Wie schnell Ernterückstände oder organische Dünger abgebaut werden können, hängt vor allem von ihrem Stickstoffgehalt ab. Dieser wird als Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis (C:N) ausgedrückt. Da der C-Gehalt abgereifter Pflanzensubstanz über die Kulturen hinweg bei etwa 45% liegt, der N-Gehalt aber schwankt, ist das C:N-Verhältnis ein gutes Maß für die Mineralisierbarkeit. Um Humus aufzubauen, braucht man Erntereste mit weiten und engen C:N-Verhältnissen.
Lignin – eine Langsame Nährstoffquelle
Reife, lignifizierte Ernterückstände wie Stroh und Stoppeln enthalten weniger als 2% N und haben ein weites C:N-Verhältnis von über 25:1. Stroh enthält nur 0,5% N und liegt bei einem C:N von 80:1. Sie liefern zunächst keine Nährstoffe, ganz im Gegenteil, ihr Abbau benötigt Stickstoff: Die abbauenden Mikroorganismen (Nitrosomonas, Nitrobacter) haben selbst ein C:N-Verhältnis von 5:1 bis 8:1. Für ihre Vermehrung benötigen sie zusätzlich Stickstoff, um verholzte Ernterückstände zu zersetzen. Dazu nutzen sie das im Boden vorhandene Nitrat, welches dann der Folgekultur zunächst nicht zur Verfügung steht (N-Sperre).
Mittelfristig ist der Stickstoff nicht verloren, sondern in Form von bakterieller Körpersubstanz gespeichert. Er wird wieder freigesetzt, wenn die Bakterien durch Frost, Hitze oder Trockenheit absterben. Daher kann jede Bodenerwärmung nach Winter oder Regen nach einer Trockenphase einen Mineralisationsschub in Gang setzen. Je nach Zerkleinerungsgrad dauert die Zersetzung lignifizierter Pflanzenteile Monate bis Jahre und stellt eine langsam fließende Nährstoffquelle dar.
Grüne Pflanzen, Schneller Stickstoff
Schnell fließende Nährstoffquellen sind die grünen Pflanzenteile: Sie haben ein enges C:N-Verhältnis zwischen 10:1 und 20:1 (>2,3% N in der Trockenmasse). Sie sind schnell mineralisierbar und beginnen damit schon in den ersten Wochen nach der Einarbeitung. Im Rübenblatt (mit einem C:N von 12:1) sind je nach Ertrag 70 bis 100 kg N/ha gebunden. In einem feuchtwarmen Boden können nach vier Wochen bereits 20% des Stickstoffs wieder verfügbar sein. Vergleichbar hohe Werte sind von sehr wüchsigen Zwischenfruchtbeständen zu erwarten. Je höher der Leguminosenanteil, desto enger ist das C:N-Verhältnis und desto schneller werden die Nährstoffe freigesetzt und stehen der Folgekultur direkt zur Verfügung.
Frost und Trockenheit unterbrechen die Mineralisierung. Sauerstoffmangel (anaerobe Bedingungen) durch das Einpflügen von Matten und Haufen führen wie bei Silage zu einer Milchsäuregärung. Diese hemmt die Wurzelbildung der Folgekultur. Freigesetztes Nitrat, das nicht aufgenommen wird, unterliegt in einem nassen Winter Verlusten. Zum einen als Auswaschungsverlust, zum anderen aber auch durch Denitrifikation (gasförmiger N-Verlust bei Sauerstoffmangel). Unter trockenen Bedingungen hingegen wird der Stickstoff in der grünen Pflanzenmasse und den Bakterien konserviert.
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Wie schnell Ernterückstände oder organische Dünger abgebaut werden können, hängt vor allem von ihrem Stickstoffgehalt ab. Dieser wird als Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis (C:N) ausgedrückt. Da der C-Gehalt abgereifter Pflanzensubstanz über die Kulturen hinweg bei etwa 45% liegt, der N-Gehalt aber schwankt, ist das C:N-Verhältnis ein gutes Maß für die Mineralisierbarkeit. Um Humus aufzubauen, braucht man Erntereste mit weiten und engen C:N-Verhältnissen.
Lignin – eine Langsame Nährstoffquelle
Reife, lignifizierte Ernterückstände wie Stroh und Stoppeln enthalten weniger als 2% N und haben ein weites C:N-Verhältnis von über 25:1. Stroh enthält nur 0,5% N und liegt bei einem C:N von 80:1. Sie liefern zunächst keine Nährstoffe, ganz im Gegenteil, ihr Abbau benötigt Stickstoff: Die abbauenden Mikroorganismen (Nitrosomonas, Nitrobacter) haben selbst ein C:N-Verhältnis von 5:1 bis 8:1. Für ihre Vermehrung benötigen sie zusätzlich Stickstoff, um verholzte Ernterückstände zu zersetzen. Dazu nutzen sie das im Boden vorhandene Nitrat, welches dann der Folgekultur zunächst nicht zur Verfügung steht (N-Sperre).
Mittelfristig ist der Stickstoff nicht verloren, sondern in Form von bakterieller Körpersubstanz gespeichert. Er wird wieder freigesetzt, wenn die Bakterien durch Frost, Hitze oder Trockenheit absterben. Daher kann jede Bodenerwärmung nach Winter oder Regen nach einer Trockenphase einen Mineralisationsschub in Gang setzen. Je nach Zerkleinerungsgrad dauert die Zersetzung lignifizierter Pflanzenteile Monate bis Jahre und stellt eine langsam fließende Nährstoffquelle dar.
Grüne Pflanzen, Schneller Stickstoff
Schnell fließende Nährstoffquellen sind die grünen Pflanzenteile: Sie haben ein enges C:N-Verhältnis zwischen 10:1 und 20:1 (>2,3% N in der Trockenmasse). Sie sind schnell mineralisierbar und beginnen damit schon in den ersten Wochen nach der Einarbeitung. Im Rübenblatt (mit einem C:N von 12:1) sind je nach Ertrag 70 bis 100 kg N/ha gebunden. In einem feuchtwarmen Boden können nach vier Wochen bereits 20% des Stickstoffs wieder verfügbar sein. Vergleichbar hohe Werte sind von sehr wüchsigen Zwischenfruchtbeständen zu erwarten. Je höher der Leguminosenanteil, desto enger ist das C:N-Verhältnis und desto schneller werden die Nährstoffe freigesetzt und stehen der Folgekultur direkt zur Verfügung.
Frost und Trockenheit unterbrechen die Mineralisierung. Sauerstoffmangel (anaerobe Bedingungen) durch das Einpflügen von Matten und Haufen führen wie bei Silage zu einer Milchsäuregärung. Diese hemmt die Wurzelbildung der Folgekultur. Freigesetztes Nitrat, das nicht aufgenommen wird, unterliegt in einem nassen Winter Verlusten. Zum einen als Auswaschungsverlust, zum anderen aber auch durch Denitrifikation (gasförmiger N-Verlust bei Sauerstoffmangel). Unter trockenen Bedingungen hingegen wird der Stickstoff in der grünen Pflanzenmasse und den Bakterien konserviert.
