Ackerbau, Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung

Die Gestaltung von standortangepassten Bodennutzungssystemen ist eine immer wiederkehrende Herausforderung an das betriebliche Management. Alle dargestellten Aspekte bodenschonender und bodenschützender Bewirtschaftung müssen dabei integriert werden, was stets die Suche nach dem jeweils machbaren Kompromiss bedeutet.

Fragen zu Kap. I-3.3

 Welche Ziele werden mit der Bodenbearbeitung verfolgt und welche Arbeitswirkungen von Geräten sind dafür erforderlich?

 Wie hat sich die Bodenbearbeitung historisch entwickelt?

 Welche bodenphysikalischen Parameter dienen der Quantifizierung von Gefügeeigenschaften und wie werden sie durch die Bodenbearbeitung beeinflusst?

 Welche Geräte werden in verschiedenen Verfahren der Bodenbearbeitung eingesetzt?

 Wie kann mit konservierender Bodenbearbeitung zum Bodenschutz beigetragen werden?

Weiterführende Literatur:

Sommer, C., 1997: Bodenbearbeitung. In: E.R. Keller, H. Hanus und K.-U. Heyland, Handbuch des Pflanzenbaues, Bd. 1. Verlag E. Ulmer, Stuttgart, pp. 242–275.

Estler, M. und H. Knittel, 1996: Praktische Bodenbearbeitung. DLG-Verlags-GmbH, Frankfurt.

3.4Düngung

Mit der Düngung soll die Bodenfruchtbarkeit verbessert und das Pflanzenwachstum gefördert werden. Primär der Bodenverbesserung dienen der Einsatz von organischen Düngern sowie die Kalkung. Sie sind aber auch unter dem Aspekt der Begünstigung des Pflanzenwachstums und des Bodenlebens zu sehen. Die Grunddüngung mit Phosphor, Kalium, Magnesium und Schwefel sowie der Einsatz von Mikronährelementen und vor allem die Düngung mit Stickstoff dienen in erster Linie dazu, das Pflanzenwachstum zu fördern. Sie haben aber gleichermaßen auch positive Effekte auf den Boden.

Neben den Fruchtfolgen und der Bodenbearbeitung ist die Düngung ein weiteres tragendes Element der Bodennutzungssysteme. Wie die erstgenannten hat auch sie mit dem Ackerbau eine Jahrtausende währende Entwicklung genommen. Ihre Anfänge sind im Zusammenhang mit dem Sesshaftwerden der Menschen und der damit beginnenden Haltung von Haustieren zu vermuten. Aus der Beobachtung, dass Getreide auf dem Land, welches zuvor als Tierweide diente besser gedieh, hat sich allmählich das gezielte Ausbringen von Exkrementen entwickelt. Dies wurde mit der aufkommenden Pflugkultur verbunden. Seit dem römischen Altertum gehört die Düngeranwendung zum Kulturwissen der Menschheit. Die heutige Bezeichnung leitet sich vom alt-hoch-deutschen „tung“ her. Hierunter wurde eine Vorratsgrube verstanden, welche zum Schutz gegen Witterungseinflüsse mit Stallmist abgedeckt war. Daraus ergab sich „tungen“ (= bedecken) und später Dung („Dünger“) als das den Boden Bedeckende. Dieser Begriff ist im weiteren auf Stoffe ausgedehnt worden, die dem Boden zum Zwecke seiner Verbesserung zugeführt wurden. Heute ist die Düngung ein System von hochentwickelten Verfahren, welche auf den Erkenntnissen der Pflanzenphysiologie beruhen und zum Ziel haben, die bedarfsgerechte Versorgung von Nutzpflanzenbeständen mit essentiellen Nährelementen sicher zu stellen.

Düngung

Unter Düngung versteht man die Zufuhr von Pflanzennährelementen zum Ausgleich der bei der ackerbaulichen Bodennutzung entstehenden Entzüge, Verluste und Veränderungen sowie zur Verbesserung der Nährstoffversorgung der Böden. Dazu werden Düngemittel in organischer und mineralischer Form eingesetzt. Dies sind Stoffe, welche Pflanzennährstoffe enthalten und dazu bestimmt sind, unmittelbar oder mittelbar Nutzpflanzen zugeführt zu werden, um deren Wachstum zu fördern, den Ertrag zu erhöhen und die Qualität der Ernteprodukte zu verbessern.

Die Pflanzen bestehen zu etwa 92% aus Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff. Diese Elemente entstammen der Luft und dem Wasser. Etwa 8% sind Nährelemente, welche aus dem Boden aufgenommen werden. Unentbehrlich für alle Pflanzenarten sind die Makronährelemente Stickstoff, Phosphor, Kalium, Kalzium, Magnesium und Schwefel sowie die Mikroelemente Eisen, Mangan, Zink, Kupfer, Bor, Molybdän, Chlor und Nickel.

Die benötigten Nährstoffmengen sind für die verschiedenen Nährelemente sehr verschieden und unterscheiden sich ebenso erheblich zwischen verschiedenen Pflanzenarten (Tab. I-38).

Je Dezitonne Haupt- und Nebenprodukt variieren die Nährelementgehalte zwischen 0,38 und 6,40 kg dt-1 bei Stickstoff, zwischen 0,06 und 1,06 kg dt-1 bei Phosphor, zwischen 0,37 und 4,15 kg dt-1 bei Kalium sowie zwischen 0,03 und 0,45 kg dt-1 bei Magnesium. Aufgabe der Düngung ist es, den Bedarf von Nutzpflanzenbeständen an den essentiellen Nährelementen im Hinblick auf die Ertrags- und Qualitätsziele bedarfs- und zeitgerecht abzusichern. Unerwünschte Nebeneffekte auf die Umwelt infolge von Nährstoffüberhängen bzw. von Nährstoffausträgen in die Aquifere, insbesondere von Stickstoff und Phosphor, müssen dabei so weit als möglich vermieden werden.

3.4.1Organische Düngung

Die Düngung mit organischen Stoffen dient neben der Zufuhr von Nährstoffen vor allem dazu, die durch Mineralisierung abgebaute organische Substanz zu ersetzen, um die Bodenfruchtbarkeit langfristig zu erhalten bzw. zu verbessern (siehe hierzu II-2.1.2). Organische Substanz kann dem Boden auf vielfältige Weise zugeführt werden:

 Ernterückstände (Wurzelmasse, Stoppeln, Getreide-, Raps- und Körnerleguminosenstroh, Rübenblatt, Kartoffelkraut)

 Wirtschaftsdünger (Stalldung, Gülle, Gärreste, Geflügeltrockenkot)

 Gründüngung (Sommer- und Winterzwischenfrüchte, Untersaaten, Brachebegrünung)

 Sekundärrohstoffdünger (Grüngutkomposte, Rindenkomposte, Bioabfallkomposte, Klärschlämme)

Die Versorgung der Böden mit organischer Substanz hat grundlegende Bedeutung für den Erhalt ihrer Fruchtbarkeit und somit für die dauerhafte Sicherung ihrer Ertragsfähigkeit. So steht die Verarmung an organischer Substanz durch einseitige, humuszehrende Fruchtfolgen oder durch ungenügende organische Düngung und zu intensive Bodenbearbeitung an erster Stelle von Negativeffekten des Ackerbaus, welche die Bodenfruchtbarkeit beeinträchtigen können (siehe I-2.1.2). Die Auswirkungen ungenügender oder unterlassener organischer Düngung können am besten anhand der Ergebnisse von langjährigen Dauerfeldversuchen beurteilt werden. Einer der ältesten derartigen Versuche in Deutschland und weltweit ist der Statische Düngungsversuch Bad Lauchstädt (Sachsen-Anhalt). Er wurde im Jahre 1902 von Schneidewind und Gröbler angelegt und wird bis heute weitergeführt. Mit ihm wird geprüft, welche langfristigen Wirkungen unterschiedlich hohe organische sowie differenzierte mineralische Düngung auf den Boden und auf die Erträge haben. Der Standort ist eine Löß-Schwarzerde mit sehr hoher natürlicher Bodenfruchtbarkeit bei einem durchschnittlichen Gehalt an organischer Bodensubstanz von 3,5% (2,0% Corg) (siehe I-2.1.1, Tab. 4). In einer vierfeldrigen Fruchtfolge werden Zuckerrüben-Sommergerste-Kartoffeln-Winterweizen im Fruchtwechsel angebaut. Nach einem Jahrhundert unterschiedlicher Düngung haben sich in diesem Versuch Differenzen im Gehalt an organischem Kohlenstoff zwischen 1,6% Corg (entspricht 2,8% OBS) ohne jede Düngung und 2,5% Corg (entspricht 4,3% OBS) bei Düngung mit 300 dt ha–1 Stallmist in jedem zweiten Jahr in Kombination mit Mineraldüngung eingestellt (Tab. I-39).

Vergleicht man die Varianten ohne Mineraldüngung, so ist der Gehalt an organischer Bodensubstanz in der Versuchsreihe ohne Stallmistdüngung um nahezu die Hälfte niedriger als in der Reihe, die in jedem zweiten Jahr 300 dt ha–1 Stallmist erhält. Der Gesamtstickstoffgehalt des Bodens variiert zwischen 0,14% und 0,20% und hat somit eine düngungsinduzierte Differenzierung von 43% erreicht. Der standortspezifisch anzustrebende Corg-Gehalt von etwa 2,1% wird mit 200 dt ha–1 Stallmist in jedem zweiten Jahr erreicht. Das heißt, dass bei der gegebenen Fruchtfolge im Mittel der Jahre 100 dt ha–1 Stallmist ausreichen, um eine sichere Humusreproduktion zu gewährleisten. Dies zeigen auch die Erträge der geprüften Fruchtarten (Tab. I-40).

Kartoffeln und Winterweizen erreichen in der zweiten Versuchsreihe (200 dt ha–1 jedes 2. Jahr) in Kombination mit Mineraldüngung die höchsten Erträge. Zuckerrüben und Sommergerste danken hingegen auch die höhere Stallmistdüngung noch mit Mehrerträgen. Die Folgen des Verzichts auf organische Düngung werden anhand der Erträge in den Kontrollvarianten ohne Mineraldüngung deutlich. Gemessen an der höheren Gabe von 300 dt ha–1 betragen die Ertragseinbußen bei langjährigem Verzicht auf Stallmistdüngung 269,4 dt ha–1 bei Zuckerrüben (–50,3%), 29,6 dt ha–1 bei Sommergerste (–54,1%), 269,7 dt ha–1 bei Kartoffeln (–67,7%) und 27,4 dt ha–1 bei Winterweizen (–33,1%).

Das primäre Ziel der organischen Düngung besteht also darin, die infolge der ackerbaulichen Bodennutzung abgebaute organische Bodensubstanz zu ersetzen und somit die standorttypisch optimalen Gehalte dauerhaft zu sichern. Hinsichtlich ihrer diesbezüglichen Wirksamkeit unterscheiden sich die organischen Düngestoffe deutlich voneinander (siehe I-2.1.2, Tab. 9). Stalldung wird bei einem mittleren Trockensubstanzgehalt von 25 % mit 40 Humusäquivalenten je Tonne Substrat am höchsten bewertet. Trockensub­stanzärmere Gülle trägt im Vergleich dazu nur etwa ein Viertel zur Humusreproduktion bei. Anhand derartiger Richtwerte wird der Einsatz von organischen Düngern im Hinblick auf die Reproduktion der organischen Bodensubstanz geplant und organisiert. In dem Zusammenhang sind fruchtfolge- oder schlagbezogene Humusbilanzen ein wesentliches Planungs- und Kontrollinstrument (s. I-3.2.5, Tab. I-30. S. 59).

Mit den organischen Düngestoffen werden dem Boden auch bedeutende Mengen an Pflanzennährstoffen zugeführt. Diese sind entweder in der organischen Substanz gebunden (hauptsächlich Stickstoff) und werden auf dem Wege des Ab- und Umbaus erst allmählich pflanzenverfügbar. Andererseits können sie in flüssigen Düngern wie Gülle auch in gelöster und somit unmittelbar pflanzenverfügbarer Form vorliegen (K, NH4+-N). Die organischen Wirtschaftsdünger aus der Tierhaltung enthalten unterschiedliche Nährstoffmengen. In Abhängigkeit von Tierart und Aufstallung (Festmist, Gülle) variieren die Gehalte an Makronährstoffen in vergleichsweise weiten Grenzen (Tab. I-41).

Stallmist ist eine Mischung aus Kot, Harn und Einstreumaterial, die mehr oder weniger verrottet, d. h. mikrobiell umgewandelt ist. Er wird vorwiegend zu Hackfrüchten (Kartoffeln, Rüben, Mais) einschließlich Feldgemüse sowie zu Winteröl- und Winterzwischenfrüchten eingesetzt. Diese haben eine vergleichsweise lange Vegetationszeit, so dass sie die langsam frei werdenden Nährstoffe gut nutzen. Außerdem reagieren sie positiv auf die strukturverbessernde Wirkung der Stallmistdüngung. Die Aufwandmenge sollte im Mittel der Jahre 10 t ha–1 betragen. Wenn also in jedem dritten Jahr Stallmist gedüngt wird, können 30 t ha–1 eingesetzt werden. Als Ausbringungstermine kommen vorzugsweise Spätsommer und Herbst aber auch das Frühjahr infrage. Generell sollte Stallmist bei feuchtem und kühlem Wetter ausgebracht werden, um Stickstoffverluste aufgrund von NH3-Verflüchtigung einzuschränken. Unmittelbar nach dem Ausbringen ist der Dünger in den Boden einzuarbeiten, um seine mikrobielle Zersetzung einzuleiten. Dies kann mit Maßnahmen der Teilbrachebearbeitung (z. B. Umbruchfolgebearbeitung) oder der Grundbodenbearbeitung (Saatfurche zur Winterung) verbunden werden.

Gülle ist ein fließfähiges Kot-Harn-Gemisch aus Ställen der einstreulosen Rinder- und Schweinehaltung sowie der Eier- und Geflügelproduktion. Sie enthält verschieden hohe Anteile von Produktionsabwässern sowie Futterreste. Der Trockensubstanzgehalt schwankt etwa zwischen 2 und 10%, bei Geflügelgülle kann er bis zu 20% betragen. Im Interesse der Ersparnis von Lager- und Transportkapazität ist ein hoher Trockensubstanzgehalt erwünscht. Die Grenze liegt jedoch bei 12%, da im höheren Bereich die Pumpfähigkeit nicht mehr gegeben ist. Um ökologischen Problemen bei der Gülleanwendung vorzubeugen, hat der Gesetzgeber in Deutschland besondere Vorschriften erlassen. In diesen ist geregelt, dass in der Zeit vom 15. November bis 15. Januar das Ausbringen von Gülle verboten ist, weil sonst mit erhöhter Nitratauswaschung gerechnet werden muss. Die mit Gülle ausgebrachte Gesamtstickstoffmenge darf im Betriebsdurchschnitt auf Ackerland 170 kg ha–1 a–1 nicht überschreiten. Nach der Ernte der Hauptfrucht sind 80 kg ha–1 Gesamtstickstoff aus Gülle nur zu Ackergras, Untersaaten, Herbstaussaaten von Winterungsfrüchten, zu Zwischenfrüchten sowie zur Strohdüngung erlaubt. Die Aufwandmengen liegen in Abhängigkeit vom Stickstoffgehalt und der auszubringenden Stickstoffmenge zwischen 15 und 40 m3 ha–1.

Gülle wird vorwiegend zu Hackfrüchten und nichtlegumen Futterpflanzen eingesetzt, weil durch deren lange Vegetationszeit eine relativ gute Nährstoffausnutzung erreicht wird. Allerdings sollte der Stickstoffbedarf nur etwa zur Hälfte aus Gülle gedeckt werden, da der Güllestickstoff aufgrund der witterungsabhängigen Mineralisation in seiner Wirkung nicht sicher kalkulierbar ist. Zum Herabsetzen von Stickstoffverlusten durch Ammoniakverflüchtigung muss Gülle bodennah ausgebracht werden. Dazu haben sich Schleppschläuche und spezielle Injektionsgeräte bewährt. Auf unbestelltem Ackerland ist sie unverzüglich einzuarbeiten, da sonst innerhalb kurzer Zeit große Mengen des NH4-Stickstoffs in die Atmosphäre entweichen können. Dies hat einerseits Umweltbelastungen zur Folge, andererseits gehen dabei wertvolle Pflanzennährstoffe verloren, die im System Boden-Pflanze benötigt und dort gehalten werden müssen. Eine Möglichkeit zum Herabsetzen der N-Verluste ist die kombinierte Stroh-Gülle-Düngung. Dabei werden das weite C/N-Verhältnis des Strohs (40 bis 100) verengt, die Strohrotte im Boden beschleunigt und Teile des Güllestickstoffs zwischenzeitlich in der mikrobiellen Biomasse gebunden.

Die in den organischen Wirtschaftsdüngern enthaltenen Nährstoffmengen sind teilweise nicht sofort durch die Pflanzen aufnehmbar. Insbesondere der Stickstoff ist teilweise in Proteinen gebunden und wird erst durch die Mineralisation freigesetzt. Um die ausgebrachten Nährstoffmengen bei der Düngerbemessung kalkulieren zu können, bedient man sich der Mineraldüngeräquivalente. Bei Stallmistdüngung wird für Stickstoff im allgemeinen mit einem Wert von 30 zur ersten Frucht gerechnet, das heißt für 100 kg ha–1 N aus Stallmist ist eine äquivalente Wirkung anzunehmen wie mit 30 kg ha–1 aus mineralischer Stickstoffdüngung. Für Phosphor, Kalium und Magnesium wird 100 angesetzt, also die gleiche Wirksamkeit wie bei Mineraldüngern.

Bei Gülle unterscheiden sich die Mineraldüngeräquivalente für Stickstoff in Abhängigkeit von Fruchtart und Ausbringungstermin und variieren zwischen 15 und 60 (Tab. I-42). Für Phosphor und Kalium wird auch hier die gleiche Wirksamkeit wie von Mineraldüngern angenommen.

3.4.2Mineralische Grunddüngung

Die mineralische Grunddüngung bezieht sich auf die Makronährelemente Phosphor, Kalium, Magnesium sowie auf die Kalkung. Auch die Versorgung mit Schwefel wird bei hohem Ertragsniveau zunehmend interessant, weil durch verminderte Lufteinträge die Bodengehalte sinken und somit ertragsbegrenzend werden können. Ziel der Grunddüngung ist die Einstellung eines optimalen Bodengehaltes bzw. Bodenreaktion sowie der Ersatz der dem Boden durch die Ernten entzogenen Nährstoffe. Dabei müssen Böden mit geringeren Vorräten an Nährstoffen stärker gedüngt werden, während solche mit höherem Nährstoff-Status weniger oder keine Düngung benötigen. Das Pendant zur Grunddüngung ist die fruchtartspezifische mineralische Stickstoffdüngung. Diese wird im Kapitel II-3.3 behandelt.

Analog zur organischen Düngung kann die Bedeutung der mineralischen Grunddüngung für Fruchtbarkeit und Ertragsfähigkeit der Böden ebenfalls durch die Ergebnisse aus langjährigen Dauerfeldversuchen verdeutlicht werden. In dem unter I-4.3.1 dargestellten Statischen Düngungsversuch Bad Lauchstädt lassen sich die Effekte der PK-Grunddüngung anhand der Ertragsreaktion quantifizieren (siehe Tab. I-40). Dazu werden die Ergebnisse in der Versuchsreihe ohne Stallmistdüngung herangezogen und die Erträge der Fruchtarten in der Variante mit mineralischer Volldüngung (NPK) mit denen bei ausschließlicher Stickstoffdüngung (N) verglichen. Der langjährige Verzicht auf die PK-Grunddüngung führt auf dem Lößstandort zu Ertragsminderungen von 46,5% bei Zuckerrüben, 34,9% bei Kartoffeln, 22,6% bei Sommergerste und 9,1% bei Winterweizen. Noch wesentlich stärker treten diese Effekte auf wenig fruchtbaren Sandböden in Erscheinung. Beispielhaft dafür sind Ergebnisse aus dem Statischen Nährstoffmangelversuch Thyrow (Brandenburg). Er wurde im Jahre 1937 von Opitz angelegt und wird seitdem kontinuierlich unverändert weitergeführt. Der Standort ist ein leicht schluffiger Sandboden mit geringer natürlicher Fruchtbarkeit bei einem mittleren Gehalt an organischer Bodensubstanz von 0,8% (Corg 0,5%) (siehe I-2.1.1, Tab. 4, S. 18). In einer vierfeldrigen Fruchtfolge werden Kartoffeln-Sommergerste-Silomais-Sommergerste im Fruchtwechsel angebaut. Die Düngung ist achtfach variiert, wobei einer ungedüngten Kontrolle die Stallmistdüngung sowie kombinierte organisch-mineralische Düngung gegenüberstehen. Hinzu kommen ausschließliche Mineraldüngung sowie Mangelvarianten für Kalk, Phosphor, Kalium und Stickstoff. Nach sieben Jahrzehnten dieser stark unterschiedlichen Bodenbewirtschaftung haben sich erhebliche Differenzen im Humus-, Nährstoff- und pH-Status des Bodens manifestiert, wodurch die Bodenfruchtbarkeit in weiten Bereichen variiert (Tab. I-43).

Die düngungsinduzierten Differenzen im Fruchtbarkeitsstatus des Bodens wirken sich stark auf die Erträge der geprüften Fruchtarten aus. Verglichen mit Lößschwarzerde in Bad Lauchstädt (s. Tab. I-40) liegen sie zunächst auf einem sehr viel niedrigeren Niveau. Bei Kartoffeln werden in der vergleichbaren Düngungsvariante NPK (ohne organische Düngung) auf dem Sandboden mit 262 dt ha-1 lediglich rund zwei Drittel des Ertrages auf Lößboden erreicht und bei Sommergerste ist es mit 27,7 dt ha-1 nur die Hälfte. Dementsprechend wirken sich auf dem wenig fruchtbaren und unzureichend gepufferten Sandboden auch die Defiziteffekte von Nährstoffmangel wesentlich stärker aus (Abb. I-26).

Abb. I-26 Relativerträge von Kartoffeln, Silomais und Sommergerste im Statischen Nährstoffmangelversuch Thyrow (Mittel 1991–2010; n. Baum­ecker et al. 2002, ergänzt durch Gäbert et al. 2011)

Erträge in der Variante NPK+Kalk, (100 %): Kartoffeln 276,5 dt ha–1 FM, Silomais 77,7 dt ha–1 TM, Sommergerste 22,9 dt ha–1 bei 86% TS

Dabei reagieren die geprüften Fruchtarten sehr unterschiedlich. Unterlassene Kalkung mit daraus folgender Bodenversauerung beeinträchtigt am stärksten die Sommergerste, welche die Hälfte ihres Ertrages einbüßt. Kaliummangel führt zu starken Ertragsverlusten von etwa zwei Dritteln bei Kartoffeln und Sommergerste und einem Viertel bei Silomais. Deutlich geringer sind hingegen die ertraglichen Defizitwirkungen von Phosphormangel. Die Sommergerste büßt nur ein Zehntel ein, die Kartoffeln 17 % und Mais 30 %.

Extrem negative Effekte hat auf dem schwach schluffigen Sandboden der fortdauernde Verzicht auf die Stickstoffdüngung. In der über mehr als sieben Jahrzehnte nur mit P, K und Kalk versorgten Variante ist der Kartoffelertrag auf ein Viertel der Vergleichsvariante 4 (NPK+Kalk) gefallen, der von Silomais auf ein Drittel und der von Sommergerste sogar unter ein Fünftel. An diesen Beispielen wird deutlich, dass die organische und mineralische Düngung eine grundlegende Voraussetzung für den Erhalt der Bodenfruchtbarkeit und der Ertragsfähigkeit ackerbaulich genutzter Böden ist und demzufolge große Aufmerksamkeit beim Gestalten nachhaltig angelegter Bodennutzungssysteme erfordert.

Grundlage für die Bemessung der Grunddüngung ist der Nährstoff-Status im Boden. Dieser muss durch Bodenuntersuchung regelmäßig bestimmt werden, um mittelfristig die Reproduktion der Bodenfruchtbarkeit für die Makronährstoffe sicherstellen zu können (siehe I-2.1.2, Tab. I-7). In Deutschland werden die Ergebnisse der Bodenuntersuchung auf den Gehalt an Makronährstoffen in fünf Gehaltsklassen eingeteilt, von denen Düngeempfehlungen abgeleitet werden (Tab. I-44).

Liegen sehr niedrige Nährstoffgehalte vor (Gehaltsklasse A), ist mit einer erhöhten Düngung dafür zu sorgen, dass diese wachstums-, entwicklungs- und ertragslimitierende Defizitsituation im Boden behoben wird. Angestrebt werden sollen Gehalte, die im Bereich der Bodenfruchtbarkeitskennziffern (Soll) für Phosphor, Kalium, Magnesium und den pH-Wert liegen. Diese sind auf dem jeweiligen Standort für ein ungestörtes Pflanzenwachstum ausreichend (Gehaltsklasse C). Wenn demgegenüber höhere oder sehr hohe Bodengehalte vorliegen (Gehaltsklasse E), soll die Grunddüngung aus ökologischen und ökonomischen Gründen vermindert bzw. zeitweise gänzlich ausgesetzt werden.

Zum Regulieren des pH-Werts der Böden dient die Kalkung. Sie ist in regelmäßigen Abständen erforderlich, weil ackerbaulich genutzte Böden unter humiden Klimabedingungen einer ständigen Versauerung ausgesetzt sind. Ausnahmen sind von Natur aus sehr kalkreiche Böden, wie Kalkverwitterungsstandorte. Ursachen für die Bodenversauerung sind die Ausscheidungen von Pflanzenwurzeln und Mikroorganismen und der Pflanzenentzug, denn Calcium ist ein unentbehrlicher und wichtiger Pflanzennährstoff. So entziehen Getreide ca. 42 kg ha–1 CaO, Zuckerrüben ca. 126 kg ha–1 und Rotklee ca. 350 kg ha–1 im Jahr. Hinzu kommt, dass durchschnittlich 100 bis 400 kg ha–1 CaO je Jahr mit dem Sickerwasser ausgewaschen werden. Die Versauerung wird auch durch den Einsatz sauer wirkender Düngemittel (z. B. Ammonsulfatsalpeter) sowie durch den Eintrag von versauernden Substanzen mit den Niederschlägen bewirkt. Die Höhe der erforderlichen Kalkdüngung ergibt sich aus dem für den jeweiligen Standort optimalen pH-Wert und dem aktuellen Bodenzustand (Tab. I-45).

Je nach spezifischer Situation resultiert somit ein Kalkaufwand zwischen 0 und mehr als 170 dt ha–1 CaO. Diese Mengen sind für einen Zeitraum von vier Jahren kalkuliert. Befinden sich die pH-Werte im Optimalbereich, ist in Abständen von drei bis vier Jahren eine Erhaltungskalkung erforderlich. Dazu werden auf sandigen Böden 8 bis 10 und auf Lehm- und Tonböden 15 bis 20 dt ha–1 CaO eingesetzt.

Die Grunddüngung mit Phosphor, Kalium und Magnesium ist in ihrer Höhe so auszurichten, dass langfristig die Einstellung der Nährstoffgehalte in der Gehaltsklasse C erreicht wird. Liegt diese anzustrebende optimale Nährstoffversorgung vor, ist die Grunddüngung nach dem Entzug der Fruchtarten zu bemessen. Die Höhe der durch die Düngung zu ersetzenden Nährstoffmenge ergibt sich aus den Nährstoffinhalten der Haupt- und Nebenernteprodukte (siehe I-3.4, Tab. 38), dem Ertrag, den verfügbaren Nährstoffresten der Vorfrucht und den vorhandenen pflanzenverfügbaren Nährstoffvorräten des Bodens. Angerechnet werden müssen auch die verfügbaren Nährstoffe aus der organischen Düngung, z. B. mit Wirtschaftsdüngern (siehe I-3.4.1, Tab. 41). Demzufolge kann der Mineraldüngerbedarf für die Grunddüngung nach folgendem Bilanzierungsschema kalkuliert werden:

Aus ökonomischen Gründen wird die Grunddüngung nicht immer jährlich zu den einzelnen Fruchtarten gegeben, sondern kann in der Fruchtfolge für mehrere Jahre zusammengefasst werden. Diese sogenannte Vorratsdüngung ist dann für die gesamte Fruchtfolge zu kalkulieren und wird je nach Anzahl der Fruchtfolgefelder ein- oder mehrmals je Rotation vorgenommen. Vorteilhaft ist die Düngung auf die Stoppel von Halmfrüchten. Bei der nachfolgenden Teilbrachebearbeitung werden die Düngemittel dann unmittelbar in den Boden eingearbeitet. Dies trifft auch für die Kalkung zu (siehe hierzu I-3.2.5, Abb. I-10).

Erst in jüngerer Zeit ist die Düngung von Schwefel aktuell geworden. Er ist ein essentieller Pflanzennährstoff und muss für hohe Erträge und gute Produktqualität in ausreichendem Maße zur Verfügung stehen. In der Vergangenheit war aufgrund hoher Schwefeleinträge aus der Luft und der Anwendung schwefelhaltiger Düngemittel die Schwefelernährung der Kulturpflanzen zumeist gesichert. Seitdem diese Quellen rückläufig sind (u. a. infolge der Rauchgasentschwefelung bei der Kohleverbrennung) kommt es zunehmend zu Schwefelmangel bei bedürftigen Nutzpflanzen. Unter den landwirtschaftlichen Kulturpflanzen weisen Raps und andere Kruziferen, gefolgt von Weizen und Gerste den höchsten Schwefelbedarf auf. Schwefelmangel tritt bei diesen Arten insbesondere auf nassen, kalten und biologisch inaktiven Böden auf. Problematisch stellen sich auch leichte, humusarme Sandstandorte dar. Darüber hinaus kann fehlende organische Düngung die Schwefelverfügbarkeit einschränken. Um die Notwendigkeit einer ergänzenden Schwefeldüngung einschätzen zu können, bedient man sich der Untersuchung des Bodengehaltes an leichtlöslichem Schwefel (Smin) zu Vegetationsbeginn im Frühjahr. Als Richtwerte gelten 40 bis 50 kg ha–1 in 0 bis 60 cm Bodentiefe für Raps sowie 30 bis 40 kg ha–1 für Getreide und Hackfrüchte. Wenn diese Werte nicht erreicht werden, sollten zu Raps 30 bis 40 kg ha–1 und zu Getreide 15 bis 25 kg ha–1 Schwefel gedüngt werden. Dazu können entweder schwefelhaltige Stickstoffdünger wie Ammonsulfatsalpeter (14% S) oder schwefelhaltige Magnesiumdünger wie Kieserit (21% S) oder Bittersalz (13% S) genutzt werden.