Um organische Substanz richtig zu nutzen, sollte man ihre Eigenschaften kennen und einordnen können.
Nährstoffspeicher: Organische Substanz speichert Nährstoffe, vor allem bindet es Anionen und Kationen am Austauscherkomplex (siehe top agrar 9/2020, S. 80). Welchen Umfang die Kationenaustauschkapazität (KAK) und die Anionenaustauschkapazität (AAK) ausmacht, beeinflusst vor allem der pH-Wert. Im sauren Milieu überwiegt die AAK, im alkalischen Bereich die KAK. Von pH 6 bis pH 7 nimmt die KAK der organischen Substanz um 50% zu. Bei einem Wert von pH 7 hat 1% Humus eine KAK von etwa 3 cmol/kg Boden. Das ist ein Vielfaches von einem mittleren Tonmineral. Im alkalischen Milieu sorbiert ein organischer Austauscher Kalzium und Magnesium stark, Ammonium, Kalium und Natrium hingegen relativ schwach.
Gelangen Pflanzenreste auf den Boden, steigt die KAK. Zersetzte Pflanzenreste haben negativ geladene Bindungsstellen, an denen sich Kationen andocken können. Die eigentliche Dynamik und damit der Nutzen der gesteigerten Austauschkapazität kann erst mit einem optimierten Bodenkontakt beginnen. Je kleiner die Pflanzenrückstände sind und je gleichmäßiger sie in den Boden eingearbeitet werden, umso zügiger geht ein Austausch von Nährstoffen.
Ein zusätzlicher Nährstoffspeicher hat für die Pflanze nur Vorzüge, wenn er gefüllt ist. Die Austauschkapazität in ausgereiftem Getreidestroh ist lediglich zu 60 bis 70% gesättigt, während die einer grünen Zwischenfrucht oder einer Zuckerrübe zu fast 100% gesättigt ist. Ähnliche Unterschiede sind bei allen organischen Düngern gegeben. Komposte aus nährstoffarmen Straßenrändern weisen eine wesentlich geringere Basensättigung auf als Komposte aus grünem Material aus Hausgärten.
Die pH-Abhängigkeit der Austauschkapazität bringt auf sauren Moorböden eine nennenswerte AAK mit sich. Nitrat, Sulfat sowie Phosphor werden auf sauren humosen Böden sorbiert und damit vor Aus- und Einwaschung geschützt. Für die Pflanze schädliche Konzentrationsspitzen werden damit abgepuffert.
In Zeiten ungünstiger Nachlieferung steht sowohl die AAK als auch die KAK in Konkurrenz zur Pflanzenwurzel. Bei Trockenheit werden Nährstoffe relativ stark gebunden und können somit kaum zur Wurzel diffundieren. Das Problem ist umso stärker, je schwächer die Austauscher abgesättigt sind.
Wasserspeicher: Böden mit einem hohen Anteil an organischer Substanz können mehr Wasser speichern. Die pauschale Aussage, dass organische Substanz die Wasserspeicherfähigkeit erhöht, ist jedoch falsch. Dauerhumus hat eine Oberfläche und Teilchengröße, ähnlich wie Schluff (siehe Übersicht 5). Aufgrund des günstigen Porenvolumens erhöht Dauerhumus tatsächlich die Wasserspeicherfähigkeit: Wird organische Substanz in den Boden eingearbeitet, verändert sich das Porenvolumen.
Doch zunächst nehmen grobe Luftporen zu. Erst wenn die organische Substanz mineralisiert und ein Teil davon zu Dauerhumus wird, erhöht sich die Wasserspeicherfähigkeit. Da bei diesen Prozessen lediglich 0,5% des zugeführten Kohlenstoffs zu Dauerhumus wird, ist die Erhöhung der nFk ein sehr langwieriger Prozess. Das allgemeine Porenvolumen erhöht sich dagegen bereits sehr früh. Auf dichtlagernden oder nassen Böden bringt der verbesserte Lufthaushalt relativ zügig positive Ergebnisse.
Stickstoff-Nachlieferant: Organische Substanz mineralisiert mehr oder weniger schnell. Mit dem Abbau wird Stickstoff frei, den Pflanzen nutzen können. Die Stickstoffmenge anhand des Humusgehaltes zu schätzten, ist sehr schwierig. In der Praxis bewegen sich die C:N-Verhältnisse im Boden in einem sehr weiten Bereich. Auch die Mineralisationsrate von in den Boden eingebrachtem Material schwankt deutlich – vor allem stark verholztes Material kann vorübergehend sogar mehr Stickstoff fixieren, als tatsächlich mineralisiert wird. Daher sollte man immer über die Inhaltsstoffe von ausgebrachtem organischen Material Kenntnis haben.
Bodenstrukturverbesserer: Allein das erhöhte Porenvolumen und damit der besser durchlüftete Boden fördern die Bodenstruktur, vor allem auf dichtlagernden Böden. Ähnlich positiv wirkt die organische Substanz bei zur Verschlämmung neigenden Böden. Diese Zwecke erfüllt auch verrottetes Material. Mit fortschreitender Verrottung erhöht sich die Austauschkapazität: An den Austauschern docken zweiwertige Kationen an und verbinden mehrere Humusteile zu einem Komplex. So kann der Boden auflockern. Die Ton-Humus-Komplexe schaffen ein sehr stabiles Krümelgefüge und bilden sich vor allem auf tonigen Böden bei weiter fortschreitender Mineralisation. Im Gegensatz zu reinen Ton-Ton-Verbindungen sind Ton-Humus-Komplexe auch bei Nässe sehr stabil. Doch die volle Strukturwirkung erreicht vor allem Dauerhumus.
Ein sehr hoher Humusgehalt – vor allem mit einem hohen Anteil an Dauerhumus – macht einen Boden puffig und locker. Doch es gibt auch ein „Zu viel“: Teilweise ist der Boden zu locker für die Pflanzen. Auf humosen Sanden bereitet häufig die Rückverfestigung nach der Saat große Probleme. Zudem wirken bei zu viel Humus auf Schwarzerden Herbizide nur eingeschränkt.
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Um organische Substanz richtig zu nutzen, sollte man ihre Eigenschaften kennen und einordnen können.
Nährstoffspeicher: Organische Substanz speichert Nährstoffe, vor allem bindet es Anionen und Kationen am Austauscherkomplex (siehe top agrar 9/2020, S. 80). Welchen Umfang die Kationenaustauschkapazität (KAK) und die Anionenaustauschkapazität (AAK) ausmacht, beeinflusst vor allem der pH-Wert. Im sauren Milieu überwiegt die AAK, im alkalischen Bereich die KAK. Von pH 6 bis pH 7 nimmt die KAK der organischen Substanz um 50% zu. Bei einem Wert von pH 7 hat 1% Humus eine KAK von etwa 3 cmol/kg Boden. Das ist ein Vielfaches von einem mittleren Tonmineral. Im alkalischen Milieu sorbiert ein organischer Austauscher Kalzium und Magnesium stark, Ammonium, Kalium und Natrium hingegen relativ schwach.
Gelangen Pflanzenreste auf den Boden, steigt die KAK. Zersetzte Pflanzenreste haben negativ geladene Bindungsstellen, an denen sich Kationen andocken können. Die eigentliche Dynamik und damit der Nutzen der gesteigerten Austauschkapazität kann erst mit einem optimierten Bodenkontakt beginnen. Je kleiner die Pflanzenrückstände sind und je gleichmäßiger sie in den Boden eingearbeitet werden, umso zügiger geht ein Austausch von Nährstoffen.
Ein zusätzlicher Nährstoffspeicher hat für die Pflanze nur Vorzüge, wenn er gefüllt ist. Die Austauschkapazität in ausgereiftem Getreidestroh ist lediglich zu 60 bis 70% gesättigt, während die einer grünen Zwischenfrucht oder einer Zuckerrübe zu fast 100% gesättigt ist. Ähnliche Unterschiede sind bei allen organischen Düngern gegeben. Komposte aus nährstoffarmen Straßenrändern weisen eine wesentlich geringere Basensättigung auf als Komposte aus grünem Material aus Hausgärten.
Die pH-Abhängigkeit der Austauschkapazität bringt auf sauren Moorböden eine nennenswerte AAK mit sich. Nitrat, Sulfat sowie Phosphor werden auf sauren humosen Böden sorbiert und damit vor Aus- und Einwaschung geschützt. Für die Pflanze schädliche Konzentrationsspitzen werden damit abgepuffert.
In Zeiten ungünstiger Nachlieferung steht sowohl die AAK als auch die KAK in Konkurrenz zur Pflanzenwurzel. Bei Trockenheit werden Nährstoffe relativ stark gebunden und können somit kaum zur Wurzel diffundieren. Das Problem ist umso stärker, je schwächer die Austauscher abgesättigt sind.
Wasserspeicher: Böden mit einem hohen Anteil an organischer Substanz können mehr Wasser speichern. Die pauschale Aussage, dass organische Substanz die Wasserspeicherfähigkeit erhöht, ist jedoch falsch. Dauerhumus hat eine Oberfläche und Teilchengröße, ähnlich wie Schluff (siehe Übersicht 5). Aufgrund des günstigen Porenvolumens erhöht Dauerhumus tatsächlich die Wasserspeicherfähigkeit: Wird organische Substanz in den Boden eingearbeitet, verändert sich das Porenvolumen.
Doch zunächst nehmen grobe Luftporen zu. Erst wenn die organische Substanz mineralisiert und ein Teil davon zu Dauerhumus wird, erhöht sich die Wasserspeicherfähigkeit. Da bei diesen Prozessen lediglich 0,5% des zugeführten Kohlenstoffs zu Dauerhumus wird, ist die Erhöhung der nFk ein sehr langwieriger Prozess. Das allgemeine Porenvolumen erhöht sich dagegen bereits sehr früh. Auf dichtlagernden oder nassen Böden bringt der verbesserte Lufthaushalt relativ zügig positive Ergebnisse.
Stickstoff-Nachlieferant: Organische Substanz mineralisiert mehr oder weniger schnell. Mit dem Abbau wird Stickstoff frei, den Pflanzen nutzen können. Die Stickstoffmenge anhand des Humusgehaltes zu schätzten, ist sehr schwierig. In der Praxis bewegen sich die C:N-Verhältnisse im Boden in einem sehr weiten Bereich. Auch die Mineralisationsrate von in den Boden eingebrachtem Material schwankt deutlich – vor allem stark verholztes Material kann vorübergehend sogar mehr Stickstoff fixieren, als tatsächlich mineralisiert wird. Daher sollte man immer über die Inhaltsstoffe von ausgebrachtem organischen Material Kenntnis haben.
Bodenstrukturverbesserer: Allein das erhöhte Porenvolumen und damit der besser durchlüftete Boden fördern die Bodenstruktur, vor allem auf dichtlagernden Böden. Ähnlich positiv wirkt die organische Substanz bei zur Verschlämmung neigenden Böden. Diese Zwecke erfüllt auch verrottetes Material. Mit fortschreitender Verrottung erhöht sich die Austauschkapazität: An den Austauschern docken zweiwertige Kationen an und verbinden mehrere Humusteile zu einem Komplex. So kann der Boden auflockern. Die Ton-Humus-Komplexe schaffen ein sehr stabiles Krümelgefüge und bilden sich vor allem auf tonigen Böden bei weiter fortschreitender Mineralisation. Im Gegensatz zu reinen Ton-Ton-Verbindungen sind Ton-Humus-Komplexe auch bei Nässe sehr stabil. Doch die volle Strukturwirkung erreicht vor allem Dauerhumus.
Ein sehr hoher Humusgehalt – vor allem mit einem hohen Anteil an Dauerhumus – macht einen Boden puffig und locker. Doch es gibt auch ein „Zu viel“: Teilweise ist der Boden zu locker für die Pflanzen. Auf humosen Sanden bereitet häufig die Rückverfestigung nach der Saat große Probleme. Zudem wirken bei zu viel Humus auf Schwarzerden Herbizide nur eingeschränkt.
