Pflanzen mit Phosphormangel können verkümmern, die Blätter können sich violett färben, und die Blüte und das Wachstum neuer Triebe verzögern sich. Oft schränken kalte Böden oder ein für das Wachstum ungeeigneter pH-Wert die Phosphorverfügbarkeit ein, auch wenn der Boden viel Phosphor enthält. Foto Sideman
von Dr. Eric Sideman
Nach Stickstoff (N) ist Phosphor (P) der nächste Nährstoff, der das Pflanzenwachstum in landwirtschaftlichen Betrieben und Gärten am ehesten beeinträchtigt. Sein Kreislauf ist in landwirtschaftlichen Betrieben viel einfacher, und im Gegensatz zu Stickstoff, dessen Verfügbarkeit stark von der biologischen Aktivität abhängt (siehe meine Kolumne im MOF&G vom März/Mai 2011), hängt die Verfügbarkeit von Phosphor in der Regel einfach davon ab, ob der Boden ausreichend vorhanden ist. Wie auch bei Stickstoff kann der Boden zu viel oder zu wenig P enthalten. Daher sollte man den P-Gehalt überwachen, anstatt Jahr für Jahr blind mehr zuzuführen.
Ein Garten, ein Rasen oder ein Feld mit überschüssigem P kann zu einer punktuellen Verschmutzungsquelle werden, denn wenn der Boden mehr lösliches P enthält, als die Pflanzen brauchen, kann es mit dem Wasser ausgewaschen werden und in Teiche, Seen und Flüsse gelangen. Während P das Pflanzenwachstum im Boden fördert, begünstigt überschüssiges P in diesen Gewässern das Algenwachstum. Ein massives Wachstum von Algen wird als Algenblüte bezeichnet. Wenn eine Algenblüte abstirbt, zersetzt sie sich, und die zersetzenden Organismen verbrauchen den Sauerstoff im Wasser, so dass auch Fische und andere Organismen sterben.
In Böden mit zu wenig P leiden die Pflanzen. Die Pflanzen verkümmern, die Blätter können sich violett verfärben, die Blüte und das Wachstum neuer Triebe verzögern sich.
Eine Handvoll wichtiger Punkte hilft den Landwirten beim P-Management im Boden:
– Kalter Boden. Obwohl die P-Verfügbarkeit weniger von der biologischen Aktivität abhängt als die N-Verfügbarkeit, ist eine biologische Aktivität zur Freisetzung von P erforderlich, wenn organisches Material die Quelle für P ist. In kühlen Böden, in denen die biologische Aktivität verlangsamt ist, ist also weniger P verfügbar. Auch die Wurzeln nehmen P aus kühlen Böden nicht gut auf. Wenn Sie versuchen, frühe Tomaten in Hochtunneln zu ziehen, haben Sie vielleicht schon gesehen, dass die Blätter neuer Pflanzen lila werden. Um diese Violettfärbung (und ein langsameres Wachstum der Tomatenpflanzen) zu vermeiden, warten Sie mit dem Setzen der Pflanzen, bis die Bodentemperatur 60 Grad beträgt. Die Zugabe eines löslichen Starterdüngers zum Zeitpunkt der Verpflanzung kann ebenfalls dazu beitragen, die Wurzelzone der Pflanzen mit verfügbarem P zu versorgen.
– pH-Wert. Sowohl saure als auch alkalische Böden begrenzen die P-Verfügbarkeit. Phosphor ist zwischen pH 6,5 und 6,8 am besten verfügbar. Wenn ein Bodentest einen weit abweichenden pH-Wert und einen leicht niedrigen P-Gehalt ergibt, empfehle ich, den pH-Wert zu korrigieren und den Bodentest zu wiederholen, bevor der P-Gehalt korrigiert wird. Da P so reaktiv mit anderen Chemikalien im Boden ist, wird es leicht in komplexen Molekülen gebunden und ist dann nicht mehr verfügbar. Bei niedrigem pH-Wert steigt der Aluminiumgehalt im Boden und P bindet sich mit Aluminium. Bei hohem pH-Wert bindet sich P mit verfügbarem Kalzium.
– Mobilität. Phosphor ist sehr reaktiv und verbindet sich leicht mit vielen anderen Mineralien im Boden, so dass P nicht sehr löslich ist und sich nicht frei mit dem Bodenwasser bewegt. Ich habe bereits erwähnt, dass P in die Gewässer gelangen kann, aber nur dann, wenn entweder die Bodenpartikel selbst sich bewegen und P mit sich führen (durch Bodenerosion) oder wenn der P-Gehalt im Boden so hoch ist, dass selbst die geringe Menge des gesamten P, die löslich wird, immer noch mehr ist, als die Pflanzen benötigen, und mit dem Bodenwasser bewegt wird – sowohl durch Auswaschung als auch durch Oberflächenwasserabfluss. Dies ist ein wichtiger Punkt für Menschen, die ihren Feldern wiederholt Kompost zuführen: Sie KÖNNEN zu viel organische Substanz haben. Bei einem sehr hohen Gehalt an organischer Substanz kann selbst die geringe Menge an löslichem P, die aus der organischen Substanz freigesetzt wird, mehr sein, als die Pflanzen aufnehmen können.
Da P im Boden sehr unbeweglich ist, sollten P-Zusätze in der Nähe der Pflanzenwurzeln angebracht werden. Dies ist besonders wichtig beim Side-Dressing (Zugabe einer Nährstoffquelle entlang einer Pflanzenreihe während der Vegetationsperiode) oder beim Banding (Ausbringung von Dünger nur auf die Pflanzenreihen zur Pflanzzeit, anstatt ihn zu streuen). Denken Sie daran, dass P nicht zu den Wurzeln wandert; stattdessen müssen die Wurzeln zum Phosphor wachsen. Außerdem sollte P nicht in einem schmalen Streifen oder in der Nähe der Bodenoberfläche konzentriert werden, da dies dazu führt, dass sich die Wurzeln in diesem kleinen, fruchtbaren Bereich ausbreiten, in dem das Wasser schließlich begrenzt sein könnte. Außerdem neigen die Wurzeln in trockenen Jahren dazu, in die Tiefe zu wachsen und sich dem Wasser zuzuwenden, so dass sie sich nicht in dem Bereich ausbreiten, in dem P konzentriert ist. Mischen Sie P-Dünger entweder gründlich tief in den Boden ein oder sorgen Sie für eine gleichmäßige Wasserversorgung.
– Mykorrhiza. Einige der vielen Arten von Pilzen, die in einem biologisch aktiven Boden leben, dringen in die Pflanzenwurzeln ein. Diese Pilze werden Mykorrhiza genannt. Sie scheinen zwar parasitär zu sein, sind aber in Wirklichkeit wechselseitig. Die Pilze verbrauchen zwar einen Teil der von der Pflanze produzierten Kohlenhydrate, liefern der Pflanze aber auch zusätzlichen P. Die Pilzhyphen (Zellfäden) breiten sich über eine große Fläche des Bodens aus und absorbieren viele Mineralien, einschließlich P, die sie an die Pflanze weitergeben. In der Natur erklären Mykorrhizen den Erfolg von Pflanzen in Böden mit niedrigem P-Gehalt.
Phosphordünger
Die bei einem Bodentest der University of Maine ermittelten Phosphorwerte sollten im Bereich von 20 bis 40 Pfund pro Acre liegen. Die Empfehlungen für P-Zusätze zielen darauf ab, das Bodenreservoir auf diesen Wert aufzustocken und den Ernteabbau in dieser Saison auszugleichen. Wenn der Test mehr als 40 Pfund P pro Acre anzeigt, sollten Bodenverbesserungsmittel ohne oder mit nur wenig Phosphor verwendet werden.
Organische Stoffe und die Aktivität von Bodenmikroben sollten die Grundlage eines organischen Fruchtbarkeitsprogramms für Phosphor bilden. Ernterückstände, Viehdung und Kompost recyceln P im Betrieb und sollten den meisten P-Bedarf decken. Die Aufrechterhaltung eines guten P-Niveaus sollte mit den üblichen jährlichen Ausbringungen von N-Materialien, z. B. Saatgutmehl, Mulch, Kuhmist, möglich sein. Um den P-Gehalt von einem niedrigen Niveau aus aufzubauen, benötigen Sie wahrscheinlich ein Material mit mehr Phosphor.
Käfigschichtmist ist ein billiges Material mit hohem P- und N-Gehalt, aber es ist unangenehm zu verarbeiten; es kann leicht missbraucht werden und die Keimung von Saatgut hemmen, weil es so viel freies Salz enthält; es kann Grund- und Oberflächenwasser verschmutzen, weil die Nährstoffe darin so gut löslich sind; es trägt nichts zur Bodenverbesserung bei, weil es so wenig organische Substanz enthält; und in Böden mit einem pH-Wert, der bereits im richtigen Bereich liegt, kann es den Boden zu alkalisch machen.
Felsenphosphat, ein natürliches, abgebautes Material, ist mit P angereichert, aber nur etwa 1 bis 3 Prozent dieses P sind verfügbar; der Rest ist fest in komplexen Verbindungen gebunden, die nur langsam abgebaut werden. Kolloidales Rohphosphat ist ein feines Material, das bei der Verarbeitung von Rohphosphat anfällt. Es hat einen geringeren Gesamt-P-Gehalt, aber einen etwas höheren Anteil an verfügbarem Phosphor.
Knochenmehl hat einen hohen P-Gehalt, ist aber für die verfügbare P-Menge sehr teuer. Knochenkohle (verbranntes Knochenmehl) hat mehr verfügbaren P und ist viel günstiger als Knochenmehl.
Der Wert ist etwas, das wir alle in den kommenden Jahrzehnten beobachten werden, da wir uns weltweit einer begrenzten P-Versorgung („Peak Phosphor“) nähern. Weitere Informationen zum Phosphor-Peak finden Sie in „New threat to global food security as phosphate supplies become increasingly scarce“, einem Bericht der Soil Association vom November 2010, und „Recycling animal and human dung is the key to sustainable farming“ von Kris De Decker, Energy Bulletin, 16. September 2010; www.energybulletin.net/stories/2010-09-16/recycling-animal-and-human-dung-key-sustainable-farming.
Eric Sideman ist der Spezialist für ökologische Anbauprodukte bei MOFGA. Sie können sich mit Ihren Fragen an ihn wenden: 568-4142 oder.
Zu viel P, zu viele Unkräuter
Auf der MOFGA-Frühjahrskonferenz 2009 sagte der New Yorker Landwirt Klaas Martens, dass Samtblättriges Greiskraut, Leinkraut, Schweinegras und Galinsoga, alles Nicht-Mykorrhiza-Unkräuter, in Böden mit hohem P- und Salzgehalt besser zu wachsen scheinen – Böden, die keine Mykorrhiza unterstützen. Felder, die häufig mit Dung gedüngt werden, z. B. diejenigen, die dem Stall am nächsten liegen, weisen einen hohen P- und Salzgehalt auf; bringen Sie daher Dung auf weiter entfernte Felder. Ebenso kann das Einbringen von viel Kompost die Fruchtbarkeit zu stark erhöhen. Um den P-Überschuss im Boden zu reduzieren, sollten Sie einige Getreidesorten anbauen, die dazu beitragen, P zu entfernen und Kohlenstoff in den Boden zu bringen. „Ich glaube nicht, dass die absolute Menge an P das Problem ist, sondern das Verhältnis von P zu Kohlenstoff“, so Martens.
Martens sagte, dass ein Forscher an der Universität von Wisconsin festgestellt hat, dass Mykorrhizapilze auf den Wurzeln von Nutzpflanzen in einigen Versuchen das Wachstum von Unkräutern, die keine Mykorrhizapilze sind, um bis zu 90 Prozent verlangsamt haben. Mykorrhizapilze tragen also nicht nur zur Ernährung der Pflanzen bei, sondern helfen ihnen auch, mit Unkräutern zu konkurrieren.
Die Martens bauten Getreide an, um die P-Konzentration im Boden zu senken und so das Velvetleaf zu kontrollieren. Im dritten Jahr wurde das Gänseblümchen kürzer, die Stängel hatten einen geringeren Durchmesser, und gegen Ende der Saison vergilbten die Blätter und fielen ab. Die geschwächten Pflanzen wurden von einem Pilz, einer Weißen Fliege und einem Virus befallen und waren Mitte August verschwunden. Die meisten der produzierten Samen waren nicht lebensfähig. „Kein magisches Bio-Spray tötete das Unkraut“. Stattdessen schufen die Martens Bedingungen, die Unkräuter, die keine Mykorrhiza sind, nicht mehr begünstigten.
Aus „The Martens Farm: We All Do Better Together“ von Jean English, The Maine Organic Farmer & Gardener, Juni-Aug. 2009.
Korrektur
Ein redaktioneller Fehler ist in Eric Sidemans Kolumne vom März-Mai 2011, „Managing Nitrogen Fertility“, aufgetreten. Die ersten beiden Sätze lauten: „Stickstoff (N) ist der Nährstoff, der das Wachstum und den Ertrag von Kulturpflanzen in ökologischen Betrieben am häufigsten einschränkt. Dies gilt insbesondere, wenn ein Betrieb aus einem alten, aufgegebenen Feld entsteht und wenn von biologischen auf konventionelle Düngeverfahren umgestellt wird, da Stickstoff, wenn er nicht gemanagt wird, leicht aus dem Boden verloren geht.“ Der zweite Satz hätte lauten müssen: „…bei der Umstellung von konventionellen auf ökologische Verfahren…“, was hoffentlich die Richtung ist, die die Landwirte einschlagen. Die Herausgeberin bedauert ihren Fehler.
– JE