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Kalkdüngung – Basis für fruchtbare Böden - Bodenkalk

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<strong>Kalkdüngung</strong><br />

<strong>Basis</strong> <strong>für</strong> <strong>fruchtbare</strong> <strong>Böden</strong><br />

Praxixratgeber von Josef Galler<br />

brosch_kalk_kern.indd 1 15.10.2007 11:10:17 Uhr


Herausgeber: Landwirtschaftskammer Salzburg, Betriebsentwicklung und Umwelt<br />

Autor: Dipl. HLFL-Ing. Josef Galler, Landwitschaftskammer Salzburg<br />

Grafik: AWMA <strong>–</strong> Werbe- und Mediaagentur, Salzburg<br />

Druck: Salzburger Druckerei<br />

1. Auflage, 2008©<br />

brosch_kalk_kern.indd 2 15.10.2007 11:10:17 Uhr


Kalk <strong>–</strong> <strong>Basis</strong> <strong>für</strong> <strong>fruchtbare</strong> <strong>Böden</strong><br />

Bodernversauerung hat mehrere Ursachen .................................................... 4<br />

Bodenatmung <strong>–</strong>natürliche Ursache der Bodenversauerung ............................... 4<br />

Nährstoffaufnahme wirkt versauernd ................................................................ 5<br />

Humusbildung belastet Säurehaushalt ............................................................... 5<br />

Versauerung durch Auswaschung und Nährstoffentzug .................................... 5<br />

Warum versauert der Oberboden .................................................................... 5<br />

Folgen der Bodenversauerung ......................................................................... 6<br />

Bodenversauerung hemmt Humusbildung ..................................................... 7<br />

Nährstoffmangel fördert Versauerung ............................................................ 7<br />

Vernässung und Verdichtung <strong>–</strong> Folge der Versauerung ................................ 8<br />

Düngung beugt Wassererosion vor ................................................................. 8<br />

Puffersysteme im Boden ................................................................................... 9<br />

Wie wirkt Kalk im Boden ................................................................................... 9<br />

Kulturpflanzen benötigen unterschiedlichen pH-Wert ................................<br />

<strong>Kalkdüngung</strong> <strong>–</strong> mehrere Aufgaben ................................................................<br />

Kalk puffert Säuren ab ...................................................................................... 11<br />

Kalk fördert Nährstoffverfügbarkeit und Bodenleben ....................................... 11<br />

Kalk fördert Bodenstrukturbildung ................................................................... 12<br />

Kalk beugt Bodenverdichtung vor .................................................................... 12<br />

Kalk ist ein Pflanzennährstoff ........................................................................... 12<br />

Kalk fördert Leguminosen ................................................................................ 13<br />

pH<strong>–</strong>Wert - Leitparameter <strong>für</strong> Kalkversorgung ...............................................<br />

Anzustrebende pH-Werte im Boden ................................................................ 13<br />

Was sagt der Carbonattest .............................................................................. 14<br />

Was sagt die Kationenaustauschkapazität (KAK) ............................................. 14<br />

Qualitätskriterien von Düngekalken .............................................................. 6<br />

Reinnährstoffpreis ............................................................................................ 16<br />

Mahlfeinheit beeinflusst Löslichkeit ................................................................. 16<br />

Kalkform, pH-Wert und Löslichkeit .................................................................. 17<br />

Wann welchen Kalk einsetzen ........................................................................ 7<br />

Kalk und Wirtschaftdünger ............................................................................. 8<br />

Gips oder Kalk .................................................................................................. 9<br />

CaO -Gehalte der wichtigsten Kalkdünger .................................................. 6<br />

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pH-Messung<br />

Arten und Gewicht<br />

an Bodenleben in der<br />

obersten Bodenschicht<br />

Mikroflora Anzahl Lebendgewicht<br />

je g (kg/ha)<br />

Bakterien 600.000.000 10.000<br />

Pilze 400.000 10.000<br />

Algen 100.000 140<br />

Mikrofauna je 1.000 cm3<br />

Rhizopoden<br />

Flagellaten 1.500.000.000 370<br />

Ciliaten<br />

Metazoenfauna<br />

Nematoden 50.000 50<br />

Springschwänze 200 6<br />

Milben 150 4<br />

Enchytraeiden 20 15<br />

Tausendfüßler 14 50<br />

Insekten, Käfer 6 17<br />

Mollusken 5 40<br />

Regenwürmer 2 4.000<br />

<strong>Kalkdüngung</strong> <strong>–</strong> <strong>Basis</strong> <strong>für</strong> <strong>fruchtbare</strong> <strong>Böden</strong><br />

Kalk reguliert den pH-Wert, puffert Bodensäuren ab, verbessert auf sauren <strong>Böden</strong> die<br />

Nährstoffverfügbarkeit, fördert das Wachstum der Leguminosen sowie das Bodenleben.<br />

Nicht zuletzt ist Kalk auch ein Pfl anzennährstoff und fördert über das Calcium ais<br />

Brücke zwischen Ton und Humus die Bodenstrukturbildung.<br />

Bodenversauerung - mehrer Ursachen<br />

Die Bodenversauerung ist an sich ein natürlicher Vorgang und hat mehrere Ursachen.<br />

Wichtig ist, dass diesem Prozess der Bodenversauerung durch Basenzufuhr (z.B. Kalkung)<br />

entgegengewirkt wird. Dies gilt in Abhängigkeit von Muttergestein vor allem <strong>für</strong> <strong>Böden</strong><br />

mit geringer natürlicher Pufferkapazität. Kalk hat nicht nur eine Bedeutung <strong>für</strong> die Pfl anzenernährung,<br />

sondern ist vor allem auch ein wichtiges Bodenverbesserungsmittel.<br />

In Österreich sind laut Bodenuntersuchung (BORIS, UBA, 2004) über 30 % der Ackerböden<br />

und etwa 60 % der Grünlandböden als sauer bis stark sauer (pH-Werte unter<br />

5,5) einzustufen, d.h. diese <strong>Böden</strong> bedürfen einer Gesundungs- bzw. Erhaltungskalkung.<br />

Etwa 30 % der Ackerböden und 25 % der Grünlandböden sind schwach sauer,<br />

die restlichen <strong>Böden</strong> (40 % der Ackerböden bzw. 15 % der Grünlandböden) haben einen<br />

pH-Wert über 6,5.<br />

Bezüglich des Carbonatgehaltes sind über 45 % aller Grünland- bzw. 35 % aller Ackerböden<br />

als „kalkfrei“ einzustufen.<br />

Der pH-Wert bzw. Carbonatgehalt des Bodens wird von der Bodengeologie, der Bodenentwicklung<br />

(Bodentyp), der Bodenart (Bodenschwere), aber auch von der Fruchtfolgegestaltung<br />

und vor allem von der <strong>Kalkdüngung</strong> beeinfl usst.<br />

Bodenatmung <strong>–</strong> natürliche Ursache der Bodenversauerung<br />

Die Produktion von H-Ionen (Säuren) im Boden erfolgt vorrangig über die CO2 <strong>–</strong> Bildung<br />

im Boden durch die Atmung der Bodenlebewesen und der Pfl anzenwurzeln.<br />

Ein Hektar enthält ca. 25 t Mikroorganismen (entspricht ca. 50 GVE/ha). So werden je<br />

Hektar Boden jährlich bis zu 20 t CO2 gebildet. Je höher die Temperatur und aktiver<br />

das Bodenleben, desto mehr Kohlendioxid (Pfl anzennährstoff <strong>für</strong> die Assimilation) wird<br />

gebildet. In Verbindung mit Wasser entsteht Kohlensäure.<br />

4<br />

sauer Neutralbereich<br />

H+-ionen -ionen OH-ionen<br />

0 4 5 6 7 8 9 0 4<br />

günstiger pH-Bereich<br />

landwirtschaftlicher<br />

Kulturböden<br />

alkalisch<br />

Abb1: pH-Wert <strong>–</strong> Maßstab zur Quantifi zierung der Bodensäure<br />

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Je mehr CO2 in der Bodenluft bzw. Kohlensäure gebildet wird, desto mehr H + -Ionen<br />

müssen neutralisiert werden. Wenn nicht von Natur aus genügend kalkhältiges bzw.<br />

basenreiches Bodenmaterial zur Abpufferung vorhanden ist, sinkt der pH-Wert und der<br />

Boden versauert.<br />

Kohlensäurebildung im Boden:<br />

CO + H O ⇆ H CO ⇆ HCO - + H +<br />

Nährstoffaufnahme wirkt versauernd<br />

Im Zuge der Nährstoffaufnahme durch die Pflanzen müssen stets saure H-Ionen gegen<br />

gelöste Kationen (Ca, Mg, K, NH4) ausgetauscht und an den Boden abgeben werden.<br />

Dieser Vorgang wirkt versauernd und muss abgepuffert werden.<br />

Humusbildung belastet Säurehaushalt<br />

Auch bei der Humusbildung im Boden entstehen beim Umbau von organischer Substanz<br />

bei der Bildung von Fulvo- und Huminsäuren verstärkt H + -Ionen, die abgepuffert<br />

werden müssen. Ansonst erfolgt <strong>–</strong> speziell auf kalkfreien Hochmoorböden <strong>–</strong> eine starke<br />

pH-Absenkung.<br />

Die Oxidation von reduzierten Schwefel-, Mangan- und Eisenverbindungen im Boden<br />

setzen ebenfalls Säuren (H + -Ionen) frei, die zur Bodenversauerung beitragen.<br />

Nicht zuletzt erfolgt auch ein gewisser Säureeintrag mit dem „Sauren Regen“, speziell<br />

mit den Winterniederschlägen (Schnee), welcher vor allem die Bodenkrume belastet,<br />

sobald der Unterboden auftaut. Dann können aufgrund der angesammelten Konzentration<br />

die Ca-Kittsubstanzen zwischen den Bodenteilchen aufgelöst werden. Strukturzerfall<br />

ist die Folge.<br />

Versauerung durch Auswaschung und Nährstoffentzug<br />

Sowohl Nährstoffaufnahme als auch Nährstoffauswaschung von basisch wirkenden<br />

Kationen (Ca-, Mg-, K-Ionen) führt zu einer zusätzlichen Versauerung. Die Höhe der<br />

Auswaschungsverluste hängt von der Bodenart (leichte <strong>Böden</strong> mehr als schwere <strong>Böden</strong>),<br />

von der Art und Dauer der Bepflanzung und nicht zuletzt von der Höhe und Intensität<br />

der Niederschläge und vom pH-Wert ab. Je niedriger der pH-Wert, desto mehr<br />

Kationen (vor allem Calcium) werden ausgewaschen.<br />

Ferner erfolgt über die Nährstoffabfuhr mit dem Erntegut auch ein Entzug von Kationen,<br />

der über die natürliche Bodennachregenerierung oder durch Düngung wieder<br />

ausgeglichen werden muss.<br />

Warum versauert der Oberboden?<br />

Besonders bei Bodenverdichtungen steigt die Kohlensäureproduktion und damit die<br />

Versauerung, da der Austausch nach oben in die Atmosphäre behindert bzw. unterbrochen<br />

wird. Dementsprechend sinkt der pH-Wert infolge verstärkter Kohlensäurebildung<br />

im Oberboden stärker ab als im Unterboden. Die Wasserbildung wird gehemmt.<br />

5<br />

Schema Mobilität in<br />

Anlehnung an Fink,<br />

1978<br />

Kalkverbrauch<br />

275 bis 910 kg<br />

Auswaschung<br />

150 bis 500 kg<br />

Neutralisation<br />

Bodensäuren<br />

25 bis 50 kg<br />

Immissionen<br />

20 bis 40 kg<br />

kalkzehrende Dünger<br />

50 bis 150 kg<br />

Planzenentzüge<br />

30 bis 170 kg<br />

Verluste in kg CaO pro Jahr<br />

und Hektar (berechnet als<br />

Calciumoxid, Umrechnung in<br />

CaCo3 mit Faktor 1,785<br />

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Krumenverkrustung<br />

hemmt Gasaustausch<br />

und schädigt die<br />

Wurzel.<br />

Der Versauerung des<br />

Oberbodens kann<br />

durch Kalkung entgegengewirkt<br />

werden.<br />

Ebenso kann einer Bodenverdichtung<br />

durch<br />

gezielte Kalkung und<br />

dadurch verstärkter<br />

Tonfl ockung entgegengewirkt<br />

werden.<br />

N- und Humusgehalt<br />

Bodenbildung und<br />

Bodenfruchtbarkeit<br />

6<br />

Krumenverkrustung<br />

behindert Luftaustausch<br />

CO2 (Vol-%) pH<br />

Atmosphäre 0,03 5,6<br />

Bodenluft 0,3 5,2<br />

Bodenluft 1,0 5,0<br />

Bodenluft 10,0 4,5<br />

Tab 2: pH-Wert von Wasser im Gleichgewicht mit Luft unterschiedlichen CO2-Gehaltes<br />

pH-Wert<br />

Entnahmetiefe ohne Kalk mit Kalk<br />

0 bis 4 cm 4,6 5,6<br />

4 bis10 cm 5,2 5,3<br />

10 bis 20 cm 5,5 6,3<br />

20 bis 30 cm 6,0 6,3<br />

Folgen der Bodenversauerung<br />

Tab 3: Versauerung im Oberboden (Gutser, 1996)<br />

Die Bodenversauerung verschlechtert vor allem die Nährstoffverfügbarkeit und hemmt<br />

das Wurzelwachstum und damit auch das Wasserspeichervermögen des Bodens.<br />

Bodenversauerung bewirkt :<br />

■ Hemmung des Bodenlebens (z.B. Regenwürmer) und der Humusbildung<br />

■ Verschlechterung der Krümelstabilität (Strukturschäden, Verschlämmung)<br />

■ Abnahme der Kationenaustauschkapazität (KAK) und dadurch verstärkte<br />

Auswaschung sorptionsgebundener Kationen wie Ca, Mg und Kalium.<br />

■ Verringerung der Nährstoffverfügbarkeit, vor allem von Molybdän und Phosphor<br />

sowie gehemmte Aufnahme von Kalium und Magnesium<br />

■ Verstärkte Bildung schwer pfl anzenlöslicher Fe- und Al-Phosphate sowie<br />

verstärkte Freisetzung von Al, Mn, Cu, Zn, Fe, Cr und Bor.<br />

■ Schlechtes Kleewachstum durch geringere Aktivität der Knöllchenbakterien<br />

■ Hemmung der Nitrifi kation im Boden<br />

■ Verringertes Wurzelwachstum u. damit Wasserhaltevermögen<br />

■ Verstärkte Vernässung insbesonders von schweren <strong>Böden</strong><br />

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Bodenversauerung hemmt Humusbildung<br />

„Saure <strong>Böden</strong>“ haben eine geringe mikrobielle Aktivität und damit einen trägeren Nährstoffumsatz.<br />

Auch die endstehende Humusqualität ist infolge eines weiten C/N-Verhältnisses<br />

(Kohlenstoff/Stickstoff) schlechter.<br />

Bei einem sehr weiten C/N-Verhältnis von ca. 20:1 (normal 8-10:1) wird aus der organischen<br />

Substanz weder N aus dem Bodenpool abgegeben, noch mineralischer N mikrobiologisch<br />

fixiert. Auf sauren <strong>Böden</strong> findet auch eine verstärkte Anreicherung mäßig<br />

zersetzter Vegetationsrückstände an der Bodenoberfläche in Form von Roh- oder<br />

Auflagehumus statt.<br />

physiologische Wirkung pH (KCI) Grau-Braunhuminsäure-Verhältnis<br />

eingesetzten Düngemittel<br />

sauer ohne Kalk 3,9 + 8,0<br />

sauer Kalk I 4,5 + 32,0<br />

sauer Kalk II 5,6 + 55,0<br />

neutral ohne Kalk 4,6 + 36,0<br />

neutral Kalk I 5,2 + 51,0<br />

alkalisch ohne Kalk 5,7 + 41,0<br />

alkalisch Kalk I 6,7 + 63,0<br />

alkalisch Kalk II 7,3 + 71,0<br />

Tab 1: Einfluss der Kalkzufuhr bzw. des pH-Wertes auf die Humusqualität (Kremkus, 1961)<br />

Eine Kalkung saurer <strong>Böden</strong> ist in der Regel mit einer Verbesserung der Mineralierung<br />

der organischen Substanz und damit Verbesserung der N-Wirkung verbunden. In humusreichen<br />

<strong>Böden</strong> genügt ein pH von 5,0 bis 5,5 um Al an die organische Substanz<br />

zu binden.<br />

Nährstoffmangel fördert Versauerung<br />

Auf extensiven Grünland, ungedüngten Almböden sowie schlecht gepufferten <strong>Böden</strong><br />

führt allein der Vorgang der Wurzelatmung und Nährstoffaufnahme zu einer Eigendynamik<br />

der Bodenversauerung in der obersten Bodenschicht. Obwohl keine Nährstoffabfuhr<br />

über das Erntegut erfolgt werden die <strong>Böden</strong> immer nährstoffärmer, da mit zunehmender<br />

Versauerung auch die Kationenauswaschung steigt.<br />

Es entstehen extensive Bürstlingwiesen, die kaum noch verbissen werden.<br />

In weiterer Folge können sich auf den infolge der Nichtbewirtschaftung zunehmend<br />

versauerten Gebirgsböden Zwergsträucher wie Heidekraut, Rost-Alpenrose, Heidelbeere,<br />

Rauschbeere) ausbreiten. Letztlich kommt nicht nur die Vegetation, sondern<br />

auch das Bodenleben zum Stillstand.<br />

Wichtig ist zumindest eine regelmäßige Nährstoffrücklieferung über Wirtschaftsdünger<br />

zumindest durch die Bestoßung mit Weidevieh (Kationenzufuhr von Ca, K, Mg), um<br />

der Bodenversauerung und in weiterer Folge der Vernässung entgegenzuwirken.<br />

7<br />

Boden-pH-Wert ökologischenFaktoren<br />

sowie<br />

Nährstoffverfügbarkeit<br />

(nach Schröder)<br />

Mangelnde Düngung<br />

und Nutzung fördert<br />

Versauerung und<br />

Vernässung<br />

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Wurzelbilder (nach<br />

SOBOTIK, 1996)<br />

Nährstoffmangel und<br />

Verdichtung hemmt<br />

Wurzelwachstum<br />

Für die Produktion<br />

von kg Heu werden<br />

im Zuge der Transpiration<br />

(Wasserverbrauch<br />

und Abgabe über die<br />

Blattoberfläche) etwa<br />

700 Liter Wasser verdunstet,<br />

das sind bei<br />

einem Ertrag von nur<br />

6000 kg Heu immerhin<br />

4.200 m³ Wasser<br />

(Wassersäule von<br />

4,2 m) je ha jährlich.<br />

Wasseraufnahme<br />

eines Lössbodens<br />

in Abhängigkeit<br />

vom pH-Wert<br />

nach Gutser (1997)<br />

pH 5,5 = 100 %<br />

pH 6,3 = 196 %<br />

Vernässung und Verdichtung <strong>–</strong><br />

Folgen von Versauerung<br />

Auf schlecht gedüngten Grünland kommt es infolge Nährstoffmangel zuerst zum Auftreten<br />

von Nährstoffarmutsanzeigern wie Zittergras, Ruchgras, Flaumhafer, Wucherblume,<br />

Augentrost sowie Bürstling und Rasenschmiele auf Almen.<br />

In weiterer Folge sinkt dann der Ertrag. Abnehmendes Pflanzenwachstum bedeutet<br />

auch weniger Wurzelmassebildung und damit weniger Wasseraufnahme durch die<br />

Pflanze. Verschlechterung der Bodenstruktur bis hin zur Plackenbildung am Hang können<br />

die Folge sein.<br />

Es wird aber auch wesentlich weniger Wasser produktiv über die Pflanze verarbeitet,<br />

wodurch es mit zunehmenden Ertragsabfall letztlich zur Vermoosung bis hin zur Vernässung<br />

der Flächen kommt. Das verstärkte Auftreten von Nässeanzeigern wie Binsen,<br />

Seggen, Wollgras etc. sind die Folge.<br />

Die mit dem abnehmenden Pflanzenwachstum einhergehende geringere Verdunstung<br />

bewirkt speziell auf schweren <strong>Böden</strong> in Verbindung mit der Belastung durch Befahren<br />

oder Beweidung eine zusätzliche Verdichtung und Vernässung des Bodens.<br />

Auf Ackerböden ist bei zunehmender Bodenversauerung und Kationenauswaschung<br />

(insbesonders Calcium) die Gefahr der Bodenverdichtung wesentlich größer als auf<br />

Grünlandböden mit einer ganzjährig dichten Durchwurzelung.<br />

Die bodenstrukturfördernde Wirkung des freien (nicht an Carbonat gebundenen) Calciums<br />

(Ca ++ ) ist daher am Acker besonders wichtig.<br />

Düngung beugt Wassererosion vor<br />

Mangelnde Düngung vor allem mit Phosphor und Kalk verringert die Wurzelausbildung<br />

und damit indirekt das Wasserhaltevermögen der <strong>Böden</strong>, wodurch auch die Gefahr der<br />

Wassererosion steigt.<br />

So kann eine Mehrschnittwiese bei Starkregen mehr Wasser aufnehmen als ein Fichtenwald.<br />

Eine intensive Mähwiese nimmt mehr als doppelt soviel Wasser auf als eine<br />

extensiv genutzte Wiese. Auf einer ungedüngten Bürstlingwiese als extensivste Pflanzengesellschaft<br />

fließt das Regenwasser fast zur Gänze ab, weil die ungenutzten Pflanzen<br />

wie ein Schilfdach wirken .<br />

Grünlandextensivierung (Braunland statt Grünland) führt zu einem vermehrten und beschleunigten<br />

Wasserabfluss in umliegende Bäche und Flüsse.<br />

Dabei ist zu bedenken, dass heute die Belastung der Vorfluter auch durch die zunehmende<br />

Bodenversiegelung (täglich werden ca. 15 ha in Österreich verbaut) Auch die in<br />

der Vergangenheit verstärkt durchgeführten Flussregulierungen sowie der zusätzliche<br />

Wasserabtransport aus der Region infolge der nahezu flächendeckenden Kanalisation<br />

(ca. 50 m³ Wasser/Jahr per EW fließen dadurch ab) belasten die Vorfluter zusätzlich.<br />

8<br />

Vegetation Abfluss (mm) Versickerung (mm)<br />

Mähwiese 10 90<br />

Fichtenwald 22 78<br />

Zwergsträucher 56 44<br />

Schlechte Wiesen 58 42<br />

Weiderasen 67 33<br />

Rhododendrongesträuch 64 37<br />

Borstgras-Weide 98 2<br />

Tab.4: Abfluss und Versickerung von 100 mm Regenwasser pro Stunde inAbhängigkeit von der Vegetation (n. Mayer, 1976)<br />

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Puffersysteme im Boden<br />

Im Boden wirken in Abhängigkeit vom pH-Wert verschiedene Gleichgewichtssysteme.<br />

Diese Puffersysteme vermögen Säurestöße (H + ), aber auch Basen (OH-) zu dämpfen<br />

und zu neutralisieren. Unter Pufferung versteht man ein annäherndes Konstanthalten<br />

des pH-Wertes im Boden trotz der Zufuhr von Säuren (H + ) oder Basen (OH-Ionen).Besitzt<br />

ein Boden von Natur aus ausreichend Ca-Carbonat, so kommt das „Carbonat-Puffersystem“<br />

zur Wirkung. Carbonate werden bei pH-Werten über 6,2 gebildet.<br />

Fehlen im Boden freie Carbonate, so erfolgt die Pufferung mit wesentlich geringerer<br />

Pufferkraft über das sog. „Silikat-Puffersystem“ durch Basen ( Calcium, Magnesium,<br />

Kalium, Natrium), die bei der Verwitterung von Silikaten freigesetzt werden.<br />

Dabei werden vorrangig die an Bodenkolloide adsorbierten Ca- und Mg-Ionen als Basen<br />

im Austausch mit den H-Ionen in der Bodenlösung zur Pufferung herangezogen.<br />

Mit zunehmender Versauerung sinkt jedoch die Ca-Sättigung am Sorptionskomplex,<br />

während die Eisen-, Mangan-, Zink- und letztlich die Aluminium-Ionenkonkurrenz<br />

zunimmt.<br />

Speziell bei pH-Werten unter 5 nimmt im sog. „Austauschpufferbereich“ die Kationenaustauschkapazität<br />

stark ab. Dadurch werden infolge der sinkenden Speicherfähigkeit<br />

verstärkt Nährstoffe wie vor allem Calcium, Magnesium und Kalium ausgewaschen.<br />

Infolge Ca-Mangel verschlechert sich dann auch das Bodengefüge, wodurch es leichter<br />

zur Verdichtung des Bodens kommt.<br />

Unter pH 4,2 kommt es zum Zerfall der Tonminerale, wobei gleichzeitig wurzeltoxische<br />

Al-Ionen freigesetzt werden.<br />

pH-Wert Puffersystem Pufferkapazität*)<br />

> 6,2 Carbonat-Puffersystem 300,0 kmol H+/% CaCO3**)<br />

6,2-5,0 Silikat-Puffersystem 25,0 kmol H+/% Silikat<br />

5,0-4,2 Austausch-Puffersystem 7,5 kmol H+/% Ton<br />

< 4,2 Aluminium-Puffersystem 150,0 kmol H+/% Ton<br />

Wie wirkt Kalk im Boden<br />

Tab.5: Puffersysteme des Bodens (Ulrich, zit. Sauerbeck, 1985)<br />

*) Angaben bezogen auf 10 cm Krumentiefe<br />

**) 300 kmol H/% bedeutet, dass je % Ca-Carbonat des Bodens (bezogen auf<br />

10 cm Krumentiefe) etwa 300 kg Wasserstoffionen neutralisiert werden können.<br />

Kalk kommt vielfach von Natur aus (mit Ausnahme von sauren <strong>Böden</strong> wie z.B. Gneis,<br />

Granit, Urgestein etc. in unterschiedlichen Mengen in Form von Ca-Carbonaten (Calcit)<br />

bzw. Silikaten vor oder wird durch Düngung zugeführt. Für die Kalkwirkung ist die Bindungsform<br />

entscheidend. Kalk kann säure- oder wasserlöslich bzw. gebunden in organischer<br />

Substanz vorliegen.<br />

Kalk liefert einerseits Basen (OH-Ionen) und dient damit der Abpufferung von Bodensäuren<br />

und andererseits Ca-Ionen zur Verbesserung der Bodenstruktur.<br />

Ist von Natur aus im Boden Ca-Carbonat (CaCO3) vorhanden, so erfolgt die Auflösung<br />

des Carbonates vorrangig durch das Kohlendioxid (CO2) in der Bodenluft, welches durch<br />

die Atmung (Bodenlebewesen, Wurzelatmung) und Umsetzung der organischen Substanz<br />

im Boden entsteht. Je aktiver das Bodenleben, desto stärker die Umsetzung.<br />

9<br />

Ca-Mangel<br />

begünstigt<br />

Verschlämmung<br />

Wie wirkt Kalk?<br />

Boden enthält<br />

� 0,1 bis 1,5 %<br />

Carbonat bzw. Silikat<br />

ca. 300 <strong>–</strong> 4.500 kg/ha<br />

Carbonatverwitterung<br />

� erfolgt über CO2<br />

aus der Bodenluft<br />

Ca <strong>für</strong><br />

Strukturbildung<br />

OH <strong>für</strong><br />

Säurepufferung<br />

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Kalk bildet die Brücke<br />

zwischen Ton und<br />

Humus<br />

Aus dem nach einer<br />

Kalkung zugeführten<br />

Calziumcarbonat bzw.<br />

bereits gelöstem<br />

Calziumoxid (Ca0) bei<br />

Branntkalk entsteht in<br />

Verbindung mit Wasser<br />

das Calciumhydroxid<br />

[Ca(OH)2]. Dieses wird<br />

einerseits in Ca-Ionen<br />

(dienen der Bodenstrukturbildung)<br />

und<br />

andererseits zu OH-<br />

Ionen übergeführt. Die<br />

OH-Ionen dienen der<br />

Pufferung, indem sie<br />

gegen saure H-Ionen<br />

ausgetauscht werden.<br />

Bei mangelnder<br />

Abpufferung steigt der<br />

Anteil an H-Ionen am<br />

Sorptionskomplex.<br />

In Verbindung mit Wasser erfolgt die Bildung schwacher Kohlensäure, wobei mit<br />

Hilfe der Kohlensäure (H2CO3) das schwer lösliche Ca-Carbonat (Ca CO3 ) zum<br />

leicht löslichen Ca(HCO3)2 ( Calciumhydrogencarbonat ) übergeführt wird (sog.<br />

„Carbonatverwitterung“).<br />

Das lösliche Ca-Hydrogencarbonat wird dann weiter mit Wasser weiter zum löslichen<br />

Calciumhydroxid [Ca(OH)2] übergeführt.<br />

Bei Düngung mit Branntkalk (CaO) entsteht in Verbindung mit Hilfe von Wasser ebenfalls<br />

Calciumhydroxid.<br />

Dieses liefert einerseits Ca-Ionen <strong>für</strong> die Pflanzenernährung sowie vor allem <strong>für</strong> die Bodenstrukturbildung,<br />

indem die Ca-Ionen austauschbar an Tonminerale und Humusstoffe<br />

sorbiert werden (Ton-Humus-Komplexbildung).<br />

Die dabei entstehenden Hydrogen-Ionen (OH - ) dienen der Pufferung von Bodensäuren<br />

(H+). Erhöht sich hingegen die Konzentration an OH-Ionen (z. B. nach einer stärkeren<br />

Kalkung), so werden auch überschüssige OH-Ionen durch Kohlensäure wieder neutralisiert<br />

bzw. abgepuffert.<br />

Enthält der Boden jedoch kein oder zu wenig Carbonat (Ca CO3), dann wirkt die Kohlensäure<br />

(H2CO3) bodenversauernd, da sie dann zu Hydrogencarbonat (HCO3 - ) und<br />

zu sauren Wasserstoffionen (H + ) dissoziiert. Damit steigt auch der H-Ionenanteil am<br />

Sorptionskomplex.<br />

Carbonatpufferung<br />

CO + H O ⇆ H CO (Kohlensäurebildung)<br />

H CO ⇆ HCO - + H + (ohne Carbonat erfolgt Versauerung durch Kohlensäure)<br />

Ca CO + H CO ⇆ Ca (HCO ) (mit Carbonat erfolgt Pufferung)<br />

Ca(HCO ) + H O ⇆ Ca(OH) + H O + CO<br />

Ca(OH) ⇆ Ca + + OH -<br />

OH - + H + ⇆ H O<br />

Die im Boden <strong>für</strong> die Versauerung verantwortlichen Wasserstoffionen (H-Ionen) werden<br />

mit Hilfe der OH-Ionen neutralisiert. Fehlt jedoch das Ca-Carbonat von Natur aus<br />

bzw. wird es nicht durch <strong>Kalkdüngung</strong> zugeführt, so wirkt die Kohlensäure bodenversauernd<br />

und senkt den pH-Wert im Boden ab.<br />

0<br />

Abb.4 : Wie wirkt Kalk im Boden<br />

n. Letag, 2006<br />

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Kulturpflanzen benötigen<br />

unterschiedlichen pH-Wert<br />

Für das Gedeihen der unterschiedlichen Pflanzen ist der optimale pH-Bereich <strong>für</strong> die jeweilige<br />

Kultur entscheidend.<br />

So benötigen z.B. Weizen oder Gerste und vor allem alle Leguminosen einen höheren<br />

pH-Wert als Hafer, Roggen oder Kartoffel. Jede Kulturpflanze hat ein pH-Optimum.<br />

<strong>Kalkdüngung</strong> <strong>–</strong> mehrere Aufgaben<br />

Eine Kalkung reguliert den pH-Wert im Boden, indem Bodensäuren abgepuffert werden.<br />

Dadurch wird auf sauren <strong>Böden</strong> die Verfügbarkeit der Nährstoffe und nicht zuletzt<br />

auch die biologische Aktivität im Boden verbessert. Kalk ist aber auch ein Bodenverbesserungsmittel<br />

und fördert über das Calcium die Bodenstrukturbildung, was vor<br />

allem auf schweren <strong>Böden</strong> besonders wichtig ist (siehe Abb. 1 Aufgaben des Kalkes).<br />

fördert Kleewachstum<br />

biologische Aktivität und<br />

Regenwurmbesatz<br />

verbessert Bodenstruktur und schützt vor<br />

Bodenverdichtung<br />

Kalkung<br />

verbessert Nährstoffverfügbarkeit<br />

(insbesondere Phosphat und Molybdän)<br />

beseitigt<br />

Säuretoxizität<br />

Abb. 6: Aufgaben der <strong>Kalkdüngung</strong><br />

Kalk puffert Säuren ab<br />

Kalk liefert nach seiner Mineralisierung einerseits Calcium (Ca) <strong>für</strong> die Pflanzenernährung<br />

bzw. als Kittsubstanz zur Ton-Humus-Komplexbildung. Andererseits entstehen<br />

Hydrogen-Ionen (OH - ) zur Abpufferung von Bodensäuren. Dadurch kann einer Bodenversauerung<br />

durch Wasserstoffionen (H + ) infolge der Wurzelatmung, Nährstoffaufnahme<br />

etc. entgegengewirkt werden. Bodenversauerung führt zur Abnahme der Bodenfruchtbarkeit<br />

bis hin zur Bodendegradierung.<br />

Kalk fördert Nährstoffverfügbarkeit und Bodenleben<br />

Eine Kalkung saurer <strong>Böden</strong> verbessert über die Erhöhung des pH-Wertes auch die<br />

Nährstoffverfügbarkeit. Ferner wird das Bodenleben und die biologische Aktivität im<br />

Boden gefördert.<br />

Günstige Boden-Reaktionsbereiche<br />

<strong>für</strong> einige<br />

Kulturpflanzen<br />

Abb.5: Optimale pH-Werte der<br />

wichtigsten Kulturpflanzen<br />

(n. Gericke, 1951)<br />

brosch_kalk_kern.indd 11 15.10.2007 11:10:30 Uhr


Optimale pH-<br />

Bereiche einiger<br />

Mikroorganismen<br />

Azotobacter<br />

6,5 bis 7,5<br />

Knöllchenbakterien<br />

des Klees<br />

6,0 bis 7,0<br />

Closteridium<br />

Pasteruianum<br />

6,5 bis 7,3<br />

verschiedene<br />

Bodenpilze<br />

4,0 bis 5,0<br />

Kalk fördert<br />

Lebendverbauung<br />

pH 6 pH 4,8<br />

Entkalkte <strong>Böden</strong><br />

neigen zur Verdichtung,<br />

wenn das Calcium zur<br />

Bodenstrukturbildung<br />

fehlt.<br />

Abb. 7 .: Einfluss der Düngung auf die Entwicklung der Bodenorganismen<br />

in % (n. Rübensam u. Steinbrecher, 1968)<br />

Kalk fördert Bodenstrukturbildung<br />

Das Calcium selbst ist ein essentieller Pflanzennährstoff, aber in erster Linie ist das<br />

Calcium ein wichtiger Bodenhilfsstoff, welcher als Kittsubstanz <strong>für</strong> die Krümelbildung<br />

(Brückenbildung zwischen Ton- und Humusteilchen) zur Erhaltung der Bodenstruktur<br />

dient. Auf schweren <strong>Böden</strong> sowie verdichteten <strong>Böden</strong> erfolgt eine Ca-Düngung vorrangig<br />

im Hinblick auf die Verbesserung des Bodengefüges.<br />

Kalkung beugt Bodenverdichtung vor<br />

Entkalkte <strong>Böden</strong> neigen besonders zur Verdichtung, da wenn das Calcium zur Bodenstrukturbildung<br />

fehlt. Dies gilt vor allem <strong>für</strong> schwere Ackerböden, wo speziell eine leichte Düngung<br />

mit Branntkalk oder Mischkalk die Tonflockung fördern und damit der Bodenverdichtung<br />

durch bessere Lebendverbauung von Ton und Humus entgegenwirken kann.<br />

Kalk liefert den Nährstoff Calzium<br />

Die Ca-Versorgung der Pflanzen ist aus der Sicht der Pflanzenernährung meist gewährleistet<br />

und ein Mangel tritt mit Ausnahme vom intensiven Obst- u. Gemüsebau nur selten<br />

auf. Obst- und Gemüsekulturen leiden zur Zeit der intensiven Zellteilung aufgrund<br />

des trägen bzw. schwer beweglichen Ca-Transportes innerhalb der Pflanze nicht selten<br />

unter einem Ca-Mangel (z.B. Stippigkeit der Äpfel).<br />

Bei Äpfel, Tomaten, Sellerie, Blumenkohl, Chinakohl etc. findet die Ca-Aufnahme aus<br />

dem Boden vorrangig zur Zeit der Zellteilung, beim Apfel etwa 1-5 Wochen nach der<br />

Blüte statt. Bei Blättern findet die Ca-Aufnahme hingegen während des ganzen Triebwachstums<br />

(solange neue Blätter und Stängel gebildet werden) statt.<br />

Eine Blattdüngung knapp vor der Blüte mit einer 1-2%igen Calciumchlorid- oder Calciumnitratlösung<br />

ist hier möglich.Ebenso kann eine leichte Düngung mit löslichen Kalken<br />

(Branntkalk, Löschkalk) oder bei höheren pH-Werten auch mit Gips zur Verbesserung<br />

der Ca-Versorgung beitragen, da diese etwa 3-5 Wochen anhält.<br />

Mit Gips wird der pH-Wert nicht erhöht und damit einer möglichen Störung der Spurenelemtaufnahme<br />

vorgebeugt. Der Anteil an wasserlöslichem Calcium kann auch über<br />

die Bodenuntersuchung festgestellt werden.<br />

brosch_kalk_kern.indd 12 15.10.2007 11:10:33 Uhr


Kalk fördert Leguminosen<br />

Leguminosen haben grundsätzlich einen höheren Kalkanspruch haben als Gräser.<br />

Gleichzeitig wirken Leguminosen stärker bodenversauernd als Gräser, weil infolge der<br />

Luftstickstoffbindung der Leguminosen die Pfl anzen den Stickstoff vorrangig in Form<br />

von Ammonium (NH4 + ) aufnehmen. Die insgesamt stärkere Kationenaufnahme (K, Ca,<br />

Mg und besonders NH4) führt zu einer verstärkten Wasserstoffi onenabgabe (H + ) über<br />

die Wurzeln und damit zu einemstärkeren pH-Abfall.<br />

Leguminosen brauchen aber u.a. auch deshalb einen höheren pH-Wert, weil die Molybdänverfügbarkeit<br />

(benötigen Knöllchenbakterien zur Luftstickstoffbindung) mit zunehmenden<br />

pH-Wert ansteigt und damit verbessert wird.<br />

Dies ist der Grund, warum eine Kalkung die Leguminosen fördert. Unter pH 5 ist das<br />

Kleewachstum stark eingeschränkt. Ferner haben Leguminosen ein dreimal höheres<br />

Ca-Anreicherungsvermögen als Gräser.<br />

Abb 8: Leguminosen brauchen Kalk (nach Mengel und Steffens 10082)<br />

pH-Wert - Leitparameter <strong>für</strong> Kalkversorgung<br />

Der anzustrebende pH-Wert im Boden hängt vom Tonanteil (Bodenschwere) und vom<br />

Humusgehalt ab.<br />

Ton- und humusreiche <strong>Böden</strong> haben eine höhere Austauschkapazität als humusarme<br />

Sandböden. Dadurch können Sandböden leichter abgepuffert werden als schwere Tonböden.<br />

Bei leichten <strong>Böden</strong> genügt daher ebenso wie auf stark humosen <strong>Böden</strong> ein<br />

niedrigerer pH-Wert.<br />

Sorptionskraft (Bodenschwere) Ackerland Grünland<br />

2 (leicht < 15 % Ton) um 5,5 um 5,0*<br />

3 (mittel 15-25 % Ton) um 6,0 um 5,5<br />

4 (schwer > 25 % Ton) um 6,5 um 6,0<br />

Tab.6: Anzustrebende pH-Werte (gemessen in CaCl2) in Abhängigkeit von der Bodenschwere (BMLFUW 2006)<br />

*Auf Moorböden und anmoorigen Grünlandböden ist auch ein pH- Wert von 5 ausreichend.<br />

**Kalkhaltige Niedermoore können auch einen pH-Wert von 6-7 aufweisen.<br />

Zeigerpfl anzen<br />

sauer<br />

Borstengras<br />

Heidekraut<br />

Heidelkraut<br />

Heidelbeere<br />

Weiches Honiggras<br />

Flatterbinse<br />

Kleiner Sauerampfer<br />

Drahtschmiele<br />

Adlerfarn<br />

Arnika<br />

basisch<br />

Pastinak<br />

Esparsette<br />

Wiesensalbei<br />

Sichelklee<br />

Aufrechte Trespe<br />

Fingerkraut<br />

Stängellose Distel<br />

46-jähriger Dauer-<br />

Grünlandversuch<br />

(HLS Rottalmünster)<br />

tM-ertrag<br />

düngung alkalisch sauer<br />

ph 6,5 ph 3,5<br />

ertrag dt/ha<br />

ohne düngung 58 58<br />

npK 112 75<br />

npK+cao 119 112<br />

pflanzenarten<br />

erwünschte 76 % -<br />

Unerwünschte - 95 %<br />

n. Schnellhammer und Stich, 2006<br />

brosch_kalk_kern.indd 13 15.10.2007 11:10:34 Uhr


Kalktest<br />

Was sagt der Carbonattest?<br />

Der „Carbonattest“ (auch als Kalktest oder besser Säurepuffertest bekannt) kann im<br />

Labor (nach Scheibler) oder am Feld nach Beträufeln mit 10 % iger Salzsäure abgeschätzt<br />

werden. Dabei treibt die starke Salzsäure die schwache Kohlensäure aus ihrer<br />

Verbindung mit dem Kalk aus. Bei einem darauffolgenden Aufbrausen wird angezeigt,<br />

dass im Boden Carbonatverbindungen vorhanden sind, die im Boden vorhandene Säuren<br />

abpuffern können. Je mehr Kohlensäure ausgetrieben wird, desto höher der Carbonat-<br />

bzw. Kalkgehalt.<br />

Der Test ist eine einfache Möglichkeit, um vor allem auf schweren Ackerböden zu prüfen,<br />

ob die vorhandene Bodenstruktur vor den Angriff durch Säuren geschützt ist. Unter<br />

1 % CaCO3 bzw. MgCO3 ist meist kein Aufbrausen erkennbar.<br />

Der Carbonattest (CO3-Test) liefert jedoch noch keine Aussage darüber, wie hoch die<br />

Calciumbelegung am Sorptionskomplex bzw. wie viel pflanzenverfügbares Calcium in<br />

der Bodenlösung vorhanden ist.<br />

Was sagt die Kationenaustauschkapazität (KAK)<br />

Normalerweise korreliert der pH-Wert mit der Ca-Sättigung am Sorptionskomplex, liefert<br />

jedoch noch keine Aussage über das Verhältnis der Kationen am Austauscher.<br />

Unter Kationenaustauschkapazität versteht man die Fähigkeit des Bodens Kationen<br />

austauschbar zu binden. Kationen gelangen vorrangig durch Gesteinsverwitterung und<br />

Düngung in den Boden.<br />

Die KAK beeinflusst die Pflanzenverfügbarkeit sowie die Auswaschungsgefährdung<br />

und gibt auch Auskunft über die Filtereigenschaften eines Bodens gegenüber eingetragenen<br />

Schadstoffen.<br />

Die effektive KAK ist die Summe aller austauschbaren Kationen (Ca ++ , Mg ++ , K + , Na + einschließlich<br />

Al +++ , Mn ++ , Fe ++ und H + -Ionen auf sauren <strong>Böden</strong>) am Sorptionskomplex.<br />

Die KAK wird vom Ton- und Humusgehalt beeinflusst (Ca und Mg werden relativ stärker<br />

an organische Austauscher, K und NH4 stärker an Tonmineralien gebunden).<br />

An der Oberfläche der Tonminerale nimmt die Bindungskraft in der Reihenfolge Ca, Mg,<br />

K und Na ab, d.h. Calzium und Magnesium werden stärker an Tonminerale gebunden als<br />

Kalium und Natrium. Die KAK bestimmt in Abhängigkeit vom pH-Wert die Pufferkraft des<br />

Bodens. Leichte und humusarme Ackerböden sowie Extensivgrünland (Almböden) haben<br />

eine geringere KAK als schwerere <strong>Böden</strong>. Die Kationenaustauschkapazität (KAK) wird über<br />

den Ton- und Humusgehalt ermittelt. (Normalwert 10-40 cmol IÄ/1000g Boden)<br />

Wasserlösliches Calcium<br />

Für Spezialkulturen (z. B. Obstbau) kann neben der Untersuchung auf austauschbar gebundenes<br />

Calcium am Sorptionskomplex auch eine zusätzliche Bodenuntersuchung<br />

auf den Anteil an wasserlöslichen Calcium in der Bodenlösung von Interesse sein.<br />

Kationenverteilung am Sorptionskomplex<br />

Die ideale Kationenverteilung am Sorptionskomplex <strong>für</strong> eine gute Bodenstruktur zeigt<br />

die Abb. 9.<br />

Auf <strong>fruchtbare</strong>n <strong>Böden</strong> beträgt der Anteil an Ca-Ionen am Sorptionskomplex 70 bis<br />

85 %, während auf sauren <strong>Böden</strong> mit pH-Werten unter 5,0 der Anteil oft unter 55 %<br />

liegt, weil Ca dann ausgewaschen bzw. von sauren Kationen (vorrangig H-Ionen) verdrängt<br />

werden kann.<br />

4<br />

brosch_kalk_kern.indd 14 15.10.2007 11:10:35 Uhr


Der Anteil an Säuren (H-Ionen einschl. Al, Fe, Mn) sollte am Sorptionskomplex weniger<br />

als 15 % betragen. Speziell Al<strong>–</strong>Ionen bewirken eine stärkere Versauerung, weil sie im<br />

Austausch wiederum verstärkt H-Ionen bilden.<br />

Al- und Mn-Ionen können bei sehr niedrigen pH-Werten (unter pH 4,5) verstärkt in die<br />

Bodenlösung gelangen und dort wurzeltoxisch und negativ auf das Wachstum (Pfl anzenverträglichkeit)<br />

wirken.<br />

Vor allem eine Calcium<strong>–</strong> Belegung unter 55 % ist ungünstig und vielfach die Ursache<br />

<strong>für</strong> eine schlechte Bodenstruktur. Bodenverschlämmungen bzw. Verkrustungen können<br />

die Folge sein.<br />

Der Gehalt von Magnesium im Boden ist vorrangig geogen bedingt. Am Sorptionskomplex<br />

sollte der Anteil im Bereich von 10-15 % liegen.<br />

Das Verhältnis Ca : Mg sollte etwa 6:1 sein. Der Anteil an Kalium am Sorptionskomplex<br />

sollte 5 % nicht wesentlich überschreiten. Mg-Werte unter 10 % können in Verbindung<br />

mit hohen Kaliumwerten einen Mg-Mangel bewirken und umgekehrt können erhöhte<br />

Magnesiumwerte auch Ursache <strong>für</strong> einen Kaliummangel sein. Speziell eine überhöhte<br />

Magnesiumdüngung mit leicht löslichem Bittersalz kann die Kaliumversorgung<br />

vorübergehend beeinträchtigen.<br />

Magnesium kann neben Kalium auch mit Calcium und Ammonium sowie mit Mangan<br />

und H-Ionen konkurrieren.<br />

Laut Bodenanalyse sollte das Verhältnis K2O : Mg zumindest 1,5 bis 2:1 betragen. Liegt<br />

das Verhältnis darunter können bei Trockenheit Kaliummangelsymptome auftreten. Bei<br />

einem Verhältnis über 5:1 sind hingegen Mg-Mangelsymptome möglich.<br />

Höhere Mg-Anteile können im Boden auch deshalb auftreten, weil Magnesium-Ionen<br />

aufgrund des kleineren Ionendurchmessers im Vergleich zu Calzium weniger auswaschungsgefährdet<br />

sind und dadurch auch bei niedrigeren pH-Werten länger in der Bodenlösung<br />

bleiben als die Calcium-Ionen.<br />

Humose <strong>Böden</strong> weisen oft auch deshalb höhere Mg-Werte aus, weil das Magnesium<br />

im Vergleich zu Kali stärker in die organische Substanz des Bodens gebunden wird.<br />

Abb. 9<br />

5<br />

Auswaschungsverluste<br />

an K + , Mg ++<br />

und Ca ++ aus dem<br />

Boden durch sauren<br />

Niederschlag<br />

Erhöhte Natriumwerte<br />

von über 0,5 bis1 %<br />

bewirken eine Zerstörung<br />

der Bodenstruktur<br />

(„Zerfl ießen“ des<br />

Bodens) und können<br />

bei uns vorübergehend<br />

am Straßenrand infolge<br />

der Salzstreuung<br />

auftreten.<br />

brosch_kalk_kern.indd 15 15.10.2007 11:10:37 Uhr


Beispiel:<br />

Mischkalk mit 60%<br />

Ca0 kostet 7 Euro und<br />

Kohlensaurer Kalk mit<br />

53 % Ca0 6 Euro je<br />

100 kg.<br />

Mischkalk 7 Euro/ 60<br />

= 0,116 je kg Ca0<br />

Kohl. Kalk 6 Euro/ 53<br />

= 0,113 je kg Ca0<br />

Beide Produkte sind<br />

praktisch gleich teuer,<br />

obwohl beim Produktpreis<br />

eine Differenz<br />

von 17 % besteht.<br />

Bodenstabilisierung<br />

mit Branntkalk<br />

verbessert die<br />

Befahrbarkeit, die<br />

Durchlüftung, die<br />

Wasserführung und<br />

das Porenvolumen des<br />

Bodens.<br />

Qualitätskriterien von Düngekalken<br />

Bei der Bewertung der Kalke spielt neben dem Preis vor allem der Reinnährstoffgehalt<br />

(CaO-Anteil), die unterschiedliche Löslichkeit der Kalke sowie der Vermahlungsgrad<br />

eine wichtige Rolle. Laut Düngemittelgesetz (DMG) müssen Kalke mind. einen Gehalt<br />

von 30 % Ca0 aufweisen.<br />

Reinnährstoffpreis<br />

Neben der Kalkgruppe, d.h. schnell (Branntkalk), mittel (Mischkalk) oder langsam wirkend<br />

(Kohlensaure Kalke), ist der CaO-Gehalt wertbestimmend.<br />

Um die basische Wirksamkeit unterschiedlicher Kalkbindungsformen vergleichen zu<br />

können, wird der CaO-Gehalt als Gesamtwert an basisch wirksamen Verbindungen<br />

angegeben.<br />

Der Reinnährstoffpreis dient einem objektiven Preisvergleich und errechnet sich, indem<br />

man den Preis je 100 kg Kalkdünger durch den Ca0-Gehalt dividiert.<br />

6<br />

Marktpreis je 00 kg<br />

% Ca0 des Kalkdüngers<br />

= Preis/kg Ca0<br />

1 kg Calziumoxid (Ca0) entspricht 1,00 kg „Ca0“<br />

z. B. Branntkalk<br />

1 kg Calziumcarbonat (Ca03) entspricht 0,56 kg „Ca0“<br />

z. B. Kohlensaurer Kalk<br />

1 kg Magnesiumcarbonat (MgCO3) entspricht 0,66 kg „Ca0“<br />

z. B. Magnesit<br />

1 kg Magnesiumoxid (Mg0) entspricht 1,39 kg „Ca0“<br />

1 kg Magnesiumhydroxid (Mg(OH)2) entspricht 0,96 kg „Ca0“<br />

1 kg Calziumhydroxid (Ca(OH)2) entspricht 0,75 kg „Ca0“<br />

z. B. Kalkhydrat oder Löschkalk<br />

1 kg Calziumsilikat (Ca Si04) entspricht 0,48 kg „Ca0“<br />

z. B. Konverterkalk<br />

1 kg Calziumsulfat (CaS04) entspricht 0,00 kg „Ca0*)“<br />

*) Die sulfatische Bindungsform von Calzium (Gips) ist nicht basisch<br />

wirksam und auch kein Düngekalk. Gips ist hingegen ein Calzium und Schwefeldünger.<br />

Mahlfeinheit beeinflusst Löslichkeit!<br />

Die Mahlfeinheit bei ungebrannten Kalk/Dolomitsteinmehlen ist das wichtigste Qualitätskriterium.<br />

Nur wenn sich der Kalk zwischen den Fingern mehlig anfühlt, ist die Qualität<br />

in Ordnung. Grob sandige Produkte haben nur eine geringe Oberfläche und damit<br />

eine schlechte Löslichkeit. Dadurch wird zu wenig Calcium (Kitt-Mörtel) gelöst, welcher<br />

zur Verkittung von Ton und Humus in einer Mindestmenge (Reaktionsschwelle)<br />

nötig ist.<br />

Je feiner die Vermahlung, desto besser ist die Löslichkeit, da die umsetzungsaktive<br />

Oberfläche um ein Vielfaches größer ist. So sind Körnungen über 1 mm in den nächsten<br />

50 Jahren unwirksam.<br />

Nur bei einer Mahlfeinheit von 80 % Körnung kleiner 0,3 mm und 100 % kleiner 1mm<br />

(laut Düngemittelverordnung,1994), ist in absehbarer Zeit eine gute Wirkung zu erwar-<br />

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ten. Carbonate und Silikate sind nur bodensäurelöslich, weshalb bei diesen Kalken der<br />

Vermahlungsgrad besonders wichtig ist.<br />

Kalkform, pH-Wert und Löslichkeit<br />

Neben der Mahlfeinheit beeinfl usst auch die verwendete Kalkform (Oxid, Carbonat, Silikat)<br />

und der pH-Wert (Pufferbereich) im Boden die Löslichkeit.<br />

Silikate und Carbonate sind säurelöslich und lösen sich nur bei niedrigen pH-Werten,<br />

d.h. je niedriger der pH-Wert, desto besser die Löslichkeit. Bei pH-Werten über 6,2<br />

sind nur noch wasserlösliche Oxide wie Brannt-oder Mischkalk oder Hydroxide gut<br />

verfügbar.<br />

Löslichkeit von Kalkarten in Abhängigkeit vom Boden-pH-Wert<br />

Abb. 11: Löslichkeit von Kalken in Abhängigkeit vom Boden pH-Wert (n.Oehmichen, Chemie <strong>für</strong> Landwirte, 1992)<br />

Wann welchen Kalk einsetzen<br />

Für schwerere Ackerböden, wo pH-Werte von 6,5 und darüber angestrebt werden und<br />

es vor allem die Bildung eines stabilen Bodengefüges geht, sollten bevorzugt wasserlösliche<br />

Oxide bzw. Hydroxide (Branntkalk, Mischkalk, Löschkalk) eingesetzt werden.<br />

Ebenso zur Gesundungskalkung von verdichteten bzw. verschlämmten <strong>Böden</strong>, da nur<br />

wasserlösliche Oxide wie Branntkalk unabhängig vom pH-Wert eine ausreichende Aktivität<br />

zur verstärkten Tonfl ockung bewirken.<br />

Auf leichten Ackerböden oder auf Dauergrünland (diese haben keine Strukturprobleme)<br />

genügt hingegen der Einsatz von Carbonaten (Kohlensauren Kalken).<br />

Kalkungen sollen bevorzugt zu kalkliebenden Feldfrüchten (z.B., Klee, Raps, Gerste,<br />

Weizen, Mais) gegeben werden.<br />

Bei regelmäßiger Erhaltungskalkung ( alle 3 bis 4 Jahre ) reichen in Abhängigkeit von<br />

der Bodenart Streumengen von 1000 bis 1500 kg Ca0 (= Reinkalk) aus. Bei gleichzeitigem<br />

Bedarf an Magnesium wie z. B. auf Granit, Gneis oder sandigen <strong>Böden</strong>, ist magnesiumhältigen<br />

Kalkformen der Vorzug zu geben.<br />

Eine regelmäßige Erhaltungskalkung verhindert am Grünland die Bildung einer zu starken<br />

Rohhumusaufl age.<br />

Die Erhaltungskalkung ist auch mit Feuchtkalken (3 bis 7 % Wasseranteil) möglich.<br />

Der Vorteil sind die nahezu staubfreie Ausbringung sowie die bodengünstige Boden<strong>–</strong><br />

lagerung direkt beim Landwirt.<br />

7<br />

Umsetzungsaktive<br />

Oberfl äche (cm2/g)<br />

49<br />

grob<br />

> 1mm<br />

. 80<br />

fein<br />

0,3 <strong>–</strong><br />

1 mm<br />

6. 76<br />

mikro<br />

80 % ><br />

0,3 mm<br />

Wirkung von Kohlensaurem<br />

Düngekalk:<br />

Feinvermahlung schafft<br />

eine große umsetzungsaktive<br />

Oberfl äche<br />

Branntkalk gegen<br />

Kohlhernie<br />

Branntkalk gegen<br />

Verschlämmung<br />

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Feuchtkalk-<br />

Ausbringung<br />

Ein idealer Düngezeitpunkt ist die Stoppelkalkung nach der Getreideernte.<br />

Bei der Stoppelkalkung ist darauf zu achten, dass der auf die Stoppeln gestreute Kalk<br />

nicht direkt untergepflügt wird. Der Kalk muss vorher mit einem mischenden Bodenbearbeitungsgerät<br />

(z.B. Grubber ) mit dem Oberboden vermischt werden.<br />

Kalk und Wirtschaftsdünger<br />

Immer wieder tritt in der Praxis die Frage auf, ob Kalk und Wirtschaftsdünger gemeinsam<br />

ausgebracht werden dürfen. Vielfach herrscht die Meinung vor, dass zeitliche Sicherheitsabstände<br />

von 14 Tagen zur Vermeidung gasförmiger Ammoniakverluste (NH3)<br />

einzuhalten sind.<br />

Die N-Verluste durch Ammoniakabgasung werden im Wesentlichen vom Ammonium-<br />

Anteil des Düngers, dem Verdünnungsgrad, der Temperatur während und unmittelbar<br />

nach der Ausbringung sowie vom pH-Wert der Jauche bzw. Gülle beeinflußt.<br />

Wirtschaftsdünger enthalten unterschiedliche Anteile an Ammonium (NH4) und organisch<br />

gebundenen Stickstoff. So enthält Jauche über 90 % Ammonium, Rinderfülle<br />

etwa 50 % und Stallmist etwa 15 %.<br />

pH-Wert beeinflusst<br />

Abgasung<br />

Wirtschaftsdünger haben einen pH-<br />

Wert im Bereich von 7 bis 8 (belüftete<br />

Gülle bzw. Biogasgülle bis 8,5.<br />

Eine Umwandlung von Ammonium<br />

zu Ammoniak und somit N-Abgasung<br />

beginnt bei pH-Werten über<br />

8,0 und verstärkt bei einem pH-<br />

Wert über 9.<br />

Kalkprodukte <strong>–</strong> unterschiedliche Löslichkeit<br />

Bei Kalkprodukten ist die unterschiedliche Löslichkeit (Oxide, Hydroxide,Carbonate,<br />

Silikate)zu beachten. Kohlensaure Kalke sind carbonatisch gebunden (CaCO3). Sie entstehen<br />

durch Vermahlung von Kalk bzw. Dolomitgestein und sind bodensäurelöslich.<br />

Diese Naturkalke haben einen Ausgangs pH-Wert von etwa 7,5 , d.h. der pH-Wert<br />

kann auch bei gleichzeigiger Ausbringung solcher Produkte nicht über pH 8 ansteigen.<br />

Kohlensaure Kalke können daher unmittelbar vor oder nach einer Wirtschaftsdüngeranwendung<br />

ausgebracht werden, ohne dass kalkbedingte N-Verluste zu be<strong>für</strong>chten sind.<br />

Selbst bei gemeinsamer Ausbringung von z.B. kohlensauren Feuchtkalken mit Stallmist<br />

in einem Arbeitsgang sind keine kalkbedingten N-Verluste zu erwarten.<br />

Dasselbe gilt <strong>für</strong> industrielle Fällungskalke (z.B. Schwarzkalk, Carbokalk, Feuchtkalk 43,<br />

etc.), die ebenfalls carbonatisch gebunden sind.<br />

Carbonatische Kalke können daher in Einzelfällen ( z. B. Berggebieten ) auch gemeinsam<br />

mit der Gülle ( max. 250 kg/ha ) ausgebracht werden. Das Problem ist hier in der<br />

Praxis nicht die NH3-Abgasung, sondern vielmehr das hohe spezifische Gewicht, sodass<br />

es bei nicht ständig intensiven Aufrühren der Gülle wieder rasch zu einem Absetzen<br />

des Kalkes in der Güllegrube bzw. im Güllefass kommen kann.<br />

8<br />

brosch_kalk_kern.indd 18 15.10.2007 11:10:44 Uhr


Vorsicht bei Branntkalk und Kalkmilch<br />

Branntkalk bzw. Mischkalke sind oxidisch gebunden. Für Brannt- bzw. auch Mischkalk<br />

gilt daher generell der Grundsatz, dass zwischen Kalk und Wirtschaftsdüngerausbringung<br />

entweder eine Bodenbearbeitung liegen soll, oder z.B. am Grünland einmal Niederschläge<br />

fallen sollen.<br />

Ähnlich verhält es sich bei Ausbringung von nicht an CO2 , d.h. nicht an Carbonat gebundenen<br />

Calziumhydroxiden = Ca (OH)2, welche auch unter der Bezeichnung Kalkmilch,<br />

Carbidkalk oder Kalklauge bekannt sind. Diese haben einen pH-Wert von ca. 12,5<br />

und können bei verstärktem Zumischen zu Gülle, insbesonders mit hohem TM-Gehalt<br />

den pH-Wert über 9 anheben und damit zu einer stärkeren NH3-Abgasung führen.<br />

Bei Verwendung von Flüssigkalk (Calziumhydroxid) mit ammoniumhaltigen Düngern<br />

soll daher die Gülle vorher ausgebracht werden .<br />

Die Güllegrube soll nur als Zwischenspeicher genutzt werden.<br />

100 kg N bzw. P2O5 verbrauchen (-) oder ersetzen (+) ..... kg CaO auf<br />

Acker Grünland<br />

Ammonnitrat-Harnstoff-Lösung (AHL) - 100 - 80<br />

Ammonsulfat - 301 - 281<br />

Harnstoff - 100 - 80<br />

Kalkammonsalpeter (NAC) - 49 - 29<br />

Kalkstickstoff + 175 + 195<br />

Volldünger 13 : 13 : 21 - 102 - 82<br />

Volldünger 15 : 15 : 15 - 101 - 81<br />

Thomasphosphat + 300 + 300<br />

Hyperphosphat + 111 + 111<br />

Superphosphat - 4 - 4<br />

Kalidünger ± 0 ± 0<br />

Gips oder Kalk ?<br />

Tab.: 8 Einfluss von Düngemitteln auf den Kalkzustand des Bodens (Patzke nach Sluijsmans)<br />

Gips (Calziumsulfat) ist wasserlöslich und enthält ca.18 % Schwefel sowie 23 % Calcium.<br />

Er ist vorrangig als Schwefeldünger bekannt.<br />

Gips ist ein Neutralsatz und kann daher im Vergleich zu Kalk keine Bodensäuren abpuffern<br />

und auch den pH-Wert im Boden nicht verändern.<br />

Nur eine Kalkung dient über den Nachschub von Basen (OH-Ionen) der Abpufferung<br />

von Bodensäuren und der Regulierung des pH-Wertes im Boden.<br />

Das Calcium (Ca) dient hingegen bei Gips wie auch bei Kalk als „Mörtel“ bzw. Baustein<br />

<strong>für</strong> die Brückenbildung zwischen Ton und Humus (=Ton-Humus-Komplexbildung) und<br />

damit der Verbesserung der Bodenstruktur.<br />

Gips kann zur Düngung von schwefelbedürftigen Intensivkulturen wie Raps, Kleegras,<br />

Vielschnittwiesen etc. bei entsprechender Homogenisierung auch über die Güllegrube<br />

(20-25 kg/m³) in einer Menge von 200 bis 400 kg/ha/Jahr bevorzugt im Frühjahr ausgebracht<br />

werden kann.<br />

Gips kann in speziellen Fällen bei <strong>Böden</strong> mit hohen pH-Werten, aber gleichzeitig geringer<br />

Ca-Belegung am Sorptionskomplex (z.B. Überschuss an Kali, Magnesium) sowie<br />

bei Obst- u. Gemüsekulturen durch sein leicht lösliches Calcium die Ca-Versorgung verbessern<br />

ohne den pH-Wert weiter zu erhöhen.<br />

9<br />

Homogenisierung ist<br />

wichtig<br />

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Kalkhältige Lockersedimentbraunerde Kalkfreie Lockersedimentbraunerde Kalkfreier anmooriger Gley<br />

Ranker Verbraunte Pararendsina Entwässerter, kalkfreier Gley<br />

0<br />

Fotos (6): Wieshammer<br />

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WALD<br />

pH-WERt (CaCl ) iM OBERBODEN (bis 0 cm)<br />

< ,5 ■<br />

,5 bis


Bodentypen in Österreich<br />

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4<br />

brosch_kalk_kern.indd 24 15.10.2007 11:11:22 Uhr


osch_kalk_kern.indd 25 15.10.2007 11:11:25 Uhr<br />

5


CaO-Gehalte der wichtigsten Kalkdünger<br />

Produktbezeichung Form wertbestimmende Bestandteile Kalkwert (CaO)<br />

1. NATURKALKE (trocken, feucht, mehlfein oder granuliert) mit Kalkwerten > 50%<br />

Kohlensaurer Kalk trocken 95% CaCO3 > 53%<br />

feucht 90% CaCO3 > 50%<br />

Kohlensaurer Magnesisumkalk trocken 92% CaCO3 + MgCO3 davon mind. 15% MgCO3 > 53%<br />

feucht 90% CaCO3 + MgCO3 davon mind. 15% MgCO3 > 50%<br />

Dolo 40 trocken 95% CaCO3 + MgCO3 davon mind. 40% MgCO3 > 53%<br />

feucht > 50%<br />

Dolokorn granuliert 90% CaCO3 + MgCO3 davon mind. 30% MgCO3 > 53%<br />

NGK-Magnesia trocken 55% CaCO3 + 40% MgCO3 > 53%<br />

Mischkalk trocken 60% CaO aus CaCO3 und CaO > 60%<br />

Magnesium Mischkalk trocken 60% CaO + MgO davon mind. 10% MgO > 60%<br />

Branntkalk gekörnt 92% CaO > 92%<br />

gemahlen 92% CaO > 92%<br />

Magnesiummehl feucht MgCO3 > 60 % > 50%<br />

trocken<br />

2. NATURKALKE (trocken, feucht, mehlfein oder granuliert) mit Kalkwerten < 50%<br />

Kohlensaurer Mg-Kalk mit Schwefel feucht CaCO3 > 50%<br />

MgCO3 > 30%, S > 2% > 40%<br />

Algenkalk granuliert CaCO3 = 42%, MgCO3 > 3% 46%<br />

3. RÜCKSTANDSKALKE (trocken, feucht) mit Kalkwerten > 30%<br />

Schwarzkalk feucht 68 bis 70% CaCO3, 1% N > 39%<br />

Feuchtkalk 43 feucht CaCO3 > 75% > 43%<br />

Konverterkalk körnig feucht > 45%<br />

mehlfein trocken > 45%<br />

Carbokalk feucht CaCO3 + MgCO3 > 60% > 30%<br />

4. KALKHÄLTIGE DÜNGEMITTEL mit Kalkwerten > 30%<br />

Dolosol CaCO3 > 30%,<br />

MgCO3 > 25%,<br />

org. Substanz > 35% > 30%<br />

Ökophos-plus granuliert MgCO3 > 15%,<br />

P2O5 > 5%,<br />

S > 4% > 35%<br />

Ma-Kaphos 5 mehlfein/feucht P2O5 > 5%, (MgCO3 > 20),<br />

CaCO3 > 45% > 48%<br />

Ma-Kaphos 10 mehlfein/feucht P2O5 >10%, (MgCO3 > 15%),<br />

CaCO3 > 40% > 45%<br />

Ma-Kaphos 15 mehlfein/feucht P2O5 > 15%, (MgCO3 > 15%),<br />

CaCO3 > 35% > 40%<br />

Dolophos 15 CaCO3 > 60%,<br />

granuliert MgCO3 > 15%,<br />

granuliert P2O5 > 15% > 40%<br />

G-18 granuliert CaCO3 > 65%, P2O5 > 16% > 40%<br />

5. KALKHÄLTIGE RÜCKSTÄNDE mit Kalkwerten < 30%<br />

Biosalin feucht CaCO3 > 17%, MgO > 8%, CaSO4 > 40% > 22%<br />

Kalkklärschlämme feucht CaCO3 + MgCO3 > 20% > 20%<br />

Kalk-/Reha-Gipsgemische feucht CaCO3 + CaOH2 > 10%, CaSO4 > 70% > 10%<br />

AGA-Kalk flüssig Ca(OH2) > 20% > 15%<br />

6<br />

brosch_kalk_kern.indd 26 15.10.2007 11:11:25 Uhr


LitERAtUR<br />

BLUME H.P.<br />

HANDBUCH DES BODENSCHUTZES, ECOMED-VERLAG, 1992<br />

BLASL S.<br />

BACHLER W., pH BEDINGTE PFLANZENTOxIZITÄT, DIE BODENKULTUR, 33. BAND, 1982.<br />

DüNGEKALK-LEitFADEN<br />

DREI KRONEN DRUCK UND VERLAG GMBH, EFFEREN, 1965<br />

FiNK A.<br />

DÜNGER UND DÜNGUNG, ULMER VERLAG, 1991<br />

GALLER J.<br />

LEHRBUCH UMWELTSCHUTZ FAKTEN <strong>–</strong> KREISLÄUFE - MASSNAHMEN, ECOMED-VERLAG, 1999<br />

HiNWEiSE zUR KALKDüNGUNG<br />

DLG-MERKBLATT, 2006<br />

SCHEFFER/SCHACHtSCHABEL<br />

LEHRBUCH DER BODENKUNDE, 15. AUFLAGE, 2002<br />

brosch_kalk_kern.indd 27 15.10.2007 11:11:25 Uhr<br />

7


Landwirtschaftskammer Salzburg<br />

Betriebsentwicklung und Umwelt<br />

5024 Salzburg, Schwarzstraße 19<br />

Tel. +43(0)662/870571-242<br />

Fax +43(0)662/870571-295<br />

beu@lk-salzburg.at<br />

www.lk-salzburg.at<br />

8<br />

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