grünland-online
Bestandsanalyse und FutterqualitätBestimmungsschlüssel GräserDüngungWeidehaltungGrünlandverbesserungBehebung von WildschädenFutterkonservierungLVVG Aulendorf

Kalkung

 

Das Ausbringen von Kalk (CaCO3) kann je nach Bodenzustand eine sehr wichtige Maßnahme sein. Im Boden löst sich Kalk im Regelfall in Calcium (Ca) und Carbonat (CO3). Durch das Calcium unterstützt Kalk die Bildung eines stabilen Bodengefüges. Das Carbonat im Kalk trägt zur Verbesserung und Erhaltung der Nährstoffverfügbarkeit und damit zur Bodenfruchtbarkeit bei.


ALLGEMEINES

  • Kalk beeinflusst maßglich den pH-Wert des Bodens und entscheidet somit über den Bodenzustand (sauer / neutral / basisch).
  • Die Zugabe von Kalk neutralisiert Säuren im Boden und sorgt somit immer für eine Anhebung des pH-Werts.
  • Im Lauf der Zeit kommt es auf verschiedene Weise (natürlich oder durch Bewirtschaftung verursacht) zu einer Bodenversauerung (Abnahme des pH-Wertes), die durch Kalkgaben ausgeglichen werden sollte.
  • Bei einem pH-Wert von 7 weist der Boden eine neutrale Reaktion auf. Anzustreben ist für landwirtschaftlich genutzte Böden eine schwach-saure Reaktion. Der optimale Wert variiert je nach Bodenart und –typ.

EINFLUSS DES pH-WERTS AUF DIE NäHRSTOFFVERFüGBARKEIT

  • Der pH-Wert beeinflusst die Nährstoffverfügbarkeit (Mobilität) für einzelne Nährstoffe in unterschiedlichem Maß wie Abbildung 5 zeigt. Ein zu hoher oder zu niedriger pH-Wert sorgt für eine Nährstofffestlegung.
    Abbildung 5: Nährstoffmobilität in Abhängigkeit vom pH-Wert (Finck 1991)

WARUM VERSAUERN DIE BöDEN?

  • Die Böden sind zum einen natürlichen Prozessen unterworfen, die eine Versauerung begünstigen und zum anderen sorgen auch durch den Menschen verursachte Einflüsse für eine Absenkung des pH-Werts.
  • Der Carbonate kommen auf natürliche Weise im Boden vor und sorgen für eine Neutralisierung von Säuren im Boden. Allerdings ist Carbonat sehr leicht wasserlöslich und kann durch den Niederschlag ausgewaschen werden (s. Abbildung 6). Damit steht dieser nicht mehr zur Neutralisierung von Säuren zur Verfügung und die Böden versauern damit durch natürliche Prozesse.
    Abbildung 6: Bodenversauernde Prozesse (Luib, 2016)

WARUM VERSAUERN DIE BöDEN?

  • Ammonium-Stickstoff (NH4) aus der Düngung wirkt auf zwei Wegen bodenversauernd (s. Abbildung 6).
  1. Ammonium kann direkt von der Pflanzenwurzel aufgenommen werden. Da Ammonium positiv geladen ist, muss die Pflanze eine entsprechend positives Ion abgeben, um wieder „neutral“ zu werden. Dies geschieht meist über die Abgabe von Wasserstoff-Ionen (H+). Diese Vorgang ist in Abbildung 7 nochmals dargestellt



  2. Abbildung 7: Ionenaustausch bei Ammoniumernährung (Luib, 2016)


  3. Ein weiterer Teil des Ammoniums kann im Boden zu Nitrat (NO3) umgewandelt werden. Dieser Prozess wird als Nitrifikation bezeichnet und setzt ebenfalls Wasserstoff-Ionen (H+) frei

  • Der freiwerdende Wasserstoff trägt zu einer Absenkung des pH-Werts bei und verursacht somit genau wie die Auswaschung von Carbonat eine Bodenversauerung. Diese Bodenversauerung ist auch in Abbildung 6 dargestellt.
  • Stickstoffhaltige Düngemittel, die überwiegend Ammoniumstickstoff enthalten, werden daher auch als physiologisch saure Düngemittel bezeichnet.
  • Der saure Regen (Stickoxide aus der Luft bilden mit Wasser Salpetersäure, die zu einer Bodenversauerung beiträgt) spielt heute meist nur noch eine untergeordnete Rolle.
  • Nachstehende Abbildung 8 verdeutlicht die Auswirkungen von physiologisch sauren Düngemitteln (z.B. Ammonium) auf den pH-Wert des Bodens
    Abbildung 8: Auswirkung der Stickstoffdüngung auf den pH-Wert (Volker Römheld, Jahr unbekannt, zitiert nach Mokry 2016)

BEITRAG DES KALKS ZUR STABILISIERUNG DES BODENGEFüGES

  • Der Calcium-Anteil im Kalk sorgt für eine Stabilisierung des Bodengefüges. Dies ist zwar im Grünland, auf Grund einer intensiven Durchwurzelung, von untergeordneter Bedeutung, kann aber dennoch hinsichtlich der Bodendurchlüftung und Erwärmung eine Rolle spielen.
  • Der Oberboden besteht je nach Bodenart aus mehr oder weniger Tonmineralen, diese sind elektrisch negativ geladen. Dabei gilt grundsätzlich, dass schwere Böden einen höheren Tonmineralgehalt aufweisen als leichte Böden. Das zweifach positiv geladene Calcium kann sich, wie in Abbildung 9 gezeigt, zwischen den Tonmineralen anordnen und diese stabil miteinander verbinden (Calcium-Brücken).
    Abbildung 9: Stabilisierende Wirkung von Calcium (Luib, 2017)
  • Ein intaktes Bodengefüge ist aus landwirtschaftlicher Sicht sehr wichtig für
  1. Verbesserte Wasseraufnahmefähigkeit des Bodens und damit schnellen Abtransport von überschüssigem Wasser und verbesserte Befahrbarkeit.

  2. Verbesserte Durchlüftung des Bodens und damit schnellere Boden-erwärmung und Aktivierung des Bodenlebens.

SONSTIGE WIRKUNGEN DES KALKS

  • Kalk regt das Bodenleben auf Grund seiner Einflüsse auf den pH-Wert und das Bodengefüge an. Das Bodenleben sorgt im Boden für den Abbau von organischen Substanzen (Mineralisation). Durch eine verstärkte Aktivierung des Bodenlebens werden auch diese Mineralisationsprozesse deutlich intensiviert und es wird vermehrt organische Substanz (z.B. Humus) abgebaut.
  • Dabei werden zwar kurzfristig vermehrt Nährstoffe aus der organischen Substanz freigesetzt und pflanzenverfügbar, aber langfristig wird der Humus abgebaut und die Bodenfruchtbarkeit nimmt deutlich ab („Kalk macht reiche Väter und arme Söhne“)
  • Aus diesem Grund wird auf stark humosen Grünland-Böden (ab ca. 15%) nur in Ausnahmefällen eine Kalkgabe empfohlen, um hier den Humuskörper nicht nachhaltig zu schädigen. Dies gilt insbesondere für anmoorige und moorige Böden.

Kalkgaben

  • FLiegt der pH-Wert im Boden innerhalb des optimalen Bereiches, wird alle 4 Jahre eine Erhaltungskalkung (s. Tabelle 9) vorgenommen, die die jährlichen Verluste durch Auswaschung, physiologisch saure Dünger und pflanzlichen Entzug ausgleicht.
  • Ist der pH-Wert im Boden unter den optimalen Bereich abgesunken, ist eine Gesundungskalkung (s. Tabelle 9) durchzuführen. Einmalige Höchstmengen sollten dabei nicht überschritten werden, da dies zu ungewolltem Humusabbau bzw. zu hoher N-Mineralisation führen kann. Gegebenenfalls sollte im Folgejahr eine nochmalige Kalkung erfolgen.
  • Auf Grünland ist in der Regel langsam wirkende kohlensaurer oder silikatischer Kalk zu bevorzugen.

    Tabelle 9: Empfehlungen für Kalkgaben im Grünland (Elsäßer, 2005)
Bodenart Optimaler
ph-Bereich*
Erhaltungskalkung
dt CaO/ha*
bei Gesundkalkung
max. Einzelgabe
dt CaO/ha
Sand 4,7 - 5,0 4 15
schwach lehmiger Sand 5,2 - 5,5 5 15
stark lehmiger Sand 5,4 - 5,7 6 20
sandiger bis schluffuger Lehm 5,6 - 5,9 7 25
schwach toniger Lehm bis Ton 5,7 - 6,1 8 30

* darüber und bei über 15 % Humus keine Kalkung ** alle 4 Jahre


  • In Bodenuntersuchungen wird der pH-Wert des Bodens bestimmt und die Untersuchungslabors empfehlen eine bestimmte Kalkmenge, je nach Situation.

KALKMENGE BERECHNEN

  • Der Kalkbedarf wird immer in der Calciumoxid-Form (CaO) angegeben. Einige Düngekalke enthalten jedoch Calciumcarbonat (CaCO3). Daneben haben auch magnesiumhaltige Düngemittel eine basische Wirkung und heben den pH-Wert an.
  • Die basische Wirkung der verschiedenen Stoffe muss nach dem Schlüssel aus Tabelle 10 in die CaO-Form umgerechnet werden.

    Tabelle 10: Umrechnungsfaktoren für die Berechnung der Kalkgabe in der CaO-Form (nach Fritsch, 2007)
1 dt... Umrechnungsfaktor ...wirkt wie...CaO
CaO X 1 = 1 dt
CaCO3 X 0,56 = 0,56 dt
MgO X 1,40 = 1,40 dt
MgCO3 X 0,66 = 0,66 dt
  • Die Kalkmenge der Düngeempfehlung sollte immer auf mehrere Jahre aufgeteilt werden. Bei der nächsten Grundbodenuntersuchung wird der pH-Wert erneut ermittelt und daraus eine neue Kalkempfehlung abgeleitet.
  • Sollte der Boden einen erhöhten Magnesiumbedarf aufweisen, so kann es sinnvoll sein, dass hier ein magnesiumhaltiger Düngekalk (z.B. Kohlensaurer Kalk + Magnesium) verwendet wird.

KALKDüNGER

  • In Tabelle 11 sind die gängigen landwirtschaftlich eingesetzten Kalke in Deutschland aufgeführt. Im Grünland werden hauptsächlich kohlensaure Kalke eingesetzt, da diese eher langsam wirken.

    Tabelle 11: Kalkdüngerarten und ihre Nebenbestandteile (nach Molitor et al., 2009)
Düngerart CaO Nebenbestandteile Farbe und Wirkung
Branntkalk 70-90% z.T. 15-40% MgO weiß, schnell wirkend
Kohlensaurer Kalk ca. 45% weiß-grau, langsam wirkend
Kohlensaurer Kalk
mit Magnesium
ca. 30% bis 30% MgO weiß-grau, langsam wirkend
Carbokalk ca. 30% MgO, Stickstoff,
Phodphor
grau-weiß, relativ schnell wirkend
Hüttenkalk ca. 47% MgO,
Spurenelemente,
Silizium
grau, langsam wirkend
Konverterkalk ca. 40% MgO,
Spurenelemente,
Silizium
grau bis schwarz, schnelle Wirkung
der oxydischen (6-10%), langsame
Wirkung der kieselsauren Anteile
  • Einige Kalkarten haben einen Magnesiumanteil. Dieser Anteil ist für die Magnesiumdüngung zu berücksichtigen.
  • Der Düngebedarf für Magnesium wird in der Form Magnesiumoxid (MgO) angegeben. In einigen magnesiumhaltigen Kalken liegt das Magnesium als Magnesiumcarbonat (MgCO3) vor und trägt gemäß der Umrechnung nach Abbildung 21 zur Magnesiumdüngung bei. Dies ist bei der Düngeberechnung zu berücksichtigen.

    Tabelle 12: Umrechnungsfaktor für Magnesiumcarbonat (nach Fritsch, 2007)
1 dt... Umrechnungsfktor ...wirkt wie...MgO
mgCO3 x 0,48 = 0,48 dt


Wirkung von Düngemitteln

  • Einige Düngemittel sind „kalkzehrend“ oder „kalkmehrend“. Damit wird die Auswirkung von Düngemitteln auf den pH-Wert des Bodens beschrieben.
  • Die Wirkung solcher Düngemittel ist in Form eines positiven (mehrend) oder negativen (zehrend) CaO-Wert angegeben.
  1. übersicht für mineralische Düngemittel
  • Der CaO-Wert ist in der Berechnung der Kalkmenge zu berücksichtigen.

Beispiel

  • Aus der Bodenuntersuchung zu einem Schlag kann der Landwirt folgende Kalkempfehlung entnehmen:
  1. CaO-Bedarf     15 dt/ha
  • Aus Düngung und Pflanzenentzug ergibt sich ein zusätzlicher Kalkbedarf von 1,8 dt CaO/ha
  • Der Landwirt entschließt sich diese Gesamtmenge auf 3 Jahre aufzuteilen (5,6 dt CaO/ha und Jahr). Da der Boden gemäß Grundbodenuntersuchung magnesiumarm ist, entschließt sich der Landwirt außerdem dazu einen Kalk mit Magnesiumanteil auszubringen und entscheidet sich für Kohlensauren Kalk (80% CaCO3) mit Magnesium (5% MgCO3). Die zugehörigen Umrechnungen sind in Abbildung 10 zusammengefasst.

CaO CaCO3 MgO MgCO3
Kohlensaurer Kalk (80) + Mg 0% 80% 0% 5%
Umrechnungsfaktor 1 0,56 1,39 0,66
CaO-Gehalt je dt Kalk 0,45 + 0,03 = 0,48 dt CaO
Kalkbedarf für 5,6 dt CaO/ha = 11,7 dt/ha
    Abbildung 10: Bespielhafte Berechnung des Kalkbedarfs (Luib, 2016)

  • Der MgCO3–Anteil ist in der Düngeplanung nach dem, in Abbildung 11 dargestellten, Schema zu berücksichtigen. Der Magnesium-Düngungsbedarf entstammt der Berechnungen für die Grunddüngung.

Kalk [dt/ha] MgCO3-Anteil MgCO3[dt/ha]
11,7 x 5% =% 0,59
x Umrechnungsfaktor 0,48 (von MgCO3 nach MgO) = 0,28 dt MgO/ha
= 28 kg MgO/ha
Magnesiumbedarf  73 kg MgO/ha
- Kalklieferung   28 kg MgO/ha
= restlicher Düngebedarf 45 kg MgO/ha
    Abbildung 11: Berücksichtigung des Magnesiumgehalts von Kalk in der Düngeplanung (Luib, 2017)