Humboldt-Universität zu Berlin - Albrecht Daniel Thaer-Institut für Agrar- und Gartenbauwissenschaften

Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades doctor rerum agriculturarum

Eingereicht an der Lebenswissenschaftlichen Fakultät der Humboldt-Universtät zu Berlin

Datum der Promotion: 25. 11. 2014

Hochschulschrift

HU Universitätsbibliothek oder DNB

Zusammenfassung

In der vorliegenden Arbeit standen die organisch-mineralische Düngung marginaler Sandböden und deren Wirkung auf ausgewählte bodenchemische, -physikalische sowie pflanzenbauliche Parameter im Fokus. Weiterhin galt es, Beziehungen zwischen den Ergebnissen abzuleiten, um die Kausalkette Düngung-Boden-Pflanze besser analysieren zu können.

lm Rahmen eines 75jährigen Dauerfeldversuch auf einem feinanteilarmen und wenig fruchtbaren Sandboden in Thyrow (Brandenburg) wurden 2011 und 2012 umfangreiche Feld- und Laboruntersuchungen durchgeführt. Der Statische Nährstoffmangelversuch ist als einfaktorielle Blockanlage mit acht Prüffaktorstufen der organisch-mineralischen Düngung in vierfacher Wiederholung angelegt. In der Fruchtfolge des Versuches stehen Kartoffel, Sommergerste und Silomais. Für die vorliegende Arbeit wurden fünf verschiedene Prüfglieder ausgewählt (Kontrolle; Stallmist; NPK, Kalk und Stallmist; NPK und Kalk; NPK). Als bodenchemische Untersuchungsparameter wurden der Kohlenstoff- und Stickstoffgehalt sowie der pH-Wert ausgewählt. Nach 75 Jahren differenzierter organisch-mineralischer Düngung konnte ein deutlich abgestufter Gehalt an C und N (Gesamtgehalt sowie die organisch gebundenen bzw. heißwasserlöslichen Anteile) sowie ein differenzierter pH-Wert zwischen den einzelnen Prüfgliedern beobachtet werden. Dabei zeigten die Messergebnisse nach organisch-mineralischer Düngung die höchsten C und N-Gehalte sowie den höchsten pH-Wert und in der Kontrolle bzw. ausschließlicher NPK-Düngung die niedrigsten Gehalte bzw. geringsten pH-Wert. Weiterhin waren mit der abgestuften Düngung neben bodenchemischen Effekten auch Veränderungen bodenphysikalischer Parameter verbunden. Als bodenphysikalische Parameter wurden die Trockenrohdichte, das Porenvolumen und die Porengrößenklassen, die gesättigte hydraulische Leitfähigkeit, der Eindringwiderstand sowie die Wassergehalte im Feld untersucht. Während alle Parameter an Stechzylinderproben bzw. an Einzelterminen gemessen wurden, fand für die Bestimmung des Wassergehaltes eine kontinuierliche Messung zweimal in der Woche während der zwei Vegetationsperioden statt. Sämtliche Parameter wurden wegen ihres wesentlichen Einflusses auf die Wasserspeicherfähigkeit des Bodens bzw. auf die Dynamik des Bodenwasserhaushaltes ausgewählt. Die Messwerte der bodenphysikalischen Parameter zeigen eine große Abhängigkeit vom C_org-Gehalt und waren dementsprechend vergleichbar abgestuft. Die differenzierten Ergebnisse wiesen eine große Spannweite auf und geben Aufschluss darüber, wie stark sie durch die einzelnen Düngungsvarianten beeinflusst werden können. Festzuhalten bleibt, dass insbesondere organische Düngung eine deutlich verbesserte Wasserspeicherfähigkeit und eine schnellere Bewegung des Wassers im Boden ermöglicht und damit einen erheblichen Beitrag zur Steigerung der Pufferkapazität bezüglich des Faktors Wasser leistet. Die veränderten Bodeneigenschaften zeigten eine offensichtliche Wirkung auf Wachstum und Entwicklung von Silomais und Sommergerste. Weiterhin wurden mit der Ermittlung des Ertrags und der Ertragskomponenten wesentliche und vergleichbare Parameter erhoben, die das Gesamtergebnis aus dem Zusammenspiel aller Einzelparameter repräsentieren. Auch bezüglich der pflanzenbaulichen Parameter zeigten sich nach organisch-mineralischer Düngung die höchsten bzw. besten Ergebnisse, während in der Kontrolle teilweise Totalverluste auftraten.