Zuviel Schwefel kann schädlich und teuer sein
Beitrag von Dr. Frank Eulenstein
Schwefelüberhang schadet der Bodenfruchtbarkeit
Wenn der komplette N-Bedarf der Kulturen über solche Dünger (8% N:9% S oder 12% N:26% S) gedeckt wird, erfolgt eine Überdüngung mit Schwefel. Dies kann zu Problemen bei der Bodenfruchtbarkeit durch Versauerung führen. Versauerung des Bodens entsteht überwiegend durch Kalkauswaschung mit dem Sickerwasser. Die jährliche Sickerwasserrate für einen Standort kann grob kalkuliert werden, wenn von der Niederschlagsmenge in mm die Verdunstungsmenge (kann pauschal mit 500 mm angesetzt werden), abgezogen wird. Für niederschlagsreiche Regionen im Nordseeküstengebiet oder den Mittelgebirgslagen würde sich eine Sickerwasserrate von 400 mm (900 mm Niederschlag minus 500 mm Verdunstung) ergeben. Hieraus kann die potenzielle Kalkauswaschung in g/m2 be-rechnet werden (Division der Sickerwassermenge durch 5: Die Sickerwassermenge wird deshalb durch 5 dividiert, weil die Calciumcarbonatlöslichkeit bei Zimmertemperatur 200 mg/l beträgt und daher 5 l Wasser 1000 mg, also 1 g Kalk lösen).
Bei Standorten mit 400 mm Sickerwasser beträgt die Kalkauswaschung daher ca. 80 g/m2 (800 kg/ha). Diese durch Auswaschung ausgetragene Kalkmenge muss über die Erhaltungskalkung wieder ausgeglichen werden.
Wird nun auf einen Boden Schwefel eingetragen, z.B. durch Dünnsäuren wie ASL mit hohem Schwefelgehalt, so bildet sich aus dem Kalk (CaCO3) und aus dem Sulfat (SO4) Gips (CaSO4).
Gips hat eine potenzielle Löslichkeit von 2 g/l Wasser und liegt damit bei der 10-fachen Löslichkeit des Kalkes. Wird viel Schwefel zugeführt, können also mit 400 l Sickerwasser bis zu 8 t Gips/ha gelöst und ausgewaschen werden. Schwefel kann unsere Ackerböden daher versauern und entkalken.
In sauren Böden steigt der Gehalt an Schwermetallen
Die Versauerung von Böden durch überhöhte Schwefelzufuhr hat Konsequenzen für die Böden. Die Mobilität von Schwermetallen steigt mit sinkendem pH-Wert. Außerdem kommt es zum Zerfall von Tonmineralen (Aluminiumsilikaten) und dabei zur Freisetzung der Aluminiumionen in der Bodenlösung. Eine verstärkte Aluminiumfreisetzung aus dem Kristallgitter sogenannter silikatischer Bodenminerale erfolgt bereits unterhalb eines pH-Wertes von 4,2. Aluminium verdrängt essentielle Pflanzennährstoffe wie Calcium und Magnesium (Antagonismus) an den Pflanzenwurzeln.
Wachstumsstörungen an Kulturpflanzen sind die Folge
Ertragsminderungen bei Weizen werden schon bei Al-Gehalten von 0,1 mg/l in der Bodenlösung festgestellt. Aufgrund der Blockierung von Adsorptionsplätzen (Bindungsstellen) an der Oberfläche von Pflanzen- wurzeln und dem Antagonismus zu anderen zweiwertigen Kationen kommt es bei Pflanzen zu Wachstumsdepressionen und krankhaften Veränderungen im Wurzelsystem, insbesondere auch zum Absterben symbiontisch mit Pflanzen zusammenlebenden Mikroorganismen (z.B. Mykorrhiza). Die Toxizität von Aluminium-Ionen ist pflanzenartenabhängig. Die Symptome der Al-Toxizität ähneln den Folgen von Calcium – oder Magnesium – Mangelerscheinungen. Diese äußern sich letztlich in einer gestörten Chlorophyllsynthese in Form der Gelbfärbung von Blättern oder Nadeln.
Fazit:
Die Schwefelzufuhr zu landwirtschaftlichen Kulturen muss sich am Bedarf der Kulturen und nicht am Stickstoffpreis des Düngers orientieren. Überhöhte Schwefelzufuhr kann zur erheblichen Erhöhung der Calcium-(Kalk)-Auswaschung und zur Bodenversauerung führen. Diese kann zur irreversiblen Zerstörung von Tonmineralen führen. Dünnsäure gehört nicht auf den Acker.
Weiterführende Literatur: Eulenstein, F. ; Willms, M. ; Olejnik, J. ; Kersebaum, K.-C. ; Meyer, B. ; Werner, A. (2003): Schwefel in der Landwirtschaft. – In: Handbuch Wasserversorgung und Sulfatbelastung des Grundwassers unter land- und forstwirtschaftlich genutzten Flächen: 65-82; Karlsruhe (Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft).
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