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Mineraldünger vs. verfügbare Nährstoffe im Boden

Gerusa Pauli Kist Steffen & Ricardo Bemfica Steffen

Die Zukunft der Menschheit hängt vom Erfolg der Landwirtschaft ab, ebenso wie die Weltwirtschaft. Auf dem Agrarmarkt werden jährlich Hunderte von Milliarden Dollar umgesetzt und 28 % der Weltbevölkerung sind in der Landwirtschaft tätig. Die Landwirtschaft stellt nicht nur die Ernährung der Bevölkerung sicher, sondern schafft auch Wohlstand. Landwirtschaft ist für die Menschheit lebenswichtig.

Pflanzenernährung: Mineraldünger vs. verfügbare Nährstoffe im Boden

Die Pflanzenernährung ist für die Landwirtschaft unerlässlich. Es ist jedoch wichtig zu verstehen, dass es neben Mineraldünger noch andere Quellen für die Fixierung und Freisetzung von Nährstoffen für Pflanzen gibt. Praktisch alle 16 essenziellen Elemente für Kulturpflanzen können durch die Wirkung von Mikroorganismen im Boden verfügbar gemacht werden. Voraussetzung ist, dass die Böden grundlegende Bedingungen für die mikrobielle Aktivität bieten. Feuchtigkeit, Nährstoffgleichgewicht, organischer Kohlenstoff und einen pH-Wert im Bereich zwischen 4,5 und 6,5 sind nur ein Teil der Voraussetzung.


Eine Reduktion des Mineraldüngereinsatzes muss nicht zwangsläufig zu Ertragseinbussen führen.

Forschungsergebnisse zeigen, dass eine rationelle Düngerreduzierung kurz- und mittelfristig zu einer Verbesserung der biologischen Qualität der Böden führt. Die Reduzierung des Einsatzes von Mineraldüngern führt zu einer Verringerung der Konzentration von Salzen in der Nähe der Wurzeln. Eine Verringerung der Salze bedeutet eine Verbesserung der Bedingungen für die mikrobielle Entwicklung.

In vielen Teilen der Welt ist die rationelle Verringerung des Mineraldüngergehalts eine Praxis, die hervorragende Ergebnisse in Bezug auf die Produktivität der Kulturen bringt. Trotz der Verringerung des Düngereinsatzes bleibt der Gehalt an wichtigen Elementen im Boden dank der Verfügbarkeit von Mikroorganismen erhalten. Von diesen Elementen können Stickstoff, Phosphor und Kalium sowie einige Mikronährstoffe über biologische Kreisläufe im Boden bereitgestellt werden.

Studien mit durch Biostimulation kompensierte Düngerreduzierung

Stickstoffreduzierung um 30 % in Polen

Arkadiusz Artyszak und Dariusz Gozdowski - Institut für Landwirtschaft, Warschauer Universität für Biowissenschaften-SGGW: 13% höherer Ernteertrag bei Winterweizen trotz reduzierter Menge an mineralischem Stickstoff.

 

Studie Institut für Landwirtschaft, Warschau PL

Düngemittelreduzierung bei Tomaten in Spanien ohne Ertragseinbussen.

Das Ziel der Behandlung der Kultur unter einer 20%igen Reduzierung der Düngeeinheiten in der Penergetic-These im Vergleich zur CTAEX-Kontrolle wurde erreicht, wobei gute Ergebnisse während des gesamten Zyklus und nach der Ernte erzielt wurden.

Studie CTAEX Spanien


Die Möglichkeiten der Biostimulation für eine erfolgreiche Landwirtschaft.

Vorteile der Biostimulation

Die Stimulierung der Pflanzen ergibt sich aus den Vorteilen, die die mikrobielle Symbiose bietet. Die Synthese und Konzentration von Phytohormonen, die Induktion von Resistenzmechanismen in den Pflanzen, die Bioverfügbarkeit von Nährstoffen durch die Wirkung von Solubilisatoren und die Optimierung der Wassernutzung führen zu Produktivitätssteigerungen, geringeren Produktionskosten und folglich zu einer höheren Rentabilität für den Produzenten.

Mikroorganismen ermöglichen eine Reduzierung von Mineraldünger ohne Ertragseinbussen

Praktisch alle wesentlichen Elemente für Kulturpflanzen können durch die Tätigkeit von Bodenmikroorganismen verfügbar gemacht werden. Sie sind die Hauptakteure im Kreislauf von Nährstoffen wie Stickstoff, Schwefel und Phosphor und spielen auch eine wichtige Rolle bei der Zersetzung von organischem Material.

Mikroorganismen zur Verbesserung der Bodenqualität und der Pflanzenproduktivität

Nützliche Mikroorganismen wie Pilze, Bakterien, Algen und Aktinobakterien leben im Boden und tragen zum Erfolg der Landwirtschaft bei. Sie tun dies, indem sie Nährstoffe austauschen und Symbiosen mit Pflanzenwurzeln eingehen.

Learn more about the importance of microorganisms

Bodenorganismen

Neben den Mikroorganismen tragen auch grössere Organismen wie Käfer, Regenwürmer, Spinnen, Termiten und Landkrebse zur Landwirtschaft bei. Sie bauen organische Rückstände von Pflanzen und Tieren ab, binden sie in das Bodenprofil ein und machen Nährstoffe bioverfügbar. Ausserdem erhöhen sie durch ihre Aktivitäten die Porosität des Bodens und ermöglichen ein besseres Eindringen von Wasser in den Boden. Darüber hinaus sind viele Organismen an der biologischen Schädlingsbekämpfung beteiligt, weil sie als Fressfeinde der Schädlinge fungieren (z. B. Marienkäfer, Ohrwürmer und Spinnen).

Ein lebloser Boden ist nicht in der Lage, die Pflanzenproduktion zu gewährleisten.

Es reicht nicht aus, die Pflanzen gut zu ernähren, wenn der Boden verdichtet ist und die Wurzeln nicht wachsen können. Es reicht nicht aus, den Boden zu lockern, wenn wir die Pflanzen nicht mit den notwendigen Nährstoffen versorgen. Es reicht nicht aus, den Pflanzen die wesentlichen Elemente zuzuführen und den Boden zu dekomprimieren, wenn die Mikroorganismen, die die strukturellen organischen Verbindungen liefern, die ebenfalls für das Pflanzenwachstum wichtig sind, nicht vorhanden sind.

Bodenorganismen und ihre Bedeutung für eine erfolgreiche Landwirtschaft


Landwirtschaftliche Praktiken zur Erhöhung des Nährstoffgehalts im Boden

Neben der mikrobiellen Aktivität sind Praktiken wie die Verwendung von Zwischenfrüchten, Rotation in der Fruchtfolge und die Ausbringung von organischen Substanzen (z. B. mittels Gülle oder Kompost) sehr effiziente Alternativen zur Erhöhung des Nährstoffgehalts im Boden.

Die verschiedenen landwirtschaftlichen Praktiken wirken sich direkt auf den Ernteertrag aus

Anbaumethoden wie die Verwendung von Zwischenfrüchten, mikrobielle Aktivierung und organische Düngung sind sehr effiziente Alternativen zur Erhöhung des Nährstoffgehalts im Boden.

Bewirtschaftungsmethoden zur Erhöhung des Nährstoffgehalts im Boden


Essenzielle Nährstoffe für das Pflanzenwachstum

Stickstoff

Stickstoff erfüllt in Pflanzen grundlegende Funktionen, da er direkt mit der Zusammensetzung von Aminosäuren und Proteinen verbunden ist und Bestandteil von Makromolekülen und Enzymen ist. Stickstoff ist einer der Nährstoffe, der von Pflanzen in der grössten Menge benötigt wird, er macht 2 bis 5 % der Trockenmasse der Pflanze aus.

Bakterien zur Verbesserung des Stickstoffgehalts

Getreide

Nicht symbiotische Bakterien
Azozpirillum, Bacillus, Enterobacter, Xanthobacter, Gluconacetobacter, Azomonas, Beijerinckia, Rhodospirillum

Leguminosenarten

Symbiotische Bakterien
Rhizobium, Bradyrhizobium

Die genannten Bakterien bieten zahlreiche Vorteile durch biologische Stickstofffixierung und Förderung des Pflanzenwachstums durch die Produktion von Auxinen, Gibberellinen und Cytokininen.

Die genannten Bakterien bieten zahlreiche Vorteile durch biologische Stickstofffixierung und Förderung des Pflanzenwachstums durch die Produktion von Auxinen, Gibberellinen und Cytokininen.

Mit Hilfe des Enzyms Nitrogenase sind die Mikroorganismen in der Lage, Luftstickstoff zu Ammonium zu reduzieren. Anschliessend findet ein Austausch von Verbindungen statt, bei dem das Ammonium der Pflanze zur Verfügung gestellt wird. Die Pflanze wiederum liefert den Bakterien die für ihr Überleben wichtigen Kohlenhydrate.

Unter idealen Bedingungen können einige Bakterien mehr Stickstoff liefern, als die Pflanzen für die Getreideproduktion benötigen. Dadurch verringert sich die Notwendigkeit, dem Boden Stickstoffdünger zuzuführen, erheblich, was zu einer Senkung der Produktionskosten für den Erzeuger und zu einem Gewinn für die Umwelt führt.

Phosphor

Ähnlich wie Stickstoff hat auch Phosphor grundlegende Funktionen für die Pflanzenentwicklung. Phosphor ist an der Bildung von ATP (Adenosintriphosphat) beteiligt, der wichtigsten Energiequelle für die Durchführung von Prozessen wie Photosynthese, Zellteilung, Assimilattransport und Genexpression.

Man schätzt, dass nur 10 bis 25 % des über Mineraldünger zugeführten Phosphors für die Pflanzen verfügbar bleiben. Der Rest ist nicht verfügbar, weil er Bindungskomplexe mit Eisen- und Aluminiumoxiden bildet, Komplexe mit organischem Material eingeht oder mit Calciumionen im Boden ausgefällt wird. Der größte Teil des im Boden vorhandenen Phosphors liegt in organischer Form vor, und dieser Anteil des Bodenphosphors kann von Mikroorganismen genutzt werden.

Einige Mikroorganismen, die die Enzyme Phosphatase und Phytase produzieren, sind dafür verantwortlich, den in der organischen Fraktion enthaltenen Phosphor verfügbar zu machen.

Mikroorganismen zur Verbesserung des Phosphorgehalts

Trichoderma-Pilze

Arbuskuläre Mykorrhizapilze
Erhöhung der Phosphoraufnahme durch Ausnutzung grösserer Bodenvolumina

Bakterien

Bacillus, Thiobacillus, Pseudomonas
produzieren die Enzyme Phosphatase und Phytase und machen den in der organischen Fraktion gebundenen Phosphor verfügbar

Der Einsatz von phosphorsolubilisierenden Mikroorganismen durch Animpfen des Bodens ist ein effizienter Weg, um die unlöslichen P-Verbindungen in pflanzenverfügbare P-Form umzuwandeln

Der Einsatz von phosphorsolubilisierenden Mikroorganismen durch Animpfen des Bodens ist ein effizienter Weg, um die unlöslichen P-Verbindungen in pflanzenverfügbare P-Form umzuwandeln. Dies führt zu einem besseren Pflanzenwachstum, Ernteertrag und einer verbesserten Produktionsqualität. Bacillus, Pseudomonas, Rhizobium, Aspergillus, Penicillium und AMR sind die effizientesten P-Solubilisatoren zur Erhöhung der Bioverfügbarkeit von Phosphor im Boden.

Die Wirkung von Trichoderma-Pilzen unterscheidet sich von der Wirkung von Bakterien. Mykorrhizapilze erhöhen die Phosphoraufnahme, indem sie ein grösseres Volumen des Bodens ausnutzen und so die Fähigkeit der Pflanzen zur Aufnahme von Nährstoffen und Wasser verbessern. Sie sind auch in der Lage, Phosphor auf eine Weise zu absorbieren, die Pflanzen nicht aufnehmen können. Auf diese Weise ist die Förderung der Symbiose zwischen Pflanzen und Mykorrhizapilzen gleichbedeutend mit einer Steigerung der Pflanzenqualität und der Produktivität der landwirtschaftlichen Nutzpflanzen.

Kalium

Kalium ist auch ein wesentlicher Nährstoff für die Pflanzenentwicklung. Kalium ist für die Aktivierung von Enzymen in Pflanzen unerlässlich und wirkt sich direkt auf die Photosynthese und die Wasseraufnahmefähigkeit aus. Einige Mikroorganismen wirken indirekt auf die Verfügbarkeit von Kalium für Pflanzen ein. So zum Beispiel die Bakterien der Gattungen Acidothiobacillus, Bacillus und Paenibacillus.

Bakterien zur Erhöhung der Kaliumverfügbarkeit

Acidothiobacillus, Bacillus und Paenibacillus machen das in der organischen Fraktion gebundene Kalium verfügbar.

Mikronährstoffe

Mikroorganismen wirken auch direkt auf die Bereitstellung von Mikronährstoffen wie Eisen, Zink, Kupfer und Mangan ein. Bakterien der Gattungen Bacillus und Pseudomonas sowie arbuskuläre Mykorrhizapilze sind die bekanntesten und werden zur Anreicherung von Mikronährstoffen in landwirtschaftlichen Böden eingesetzt.

Fruchtbarer Boden für erfolgreiche Landwirtschaft

Bodenökosysteme sind die Grundlage der landwirtschaftlichen Produktion. Lesen Sie mehr darüber, wie bioaktive Systeme die Ernteerträge steigern.

Die Abhängigkeit der Ernteerträge von der Bodenfruchtbarkeit


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