Bodenstruktur und Basensättigung helfen bei der Nährstoffverfügbarkeit
Eine optimale Bodenstruktur ist die Grundvoraussetzung für Nährstoffverfügbarkeit
Nährstoffe werden durch Diffusion oder Massenfluss in der Bodenlösung zur Wurzel transportiert. Je intensiver der Boden durchwurzelt ist (Interzeption), desto kürzer sind diese Transportwege und desto besser können die im Boden vorhandenen Nährstoffe von den Pflanzen genutzt werden. Um eine intensive Durchwurzelung des Bodens zu gewährleisten, muss aber die Bodenstruktur (Krümel) in Ordnung sein, da diese das Verhältnis zwischen Fest-, Flüssig- und Gasphase bestimmt.
Als ungefähre Faustzahl kann man sich merken, dass ein Boden im Optimalzustand zu etwa 50 Prozent aus der festen Phase und zu 50 Prozent aus Porenraum besteht. Vom Porenraum sollte circa die Hälfte mit Wasser und die andere Hälfte mit Luft gefüllt sein. Unter diesen Bedingungen finden Pflanzen und auch das Bodenleben die besten Wachstums- und Entwicklungsbedingungen vor.
Strukturdefizite trotz sorgfältiger Bodenbearbeitung – warum?
Mit Kreiselegge und Grubber reduziert man zwar große Kluten zu kleinen, aber das eigentliche Problem einer Verdichtung ist damit oft nicht behoben. Auch in einem kleinen, jedoch völlig verdichteten, Kluten kann die Wurzel nicht hineinwachsen, also kommt sie an darin enthaltene Nährstoffe nicht heran. Es entstehen dann oft auch zu viele Hohlräume oder Grobporen, durch die Wasser bei Niederschlägen einfach „durchrauscht“, und andererseits bleiben Mikroporen, die nur Totwasser binden, weiterhin bestehen. Der für die Wasserversorgung und Durchwurzelung so wichtige Anteil an Mittelporen bleibt unverändert gering – und genau hier liegt das Problem! Denn eine nachhaltige Krümelstruktur, die für diese Zielparameter von Nöten wäre, kann selbst durch die beste Bodenbearbeitung nicht erreicht werden, solange die physikalischen, chemischen und biologischen Grundvoraussetzungen im Boden nicht stimmen.
Doch was sind die Voraussetzungen für stabile Krümel?
Die feste Bodenmatrix setzt sich bekanntermaßen aus den anorganischen Komponenten Sand, Schluff und Ton sowie aus der organischen Fraktion zusammen. Am Aufbau stabiler Krümel sind aber nur die Tonfraktion und die organische Fraktion – und hier speziell der Humus – beteiligt, da diese negative Ladungen tragen. Krümel kommen nun dadurch zustande, dass sich zwischen den Ton- und Humusteilchen Brücken ausbilden. Und zu einer derartigen Brückenbildung sind mindestens zweifach positiv geladene Kationen erforderlich. An dieser Stelle spielt das Ca2+-Ion eine zentrale Rolle: Calcium bildet im Boden die mit Abstand stabilsten Brücken und eignet sich daher besonders, um die optimale Krümelstruktur zu erreichen. Durch eine exakt bemessene Zufuhr von Calcium über eine Kalkung kann eine nachhaltige Verbesserung der Bodenstruktur bewerkstelligt werden.
Wichtig ist, sich zu merken: Der pH-Wert allein sagt nichts über den Calciumgehalt- bzw. Bedarf des Bodens aus. Oft ist es natürlich so, dass versauerte Böden sehr viele nicht-strukturwirksame Protonen (H+) und entsprechend weniger Ca2+ am Austauscher aufweisen. Umgekehrt ist ein hoher Boden-pH aber nicht notwendigerweise gleichbedeutend mit einer hohen Calciumversorgung. Es gibt beispielsweise auch Böden mit extrem hohem Gehalt an Magnesium, welche zugleich einen hohen pH-Wert aufweisen. Das Problem: Das ebenfalls zweiwertige Mg2+-Ion vermag grundsätzlich zwar auch Brücken zu bauen, jedoch sind diese wesentlich weniger stabil als die Calciumbrücken. Aus diesem Grunde werden schwerere Böden mit hoher Magnesiumversorgung bei Trockenheit steinhart, während sie bei Nässe zerfließen. Dass es auf einem derartigen Boden auch mit der Stickstoffausnutzung nicht unbedingt zum Besten steht, ist leicht nachvollziehbar. Soll also die Bodenstruktur durch Kalkung verbessert werden, so muss im Vorfeld eine Bestimmung der Kationenaustauschkapazität (KAK) und der jeweiligen Anteile der einzelnen Kationen erfolgen. Diese Angaben gehen aus der „normalen“ Bodenanalyse nicht hervor, können aber gegen Aufpreis zusätzlich angefordert werden.
Was sind die Zielwerte?
Die Tatsache, dass Calcium die Bodenstruktur verbessert, bedeutet nicht, dass man es damit übertreiben sollte. Im Gegenteil, „viel hilft viel“ ist auch hier nicht zielführend. Vielmehr ist auf dem Wege zu einer optimalen Bodenstruktur und Pflanzenernährung die Schaffung von Ausgewogenheit zwischen den Nährstoffen das Mittel der Wahl. Generell gilt: Je schwerer (tonreicher) ein Boden, desto höher sollte der Ca2+-Anteil an der Kationenbelegung sein. So sollte ein schwerer Boden 70 bis 80 Prozent Calcium und circa 10 bis 15 Prozent Magnesium am Austauscher aufweisen, während auf einem leichten Sandboden 60 bis 70 Prozent Calcium und 15 bis 20 Prozent Magnesium günstig sind. Für eine optimale Bodenstruktur sollte der Anteil an einwertigen Kationen (K+ / NH4+ / Na+ / H+), welche nicht zur Brückenbildung beitragen, insgesamt bei circa zehn Prozent liegen, auf leichteren Böden auch leicht darüber. Da jeder Boden seine charakteristische Korngrößenzusammensetzung aufweist, sind diese Werte lediglich Anhaltspunkte mit fließenden Übergängen.
Organische Düngung zur Bodenverbesserung ist auch auf Calcium angewiesen
Will man einem leichteren Boden mit hohem Sand- und eher geringem Tonanteil mehr Struktur geben, dann ist die Zufuhr von organischer Substanz (Erntereste, Zwischenfrüchte, Mist, Gülle, Gärreste) der richtige Weg. Doch nur, wenn ausreichend Ca2+-Ionen zur Verfügung stehen, wird man eine Verbesserung der Bodenstruktur bewirken. Das hängt damit zusammen, dass der positive Effekt der organischen Substanz nicht nur die Aktivierung des Bodenlebens betrifft, sondern zu einem großen Teil auch in deren direkter Strukturwirkung gründet. Denn die Huminsäuren im Humus weisen, genau wie die Tonteilchen, eine negative Ladung auf. Durch Ca2+-Ionen werden stabile Brücken zwischen den Humusteilchen untereinander beziehungsweise zwischen Humus- und Tonteilchen bewirkt. Ferner ist es so, dass Humus im Ton-Humus-Komplex stabiler wird, also vor Abbau deutlich geschützt und entsprechend im Boden angereichert wird. Ohne Calcium käme eine organische Düngung zum Zwecke der Strukturverbesserung im übertragenen Sinne dem Versuch gleich, nur mit Sand und Wasser, aber ohne Zement zu mauern.