optimale pH-Werte der wichtigsten Kulturpflanzen (n. Gericke, 1951) brosch_kalk_kern.indd 11 15.10.2007 11:10:30 Uhr
  12. 12. 12 Abb. 7 .: Einfluss der Düngung auf die Entwicklung der Bodenorganismen in % (n. Rübensam u. Steinbrecher, 1968) Kalk fördert Bodenstrukturbildung Das Calcium selbst ist ein essentieller Pflanzennährstoff, aber in erster Linie ist das Calcium ein wichtiger Bodenhilfsstoff, welcher als Kittsubstanz für die Krümelbildung (Brückenbildung zwischen Ton- und Humusteilchen) zur Erhaltung der Bodenstruktur dient. Auf schweren Böden sowie verdichteten Böden erfolgt eine Ca-Düngung vorran- gig im Hinblick auf die Verbesserung des Bodengefüges. Kalkung beugt Bodenverdichtung vor Entkalkte Böden neigen besonders zur Verdichtung, da wenn das Calcium zur Bodenstruk- turbildung fehlt. Dies gilt vor allem für schwere Ackerböden, wo speziell eine leichte Dün- gung mit Branntkalk oder Mischkalk die Tonflockung fördern und damit der Bodenverdich- tung durch bessere Lebendverbauung von Ton und Humus entgegenwirken kann. Kalk liefert den Nährstoff Calzium Die Ca-Versorgung der Pflanzen ist aus der Sicht der Pflanzenernährung meist gewähr- leistet und ein Mangel tritt mit Ausnahme vom intensiven Obst- u. Gemüsebau nur sel- ten auf. Obst- und Gemüsekulturen leiden zur Zeit der intensiven Zellteilung aufgrund des trägen bzw. schwer beweglichen Ca-Transportes innerhalb der Pflanze nicht selten unter einem Ca-Mangel (z.B. Stippigkeit der Äpfel). Bei Äpfel, Tomaten, Sellerie, Blumenkohl, Chinakohl etc. findet die Ca-Aufnahme aus dem Boden vorrangig zur Zeit der Zellteilung, beim Apfel etwa 1-5 Wochen nach der Blüte statt. Bei Blättern findet die Ca-Aufnahme hingegen während des ganzen Trieb- wachstums (solange neue Blätter und Stängel gebildet werden) statt. Eine Blattdüngung knapp vor der Blüte mit einer 1-2%igen Calciumchlorid- oder Calci- umnitratlösung ist hier möglich.Ebenso kann eine leichte Düngung mit löslichen Kalken (Branntkalk, Löschkalk) oder bei höheren pH-Werten auch mit Gips zur Verbesserung der Ca-Versorgung beitragen, da diese etwa 3-5 Wochen anhält. Mit Gips wird der pH-Wert nicht erhöht und damit einer möglichen Störung der Spuren- elemtaufnahme vorgebeugt. Der Anteil an wasserlöslichem Calcium kann auch über die Bodenuntersuchung festgestellt werden. Entkalkte Böden neigen zur Verdichtung, wenn das Calcium zur Bodenstrukturbildung fehlt. pH 6 pH 4,8 Optimale pH- Bereiche einiger Mikroorganismen Azotobacter 6,5 bis 7,5 Knöllchenbakterien des Klees 6,0 bis 7,0 Closteridium Pasteruianum 6,5 bis 7,3 verschiedene Bodenpilze 4,0 bis 5,0 Kalk fördert Lebendverbauung brosch_kalk_kern.indd 12 15.10.2007 11:10:33 Uhr
  13. 13. Kalk fördert Leguminosen Leguminosen haben grundsätzlich einen höheren Kalkanspruch haben als Gräser. Gleichzeitig wirken Leguminosen stärker bodenversauernd als Gräser, weil infolge der Luftstickstoffbindung der Leguminosen die Pflanzen den Stickstoff vorrangig in Form von Ammonium (NH4 +) aufnehmen. Die insgesamt stärkere Kationenaufnahme (K, Ca, Mg und besonders NH4) führt zu einer verstärkten Wasserstoffionenabgabe (H+) über die Wurzeln und damit zu einemstärkeren pH-Abfall. Leguminosen brauchen aber u.a. auch deshalb einen höheren pH-Wert, weil die Molyb- dänverfügbarkeit (benötigen Knöllchenbakterien zur Luftstickstoffbindung) mit zuneh- menden pH-Wert ansteigt und damit verbessert wird. Dies ist der Grund, warum eine Kalkung die Leguminosen fördert. Unter pH 5 ist das Kleewachstum stark eingeschränkt. Ferner haben Leguminosen ein dreimal höheres Ca-Anreicherungsvermögen als Gräser. Abb 8: Leguminosen brauchen Kalk (nach Mengel und Steffens 10082) pH-Wert - Leitparameter für Kalkversorgung Der anzustrebende pH-Wert im Boden hängt vom Tonanteil (Bodenschwere) und vom Humusgehalt ab. Ton- und humusreiche Böden haben eine höhere Austauschkapazität als humusarme Sandböden. Dadurch können Sandböden leichter abgepuffert werden als schwere Ton- böden. Bei leichten Böden genügt daher ebenso wie auf stark humosen Böden ein niedrigerer pH-Wert. Sorptionskraft (Bodenschwere) Ackerland Grünland 2 (leicht 15 % Ton) um 5,5 um 5,0* 3 (mittel 15-25 % Ton) um 6,0 um 5,5 4 (schwer 25 % Ton) um 6,5 um 6,0 Tab.6: Anzustrebende pH-Werte (gemessen in CaCl2) in Abhängigkeit von der Bodenschwere (BMLFUW 2006) *Auf Moorböden und anmoorigen Grünlandböden ist auch ein pH- Wert von 5 ausreichend. **Kalkhaltige Niedermoore können auch einen pH-Wert von 6-7 aufweisen. Zeigerpflanzen sauer Borstengras Heidekraut Heidelkraut Heidelbeere Weiches Honiggras Flatterbinse Kleiner Sauerampfer Drahtschmiele Adlerfarn Arnika basisch Pastinak Esparsette Wiesensalbei Sichelklee Aufrechte Trespe Fingerkraut Stängellose Distel tM-ertrag düngung alkalisch sauer ph 6,5 ph 3,5 ertrag dt/ha ohne düngung 58 58 npK 112 75 npK+cao 119 112 pflanzenarten erwünschte 76 % - Unerwünschte - 95 % 46-jähriger Dauer- Grünlandversuch (HLS Rottalmünster) n. Schnellhammer und Stich, 2006 brosch_kalk_kern.indd 13 15.10.2007 11:10:34 Uhr
  14. 14. 14 Was sagt der Carbonattest? Der „Carbonattest“ (auch als Kalktest oder besser Säurepuffertest bekannt) kann im Labor (nach Scheibler) oder am Feld nach Beträufeln mit 10 % iger Salzsäure abge- schätzt werden. Dabei treibt die starke Salzsäure die schwache Kohlensäure aus ihrer Verbindung mit dem Kalk aus. Bei einem darauffolgenden Aufbrausen wird angezeigt, dass im Boden Carbonatverbindungen vorhanden sind, die im Boden vorhandene Säu- ren abpuffern können. Je mehr Kohlensäure ausgetrieben wird, desto höher der Car- bonat- bzw. Kalkgehalt. Der Test ist eine einfache Möglichkeit, um vor allem auf schweren Ackerböden zu prü- fen, ob die vorhandene Bodenstruktur vor den Angriff durch Säuren geschützt ist. Un- ter 1 % CaCO3 bzw. MgCO3 ist meist kein Aufbrausen erkennbar. Der Carbonattest (CO3-Test) liefert jedoch noch keine Aussage darüber, wie hoch die Calciumbelegung am Sorptionskomplex bzw. wie viel pflanzenverfügbares Calcium in der Bodenlösung vorhanden ist. Was sagt die Kationenaustauschkapazität (KAK) Normalerweise korreliert der pH-Wert mit der Ca-Sättigung am Sorptionskomplex, lie- fert jedoch noch keine Aussage über das Verhältnis der Kationen am Austauscher. Unter Kationenaustauschkapazität versteht man die Fähigkeit des Bodens Kationen austauschbar zu binden. Kationen gelangen vorrangig durch Gesteinsverwitterung und Düngung in den Boden. Die KAK beeinflusst die Pflanzenverfügbarkeit sowie die Auswaschungsgefährdung und gibt auch Auskunft über die Filtereigenschaften eines Bodens gegenüber eingetra- genen Schadstoffen. Die effektive KAK ist die Summe aller austauschbaren Kationen (Ca++, Mg++, K+, Na+ ein- schließlich Al+++, Mn++, Fe++ und H+-Ionen auf sauren Böden) am Sorptionskomplex. Die KAK wird vom Ton- und Humusgehalt beeinflusst (Ca und Mg werden relativ stär- ker an organische Austauscher, K und NH4 stärker an Tonmineralien gebunden). An der Oberfläche der Tonminerale nimmt die Bindungskraft in der Reihenfolge Ca, Mg, K und Na ab, d.h. Calzium und Magnesium werden stärker an Tonminerale gebunden als Kalium und Natrium. Die KAK bestimmt in Abhängigkeit vom pH-Wert die Pufferkraft des Bodens. Leichte und humusarme Ackerböden sowie Extensivgrünland (Almböden) haben eine geringere KAK als schwerere Böden. Die Kationenaustauschkapazität (KAK) wird über den Ton- und Humusgehalt ermittelt. (Normalwert 10-40 cmol IÄ/1000g Boden) Wasserlösliches Calcium Für Spezialkulturen (z. B. Obstbau) kann neben der Untersuchung auf austauschbar ge- bundenes Calcium am Sorptionskomplex auch eine zusätzliche Bodenuntersuchung auf den Anteil an wasserlöslichen Calcium in der Bodenlösung von Interesse sein. Kationenverteilung am Sorptionskomplex Die ideale Kationenverteilung am Sorptionskomplex für eine gute Bodenstruktur zeigt die Abb. 9. Auf fruchtbaren Böden beträgt der Anteil an Ca-Ionen am Sorptionskomplex 70 bis 85 %, während auf sauren Böden mit pH-Werten unter 5,0 der Anteil oft unter 55 % liegt, weil Ca dann ausgewaschen bzw. von sauren Kationen (vorrangig H-Ionen) ver- drängt werden kann. Kalktest brosch_kalk_kern.indd 14 15.10.2007 11:10:35 Uhr
  15. 15. 5 Der Anteil an Säuren (H-Ionen einschl. Al, Fe, Mn) sollte am Sorptionskomplex weniger als 15 % betragen. Speziell Al–Ionen bewirken eine stärkere Versauerung, weil sie im Austausch wiederum verstärkt H-Ionen bilden. Al- und Mn-Ionen können bei sehr niedrigen pH-Werten (unter pH 4,5) verstärkt in die Bodenlösung gelangen und dort wurzeltoxisch und negativ auf das Wachstum (Pflan- zenverträglichkeit) wirken. Vor allem eine Calcium– Belegung unter 55 % ist ungünstig und vielfach die Ursache für eine schlechte Bodenstruktur. Bodenverschlämmungen bzw. Verkrustungen kön- nen die Folge sein. Der Gehalt von Magnesium im Boden ist vorrangig geogen bedingt. Am Sorptionskom- plex sollte der Anteil im Bereich von 10-15 % liegen. Das Verhältnis Ca : Mg sollte etwa 6:1 sein. Der Anteil an Kalium am Sorptionskomplex sollte 5 % nicht wesentlich überschreiten. Mg-Werte unter 10 % können in Verbin- dung mit hohen Kaliumwerten einen Mg-Mangel bewirken und umgekehrt können er- höhte Magnesiumwerte auch Ursache für einen Kaliummangel sein. Speziell eine über- höhte Magnesiumdüngung mit leicht löslichem Bittersalz kann die Kaliumversorgung vorübergehend beeinträchtigen. Magnesium kann neben Kalium auch mit Calcium und Ammonium sowie mit Mangan und H-Ionen konkurrieren. Laut Bodenanalyse sollte das Verhältnis K2O : Mg zumindest 1,5 bis 2:1 betragen. Liegt das Verhältnis darunter können bei Trockenheit Kaliummangelsymptome auftreten. Bei einem Verhältnis über 5:1 sind hingegen Mg-Mangelsymptome möglich. Höhere Mg-Anteile können im Boden auch deshalb auftreten, weil Magnesium-Ionen aufgrund des kleineren Ionendurchmessers im Vergleich zu Calzium weniger auswa- schungsgefährdet sind und dadurch auch bei niedrigeren pH-Werten länger in der Bo- denlösung bleiben als die Calcium-Ionen. Humose Böden weisen oft auch deshalb höhere Mg-Werte aus, weil das Magnesium im Vergleich zu Kali stärker in die organische Substanz des Bodens gebunden wird. Abb. 9 Erhöhte Natriumwerte von über 0,5 bis1 % bewirken eine Zerstö- rung der Bodenstruktur („Zerfließen“ des Bodens) und können bei uns vorübergehend am Straßenrand infolge der Salzstreuung auftreten. Auswaschungsver- luste an K+ , Mg++ und Ca++ aus dem Boden durch sauren Niederschlag brosch_kalk_kern.indd 15 15.10.2007 11:10:37 Uhr
  16. 16. 16 Qualitätskriterien von Düngekalken Bei der Bewertung der Kalke spielt neben dem Preis vor allem der Reinnährstoffgehalt (CaO-Anteil), die unterschiedliche Löslichkeit der Kalke sowie der Vermahlungsgrad eine wichtige Rolle. Laut Düngemittelgesetz (DMG) müssen Kalke mind. einen Gehalt von 30 % Ca0 aufweisen. Reinnährstoffpreis Neben der Kalkgruppe, d.h. schnell (Branntkalk), mittel (Mischkalk) oder langsam wir- kend (Kohlensaure Kalke), ist der CaO-Gehalt wertbestimmend. Um die basische Wirksamkeit unterschiedlicher Kalkbindungsformen vergleichen zu können, wird der CaO-Gehalt als Gesamtwert an basisch wirksamen Verbindungen angegeben. Der Reinnährstoffpreis dient einem objektiven Preisvergleich und errechnet sich, in- dem man den Preis je 100 kg Kalkdünger durch den Ca0-Gehalt dividiert. Marktpreis je 100 kg = Preis/kg Ca0 % Ca0 des Kalkdüngers 1 kg Calziumoxid (Ca0) entspricht 1,00 kg „Ca0“ z. B. Branntkalk 1 kg Calziumcarbonat (Ca03) entspricht 0,56 kg „Ca0“ z. B. Kohlensaurer Kalk 1 kg Magnesiumcarbonat (MgCO3) entspricht 0,66 kg „Ca0“ z. B. Magnesit 1 kg Magnesiumoxid (Mg0) entspricht 1,39 kg „Ca0“ 1 kg Magnesiumhydroxid (Mg(OH)2) entspricht 0,96 kg „Ca0“ 1 kg Calziumhydroxid (Ca(OH)2) entspricht 0,75 kg „Ca0“ z. B. Kalkhydrat oder Löschkalk 1 kg Calziumsilikat (Ca Si04) entspricht 0,48 kg „Ca0“ z. B. Konverterkalk 1 kg Calziumsulfat (CaS04) entspricht 0,00 kg „Ca0*)“ *) Die sulfatische Bindungsform von Calzium (Gips) ist nicht basisch wirksam und auch kein Düngekalk. Gips ist hingegen ein Calzium und Schwefeldünger. Mahlfeinheit beeinflusst Löslichkeit! Die Mahlfeinheit bei ungebrannten Kalk/Dolomitsteinmehlen ist das wichtigste Quali- tätskriterium. Nur wenn sich der Kalk zwischen den Fingern mehlig anfühlt, ist die Qua- lität in Ordnung. Grob sandige Produkte haben nur eine geringe Oberfläche und damit eine schlechte Löslichkeit. Dadurch wird zu wenig Calcium (Kitt-Mörtel) gelöst, wel- cher zur Verkittung von Ton und Humus in einer Mindestmenge (Reaktionsschwelle) nötig ist. Je feiner die Vermahlung, desto besser ist die Löslichkeit, da die umsetzungsaktive Oberfläche um ein Vielfaches größer ist. So sind Körnungen über 1 mm in den nächs- ten 50 Jahren unwirksam. Nur bei einer Mahlfeinheit von 80 % Körnung kleiner 0,3 mm und 100 % kleiner 1mm (laut Düngemittelverordnung,1994), ist in absehbarer Zeit eine gute Wirkung zu erwar- Beispiel: Mischkalk mit 60% Ca0 kostet 7 Euro und Kohlensaurer Kalk mit 53 % Ca0 6 Euro je 100 kg. Mischkalk 7 Euro/ 60 = 0,116 je kg Ca0 Kohl. Kalk 6 Euro/ 53 = 0,113 je kg Ca0 Beide Produkte sind praktisch gleich teuer, obwohl beim Produkt- preis eine Differenz von 17 % besteht. Bodenstabilisierung mit Branntkalk verbessert die Befahrbarkeit, die Durchlüftung, die Wasserführung und das Porenvolumen des Bodens. brosch_kalk_kern.indd 16 15.10.2007 11:10:39 Uhr
  17. 17. 7 ten. Carbonate und Silikate sind nur bodensäurelöslich, weshalb bei diesen Kalken der Vermahlungsgrad besonders wichtig ist. Kalkform, pH-Wert und Löslichkeit Neben der Mahlfeinheit beeinflusst auch die verwendete Kalkform (Oxid, Carbonat, Si- likat) und der pH-Wert (Pufferbereich) im Boden die Löslichkeit. Silikate und Carbonate sind säurelöslich und lösen sich nur bei niedrigen pH-Werten, d.h. je niedriger der pH-Wert, desto besser die Löslichkeit. Bei pH-Werten über 6,2 sind nur noch wasserlösliche Oxide wie Brannt-oder Mischkalk oder Hydroxide gut verfügbar. Löslichkeit von Kalkarten in Abhängigkeit vom Boden-pH-Wert Abb. 11: Löslichkeit von Kalken in Abhängigkeit vom Boden pH-Wert (n.Oehmichen, Chemie für Landwirte, 1992) Wann welchen Kalk einsetzen Für schwerere Ackerböden, wo pH-Werte von 6,5 und darüber angestrebt werden und es vor allem die Bildung eines stabilen Bodengefüges geht, sollten bevorzugt wasser- lösliche Oxide bzw. Hydroxide (Branntkalk, Mischkalk, Löschkalk) eingesetzt werden. Ebenso zur Gesundungskalkung von verdichteten bzw. verschlämmten Böden, da nur wasserlösliche Oxide wie Branntkalk unabhängig vom pH-Wert eine ausreichende Ak- tivität zur verstärkten Tonflockung bewirken. Auf leichten Ackerböden oder auf Dauergrünland (diese haben keine Strukturprobleme) genügt hingegen der Einsatz von Carbonaten (Kohlensauren Kalken). Kalkungen sollen bevorzugt zu kalkliebenden Feldfrüchten (z.B., Klee, Raps, Gerste, Weizen, Mais) gegeben werden. Bei regelmäßiger Erhaltungskalkung ( alle 3 bis 4 Jahre ) reichen in Abhängigkeit von der Bodenart Streumengen von 1000 bis 1500 kg Ca0 (= Reinkalk) aus. Bei gleichzei- tigem Bedarf an Magnesium wie z. B. auf Granit, Gneis oder sandigen Böden, ist ma- gnesiumhältigen Kalkformen der Vorzug zu geben. Eine regelmäßige Erhaltungskalkung verhindert am Grünland die Bildung einer zu star- ken Rohhumusauflage. Die Erhaltungskalkung ist auch mit Feuchtkalken (3 bis 7 % Wasseranteil) möglich. Der Vorteil sind die nahezu staubfreie Ausbringung sowie die bodengünstige Boden– lagerung direkt beim Landwirt. Wirkung von Kohlen- saurem Düngekalk: Feinvermahlung schafft eine große umsetz- ungsaktive Oberfläche grob 1mm fein 0,3 – 1 mm mikro 80 % 0,3 mm 49 .80 6.76 Umsetzungsaktive Oberfläche (cm2/g) Branntkalk gegen Kohlhernie Branntkalk gegen Verschlämmung brosch_kalk_kern.indd 17 15.10.2007 11:10:41 Uhr
  18. 18. 18 Ein idealer Düngezeitpunkt ist die Stoppelkalkung nach der Getreideernte. Bei der Stoppelkalkung ist darauf zu achten, dass der auf die Stoppeln gestreute Kalk nicht direkt untergepflügt wird. Der Kalk muss vorher mit einem mischenden Bodenbe- arbeitungsgerät (z.B. Grubber ) mit dem Oberboden vermischt werden. Kalk und Wirtschaftsdünger Immer wieder tritt in der Praxis die Frage auf, ob Kalk und Wirtschaftsdünger gemein- sam ausgebracht werden dürfen. Vielfach herrscht die Meinung vor, dass zeitliche Si- cherheitsabstände von 14 Tagen zur Vermeidung gasförmiger Ammoniakverluste (NH3) einzuhalten sind. Die N-Verluste durch Ammoniakabgasung werden im Wesentlichen vom Ammonium- Anteil des Düngers, dem Verdünnungsgrad, der Temperatur während und unmittelbar nach der Ausbringung sowie vom pH-Wert der Jauche bzw. Gülle beeinflußt. Wirtschaftsdünger enthalten unterschiedliche Anteile an Ammonium (NH4) und orga- nisch gebundenen Stickstoff. So enthält Jauche über 90 % Ammonium, Rinderfülle etwa 50 % und Stallmist etwa 15 %. pH-Wert beeinflusst Abgasung Wirtschaftsdünger haben einen pH- Wert im Bereich von 7 bis 8 (belüf- tete Gülle bzw. Biogasgülle bis 8,5. Eine Umwandlung von Ammonium zu Ammoniak und somit N-Abga- sung beginnt bei pH-Werten über 8,0 und verstärkt bei einem pH- Wert über 9. Kalkprodukte – unterschiedliche Löslichkeit Bei Kalkprodukten ist die unterschiedliche Löslichkeit (Oxide, Hydroxide,Carbonate, Silikate)zu beachten. Kohlensaure Kalke sind carbonatisch gebunden (CaCO3). Sie ent- stehen durch Vermahlung von Kalk bzw. Dolomitgestein und sind bodensäurelöslich. Diese Naturkalke haben einen Ausgangs pH-Wert von etwa 7,5 , d.h. der pH-Wert kann auch bei gleichzeigiger Ausbringung solcher Produkte nicht über pH 8 ansteigen. Kohlensaure Kalke können daher unmittelbar vor oder nach einer Wirtschaftsdüngeran- wendung ausgebracht werden, ohne dass kalkbedingte N-Verluste zu befürchten sind. Selbst bei gemeinsamer Ausbringung von z.B. kohlensauren Feuchtkalken mit Stall- mist in einem Arbeitsgang sind keine kalkbedingten N-Verluste zu erwarten. Dasselbe gilt für industrielle Fällungskalke (z.B. Schwarzkalk, Carbokalk, Feuchtkalk 43, etc.), die ebenfalls carbonatisch gebunden sind. Carbonatische Kalke können daher in Einzelfällen ( z. B. Berggebieten ) auch gemein- sam mit der Gülle ( max. 250 kg/ha ) ausgebracht werden. Das Problem ist hier in der Praxis nicht die NH3-Abgasung, sondern vielmehr das hohe spezifische Gewicht, so- dass es bei nicht ständig intensiven Aufrühren der Gülle wieder rasch zu einem Abset- zen des Kalkes in der Güllegrube bzw. im Güllefass kommen kann. Feuchtkalk- Ausbringung brosch_kalk_kern.indd 18 15.10.2007 11:10:44 Uhr
  19. 19. 19 Vorsicht bei Branntkalk und Kalkmilch Branntkalk bzw. Mischkalke sind oxidisch gebunden. Für Brannt- bzw. auch Mischkalk gilt daher generell der Grundsatz, dass zwischen Kalk und Wirtschaftsdüngerausbrin- gung entweder eine Bodenbearbeitung liegen soll, oder z.B. am Grünland einmal Nie- derschläge fallen sollen. Ähnlich verhält es sich bei Ausbringung von nicht an CO2 , d.h. nicht an Carbonat ge- bundenen Calziumhydroxiden = Ca (OH)2, welche auch unter der Bezeichnung Kalk- milch, Carbidkalk oder Kalklauge bekannt sind. Diese haben einen pH-Wert von ca. 12,5 und können bei verstärktem Zumischen zu Gülle, insbesonders mit hohem TM-Gehalt den pH-Wert über 9 anheben und damit zu einer stärkeren NH3-Abgasung führen. Bei Verwendung von Flüssigkalk (Calziumhydroxid) mit ammoniumhaltigen Düngern soll daher die Gülle vorher ausgebracht werden . Die Güllegrube soll nur als Zwischenspeicher genutzt werden. 100 kg N bzw. P2O5 verbrauchen (-) oder ersetzen (+) ..... kg CaO auf Acker Grünland Ammonnitrat-Harnstoff-Lösung (AHL) - 100 - 80 Ammonsulfat - 301 - 281 Harnstoff - 100 - 80 Kalkammonsalpeter (NAC) - 49 - 29 Kalkstickstoff + 175 + 195 Volldünger 13 : 13 : 21 - 102 - 82 Volldünger 15 : 15 : 15 - 101 - 81 Thomasphosphat + 300 + 300 Hyperphosphat + 111 + 111 Superphosphat - 4 - 4 Kalidünger ± 0 ± 0 Tab.: 8 Einfluss von Düngemitteln auf den Kalkzustand des Bodens (Patzke nach Sluijsmans) Gips oder Kalk ? Gips (Calziumsulfat) ist wasserlöslich und enthält ca.18 % Schwefel sowie 23 % Calci- um. Er ist vorrangig als Schwefeldünger bekannt. Gips ist ein Neutralsatz und kann daher im Vergleich zu Kalk keine Bodensäuren abpuf- fern und auch den pH-Wert im Boden nicht verändern. Nur eine Kalkung dient über den Nachschub von Basen (OH-Ionen) der Abpufferung von Bodensäuren und der Regulierung des pH-Wertes im Boden. Das Calcium (Ca) dient hingegen bei Gips wie auch bei Kalk als „Mörtel“ bzw. Baustein für die Brückenbildung zwischen Ton und Humus (=Ton-Humus-Komplexbildung) und damit der Verbesserung der Bodenstruktur. Gips kann zur Düngung von schwefelbedürftigen Intensivkulturen wie Raps, Kleegras, Vielschnittwiesen etc. bei entsprechender Homogenisierung auch über die Güllegrube (20-25 kg/m³) in einer Menge von 200 bis 400 kg/ha/Jahr bevorzugt im Frühjahr ausge- bracht werden kann. Gips kann in speziellen Fällen bei Böden mit hohen pH-Werten, aber gleichzeitig gerin- ger Ca-Belegung am Sorptionskomplex (z.B. Überschuss an Kali, Magnesium) sowie bei Obst- u. Gemüsekulturen durch sein leicht lösliches Calcium die Ca-Versorgung ver- bessern ohne den pH-Wert weiter zu erhöhen. Homogenisierung ist wichtig brosch_kalk_kern.indd 19 15.10.2007 11:10:45 Uhr
  20. 20. 20 Ranker Verbraunte Pararendsina Entwässerter, kalkfreier Gley Fotos (6): Wieshammer Kalkhältige Lockersedimentbraunerde Kalkfreie Lockersedimentbraunerde Kalkfreier anmooriger Gley brosch_kalk_kern.indd 20 15.10.2007 11:10:50 Uhr
  21. 21. WALD pH-WERt (CaCl) iM OBERBODEN (bis0 cm) ,5 ■ ,5 bis 4 ■ 4 bis 6 ■ 6 bis 7 ■ 7 ■ GRüNLAND pH-WERt (CaCl) iM OBERBODEN (bis0 cm) 4 bis 5 ■ 5 bis 6 ■ 6 bis 7 ■ 7 ■ ACKER pH-WERt (CaCl) iM OBERBODEN (bis 0 cm) 4 bis 5 ■ 5 bis 6 ■ 6 bis 7 ■ 7 ■ WALD pH-WERt (CaCl) iM OBERBODEN (bis0 cm) ,5 ■ ,5 bis 4 ■ 4 bis 6 ■ 6 bis 7 ■ 7 ■ GRüNLAND pH-WERt (CaCl) iM OBERBODEN (bis0 cm) 4 bis 5 ■ 5 bis 6 ■ 6 bis 7 ■ 7 ■ GRüNLAND ACKER pH-WERt (CaCl) iM OBERBODEN (bis 0 cm) 4 bis 5 ■ 5 bis 6 ■ 6 bis 7 ■ 7 ■ brosch_kalk_kern.indd 21 15.10.2007 11:10:58 Uhr
  22. 22. 22 Bodentypen in Österreich brosch_kalk_kern.indd 22 15.10.2007 11:11:10 Uhr
  23. 23. 23 brosch_kalk_kern.indd 23 15.10.2007 11:11:16 Uhr
  24. 24. 24 brosch_kalk_kern.indd 24 15.10.2007 11:11:22 Uhr
  25. 25. 25 brosch_kalk_kern.indd 25 15.10.2007 11:11:25 Uhr
  26. 26. 26 CaO-Gehalte der wichtigsten Kalkdünger Produktbezeichung Form wertbestimmende Bestandteile Kalkwert (CaO) 1. NATURKALKE (trocken, feucht, mehlfein oder granuliert) mit Kalkwerten 50% Kohlensaurer Kalk trocken 95% CaCO3 53% feucht 90% CaCO3 50% Kohlensaurer Magnesisumkalk trocken 92% CaCO3 + MgCO3 davon mind. 15% MgCO3 53% feucht 90% CaCO3 + MgCO3 davon mind. 15% MgCO3 50% Dolo 40 trocken 95% CaCO3 + MgCO3 davon mind. 40% MgCO3 53% feucht 50% Dolokorn granuliert 90% CaCO3 + MgCO3 davon mind. 30% MgCO3 53% NGK-Magnesia trocken 55% CaCO3 + 40% MgCO3 53% Mischkalk trocken 60% CaO aus CaCO3 und CaO 60% Magnesium Mischkalk trocken 60% CaO + MgO davon mind. 10% MgO 60% Branntkalk gekörnt 92% CaO 92% gemahlen 92% CaO 92% Magnesiummehl feucht MgCO3 60 % 50% trocken 2. NATURKALKE (trocken, feucht, mehlfein oder granuliert) mit Kalkwerten 50% Kohlensaurer Mg-Kalk mit Schwefel feucht CaCO3 50% MgCO3 30%, S 2% 40% Algenkalk granuliert CaCO3 = 42%, MgCO3 3% 46% 3. RÜCKSTANDSKALKE (trocken, feucht) mit Kalkwerten 30% Schwarzkalk feucht 68 bis 70% CaCO3, 1% N 39% Feuchtkalk 43 feucht CaCO3 75% 43% Konverterkalk körnig feucht 45% mehlfein trocken 45% Carbokalk feucht CaCO3 + MgCO3 60% 30% 4. KALKHÄLTIGE DÜNGEMITTEL mit Kalkwerten 30% Dolosol CaCO3 30%, MgCO3 25%, org. Substanz 35% 30% Ökophos-plus granuliert MgCO3 15%, P2O5 5%, S 4% 35% Ma-Kaphos 5 mehlfein/feucht P2O5 5%, (MgCO3 20), CaCO3 45% 48% Ma-Kaphos 10 mehlfein/feucht P2O5 10%, (MgCO3 15%), CaCO3 40% 45% Ma-Kaphos 15 mehlfein/feucht P2O5 15%, (MgCO3 15%), CaCO3 35% 40% Dolophos 15 CaCO3 60%, granuliert MgCO3 15%, granuliert P2O5 15% 40% G-18 granuliert CaCO3 65%, P2O5 16% 40% 5. KALKHÄLTIGE RÜCKSTÄNDE mit Kalkwerten 30% Biosalin feucht CaCO3 17%, MgO 8%, CaSO4 40% 22% Kalkklärschlämme feucht CaCO3 + MgCO3 20% 20% Kalk-/Reha-Gipsgemische feucht CaCO3 + CaOH2 10%, CaSO4 70% 10% AGA-Kalk flüssig Ca(OH2) 20% 15% brosch_kalk_kern.indd 26 15.10.2007 11:11:25 Uhr
  27. 27. 27 Literatur Blume H.P. Handbuch des Bodenschutzes, Ecomed-Verlag, 1992 Blasl S. Bachler W., pH bedingte Pflanzentoxizität, Die Bodenkultur, 33. Band, 1982. Düngekalk-Leitfaden Drei Kronen Druck und Verlag GmbH, Efferen, 1965 Fink A. Dünger und Düngung, Ulmer Verlag, 1991 Galler J. Lehrbuch Umweltschutz Fakten – Kreisläufe - Massnahmen, Ecomed-Verlag, 1999 Hinweise zur Kalkdüngung DLG-Merkblatt, 2006 Scheffer/Schachtschabel Lehrbuch der Bodenkunde, 15. Auflage, 2002 brosch_kalk_kern.indd 27 15.10.2007 11:11:25 Uhr
  28. 28. 28 Landwirtschaftskammer Salzburg Betriebsentwicklung und Umwelt 5024 Salzburg, Schwarzstraße 19 Tel. +43(0)662/870571-242 Fax +43(0)662/870571-295 beu@lk-salzburg.at www.lk-salzburg.at brosch_kalk_kern.indd 28 15.10.2007 11:11:26 Uhr

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