Pflanzenbau | 23. March 2017

Zwischenfrüchte mobilisieren Phosphat

Von Dr. Sebastian Messerschmid
Phosphat ist ein Hauptnährstoff im Pflanzenbau, doch die abbauwürdigen Lagerstätten sind deutlich begrenzt. Schon heute sind manche Böden zu knapp versorgt. Zwischenfrüchte und das Verfahren Direktsaat können helfen, vorhandenes, aber nicht pflanzenverfügbares Phosphat aufzuschließen.
Besonders viel Phosphor (P) benötigen Pflanzen, um genügend Wurzelmasse zu bilden. Ein zweites Bedarfsmaximum besteht beim Eintritt in die generative Phase.
Sparsamkeit tut not
Es gibt mehrere Gründe, sparsam mit der Ressource umzugehen. Zum einen sind Phosphor-Mineraldünger nur begrenzt verfügbar. Experten schätzen, dass die Lagerstätten nur noch für die nächsten 60 bis 130 Jahre P-Reserven bieten.
Zum anderen kostet der Zukauf von mineralischem P Geld, das deshalb effektiv eingesetzt werden sollte. Ein dritter Grund sind Gewässerbelastungen durch Austräge. Während Grundwasser kaum belastet ist, gibt es stellenweise zu hohe P-Einträge in Oberflächengewässer. Allerdings bleibt festzuhalten, dass die jährlichen P-Bilanz-Überschüsse seit rund 30 Jahren stark zurückgegangen sind. Betriebe, die ihre Böden überwiegend mit zugekauftem mineralischem Phosphat versorgen, weisen sogar nicht selten eine Unterversorgung auf.
Eine P-Anreicherung bis in tiefere Bodenhorizonte kann vorkommen – indes fast nur bei Betrieben mit intensiver Viehhaltung. Wieviel P letztlich ausgewaschen wird, hängt außer von der Düngeintensität auch von der Bodenart ab. Am wenigsten betroffen sind gute Ackerböden, also tiefgründige Lehmböden mit hoher Sorptionskapazität. Hier werden häufig weniger als 0,5 kg/ha und Jahr des Nährstoffes ausgewaschen. Deutlich höhere P-Austräge können Sand- und insbesondere Moorböden aufweisen. Bei Letzteren hat man Austräge bis zu 15 kg pro ha und Jahr gemessen. 
Zwischenfrüchte und Direktsaat schließen Phosphat auf
Können Zwischenfrüchte und Direktsaat zu einem ökonomisch und ökologisch sinnvollen Umgang mit der Ressource Phosphat beitragen? Dies ist Thema einer Doktorarbeit, die gerade an der Universität Hohenheim läuft und vom Doktoranden Moritz Hallama auf einer Tagung des Arbeitskreises Konservierende Bodenbearbeitung und Direktsaat Baden-Württemberg vorgestellt wurde.
„Ziel meiner Arbeit ist es, Landwirte dabei zu unterstützen, die limitierte Ressource Phosphor mit konservierendem Ackerbau und dem Anbau von Zwischenfrüchten besser zu nutzen”, sagt er. Er möchte erforschen, ob die Verfügbarkeit von Phosphor durch pflanzenbauliche Maßnahmen beeinflusst werden kann. Erste Ergebnisse zeigen, dass sich sowohl durch Direktsaat als auch durch den Anbau von Zwischenfrüchten die mikrobielle Aktivität im Boden steigern lässt – gemessen wurde die Enzymaktivität der P-Monoesterase.
Bei den meisten Messungen war diese bei Direktsaat höher als bei Mulchsaat und beim Anbau von Zwischenfrüchten höher als bei Brache zwischen den Hauptkulturen. Durch die mikrobielle Aktivität wird ein Teil des im Boden vorhandenen, nicht pflanzenverfügbaren Phosphats in eine pflanzenverfügbare Form umgewandelt. Interessant war außerdem, dass der beschriebene Effekt sich auf die oberen fünf Zentimeter des Bodens konzentrierte, jedoch in einer Bodentiefe von fünf bis 20 cm nicht mehr nachzuweisen war. Der Effekt der Zwischenfrüchte war übrigens höher als derjenige der Direktsaat.
Zwischenfruchteffekte habe man nicht nur an der direkten Folgefrucht, sondern auch in der darauffolgenden Hauptfrucht ein Jahr später feststellen können. Hallama führt die vergleichsweise gute Wirkung der Zwischenfrüchte darauf zurück, dass diese die mikrobielle Bodenfauna positiv beeinflussen – sowohl was die Menge als auch was die Aktivität betrifft.
Eine zweite Frage ist, welche Zwischenfrüchte sich für das Phosphormanagement besonders gut eignen. Um dies zu erforschen, testete der Nachwuchs-Wissenschaftler Senf, Phacelia, Buchweizen und Ramtillkraut in Reinsaat. Als Kontrolle diente die Brache. Ausgeführt wurden die Experimente auf einem P-armen Flurstück.
Der Ramtillkraut-Versuch ließ sich nicht auswerten, weil diese Zwischenfrucht nicht auflief. Bei den anderen drei genannten Pflanzenarten ließ sich ein gegenüber der Brache deutlich erhöhter, drei- bis vierfacher Gehalt an mikrobiellem Phosphor in der Rhizosphäre nachweisen. Buchweizen lag hier vor Phacelia und Letztere vor Senf. Das vorläufige Fazit Hallamas lautet, dass Zwischenfrüchte und Direktsaat einen messbar positiven Einfluss auf den P-Nährstoffkreislauf und die Pflanzenversorgung mit diesem Nährstoff haben.
Ein weiteres anzustrebendes Ziel sei die Verminderung der Bodenerosion. Denn unter anderem bedeutet Erosion auch Phosphatverlust. Der bei der Professorin Carola Pekrun promovierende Jungforscher gibt zu bedenken, dass Biodiversität umso wichtiger sei, je mehr sich unsere Systeme auf natürliche Mechanismen stützten.
Zwischenfrüchte kosten Geld
Dass es nicht immer einfach ist, ökologische und ökonomische Vorteile in der Pflanzenproduktion unter einen Hut zu bringen, verdeutlichte  Pekrun. Sie verglich auf der Hohenheimer Tagung Mulchsaat und Direktsaat jeweils mit oder ohne Zwischenfrüchte. In umfangreichen Feldversuchen, die auf über ganz Baden-Württemberg verteilten Standorten durchgeführt wurden, konnte sie bestätigen, dass die Herbstnitratwerte  durch den Anbau von Zwischenfrüchten beträchtlich reduziert werden können. Auch waren die Erträge bei Mulchsaat etwas höher als bei Direktsaat.
Die geringeren Kosten der Direktsaat führten aber dennoch zu einem tendenziell höheren Deckungsbeitrag. Das interessanteste Ergebnis der Studien der Wissenschaftlerin bestand jedoch zweifelsfrei darin, dass der Anbau von Zwischenfrüchten eine Verringerung des Deckungsbeitrags nach sich zog – und das, obwohl sie die Umweltprämien bereits eingerechnet hatte. Dies ist wieder einmal ein Hinweis darauf, dass Vergütungen für die Landwirte für Umweltleistungen eher zu knapp, jedenfalls keineswegs üppig bemessen sind.