Albrecht-Thaer-Archiv: Band 9, Heft 7 [Reprint 2022 ed.] 9783112657706

Table of contents :
INHALT
Vergleich der Adsorption des molekulardispersen kationischen Methylenblaus mit der Anlagerung des kolloiddispersen anionischen Kongorotes
Über den Einfluß des Gehaltes an organischer Substanz auf das Verhältnis zwischen Sorptionsfähigkeit und Reserve- Kalium-Gehalt
Nährstoffaufnahme und Nährstoffbilanzen im „Statischen Düngungsversuch" Lauchstädt nach 60j ähriger Versuchsdauer
Die Wirkung der Phosphat- und Kalidüngung bei Kartoffeln und Getreide auf diluvialen Sand- und lehmigen Sandböden
Die Verwendung von Niedermoortorf als organisches Düngemittel
Die Auswertung langjähriger Reihen von Feldversuchserträgen in Verbindung mit agrarmeteorologischen Daten
Autorreferate demnächst erscheinender Arbeiten
Zur Kenntnis der Ernährung der Beta-Rüben
Ein Beitrag zur Nitratbestimmung in Pflanzenmaterial und einige erste Ergebnisse
Über die Abhängigkeit der Zellsaftkonzentration einiger Kulturpflanzen vom Untersuchungsmaterial (Blattstiel und -spreite) und der Probenahmezeit
Über den Wasserhaushalt der Kulturpflanzen in Abhängigkeit von verschiedenen agrotechnischen Maßnahmen
Prüfung der Lebensfähigkeit des Getreides durch die Säurefuchsinmethode
Zur ökonomischen Auswertung von Fruchtfolgeversuchen mit unterschiedlichem Futterpflanzenanteil auf verschiedenen Standorten

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DEUTSCHE DEMOKRATISCHE REPUBLIK DEUTSCHE AKADEMIE DER LANDWIRTSCHAFTSWISSENSCHAFTEN ZU BERLIN

ALBRECHTTHAERARCHIV »

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3,5 mit etwa 10—20% Illit vermischt ist oder bei den niedrigeren Farbquotienten 2,2—2,5 mit geringen Bentonitmengen ( < 10%) versetzt sein könnte. Beträgt die MBSorption 20 mval, so kann es sich bei hohem MB/KR-Quotienten (6,0—6,6) um ein Illit-Kaolinit-Gemisch mit 30—40% Kaolinitanteil handeln oder bei einem niederen MB/KR-Wert (von 2,2—2,5) um einen Kaolinit mit etwa 10—20% Bentonitbeimengung. — Wenn eine Probe mit 30 mval MB-Sorption einen Farbquotienten zwischen 4,8 und 7,5 aufweist, so handelt es sich um einen Illit mit geringem Bentonitgehalt unter 10% oder um Kaolinit mit 20—30% Bentonitbeimengung, wenn der MB/KR-Wert niedrig ist, also etwa bei 2,0—2,5 liegt. — Bei 40 mval MB-Sorption liegen nicht mehr so deutliche Unterschiede vor zwischen Illit mit etwa 20% Bentonit (MB/KR-Wert etwa 3,5) und einem BentonitKaolinit-Gemisch mit etwa 30—40% Bentonit (MB/KR-Wert etwa 2,2). Liegen die MB-Sorptionswerte über 50 mval, so ist es zwar wahrscheinlich, daß beträchtliche Mengen Bentonit im Gemisch enthalten sind, aber es läßt sich mit Hilfe des Farbquotienten nicht unterscheiden, in welchen Mengen Kaolinit oder Illit beteiligt sind, da der Quotient in beiden Fällen niedrig ist. Die dargelegten Befunde beziehen sich auf die Meßdaten der von uns verwendeten Tonminerale und Kongorotpartien. Sie können nur in qualitativer Hinsicht

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Albrecht-Thaer-Aichiv, 9. Band, Heft 7,1965

Tabelle 4 Beispiele zur Charakterisierung von binären Tonmineral-Gemischen mittels der MB-Sorption und des Farbquotienten MB/KR MB-Sorption mval/100 g Ton

Farbquotient MB/KR

unter 10

Zusammenseti sung des Tongemisches Nebenbestandteil

Hauptbestandteil

2,5-3,2

Kaolinit

geringfügig

10 10

mittel niedrig

3,2-3,8 2,2-2,5

Kaolinit Kaolinit

1 0 - 2 0 % Illit unter 10% Bentonit

15 15

hoch niedrig

5,0-5,5 2,2-2,5

Kaolinit Kaolinit

4 0 - 5 0 % Illit etwa 10% Bentonit

20 20

hoch niedrig

6,2-6,5 2,2-2,5

Illit Kaolinit

30—40% Kaolinit etwa 15% Bentonit

25 25

hoch niedrig

7,0-7,5 2,2-2,5

Illit Kaolinit

geringfügig etwa 20% Bentonit

30 30

hoch niedrig

6,0-8,0 2,2-2,5

Illit Kaolinit

gering, Spuren v. Bentonit 20—30% Bentonit

35 35

hoch niedrig

4,4-5,0 2,2-2,5

Illit Kaolinit

etwa 10% Bentonit 30—35% Bentonit

40 40

mittel niedrig

3,4-4,0 2,1-2,3

Illit Kaolinit

etwa 20% Bentonit 35—40% Bentonit

45 45

mittel niedrig

2,8-3,3 2,1-2,3

Illit Kaolinit

2 0 - 5 0 % Bentonit 40—50% Bentonit

50 50

niedrig niedrig

2,7-2,8 2,1-2,2

Illit Bentonit

30—40% Bentonit etwa 50% Kaolinit

ausgewertet werden. Die Zusammensetzung von Tonmineralen anderer Herkunft wird nicht genau die gleiche sein und daher andere Sorptionswerte für MB und KR aufweisen. Nach unserer Ansicht können die Ergebnisse vielleicht zur Vereinfachung der Untersuchung von solchen Tonmineralen beitragen, welche bei relativ einheitlichem Grundaufbau nur hinsichtlich bestimmter Einzelmerkmale variieren. Es handelt sich hierbei meist um mehr oder weniger reine Tone aus geologischen Lagerstätten, die z. B. in der Porzellan- und Steingutindustrie, zur Erzeugung von Schamottematerial, als Bleicherden in der Zuckerindustrie oder als Beimischung zu Formsanden in der Gießereitechnik Verwendung finden. Deren Unterschiede innerhalb ihres Variationsbereiches können vielleicht durch die verschiedenen Sorptionswerte für MB und K R charakterisiert werden, in Kombination mit den anderen Verfahren der Mineralanalyse. Für die in Frage kommenden Mischungskomponenten müßten die Farbstoff-Sorptionsuntersuchungen noch in dichterer Reihe der Mischungsverhältnisse erfolgen. Die Anlagerung von Kongorot an Bentonit ist sicher nicht aus Gründen der Molekülgröße geringer als die des MB. Vermutlich liegt bei K R in der Hauptsache eine

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MARKEBT, Adsorption des molekulardispersen kationischen Methylenblaus

unorientierte, apolare Molekeladsorption vor, die zur Oberflächenfilmbildung befähigt ist, jedoch nur eine begrenzte Möglichkeit des Kationenaustausches besitzt. Das Gitter des Montmorillonits läßt sich durch Einlagerung großer Moleküle stark aufweiten. Aus Arbeiten von HENDRICKS und A L E X A N D E R (1940) kann entnommen werden, daß sich die Basisabstände der Schichtpakete des Montmorillonits linear mit der Größe der eingetauschten Ionen ändern. Durch Einlagerung sehr großer Protein-Moleküle bestätigte GIESEKING (1939) durch Röntgenaufnahmen die Aufweitung des Montmorillonitgitters bis zu einem Wert von 50 Ä. Bei Illit ist dagegen nur eine begrenzte Gitteraufweitung und Gitterschrumpfung möglich, bedingt durch die Art der Zwischenschichtionen. Bei mit Calciumlösungen behandelten Proben beträgt der Basisabstand nach JACKSON und HELLMANN (1955) 12 Ä , bei mit Kalium behandelten 10,5 Ä . Weder MB-Kationen (12,5 Ä Molekülgröße) noch das weit größere KR-Molekül können daher die Zwischenionen des Illits umtauschen, soweit es sich um einen noch nicht entkalisierten, reinen Illit handelt. Sehr häufig sind in bodenbürtigen Tonen jedoch Tonminerale mit Wechsellagerungsstruktur, welche Abbauprodukte des Glimmers sind, jedoch mehr oder weniger mit fortschreitender Entkalisierung eine Aufweitbarkeit aufweisen. SCHWERTMANN (1961) wies aufweitbare Minerale illitischer Herkunft in Böden aus Marschen, Aulehm, Löß, Moränen und verschiedenen Kalksteinen nach. Es ist daher möglich, daß die ersten Stadien der Aufweitung eventuell eine vermehrte Eintauschmöglichkeit für das MB-Kation, jedoch noch nicht für das KRMolekül bieten und aus diesem Grunde die MB/KR-Quotienten hier noch höher liegen als in reinem Illit. Wir haben bei einer Reihe von Bodenproben aus Krumenhorizonten sächsischer Ackerböden die MB- und KR-Adsorption ermittelt und fanden dabei diese Erwartimg bestätigt. Es ergaben sich zum Teil auffallend niedrige KR-Sorptionswerte, und die MB/KR-Quotienten lagen bei den untersuchten Böden meist beträchtlich höher, als sie bei reinem Illit ermittelt werden konnten. Die MBSorption war (wie üblich) mit den UK-Werten nach MEHLICH eng korreliert, die KR-Sorption erscheint jedoch bei einigen Böden im Vergleich zu den MB-Werten so gering, daß der Eindruck entsteht, als sei die KR-Anlagerung blockiert. Von einigen Bodenproben mit auffallend hohen und auffallend niedrigen MB/KRVerhältnissen geben wir die Befunde auszugsweise in Tabelle 5 wieder. Bei den untersuchten Lößen lagen die MB/KR-Werte vorwiegend zwischen 10 und 20, bei rostfarbenen Waldböden dagegen betrugen sie meist über 30. Möglicherweise spielen bei der Anlagerung des K R auch die freien Oxide des Eisens eine Rolle. Eine lockere Korrelation ist auch zwischen den MB/KR-Quotienten und den Gehalten an Reserve-K pro 1 mval der MB-Sorptionswerte angedeutet. Der Gehalt an Reserve-K (bestimmt nach KOLTERMAN und TRTJOG) pro 1 mval ist bei weitem MB/KR-Verhältnis meist kleiner als bei engem Verhältnis. Einer der Gründe dafür, daß die an reinen Tonmineralen gewonnenen Meßwerte der KR- und MB-Sorption bei bodenbürtigen Tonsubstanzen andere Relationen

615

Albrecht-Thaer-Archiv, 9. Band, Heft 7,1965

Tabelle 5 Adsorption von MB und K B bei einigen Bodenproben aus Oberflächenhorizonten von Ackerböden Herkunft des Bodens

Oberlausitzer Heide- und Teichland Collm/Niesky Nordsächsisches Hügelland Dahlen/Oschatz Mittelsächsische Rumpfplatte Liegau/Dresden Nördliche ErzgebirgsAbdachung Bärenfels/Dippoldiswalde Nördliche ErzgebirgsAbdachung Kirchbach/Zwickau Nördliche ErzgebirgsAbdachung Lübau/Freital Insel Hiddensee Steilküste bei Kloster Leipziger Tieflandsbucht Engelsdorf b. Leipzig Mittelsächsische Rumpfplatte Mischütz/Döbeln Mittelsächsische Rumpfplatte Schleinitz/Meißen Oberlausitzer Bergland Lichtenhain/Sebnitz Saalkreis Lauchstädt/Halle

Bodentyp

MB mval

KR mmol

relativ weites MB/KR-Verhältnis Rostfarb. 5,4 0,11 Waldboden

MB/KR

Res.-K. pro 1 mval

UK (MEHLICH)

49,1

6,7

6,2

dto.

7,0

0,22

31,8

8,8

8,6

dto.

7,0

0,14

49,6

7,2

9,2

dto.

7,2

0,17

42,3

8,5

9,5

dto.

8,2

0,27

30,2

9,0

13,6

dt.

8,5

0,25

34,0

9,9

13,7

3,7

14,3

7,2

15,8

10,0

8,2

10,8

17,1

10,8

relativ enges MB/KR-Verhältnis Moränen6,5 1,77 boden 0,44 Geschiebe7,0 lehm Löß 0,63 8,1 Löß

8,5

0,52

17,0

10,5

13,6

Löß

8,6

0,52

16,5

11,2

13,5

Sohwarzerde

18,7

1,13

16,6

11,8

22,2

ergeben, ist zweifellos auch die Tatsache, daß in der Tonfraktion der Böden oft sogenannte Ton-Humus-Komplexe vorhanden sind. E s hegt nahe, daß sich der Einfluß der organischen Substanz auf die Höhe der Sorptionswerte von MB und K R nicht in gleicher Art geltend macht. Da sowohl Huminsäuren als auch K R zu den anionischen Sphärokolloiden gehören, kann auch ein Antagonismus beider Moleküle bei der Bindung an die Tone auftreten, der dann zu den gefundenen niedrigen KR-Werten bei der Anlagerung an Bodenproben führte. Zusammenfassung Der Vergleich der Adsorptionswerte des kationischen MB (in molekulardisperser Lösung) mit der Anlagerung des kolloiddispersen anionischen Kongorots ( K R )

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MAKKERT, Adsorption des molekulardispersen kationischen Methylenblaus

an Tonmineralen ergab unterschiedliche Sorptionswerte. Bei Illit beträgt die MB-Adsorption etwa das Achtfache der KR-Anlagerung, bei Bentonit nur etwa das Doppelte. Ein weites Verhältnis der Sorptionswerte MB/KR kennzeichnet Illit, ein enges Bentonit. Mittels der Relation MB/KR kann bei Tonmineralen, die in Gemischen vorliegen, der vermutliche Hauptbestandteil angesprochen werden, so daß diese Unterschiede der Anlagerung der beiden Farbstoffe in Verbindung mit den anderen Methoden der Tonmineralanalyse (Röntgenographie, DT-Analyse, Elektronenmikroskopie u. a.) zur Identifizierung von Tonen unbekannter Zusammensetzung dienen könnte. Das K R wird durch die Gegenwart von organischer Substanz (z. B. bei Proben aus dem Krumenhorizont der Böden) in seiner Anlagerung deutlich blockiert, so daß eine Ermittlung der Art der Tonminerale bei Böden mit Hilfe der Relation MB/KR nicht möglich ist. Pe3ioMe CpaBHeHne

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Summary Comparisons between adsorbed quantities of the cationic dye MB (in molecular disperse solution) and sorption of the colloid disperse Congo Red (KR) in clay minerals have given different values of sorption. In illite MB sorption is nearly eight times higher than K R sorption, while in bentonite MB sorption was found to be only twice as high as K R sorption. MB/KR sorption values are characterised by a wide relationship for illite, while a tight one is typical for bentonite. The probable main constituent of clay minerals which occurs in form of mixtures can be determined by means of the MB/KR relationship, so that these differences with regard to sorption of the two dyes can be used together with other methods of clay mineral analysis (radiography, D T analysis, electron microscopy, etc.) to identify clays of unknown composition.

Aibrecht-Thaer-Archiv, 9. Band, Heft 7, 1965

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The sorption of KR is clearly blocked up by the presence of organic matter (for instance in samples from the plough horizon of soils), so that the MB/KR relationship cannot be used to identify types of clay minerals in soils. Literatur F. G.; H A R R I S , A. B.: J.Chem.Soc.99(1911), S. 1554; zit. nach P A U L I , W.; VALKO, E.: Elektrochemie der Kolloide. Wien, Verl. Springer, 1929, S. 597, Tab. 238 G I E S E K I N G , J . E.: Mechanism of cation exchange in the montmorillonite-, beidellite-, nontronite-type of clay minerals. Soil Sei. 47 (1939), S. 1 — 11; zit. nach J A S M U N D , K.: Die silikatischen Tonminerale. Weinheim, Verl. Chemie, 1955, S. 96 H E N D R I C K S , St. B . ; A L E X A N D E R , L . T.: Die in den Bodenkolloiden vorhandenen Mineralien. I. Mitt.: Beschreibung und Methoden ihrer Identifizierung. Soil Sei. 48 (1939), S. 257—268; ref. in Chem. Zbl. 1. Halbj. 1940, S. 116 J A C K S O N , M. L.; H E L L M A N N , N. N.: Proc. Soil Sei. Soc. Amer. 6 (1941), S. 133—145; zit nach J A S M U N D , K . : Die silikatischen Tonminerale. Weinheim, Verl. Chemie, 1 9 5 5 , S. 1 6 6 KOLTERMAN, D. W.; TRUOG, E.: Determination of fixed soil potassium. Proc. Soil Sei. Soc. Amer. 17 (1953), S. 3 4 7 - 3 5 1 M A R K E R T , S.: Zusammenfassung der Erfahrungen bei der Anwendung des Methylenblaues zur Sorptionsbestimmung von Böden. Thaer-Arch. 5 (1961), S. 766—780 M A R K E R T , S.: Ermittlung des Selektivitätskoeffizienten für MB im Vergleich mit Ca-, K- und H-Ionen bei der Adsorption an die Tonminerale Bentonit, Illit und Kaolinit. Thaer-Arch. 9 (1965), S. 5 2 1 - 5 3 6 P A U L I , W . ; W E I S S , E . : Biochem. Z . 2 0 3 ( 1 9 2 8 ) , S . 1 0 3 ; zit. nach P A U L I , W . ; VALKO, E . : Elektrochemie der Kolloide. Wien, Verl. Springer, 1929, S. 596 P E T E R , H.; MARKERT, S.: Ein Beitrag zur Schnellbestimmung der Umtauschkapazität und des Sättigungsgrades von Ackerböden bei Serienanalysen. Z. landwirtsch. Versuchs- u. Untersuchungswes. 6 (1960), S. 505—517 SCHWERTMANN, U.: Der Mineralbestand der Fraktion < 2 ¡i. einiger Böden aus Sedimenten und seine Eigenschaften. Z. Pflanzenernähr., Düng., Bodenkde. 95 (140) (1961), S. 209 bis 227 DONNAN,

Anschrift der Verfasserin D r . S. MARKERT

Institut für Chemie in der Landwirtschaft Leipzig der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin 7022 Leipzig, Gustav-Kühn-Straße 8

619 Aus dem Institut für Chemie in der Landwirtschaft Leipzig der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin SUSANNE M A B K E B T

Über den Einfluß des Gehaltes an organischer Substanz auf das Verhältnis zwischen Sorptionsfähigkeit und ReserveKalium-Gehalt

Nach Ansicht von S C H E I T E R und W E L T E ( 1 9 5 5 ) haben bei der Untersuchung des dynamischen Verhaltens des Kaliums bisher zu sehr die Tonsubstanzen im Vordergrund gestanden. Neben den Mineralkolloiden sind die organischen Kolloide mit ihrer enormen Sorptionskraft von großer Bedeutung für den Nährstoffhaushalt, und deshalb spielt beim Umlauf des Kaliums im Boden der Humus eine erhebliche Rolle. „Auf den intensiv genutzten Böden mit hohem Aufwand an Düngernährstoffen ist aber das kolloidchemische Verhalten des Bodens gegenüber Düngerkali ein zumindest gleichrangiges, wenn nicht sogar wichtigeres Problem." Die Fixierung des Kaliums durch bestimmte Tonminerale ist daher weitgehend von den organischen Kolloiden im Boden abhängig und damit auch die Kapazität für pflanzenverfügbares Kalium. 1.

Einfluß von organischer Substanz auf die K-Bindung von Bentonit und Illit

1.1

Methodik

Wir haben einige Messungen mit Gemischen von Kassler Braun (als Modellsubstanz) mit den Tonmineralen Bentonit und Illit ausgeführt, um die Rolle des Tonmineraltyps hinsichtlich der Wirkung der organischen Substanz auf den Kaliumhaushalt zu untersuchen. Von den Kombinationen Ca-Bentonit Ca,, K » K„ Ca-Illit Ca- „ K - „ K - „

+ + + + + + + +

Ca-Kassler-Braun K - ,, ,, Ca- „ „ K„ „ Ca-Kassler-Braun K - „ „ Ca- „ „ K - „ „

bestimmten wir in den Mischungsverhältnissen 100 : 0, 90 : 10, 50 : 50 und 0 : 100 die Sorptionsfähigkeit (MB-Verfahren), die Gehalte an austauschbarem K (in 1 n NH4-Acetat pH 7 , 0 ) sowie an Reserve-K (nach dem Verfahren K O L T E E -

620

Markekt, Verhältnis

zwischen Sorptionsiähigkeit u n d Kalium-Gehalt

man und Tbttog in 5 Extraktionsstufen). Daraus konnten die Relationen Reserve-K pro 1 mval des Sorptionswertes sowie Reserve-K pro 1 g Ton berechnet werden. Damit sich nach der Mischung der Tone mit dem Kassler Braun ein Gleichgewicht zwischen den K-Bindungsformen einstellen konnte, verfuhren wir damit so, daß jeweils 1 g der Gemische in 100-ml-Erlenmeyerkölbchen eingewogen wurde und zunächst mit 100 ml dest. Wasser 48 Stunden feucht stehen blieb. Nach 5 Stunden Schütteln blieben die Gemische nochmals 48 Stunden stehen, dann erfolgte im Thermostaten im Verlaufe von 10 Tagen eine ganz allmähliche Eintrocknung bei 50 °C. Nach dem Trocknen wurden 50 ml I n NH 4 -AcetatLösung zugegeben und damit 2 Stunden geschüttelt. Das austauschbare K wurde im Filtrat bestimmt (flammenphotometrisch, selektives Interferenzfilter nach Zeiß) und vom trocken abgesaugten Ton-Humus-Gemisch anschließend der Gehalt an Reserve-K nach dem Glühverfahren von Kolterman und Truog (1953) ermittelt wie üblich. Die Vorbelegung der Tone und des Kassler Brauns mit den Kationen K+ bzw. Ca++ erfolgte durch dreifaches Behandeln mit 1 n K-Acetat bzw. Ca-Acetat (Ton:Lösung = 1:10). Das überschüssige, nichtadsorbierte Ca bzw. K wurde durch Waschen (auf dem Büchner-Trichter) entfernt. Nach vorsichtigem Trocknen im Thermostat erfolgte die Weiterbehandlung wie oben beschrieben. Durch die Vorbehandlung überwiegen jeweils die K- bzw. Ca-Ionen gegenüber den übrigen austauschbaren Kationen am Sorptionskomplex. Der verwendete Illit entspricht gemäß elektronenmikroskopischer und röntgenographischer Untersuchung dem klassischen Illit von Sarospatak und entstammt der Lagerstätte Füz6rladväny (Ungarn). Der verwendete Bentonit stammt aus Geisenheim und enthält gemäß Röntgenuntersuchung außer Montmorillonit etwa 1% Quarz und sonst keine erkennbaren Verunreinigungen, außer evtl. einige Prozente Glimmer. Die Versuche bedürfen noch der Ergänzung, da auch die unterschiedlichen kolloidchemischen Eigenschaften der verschiedenen Humussubstanzen (z. B. im Schwarzerde- und Podsoltyp) von Bedeutung bei dem Wechselspiel zwischen anorganischen und organischen Sorptionsträgern im Kaliumhaushalt sind. Die Ergänzung könnte z. B. durch Mischung von Humuspräparaten aus Schwarzerde- und Podsolextrakten mit Bentonit und Illit und Vergleich mit nachstehend wiedergegebenen Analysendaten erfolgen. 1.2

Einfluß der organischen Substanz auf die K-Bindung des Bentonits

Die einzelnen Untersuchungsdaten sind in Tabelle 1 zusammengestellt. 1.2.1.

Mischung von Ca-Bentonit + Ca-Kassler-Braun

Wie Tabelle 1 zeigt, nimmt mit steigendem Anteil des Ca-Kassler-Braun im Gemisch der Gehalt an Reserve-K ab und die Sorptionsfähigkeit zu. Beide Faktoren verursachen eine Verminderung der pro 1 mval vorhandenen Reserve-K-Gehalte, und zwar fanden wir die Reihenfolge: Ca-Bentonit = 1,50 > 10% Ca-KasslerBraun = 1,15 > 50% Ca-Kassler-Braun = 0,62 > reines Ca-Kassler-Braun = 0,88 mg Reserve-K pro 1 mval. 1.2.2.

Mischimg von Ca-Bentonit + K-Kassler-Braun

Mit wachsendem Anteil des kaliumreichen K-Kassler-Braun im Gemisch stiegen .sowohl die Sorptionswerte als auch die Gehalte an austauschbarem K an. Nach dem pro Sorptionseinheit vorliegenden Gehalt an Reserve-K ergab sich die Reihe: •Ca-Bentonit = 1,50 > 10% K-Kassler-Braun = 1,38 = 50% K-Kassler-Braun = 1,40 > reines K-Kassler-Braun = 0,10 mg Reserve-K pro 1 mval.

621

Albreeht-Thaer-Archiv, 9. Band, Heft 7, 1965

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3 % ) than it was in samples with small amounts.

Literatur KOLTEKMAN, D. W.; TRUOG, E.: Determination of fixed soil potassium. Proc. Soil Sei. Soc. Amer. 17 (1953), S. 347 - 3 5 1 MARKERT, S.: Zusammenfassung der Erfahrungen bei der Anwendung des Methylenblaues zur Sorptionsbestimmung von Böden. Thaer-Arch. 5 (1961), S. 766—780 PETER, H.; MARKEST, S.: Die Bestimmung der MB-Sorption mit gepufferter Methylenblaulösung zur Ausschaltung des pH-Einflusses auf die Höhe der Sorptionswerte. Z. landwirtsch. Versuchs- u. Untersuchungswes. 7 (1961), S. 426—441 SCHEFFER, F.; WELTE, E.: Das dynamische Verhalten des Kaliums in den Böden des gemäßigten Klimas. Kalium-Symposium, Bern, 1955 VAN DER PAAUW, F.; Ris, J.: Eine neue Kalizahl für Ackerböden auf Sand- und Moorböden. (Een nieuw kaligetal voor bouwland op zand- en dalgrond.) Landbouwvoorlichting 17 (1960), S. 719-725

Anschrift der Verfasserin Dr. S. MARKER! Institut für Chemie in der Landwirtschaft Leipzig der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin 7022 Leipzig, Gustav-Kühn-Straße 8

631 Aus dem Institut für Saatgut und Ackerbau Halle-Lauchstädt der Deutseben Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin HERMANN ANSOBGE

Nährstoffaufnahme und Nährstoffbilanzen im „Statischen Düngungsversuch" Lauchstädt nach 60j ähriger Versuchsdauer 2. Mitteilung: Phosphorsäure Eingegangen: 8.10.1964

Nachdem im ersten Teil einer zusammenfassenden Arbeit über die Nährstoffaufnahme im „Statischen Düngungsversuch" Lauchstädt über Stickstoffaufnahmen und Stickstoffbilanzen berichtet wurde, soll nunmehr die Phosphorsäureaufnahme seit Versuchsbeginn zusammengestellt werden. Im ersten Teil dieser Arbeit (ANSOBGE, 1965) wurde bereits ausführlich auf die Anlage und die bisherigen Ergebnisse des „Statischen Düngungsversuches", der 1902 von SCHNEIDEWIND angelegt wurde, eingegangen und die umfangreiche Literatur über diesen Versuch (ANSOBGE, 1957, 1958, 1962, 1963; REINHARDT, 1932; R I T T E R , 1 9 3 3 ; R U T H E S u n d ANSOBGE, 1 9 5 9 ; SANDHOFF, 1 9 3 3 ; SCHNEIDEWIND,

1910, 1918, 1925; SELKE, 1934; SELKE und SCHMIDT, 1956) besprochen. Ebenso

wurde bereits über Anlageplan, Düngung, angebaute Sorten und andere Einzelheiten des „Statischen DüngungsVersuches" Lauchstädt ausführlich berichtet. Es wird deshalb darauf verzichtet, nochmals auf diese Daten einzugehen. Der „Statische Düngungsversuch", der auf Schwarzerdeboden mit Lößuntergrund angelegt ist, läuft in der Fruchtfolge Zuckerrüben, Sommergerste, Kartoffeln, Winterweizen. Neben einem Block ohne Stallmistdüngung erhält ein Block jeweils 200 dt/ha Stallmist und ein weiterer 300 dt/ha Stallmist jedes zweite Jahr zur Hackfrucht. In jedem dieser 3 Blöcke ist ein Nährstoffmangel' versuch mit den Parzellen NPK, NP, NK, N, P K und 0 enthalten. Die Phosphorsäuredüngung wurde seit Versuchsbeginn im Gegensatz zur Stickstoff- und Kalidüngung nicht verändert, sondern sie beträgt seit Versuchsbeginn 100 kg/ha P 2 0 6 zu den Hackfrüchten und 50 kg/ha P 2 0 5 zu den Halmfrüchten. Wie bereits im ersten Teil dieser Arbeit erwähnt wurde, ist es ein besonderer Vorteil des „Statischen Düngungsversuches", daß neben der klaren Anlage in sämtlichen Ernteprodukten der vier jährlich nebeneinander angebauten Früchte auch die Gehalte an Stickstoff, Phosphorsäure und Kali untersucht wurden. Wie beim Stickstoff erfolgte die Analyse auf Phosphorsäure nicht in den Ernteprodukten sämtlicher Parzellen, sondern nur jeweils auf den Parzellen NPK, NK, N und ohne mineralische Düngung der Blöcke „200 dt/ha Stallmist" und „ohne Stallmist". In den folgenden Abbildungen wurden die Phosphorsäureaufnahmen und die Phosphorsäuregehalte der vier Früchte des „Statischen Versuches" Lauchstädt aufgezeichnet. Die Werte sind jeweils im Mittel von 6 Jahren für die einzelnen Ernteprodukte errechnet worden. Zur besseren Übersicht wurden die Erträge

632

ANSORGE,

Nährstoffaufnahme nach SOjähriger Versuchsdauer

der entsprechenden Parzellen nochmals mit angegeben, obwohl sie bereits im ersten Teil dieser Arbeit über die Stickstoffaufnahme (ANSORGE, 1 9 6 5 ) besprochen wurden. Die Erträge und Nährstoffgehalte sind bei Zuckerrüben und Kartoffeln in der Trockensubstanz angegeben, während beim Getreide beide Werte mit einem Wassergehalt von 14% in Korn und Stroh errechnet wurden. Der prozentuale Phosphorsäuregehalt in den einzelnen Ernteprodukten wurde ebenfalls als 6jähriger Mittelwert angegeben. P2 05 %

Phosphorsäuregehalt

200dt/ha Sialmist. NPK > • .NK . . .N

in %

,

Q40.

kg/ha 50H

Phosphorsäureentzug

Ertrag

1903-09

.

.ohne

ohne Stallmist. NPK , . ,m . » ,N

.

,

.ohne

in kg/ha

in dt/ha l Trockenmasse)

1910-15

®16-21

1922-27

Abb. 1: Zuckerrübenwurzeln

1928-33

1934-39

19W-45

1946-51

1952-57

1958-63

633

Albrecht-Thaer-Archiv, 9. Band, Heft 7,1965

200dtAia Stallmist. NPH m . . ,N , , .ohne

P2 05% 1.00

. ohne Stallmist. NPK . , NK . .N a , ohne

Phosphorsäuregehalt in%

0.80. 0,60.

0.40. 0.20. 0

¡2 0g kg/ha

Phosphorsäureentzug in kg/ha

40 20.

dt/ha

Ertrag in dt/ha I Trockenmasse)

80

60.

40 20 0

1903-09

19V-15

1916-21

1922-27

1928-33

1934-39

1940-45

1946-51

1952-57 1958-63

Abb. 2: Zuckerrübenblatt

In Abbildung 1 sind die Trockensubstanzerträge sowie die Phosphorsäuregehalte und -entzüge der Zuckerrübenwurzeln und in Abbildung 2 die der Zuckerrübenblätter aufgezeichnet. Da die Erträge bereits im ersten Teil der zusammenhängenden Arbeit über Stickstoffaufnahmen — außer auf den neu hinzugekommenen NK-Parzellen — besprochen wurden, soll in dieser Arbeit auf die Ertragserge bnisse nur noch ganz kurz eingegangen werden. Bei den Zuckerrübenwurzeln wurden die höchsten Erträge seit Versuchsbeginn auf den NPK-Parzellen mit und ohne Stallmist erzielt. Die Unterlassung der Stallmistdüngung wirkte sich

634

ANSORSB,

Nährstoffaufnahme nach SOj&hrlger Versuchsdauer

hierbei, wie bereits in früheren Arbeiten erwähnt wurde, nur relativ wenig mit einem Minderertrag von im Mittel 8 % aus. Seit Versuchsbeginn ist eine ansteigende Tendenz auf beiden Volldüngungsparzellen festzustellen. Bei gleichzeitiger Stallmistdüngung lagen die Erträge auf den NK- und N-Parzellen nur wenig unter denen der Volldüngungsparzelle, dagegen hatte die Unterlassung der Phosphorsäuredüngung auf dem rein mineralisch gedüngten Block ein starkes Abfallen der Rübenwurzelerträge zur Folge. Bei den Rübenblatterträgen wirkte sich dagegen, wie bereits öfter erwähnt, in stärkerem Maße nur die Unterlassung der Stickstoffdüngung ertragmindernd aus. Auch die Phosphorsäuregehalte liegen im Mittel auf den beiden NPK-Parzellen am höchsten. Bei Unterlassung der mineralischen Phosphorsäuregaben verhinderte die Stallmistdüngung ein stärkeres Absinken der Phosphorsäuregehalte, während dieselben auf den P-Mangelparzellen ohne Stallmistdüngung stark abfielen. Hervorgerufen durch die etwas höheren Erträge durch die Stickstoffgabe liegen die P 2 0 5 -Gehalte auf den NK- und N-Parzellen beider Blöcke immer etwas niedriger als auf den O-Parzellen. Fast die gleiche Tendenz wie bei den Zuckerrübenwurzeln weist der Phosphorsäuregehalt bei den Zuckerrübenblättern auf, nur liegt er im Mittel hier etwa doppelt so hoch wie bei den Zuckerrübenwurzeln. Die Phosphorsäureentzüge, die aus den Erträgen und Phosphorsäuregehalten resultieren, sind deshalb bei den Zuckerrübenwurzeln und auch bei den Blättern auf den beiden NPK-Parzellen am höchsten. Nur wenig darunter liegen die Phosphorsäureentzüge bei beiden Ernteprodükten auf den ohne mineralische Phosphorsäure, aber mit 200 dt/ha Stallmist gedüngten Parzellen. Dagegen weisen die P-Mangelparzellen des rein mineralisch gedüngten Blocks wesentlich geringere Phosphorsäureentzüge auf. Auf den NPK-Parzellen beider Blöcke und den PMangelparzellen mit 200 dt/ha Stallmist ist bei den Zuckerrübenwurzeln seit Versuchsbeginn ein leichter Anstieg der Phosphorsäureentzüge festzustellen, während beim Blatt etwa die gleiche Pa06-Aufnahme während der gesamten Versuchsdauer vorhanden ist. Auf den weder mit Stallmist noch mit mineralischer Phosphorsäure gedüngten Parzellen ist dagegen, bedingt durch die anfänglich bessere Phosphorsäurenachlieferung des Bodens, besonders bei den Zuckerrübenwurzeln, in den ersten Versuchsperioden ein stärkeres Abfallen der Phosphorsäureaufnahme festzustellen. Von 1916 an bleibt die Höhe des Phosphorsäureentzuges auf diesen Parzellen jedoch annähernd gleich, während im Gegensatz hierzu die Erträge ständig weiter absinken. Resultierend hieraus ist ein leichter Anstieg der Phosphorsäuregehalte auf diesen P-Mangelparzellen festzustellen. Die Trockensubstanzerträge, Phosphorsäuregehalte und Phosphorsäureentzüge der im „Statischen Versuch" angebauten Kartoffeln sind in Abbildung 3 zusammengestellt. Bei der Besprechimg der Kartoffelerträge der NPK-Parzellen mit und ohne Stallmist wurde bereits mehrfach darauf hingewiesen, daß die Erträge der Volldüngungsparzelle ohne Stallmist seit der Periode 1934—1939 geringfügig höher liegen als bei der Düngung mit NPK und 200 dt/ha Stallmist.' Lediglich in der letzten Periode (1958—1963) stiegen die Erträge der Voll-

635

Albrecht-Thaer-Archiv, 9. Band, Heft 7, 1965 f*>o5 %

Phosphorsäuregehalt

in %

0.60.

0.50.

0.40.

.

030. 200dt/ha Stallmist. NPH • » .NX • . ,N » » , ohne-

0,20. 0.10.

r1

0 P2 05

kg/ha

Phosphorsäureentzug

i

ohne Stallmist. NPK • • ;NK . » N • » . ohne —i

1—

in kg/ha

40.

SO.

20.

10.

r~ dt/ha

Knollen in dt/ha

-i

r

1952-57

1958-63

I TrockenmasseI

80.

60.

40

20

1903-09

1910-15

1916-21

1922-27

1328-33

1934-39

1940-45

1946-51

Abb. 3: Kartoffeln

düngungsparzelle mit Stallmist wieder über die der NPK-Parzelle ohne Stallmist an. Noch, größer ist der Rückgang der Erträge auf der nur mit Stallmist gedüngten Parzelle in der Zeitspanne von 1934—1951. Auf die Tatsache, daß die Erträge der N-Parzelle auf dem rein mineralisch gedüngten Block seit 1934 anstiegen, während die der völlig ungedüngten Parzelle weiter abfielen, wurde ebenfalls

636

ANSORGE, Nährstoffauf nähme nach 60jähriger Versuchsdauer

bereits eingegangen. Alle diese Änderungen in der Reaktion der Kartoffeln auf die unterschiedliche Düngung sind wahrscheinlich auf den Wechsel der Sorten zurückzuführen. Deshalb wurden in den letzten Jahren Versuche durchgeführt, in denen der Einfluß einer variierten Düngung bei verschiedenen Kartoffelsorten überprüft wird. Die vorläufigen Ergebnisse bestätigen die Vermutung, daß die einzelnen Kartoffelsorten sehr unterschiedlich auf die Düngung reagieren. Die Phosphorsäuregehalte liegen auf der NPK-Parzelle mit Stallmistdüngung am höchsten. Bei den Kartoffeln der NPK-Parzellen ohne Stallmistdüngung waren in der ersten Versuchshälfte wesentlich geringere P 2 0 5 -Gehalte vorhanden, in der zweiten Hälfte erreichten sie jedoch fast die Höhe der Volldüngungsparzelle mit Stallmist. Auffallend ist der relativ hohe P-Gehalt der Kartoffeln der N-Parzelle ohne Stallmist. Durch das gleichzeitige Fehlen von Kali waren die Erträge auf diesen Parzellen nur sehr gering, so daß hier ein etwas höherer Phosphorsäuregehalt erreicht wurde. Die niedrigsten P g 0 5 -Gehalte sind seit Versuchsbeginn auf den NK-Parzellen zu verzeichnen. Infolge der etwas höheren Erträge, bedingt durch die Stickstoff- und Kalidüngung, liegen hier die P a 0 5 -Gehalte im Mittel noch etwas unter denen der völlig ungedüngten Parzelle. Bei den Phosphorsäureentzügen ist bei mineralischer Volldüngung etwa die gleiche Tendenz wie beim Phosphorsäuregehalt vorhanden. Während in der ersten Versuchshälfte der Phosphorsäureentzug auf der rein mineralischen Volldüngungsparzelle wesentlich unter der der NPK-Parzelle mit Stallmist lag, sind die Entzüge in der zweiten Versuchshälfte durch den Ausgleich der Phosphorsäuregehalte und auch der Erträge etwa gleich hoch. Auf den Parzellen ohne mineralische Phosphorsäuregabe liegen die P 2 0 5 -Entzüge in der zweiten Versuchshälfte auf •den Blöcken mit und ohne Stallmist wesentlich tiefer. Erstaunlich ist hierbei, daß •die Phosphorsäureentzüge, die auf den NK- und N-Parzellen des rein mineralisch gedüngten Blocks in der ersten Versuchshälfte wie bei den NPK-Parzellen wesentlich unter denen der NK- und N-Parzellen des Blocks mit 200 dt/ha Stallmist lagen, in der zweiten Versuchshälfte auf beiden Blöcken die gleichen Werte aufweisen. Die Kartoffel nahm also auf diesen Parzellen ganz im Gegensatz zu den Zuckerrüben bei gleichzeitiger Stallmistdüngung nicht mehr Phosphorsäure als auf dem rein mineralisch gedüngten Block auf. Lediglich auf der völlig ungedüngten Parzelle ist ein geringerer P 2 0 5 -Entzug festzustellen. In den Abbildungen 4 und 5 sind die Erträge sowie die Gehalte und Entzüge an Phosphorsäure des Winterweizens für Korn und Stroh im 6jährigen Durchschnitt aufgezeichnet. Die Kornerträge reagierten bisher bei gleichzeitiger Stallmistdüngung sehr wenig auf die Unterlassung der mineralischen Phosphorsäure_gabe, so daß auf. diesem Block lediglich die Erträge der O-Parzelle stärker unter denen der NPK-Parzelle liegen. Auf dem rein mineralisch gedüngten Block fallen -dagegen die Erträge bei Unterlassung der P-Düngung und besonders auf der völlig ungedüngten Parzelle im Vergleich zur Volldüngungsparzelle stärker ab, • doch liegen die Kornerträge auch auf der 60 Jahre völlig ungedüngten Parzelle mit über 25 dt/ha noch relativ hoch. Auf den Volldüngungsparzellen ist sowohl auf dem Block mit als auch auf dem ohne Stallmist seit Versuchsbeginn eine leicht ansteigende Tendenz der Kornerträge festzustellen, die vor allem auf eine

637

Albrecht-Thaer-Archiv, 9. Band, Heft 7, 1965 P20

%$Phosphorsäumgehalt in%

0.90.

P205kg/ha 50.

_ , . , ., Phosphorsaureentzug.in hg/na

dt/ha SO

Kornertrag in dt/ha bei 14% H2O

200dt/ha Stallmist. NPK , . m . . ',N ' • .ohne

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ohne Stallmist, NPH , , /y/c • '.N t ,ohne

1903-09 1910-15 1916-21 1922-27 1928-33 1934-39 1940-45 1946-51 V52-57 1958-63

Abb. 4: Winterweizenkorn

Verbesserung der Sorten zurückzuführen ist. Beim Stroh ist etwa die gleiche Tendenz wie bei den Körnern festzustellen, nur sind die Schwankungen in der Höhe der Stroherträge zwischen den einzelnen Perioden wesentlich stärker als beim Korn. 44

Albrecht-Thaer-Archiv, 9. Band, Heft 7, 1965

638

P2 05 'A

ANBORGE, Nährstoffaufnahme nach ÖOjähriger Yersuchsdauer

Phosphorsäuregehalt

200dl/ha Stallmist, NPK ' ' ,NK » . ,N . « • ,ohne

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Düngung

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200 dt/ha Stallmist 7 9 10 12 ohne Stallmist 13 15 16 18

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Albrecht-Thaer-Archiv, 9. Band, Heft

643

7,1985

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