Landwirte, die Grünland bewirtschaften, unterschätzen oftmals die Bedeutung des Kalkens und eines optimalen pH-Wertes. Kalken ist jedoch entscheidend für die Ertragsbildung, die Futterqualität, die Pflanzenbestandsentwicklung und die Nährstoffeffizienz.
Kaum eine Maßnahme hat so vielfältige Wirkungen auf die biologischen, physikalischen und chemischen Prozesse im Boden wie die Kalkung. Die Bedeutung des Nährstoffs Kalk - auch Calcium genannt - auf das Pflanzenwachstum ist allerdings weniger von unmittelbarer Natur, wie beispielsweise bei Stickstoff oder Phosphor. Das Kalken beeinflusst die Bodenreaktion, die Wechselwirkungen verschiedener Abläufe zur Bodenbildung und die ökologischen Bodenfaktoren. Diese wiederum haben einen maßgeblichen Einfluss auf Wachstum und Entwicklung des Pflanzenbestandes.
Verfügbar oder nur da?
Die Bodenreaktion bezieht sich auf die chemischen Eigenschaften des Bodens, insbesondere auf den pH-Wert, der den Säure- beziehungsweise Basengehalt des Bodens angibt. Primär ist Calcium wesentlich an chemischen und physikalischen Eigenschaften des Bodens sowie an Bodenbildungsprozessen beteiligt. Calcium verbessert die Struktur und das Gefüge des Bodens.
Der sogenannte Ton-Humus-Komplex ist ein entscheidendes Element in der Bodenkunde, der die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Bodens beeinflusst. Am Ton-Humus-Komplex lagern sich positiv geladene Nährstoff-Ionen, also Kationen wie Calcium, Magnesium, Kalium und andere Nährstoffe an und sind so durch den Inonenaustausch potenziell pflanzenverfügbar Der Ionenaustausch zwischen Ton- und Humusoberflächen auf der einen und den Pflanzenwurzeln auf der anderen Seite ist ein zentraler Prozess für die Nährstoffversorgung der Pflanzen.
Die Verfügbarkeit von Nährstoffen und die Ionenaustauschkapazität hängen stark vom pH-Wert des Bodens, dem Bodentyp und dem Gehalt organischer Substanz ab. Moderat saure bis neutrale Bedingungen fördern die mikrobielle Aktivität und damit den Nährstoffumsatz, sprich die Nitrifikation, sowie organische Zersetzungsprozesse. Die organische Substanz erhöht wiederum die Kationenaustauschkapazität und die Nährstoffverfügbarkeit, insbesondere bei schwach saurer Bodenreaktion.
Speziell die Phosphorverfügbarkeit von Pflanzen ist stark pH-abhängig. In sauren Böden ist Phosphor meist unlöslich gebunden. Eine Kalkzugabe erhöht den pH-Wert, wodurch Phosphat besser pflanzenverfügbar wird. Unter sauren Bedingungen binden Aluminium und Eisen die Phosphate, im basischen Bereich lösen sich Calciumphosphate dagegen besser.
Wie war das mit dem pH-Wert?
Der pH-Wert dient als Maß für die Konzentration von H+-Ionen. Er beeinflusst wesentlich die Bodenbiologie, insbesondere die Humifizierung und damit zusammenhängend auch die Verfügbarkeit und Effizienz von Nährstoffen. Die mehr oder weniger starke Bodenacidität resultieret aus Atmungsprozessen von Bodentieren, Mikroorganismen und Pflanzenwurzeln. Im Verlauf weiterer chemischer Prozesse werden Hydronium-Ionen (H3O+-Ionen) freigesetzt. Je mehr H3O+-Ionen sich in der Bodenlösung befinden, desto saurer ist der Boden.
Die optimalen pH-Bereiche im Grünland liegen im schwach sauren Bereich, etwa pH 5,5 bis 6,5, also etwa 0,5 bis 1,0 pH-Punkte unterhalb des Optimums für Ackerböden. Gründe für das saure Milieu auf Grünland sind der höhere Anteil an organischer Substanz und die höhere biologische Aktivität.
Die Zielwerte hängen von Bodenart, Ton- und Humusgehalt sowie vom angestrebten Grünland-Pflanzenbestand ab. Insgesamt steuern Ionenaustauschkapazität und pH-Wert die Verfügbarkeit von Nährstoffen wie Stickstoff (N), Phosphor (P), Kalium (K), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Schweferl (S) sowie von Mikronährstoffen. In Tabelle 1 sind die Ziel-pH-Werte und die zuzuführenden Kalkmengen im Rahmen der Erhaltungskalkung in kg CaO/ha in Abhängigkeit vom Humusgehalt für das Grünland aufgeführt.
Kalken und Ertrag
Kalk beeinflusst Ertrag und Pflanzenbestand auf dem Grünland maßgeblich durch die verbesserte Verfügbarkeit von Nährstoffen. Bei suboptimalen pH-Werten können erhöhte Nährstoffgaben oft zu einer unwirtschaftlichen Überschreitung führen, weil die Nährstoffverfügbarkeit nicht adäquat steigt. Entsprechend weisen Kalkdüngungsversuche darauf hin, dass mit einer Kalkung im Grünland, insbesondere bei niedrigen Ausgangs-pH-Werten, signifikante Mehrerträge erzielt werden, wie Tabelle 2 zeigt.
Verschiedene Kalkdüngungsversuche zeigen, dass Kalkung vor allem in sauren Ausgangs-pH-Bereichen deutliche ertragssteigernde Effekte hat, während bei pH-Werten über etwa 5,5 keine signifikanten Mehrerträge zu erwarten sind. Eine stark negative Ertragsrelevanz ist dann gegeben, wenn der pH-Wert deutlich unter den empfohlenen Korridoren liegt, also kleiner als pH 5 ist. Dann sinkt die Nährstoffverfügbarkeit erheblich.
Was wächst?
Die Auswirkungen von Kalk auf den Ertrag hängen zudem eng mit der Zusammensetzung des Grünlandpflanzenbestands zusammen. Unter sauren Bedingungen verschiebt sich die Artenzusammensetzung in Richtung futterbaulich weniger hochwertiger Arten wie beispielsweise Weiches Honiggras, Rotschwingel, Rasenschmiele, Rotes Straußgras, Jährige Rispe und Moose. Sinkt der pH-Wert deutlich unter den Optimalbereich, reduziert sich durch die verminderte Nährstoffverfügbarkeit die Ertragsleistung und damit die Konkurrenzkraft der wertvollen Kulturgräser und Kleearten. Dies führt zu einem Verdrängungswettbewerb, in dem die Arten, die in dem Milieu niedriger Boden-pH-Werte eine große Toleranz aufweisen, an Konkurrenz und Ertragsanteil gewinnen. Diese Entwicklung wiederum führt zu einer Verschlechterung der Futterqualität.
Die Pflanzenbestandänderung ist bei sukzessiver Bodenversauerung ein schleichender Prozess, der bei langfristig unterlassener Kalkung auch durch höhere Nährstoffgaben nicht aufgehalten werden kann, sondern bestenfalls verlangsamt wird. Dagegen nimmt die Konkurrenzstärke der wichtigen Kulturgräser in optimalen pH-Bereichen aufgrund der verbesserten Nährstoffverfügbarkeit und der günstigeren physikalischen Bodeneigenschaften zu.
Die Mischung macht’s
Kalk allein reicht aber auf der anderen Seite nicht aus, um hochwertiges Grünland dauerhaft zu sichern, wenn gleichzeitig N, P und K nicht entsprechend im ausgewogenen Verhältnis zugeführt werden. Nur eine kombinierte Strategie aus Kalkung zur pH-Anhebung und gezielter Nährstoffdüngung sind entscheidende Stellschrauben zur Futterertrags- und Qualitätssicherung und -steigerung im Grünland.
Tabelle 3: Wirkungsweise und Nebenbestandteile der wichtigsten Kalkdünger
Wann kalken?
Kalk und Stickstoffdünger sollten nie zeitgleich ausgebracht werden. Durch den pH-Wert-Anstieg des Kalks verschiebt sich NH4-Stickstoff (Ammonium) zu NH3 (Ammoniak), wodurch Stickstoff gasförmig verloren geht. Daher sollten Kalkung und stickstoffhaltige Düngung, insbesondere organische Düngemittel wie Gülle und Mist, mehrere Tage zeitlich voneinander getrennt erfolgen.
Grundsätzlich kann die Kalkung ganzjährig erfolgen. Aus arbeitswirtschaftlichen Gründen empfiehlt sich die Vegetationsruhe ab Oktober/November bis Februar/März. Zwischen den Nutzungsterminen ist eine Kalkung ebenfalls möglich, sofern Stickstoff- und Kalkung sich nicht überschneiden. Auf Weiden bietet sich eine Kalkung nach einem Umtrieb oder nach dem Abtrieb im Spätherbst an.
Welcher Kalk?
Die Auswahl der für die jeweilige Anforderung richtige Kalkform hängt von der Wirkungsgeschwindigkeit und den Nebenbestandteilen - wie beispielsweise Magnesium oder Schwefel - sowie letztlich auch vom Preis und der Verfügbarkeit ab.
Es gibt verschiedene Arten von Kalkdüngern, die sich in ihren Eigenschaften und in ihrer Herkunft unterscheiden. Die Eigenschaften, sprich die Qualitätsindikatoren können wie folgt benannt werden:
- Gesamtheit an basisch wirksamen Verbindungen, das heißt Anteil an Calciumoxid (CaO);
- Bindungsform: Oxid, Hydroxid, Carbonat, Silikat; hat Einfluss auf die Wirkungsgeschwindigkeit;
- Mahlfeinheit und Sortierung;
- Reaktivität beziehungsweise Umsetzungsgeschwindigkeit, ist unter anderem abhängig vom Ausgangsgestein;
- Transport- und Lagereigenschaften sowie Streufähigkeit, sprich Schüttgewicht, Feuchtegehalt, Staubbildung;
- nützliche zusätzliche Begleitnährstoffe wie zum Beispiel Magnesium, Phosphat, Schwefel;
- Gehalt an unerwünschten Schadstoffen wie Schwermetalle.
Hubert Kivelitz,
Landwirtschaftskammer NRW