Albrecht-Thaer-Archiv: Band 11, Heft 9 [Reprint 2022 ed.] 9783112657263

Table of contents :
INHALT
Bodenformen und ihre Eigenschaften im nördlichen Teil des Mittelsächsischen Lößlehmhügellandes
Die Horizontalsonde, ein neues Gerät zur kontinuierlichen Messung des Durchdringungswiderstandes des Bodens
Eine Bodenmischmaschine zur Vereinfachung der Mischarbeit beim Ansetzen von Gefäßkulturen
Überblick über die Mikronährstoffversorgung der Böden der Bezirke Rostock, Schwerin und Neubrandenburg
Orientierender Überblick über die Versorgung der Ackerböden der Bezirke Dresden, Leipzig und Karl-Marx-Stadt mit Bor, Kupfer, Mangan und Molybdän
Der Bernburger Dauerdüngungsversuch
Der Bernburger Dauerdüngungsversuch
Die Unkrautflora in Beta-Rüben-Beständen der Börde und einiger anderer Standorte
Der Einfluß des Striegeins auf Unkrautvernichtung und Phytotoxizität verschiedener Herbizide für Beta-Rüben
Autorreferate demnächst erscheinender Arbeiten
Die Interpretation von Bodenkarten für landwirtschaftliche Zwecke
Versuch einer Klassifikation von Bodenfeuchteregime-Typen
Untersuchungen über den Einfluß der Mineraldüngung auf die Korngröße der Kartoffelstärke
Der Einfluß der Bodenazidität und der Spurenelemente Molybdän und Vanadium auf das Wachstum einiger Leguminosen
Untersuchungen über die Verunkrautung der Luzerne im Raum Buttstädt als Teilgebiet der Thüringer Keupermulde
Richtlinien für Veröffentlichungen im Albrecht -Thaer-Archiv

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DEUTSCHE DEMOKRATISCHE REPUBLIK DEUTSCHE AKADEMIE DER LANDWIRTSCHAFTSWISSENSCHAFTEN ZU BERLIN

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n e r o B NO^BeHHoii CHCTeMaTHKe. Summary Title of the p a p e r : Soil forms a n d their properties in the northern p a r t of the loess-loam hill area of Central Saxony Frequent soil forms were described together with their regional distribution, a n d problems of their genesis a n d position in soil classification were discussed on the basis of results of soil survey obtained in t h e northern p a r t of the loess-loam hill area of Central Saxony as well as on the basis of chemical and physical studies. The above results were compared to those obtained from soil judging, a n d the distinction of soil forms by soil profile descriptions of soil judging was checked. I t is suggested t h a t the differentiation of amphigleys should be based on the different water balances, and the soil-systematic position of pseudogley with and without anhydromorphic intermediate horizon is discussed. Literatur ASMUS, P . ; THIERE, J . : Kennzeichnung verbreiteter anhydromorpher Bodenformen des Nordostdeutschen Jungmoränengebietes. Thaer-Arch. 11 (1967), S. 375—395 CARLISLE, F . J . ;

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MORGENSTERN, Bodenformen und ihre Eigenschaften

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Institut für Bodenkunde Eberswalde der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin 13 Eberswalde, Schicklerstraße 3

827 Aus (lern Institut für Bodenkunde und Pflanzenernährung der Humboldt-Universität zu Berlin und dem Institut für Mechanisierung in der Landwirtschaft Potsdam-Bornim der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin HANS LINDNEE und FRIEDRICH

ZSCHAAGE

Die Horizontalsonde, ein neues Gerät zur kontinuierlichen Messung des Durchdringungswiderstandes des Bodens Eingegangen: 14. 4. 1967

1.

Einleitung und Problemstellung

Im Rahmen bodentechnologischer Untersuchungen ergab sich die Notwendigkeit, kontinuierliche Messungen des Durchdringungswiderstandes des Bodens in bestimmter Tiefe durchzuführen, um die Festigkeit des Bodens zu ermitteln und Rückschlüsse auf die Inhomogenität der Lagerungsdichte und den strukturellen Zustand des Bodens ableiten zu können. Die vorhandenen Bodensonden, bei denen die Sondenspitze mit der Hand (GÄTKE, 1957), mittels eines Fallgewichtes (V. B O G U S L A W S K I und L E N Z , 1958) oder mit Hilfe einer Handkurbel bzw. eines Elektromotors ( K U N A T H , 1 9 6 1 / 6 2 ) senkrecht in den Boden gedrückt wird, entsprechen nicht den Anforderungen, da sie nur für Messungen in vertikaler Richtung vorgesehen sind. Für die Messungen ist außerdem ein hoher Zeitaufwand erforderlich; denn nur aus einer großen Anzahl von Einstichen können gesicherte Werte für eine bestimmte Tiefe ermittelt werden. Aus den gesamten Meßdiagrammen sind nur schwer gesicherte Rückschlüsse abzuleiten, da der Wassergehalt ja von der Bodenoberfläche bis zur Pflugsohle sehr stark wechselt. Es wurde deshalb eine Sonde konstruiert und erprobt, die von einem Schlepper horizontal durch den Boden gezogen wird und die den auf die Sondenspitze wirkenden Widerstand (die vom Boden auf eine kegelförmige Spitze ausgeübte Kraft) registriert. 2.

Aufbau und Funktion der Horizontalsonde

Für die Registrierung einer Kraft stehen bekanntlich mehrere Wege zur Verfügung: mechanisch, hydraulisch oder elektrisch. Die elektrische Registrierung ist davon der modernste, aber auch der aufwendigste. Er erfordert teuere und empfindliche Geräte (Verstärker, Oszillograf, konstante Spannungsquelle) und ein versiertes Bedienungspersonal. Nach mehreren vergleichenden Betrachtungen zwischen den genannten Wegen und auf Grund der bei der Lösung ähnlicher Aufgaben gewonnenen Erfahrungen wurde die hydraulische Messung den anderen Möglichkeiten vorgezogen. Nicht zuletzt wurde die Entscheidung vom Vorhandensein eines kompletten Registriergerätes ( Z S C H A A G E , 1 9 6 0 ) beeinflußt. Mit dem hydraulischen Schreibwerk wurde eine registrierende Horizontal-Bodensonde entwickelt, deren Funktion an Hand der Abbildung 1 beschrieben wird. Die vom Boden auf eine keglige Spitze 1 ausgeübte Kraft P wird über den Schaft der Spitze 2 auf einen ölgefüllten Metall-

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LINDXER und ZSCHAAGE, Gerät zur kontinuierlichen Messung des Durchdringungswiderstandes des Bodens

—P

Abb. 1 : Schema der Horizontalsonde

Faltenbalg 3 übertragen und erzeugt in ihm einen Druck p. Wegen möglicher seitlicher Kräfte wurde der Schaft der Spitze in einer speziellen Wälzkörperführung 4 gelagert. Der Druck p wirkt über die Füllflüssigkeit auf den MetallFaltenbalg 5 des Registriergerätes und erzeugt über diesen eine Kraft P' in der Stange 6; diese Kraft verändert die Länge der Meßfeder 7 so weit, bis die Federkraft gleich der Kraft P' ist. Aus konstruktiven Gründen sind die Flächen der Faltenbälge 3 und 5 gleich; damit ist die Federkraft gleich der auf die Sondenspitze 1 ausgeübten Kraft P. Durch einfaches Auswechseln der Meßfeder 7 kann der Meßbereich für die Kraft P bequem verändert werden. Der Faltenbalg 8 dient zur Kompensation der Ausdehnung der Flüssigkeit bei Temperaturänderung. Hat sich bei Temperaturerhöhung die Flüssigkeit ausgedehnt, so ist in dem Hydrauliksystem bereits ein Druck p' vorhanden, der einen Ausschlag am Registriergerät bewirkt, obwohl keine Kraft auf die Sondenspitze wirkt. Kräfte P, die gleich oder kleiner dem durch die Ausdehnung hervorgerufenen Druck sind, würden nicht angezeigt werden. In diesem Fall muß durch Vergrößern des Faltenbalg-Volumens die Ausdehnung kompensiert werden. Beim Zusammenziehen der Flüssigkeit infolge Temperaturerniedrigung dagegen kann die (begrenzte)

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Zusammendrückung des Faltenbalges 3 nicht genügen, u m den Schreibhebel (bei entsprechender K r a f t ) zum Vollausschlag zu bringen. K r ä f t e P über eine bestimmte K r a f t hinaus würden somit ebenfalls nicht mehr angezeigt werden. I n diesem Fall ist das Volumen des Faltenbalges 8 zu verringern. Das vor das Registriergerät geschaltete Drosselventil 10 dient zur Änderung des Leitungsquerschnittes und damit des Dämpfungsgrades im Hydrauliksystem. Da die Dämpfung durch den Boden bereits genügend groß ist, ist eine Verstellung des Drosselventils nicht erforderlich. 3.

Einige Bemerkungen zum fertigen Gerät:

Das fertige Gerät zeigt Abbildung 2. An einem schwertartigen Teil (im folgenden Schwert genannt) ist unten ein Rohrstück von 40 m m 0 angeschweißt, das den

Abb. 2: Horizontalsonde mit Halterung

Faltenbalg und die Lagerung f ü r die Sondenspitze enthält. Die spezielle Wälzkörperführung der Sondenspitze ist notwendig, weil durch Nickbewegungen des Traktors seitliche K r ä f t e auf die Spitze ausgeübt werden, die bei nicht sehr reibungsarmer Lagerung Fehler der Kraftmessung bewirken. Als Sondenspitze wurde eine 60°-Spitze mit einer Fläche von 2 cm 2 gewählt, die gegen andere durch Abschrauben ausgetauscht werden kann. Bei den bisherigen Messungen ergab sich aber keine Notwendigkeit des Austausches. Die Bewegung der Sondenspitze ist auf 6 m m begrenzt. Die Abdichtung der Wälzkörperführung gegen Bodenteilchen mittels eines Stückes Gummischlauch zwischen Sondenspitze und Rohrstück bewährte sich nicht, daher wurde auf eine spezielle Abdichtung verzichtet. Von Zeit zu Zeit m u ß daher die Sondenspitze abgeschraubt und die Wälzkörperführung gereinigt werden. Der Zeitpunkt ist ohne Schwierigkeit am Diagramm dadurch zu erkennen, daß sich der Schreibhebel ruckweise in kleinen Stufen bewegt.

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LINDNER und ZSCHAAGE, Gerät zur kontinuierlichen Messung des Durchdringungswiderstandes des Bodens

Die rechts neben dem Gerät liegende Halterung (Abb. 2) dient zum Befestigen der Bodensonde an der Ackerschiene des Traktors. Wird sie an der Dreipunktaufhängung angebracht, kann die Sonde ohne Schwierigkeit ein- bzw. ausgefahren werden. Die Löcher im Schwert-Teil gestatten eine Tiefeneinstellung bis zu 40 cm. Am oberen Teil des Schwertes ist das hydraulische Schreibwerk befestigt. (Sein Gehäuse ist links neben der Sonde zu sehen.) Das Registrierpapier wird von einem aus der Schlepperbatterie gespeisten Elektromotor angetrieben. Die Papiergeschwindigkeit kann durch ein Getriebe in 4 Stufen zwischen 0,5 und 10 mm/s verändert werden. An Meßfedern sind 4 Stück vorgesehen mit den Bereichen 0— 85 kp; 0 -50 kp; 0— 25 kp und 0—15 kp, die für die bisher gemessenen Bodenarten genügten. Unterhalb des Schreibgerätes ist der Faltenbalg zur Kompensation der Flüssigkeitsausdehnung zu sehen. Abbildung 3 zeigt die Horizontalsonde in Arbeitsstellung, angebracht an der Dreipunktaufhängung eines Traktors.

Abb. 3 : Horizontalsonde in Arbeitsstellung

4.

Fehler des Gerätes

Neben den statisch ermittelbaren Fehlern, die in der Größe von etwa ± 3 % liegen und fast ausschließlich auf die Reibung im Schreibgerät zurückzuführen sind, dürfen die dynamischen Fehler nicht außer acht gelassen werden. Da ihre Messung deswegen kompliziert ist, weil die Erzeugung einer möglichst exakt sinusförmig verlaufenden Meßgröße sehr schwierig ist, wurden die dynamischen Fehler der Horizontal-Bodensonde bisher nicht bestimmt. Auf Grund der Unter-

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suchungen am hydraulischen Schreibwerk (ZSCHAAGE, 1960) aber kann abgeschätzt werden, daß die dynamischen Fehler bis zu einer Frequenz von etwa 8 Hz nicht größer als i 3 % sind; dies bedeutet, daß bei einer Fahrgeschwindigkeit von 2,5 km/h = 0,7 m/s Änderungen im Durchdringungswiderstand, die sich auf 15 cm Weglänge erstrecken, mit einem Fehler von etwa i 4 % (nach dem Fehlerfortpflanzungsgesetz ermittelt) registriert werden. Sollen Änderungen auf kürzeren Weglängen als 15 cm mit einem Fehler von ^ ± 4 % erfaßt werden, so muß entweder entsprechend langsamer gefahren werden (bei einer Geschwindigkeit von 1 km/h z. B. verringert sich die Weglänge auf 6 cm), oder es müssen größere (negative) Fehler in Kauf genommen bzw. der Durchdringungswiderstand elektrisch registriert werden. Bei der Fehlerbetrachtung sind die dem Verfahren — den Widerstand einer kegligen Spitze zu messen — anhaftenden Fehler nicht berücksichtigt (BOHBISCH, 1958), sondern nur die durch das Gerät bedingten Fehler. 5.

Untersuchungsergebnisse

Zur Erprobung der Horizontalsonde wurden Messungen a) in der und b) neben der Schlepperspur sowie quer zur Schlepperspur durchgeführt (s. Abb. 4 und 5). Die Messungen erfolgten in Schwarzerde auf einer Versuchsfläche in Bad Lauchstädt. Der physikalische Zustand des Bodens wird in der Tabelle näher charakterisiert.

Im

Abb. 4 : Meßdiagramme, ausgemessen mit der Horizontalsonde a) in einer frischen Schlepperspur b) im Boden in na türlicher Lagerung neben der Spur

Abb. 5 : Messung quer zur Schlepperspur

Tabelle 1 Porenvolumen und Wassergehalt der Schwarzerde bei der Erprobung der Horizontalsonde

Porenvolumen % Wassergehalt Masse % Wassergehalt Vol. % 57

In der Spur

Xeben der Spur

43,5 13,5 20,1

48,0 13,5 18,5

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LINDNEK und ZSCHAAGE, Gerät zur kontinuierlichen Messung des Durchdringungswiderstandcs des Bodens

Die Meßdiagramme wurden mit dem von ZSCHAAGE (1960) konstruierten Gerät zur statistischen Auswertung von Diagrammstreifen ausgemessen und in Klassen eingeteilt. Als Klassenbreite wurden 2 mm (der Ordinate des Meßdiagramms) gewählt. In Abbildung 6 sind die Summenhäufigkeitsprozente der Messung a

Abb. 6 : Durchdringungswiderstand eines Lehmbodens (Schwarzerde) in natürlicher Lagerung und in einer Schlepperspur

und b (s. Abb. 4) im Wahrscheinlichkeitsnetz dargestellt. Die Ordinate dieses Diagrammpapiers ist nach dem Gaußschen Integral unterteilt; d. h. bei Normalverteilung der Meßwerte erhält man eine Gerade. Die Streuung der Meßwerte ergibt sich aus der Differenz zwischen x + s und x — s. Abbildung 6 läßt deutlich erkennen, daß die Meßwerte im wesentlichen eine Normalverteilung zeigen und daß die Verdichtung des Bodens durch Befahren mit dem Schlepper (Verminderung des PV um 4,5%, s. Tab.) sich in einer Erhöhung des Durchdringungswiderstandes um 8,2 kp auswirkt. Spezielle Messungen auf Versuchsflächen zur Prüfung der Wirkung verschiedener Pflugkörper bei unterschiedlichen Arbeitsgeschwindigkeiten auf den physikalischen Zustand des Bodens (s. Abb. 7) ergaben, daß es

Abb. 7: Durchdringungswiderstand eines mit

dem

Z-Körper

mit

verschiedener

Arbeitsgeschwindigkeit gepflügten Lehmbodens (Schwarzerde) (I. Arbeitsgeschwindigkeit 4,5 km/h, I I . 7,5 km/h; I I I . 10 km/h) Zeitpunkt des Pflügens: September 1962

«J 8 Ii IS 10 kf Termin der Messung: ! I I20I n fl Ä I I2SI I!BI 130I 3! 1 ig3iI 31 I I 30mm I I I '. IffI 10

Oktober 1962

mit der Horizontalsonde möglich ist, den unterschiedlichen Einfluß differenzierter Bodenbearbeitungsmaßnahmen zu erfassen. Wie LINDNER 1965 in zahlreichen Versuchen beweisen konnte, ergeben die Messungen mit der Horizontalsonde auch dann noch deutliche Unterschiede, wenn das Porenvolumen keine signifikanten Differenzen zwischen den Versuchsvarianten mehr aufweist.

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Albrecht-Thacr-Archiv, I i . B a n d , Heft 9, 1967

6.

Diskussion der Untersuchungsergebnisse und Schlußfolgerungen

Zur Erzielung reproduzierbarer Meßwerte muß die Arbeitsgeschwindigkeit bei der Messung mit der Horizontalsonde konstant gehalten werden. Als optimal hat sich eine Geschwindigkeit unter 2,5 km/h erwiesen. Eine Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit führt zu einem Anstieg der Meßwerte. Für den Durchdringungswiderstand sind, wie die Untersuchungsergebnisse von WERCHTNIN und K O S A R T S C H I J K ( 1 9 6 0 ) sowie B A C H T I N und Lvov ( 1 9 6 0 ) zeigen, ähnliche Beziehungen zum Wassergehalt und zur Dichte des Bodens festzustellen wie für die Scherfestigkeit ( L I N D N E R , 1 9 6 3 ) . Rückschlüsse auf den strukturellen Zustand des Bodens können daher nur aus Meßwerten von texturhomogenen Versuchsflächen bei möglichst einheitlichem Wassergehalt gezogen werden. Unter diesen Voraussetzungen ist die Horizontalsonde gut geeignet, die Inhomogenität der Lagerungsdichte qualitativ mit geringem Zeitaufwand zu erfassen. Eine genaue Berechnung der Dichte des Bodens aus den Meßwerten ist jedoch nicht möglich, da der Einfluß von Textur, Humusgehalt, Lagerungsdichte, Porengrößenverteilung ( L I N D N E R , 1 9 6 3 ) , Ausbildung der Wassermenisken, Bindung der Bodenteilchen ( B O G U S L A W S K I und L E N Z , 1 9 5 9 ) in Abhängigkeit vom Wassergehalt stark wechselt und die Wirkung der einzelnen Faktoren nicht exakt zu erfassen ist. V. B O G U S L A W S K I und L E N Z ( 1 9 5 9 ) sowie L I N D N E R ( 1 9 6 5 ) kommen bei ihren Untersuchungen zu der Feststellung, daß Messungen des Bodenwiderstandes über die Wirkung von Bodenbearbeitungsmaßnahmen mehr aussagen als z. B. die Bestimmung des Porenvolumens oder der Lagerungsdichte des Bodens. Außerdem hat die Festigkeit des Bodens auch einen direkten Einfluß auf die Entwicklung der Pflanzen.

Zusammenfassung Das Gerät, die Horizontalsonde, besteht aus einem Schwert, an dem ein zylindrischer Körper mit einer vorgezogenen kegelförmigen Spitze angebracht ist. Die Horizontalsonde wird an einen Schlepper gekoppelt und mit konstanter Geschwindigkeit durch den Boden gezogen. Die auf die Sondenspitze wirkende Kraft wird hydraulisch auf ein Registriergerät übertragen. Aus den Meßwerten können unter Berücksichtigung der Textur und des Wassergehaltes des Bodens Rückschlüsse auf den strukturellen Zustand des Bodens abgeleitet werden.

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57*

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834

LINDNER und ZSCHAAGE, Gerät zur kontinuierlichen Messung des Durehüringungswiderstandes des Bodens

Summary Title of the paper: The horizontal probe — a new device for continuous measurement of the penetration resistance of the soil The device, a horizontal probe, consists of a colter to which a cylindrical body with a conical tip in forward position is attached. The horizontal probe is connected to a tractor and trailed through the soil at a constant speed. The force acting on the tip of the probe is hydraulically transmitted to a recording instrument. Under consideration of texture and water content of the soil, conclusions as to the structural condition of the soil may be drawn from the measuring values. Literatur BACHTIN, P. U.; Lvov, A. C.: Dynamik tverdosti nekotorych pocv srednogo zavolja i juznogo zauralja. (Dynamik der Festigkeit einiger Böden des mittleren Transwolga- und südlichen Transuralgebietes). Poövovedenie 5 (1960), S. 53 — 63 BOGUSLAWSKI, E. v.; LENZ, K. 0 . : Untersuchungen über mechanische Widerstandsmessungen mit einer Rammsonde auf Ackerböden. 1. Mitt. Z. Acker- und Pflanzenbau 106 (1958), S. 2 4 5 - 2 5 6 BOGUSLAWSKI, E. V. ; LENZ, K. O.: Untersuchungen über mechanische Widerstandsmessungen mit einer Rammsonde auf Ackerböden. 2. Mitt. Z. Acker- und Pflanzenbau 109 (1959), S. 3 3 - 4 8 BOHRISCH, W.: Beitrag zur Ausbildung von Bodensonden. Dt. Landwirtsch. 9 (1958), S. 188 bis 189 GÄTKE, CL. R . : Technik der Bodenstrukturuntersuchung mit der Bodensonde Dt. Landwirtsch. 8 (1957), S. 6 0 8 - 6 1 1 KTJNATH, L.: Zur Bodendichtebestimmung mit Bodensonden. Arch. Landtechnik 3 (1961/62), S. 2 2 7 - 2 4 2 LINDNER, H.: Über die Abhängigkeit der Scherfestigkeit von Böden verschiedener mechanischer Zusammensetzung von der Dichte, der Porengrößenverteilung sowie dem Wassergehalt. Thaer-Arch. 7 (1963), S. 1 1 - 2 0 LINDNER, H.: Bodenphysikalische Untersuchungen über den Einfluß verschiedener Pflugkörper bei unterschiedlichen Arbeitsgeschwindigkeiten auf einige Eigenschaften des Bodens. Berlin, Humboldt-Univ., Habil.-Schr. 1965 WERSCHININ, P. W.; KOSARTSCHUK, A. N.: 0 vlianii vlaznosti na tjagovye usilija pri vspaske poevy na vysokich skorostjach. (Über den Einfluß des Wassergehaltes des Bodens auf den Zug widerstand beim Pflügen mit hohen Arbeitsgeschwindigkeiten.) Vestnik selskochozjaistvennoj nauki 2 (1960) ZSCHAAGE, F.: Die dynamischen Eigenschaften des Schreibwerkes Typ K-4 zur Aufzeichnung von Drücken. Arch. Landtechnik 2 (1960), S. 2 0 4 - 2 1 2 Anschriften der Verfasser D r . a g r . h a b i l . HANS LINDNER

Institut für Acker- und Pflanzenbau Miincheberg, Bereich Meliorationsforschung der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin 1278 Miincheberg, Wilhelm-Pieck-Straße 72 D i p l . - I n g . F R I E D R I C H ZSCHAAGE

Institut für Mechanisierung der Landwirtschaft Potsdam-Bornim der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin 1503 Potsdam-Bornim, Max-Eyth-Allee 9

835 Aus d e m I n s t i t u t für P f l a n z e n e r n ä h r u n g J e n a der D e u t s c h e n A k a d e m i e der L a n d w i r t s c h a f t s w i s s e n s c h a f t e n zu Berlin

A L B E R T KUNZE, RICHARD E B E L I N G , INGEBORG WOLSCHNER u n d W E R N E R BERGMANN

Eine Bodenmischmaschine zur Vereinfachung der Mischarbeit beim Ansetzen von Gefäßkulturen E i n g e g a n g e n : C. 3. 1907

Beim Ansetzen größerer Serien von Gefäßversuchen in Mitscherlich- und ähnlichen Gefäßen entsteht beim Mischen der Böden mit Wasser und Mineralstoffen stets ein erheblicher Arbeitsaufwand. Bei Verwendung von Glassand besteht für die mischenden Personen auch die Gefahr eines Haut- und Nagelabriebes an den Fingern. Im Zuge der Rationalisierung von Laborarbeiten lag es daher nahe, auch diese Arbeit zu mechanisieren, um erstens die meist von Frauen durchgeführte Arbeit zu erleichtern und um zweitens Arbeitskräfte für andere Arbeiten frei zu bekommen bzw. zu vermeiden, daß für den stoßweisen Anfall von Bodenmischarbeiten Arbeitskräfte anderweitig freigemacht werden müssen. Ein von den Verfassern im Institut im Eigenbau entwickeltes und mit Erfolg erprobtes Gerät soll nachfolgend beschrieben und hinsichtlich seiner Arbeitsweise erläutert werden. 1.

Beschreibung des Gerätes

Das Gerät (Abb. 1) besteht aus einem Elektromotor, zwei mit einer Treibriemennut versehenen Holztrögen, in die auswechselbare Plasteschüsseln nicht rutschbar eingesetzt werden, einem am Schüsselrand beweglich gleitenden Abstreifer, 4 leicht auswechselbaren unsymmetrisch angebrachten Plastestäben (Abb. 2) zur

A b b . 1 : Zweiteiliges,

motorangetriebenes

Mischaggregat m i t e i n g e b a u t e n Glasmischs t ä b e n und den

Flüssigkeitsgefäßen

A b b . 2 : Auswechseln der G l a s s t ä b e durch einfaches A u s h e b e n

836

KUNZE, EBELING, WOLSCHNER und BERGMANN, Bodenmischmaschine zur Vereinfachung der Mischarbeit

Verbesserung der Bodenmischung und zwei Flüssigkeitsbehältern mit je einem Sprühzulaufgerät (Abb. 1, 3 und 4), die mit einem Silikonschlauch miteinander

A b b . 3 : Eingesetzte Glasstäbe und die dahinter

A b b . 4: A p p a r a t u r in T ä t i g k e i t

gehalterte Glasdüse m i t 6 Sprühlöchern

2.

Arbeitsweise des Gerätes

Die zum Füllen der Gefäße erforderliche Sand- oder Bodenmenge wird in die Plasteschüsseln gefüllt, und beizumischende feste Düngemittel oder andere

A b b . 5: Gesiebtes Ausgangsmaterial ( T o n )

A b b . 6: Sandboden nach A u f b r i n g u n g der Lösungsm e n g e und 5 Minuten Mischdauer

A b b . 7: T o n b o d e n nach A u f b r i n g u n g der Lösungsmenge und 5 Minuten Mischdauer

A b b . 8: Tonboden nach' 5'Minuteri Mischdau,er

rfand-

837

Albrecht-Thaer-Archiv, 11. Band, Heft 9, 1967

Zugaben (Torf etc.) werden in den vorgesehenen Mengen dazugegeben. J e zwei Schüsseln werden in die Holztröge eingesetzt, die Glasstäbe eingehängt, der Motor angestellt und in die Flüssigkeitsbehälter die vorgesehene, abgemessene Wassermenge bzw. eine entsprechende Nährlösungsmenge eingefüllt. Diese wird durch Düsen auf den sich durchmischenden Boden gesprüht, so daß dieser gleichmäßig und im Vergleich zum Handmischen ohne nennenswerte Klumpenbildung durchfeuchtet wird (siehe Abb. 5—8). Bei der Zumischung fester Substanzen läßt man das Gerät eine kurze Zeit ohne Flüssigkeitszugabe laufen. 3.

Überprüfung der Mischgenauigkeit

Um die Qualität der Bodenmischung zu überprüfen, wurden, wie in Abbildung 9 angegeben, an 4 Probenahmestellen in der Mischschüssel jeweils 10 g Boden nach verschiedener Mischdauer und Düngemittelzugabe trocken bzw. nach H 2 0 Zugabe entnommen (siehe Tab.) und der K 2 0 - und P 2 0 5 -Gehalt nach der DLMethode bestimmt.

Abb. 9 : Markierung der Probenahmestellen in der Mischschüssel

K a 0 - bzw. P 8 0 5 - G e h a l t von Sand- und Tonbodenproben ohne Düngemittelzugabe und nach Zugabe von KCl oder Superphosphat Sandboden 1

2

3

Tonboden 4

1

2

3

4

KjO-Gehalt in mg/100 g Boden ohne Zusatz (Mittelwerte von 10 Bestimmungen) + 2 g KCl fest, 2 Minuten gemischt + 2 g KCl fest, 5 Minuten gemischt + 2 g KCl fest, trocken gem. + 400 (Sand) bzw. 600 (Ton) ml H , 0 + 2 g KCl in 600 (Sand) bzw. 800 (Ton) ml H a O gelöst

8 32 32 30 29

8 31 36 29 28

8 32 41 30 31

9 30 33 31 31

10 31 31 25 21

8 35 33 25 20

8 32 39 24 20

12 21 24 23 20

5 18 18 11

5 19 17 13

4 17 19 11

5 13 16 12

3 8 8 5

2 9 8 5

3 10 7 5

2

P a O,-Gehalt in mg/100 g Boden ohne Zusatz (Mittelwerte von 10 Bestimmungen) + 3 g Superphosphat, 2 Minuten gemischt + 3 g Superphosphat, 5 Minuten gemischt + 3 g Superphosphat, trocken gem. + 400 (Sand) bzw. 600 (Ton) ml H a O

3 3 4

Während nach nur trockener Mischung, wie zu erwarten, z. T. noch etwas größere Abweichungen auftreten (in der Einzelprobe können leicht noch einzelne Düngerkörner enthalten sein, die das Ergebnis stark beeinflussen), ist die Homogenität der Mischung nach Zugabe von Wasser zum Anfeuchten bzw. nach Zugabe der Salze in Nährlösung weitgehend gewährleistet, wie die überaus gute Übereinstimmung der einzelnen Zahlenwerte erkennen läßt (Tab.).

8 3 8

4.

K U N Z E , E B E L I N G , WOLSCHNER u n d BERGMANN, B o d e n m i s c h m a s c h i n e z u r V e r e i n f a c h u n g d e r M i s e h a r b e i t

Vorteile des Bodenmischgerätes

Die Vorteile des Bodenmischgerätes, das von einer Person in einfacher Weise bedient werden kann, ergeben sich u. a. in einer wesentlichen Zeit- bzw. Arbeitskräfteeinsparung, wie die folgende Gegenüberstellung zeigt: Gerätmischung Handmischung

2 Proben in 5 Minuten 2 ,, in 20—30 (x 25) Minuten Verhältnis 1 : 5

Außer der Zeiteinsparung ergeben sich folgende weiteren Vorteile: Bei allen Proben ist jeweils eine gleichmäßige Mischung unter gleichen Bedingungen garantiert. Größere Versuchsserien können an einem Tage angesetzt werden, was für bestimmte Versuchsdurchführungen von Bedeutung sein kann. Keine körperlichen Anstrengungen und kein Abreiben der Fingernägel. Zusammenfassung Zur Vereinfachung und Erleichterung der Bodenmischarbeiten für Gefäßkulturversuche wird ein einfaches, selbst anzufertigendes Gerät beschrieben und seine Brauchbarkeit in bezug auf eine homogene Bodenmischung demonstriert. Pe3K>Me H a s B a m i e p a ß o T t i : ManiHHa, y n p o m a i o m a n CMeiiiHBaHHe

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Summary Title of the paper: A soil mixer for simplified mixing in the preparation of pot cultures Soil mixing for pot culture experiments can be simplified and facilitated by the use of a simple, self-made device which is described and demonstrated for its usefulness with regard to homogenous soil mixes.

Anschriften der Verfasser A L B E R T K U N Z E , D r . RICHARD E B E L I N G , INGEBORG WOLSCHNER u n d P r o f . D r . h a b i l . W E R N E R BERGMANN

Institut für Pflanzenernährung Jena der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin 69 Jena, Naumburger Straße 98

839 Aus dem Institut für Pflanzenernährung Jena und seiner Zweigstelle für Landwirtschaftliches Untersuchungswesen Rostock der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin

HEBBEBT SCHNÖBE u n d W E E N E E

BERGMANN

Überblick über die Mikronährstoffversorgung der Böden der Bezirke Rostock, Schwerin und Neubrandenburg 1. Mitteilung: Die Mangan- und Kupferversorgung Eingegangen: 18. 2. 1867

Einleitung I m Zusammenhang mit der stetig fortschreitenden Intensivierung der landwirtschaftlichen Produktion und der zunehmenden Anwendung von Makronährstoffen zur Steigerung der Hektarerträge gewinnt auch die Versorgung der Böden mit Mikronährstoffen mehr und mehr an Bedeutung. Dies wird mit Nachdruck auch durch die Tatsache unterstrichen, daß sich die Mitteilungen über das Auftreten von diesem oder jenem Mikronährstoffmangel — z. T. auch Mikronährstoffüberschuß — bei Pflanzen und Tieren von J a h r zu J a h r mehren. Aus diesem Grund war bereits vor J a h r e n von den in Frage kommenden Instituten und den Mitarbeitern des Komplexthemas „Spurenelemente in Böden und Pflanzen" beschlossen worden, im Rahmen einer Gemeinschaftsarbeit nach bekannten und vereinbarten Methoden einen Überblick über die Mikronährstoffversorgung der Böden der D D R zu schaffen. Mit dieser Maßnahme sollten die Voraussetzungen und Grundlagen f ü r weitere wissenschaftliche Arbeiten auf diesem Gebiet geschaffen werden, u m u. a. auch den notwendigen wissenschaftlichen Vorlauf hinsichtlich eines künftigen Bedarfes an Mikronährstoffdüngemitteln, ihrer Produktion und Bereitstellung zu erhalten. Ausführliche Hinweise und Literaturangaben zu diesen Fragen sind dem Teilforschungsabschlußbericht von S C H N O R R ( 1 9 6 5 ) und der am Schluß dieser Arbeit aufgeführten Literatur zu entnehmen. Über erste Ergebnisse aus den südlichen und mittleren Bezirken der D D R wurde an anderer Stelle bereits berichtet ( B E R G M A N N und Mitarb., 1 9 6 2 , 1 9 6 4 ; K L E M M und B E R G M A N N ' , 1 9 6 6 ; K N A B E , 1 9 6 3 ; W A H L , 1 9 6 6 ) . I n den folgenden Ausführungen soll in Ergänzung dazu ein Überblick über die Mangan- und Kupferversorgung der Böden der drei Nordbezirke der D D R gegeben werden. 2.

Durchführung der Untersuchungen

Wie an anderer Stelle eingehender beschrieben (SCHNORR, 1965), wurden im Rahmen eines für zweckmäßig erachteten und vereinbarten grobmaschigen Probenahmenetzes von jeweils 2 ha großen Flächen 2104 Bodenproben aus der Krume bis zu 20 cm Tiefe gezogen (Tab. 1). Die Untersuchung der Proben auf den Gehalt an „verfügbarem" Mn erfolgte unter Berücksichtigung von Ergebnissen aus der Literatur über die Brauchbarkeit und Zuverlässigkeit der verschiedenen Methoden (SCHARRER und Mitarb., 1959) und auf Grund getroffener Vereinbarungen nach der Sulfit-pH8-Extraktionsmethode nach SCHACHTSCHABEL (1957). Zur Cu-

840

SCHNOKRund BERGMANN, Mikronährstoffversorgung der Böden Tabelle 1 Aufteilung der für die Mikronährstoffuntersuchung gezogenen Proben auf die 3 Bezirke Bezirk

Probenzahl

davon leichte Böden

mittlere Böden

Anzahl

%

Anzahl

%

Anzahl

%

651 671 782

128 290 187

20 43 24

487 315 563

75 47 72

36 66 32

5 10 4

2104

605

29

1365

65

134

6

Rostock Schwerin Neubrandenburg gesamt

schwere Böden

Bestimmung fand die Salpetersäureextraktionsmethode nach WESTERHOFF ( 1 9 5 5 ) Anwendung. Die erhaltenen Werte wurden bei Mn unter Berücksichtigung des Boden-pH-Wertes und bei Cu unter Berücksichtigung der Bodenart (leichte und schwere Böden) nach als vorläufig zu betrachtenden Grenzwerten (hoch, mittel und niedrig versorgt) eingestuft, wie es an anderen Stellen bereits mehrfach mitgeteilt wurde (BERGMANN, 1 9 6 2 , 1 9 6 3 ; KLEMM und BERGMANN, 1 9 6 6 ; SCHNORR, 1 9 6 5 ) . Die Versorgung nach Bodenarten bzw. Bezirksbereichen wurde zur besseren Übersicht noch durch die sogenannten RiEHMschen Nährstoffnoten charakterisiert, die man erhält, indem man zu dem Prozentanteil der in Gruppe I eingestuften Böden den halben Prozentanteil der in Gruppe II eingestuften Böden addiert.

3.

Untersuchungsergebnisse

3.1.

Die Mn-Versorgung der Böden

Unterstellt man, daß es bei systematischer Verteilung der gezogenen Bodenproben möglich ist, an Hand eines grobmaschig angelegten Probenahmenetzes orientierende Anhaltspunkte über die Versorgung eines größeren Gebietes mit „verfügbaren" Mineralstoffen zu erhalten ( B E K G M A N N und Mitarb. 1962, 1 9 6 5 ; O E B T E L , 1959), dann ergibt sich für die drei Nordbezirke der DDR, daß rund ein Drittel der Böden über nur niedrige Mn-Gehalte verfügt und der Anteil dieser Böden im Bezirk Schwerin am höchsten ist (Tab. 2). Ein Viertel der Böden weist mittlere und ein reichliches Drittel hohe Mn-Gehalte auf. Tabelle 2 Prozentuale Aufteilung der untersuchten Bodenproben auf die Mn-Versorgungsstufen nebst Mn-Noten Versorgungsstufe

Gesamtübersicht

Rostock

Schwerin

Neubrandenburg

I hoch I I mittel I I I niedrig

36 25 39

36 30 34

34 22 44

39 23 38

Mn-Note

49

51

45

51

Schlüsselt man die untersuchten Bodenproben ihrem Tonanteil entsprechend auf leichte, mittlere und schwere Böden auf (Tab. 3), dann wird die bekannte Erscheinung bestätigt, daß bei den leichten Böden der Anteil niedrig mit Mn versorgter Böden am größten ist. In den drei Bezirken beträgt er im Durch-

841

Albrecht-Thaer-Archiv, 11. Band, Heft 9, 1967 Tabelle 3

überblick über die Mn-Versorgung der leichten, mittleren und schweren Böden der drei Nordbezirke der DDR Bezirk

Bostock

Schwerin

Versorgungsstufe

Prozentuale Verteilung der untersuchten Bodenproben leichte S-Sl-Böden

mittlere lS-sL-Böden

schwere L-T-Böden

I II III

26 32 42

35 32 33

72 8 20

Mn-Note

42

51

76

I II III

17 24 59

45 23 32

53 14 33

Mn-Note

29

57

60

31 28 41

40 22 38

69 6 25

48

51

72

Neubran- I denburg II III Mn-Note

schnitt etwa 50%, wobei die im Bezirk Schwerin untersuchten Böden wiederum den höchsten Anteil mit niedriger Versorgung aufweisen. Mit steigendem Tonanteil der Böden verbessert sich auch ihre Mn-Versorgung, so daß in den kommenden Jahren bei steigender Intensivierung der landwirtschaftlichen Produktion besonders auf den leichten Böden die Mn-Frage in ein akutes Stadium eintreten wird, insbesondere auch hinsichtlich einer ausreichenden Mn-Versorgung der Tiere. Bekanntlich übt der pH-Wert einen entscheidenden Einfluß auf die Pflanzenverfügbarkeit des Mangans aus. Bei gleichen Mengen an extrahierbarem Mn nehmen die Pflanzen bei niedrigen pH-Werten wesentlich mehr Mn auf als bei höheren (BEER, 1966; SCHACHTSCHABEL, 1957), so daß aus diesem Grund auch pH-abhängige Mn-Grenzwertbereiche festgelegt wurden, die hinsichtlich ihrer Bereichsgrenzen allerdings noch korrekturbedürftig sind. Die Unterlagen dazu müssen jedoch erst noch durch umfangreiche und auf verschiedenen Böden durchgeführte Versuche erarbeitet werden. Tabelle 4 Prozentuale Verteilung der untersuchten Proben auf die Mn-Versorgungsstufen, geordnet nach pH-Bereichen pH-Bereich

7,5

Probenzahl

109 244 433 573 462 205 72 9

Anteil in % an den Versorgungsstufen I

II

35,8 44,7 51,5 50,1 21,9 2,9 1,4

22,9 27,5 28,9 28,8 27,!) 6,8 2,8

-

-

III 41,9 27,9 19,6 21,1 50,2 90,2 95,9 100,0

842

SCHNORR u n d BERGMANN, M i k r o n ä h r s t o f f v e r s o r g u n g d e r B ö d e n

I m pH-Bereich von 5,0—5,9 verfügt nur ein geringer Anteil der untersuchten Böden über niedrige Gehalte an extrahier barem Mn (Tab. 4). J e saurer die Böden sind, desto größer wird dieser Anteil. Liegen in derartigen Fällen keine absolut niedrigen Mn-Gehalte vor, dann können die Pflanzen bei niedrigen pH-Werten allerdings noch genügend Mn aufnehmen. Innerhalb so niedriger pH-Bereiche ist sogar mit Mn-Überschuß zu rechnen ( B E E R , 1 9 6 6 ; O U E L L E T T E et G É N É R E U X , 1 9 6 5 ) , wie es auch bei Klee, Kartoffeln und anderen Pflanzen im Untersuchungsgebiet nach Kennenlernen der Symptome und ihrer Ursachen schon des öfteren festgestellt werden konnte. Werden diese Böden mit niedrigen pH-Werten und niedrigen Gehalten an extrahierbarem Mn in den kommenden J a h r e n jedoch aufgekalkt, was zur Verbesserung der Ertragsleistung derartig versauerter Böden unbedingt notwendig ist, dann besteht allerdings leicht die Gefahr einer unzureichenden Mn-Versorgung der Pflanzen und damit auch der Tiere, vor allem bei einem zu plötzlichen u n d starken pH-Wert-Anstieg. Durch Beobachtungen über das Auftreten von Mangelsymptomen und unzureichende Ertragsleistungen trotz ausreichender N P K Düngung sowie durch Anlegen entsprechender Versuche auf den in Frage kommenden Böden müssen weitere Ergebnisse über die Mn-Dynamik dieser Böden und die Schaffung von Möglichkeiten einer ausreichenden Mn-Versorgung der Pflanzen erarbeitet werden. Vorteilhaft wäre es, wenn f ü r diese Böden Mn-haltige Hüttenkalke zur Verfügung stünden, weil bei der Anwendung derartiger Kalke die MnVersorgung der Pflanzen kaum gefährdet wird. Bei den Böden mit höheren pH-Werten n i m m t der Anteil der in Gruppe I I I eingestuften Böden wie erwartet zu, so daß auf diesen Böden unter weniger günstigen Bedingungen die Mn-Versorgung der Pflanzen, vor allem aber die ausreichende Mn-Versorgung der Tiere, gefährdet ist. Düngung mit sauren bzw. physiologisch sauren Düngemitteln oder ökonomisch vertretbaren u n d ihren Einsatz lohnenden Gaben an Mn-haltigen Düngemitteln wird sich auf diesen Böden in Z u k u n f t sicher einmal positiv auswirken. I n jedem Fall ist in Gebieten mit derartigen in Gruppe I I I eingestuften Böden die Verfütterung Mn-reicher Mineralstoff-Futtergemische zu empfehlen. 3.2.

Die Cu-Versorgung der Böden

Unter Zugrundelegung der „vorläufigen" Grenzwertbereiche, die sich in Nordwestdeutschland zur Erfassung Cu-armer Böden durchaus bewährt haben (BALKS, 1962), ist die Versorgung der Böden der drei Nordbezirke mit rund 5 0 % nur niedrig versorgter Böden wenig befriedigend (Tab. 5). Tabelle 5 Prozentuale Aufteilung der untersuchten Bodenproben auf die Cu-Versorgungsstufen nebst Cu-Noten Versorgungsstufe

Gesamtübersicht

Kostock

Schwerin

Neubrandenburg

I II III

14 35 51

17 34 40

14 28 58

11 33 56

32

39

28

28

hoch mittel niedrig

Cu-Note

843

Albrecht-Thaer-Archiv, 11. Band, Heft 9, 1967

Insbesondere verfügen die leichten Böden (Tab. 6) über nur niedrige Cu-Gehalte; ihr Anteil schwankt in den drei Nordbezirken von 61—80%. Er ist damit noch wesentlich höher als bei der Mn-Versorgung dieser Böden. Aber auch die Versorgung der mittleren Böden ist wenig befriedigend; denn 36—50% weisen ebenfalls nur niedrige Cu-Gehalte auf. Dagegen ist die Cu-Versorgung der schweren Böden nahezu in Ordnung, da auch der Cu-Gehalt der Böden mit steigendem Tabelle 0 Überblick über die Cu-Versorgung der leichten, mittleren und schweren Böden der drei Nordbczirke der DDR Bezirk

llostoek

Schwerin

Neubrawlonburg

Versorgungsstufe

Prozentuale Verteilung der untersuchten Bodenproben leichte mittlere schwere S-Sl-Böden lS-sL-Böden L-T-Böden

I II III

16 23 61

14 50 36

69 25 6

Cu-Note

28

39

82

I II III

7 14 79

12 38 50

50 41 9

Cu-Note

14

31

71

I II III

3 17 80

11 39 50

59 22 19

Cu-Note

12

31

70

T o n a n t e i l z u n i m m t (KLEMM u n d BERGMANN, 1 9 6 6 ; RIEHM u n d WIECHENS, 1962).

Allerdings darf nicht unerwähnt bleiben, daß der Anteil an schweren Böden in den Nordbezirken nur gering ist. Von den untersuchten Proben konnten nur 6 % in die Gruppe der schweren Böden eingestuft werden (siehe Tab. 1). Da in sorptionsschwachen Böden das Kupfer in Verbindung mit hohen Niederschlägen leicht ausgewaschen wird, kann damit gerechnet werden, daß sich der Cu-Versorgungsgrad der Böden der drei Nordbezirke der D D R in den kommenden J a h r e n bei steigender Intensivierung der landwirtschaftlichen Produktion weiterhin verschlechtern wird, wenn nicht rechtzeitig die erforderlichen Maßnahmen zur Verbesserung der Cu-Versorgung dieser Böden ergriffen werden. U. a. eignet sich dazu das vom V E B Mansfeld Kombinat „Wilhelm Pieck" hergestellte Kupferschlackenmehl mit 2,5% Cu, wie entsprechende Versuche in Paulinenaue (KNABE, 1966), Rostock und J e n a gezeigt haben, das mit 2—3 dt/ha anzuwenden ist. Inwieweit Cu-haltige Spritzmittel zur Phytophthora-Bekämpfung der Kartoffel mithelfen können, die niedrige Cu-Versorgung dieser Böden zu verbessern, bedarf erst noch eingehender Untersuchungen. Diese berechtigterweise als wenig befriedigend zu bezeichnende Cu-Versorgung der Böden der Bezirke Rostock, Schwerin und Neubrandenburg stimmt allerdings

844

SCHNORR u n d BERGMANN, M i k r o n ä h r s t o f f v e r s o r g u n g . d e r

Böden

mit den Beobachtungen in den Ländern entlang der Nord- u n d Ostsee gut überein, die besagen, daß die Böden der nordeuropäischen Tiefebene und der baltischen Sowjetrepubliken nur über niedrige Gehalte an pflanzenverfügbarem Cu verfügen ( H E N K E N S , 1 9 6 2 ; P E I V E , 1 9 5 9 , 1 9 6 1 ; S C H L I C H T I N G , 1 9 6 2 ; W E H E MANN,

1955).

Allgemein herrscht in der Literatur die Ansicht vor, daß sich im Gegensatz zu anderen Mikronährstoffen der pH-Wert der Böden weniger stark auf die Verfügbarkeit des Kupfers auswirkt ( E R K A M A , 1 9 4 7 ; P F A F F und Mitarb., 1 9 5 5 ; R A D E M A C H E R , 1 9 3 9 ; S C H A R R E R , 1 9 5 5 ; W E H R M A N N , 1 9 5 5 ) . Allerdings tritt der CuMangel mehr auf sauren als auf neutralen Böden auf, weil diese Böden unter unseren Bedingungen vorwiegend auch sorptionsschwach und damit Cu-arm sind. Bei sehr niedrigen pH-Werten und nicht allzu leichten Böden steigt der Cu-Gehalt der Pflanzen erheblich an und f ü h r t dann häufig zur Ausbildung von Fe-Mangel. Mit steigenden pH-Werten nimmt der prozentuale Anteil der in Gruppe I und I I eingestuften Böden erheblich zu (Tab. 7). Dieselbe Tendenz ergab sich auch bei Tabelle 7 Prozentuale Verteilung der untersuchten Proben auf die Cu-Versorgungsstufen. geordnet nach pH-Bereichen pH-Bereich

Probenzahl

Anteil in % an den Versorgungsstufen I II III

7,5

109 ¿44 432 573 462 205 72

8.3 8,2 10,2 11,9 18,2 22,4 25,0 55,0

9

14,7 20,5 29,4 35,6 41,8 40,3 48,0 33,3

77.1 71,3 00,4 52,5 40,0 31,2 26,4 11,1

der Auswertung der Cu-Werte der Bezirke Halle und Magdeburg (KLEMM und B E R G M A N N , 1 9 6 6 ) . Dies ist in erster Linie weniger eine direkte Funktion des pH-Wertes als vielmehr eine Funktion des Tongehaltes der Böden, da unter unseren Bedingungen die Böden mit den höheren pH-Werten in erster Linie zu den tonreicheren gehören, die entsprechend den Zahlen in Tabelle 6 auch höhere Gehalte an extrahierbarem Cu aufweisen. Infolge der niedrigen Cu-Versorgung in den drei Nordbezirken der D D R muß in Z u k u n f t aber nicht nur mit einer ungenügenden Cu-Ernährung der landwirtschaftlichen Nutzpflanzen auf vielen Böden gerechnet werden, sondern die ausreichende Cu-Versorgung der landwirtschaftlichen Nutztiere durch wirtschaftseigene Futtermittel ist in gleicher Weise weiterverbreitet in Frage gestellt. Dies wird auch durch die seit Jahren in diesen Gebieten durchgeführten Heuanalysen immer wieder bestätigt ( B O R C H M A N N , 1 9 6 4 ; N E H R I N G und B O R C H M A N N , 1 9 5 9 , 1 9 6 1 ; S C H N O R R , 1 9 6 5 ) , so daß neben einer ökonomisch vertretbaren Düngung

Albrecht-Thaer-Archiv, 11. Band, Heft 9, 1967

845

mit Cu-haltigen Düngemitteln die Verfütterung Cu-reicher Mineralstoffgemische in diesen Gebieten besonders zu empfehlen ist, um Leistung und Gesundheit der Nutztierbestände zu verbessern.

Zusammenfassung Zur Schaffung des notwendigen wissenschaftlichen Vorlaufes auf dem Gebiet der Mikronährstoffernährung von Pflanzen und Tieren wurden als ein Beitrag dazu in den Bezirken Rostock, Schwerin und Neubrandenburg 2104 systematisch verteilte Bodenproben auf ihren Gehalt an extrahierbarem Mn und Cu nach bekannten Methoden untersucht. Die Ergebnisse lassen erkennen, daß im Durchschnitt auf etwa 30—50% der Böden mit niedrigem Mn- und Cu-Gehalt zu rechnen ist. Insbesondere sind die leichten Böden dieser Gebiete mit etwa 50—75% niedrig versorgter Böden gefährdet. Bei steigender Intensivierung der landwirtschaftlichen Produktion muß daher in den kommenden Jahren in diesen Gebieten auch der Mn- und CuVersorgung von Pflanze und Tier verstärkte Aufmerksamkeit geschenkt werden.

Pe3K)Me Ha3BaHHe paßoTbi: Oßaop oßecneqeHHOc™ IIOMB onpyroB POCTOK, IIlBepiiH H HoitöpanfleHÖypr

MHKpoBJieMeHTaMH. IlepBoe c o o ö m e m i e : OßecneiennocTb Mapram;eM H Meflbio

fljiH co3£aHHH neoßxoÄHMoro nay^Horo aaRena B oßnacTH ii:iyHeniin iurraHHH pacTeimii M IKHBOTHHX MHKp03JieMeHTaMH aBTOpbl BHeCJlH CBOÜ BKJiafl, HCCJieflOBaB 2104 nOIBeilHbie npoßbi, cHCTeMaTHnecKH pacnpejjeneuHHe no OKpyraM POCTOK, IÜBepHH h HoiiSpaHfleHßypr. OSHMHBIMH MeTOffaMH B bthx npoöax 6tmo onpe^ejieno co^epjKanne 3KCTparapyeMbix Mapraima h Me^n. PesyjibTaTbi noKa.3HBaioT, MTO B cpe^HeM npHMepno Ha 3 0 — 5 0 % no^B cnejiyeT cHHTaTCH c HH3KHM co/jepwaHHeM Mapraima h Me«H. Ocoöeimo no«Bep?Kenbi onacHoeTH jiernne no^Bti DTHX OKpyroB. HHX c.:iaoo-o6ecne>ieinn,ie cocTaBJIHIOT 5 0 — 7 5 % . C yBejiHHeHHeM HHTGHCHBHOCTH cejibCKOxosHitcTBeHHoro np0H3B0ftCTBa B 6jin)Kafliiine roRbi B arax oSjiacTHX neo6xo,T,iiMo 6y«eT oOpaTHTb ocoßoe BHHMaHiie na MapramjeBoe h Me^Hoe nHTairae pacTeniitt h JKHBOTIIHX.

Summary Title of the paper: Outline of micro-nutrient supply to the soils in the counties of Rostock, Schwerin, and Neubrandenburg 1st communication: Manganese and copper supplies Well-known methods were applied to study 2,104 systematically distributed soil samples for their contents of extractable manganese and copper as a contribution of the counties of Rostock, Schwerin, and Neubrandenburg to the provision of scientific backlog for micro-nutrient supply to plants and animals. The results so far obtained are likely to suggest that low manganese and copper contents have to be expected from about 30 to 50 per cent of the soils concerned. The greatest danger in this respect is likely to arise for the light soils of the area of which some 50 to 75 per cent are lowly supplied. Increasingly intensified agricultural production in the years to come should, therefore, be accompanied by greater emphasis on manganese and copper supplies to plants and animals in these regions.

846

SCHNORR und BERGMANN, Mikronährstoffversorgung der Böden

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ROTH, H . ;

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Zur

Düngung

mit

Mikronährstoffen.

Landwirtsch.

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847

Albrecht-Thaer-Archiv, 11. Band, H e f t 9, 1967

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in

mecklenburgischen Böden. Forschungsabschl.-Ber.

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Anschriften der Verfasser Dipl.-Landw. HERBERT SCHNORR Institut für Pflanzenernährung Jena, Zweigstelle für Landwirtschaftliches Untersuchungswesen Rostock, der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin 25 Rostock, Graf-Lippe-Straße 1 Prof. Dr. habil. WERNER BERGMANN Institut für Pflanzenernährung Jena der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin 69 Jena, Naumburger Straße 98

58

Albrecht-Thaer-Archiv, 11. Band, Heft 9, 19(17

849 Aus dem Institut für Pflanzenernährung Jena und seinen Zweigstellen für Bodenuntersuchung Dresden und Untersuchungswesen Halle sowie dem Institut für Mineraldüngung Leipzig der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin SIEGFRIED G E Y , P E T E E R U N G E , KABLHEINZ KLEMM, RICHABD EBELING u n d WERNER BERGMANN

Orientierender Überblick über die Versorgung der Ackerböden der Bezirke Dresden, Leipzig und Karl-Marx-Stadt mit Bor, Kupfer, Mangan und Molybdän Eingegangen: 3. 3. 1967

1.

Einleitung

Wie an anderer Stelle bereits ausgeführt (BERGMANN und Mitarb., 1962, 1965;

und B E R G M A N N , 1 9 6 6 ; SCNHORR und B E R G M A N N , 1 9 6 7 ) , war zur Schaffung eines Überblickes über die Mikronährstoffversorgung der Böden der D D R in Ergänzung zur systematischen Bodenuntersuchung eine entsprechende Gemeinschaftsarbeit vereinbart worden. In den folgenden Ausführungen sollen dazu die in den Bezirken Dresden, Leipzig und Karl-Marx-Stadt erzielten Ergebnisse mitgeteilt werden. KLEMM

2.

Durchführung der Untersuchungen

I n gleicher Weise wie in den anderen Bezirken wurden in systematischer Verteilung über die 3 genannten Bezirke 1801 Bodenproben von Ackerflächen aus der K r u m e von 0—20 cm gezogen. Neben dem geologischen Ausgangsmaterial der Bodenbildung in Verbindung mit der Bodenart fanden dabei noch die Höhenlage u n d die Verteilung der Niederschläge Berücksichtigung. Die Untersuchung der Proben auf ihren „ v e r f ü g b a r e n " B-, Cu-, Mn- u n d Mo-Gehalt erfolgte nach vereinbarten (BERGMANN, 1963) Methoden (BERGER-und-TRUOO-, WESTERHOF!-, SCHACHTSCHABEL-PH8- u n d GRIGG-Methode) im ehemaligen Institut f ü r Chemie in der Landwirtschaft Leipzig, im I n s t i t u t f ü r Pflanzenernährung J e n a und seiner Zweigstelle f ü r Untersuchungswesen Halle. Die Einstufung der Untersuchungsergebnisse erfolgte nach den als „vorläufig" bezeichneten vereinbarten Grenzwertbereichen. Neben der prozentualen Aufteilung der Bodenproben auf die Versorgungsstufen wurden zur übersichtlichen Darstellung noch die RiEHMschen Nährstoffnoten errechnet. Man erhält sie, indem m a n zu dem Prozentanteil der hoch versorgten Böden den halben Prozentanteil der Böden im mittleren Versorgungsbereich addiert.

3.

Untersuchungsergebnisse

Unter Berücksichtigung der bekannten Beobachtungen, daß bei einer systematischen Verteilung der gezogenen Bodenproben mit gewissen Vorbehalten weitgehend Rückschlüsse auf die Mineralstoffversorgung der Böden des Probenahmegebietes gezogen werden können ( B E R G M A N N und Mitarb., 1 9 6 2 , 1 9 6 4 ; B E R G M A N N , 1 9 6 5 ; O E R T E L , 1 9 5 9 ) , kann im Vergleich zu den bisherigen Ergebnissen aus 58*

850

CIEY, RUNGE, KLEMM, EßELING u n d BERGMANN, V e r s o r g u n g der A c k e r b ö d e n m i t Bor, Kupfer, Mangan

Tabelle 1 Überblick über die B - , Cu-, Mn- u n d Mo-Versorgung der u n t e r s u c h t e n B o d e n p r o b e n der Bezirke D r e s d e n , L e i p z i g und K a r l - M a r x - S t a d t

unter-

P r o z e n t u a l e A u f t e i l u n g der u n t e r s u c h t e n P r o b e n auf die V e r s o r g u n g s s t u f e n n e b s t NährstofFnoten

suchte

B

Proben

I

Dresden

648

Leipzig

517 636

38 7»

Bezirk

Karl-MarxStadt Gesamt

1801

Cll II

III

55

61

30 39

55

42

7 -

3

Mn

Mo

Note

I

II

III

Kote

I

II

76 84

82

7 9

66

63

25

12

85

75

7

81

97

18 3

76

78

15

-

7

99

63 95

86

81

III

Note

I

II

III

NO'

11

86

34

61

5

65

68

41

96

76

58 24

1

2

28 3

-

70 88

6

13

84

51

47

2

75

anderen Bezirken der D D R (BERGMANN u n d Mitarb., 1962,. 1964; KLEMM u n d BERGMANN, 1 9 6 6 ; KNABE, 1 9 6 3 ; SCHNORR u n d BERGMANN, 1 9 6 7 ; WAHL, 1 9 6 6 )

die Mikronährstoffversorgung der Ackerböden der drei südöstlichen Bezirke der DDR im allgemeinen als am günstigsten eingeschätzt werden (Tab. 1). Nur ein sehr geringer Teil der jeweils auf die einzelnen Mikronährstoffe (B, Cu, Mn und Mo) untersuchten Böden verfügt über nur niedrige Gehalte und ist bei steigender Intensivierung der landwirtschaftlichen Produktion unmittelbar gefährdet. Bei Cu und Mn ist auch der Anteil der Böden im mittleren Versorgungsbereich, der in Zukunft einmal eine Art Ersatzdüngung an dem betreffenden Mikronährstoff erfordert, relativ niedrig (6—15%), während er für B mit 42% schon relativ hoch ist. Der hohe Anteil (47%) der mittleren Mo-Versorgungsgruppe ist weniger von Belang, da nach der notwendigen Aufkalkung der Böden (siehe weiter unten) die Mo-Versorgung der Pflanzen weitgehend gewährleistet werden kann. Inwieweit diese günstigen Ergebnisse auch für die Grünlandböden der drei Bezirke zutreffen, muß späteren Untersuchungen vorbehalten bleiben. 3.1.

Bor

Für die drei Bezirke Dresden, Leipzig und Karl-Marx-Stadt ergibt sich, daß der überwiegende Teil (85%) der leichteren Böden (S-, Sl-, IS-Böden) nach den gegenwärtig als zutreffend angesehenen Grenzwerteinstufungen über ausreichende pflanzenaufnehmbare B-Gehalte verfügt (Tab. 2). Nur 13% der Böden weisen mittlere (0,16-0,30 ppm B) und nur 2% (15 Proben) niedrige ( < 0,16 ppm B) B-Gehalte auf. Das bedeutet, daß mit steigender Intensivierung der pflanzlichen Produktion und mit steigendem Einsatz hochkonzentrierter, ballastarmer Makronährstoffdüngemittel in den drei Bezirken in Zukunft auf etwa 15% der leichten Ackerböden mit einer B-Ersatz- bzw. B-Düngung gerechnet werden muß, wobei allerdings auch die B-Zufuhr durch organische Düngemittel (z. B. durch 100 dt/ha Stallmist ~ 50 g B) mit in Rechnung gestellt werden kann. Nahezu die Hälfte der schweren Böden verfügt über mittlere B-Gehalte und nur 4% über niedrige. Da viele dieser Böden auf Grund ihres zu niedrigen pH-Wertes einer Aufkalkung bedürfen, ist damit zu rechnen, daß die B-Versorgung der B-anspruchsvollen

851

Albrecht-Thaer-Archiv, 11. Band, Heft 9, 1967 Tabelle 2 Prozentuale Autteilung der untersuchten Bodenproben auf B-Gehaltsstufen lcichte Böden

schwere Böden

703 Proben

1083 Proben

0,10-0,15

2

-

0,16-0,20 0,21-0,25 0,26-0,30

3 3 7

0,31-0,35 0,36-0,40 0,41-0,50 0,51-0,60

10 11 19 17

15

0,61-0,70 0,71-0,80 0,81 - 0,90 0,91-1,00 1,01-1,20 1,21-1,40 >1,40

11 6 6 2

12 7 6 3 4 2

Borgehalt in ppm

3 -

Gruppe I I I

-

4

Gruppe I I 22 22

Gruppe I

3

Pflanzen auf diesen Böden gefährdet wird. Eine B-Düngung wird sich auf den in Frage kommenden Böden dann vor allem zu den B-anspruchsvolleren Pflanzen, wie z. B . Rüben, Sonnenblumen, Ackerbohnen, Erbsen, Luzerne, Tomaten, Tabak oder im Obstbau, positiv auswirken und sollte, um B-Überdüngungen zu vermeiden, innerhalb der Fruchtfolge möglichst auch nur zu diesen Früchten verabfolgt werden, da bei den wesentlich über dem Entzug (x 120—180 g/ha B) liegenden und zu düngenden Mengen ( ~ 1—3 kg B = 10—30 kg Borax/ha) die nachfolgenden Früchte noch ausreichend mit B versorgt werden können. 3.2.

Kupfer

Etwa 17% der vorwiegend im Bezirk Dresden vorkommenden Sand- und humosen Sandböden verfügen nur über niedrige und 2 8 % über mittlere (2,1 —3,55 ppm Cu) Cu-Gehalte. Der Rest der Böden (55%) weist hohe bis zum Teil sehr hohe Cu-Gehalte auf (Tab. 3). Unter Berücksichtigung der gegenwärtig als zutreffend angesehenen Grenzwerteinstufungen benötigen von den Lehm- und Tonböden in Zukunft nur etwa 7 % der Böden eine Cu-Ersatz- bzw. etwa 1 % der Böden eine unmittelbare CuDüngung. Ob die für die pflanzliche Produktion zur Zeit als ausreichend angesehenen Cu-Gehalte der Böden auch im Hinblick auf einen als notwendig erachteten Cu-Gehalt des Futters der Tiere zutreffen, muß allerdings erst noch durch entsprechende Untersuchungen an Boden- und Pflanzenproben überprüft werden, um dann durch Verfütterung Cu-angereicherter Mineralstoffgemische oder durch ökonomisch vertretbare Cu-Düngergaben auch die Mineralstoffernährung der Tiere in den in Frage kommenden Gebieten sicherzustellen.

852

GEY, RUNGE, KIEMM, EBELING und BERGMANN, Versorgung der Ackerböden mit Bor, Kupfer, Mangan

Tabelle 3 Prozentuale Aufteilung der untersuchten Bodenproben auf Cu-Gehaltsstufen

Cu-Gehalt

Sandböden und humose Sandböden

Lehm- und Tonböden

in ppm

702 Proben

1083 Proben

3 14

-

1,1-

10,0

Gruppe I I

5

4,1-

9,1-10,0

3.3.

Gruppe I I I 1

3,5 10,5

Gruppe I

7

Mangan

Wie aus der Literatur zu entnehmen ist und auf Grund der bisherigen Beobachtungen in der DDR zu erwarten war (nähere Angaben siehe Literatur), nimmt der in Sulfit-pH 8 extrahierbare Mn-Gehalt der Böden mit steigendem Tonanteil zu. Uber ausgesprochen niedrige Mn-Gehalte ( < 10 ppm) verfügt nur ein nennenswert kleiner Teil der leichten S- und Sl-Böden, deren pH-Wert bei einer Kalkdüngung dann möglichst nicht über pH 6 ansteigen soll (Tab. 4). Unter Berücksichtigung der Gehalte der Böden an extrahierbarem Mn und ihrer pH-Werte ergibt sich allerdings auch für die schweren Böden mit 2 0 % ein immerhin hoher Anteil mit zu niedrigen Mn-Gehalten (Tab. 4). Liegen keine ungünstigen Bodenund Umweltbedingungen auf diesen Standorten vor, dann können die Pflanzen bei nicht allzu hohem Ertragsniveau meist noch ausreichende Mn-Mengen aufTabelle 4 Prozentuale Aufteilung der untersuchten Bodenproben auf Mn-Gehaltsstufen

Mn-Gehalt in ppm

70

9

46

58

2 1

3 4

-

1 1

3

1 2

10 10

10

5

Gruppe I I I

853

Albrecht-Thaer-Archiv, 11. Band, Heft i), 1967

nehmen. Der Mn-Gehalt des auf diesen Böden gewachsenen Futters ist aber in der Mehrzahl der Fälle zu niedrig, so daß in Gebieten mit derartig eingestuften Böden unbedingt Mn-reiche Mineralstoffmischungen zu verfüttern sind. Außerdem muß durch Mn-Grenzzahlenversuche auf diesen Böden geprüft werden, inwieweit verschiedene Pflanzenarten und -Sorten unter verschiedenen Umweltfaktoren und Intensitätsstufen positiv auf eine Mn-Düngung reagieren. Dies gilt in gleicher Weise für die Böden der Tabelle 5, die innerhalb der einzelnen Tabelle 5 Prozentuale Aufteilung der untersuchten Bodenproben auf Mn-Gchaltsstufen unter Berücksichtigung von pH-Stufen Mn-Gehalt

pH-Gruppen

in ppm

6,0

6,1-6, 3

6,4-6,5

6,6-6,7

6,8-6,9

> 6,9

977

346

170

134

77

95

70

10 55

12 45

14 41

2 2 2

1

"

5

11 37

1

12 10 12 27

Gruppe I I I

11 |

4 7 16

pH-Stufen oberhalb der Grenzwertlinie liegen. Wenn dieser Anteil der Böden mit hohen pH-Werten in den drei Bezirken zur Zeit der Probenahme nur niedrig war (77 + 95 = 172), so ist doch aus der systematischen Bodenuntersuchung bekannt (WITTES und Mitarb., 1966), daß viele der sächsischen Böden einer dringenden Aufkalkung bedürfen. Der Anteil der Böden mit als niedrig einzustufenden Mn-Gehalten wird dann sicher etwas zunehmen, wodurch die ausreichende MnVersorgung von Pflanzen und Tieren auf diesen Standorten beeinträchtigt werden kann. 3.4.

Molybdän

Der Gehalt der sächsischen Böden an nach der GRIGG-Methode extrahierbarem Mo liegt in der Mehrzahl der Fälle im Bereich von 0,10—0,30 ppm Mo. Unter Berücksichtigung der pH-Werte zur Zeit der Probenahme reicht bei 8 1 % der leichten, 1 6 % der mittleren und 2 % der schweren Böden der Mo-Gehalt der Böden nicht aus, um Mo-anspruchsvolle Pflanzen, wie z. B . Luzerne, Blumenkohl, Markstammkohl u. a., für ein optimales Wachstum ausreichend mit Mo zu versorgen (Tab. 6). Da, wie bereits erwähnt, die meisten der sächsischen Böden aber dringend einer Aufkalkung bedürfen, wird die Mo-Versorgung der Pflanzen auf vielen Böden, wo sie z . T . zur Zeit noch nicht ausreichend ist, sichergestellt.

854

GEY, RUNGE, KLEMM, BBELINH und BERGMANN, Versorgung der Ackerböden m i t B o r , K u p f e r , Mangan

Tabelle 6 Prozentuale Aufteilung der untersuchten Bodenproben auf Mo-Gehaltsstufen Mo-Gehalt

S- und Sl-Böden

IS- und s L - B ö d e n

L - und T - B ö d e n

in p p m

154 Proben

968 Proben

632 Proben

0,70

1

2 |

21 29

« 17 13

21 13

17 8 5 2

-

1

9 2 2 -

1

3

Der Einfluß des pH-Wertes auf die Mo-Versorgungsgruppen wird auch aus der Gruppierung der Untersuchungsergebnisse nach pH-Wertgruppen in Tabelle 7 deutlich. Es ist daher anzunehmen, daß nach Aufkalken der Böden bis zum optimalen Boden-pH-Bereich nach den Angaben der systematischen Bodenuntersuchung nur auf wenigen Standorten, wenn überhaupt, mit ausgesprochenem Mo-Mangel zu rechnen ist. Im Gegenteil, wegen der an sich hohen Mo-Gehalte vieler saurer Böden kann damit gerechnet werden, daß nach notwendigen Aufkalkungen der jetzt noch sauren Böden die Mo-Aufnahme der Pflanzen zu sehr begünstigt wird, so daß bei Futterpflanzen in Verbindung mit niedrigen CuGehalten im Futter das Auftreten von Molybdänruhrerkrankungen möglich ist, wie es von A N K E (pers. Mitteilung) im Vogtland bereits auf Weiden beobachtet werden konnte.

Tabelle 7 Prozentuale Aufteilung der untersuchten Bodenproben auf Mo-Gehaltsstufen unter BeriieksichtiKunt: von p H - S t u f e n Mo-Gehalt in ppm

pH-Gruppen 7,1

245

57

* 25

25

0,70

3

7 5 1 2

10 6 2

0,61-0,70

7 4 2

17 3 5 o

0,26-0,30 0,31-0,40 0 , 4 1 - 0,50 0,51-0,60

|

|

24

1 2

1

-

16

-

Gruppe I I I

855

Albrccht-Thacr-Archiv, 11. Band, Heft 9, 1967

3.5.

Beziehungen zwischen der Mikronährstoffversorgung der Böden und einigen Boden- und Umweltfaktoren Die in Nährstoffnoten charakterisierte Mikronährstoffversorgung der Böden (Tab. 8) läßt erkennen, daß insbesondere die Verwitterungsböden im sächsischen Raum besonders gut mit Mikronährstoffen (vor allem an Cu und Mn) versorgt sind. Im Vergleich zu den Thüringer Böden fällt auf, daß die als „Lößlehme" Tabelle 8 B - , Cu-, Mn- und Mo-Versorgung der untersuchten Proben von Böden über verschiedenen geologischen Ausgangsmaterialien, ausgedrückt in Nahrstoffnoten Geol. Ausgangsmaterial der Bodenbildung

Xährstoffnoten für B Cu

Alluvium Diluvium Lößlehm (Staublehmc) Verwitterungsböden Granit (Erzgebirge) Granit (Lausitz) Phyllit Devon Itotlicgendes Gümmer Grauer Gneis lloter Gneis Porphyr

80 77 72 83 85 85 84 76 71 90 83 98 93

63 56 90 97 98 94 100 100 92 100 95 94 65

Mn

Mo

60 63 85 96 97 88 96 94 95 95 96 98 93

66 59 70 89 98 69 88 86 95 87 89 72 100

bezeichneten Böden trotz der meist niedrigeren pH-Werte eine derart gute MoVersorgung aufweisen, während die Thüringer und mitteldeutschen Lößböden trotz höherer pH-Werte wesentlich ungünstiger eingestuft wurden (BERGMANN u n d M i t a r b . , 1962, 1 9 6 4 ; EBELING u n d M i t a r b . , 1966). U m g e k e h r t i s t die E i n -

stufung der sächsischen Böden über diluvialen und alluvialen Ablagerungen hinsichtlich ihrer Cu- und Mn-Versorgung weniger günstig als in Thüringen. Daraus ist u. a. zu entnehmen, daß das Ausgangsmaterial der in Frage kommenden Ablagerungen in beiden Gebieten — wie bekannt — völlig anderen Ursprungs ist und daß für die Mikronährstoffversorgung der Pflanzen der Gehalt des Bodenmuttergesteins mit von großer Bedeutung ist. Wie aus der Literatur bekannt, sind auch bei den Mikronährstoffen in erster Linie die leichten und sorptionsarmen Böden gefährdet. Dies konnte auch für

// B Cu

Mn

Abb. 1: Beziehungen zwischen der Bodenart und dem durch Xährstoffnoten charakterisierten Mikronährstoffgehalt

856

GEY, RÜNQE, KLEMM, EBELING und BERGMANN, Versorgung der Ackerböden m i t B o r , Kupfer, Mangan

die untersuchten Bodenproben der drei sächsischen Bezirke wieder bestens bestätigt werden (Abb. 1). Auffallend ist nur der bereits bei den SL-Böden beginnende starke Abfall der Kurve für die B-Versorgung, der im Thüringer Raum erst von den tonreichen Lehmböden an zu beobachten ist. Da für den Thüringer Raum enge Beziehungen zwischen der Mikronährstoffversorgung der Böden über verschiedenen geologischen Formationen und der Höhe der Niederschläge beobachtet wurden (BERGMANN und Mitarb., 1964) und derartige Korrelationen auch für die Makronährstoffe bekannt sind, erfolgte eine entsprechende Gruppierung der untersuchten Proben (Abb. 2). Während mit

/vfeto-.i'w

xNog mm Proben 270

m-

600-

900 iL darüber

A b b . 2 : Beziehungen zwischen der Höhe der Niederschläge und der Mikronährstoffversorgung der Standorte nach Nährstoffnoten

121

einem Anstieg der Niederschlagshöhe ein nahezu linearer Abfall der pH-Werte zu beobachten ist, was auf eine Ca-Auswaschung hindeutet, erfolgt, abgesehen z. B. vom B-Gehalt der Böden, bei Cu, Mn und Mo ein mehr oder weniger ausgeprägter Anstieg der Kurven. Da die Standorte mit höheren Niederschlägen zu den Vorgebirgs- und Gebirgslagen mit vorwiegend Verwitterungsböden gehören, wird dies verständlich; diese Böden verfügen über die beste Mikronährstoffversorgung (Tab. 8), die ohne Zweifel durch die mit fallendem pH-Wert zunehmende Verwitterung eine Förderung erfährt. Nur für das Bor ist zunächst mit fallenden pH-Werten und steigenden Niederschlägen mit einer verstärkten Auswaschung zu rechnen. Auf den Standorten mit sehr hohen Niederschlägen, wo die B-Versorgung wieder besser wird, muß wahrscheinlich auch noch die Tatsache mit berücksichtigt werden, daß das Ackerland auf Grund seines geringeren Anteiles an der LN sehr stark mit Stallmist gedüngt wird, so daß neben intensiver B-Freisetzung durch Verwitterung möglicherweise auch eine erhöhte Zufuhr

o

NN m

200299 U2

300399

100i99 25 5

500599 m

600- >700 699 6i

13

A b b . 3 : Beziehungen zwischen der Höhenlage der Probenahmestandorte und der Mikronährstoffversorgung der B ö d e n nach Nährstoffnoten

857

Albrecht-Thaer-Archiv, 11. Band, Heft 9, 1967

als Ursache für den B-Kurven verlauf in Abbildung 2 angesehen werden kann. Diese Beziehungen werden auch durch den Kurven verlauf der Abbildung 3 z. T. weitgehend bestätigt. Zusammenfassung Untersuchungsergebnisse von 1801 Ackerbodenproben, deren Verteilung Bodenart, Bodenmuttergestein, Höhenlage und Niederschläge in den Bezirken Dresden, Leipzig und KarlMarx-Stadt berücksichtigt, lassen erkennen, daß jeweils nur ein geringer Anteil der untersuchten Böden über niedrige B(3%)-, Cu(7%)-, Mn(13%)- und Mo(2%)-Gehalte verfügt. Durch die für viele sächsischen Böden notwendige Aufkalkung auf optimale Boden-pH-Werte wird einerseits die Mo-Versorgung der Pflanzen auf den Böden im mittleren und auch niedrigen Bereich wesentlich verbessert werden können. Andererseits wird auf einem Teil dieser Böden mit niedrigen Tongehalten nach der Aufkalkung die B- und Mn-Versorgung der Pflanzen, vor allem aber die ausreichende Mn-Versorgung der Tiere, Beachtung finden müssen. Eine CuDüngung wird mit steigender Intensivierung der landwirtschaftlichen Produktion vor allem auf einem Teil der Sand- und humosen Sandböden in den Bezirken Dresden und Leipzig erforderlich sein. Pe3K>Me

HaaBaHHe paóoTM: OpiieiiTiipoBOMiiMii 0630p oöecneMemiocTH naxoTHtix IIOHB onpyroB J L P E ^ E H , Jlefinnnr H K a p j i - M a p K C - U l T a ^ T CopoM, MEAT 10, Maprainjein H M O J I H 6 A 6 H O M PERSYJIBTATM NCCJIEJJOBAHHH 1 8 0 1 npoßbi naxoTHbix I I O H B , O T 6 O P K0T0pi>ix npoBOßHJiCH C yneTOM nn;ia I I O H B H , MaTepHHCKOft nopo^bi, B H C O T B I Ha« ypoBH6M Mopa H KOJII-mecTBa OCAANOB B oKpyrax 3 P E 3 A E H , Jleflimiir H Kapji-Mapitc-IIlTaflT noKa3biBaioT, HTO Jitmib iießonbman nacTb H C C J I E A O B A H H U X IIOHB OTJINNAETCH H H 3 K H M COFFEPJKAHHEM 6opa ( 3 % ) , M E ^ H ( 7 % ) , M A P R A H I ; A ( 1 3 % ) H MOJIMÖ^ENA ( 2 % ) . HeoßxoAHMoe HA CAKCOHCKHX nonnax HfiBecTKOBauHe 3,0 onTHMajibHoro ypoBHa« KHCJIOTHOCTH, C O ^ H O I Í CTopoHbi, npHBeneT K 3naHHTejibH0My yjiyniiieHHio MOJiHÖfleHOBoro nHTaHHH pacTeHHit Ha cpeffHe- H cjiaöoodecneHeHHbix noHBax. C apyroíi CTopoHbi, Ha M A C ™ BTHX noHB c H H 3 K H M c o ^ E P R N A H I I E M I I J I H C T H X 'iaCTML( nOCJie H 3 B e C T K 0 B a H H H n p H i l C T C H O Ö p a T H T b B H H M a H H e H a o o p n o e H M a p -

l aimeBoe nMTaiwe pacTeHHö, C

yBejIIlHGHHeM

HO

HHTeHCHBHOCTH

npejKße Bcero — na oöecneneHHe MapraHijeM CeJIbCKOX03HflCTBeHHOrO

np0H3B0J];CTBa

Ha

JKHBOTHHX. HeKOTOpMX

iiecnaHbix 11 ryMycHO-necHaHbix noHBax onpyroB ,Ilpe3neH H JleönijHr CTaHeT Heoö-

.\041iMbiM Me^noe yfloöpeHHe. Summary Title of the paper: Outline of boron, copper, manganese, and molybdenum supplies to the agricultural soils in the counties of Dresden, Leipzig, and Karl-Marx-Stadt Test results obtained from 1,801 field soil samples, taken with due consideration of soil types, parent rocks, altitudes, and precipitations in the counties of Dresden, Leipzig, and Karl-MarxStadt, are likely to suggest that low amounts of boron (three per cent), copper (seven per cent), manganese (13 per cent), and molybdenum (two per cent) are contained only in a small percentage of the soils studied. Re-liming for optimum pH-values, as required for many soils in Saxony, will help to essentially improve molybdenum supply to medium and low-level soils. On the other hand, emphasis will have to be laid on boron and manganese supplies to the plants and even more on sufficient manganese supply to the animals after re-liming of some of these soils having low clay contents. Increasingly intensified agricultural production will have to be accompanied by copper fertilization mainly on some of the sandy soils and humic sandy soils in the counties of Dresden and Leipzig.

858

GEY, RUNGE, KLEMM, EBELING und BERGMANN, Versorgung der Ackerböden mit Bor, Kupfer, Mangan

Literatur BERGMANN, W.: Untersuchungsmethoden zur Ermittlung der Magnesium- und Mikronährstoffbedürftigkeit des Bodens in der DDR. Internat. Z. Landwirtsch. H . 3, 1963, S. 3—7 BERGMANN, W.: Das Nährstoffpotential verschiedener Böden in Thüringen. Wiss. Z. SchillerUniv. Jena., Math.-Naturwiss. R., 14 (1965), S. 79—90 BERGMANN, W . ;

BÜCHEL, L . j " ;

EBELING, R . ;

MATTHEY, M . ;

MÜLLER, K . H . ;

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Ein Überblick über die Versorgung der Thüringer Böden mit Magnesium und Mikronährstoffen. Versuchsber. 1960—1962 d. Inst. f. Pflanzenernährung Jena. 1964, S. 540—559 BERGMANN, W . ;

BÜCHEL, L . f ; E B E L I N G , R . ; W I T T E R , B . : E i n B e i t r a g z u r E r m i t t l u n g

der

Magnesium- und Mikronährstoffversorgung der Böden Thüringens. Z. landwirtsch. Versuchs- u. Untersuchungswes. 8 (1962), S. 156—168 BERGMANN, W.; WITTER, B.: Ein Überblick über die Versorgung der Thüringer Böden mit Magnesium auf Grund der Ergebnisse serienmäßiger Magnesiumuntersuchungen. ThaerArch. 8 (1964), S. 6 1 9 - 6 3 2 EBELING, R . ; MÜLLER, K . H . ; WITTER, B . ; BERGMANN, W . : E i n i g e e r g ä n z e n d e E r g e b n i s s e

zur Molybdänversorgung Thüringer Ackerböden. Thaer-Arch. 10 (1966), S. 1018—1086 KLEMM, K. H . ; BERGMANN, W.: Die Mikronährstoffversorgung der Böden der Bezirke Halle und Magdeburg. 1. Mitteilung: Allgemeine Übersicht. Thaer-Arch. 10 (1966), S. 493 bis 513 KNABE, 0 . : Grenzzahlen für Kupfer auf Niedermoor. Forschungsabschlußber. Dt. Akad. Landwirtsch.-Wiss. Berlin, 1963 OERTEL, A. C.: Estimation of the trace element status of large areas of soil. Austr. J . agric. Res. 10 (1959), S. 5 8 - 7 0 SCHNORR, H . ; BERGMANN, W.: Überblick über die Mangan- und Kupferversorgung von Böden und Pflanzen in den Nordbezirken der DDR. Dt. Landwirtsch. 18 (1967), S. 115—118 SCHNORR, H . ; BERGMANN, W.: Überblick über die Mikronährstoffversorgung der Böden der Bezirke Rostock, Schwerin und Neubrandenburg. 1. Mitteilung: Die Mangan- und Kupferversorgung. Thaer-Arch. 11 (1967), S. 8 3 9 - 8 4 7 WAHL, H . : Die Versorgung der brandenburgischen Böden mit Mikronährstoffen. I. Mitt.: Die Gehalte an pflanzenverfügbarem Bor. Thaer-Arch. 10 (1966), S. 1 9 7 - 2 0 3 WITTER, B., und Mitarbeiter: Ergebnisse und Auswertung des I I I . Turnus der systematischen Bodenuntersuchung der DDR 1961 — 1965. Sitz.-Ber. Dt. Akad. Landwirtsch.-Wiss. Berlin 15 (1966), Nr. 6, 48 S. Anschriften der Verfasser Dr. RICHARD EBELING und Prof. Dr. habil. WERNER BERGMANN Institut für Pflanzenernährung Jena der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin 69 Jena, Xaumburger Straße 98 Dipl.-Agronom SIEGFRIED GEY Zweigstelle für Bodenuntersuchung Dresden des gleichen Instituts 801 Dresden, Voßstraße 1 Dr. KARLHEINZ KLEMM Zweigstelle für Untersuchungswesen Halle des gleichen Instituts 401 Halle, Heinrich- und-Thomas-Mann-Straße 19 Dipl.-Chem. PETER BUNGE Institut für Mineraldüngung Leipzig der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin 7022 Leipzig, Gustav-Kühn-Straße 8

859 Aus dem ehemaligen Institut für Acker- und Pflanzenbau der Hochschule für Landwirtschaft Iiernburg RUDOLF WABERSICH

Der Bernburger Dauerdüngungsversuch 2. Mitteilung: Die Kohlenstoff- und Stickstoffverhältnisse Eingegangen: 22. 2. 1967

Aus der 1. Mitteilung über die Ertragsverhältnisse des Bern burger Dauerdüngungsversuches war ersichtlich, daß sich eine organische bzw. organisch-mineralische Düngung günstig auf die Erträge ausgewirkt hat. Die Mineraldüngungsparzellen zeigten erhebliche Ertragsunterschiede und damit Nährstoffentzüge, die sich in verschiedenen Bodenmerkmalen niederschlagen müßten. I n diesem Beitrag soll dazu eine Darstellung der Kohlenstoff- und Stickstoffverhältnisse erfolgen. Eine Beschreibung des Versuches ist in der 1 . Mitteilung zu finden ( W A B E R S I C H , 1967). Bodenanalysen zur Zeit des Versuchsbeginns liegen leider nicht vor. N a c h K R Ü G E R (1938) sind die vor Anlage der Versuche entnommenen Bodenproben abhanden gekommen. Die Unterschiede im Fruchtbarkeitszustand der einzelnen Parzellen können deshalb nur durch Vergleiche zwischen den Varianten erfaßt werden. 1.

Probenahme und Methodik

Im Frühjahr 1962 wurden auf dem Kartoffelfeld und im Herbst des gleichen Jahres auf dem Roggenfeld Mischproben aus der Ackerkrume (0—25 cm) und dem Unterboden (25—50 cm) mit dem Bohrstock (etwa 100 Einstiche) bzw. mit dem Spaten (5 Einstiche) in der Mitte der Parzellen gezogen. Zusätzlich konnten ferner Proben der einzelnen genetischen Horizonte aus einer Profilgrube je Parzelle entnommen werden. Die letzte Stallmistgabe wurde auf dem Kartoffelfeld im Frühjahr 1961 und auf dem Roggenfeld im Herbst 1961 verabreicht, so daß anzunehmen ist, daß der Stallmist auf den Stallmistparzellen weitgehend zersetzt war und die Analysenwerte hiervon unbeeinflußt geblieben sind. Bei den Profilausgrabungen zeigte sich, daß der Boden nicht so gleichmäßig war, wie es den Anschein hatte. Die Mächtigkeit des A-Horizontes nahm auf den Roggenparzellen Nr. 9—12 zu, so daß dort drei Proben aus dem A-Horizont entnommen wurden. Auf dem Kartoffelschlag dagegen ist auf der Parzelle 8 der A-Horizont nur 30 cm stark. Das wird auch in den meisten Analysenergebnissen aus 25—50 cm Tiefe sichtbar. Die Analysenwerte beziehen sich auf die lufttrockenen, auf 2 mm abgesiebten Proben. Trockenmasse-Bestimmungen ergaben einen mittleren Wert von 98,09%. Bei den Untersuchungen wurden folgende Methoden angewendet: C-Gehalt: Nasse Verbrennung mit Chrom-Schwefelsäure nach TJTJRIN, modifiziert von PONOMABEWA (1957) u n d SIMAKOW (1957) u n t e r Verwendung von P h e n y l a n t r a n i l s ä u r e

als Indikator Gesamt-N: Bestimmung im Kjeldahlaufschluß, Methode FÖRSTER (zit. in KNICKMANN, 1955) Humuskomplexanalyse: nach KONONOWA und BELTSCHIKOWA (1961) unter Verwendung von .Natriumpyrophosphat als Extraktionsmittel

860 2.

WABEKSICH, Der Bernburger Dauerdüngungsversuch, 2. Mitt.

Der Kohlenstoff- und Stickstoffgehalt

Die bisherigen Untersuchungen an langjährigen Dauerdüngungsversuchen lassen immer wieder erkennen, daß die mit Stallmist versorgten Parzellen höhere Cund N-Gehalte aufweisen als die nur mineralisch gedüngten Teilstücke (ANSOKGE, 1957; SCHMALFUSS, 1950). Das ist auch in Bernburg der Fall. Erwartungsgemäß zeigt die U-Parzelle mit 1,12% C den niedrigsten und die StNPKParzelle mit 1,78% C den höchsten Kohlenstoffgehalt (Tab. 1). Die N-Mangelparzellen sowie die N-, NP- und NK-Parzelle sind etwa der ungedüngten Parzelle gleichzusetzen. Vermutlich haben die niedrigeren Erträge der N-, NP- und NK-Parzelle auch zu geringeren Wurzelrückständen und damit niedrigeren C-Gehalten im Vergleich zur NPK-Parzelle geführt, deren C- und N-Gehalte aber ebenfalls der U-Parzelle näher lagen als den Stallmistparzellen. Beachtlich ist der um 0,18% höhere C-Gehalt auf der StNPK-Parzelle im Vergleich zur St-Parzelle, obwohl beide Parzellen jährlich 100 dt/ha Stallmist erhalten haben. Tabelle 1 Bernburger Dauerversuch (Roggen), C- und N-Gehalte der Mischproben Parzelle

C%

sj

Ges.-N m g / 1 0 0 g Boden

sj

C:N

u* p K PK

1,12 1,13 1,16 1,16

± 0,019 ± 0,014 ±0,011 ± 0,011

127 126 120 125

±1,7 ±2,0 ±1,5 ±1,5

8,8 9,0 9,7 9,3

N NP NK

± ± ± ± ±

0,007 0,018 0,026 0,013 0,016

131 131 131 132 134

±1,0 ±1,5 ±1,0 ±2,1 ±0,9

9,0 8,5

NPK(NOs) NPK(NH,)

1,18 1,11 1,19 1,26 1,26

St StPK StNPK

1,60 1,66 1,78

± 0,005 ± 0,032 ± 0,013

161 175 185

±2,1 ±2,0 ±1,5

9,9 9,5 9,6

113 114 113 113

±1,5 ±2,1 ±2,7 ±2,7

8,1 8,2 7,9 8,1

± 1,5 ± 3,2 ±0,9 ±2,9 ±0,9

8,4 7,8 8,0 8,0

±0,6

8,2 8,5 7,9

Krume ( 0 - 2 5 cm)

9,1 9,5 9,4

Unterboden (25 ~• 50 cm) U P K PK

0,92 0,93 0,89 0,92

± 0,026 ± 0,029 ± 0,021

N NP NK

± 0,015 ± 0,025

NPK(NOs) NPK(NH3)

0,92 0,90 0,91 0,88 0,91

± 0,034 ±0,013 ±0,016

110 115 114 110 113

St StPK StNPK

1,03 1,07 1,25

± 0,024 ± 0,024 ±0,013

126 126 159

* U = ungedüngt

± 0,025

± 1,4 ± 3,1

8,1

861

Albrecht-Thaer-Archiv, 11. Band, Heft 9 , 1 9 6 7

Auch das könnte mit den vermehrten Wurzelrückständen erklärt werden. Es ist aber auch denkbar, daß die erhöhten N-Mengen den Aufbau von Humusstoffen begünstigt haben. In den tieferen Bodenschichten wirkt sich lediglich die Stallmistdüngung auf die C-Gehalte aus. Beachtlich ist hier der um 0,33% höhere C-Gehalt auf der StNPKParzelle gegenüber der U-Parzelle. Der Gesamt-N-Gehalt läuft auf den einzelnen Parzellen etwa konform mit dem C-Gehalt. Tabelle 2 Bernburger Dauerversuch (Roggen), C- und N-Gehalte einiger Bodenprofile Hori-

C %

zonte

N mg/

C %

1,13 1,05 0,66 0,26

N mg/

Boden

Boden

Boden

140 124 74 31

1,21 1,03

122 104

-

-

0,51 0,24

C %

100 g

PK-Parzelle 8,1 8,5 8,9 8,4

NPK-Parzelle Ap Ah, Ahj Aha/C C

C:N

íoog

U-Parzelle Ap Ah 2 Ah a /C c

Ifmg/

100 g

125 100 70 31

N-Parzelle 9,3 9,7 7,0 7,4

St-Parzelle 9,9 9,9 -

70 36

1,16 0,97 0,49 0,23

7,3 6,7

1,61 1,12 0,79 0,50 0,29

162 127 94 64 35

C:N

1,18 1,03 0,47 0,21

127 102 64 42

9,3 10,1 7,3 5,0

StNPK-Parzelle 9,9 8,8 8,4 7,8 8,3

1,85 1,14 0,82 0,86 0,30

188 129 101 97 43

9,8 8,8 8,1 8,9 7,0

Die Analysen der Profilproben (Tab. 2) zeigen im Ap- und Ah2-Horizont etwa die gleiche Abstufung wie die Kohlenstoff- und Stickstoffgehalte der Mischproben. Die allmähliche Abnahme der C- und N-Gehalte in den tieferen Horizonten ist gut erkennbar. Im Vergleich zu den Roggenparzellen ist in der Krume der Kartoffelparzellen eine deutlichere Differenzierung der C-Gehalte zu beobachten (Tab. 3). Die Werte der N-freien Parzellen sind mit 1,07 bis 1,13% sichtbar niedriger als die Werte der mit N in mineralischer Form versorgten Parzellen mit 1,15—1,20%. Die höchsten Gehalte zeigen wieder die Stallmistparzellen mit 1,40—1,62% C. In der Unterbodenschicht von 25—50 cm ist ähnlich wie beim Roggen auf den mit Stallmist versorgten Parzellen ein etwas höherer C-Gehalt angedeutet. Die tieferen Werte auf der NK- und den beiden NPK-Parzellen müssen als bodenbedingt angesehen werden. Die Werte der Profilproben (Tab. 4) bestätigen im wesentlichen die Ergebnisse der Mischproben. Die starken Schwankungen der C- und N-Gehalte der Ah2/ C-Horizonte erklären sich wahrscheinlich aus dem Charakter des Ah2/C-Horizontes als Übergangshorizont und den damit verbundenen Schwierigkeiten der Abgrenzung bei vergleichenden Untersuchungen.

862

WABERSICH, Der Bernburger Dauerdünguugsversuch, 2. Mitt. Tabelle 3 Bernburger Dauerversuch (Kartoffeln), C- und N-Gehalte der Mischproben Parzelle

C%

aj

Ges.-N mg/100 g Boden

s;

C:N

K r u m e (0 — 25 cm) u p K PK

1,08 1,07 1,08 1,13

± 0,019 ±0,025 ± 0,020 ±0,011

119 113 119 116

±1,5 ± 0,9 ±1.4 ±1,3

9,1 9,5 9,1 9,7

N NP NK NPK(NHj) NPK(NO,)

1,15 1,19 1,20 1,18 1,16

± 0,025 ±0,017 ± 0,015 ±0,017 ± 0,012

120 130 126 125 121

• ±3,4 ±0,9 ±1,7 ±1,4 ±2,7

9,6 9,2 9,5 9,4 9,6

St StPK StNPK

1,40 1,45 1,62

±0,011 ± 0,038 ±0,045

146 149 172

±2,2 ±2,1 ±2,6

9,6 9,7 9,4

Unterboden (25 — 50 cm) U P K PK

0,98 0,90 0,86 0,96

± ± ± ±

0,023 0,029 0,024 0,016

109 102 105 103

±2,8 ±1,8 ±2,3 ±1,8

9,0 8,8 8,2 9,3

N NP NK NPK(NHa) NPK(NOa)

0,85 0,92 0,81 0,68 0,79

±0,011 ± 0,013 ± 0,000 ± 0,005 ± 0,000

106 111 106 86 103

±2,5 ±2,3 ±0,3 ±2,3 ±1,7

8,0 8,3 7,6 7,9 7,7

St StPK StNPK

1,01 1,02 1,08

±0,017 ± 0,023 ± 0,024

118 130 137

±2,1 ±3,5 ±1,8

8,6 7,8 7,9

Tabelle 4 Bernburger Dauerversuch (Kartoffeln), C- und N-Gehalte einiger Bodenproflle Horizontc

C%

N mg/ 100 g Boden

C:N

U-Parzelle Ap Ah 2 Aha/C C

1,06 0,81 0,46 0,21

115 102 59 26

1,20 0,76 0,21

N mg/ 100 g Boden

C:N

PK-Parzelle 9,2 7,9 7,8 8,1

NPK-Parzelle Ap Ahj Aha/C C

C%

1,12 0,89 0,64 0,24

121 95 71 34

9,3 9,9

25

8,4

1,50 0,82 0,40 0,18

150 107 50 26

N mg/ 100 g Boden

C:N

N-Parzelle 9,3 9.4 9,0 7,1

St-Parzelle

129 77

C%

1,22 0,91 0,54, 0,20

133 94 59 30

9,2 9,7 9,2 6,7

StNPK-Parzelle 10,0 7,7 8,0 6,9

1,56 0,91 0,46 0,16

171 101 53 28

9,1 9,0 8.7 5,7

863

Albrecht-Thaer-Archiv, 11. Band, Heft 9, 1967

Die nachfolgende Gegenüberstellung der C-Gehalte einzelner Parzellen und der Mittelwerte einiger Parzellen in % verdeutlicht zusammengefaßt den Unterschied zwischen den beiden Feldfrüchten und der Düngung.

lloggen Kartoffeln

ohne N

X , NP, NK

NPK

St

StNPK

1,14 1,09

1,16 1,18

1,26 1,18

1,60 1,40

1,78 1.62

Zwischen den vergleichbaren Parzellen bzw. Parzellengruppen des Roggen- und Kartoffelfeldes sind abgesehen von den N-, NP- und NK-Parzellen Differenzen vorhanden. Sie liegen allerdings mit Ausnahme der St-Parzellen innerhalb der methodisch bedingten Fehlergrenzen, wenn als Vertrauensgrenze die 3fache Abweichung vom Mittelwert (3 • sx) gewählt wird. Als allgemeinen Anhalt geben R O E M E R - S C H E F F E R und T O R N A U ( 1 9 5 9 ) an, daß der Humusumsatz unter Hackfrucht als doppelt so hoch wie unter Getreide angenommen werden kann. Wenn es auch nicht möglich ist, diese Annahme aus dem vorliegenden Zahlenmaterial absolut zu bestätigen, so ist doch aber die Tendenz als solche angezeigt. Die Auswirkungen der organischen Düngung innerhalb des Roggen- und Kartoffelfeldes sind jedoch größer als der Einfluß der Feldfrüchte, so daß zwischen den Stallmist- und Mineraldüngerparzellen wie auch den St- und StNPK-Parzellen gesicherte Unterschiede auftreten. Gesichert erscheinen aber auch die Differenzen zwischen NPK- und N-freien Parzellen auf dem Roggenfeld. Im Unterboden kann hier lediglich der Gehalt der StNPK-Parzelle als signifikant höher betrachtet werden. Das unterstreicht die günstige Wirkung einer kombinierten organischmineralischen Düngung auf den Fruchtbarkeitszustand der tieferen Bodenschichten, die auch von A N B O R G E ( 1 9 5 7 ) an den Böden des „Statischen Versuches Bad Lauchstädt" nachgewiesen werden konnte. 3.

Die qualitative Zusammensetzung der organischen Substanz

Die an einigen Parzellen des „Bernburger Dauerversuches" vorgenommene Humuskomplexanalyse nach K O N O N O W A und B E L T S C H I K O W A ( 1 9 6 1 ) ergibt folgendes Bild (Tab. 5): Die Werte der einzelnen Fraktionen lassen einige Unterschiede zwischen den untersuchten Parzellen erkennen. So nimmt der Anteil an „leichter beweglichen", nicht an Kalzium gebundenen Huminsäuren (H S I) auf der NPK-Parzelle, insbesondere auf den beiden Stallmistparzellen, zu, der Anteil der an Kalzium und an „schwer bewegliche" Sesquioxide gebundenen Huminsäuren (H S II) dagegen auf den Stallmistparzellen ab. Da der Anteil an Fulvosäuren auf den Stallmistparzellen zurückgeht, ergibt sich ein weiteres H/F-Verhältnis. Auch die Fulvosäurefraktion läßt gewisse Qualitätsunterschiede erkennen. Eine starke Abnahme der Fraktion F s 2 ist auf der StNPK-Parzelle zu beobachten. Die Stallmistdüngung führt zur Anreicherung beweglicher Huminsäuren; wahrscheinlich ein Zeichen stärkerer Umsetzungen der organischen Substanz im Boden. 59

Albrecht-Thaer-Archiv, 11. Band, Heft 9, 1967

864

WABERSICH, Der Bernburger Dauerdüngungsversuch, 2. Mitt. Tabelle 5 Bernburger Dauerversuch (Roggen), Humuskomplexanalyse* Parz.

U NPK st StNPK

H„I

H„ II

% von

% von

F„2 s 1 % von % von % von

F

Rest

ct %

ct

Q./.

C't

Q./.

Hst

Ct

Ct

Ct

H/F

%

1,17 1,23 1,57 1,79

3,7 6,0 7,0 7,9

3,0 3,4 3,8 3,9

17,2 18,7 15,3 16,8

2,4 2,5 2,6 2,7

21,0 24,7 22,3 24,7

4,9 2,7 4,3 3,2

19,3 20,0 17,5 13,4

24,2 22,7 21,8 16,6

0,87 1,09 1,04 1,49

54,5 53,3 55,7 58,9

H 8 1 = „leichter bewegliche", nicht an Kalzium gebundene Huminsäuren H„ II = an Kalzium und an „schwer bewegliche" Sesquioxide gebundene Huminsäuren F, 1 = HCl-lösliche Fulvosäuren F a 2 = NaOH-lösliche Fulvosäuren Q,i„ = Extinktionskoeftlzient * Die Untersuchungen erfolgten freundlicherweise im Institut für Bodenkunde Eberswalde der DAL. Verfasser bedankt sich dafür sehr herzlich

Die höheren Restprozente der St- und StNPK-Parzelle lassen sich entweder so deuten, daß dort eine stärkere Bindung zwischen Huminstoffen und Tonmineralen stattgefunden hat, oder daß ein höherer Anteil unvollständig zersetzter organischer Stoffe vorhanden ist. Für die erste Annahme könnte die Tatsache sprechen, daß die Stallmistparzellen trotz höheren Humusgehaltes keine höhere Sorptionskapazität besitzen als die übrigen Parzellen, obwohl der Anteil der organischen Substanz an der Sorptionskapazität höher ist (siehe dazu auch 3. Mitteilung). Die Ergebnisse der eigenen Untersuchungen decken sich nur zum Teil, soweit sich das bei unterschiedlicher Methodik sagen läßt, mit Untersuchungen von K R E T S C H MER (1958) an Bodenmaterial vom „Ewigen Roggenbau" und vom „Statischen Versuch" im Bad Lauchstädt. Er stellte dabei fest, daß in der Stallmistparzelle des „Ewigen Roggenbaues" in Halle der Anteil der Huminsäuren im Vergleich zu den Mineralparzellen ansteigt, während der Anteil an Fulvosäuren zurückgeht. In den Böden des „Statischen Versuches" in Bad Lauchstädt sind diese Beziehungen nicht so deutlich ausgeprägt. In den Parzellen mit 100 dt Stallmist und 100 dt Stallmist + N P K nimmt der Fulvosäureanteil ebenfalls ab, steigt aber in der Parzelle mit 150 dt Stallmist -f NPK deutlich an. Es vermindert sich aber in allen organisch gedüngten Parzellen der Huminsäureanteil. Die Übereinstimmung zu der Charakterisierung des organischen Kohlenstoffes in der Ackerkrume verschiedener Schwarzerdestandorte der Magdeburger Börde durch M A R K G R A F (1964) ist dagegen vorhanden. 4.

Der Stickstoffumsatz

Für die Beurteilung des Stickstoffumsatzes sind zunächst die Entzüge an N auf den einzelnen Parzellen des Roggen- und Kartoffelfeldes von Interesse. Bis zum Jahre 1944 wurden die Ernteprodukte in jedem Jahr auf ihren Gehalt an N, P 2 0 5 und K 2 0 untersucht. In wenigen Fällen fehlten einige Analysenwerte, so daß im Maximum 35 und im Minimum 31 Analysen vorlagen. Aus diesen Ergebnissen

865

Albrecht-Thaer-Archiv, 11. Band, Heft 0, 1967 Tabelle 6 Bernburger Dauerversuch (Roggen), Stickstoffgehalt und Stickstoffentzug Parzelle

Ertrag wasserfrei (49 Ernten) dt/ha

Gehalt an N in % der TM (Durchschn. 3 1 - 3 5 Jahre)

Durchschn. jährlicher K-Entzug kg/ha

u

Korn Stroh

736 1461

1,452 0,338

21,8 10,1

31,9

p

Korn Stroh

796 1526

1,407 0,310

22,9 9,7

32,6

K

Korn Stroh

719 1427

1,444 0,344

21,2 10,0

31.2

PK

Korn Stroh

770 1559

1,369 0,308

21,5 9,8

31.3

N

Korn Stroh

719* 1575*

1,584 0,413

24,2 13,9

38,1

UP

Korn Stroh

1059 1992

1,483 0,371

32,0 15,1

47,1

NK

Korn Stroh

932** 1836**

1,538 0,385

29,9 14,7

44,6

NPK (NO,)

Korn Stroh

1084 2073

1,449 0,345

32,0 14,6

46,6

NPK (NHS)

Korn Stroh

1082 2043

1,483 0,343

32,8 14,3

47,1

St

Korn Stroh

1088 2080

1,564 0,382

34,7 16,2

50,9

StPK

Korn Stroh

1094 2051

1,549 0,392

34,6 16,4

51,0

StNPK

Korn Stroh

1212 2281

1,671 0,473

41,3 22,0

63,3

* Ergebnisse von 47 Ernten, ** Ergebnisse von 48 Ernten

Tabelle 7 Bernburger Dauerversuch (Kartoffeln), Stickstoffgehalt und Stickstoffentzug

59*

Parzelle

Gesamtertrag ivasserfrei (49 Ernten) dt/ha

Gehalt an N in % der TM

Durchschn. jährl. IiEntzug kg/ha

x; p K PK

1274 1198 1392 1630

1,536 1,590 1,457 1,356

39,9 38,9 41,4 45,1

X NP NK NPK(NHj) NPK(NO„)

1281 1432 1832 2243 2316

1,689 1,739 1,449 1,393 1,406

44,2 50,2 54,2 63,8 66,5

st StPK StNPK

2167 2315 2639

1,424 1,292 1,461

63,0 61,0 78,7

866

WABERSICH, Der Bernburger Dauerdüngungsversuch, 2. Mitt.

wurde das Mittel gebildet und daraus der Gesamtentzug an Nährstoffen für die gesamten 49 Ernten aus den wasserfreien Erträgen berechnet (Tab. 6 u. 7). Für die Deutung der Ertragsentwicklung und des Bodenfruchtbarkeitszustandes sind jedoch auch die Veränderungen im N-Entzug von Bedeutung. Dies gilt für den Bernburger Dauerversuch um so mehr, als keine Anfangswerte von N vorhanden sind. Neben der summarischen Darstellung des N-Entzuges soll daher für die Jahre 1910—1944 der Verlauf des N-Entzuges durch die Pflanzen dargestellt werden (Tab. 8). Daraus ließe sich dann auf Veränderungen des Bodenvorrates an N schließen. Tabelle 8 Bernburger Dauerversuch, Entwicklung des Stickstoffentzuges Durchschnittlicher jährlicher N-Entzug kg/ha

1910/14 1915/19 1920/24 1925/29 1930/34 1935/39 1940/44

Roggen (Korn 4- Stroh) II NPK st

StNPK

Kartoffeln (Knollen) St U NPK

33,4 32,2 29,2 23,6 29,2 32,4 29,0

47,4 56,6 55,4 59,0 66,6 64,8 64,8

63,6 49,6 38,2 43,0 34,4 28,6 36,8

38,8 45,8 44,8 40,6 50,6 44,6 44,8

40,6 46,6 40,6 45,0 49,2 51,6 48,4

65,7 61,8 62,9 64,7 64,5 58,8 66,7

65,4 52,5 53,8 60,3 67,8 61,5 65,4

StNPK 76,5 68,0 75,1 78,2 88,8 85,3 98,6

Der Entzug an Stickstoff der N-freien Parzellen liegt bei Roggen im Mittel bei 32 kg/ha und bei Kartoffeln bei 41 kg/ha. Der Entzug bei Roggen deckt sich etwa m i t den von SCHMALFUSS (1950) mitgeteilten mittleren Entzugszahlen f ü r N auf

den N-freien Parzellen des „Ewigen Roggenbaues" von 31,4 kg/ha und 34,2 kg/ha. Die weitere Abstufung des N-Entzuges entsprechend der Düngung ist deutlich ausgeprägt und steigt bei der StNPK-Parzelle bis auf 63,3 kg/ha an. Die Dynamik des N-Entzuges läßt im Gegensatz zu den Mittelwerten den Einfluß der Düngung deutlicher hervortreten. Indessen zeigt der N-Entzug der ungedüngten Parzelle des Roggenfeldes keinesfalls eine fortlaufend abnehmende Tendenz. Mit Ausnahme der Periode 1925/29 ist hier die Abnahme relativ gering. Auf dem Kartoffelfeld ist dagegen auf der ungedüngten Parzelle ein weit rascheres Absinken zu beobachten. Der Entzug spielt sich dann, wahrscheinlich in Abhängigkeit von Standort und Feldfrucht, auf eine bestimmte Höhe ein, die über längere Zeit beibehalten wird. ANSORGE (1965) kommt bei den Untersuchungen am „Statischen Versuch" in Bad Lauchstädt zu ähnlichen Ergebnissen und spricht von einem Gleichstand der N-Nachlieferung. Während die NPK-Parzellen etwa gleichbleibende Entzugszahlen aufweisen, ist bei Stallmist und Stallmist + NPK-Düngung eine zunehmende Tendenz sichtbar, die auf eine erhöhte N-Nachlieferung infolge einer erhöhten C- und N-Akkumulation im Boden, zumindest auf den StNPK-Parzellen, schließen läßt. Für den ökonomischen Einsatz der Düngemittel ist noch deren Ausnutzung durch die Pflanze von Bedeutung. Bei der Berechnung wurde so verfahren, daß der

867

Albrecht-Thaer-Archiv, 11. Band, Heft 9, 1967

mittlere Entzug der N-freien Parzellen als die Menge angenommen wurde, die dem Boden oder anderen N-Quellen entstammt. Diese Menge wurde vor Berechnung des Ausnutzungsgrades vom Gesamtentzug abgezogen (Tab. 9). Entsprechend den unterschiedlichen Entzugszahlen ergibt sich auch eine unterschiedliche Effektivität der mineralischen Düngung auf den einzelnen Parzellen. Bei einer summarischen Betrachtung beträgt der Nutzeffekt des mineralischen Stickstoffes in Abhängigkeit von der Differenzdüngung und den angebauten FeldTabelle 9 Bemburger Dauerversuch, Ausnutzung des zugeführten mineralischen Stickstoffs durch die Pflanzen (Koggen, Korn + Stroh; Kartoffelknollen) Parzellen

N NP NK NPK NPK St StPK StNPK

N-Düngung kg/ha (Mittel)

Nährstoffentzug kg/ha (Mittel)

Von den entzogenen X-Ausnutzung in % Nährstoffen entstammen der Düngung* in kg/ha

Iloggen

Roggen

Kartoffeln

Roggen

Kartoffeln

Roggen

Kartoffeln

38,1 47,1 44,6 46,6 47,1

44,2 50,2 54,2 63,8 66,5

6,3 15,3 12,8 14,8 15,3

2,9 8,9 12,9 22,5 25,2

22 53 44 51 53

6 18 26 46 52

50,9 51,0

63,0 61,0

19,1 19,2

21,7 19,7

63,3

78,7

31,5

37,4

Kartoffeln

29,1

48,8

(NO,) (NH,)

(NH,) (NO,)

100 dt Stallmist 100 dt Stallmist 29,1 48,8 h 100 dt Stallmist

_

-

-

-

43**

32

* Wert ergibt sich aus Nährstoffentzug minus mittlerer Entzug der N-freien Parzellen (siehe Tab. 6 und 7) ** Berechnet nach Abzug des N aus Stallmist von 19,1 bzw. 21,7 kg

früchten 6—53%. Bei alleiniger N-Düngung zu den Kartoffeln sind es nur 6 % und bei Roggen 22%, wobei sich die Düngung vorwiegend auf den Strohertrag auswirkt. Auf den NPK-Parzellen beträgt die Ausnutzung 46—53%. In Verbindung mit Stallmist verabreicht, ist ein geringer Nutzeffekt, von der Ausnutzung durch die Pflanze her gesehen, vorhanden. Diese Aussage trifft jedoch nur bei Heranziehung der Durchschnittswerte zu. Aus der Dynamik des N-Entzuges wird dagegen deutlich, daß bei Stallmist + NPK-Düngung eine zunehmend bessere Verwertung des zugeführten mineralischen N durch die Pflanze eintritt. Zusammenfassung Nach 53jähriger Versuchsdauer ist eine deutliche Differenzierung der C- und N-Gehalte entsprechend der Düngung eingetreten. Für die C-Gehalte ergeben sich folgende Werte in % :

Roggen Kartoffeln

ohne N (Mittel)

NPK

Stallmist

Stallmist + N P K

1,14 1,09

1,26 1,18

1,60 1,40

1,78 1,62

868

WABERSICH, Der Bernburger Dauerdüngungsversuch, 2. Mitt.

Eine Humuskomplexanalyse auf dem Roggenfeld zeigt ein Zurückgehen des Fulvosäureanteils und eine Veränderung der qualitativen Zusammensetzung des Huminsäureanteils auf den Stallmistparzellen. Der N-Entzug auf den Parzellen ohne N beträgt im Mittel 31,8 kg/ha bei Roggen und 41,3 kg/ ha bei Kartoffeln. Die höchste Ausnutzung des mineralischen N durch die Pflanze erfolgt mit 46—53% bei einer NPK-Düngung. Die größten N-Vorräte sind bei einer Stallmist + NPKDüngung im Boden zu finden. Pe3K)Me paöoTti: EepnöyprcKHft ßjiHTejibHbiii meHHe: YrjiepoffHtie H a30THbie ycjiOBHH HA3BAHHE

OIMT

no yaoöpeHHio. BTopoe cooß-

riocjie 53-JieTHeli npo^ojimuTejibHOCTH onLiTa(MoiioityjiLTypa p>KH h KapTO(j>ejiH) npoHBHJiact tiCTKan flH^^epeHiinaiiHH coaepHtanHH yraepofla h a30Ta, cooTBeTCTByroman BapaaHTaM yp;o6eHHH. üopucHTHoe coflepmaHiie yrnepoaa cjiejjyjomee:

POJKI» Kapxo^ejib

Be3 a30Ta (cpenHHH)

NPK

HaB03

HaB03 + N P K

1,14 1,09

1,26 1,18

1,60 1,40

1,78 1,62

KoMnjieKCHbiii aHajiH3 ryMyca noqBH c pmaHoro BapnaHTa noKa3aji yMeHbmeHne coAepmaHMH (j)yjibB0KHCJi0T H H 3 M E H E H H E KaqecTBennoro cocTaBa ryMHHOBbix K H C J I O T Ha ji;ejiHHKax c HaB03HbiM yji;o6peHHeM. BbiHoc a30Ta Ha A E J I N N U A X 6e3 Y J J O Ö P E H H H A 3 0 T O M C O C T A B J I N E T B cpe«HeM 31,8 Kr/ra 3;JIH p>KH H 41,3 Kr/ra «JIH KapTOiJiejiH. HaiiSojibmee Hcn0Jib30BaHHe MHHepajibHoro a30Ta pacTeHHeM (Ha 46—53%) HaßjiioflaeTCH B BapnaHTe c Y A O ß P E M I E M N P K . Hanßojibuine 3anacbi N B n o ^ B E HaßjiiOÄalOTCH Ha B a p a a H T a x c Y A O ß P E H H E I U H A B 0 3 0 M + N P K . Summary Title of the paper: Long-term fertilization trial of Bernburg. 2nd communication: Carbon and nitrogen ratios Significant differentiation of carbon and nitrogen contents, according to fertilization, occurred after 53 years of testing (rye and potato monocultures). The following values, in per cent, were observed for carbon:

Rye Potatoes

no nitrogen (average)

nitrogenphosphoruspotassium

farmyard manure

farmyard manure plus nitrogen-phosphorus-potassium

1.14 1.09

1.26 1.18

1.60 1.40

1.78 1.62

A humus complex analysis applied to the rye field revealed for the farmyard manure plots some decline of fulvic acid percentages and some modification in the qualitative composition of humic acid percentages. Average nitrogen extraction on the no-nitrogen plots was 31.8 kg/ha for rye and 41.3 kg/ha for potatoes. Maximum mineral nitrogen conversion by the plant was between 46 and 53 per cent, on the basis of nitrogen-phosphorus-potassium fertilization. The highest nitrogen stocks in the soil were those found after farmyard manure plus nitrogen-phosphorus-potassium application.

Albrecht-Thaer-Archiv, 11. Band, Heft 9, 1957

869

Literatur ANSORGE, H . : Nährstoffaufnahme und Nährstoffbilanzen im „Statischen Düngungsversuch" Lauchstädt nach 60jähriger Versuchsdauer. 1. Mitt.: Stickstoff. Thaer-Arch. 9 (1965), S. 2 2 1 - 2 4 2 ANSORGE, H . : Untersuchungen über den Einfluß der unterschiedlichen Düngung auf die Böden des „Statischen Versuches" Lauchstädt. Z. landwirtsch. Versuchs- u. Untersuchungswes. 3 (1957), S. 4 9 9 - 5 3 2 KNICKMANN, E . : Methodenbuch. Bd. I : Die Untersuchung der Böden. 3. Aufl., RadebeulBerlin, Neumann-Verl., 1955 KONONOVA, M. M.; BELCIKOVA, N. P . : Uskorennye metody opredelenija sostava gumusa mineralnych poöv. (Vereinfachte Methode zur Bestimmung der Humusstoffgruppen von Mineralböden.) Pocvovedenie H . 10, 1961, S. 7 5 - 8 7 KRETSCHMER, H . : Humusuntersuchungen an Dauerdüngungsversuchen. (Beitrag zur Frage der Beeinflussung der organischen Substanz der Ackerkrume durch unterschiedliche Düngung.) Rostock, Diss. 1958 KRÜGER, W., und Mitarb.: Die Dauerversuche des Bernburger Versuchsfeldes. 1. Mitt. Landwirtsch. J b . 86 (1938), S. 6 0 5 - 6 2 3 M A R K G R A F , G . : Über Profilaufbau und Humuszusammensetzung der Schwarzerde in der Magdeburger Börde. Thaer-Arch. 8 (1964), S. 89—105 MROSE, H . : Ergebnisse von Spurenstoff-Bestimmungen im Niederschlag. Z. Meteorol. 15 (1961), S. 4 6 - 5 4 PONGMAREVA, V. V.: K metodike izuöenija sostava gumusa po scheme I. V. TJURINA. (Zur Methodik der Untersuchung der Zusammensetzung des Humus nach einem Verfahren von I . W . TJURIN.) P o ö v o v e d e n i e 1957, H . 8, S. 6 6 - 7 1 S C H E I T E R , F . ; T O R N A U , O . : Lehrbuch des Ackerbaues. Berlin-Hamburg, Verl. P. Parey, 1959 SCHMALFUSS, K . : Siebzig Jahre „Ewiger Roggenbau". Kühn-Arch. 63 (1950), S. 1 — 14 SIMAKOV, V. N.: Primenenie fenilantranilovoj kisloty pri opredelenii gumusa po metodu I. W. TJURINA. (Die Verwendung von Phenylantranilsäure bei der Humusbestimmung nach I. W. TJURIN.) Poövovedenie 1957, H . 8, S. 7 2 - 7 3 WABERSICH, R . : Der Bernburger Dauerdüngungsversuch. 1. Mitt.: Die Ertragsentwicklung. ROEMER, TH. ;

Thaer-Arch. 11 (1967), S. 6 6 1 - 6 7 3 0 . V.: Versuchsunterlagen über den Bernburger Dauerversuch aus dem Archiv des Institutes f ü r Pflanzenzüchtung Bernburg der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften

Anschrift des Verfassers Dr. agr. habil. RUDOLF WABEKSICH Hochschule für Landwirtschaft und Nahrungsgüterwirtschaft Bernburg Lehrstuhl: Leitung und Ökonomik der Zweige der Nahrungsgüterwirtschaft Fachabt.: Reproduktion des Bodens 4351 Bernburg, Theodor-Roemer-Straße

871 Aus dem ehemaligen Institut für Acker- und Pflanzenbau der Hochschule für Landwirtschaft Bernburg

RUDOLF

WABEESICH

Der Bernburger Dauerdüngungsversuch 3. Mitteilung: Die Sorptions- und Nährstoffverhältnisse Eingegangen: 22. 2. 1967

Die beiden vorangegangenen B e r i c h t e über den B e r n b u r g e r Dauerdüngungs versuch befaßten sich mit der Ertragsentwicklung sowie den Kohlenstoff- und Stickstoffverhältnissen. In der nun folgenden letzten Mitteilung soll der Einfluß der Düngung auf die Sorption und den Nährstoffentzug sowie die Veränderungen im Nährstoffgehalt des Bodens, insbesondere bei Phosphorsäure und Kali, dargestellt werden. Ü b e r die Versuchsanlage wurde eingehend in der 1. Mitteilung berichtet (WABEESICH, 1 9 6 7 a ) .

1.

P r o b e n a h m e und Methodik

Die in diesem Bericht dargestellten Ergebnisse beziehen sich auf Untersuchungen an Bodenproben (Ackerkrume 0—25 cm, Unterboden 25—50 cm und Profilproben), die nach Abschluß des Versuches 1962 entnommen wurden. Bei den einzelnen dargestellten Untersuchungsgängen wurden folgende Methoden angewendet: Umtauschkapazität (UK): Bestimmung mit MB-Methode in einer 0,6%igen, gepufferten Methylenblaulösung (PETER U. MARKERT, 1961). Die auf diese Weise erhaltenen Werte werden mit U K (MB) bezeichnet. Der Anteil d e r U K (MB) der organischen Substanz ergibt sich aus der Differenz zwischen der U K (MB) des Gesamtbodens und der U K (MB) des mit Wasserstoffperoxid behandelten Bodens (in Anlehnung an die UK-Bestimmung der organischen Substanz nach SCHACHTSCHABEL; zit. in KNICKMANN, 1955). Ferner wurde die U K des Gesamtbodens nach MEHLICH, modifiziert von SCHACHTSCHABEL (zit. in KNICKMANN, 1955), bestimmt. Bodenreaktion: pH-Werte in KCl mit Chinhydronelektrode. Laktatlösliche Nährstoffe: Bestimmung nach E G N E R - R I E H M . Mg-Gehalt: Extraktion nach SCHACHTSCHABEL und I S E R M E Y E R , Mg-Bestimmung mit Titangelb, methodisch verändert nach SCHILLING (zit. in BERGMANN U. Mitarb., 1 9 6 2 ) . B-Gehalt: Heißwasserextraktion nach B E R G E R und TRUOG, Bestimmung nach Methode OELSCHLÄGER (zit. in BERGMANN U. Mitarb., 1 9 6 2 ) . Mn-Gehalt: Sulfitextraktion nach SCHACHTSCHABEL, Mn-Bestimmung mit Permanganatmethode (zit. in BERGMANN u. Mitarb., 1 9 6 2 ) . Austauschbares Kalium: Extraktion mit n-NH 4 -Acetat nach 2stündigem Schütteln (KOLTERMANN u . TRUOG, 1 9 5 3 ) .

Lösliches Kalium in 0,1 n HCl: Extraktion mit 0,1 n HCl-Lösung 20 Stunden bei Zimmertemperatur und einem Verhältnis von Boden zu Lösungsmittel = 1:10 (nach Angaben von SCHACHTSCHABEL, 1961a).

Nachlieferbares Kalium: Bestimmung nach SCHACHTSCHABEL (1961a) mit n HCl bei 50°C, abzüglich Laktat-K.

872

WABERSICH, Der Bernburger Dauerdüngungsversuch, 3. Mitt.

Zwischenschichtkalium: Bestimmung nach K O L T E R M A N N und T R U O G ( 1 9 5 3 ) durch Glühen des NH4-gesättigten Bodens bei 500 CC, nach vorheriger Extraktion des austauschbaren Kaliums. Der Anteil des Zwischenschichtkaliums wird aus der nach der 2. Erhitzung extrahierbaren Kaliummenge (X 2 -Wert) berechnet.

2.

Die Sorptionsverhältnisse

Die unterschiedliche Düngung, insbesondere mit Stallmist, führte, wie bereits mitgeteilt wurde (WABEBSICH, 1967 b), zu höheren C-Gehalten und ließ eine Veränderung der Umtauschkapazität erwarten. Nach einigen orientierenden Vorversuchen mit verschiedenen Methoden der UK-Bestimmung erwies sich die MB-Methode als am brauchbarsten, um die hohe Probenanzahl bei der Untersuchung der Sorptionskapazität zu bewältigen. Tabelle 1 B e r n b u r g e r Dauerversuch (Roggen), Sorptionsverhältnisse Parzelle

Org. Subst.

U K ( M B ) in m v a l / 1 0 0 g B o d e n

= C. 1 , 7 2 4 %

Gesamtboden

H202-Boden

Org. S u b s t .

u PK

1,93

17,3

13,7

2,00

13,7

3,6 3,4

N NPK

2,03 2,17

17,1 17,4 17,0

13,7 13,4

3,7 3,6

St

2,76

StNPK

3,07

17,3 17,4

13,3 12,9

4,0 4,5

U K ( M B ) Org.

U K ( M B ) mval/

Subst. %

100 g Org. Subst.

21 20 21

187 170 182

21

166

23 26

147

145

Tabelle 2 Bernburger Dauerversuch (Kartoffeln), Sorptionsverhältnisse Parzelle

U PK N NPK St StNPK

U K ( M B ) Org.

U K ( M B ) mval/

C. 1 , 7 2 4 %

Org. S u b s t .

Gesamtboden

H.Oj-Boden

Org. S u b s t .

Subst. %

100 g Org. Subst.

1,86 1,95

16,5 16,4

13,3

3,2

19

172

1,98

17,1 16,5

13,3 13,5

3,1 3,6

19 21

160 182

13,0

3,5

22

172

17,2

12,9 12,6

25 26

178

17,0

4,3 4,4

2,03 2,41 2,79

=

U K ( M B ) in m v a l / 1 0 0 g B o d e n

158

Die auf Grund des höheren Humusgehaltes der mit Stallmist gedüngten Parzellen erwarteten höheren UK-Werte sind nicht aufgetreten (Tab. 1 u. 2). 1 Unterschiede ergeben sich erst bei der Aufgliederung der Gesamt-UK in den anorganischen (H 2 0 2 -Boden) und organischen Anteil, wobei die prozentuale Erhöhung des organischen Anteils deutlich sichtbar wird. Die annähernd gleichen Werte des mit H 2 0 2 behandelten Bodens lassen darauf schließen, daß keine Unterschiede in der Menge und Zusammensetzung der Tonminerale vorhanden sind. ' Die Messung aller P r o b e n erfolgte freundlicherweise durch F r a u D r . habil. S. MARKERT persönlich ( I n s t i t u t für Mineraldüngung Leipzig der D A L ) . V f . m ö c h t e sich auch an dieser Stelle recht herzlich bedanken

873

Albrecht-Thaer-Archiv, 11. Band, Heft 9, 1967

Die Befunde der Profilproben decken sich größtenteils mit den Ergebnissen der Krumenmischproben, so daß hier nur die Gesamt-UK einiger Profile dargestellt werden soll (Tab. 3). Tabelle 3 Bernburger Dauerversuch (Roggen), U K (MB) einzelner Profile in m v a l / 1 0 0 g Boden Horizonte

IT

PK

N

NPK

St

StNPK

Ap Ah, Ah, Ah s /C

17,0 16,9

17,0 17,2

17,4

16,6

17,1

17,0

14,9

15,2

9,2

9,8

13,7 8,9

9,8

17,4 17,0 15,8 12,7 9,0

17,2 16,9 16,0 14,6 9,8

C

14,5

Die Gesamt-UK des Bodens nimmt in den untersuchten Profilen nicht gleichmäßig von oben nach unten ab, sondern bleibt trotz Abnahme des C-Gehaltes im Ah2-Horizont (WABERSICH, 1967b) etwa auf gleicher Höhe; ein Zeichen, daß keine absolute Korrelation zwischen C- und UK-Wert besteht. In den tieferen Bodenhorizonten Ah s bis C nimmt die U K des Gesamtbodens ab und erreicht im CHorizont Werte, die etwa 50—60% der Werte im Ap-Horizont betragen. Die tieferen Sorptionswerte im C-Horizont erklären sich, abgesehen von den geringeren Mengen an Tonmineralen und Humus auch damit, daß mehr CaC0 3 eingewogen wurde, das keine Sorption zeigt (vgl. ULRICH, 1953). Die Sorptionswerte nach M E H L I C H aus Vergleichsuntersuchungen liegen in der Regel etwas höher als die MB-Werte (Tab. 4). Ansonsten ist aus den M-Werten keine andere Tendenz ablesbar; lediglich auf den Stallmistparzellen deutet sich eine geringe Erhöhung der Sorptionskapazität an. Tabelle 4 Vergleich der U K - W e r t e nach MEHLICH (M) und PETER-MARKERT (MB) in mval/100 g Boden UK-Best. Roggen '

IT M

PK

N

NPK

St

StNPK

17,7 17,4

17,8 17,0

18,6

16,5 17,1

17,7 16,5

18,6 17,2

19,7 17,4 18,6

17,7

18,2

MB Kartoffeln M

17,3 18,3

17,1 17,1

MB

16,5

16,4

17,3

17,0

Aus den dargestellten Ergebnissen ist ersichtlich, daß die Düngung keinen Einfluß auf die absolute Höhe der Sorption auf den beiden Feldern (Roggen und Kartoffeln) ausgeübt hat. Die auftretenden Unterschiede zwischen den beiden Feldfrüchten, wie auch den einzelnen Düngungsparzellen, müssen als methodisch bedingt angesehen werden, worauf auch von anderer Seite verwiesen wird (HEHSTONEK, 1960). Zumindest kann festgestellt werden, daß mit den benutzten Methoden ein sicherer Nachweis der Erhöhung der Gesamtsorption durch die Stallmistdüngung nicht möglich ist.

874

WABERSICH, Der Bernburger Dauerdüngungsversuch, 3. Mitt.

Der höhere Anteil der organischen Substanz an der Gesamt-UK des Bodens kann erst nach der Behandlung des Bodens mit H 2 0 2 sichtbar gemacht werden. Selbst wenn, wie von verschiedenen Seiten betont wird ( S C H O E N , 1953; R E I C H E N B A C H , 1957; SCHACHTSCHABEL, 1961b), durch die H 2 0 2 -Behandlung keine vollständige Zerstörung der organischen Substanz erfolgt, geht eindeutig der höhere Anteil der U K der organischen Substanz bei den Stallmistparzellen mit 23 bzw. 2 6 % gegen 2 0 - 2 1 % bei Roggen und mit 25 bzw. 26% gegen 1 9 - 2 2 % bei Kartoffeln hervor. Untersuchungen ähnlicher Art auf vergleichbaren Standorten ergaben recht unterschiedliche Ergebnisse. Während von SCHACHTSCHABEL ( 1 9 4 2 ) , D H E I N U. M E R T E N S ( 1 9 5 6 ) sowie R Ü T H E R ( 1 9 6 3 ) keine Erhöhung der Sorptionskapazität durch Stallmist festgestellt wurde, deuten sich nach Untersuchungen von K R E T S C H MER ( 1 9 5 8 ) höhere UK-Werte auf den Stallmistparzellen des „Ewigen Roggenbaues" in Halle und des „Statischen Versuches" in Bad Lauchstädt an. 3.

Der Entzug an Phosphorsäure und Kalium sowie der Nährstoffgehalt im Boden

Aus dem Mittel der Analysen auf P 2 0 5 - und K 2 0-Gehalt wurde der Gesamtentzug f ü r die 49 Ernten aus den wasserfreien Erträgen berechnet (Tab. 5 u. 6). Bei Roggen beziehen sich die Analysen auf Korn und Stroh, bei Kartoffeln auf die Knollen. Die durchschnittlichen Gehalte an P 2 0 5 und K 2 0 lassen deutlich den Einfluß der differenzierten Düngung erkennen. Die P- und K-freien Parzellen weisen jeweils die niedrigsten Werte auf. Der Entzug an P 2 0 5 beträgt im Mittel der Parzellen ohne Phosphorsäuredüngung bei Roggen 17,0, bei Kartoffeln 12,4 kg/ha, der Entzug an K 2 0 der entsprechenden Parzellen 42,1 bzw. 49,5 kg/ha. Der erhebliche Unterschied der mit N 0 3 - N gedüngten Kartoffelparzelle von 0,525% P 2 0 5 gegenüber der mit N H r N gedüngten Parzelle von 0,445% kann nicht gedeutet werden. Der relativ hohe K 2 0 - W e r t der U-Kartoffelparzelle k o m m t durch hohe Gehalte der Knollen in den ersten Versuchsjahren zustande. Auf die möglichen Ursachen wurde bereits verwiesen (WABERSICH, 1967a). Die ermittelten pH-Werte, P 2 0 5 -, K 2 0 - und Mg-Gehalte sowie die B- und MnGehalte ergeben sich aus Tab. 7 u n d 8. Die pH-Werte liegen im Neutralbereich und lassen keine Veränderungen erkennen. Die Anwendung des physiologisch sauren Ammoniumsulfates bei den Kartoffeln hat somit keine Auswirkung auf den pH-Wert des Bodens gezeigt. I n den pflanzenaufnehmbaren Nährstoffen, P 2 0 5 und K 2 0 , spiegelt sich die unterschiedliche Düngung recht eindeutig wider. Die Stallmistparzellen weisen recht hohe K ä O-Gehalte auf. Nährstoffanalysen des zugeführten Stallmistes liegen nicht vor. Überschlägig kann eine Zufuhr von 25 kg/ha P 2 0 5 und 60 kg/ha K 2 0 im Stallmist pro J a h r angenommen werden. Offenbar bleibt ein größerer Anteil der zugeführten P 2 0 5 - und K 2 0-Mengen im Boden der Stallmistparzellen pflanzen verfügbar als bei reiner Mineraldüngung. Durch den Stallmist wird auch der Gehalt an verfügbarem Magnesium etwas erhöht.

875

Albrecht-Thaer-Archiv, 11. Band, H e f t 9. 1967 Tabelle 5 Bernburger Dauerversuch (Roggen), Gehalt a n P 2 0 6 , K 2 0 und Nährstoffentzug Parzelle

u p K PK X NP NK NPK (N0 3 ) NPK (NH S )

Ertrag wasserfrei (49 Ernten) dt/ha

Gehalt in der TM in % (Durchschn. 31 — 35 Jahre) !',(), K20

Korn Stroh Korn Stroh Korn Stroh Korn Stroh

736 1461 796 1526 719 1427 770 1559

0,788 0,180 0,853 0,240 0,782 0,159 0,853 0,263

0,695 0,945 0,718 0,933 0,705 1,040 0,718 1,079

11,8 5,4 13,9 7,5 11,5 4,6 13,4 8,4

10,5 28,2 11,7 29,1 10,4 30,3 11,3 34,3

Korn Stroh Korn Stroh Korn Stroh Korn Stroh Korn Stroh

719» 1575* 1059 1992 932" 1836** 1084 2073 1082 2043

0,694 0,126 0,809 0,184 0,736 0,142 0,833 0,205 0,844 0,223

0,664 0,870 0,694 0,850 0,693 1,188 0,703 1,119 0,708 1,131

10,6 4,2 17,5 7,5 14,3 5,4 18,4 8,7 18,6 9,3

10,2 29,2 15,0 34,6 13,5 45,4 15,6 47,3 15,6 47,2

1088 2080 1094 2051 1212 2281

0,808 0,191 0,864 0,258 0,852 0,228

0,702 1,181 0,718 1,283 0,709 1.359

17,9 8,1 19,3 10,8 21,1 10,6

15,6 50,1 16,0 53,7 17,5 63,3

St

Korn Stroh StPK Korn Stroh StNPK Korn Stroh

* Ergebnis von 47 Ernten

Durchschn. jährl. Nährstoffentzug in kg/ha Pa05 K20

** Ergebnis von 48 Ernten

Tabelle 6 Bernburger Dauerversuch (Kartoffeln), Gehalt an i\Os> K 2 0 und Nährstoffentzug Parzelle

Gesamtertrag

Gehalt in der TM in %

Durchschn. jährl. Nährstoff-

wasserfrei

(Durchschn. 35 Jahre)

entzug in kg/ha

dt/h«)

P205

K20

P2OS

KZO

U P K PK

1274 1198 1392 1630

0,434 0,519 0,415 0,476

2,198 1,896 2,315 2,374

11,3 12,7 11,8 15,8

57,1 46,4 65,8 79,0

X NP NK NPK(NH3) NPK(NOs)

1281 1432 1832 2243 2316

0,455 0,538 0,387 0,445 0,525

1,894 1,800 2,306 2,271 2,241

11,9 15,7 14,5 20,4 24,8

49,5 52,6 86,2 104,0 105,9

St StPK StNPK

2167 2315 2639

0,438 0,473 0,494

2,240 2,496 2,544

19,4 22,4 26,6

99,1 117,9 137,0

876

WABERSICH, Der Bernburger Dauerdüngungsversuch, 3. Mitt. Tabelle 7 Bernburger Dauerversuch (Koggen), Nährstoffverhältnisse 1962 Parzelle

pH

I',0, K20 Mg mg/100 g Boden

Parzelle

pH

P,0S Ka0 Mg mg/100 g Boden

Unterboden (25 — 50 cm)

Krume (0 — 25 cm) u p K PK

7,2 7,1 7,2 7,1

9 25 4 32

8 7 16 13

11,9 11,3 12,5 11,9

U P K PK

7,2 7,2 7,3 7,0

7 10 1 15

5 6 11 7

11,9 11,9 13,5 11,9

N NP NK NPK(NO a ) NPK(NH S )

7,3 7,2 7,1 7,2 7,0

5 25 7 21 27

5 5 15 14 16

11,6 11,6 12,5 12,2 12,5

N NP NK NPK(NOj) NPK(NH,)

7,3 7,3 7,3 7,2 7,2

3 10 4 13 13

2 4 5 6 7

12,8 12,2 13,2 12,5 12,8

St StPK StNPK

7,3 7,2 7,3

21 >40 >40

34 58 60

13,8 13,8 13,8

St StPK StNPK

7,3 7,3 7,3

9 28 40

15 34 45

14,4 13,8 12,8

Tabelle 8 Bernburger Dauerversuch (Kartoffeln), Nährstoffverhältnisse 1962 Parzelle

pH

P,0, K,0 Mg mg/100 g Boden

Bor ppm

Mangan ppm

Parzelle

Krume (0 — 25 cm)

pH

J ' , 0 , K , 0 Mg mg/100 g Boden

Unterboden (25 — 50 cm)

U P K PK

7,5 7,3 7,4 7,3

16 >40 23 >40

20 12 26 28

10,4 13,2 13,8 12,9

1,98 2,17 2,15 2,00

38 64 57 58

U P K PK

7,5 7,2 7,2 7,4

4 10 5 9

1 2 6 4

12,5 11,2 10,5 12,5

X NP NK NPK(NH 3 ) NPK(NOa)

7,4 7,2 7,4 7,3 7,4

14 36 16 40 40

11 7 24 24 21

12,9 12,9 12,3 11,7 10,7

1,79 1,93 2,09 1,71 1,73

77 74 65 69 55

N NP NK NPK(NH 3 ) NPK(N0 3 )

7,3 7,1 7,4 7,4 7,5

5 16 3 6 11

2 3 4 2 4

11,2 12,0 11,8 10,5 12,7

St StPK StNPK

7,4 7,3 7,1

36 >40 >40

28 49 56

14,2 12,9 14,2

1,74 2,11 1,99

48 60 81

St StPK StNPK

7,4 7,3 7,0

15 21 32

9 17 23

12,3 12,3 12,6

Die pH-Werte des Unterbodens bewegen sich im gleichen Bereich wie in der Ackerkrume. Ebenso tritt auch die Differenzierung der Nährstoffgehalte bei P 2 0 5 und K 2 0 auf. Demnach hat eine Verlagerung beider Nährstoffe stattgefunden. Besonders stark ist die Anreicherung im Unterboden der S t P K - und S t N P K Parzelle. Zu ähnlichen Ergebnissen führten auch die Profiluntersuchungen von R I E H M (1942) an den Böden des „Ewigen Roggenbaues". Auffallend sind noch die hohen P 2 0 5 -Werte der mit Phosphorsäure gedüngten Parzellen; ein Zeichen, daß die jährlich zugeführte P 2 0 5 -Menge von durchschnittlich 71,2 kg ausgereicht hat, um den Phosphorsäureentzug zu decken, und zu einer Anreicherung mit Phosphorsäure geführt hat.

Albrecht-Thaer-Archiv, 11. Band, Heft 9. 1967

877

Ebenso weisen auch die nicht mit P 2 0 5 gedüngten Parzellen noch relativ hohe Werte auf. Die Verarmung an P 2 0 5 und K 2 0 auf dem Kartoffelfeld ist jedoch weit geringer als auf den vergleichbaren Teilstücken des Roggenfeldes. Als Ursache dafür könnte angeführt werden, daß die bilanzierte Nachlieferung an P 2 0 5 und K 2 0 aus dem Boden der Kartoffelparzellen im Mittel mit 9,5 und 35,2 kg geringer war als auf den Roggenteilstücken mit 15,7 und 41,0 kg. Dabei wurde unterstellt, daß durch das Roggensaatgut 1,3 kg P 2 0 6 und 1,1 kg K 2 0 und durch das Kartoffelpflanzgut 2,9 kg P 2 0 5 und 14,3 kg K 2 0/ha/Jahr dem Boden zugeführt wurden. Der Gehalt an Bor auf den Kartoffelparzellen liegt bei etwa 2,0 ppm, ohne daß eine bestimmte Tendenz auf den einzelnen Parzellen zu beobachten wäre. Gleiches gilt auch für die Mn-Werte (38—81 ppm). Die Böden sind damit mit Bor gut versorgt ( > 0,60 ppm), während sich bei Mangan bereits eine gewisse Verarmung bemerkbar macht (Grenzwerte bei pH 7 = 70 ppm; B E R G M A N N U. Mitarb., 1962). Auf eine Darstellung der Analysen der Profilproben der einzelnen Parzellen des Roggen- und Kartoffelfeldes kann verzichtet werden, da sich aus diesen Untersuchungen keine neuen Aspekte ergeben haben. 4.

Vergleich der Kaliumverfügbarkeit

Die Schwierigkeiten einer exakten Bilanz über den Verbleib des Kaliums im Boden sind bekannt und wurden erst in letzter Zeit durch S C H A C H T S C H A B E L (1963) dargestellt. Die fehlenden Anfangs werte lassen auch für die Böden des „Bernburger Dauerversuches" keine absoluten Angaben zu. Die Lößböden sind auf Grund ihres hohen Ulitanteils sowohl für eine starke Nachlieferung an Kalium als auch Kaliumfixierung bekannt. Aus früheren Untersuchungen von S C H A C H T S C H A B E L (1937) an Böden aus Bernburg ist zu entnehmen, daß ein hoher Anteil an illitischen Tonmineralien vorhanden ist und somit eine entsprechende Kaliumfixierung erwartet werden kann. Da ein absoluter Vergleich der Böden hinsichtlich des Kaliumhaushaltes nicht möglich ist, können die einzelnen Parzellen nur über die durch unterschiedliche Extraktionsmethoden erhaltenen Kaliwerte charakterisiert werden. Die Werte für das austauschbare Kalium und im Auszug mit 0,1 n HCl (Tab. 9 u. 10) liegen mit Ausnahme der Stallmistparzellen etwa um das Doppelte höher als das laktatlösliche Kalium. Die niedrigsten Werte für das nachlieferbare Kalium ergeben sich auf den N- und NP-Parzellen. Auf dem Kartoffelfeld könnte das durch den höheren Kalientzug gegenüber dem nur mit Phosphorsäure gedüngten Teilstück erklärt werden. (Die U-Parzelle muß als Ausnahme gewertet werden.) Auf dem Roggenfeld dagegen zeigt nur die NP-, nicht aber die N-Parzelle einen höheren Entzug gegenüber den beiden anderen Kalimangelteilstücken. Auch in den anderen Analysenergebnissen spiegelt sich nur die Differenzdüngung mit oder ohne Kali wider, nicht jedoch der unterschiedliche Kalientzug durch die Ernteprodukte. Die höchsten Werte sind auf den StPK- und StNPK-Parzellen zu finden. Aus den Zahlen für das Zwischenschichtkalium geht hervor, daß auf den kalifreien Kartoffelteilstücken der Mittelwert höher ist als auf den gleichen Parzellen

878

WABERSICH, Der Bernburger Dauerdiingungsversuch, 3. Mitt. Tabelle 9 Bernburger Dauerversuch (Roggen), Kaliumverfügbarkeit in mg K , 0 / 1 0 0 g Boden (Ackerkrume 0 — 25 cm) Parzelle

TJ P N NP

Laktatl.

Austauschb.

0,1 n HCl-

Xachliefer-

Kalium

Kalium

lösliches

bares

schicht-

Kalium

Kalium

Kalium

18 16 15 17

!9 19 16 16

106 109 99 < 1 0 3 > 97

415 405 415 413

31

118 117 111(116) 116 116

441 430 462 (435) 421 422

118 130 128

413 475 475

8 7 ,. ( 6 ) * 5 5

K PK NK NPK(NOa) NPK(NHj)

16 13 15 (15) 14 16

30 24 30 (28) 26 30

27 27 (28) 27 29

St StPK StNPK

34 58 60

55 87 83

84 87

54

Zwischen-

^

* Mittelwerte

Tabelle 10 Bernburger Dauerversuch (Kartoffeln), Kaliumverfügbarkeit in mg K a 0 / 1 0 0 g Boden (Ackerkrume 0 - 25 cm) Parzelle

Laktatl.

Austauschb.

0,1 n HC1-

Nachliefer-

Zwischcn-

Kalium

Kalium

lüsliches

bares

schicht-

Kalium

Kalium

Kalium

34 22 (24) 22 18

27 22 (23) 21 21

134 114(108) 104 105

445 442 (427) 405 435

u* P X XP

20 . 12 ( 1 0 ) * * 11

K PK NK XPKiXH,) XPK(NO,)

26 28 (25) 24 24 21

37 44 (39) 39 3!) 35

44 47 (43) 42 42 42

127 141 (131) 122 127 139

435 459 (443) 446 435 442

st StPK StNPK

28 49 56

44 73 72

43 69 69

136 154 148

475 523 469

7

* Die relativ hohen Werte dieser Parzelle können im einzelnen nicht erklärt werden. Eine mögliche Ursache wurde in der 1. Mitteilung angedeutet, in Mittelwerten nicht enthalten * * Mittelwerte

des Roggenfeldes. Hier könnte wieder die unterschiedliche Kalinachlieferung als Ursache angeführt werden. Die im Mittel höheren Werte der K-Parzellen auf dem Kartoffelfeld sind durch die stärkere Düngung mit Kali zu erklären. Die Laktatwerte sind entsprechend den im Mittel jährüch zugeführten Kalimengen von 72,5 kg/ha bei Roggen und von 123,8 kg/ha bei Kartoffeln als zu niedrig an-

Albrecht-Thaer-Archiv, 11. Band, Heft 9, 1967

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zusehen. Die Werte sind kein Spiegelbild der Differenzen aus Kaliumzufuhr und -entzug auf diesem Standort. Auf diese Tatsache wurde schon von mehreren Seiten hingewiesen (siehe insbesondere ZEHLER, 1959, dort auch weitere Literaturangaben). Eine bessere Charakterisierung der Kaliumverfügbarkeit ist über das austauschbare Kalium möglich. F a s t gleichhohe Werte liefert der Auszug mit 0,1 n HCl, so daß sich mit dieser recht einfachen Methode eine bessere Übereinstimmung zwischen nach der Düngung erwarteten und gefundenen K 2 0-Gehalten ergibt. Mit dieser Methode wird in den Niederlanden der Kaliumversorgungsgrad mit gutem Erfolg bestimmt (SCHACHTSCHABEL, 1961a). Der Verbleib des Düngerkaliums auf den einzelnen Parzellen läßt sich mit Hilfe der Bestimmung des nachlieferbaren und des Zwischenschichtkaliums nicht erklären. So ergibt sich im Mittel zwischen den Parzellen ohne Kalidüngung und mit Kalidüngung auf dem Roggenfeld eine Differenz von 23 mg an Zwischenschichtkalium. Das entspricht einer Menge von 690 kg K 2 0 / h a und damit einer jährlichen Verminderung auf den kalifreien Teilstücken um 13 kg/ha. Auf dem Kartoffelfeld ist die Differenz noch weit geringer. Selbst bei der Unterstellung, daß auch aus tieferen nicht erfaßten Bodenschichten Kali nachgeliefert wurde, entsprechen die Zahlen nicht dem tatsächlichen Kalientzug. Die hohen Werte auf den StPK- u n d StNPK-Parzellen lassen auf eine verstärkte Kaliumfixierung schließen, obwohl noch eine beachtliche Menge an pflanzenverfügbarem Kali vorhanden ist. Die Aussagefähigkeit der Werte f ü r das nachlieferbare Kalium und das Zwischenschichtkalium sind nicht geklärt (SCHACHTSCHABEL, 1961a; R E I C H E N B A C H , 1957), so daß sich daraus nur Hinweise über mögliche Kalireserven ableiten lassen. F ü r die nur mit mineralischem Kali gedüngten Parzellen ließe sich f ü r die Schicht von 0—25 cm eine Menge von 132 d t K 2 0 / h a berechnen. F ü r die vergleichbaren Parzellen des Göttinger „E-Feldes" gibt R E I C H E N B A C H 145 d t K 2 0 / h a an. Die Nachlieferung an Kalium hängt neben dem Gehalt besonders auch von der Nachlieferungsintensität ab. D a f ü r ein Maß zu finden, ist besonders schwierig. I n unserem Falle wäre eine Abschätzung dieses Wertes aus den kalifreien Parzellen möglich und ergibt im Mittel auf den Roggenparzellen 41,0 k g / h a / J a h r 2 und auf den Kartoffelparzellen 32,2 kg/ha/Jahr 3 . Unterstellt man, daß sich der K 2 0 - E n t z u g auf die Bodenschicht von 0 —50 cm beschränkt, so ergäbe sich ein Nachlieferungsvermögen pro J a h r von 0,5 —0,6 mg K 2 0 / 1 0 0 g Boden. Zusammenfassung Die UK des Gesamtbodens wird durch den Anbau der verschiedenen Feldfrüchte sowie die unterschiedliche Düngung nicht oder nur unbedeutend beeinflußt. Relationen zwischen Gesamt-C-Gehalt, der Kalidüngung und der UK des Gesamtbodens konnten nicht nachgewiesen werden. Durch die Ernteprodukte werden im Mittel pro ha und Jahr bei Roggen 17,0 kg P 2 0 5 und 42,1 kg K 2 0 , bei Kartoffeln 12,4 kg P 2 0 5 und 49,5 kg K 2 0 entzogen. 2

Wert ergibt sich aus Entzug abzüglich K,() im Saatgut

3

Wert ergibt sich aus Entzug abzüglich K , 0 im Pflanzgut ohne Berücksichtigung der U-Parzelle

60

Albrecht-Thaer-Archiv, 11. Band, Heft 9,1967

880

WABERSICH,

Der Bernburger Dauerdüngungsversuch, 3. .Mitt.

Die unterschiedliche Düngung führt zu einer deutlichen Differenzierung der Nährstoffgehalte im Boden, wobei die mit Stallmist gedüngten Parzellen die höchsten Mengen an pflanzenverfügbaren Nährstoffen aufweisen. Die Kaliumverfügbarkeit wird über die durch unterschiedliche Extraktionsmethoden erhaltenen Kaliwerte charakterisiert. Die Nachlieferungsintensität für Kali konnte mit 0,5—0,6 mg K20/100 g Boden (pro Jahr) berechnet werden. Pe3K>Me HaaBamie paßoTti: EepußyprcKHti HmiTejibHuit ontiT no ysoSpenmo. TpeTbe cooßmeiiHe: YCJIOBHH copßijHH H niiTaTejibHbie BEMECTBA Bo3j],ejiHBaHHe pa3jiHHHux ityjibTyp (MoiioKynbTypa p » n H KapTo^enH) H paajmquoe YFLOSPEHHE He OKA3TIBAIOT BJIHHHHH HA eMKocTb n o r j i o m e H H H HJIH STO BJIHHHHG o i e u b HESHAMMTEJIBNOE. CooTHomeHHfi Mewp,y OÖIIJHM COSEPJKAHHEM C , y j i o ö p e H H e M K

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Summary Title of the paper: Long-term fertilization trial of Bernburg. 3rd communication: Sorption and nutrient ratios No relationships were established between the various field crops (rye and potato monoculture), the carbon total, potassium fertilization, and the exchange capacity of the soil. The following substance quantities were extracted by the harvested crops on an average per hectare and annum: 17.0 kg P 2 0 5 and 42.1 kg K 2 0 with rye, 12.4 kg P 2 0 5 and 49.5 kg K 2 0 with potatoes. Differentiated fertilization resulted in significant differentiations of soil nutrient amounts, with the highest quantities of plant-available nutrients being found in the farmyard-manured plots. Potassium availability was characterized through the potassium values achieved by different extraction methods. The intensity of annual potassium substitution was calculated to be 0.5—0.6 mg K20/100 g of soil (per annum).

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Anschrift des Verfassers Dr. agr. habil. HTJDOLF WABERSICH Hochschule ftir Landwirtschaft und Nahrungsgilterwirtschaft B e r n b u r g L e h r s t u h l : L e i t u n g und Ökonomik der Zweige der Nahrungsgüterwirtschaft F a c h a b t . : R e p r o d u k t i o n des B o d e n s 4351 B e r n b u r g , T h e o d o r - I t o e m c r - S t r a ß c

00*

883 Aus dem Institut für Kübenforsehung Kleinwanzleben der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin

KÜBT

WIESNEK

Die Unkrautflora in Beta-Rüben-Beständen der Börde und einiger anderer Standorte Eingegangen: 1. 3. 1967

1.

Einleitung

I n den letzten beiden Jahrzehnten hat das Interesse an der Unkrautflora unserer Kulturpflanzenbestände neben rein botanischen oder pflanzen soziologischen Gesichtspunkten immer mehr praktische Aspekte bekommen. Dies ist bedingt durch den zunehmenden Einsatz chemischer Substanzen zur Unkrautbekämpfung im Ackerbau. Sie alle zeichnen sich durch eine mehr oder weniger große Selektivit ä t gegenüber den Unkrautarten aus. Die Kenntnis über die artenmäßige Zusammensetzung der Unkrautflora und die Häufigkeit der einzelnen Arten ist daher sowohl f ü r die Pflanzenschutzmittelindustrie als auch für den Landwirt von Wichtigkeit. U m entsprechende Unterlagen für den zunehmenden Einsatz von Herbiziden im Beta-Rüben- Anbau zu gewinnen, wurden in mehreren J a h r e n in verschiedenen Futter- und Zuckerrübenfeldern der Börde und einiger anderer Standorte die Unkrautarten u n d die Häufigkeit ihres Vorkommens ermittelt. 2.

Methodik

Die Unkräuter wurden einmal unmittelbar vor dem Vereinzeln je nach Jahr und Schlag zwischen Mitte Mai und Ende Juni (Frühverunkrautung), zum anderen vor der Ernte zwischen Mitte September und Mitte Oktober (Spätverunkrautung) ermittelt. Anzahl der erfaßten Schläge: Jahr

Frühverunkrautung insgesamt davon Börde

Spätverunkrautung Börde

1963 1964 1965 1966

13 7 21 -

12 22 16 19

13 4 19 -

Der Bodenklassifizierung nach waren die meisten der Bördeschläge Lehmböden auf Löß (L/Lö) mit Bodenzahlen zwischen 76 und 95. Außerhalb der Börde erfolgten Auswertungen zur Frühverunkrautung auf folgenden Standorten: Im Jahre 1964 auf je einem Schlag im Kreis Wernigerode (L/Lö/86), Kreis Altentreptow (sL/D/45) und Kreis Neubrandenburg (sL/ D/50) sowie im Jahre 1965 auf je einem Schlag im Kreis Altentreptow (sL/D/45—58) und Kreis Delitzsch (sL/D/55).

884

WIESNER, Unkrautflora in .Beia-Rüben-Beständen

Bei der Frühverunkrautung erfolgte die Unkrautauszählung je nach Größe des Schlages an 10 oder 20 gleichmäßig über den Schlag verteilten Stellen in der Rübenreihe auf ungehackten Streifen von 0,05 m Breite und 5 m Länge ( = 0,25 m 2 ). Daneben sind in vorliegender Zusammenstellung die Unkrautauszählungen in den unbehandelten Kontrollparzellen einiger unserer Herbizidversuche mit aufgenommen. Zur Ermittlung der Spätverunkrautung wurden in den Jahren 1963, 1965 und 1966 an zehn, im Jahre 1964 an fünf über den Schlag verteilten Stellen auf je 10 m 2 großen Zählparzellen die sichtbar aus dem Rübenbestand herausragenden Unkräuter artenmäßig ausgezählt. In dieser Arbeit wird für den prozentualen Anteil der von einem Unkraut besiedelten Schläge die Bezeichnung „Vorkommen %", für den prozentualen Anteil am Unkrautbesatz die Bezeichnung „Häufigkeit %" verwendet.

3.

Die Frühverunkrautung

I m mittleren Unkrautbesatz unterscheiden sich in der Börde die drei Untersuchungsjahre beträchtlich (Tab. 1). Tabelle 1 Minimum- (Min.) und M a x i m u m w e r t e (Max.) sowie Mittel aller Schläge (x) der Anzahl U n k r ä u t e r / m 2 vor d e m Vereinzeln

Jahr

Unkräuter/m2 Min.

Max.

Börde 1903 1964 1965

0 49 47

99 591 311

48 331 133

208 243

438 473

284 358

Andere Standorte 1964 1965

Die relative U n k r a u t a r m u t im J a h r e 1963 ist sicherlich die Folge der extremen Trockenheit im Mai dieses Jahres. In Kleinwanzleben wurden nur 16% der langjährigen Niederschlagsmenge registriert. Das F r ü h j a h r 1964 brachte im April und Mai annähernd normale, im J u n i um 2 6 % zu geringe Niederschläge. Die gleichen Monate des Jahres 1965 waren in der Börde normal feucht. Trotz des feuchten Frühjahres 1965 war die Verunkrautung geringer als im J a h r zuvor. Die Aussaatzeit lag im Mittel der Schläge in beiden Jahren etwa um den 25. April. Sie dürfte somit f ü r den großen Unterschied im durchschnittlichen Unkrautbesatz kaum verantwortlich sein. Die Angaben der Betriebe lassen jedoch darauf schließen, daß im J a h r e 1965 die Zahl der Arbeitsgänge zur Saatbettvorbereitung u n d die der ganzflächigen Pflegegänge zwischen Aussaat und Vereinzeln etwa doppelt so hoch war wie im J a h r zuvor. Daher ist trotz hoher Niederschläge in der intensiven Bodenpflege der Hauptgrund für den geringeren mittleren Unkrautbesatz zu sehen.

Albrecht-Thaer-Archiv, 11. Band, H e f t 9, 1967

885

Auf den außerhalb der Börde gelegenen S t a n d o r t e n war in beiden J a h r e n ein hoher U n k r a u t b e s a t z vorhanden. E r lag hier in dem feuchteren J a h r 1965 höher als im J a h r zuvor. I n beiden J a h r e n erfolgte auf keinem der außerhalb der Börde gelegenen Schläge eine ganzflächige Pflegemaßnahme zwischen Aussaat u n d Aufgang. I m Verlauf der drei Untersuchungsjahre f a n d e n sich in den Rübenschlägen insgesamt 41 U n k r a u t a r t e n bzw. -artengruppen (Tab. 2). I n dieser Tabelle ist Agropyrum repens nicht mit a u f g e f ü h r t , da dessen Häufigkeit nicht ermittelt wurde. Die Quecke war aber in allen J a h r e n in einigen Schlägen vorhanden. Bei den Chenopodium-Arten handelt es sich in der Mehrzahl u m C. album. U n t e r Polygonum lapathifolium ist auch P. persicaria mit enthalten. Beide Arten sind im Keimlingsstadium schwer zu unterscheiden. I m J a h r e 1965 wurde eine Bestimm u n g beider A r t e n versucht. D a n a c h war P. persicaria in 14%, P. lapathifolium in 7 1 % der Schläge vertreten. Auch bei der S p ä t v e r u n k r a u t u n g stellte diese A r t den größeren Anteil. I m Keimlingsstadium nicht mit Sicherheit zu bestimmen sind ebenfalls die Kamille-Arten. E s k o m m e n hier drei verschiedene G a t t u n g e n in F r a g e : Anthemis, Matricaria u n d Tripleurospermum. D a bei der S p ä t v e r u n k r a u t u n g in der Regel Tripleurospermum, inodorum (= Matricaria inodora) gefunden wurde, sind in Tabelle 2 die Kamille-Arten u n t e r dieser A r t zusammengefaßt. Wie Analysen einjähriger Gräser auf einigen Schlägen ergaben, d ü r f t e n hierzu in der Börde hauptsächlich Poa annua u n d Echinochloa crus-galli gehören. Vereinzelt war auch Avena fatua festzustellen. Einige weitere Arten k o n n t e n nicht e x a k t b e s t i m m t werden. Sie sind in Tabelle 2 u n t e r „ u n b e k a n n t e A r t e n " zusammengefaßt. Sie m a c h t e n jedoch n u r 0 , 6 % des Gesamtunkrautbesatzes im Mittel aller Schläge u n d Untersuchungsjahre aus. Stellaria media t r a t als einzige A r t in jedem J a h r in allen Schlägen auf. I n mehr als 8 0 % der Schläge im Mittel der Untersuchungsjahre waren noch v o r h a n d e n : Thlaspi arvense, Polygonum convolvulus, Chenopodium-Arten, Solanum nigrum, Verónica-Äxten, Polygonum lapathifolium u n d Lamium-Arten. Sieben A r t e n bzw. A r t e n g r u p p e n k a m e n im Mittel in 50—80% der Schläge v o r : Polygonum aviculare, Cirsium arvense, Euphorbia helioscopia, Sonchus-Arten, Fumaria officinalis, Capsella bursa-pastoris u n d einjährige Gräser. Die restlichen 26 Arten bzw. A r t e n g r u p p e n waren im Mittel in weniger als 5 0 % der Schläge vertreten. N u r außerhalb der Börde k a m e n v o r : Mentha arvensis (Bezirk Neubrandenburg) u n d Raphanus raphanistrum (Vorharzgebiet). Die Mehrzahl der U n k r a u t a r t e n war in allen drei J a h r e n zu finden. Verschiebungen von J a h r zu J a h r t r a t e n jedoch im Vorkommen einzelner A r t e n auf. Größere Schwankungen im Prozentsatz der besiedelten Schläge zeigten u. a. Lamium-Arten, Urtica urens, einjährige Gräser, Polygonum aviculare, Gapsella bursa-pastoris, Mercurialis annua, Atriplex-Arten, Sonchus-Arten u n d Anagallis arvensis. Wichtiger noch als das prozentuale Vorkommen f ü r die B e d e u t u n g eines U n k r a u t e s ist seine prozentuale Häufigkeit. Bei Vergleich beider B e w e r t u n g s m a ß s t ä b e ist zunächst festzustellen, d a ß Vorkommen % u n d Häufigkeit % nicht bei allen A r t e n parallel gehen. So gibt es einige Arten, die im Mittel der drei Untersuchungs-

886

WIESNER, UNKRAUTFLORA IN Beta- RÜBEN-BESTÄNDEN

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