Ackerbau, Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung. Wulf Diepenbrock

die angegebenen Werte sind obere Grenzwerte.2) Organische Bodensubstanz

      Die Fähigkeit von Böden, Nährstoffe zu speichern und zu transformieren, hängt von ihrer Sorptionskapazität ab. Diese ist hauptsächlich eine Funktion der Bodentextur, wonach sich auch die optimalen Gehalte an pflanzenverfügbaren Nährstoffen differenzieren. In Tabelle I-7 finden sich Sollwerte für den pH-Wert und die Gehalte an pflanzenverfügbaren Makronährstoffen.

Tab. I-7. Sollwerte für die Bodenreaktion und pflanzenverfügbare Makronährstoffe auf ausgewählten Bodenarten (abgeleitet n. Kundler 1989 und Schilling 2000)
Bodenarten	Kurz­-zeichen	Ton­-gehalt(%)	Sollwerte für Bodenfruchtbarkeitskennziffern
			pH	PDL	KDL	Mg
				(mg 100 g–1)
Schwach schluffiger Sand	Su2	0–8	5,1–5,8	6–8	6–10	4–5
Mittel lehmiger Sand	Sl3	8–12	5,4–6,1	6–8	8–12	5–7
Stark lehmiger Sand	Sl4	12–17	6,1–6,8	6–8	10–14	5–7
Stark sandiger Lehm	Ls4	17–25	6,3–7,1	6–8	11–15	5–7
Schwach toniger Lehm	Lt2	25–35	6,4–7,2	6–8	12–16	9–12
Mittel toniger Lehm	Lt3	35–45	6,4–7,4	6–8	16–20	9–12
Lehmiger Ton	Tl	45–65	6,4–7,4	6–8	16–20	9–12

      Grundlegend bedeutsam für die Bodenfruchtbarkeit ist die bodenbiologische Aktivität. Darunter sind die Leistungen der Bodenorganismen (Edaphon) zu verstehen. Das Edaphon setzt sich aus im Boden lebenden Pflanzen (Bodenflora) und Tieren (Bodenfauna) zusammen. Die Bodenflora besteht vorwiegend aus Bakterien, Pilzen und Actinomyceten. Zu den Bakterien zählen unter anderem wichtige Spezialisten wie nitrifizierende Bakterien der Gattungen Nitrosomonas und Nitrobacter sowie solche, die Luftstickstoff zu binden vermögen (symbiontisch: Rhizobium; freilebend: Azotobacter, Amylobacter, Azospirillum, Pseudomonas, u. a.). Die bodenbewohnenden Pilze sind meist saprophytische Schleim- und Schimmelpilze, die sich von organischen Stoffen ernähren. Einige Pilze gehen eine Symbiose mit Wurzeln höherer Pflanzen ein (Mykorrhiza), wobei Pilzhyphen teilweise die Funktion von Wurzelhaaren übernehmen. Actinomyceten sind mycelbildende Bakterien, die heterotroph saprophytisch existieren.

      Die Bodenfauna gliedert sich in Mikro-, Meso- und Makrofauna. Die Mikrofauna besteht aus Protozoen, die als einzellige Urtierchen räuberisch vor allem von Bakterien leben. In der Mesofauna finden sich Nematoden (Fadenwürmer; 0,4 bis 2 mm, 0,3 bis 4 × 106 je m2), die sich räuberisch von Bakterien und Protozoen ernähren und teilweise als Parasiten lebende Pflanzen schädigen. Acari (Milben; < 2 mm, 100 bis 400 000 je m2) leben überwiegend saprophytisch von abgestorbenen Pflanzenteilen und Tierlosung und zersetzen ihre Nahrung intensiv. Damit üben sie eine wichtige Funktion im Stoffkreislauf aus. Collembolen (Springschwänze; 1–2 mm, 50 bis 400 000 je m2) leben saprophytisch von Pflanzenresten und oft räuberisch von Pilzen und Bakterien. Zur Makrofauna zählen Lumbriciden (Regenwürmer; 20 bis 300 mm, 50 bis 300 je m2), die in ackerbaulich genutzten Böden mit 3 bis 10 Arten vorkommen. Sie nehmen Pflanzenreste zusammen mit mineralischen Bodenbestandteilen auf, wobei im Zuge der Verdauung Krümel mit hoher Stabilität entstehen. Sie sind die wichtigsten Bodenwühler und transportieren große Mengen organischer Substanzen bis in 1 m Bodentiefe und vermischen Ober- und Unterboden. Enchytraeiden (kleine Borstenwürmer; 5 bis 15 mm, 10 bis 2000 je m2) leben saprophytisch vor allem in den obersten Horizonten. Myriapoden (Tausendfüßer; 300 bis 3000 je m2) kommen saprophytisch lebend in ausreichend feuchten und kalkhaltigen Böden vor. Außerdem sind im und auf dem Boden Insekten und ihre Larven zu finden (300 bis 17 000 je m2).

      Nach dem Absterben gehen die Bestandteile des Edaphons ebenso wie andere mortale pflanzliche oder tierische Biomasse in die organische Bodensubstanz ein. Darunter versteht man alle in und auf dem Mineralboden befindlichen abgestorbenen pflanzlichen und tierischen Stoffe sowie deren Umwandlungsprodukte. Nach dem Grad ihrer Umwandlung unterteilt man die organische Substanz des Bodens in Nichthuminstoffe und Huminstoffe. Nichthuminstoffe (auch Streustoffe) sind noch nicht oder nur schwach umgewandelt. Sie enthalten Lipide, Lignin und Polysaccharide. Huminstoffe sind stark umgewandelte, hochmolekulare Substanzen. Die Gesamtheit der organischen Substanzen des Bodens bildet den Humus. Die Begriffe „Organische Bodensubstanz“ und „Humus“ werden synonym gebraucht.

      Abb. I-3 Fraktionen der organischen Bodensubstanz (Körschens et al. 1997)

      Aus ackerbaulicher Sicht ist es sinnvoll, diese ausgesprochen heterogene Materie in verschiedene Fraktionen zu untergliedern. Dabei ist zunächst zwischen organischer Primärsubstanz (z. B. frische Ernte - und Wurzelrückstände, organische Dünger) und organischer Substanz des Bodens (bereits umgewandelte Substanzen) zu unterscheiden. Aus den Ab- und Umbauprozessen ergeben sich einerseits Stoffe, die weiter abbaubar sind (umsetzbare organische Substanz, auch Nährhumus) und solche, die mit dem Ton stabile Komplexe eingehen und nicht weiter abgebaut werden (inerte organische Substanz, auch Dauerhumus). Bei der umsetzbaren organischen Substanz ist noch einmal zwischen einer aktiven, also rasch mineralisierbaren, und einer stabilisierten Fraktion zu unterscheiden (Abb. I-3).

      Für den Erhalt der Bodenfruchtbarkeit ist die ausreichende Reproduktion der organischen Bodensubstanz eine der wichtigsten Voraussetzungen.

      Deswegen ist es erforderlich, die im Zuge der Bodennutzung zu erwartende Entwicklung abzuschätzen, die sich aus Abbau und Zufuhr organischer Substanz ergibt. Diesem Zweck dienen Bilanzrechnungen. Hierbei ist davon auszugehen, dass der Anbau bestimmter Nutzpflanzenarten zu einem Nettoverlust an organischer Bodensubstanz führt (Humuszehrer). Dies ist dann der Fall, wenn die mikrobielle Abbaurate größer ist als der Anfall organischer Primärsubstanz aus Ernte- und Wurzelresten, wie z. B. bei Hackfrüchten (Kartoffeln, Rüben, Gemüsearten). In anderen Fällen wächst der Gehalt an organischer Substanz durch eine große Hinterlassenschaft an Wurzelrückständen (z. B. mehrjährige Futterpflanzen). Tabelle I-8 enthält Richtwerte für die anbauspezifische Veränderung der Humusvorräte von Böden in Humusäquivalenten. Sie werden in kg Humus-C je ha und Jahr angegeben. Negative Werte bedeuten Nettoverbrauch, positive hingegen Anreicherung an organischer Bodensubstanz.

Tab. I-8. Richtwerte für fruchtartspezifischen Humusreproduktionsbedarf bzw. Humusreproduktionsleistung in Humusäquivalenten (Häq) je ha und Jahr (n. VDLUFA 2014)
Fruchtarten	Humusreproduktionsbedarf (Häq ha-1 a-1)
	Untere Wertea	Mittlere Werte		Obere Werteb
Zucker- und Futterrübe 1	760	1300		1840
Kartoffeln	760	1000		1240
Mais	560	800		1040
Getreide, Ölfrüchte 2	280	400		520
	Humusreproduktionsleistung (Häq ha-1 a-1)
	Niedriges Ertragsniveau		Hohes Ertragsniveau
Körnerleguminosen	160
Mehrjährige Futterpflanzen3	600		800
Stoppelfrüchte	100
Winterzwischenfrüchte	140
Untersaaten	250
1ohne Rübenblatt; 2 ohne Stroh; 3 je HauptnutzungsjahraEmpfehlung für ertragsschwache Standorte; bEmpfehlung für Böden in schlechtem Kulturzustand (z.B. Rekultivierungsflächen) und Anbausysteme mit hohem Humusbedarf ohne mineralische N-Düngung (z.B. Ökologischer Landbau bei hohem Ertragsniveau)

      Ganz wesentliche Quellen organischer Primärsubstanz sind die organischen Düngestoffe. Sie unterscheiden sich in ihrer Reproduktionswirksamkeit allerdings erheblich, weshalb auch dafür Richtwerte ermittelt worden sind. In Abhängigkeit vom Trockensubstanzgehalt des jeweiligen Düngers werden mehr oder weniger hohe Beiträge zur Humusreproduktion erreicht. Für Getreidestroh ist von 80 bis 100 kg ha-1 Humus-C je Tonne Substrat