BP 35
       Düngemittel und
  Nährstoffdynamik im Boden
           4. Stunde

7. Kalium
7.1 Kaliumdynamik
7.2 Kaliumdüngu...
7. Kalium

In der Erdrinde sind ca. 3% K enthalten.
Dieses K ist hauptsächlich in den primären
und sekundären Tonmineralen...
7.1 Kaliumdynamik
Häufigkeit der Elemente in der
           Erdrinde
Durchschnittliche Mineralverteilung von der
                Korngröße
      (Scheffer und Schachtschabel 1984)
Bodenminerale
____________________________________
Primäre Minerale:   Sekundäre Minerale
                    (Tonminerale...
Kalium-Konzentrationen primärer und sekundärer
                   Minerale
                     (Mengel 1991)
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Kaliumdynamik im Boden




sorbiertes                          adsorbiertes
K (austauschbar)↔                 ↔ K (nichtau...
Faktoren, die die Freisetzung von Kalium
aus den Zwischenschichten fördern:

1. Konzentrationsgradient für Kalium
2. Ladun...
Faktoren, die die Freisetzung von Kalium
aus den Zwischenschichten fördern:

1. Konzentrationsgradient für Kalium
2. Ladun...
Bindungsstärke für Kalium hängt von der
      Position am Tonmineral ab:
Faktoren, die die Freisetzung von Kalium
aus den Zwischenschichten fördern:

1. Konzentrationsgradient für Kalium
2. Ladun...
Basisabstand der Schichtpakete:




Illit                 Smectit
Faktoren, die die Freisetzung von Kalium
aus den Zwischenschichten fördern:

1. Konzentrationsgradient für Kalium
2. Ladun...
Verminderung der Ladungsdichte durch
          Oxidation von Fe:



4 FeII   +   O2   +   4 H+      4 FeIII   +   2
     ...
Faktoren, die die Freisetzung von Kalium
aus den Zwischenschichten fördern:

1. Konzentrationsgradient für Kalium
2. Ladun...
Faktoren, die die Freisetzung von Kalium
aus den Zwischenschichten fördern:

1. Konzentrationsgradient für Kalium
2. Ladun...
Der Kalium-Gehalt eines Bodens ist abhängig
von:

1. Ausgangssubstrat des Bodens

2. Bodenart

3. Verwitterungsgrad des Bo...
Der Kalium-Gehalt eines Bodens ist abhängig
von:

1. Ausgangssubstrat des Bodens

2. Bodenart

3. Verwitterungsgrad des Bo...
Mengen an Zwischenschicht-Kalium im Boden
     in Abhängigkeit von der Bodenart
                    (Kaila 1967)
  _______...
Der Kalium-Gehalt eines Bodens ist abhängig
von:

1. Ausgangssubstrat des Bodens

2. Bodenart

3. Verwitterungsgrad des Bo...
Mengen an Zwischenschicht-Kalium im Boden in
     den einzelnen Korngrößenfraktionen
                  (Rahmatullah)
  ___...
7.2 Kaliumdüngung

1.   Bestimmung der Kaliumverfügbarkeit im Boden
2.   Erfassung der Bodentextur
3.   Kaliumbedarf der P...
Chemische Extraktionsmethoden:
Wasser:
       für Phosphat, Nitrat, pH, heißwasserlösliches Bor
Austauscherlösungen:
     ...
Richtwerte für die K-Gehaltsklasse C (mg/100 g
                    Boden)
                  (VDLUFA 1999)
________________...
Referat Imran Ashraf
Konventionelle EUF-Methode:

- 1. Fraktion
      30 Minuten Extraktion bei 20oC,
200V
- 2. Fraktion
      5 Minuten Extrak...
Bestimmung von
     Kalium-
Freisetzungsraten
     mit der
  EUF-Methode
Wie komme ich nun zu meiner K-
      Düngeempfehlung

Prinzip einer Düngeempfehlung soll in Kleingruppen erarbeitet werden...
Mineralische Kaliumdüngemittel
Einfluss von steigenden N- und K-Gaben auf den Zuckerrüben- und
  Weizenkornertrag im langjährigen Mittel (Leoue, 1987, zi...
Yield of winter wheat related to K+ and N nutrition
                  (Johnston, 1986).


                           no K ...
Effect of K+ application on nitrogen uptake and the
incoporation of 15N labelled nitrate (Koch and Mengel, 1974).




Enzy...
Minerale der Kaligesteine:


Sylvinit      KCl x NaCl
Kainit        KCl x MgSO4 x 3 H2O
Carnallit     KCl x MgCl2 x 6 H2O
...
Trennung von NaCl und KCl aufgrund
unterschiedlicher Löslichkeit bei steigender
                Temperatur
Heißlöse-
verfahren
Flotationsverfahren
ESTA-Verfahren
Kalidüngemittel und ihre Eigenschaften
_____________________________________________________________
Handelsname        Fo...
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  1. 1. BP 35 Düngemittel und Nährstoffdynamik im Boden 4. Stunde 7. Kalium 7.1 Kaliumdynamik 7.2 Kaliumdüngung
  2. 2. 7. Kalium In der Erdrinde sind ca. 3% K enthalten. Dieses K ist hauptsächlich in den primären und sekundären Tonmineralen enthalten.
  3. 3. 7.1 Kaliumdynamik
  4. 4. Häufigkeit der Elemente in der Erdrinde
  5. 5. Durchschnittliche Mineralverteilung von der Korngröße (Scheffer und Schachtschabel 1984)
  6. 6. Bodenminerale ____________________________________ Primäre Minerale: Sekundäre Minerale (Tonminerale): ____________________________________ Feldspäte (Gerüstsilikate) 1:1-Tonminerale Glimmer (Schichtsilikate) 2:1-Tonminerale Olivin (Inselsilikat) Vierschichttonmineral _________________________________________
  7. 7. Kalium-Konzentrationen primärer und sekundärer Minerale (Mengel 1991) __________________________________________________ Mineral K (%) __________________________________________________ Alkalifeldspäte 3,3-12,5 Ca-Na-Feldspäte 0,0-2,5 Muskovit (K-Glimmer) 5,8-7,3 Biotit (Mg-Glimmer) 5,0-8,3 Vermikulit 0,0-1,7 Chlorit 0,0-0,8 Smectit 0,0-0,4 __________________________________________________
  8. 8. Kaliumdynamik im Boden sorbiertes adsorbiertes K (austauschbar)↔ ↔ K (nichtaustauschbar, Bodenlösung fixiertes K) feste Bindung lockere Bindung
  9. 9. Faktoren, die die Freisetzung von Kalium aus den Zwischenschichten fördern: 1. Konzentrationsgradient für Kalium 2. Ladung der Tonminerale 3. Basisabstand der Schichtpakete 4. Oxidierende Bedingungen 5. Bodenfeuchte 6. Wurzeloberfläche
  10. 10. Faktoren, die die Freisetzung von Kalium aus den Zwischenschichten fördern: 1. Konzentrationsgradient für Kalium 2. Ladung der Tonminerale 3. Basisabstand der Schichtpakete 4. Oxidierende Bedingungen 5. Bodenfeuchte 6. Wurzeloberfläche
  11. 11. Bindungsstärke für Kalium hängt von der Position am Tonmineral ab:
  12. 12. Faktoren, die die Freisetzung von Kalium aus den Zwischenschichten fördern: 1. Konzentrationsgradient für Kalium 2. Ladung der Tonminerale 3. Basisabstand der Schichtpakete 4. Oxidierende Bedingungen 5. Bodenfeuchte 6. Wurzeloberfläche
  13. 13. Basisabstand der Schichtpakete: Illit Smectit
  14. 14. Faktoren, die die Freisetzung von Kalium aus den Zwischenschichten fördern: 1. Konzentrationsgradient für Kalium 2. Ladung der Tonminerale 3. Basisabstand der Schichtpakete 4. Oxidierende Bedingungen 5. Bodenfeuchte 6. Wurzeloberfläche
  15. 15. Verminderung der Ladungsdichte durch Oxidation von Fe: 4 FeII + O2 + 4 H+  4 FeIII + 2 H 2O
  16. 16. Faktoren, die die Freisetzung von Kalium aus den Zwischenschichten fördern: 1. Konzentrationsgradient für Kalium 2. Ladung der Tonminerale 3. Basisabstand der Schichtpakete 4. Oxidierende Bedingungen 5. Bodenfeuchte 6. Wurzeloberfläche
  17. 17. Faktoren, die die Freisetzung von Kalium aus den Zwischenschichten fördern: 1. Konzentrationsgradient für Kalium 2. Ladung der Tonminerale 3. Basisabstand der Schichtpakete 4. Oxidierende Bedingungen 5. Bodenfeuchte 6. Wurzeloberfläche
  18. 18. Der Kalium-Gehalt eines Bodens ist abhängig von: 1. Ausgangssubstrat des Bodens 2. Bodenart 3. Verwitterungsgrad des Bodens
  19. 19. Der Kalium-Gehalt eines Bodens ist abhängig von: 1. Ausgangssubstrat des Bodens 2. Bodenart 3. Verwitterungsgrad des Bodens
  20. 20. Mengen an Zwischenschicht-Kalium im Boden in Abhängigkeit von der Bodenart (Kaila 1967) _________________________________________ K (kg/ha) _________________________________________ Sand 2840 Sandiger Lehm 5000 Schluffiger Lehm 5850 Toniger Lehm 7740 Ton 10030 __________________________________________
  21. 21. Der Kalium-Gehalt eines Bodens ist abhängig von: 1. Ausgangssubstrat des Bodens 2. Bodenart 3. Verwitterungsgrad des Bodens
  22. 22. Mengen an Zwischenschicht-Kalium im Boden in den einzelnen Korngrößenfraktionen (Rahmatullah) _______________________________________________ Boden (mg K/Gefäß) ________________________________________________ 1 265 199 130 2 100 509 254 3 131 369 282 4 91 564 73 5 303 126 134 _______________________________________________ ø 178 353 175 ______________________________________________
  23. 23. 7.2 Kaliumdüngung 1. Bestimmung der Kaliumverfügbarkeit im Boden 2. Erfassung der Bodentextur 3. Kaliumbedarf der Pflanzen 4. Kaliumaufnahmevermögen der Pflanzen 5. Entscheidung für K-Düngung und Auswahl der geeigneten K-Düngemittel (chloridische oder sulfatische)
  24. 24. Chemische Extraktionsmethoden: Wasser: für Phosphat, Nitrat, pH, heißwasserlösliches Bor Austauscherlösungen: -Ammoniumacetat (1 M) für Kationen -CaCl2 (0,025 M) für Magnesium -CaCl2 (0,01 M) für pH -CaCl2 (0,1 M) für Cadmium) Anorganische Säuren -HCl (0,1 M) für Kalium -HNO3 (0,43 M) für Kupfer Organische Säuren -CAL-Methode (0,1 M Ca-Lactat, 0,1 M Ca-Acetat und Essigsäure (pH 4,1) -Lactat-Methode (0,02 M Ca-Lactat und HCl, pH 3,6) Komplexbildner: -EDTA (Ethylendiamin-Tetraacetat, 0,05 M) für Mikronährstoffe) -DTPA (Diethylentriamin-Pentaacetat (0,005 M) für Mikronährstoffe
  25. 25. Richtwerte für die K-Gehaltsklasse C (mg/100 g Boden) (VDLUFA 1999) __________________________________________________ Bodenart K K2 O __________________________________________________ Sehr leichte Böden 5-8 6-10 (0-5% Ton) Leichte Böden 8-12 10-15 (6-12% Ton) Mittlere Böden 8-17 10-20 (13-25% Ton) Schwere Böden 11-22 13-26 (>25% Ton) __________________________________________________
  26. 26. Referat Imran Ashraf
  27. 27. Konventionelle EUF-Methode: - 1. Fraktion 30 Minuten Extraktion bei 20oC, 200V - 2. Fraktion 5 Minuten Extraktion bei 80oC, 400 V
  28. 28. Bestimmung von Kalium- Freisetzungsraten mit der EUF-Methode
  29. 29. Wie komme ich nun zu meiner K- Düngeempfehlung Prinzip einer Düngeempfehlung soll in Kleingruppen erarbeitet werden, Anschließend berichten die Gruppen im Plenum !!
  30. 30. Mineralische Kaliumdüngemittel
  31. 31. Einfluss von steigenden N- und K-Gaben auf den Zuckerrüben- und Weizenkornertrag im langjährigen Mittel (Leoue, 1987, zit. nach Mengel, 1991) ____________________________________________________________________ 0 80 166 kg K/ha kg N/ha t Rüben/ha 50 39 40 41 100 39 42 45 150 40 44 45 _______________________________________________________________ 0 66 132 kg K/ha t Weizenkorn/ha 65 4,25 4,25 4,28 95 4,65 4,82 4,83 125 4,68 4,81 4,86
  32. 32. Yield of winter wheat related to K+ and N nutrition (Johnston, 1986). no K with K Exchangeable K (mg K/kg soil) 106 136 N applied, kg /ha Grain yield Grain yield t/ha t/ha 120 8.90 9.87 160 8.72 10.48 200 8.70 10.22 240 9.16 9.68
  33. 33. Effect of K+ application on nitrogen uptake and the incoporation of 15N labelled nitrate (Koch and Mengel, 1974). Enzym activation Long-Distance Transport
  34. 34. Minerale der Kaligesteine: Sylvinit KCl x NaCl Kainit KCl x MgSO4 x 3 H2O Carnallit KCl x MgCl2 x 6 H2O Kieserit MgSO4 x H2O Steinsalz NaCl
  35. 35. Trennung von NaCl und KCl aufgrund unterschiedlicher Löslichkeit bei steigender Temperatur
  36. 36. Heißlöse- verfahren
  37. 37. Flotationsverfahren
  38. 38. ESTA-Verfahren
  39. 39. Kalidüngemittel und ihre Eigenschaften _____________________________________________________________ Handelsname Formel des %K Nebenbe- (Düngertyp) K-Salzes % K2O standteile _____________________________________________________________ Kalirohsalz KCl 11 NaCl, (Kainit) 13 MgCl2, MgSO4 Kaliumchlorid KCl 33 NaCl (40er Kali) 40 NaCl Kaliumchlorid KCl 42 NaCl (50er Kali) 50 Kaliumchlorid KCl 50 NaCl (60er Kali) 60 Kaliumsulfat K2SO4 42 Schwefel

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