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Wie ist es um die Bodenfruchtbarkeit in Deutschland bestellt – Bodengehalte?
Dr. W. Zorn Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft Jena
Tagung VLK und BAD Würzburg 21.04.2015
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Problemstellung
Eine hohe Bodenfruchtbarkeit stellt eine unverzichtbare Grundlage für eine nachhaltige und Landbewirtschaftung dar (siehe Vortrag Prof. Breitschuh)
Beitrag beschäftigt sich mit messbaren Größen der Bodenfruchtbarkeit: pH-Wert,
Phosphor-, Kalium-, Magnesiumgehalt der Böden
Humusgehalt der Böden
Langjährig negative P- und K-Bilanzen haben in vielen Ackerbau- gebieten zu einer Verschlechterung der Nährstoffversorgung der Böden geführt: häufig erhöhter Düngebedarf;
Kritik an der Landwirtschaft hinsichtlich „Überdüngung der Böden“;
nachfolgend Analyse der Nährstoff- und Humusgehalte der Böden und deren Auswirkungen auf den Pflanzenbau
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Datengrundlage
Zusammengefasste Daten zur Versorgung der Böden (soweit vorhanden) von den Mitgliedern des AK Düngeberatung und Nährstoffhaushalt im VLK sowie der LUFA Speyer (z. T. noch unvollständig, im Tagungsband vollständig)
NRW: Beispiele Regierungsbezirke Arnsberg und Münster
Häufig keine Statistik für Grünlandböden
Einstufung nach Richtwerten für die Einstufung der Gehaltsklassen des jeweiligen Bundeslands
Auswirkungen unzureichender Nährstoffversorgung der Böden: Ausgewählte Versuchs- und Untersuchungsergebnisse insbesondere aus Thüringen (TLL)
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Kalkversorgung der Böden
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Kalkversorgung der Böden – Ackerland pH-Klassen nach VDLUFA
0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%
100%
EDCBA
NRW: Auswertung nicht nach VDLUFA-Schema
Summe pH-Klasse A +B: 22 …. 43%
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Kalkversorgung der Böden – Grünland
0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%
100%
EDCBANRW:
Auswertung nicht nach VDLUFA-Schema
pH-Klassen nach VDLUFA
Summe pH-Klasse A +B: 20 …. 62%
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„Säureschäden“ bei Sommergerste Fallbespiel: Praxisschlag Bad Berka, Sandboden
pH-Wert < 4,0 pH-Wert 6,2
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0
20
40
60
80
3 4 5 6 7pH
dt/ha
Kornertrag von Sommergerste in Abhängigkeit vom pH-Wert des Bodens (Bad Berka, 2001)
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0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
3,5 4,5 5,5 6,5
K, Mg mg/100g
pH-Wert
K
Mg
K- und Mg-Gehalt im Boden in Abhängigkeit vom pH-Wert (Bad Berka, 2001)
Die langfristige Bodenversauerung fördert die K- und Mg-Auswaschung!
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Zwischenfazit Kalkversorgung
Je nach Bundesland sind zwischen 22 und 42% des Ackerlandes kalkbedürftig;
Das Grünland ist überwiegend stärker kalkbedürftig als das Ackerland (je nach Bundesland 20 … 62% kalkbedürftig);
Kalkmangel reduziert am stärksten die Bodenfruchtbarkeit („Säureschäden“, P-Festlegung, K- und Mg-Auswaschung, …)
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P-Versorgung der Böden
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P-Versorgung der Böden – Ackerland Gehaltsklassen nach VDLUFA
0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%
100%
EDCBA
Summe Gehaltsklasse A +B: 5 …. 50%
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P-Versorgung der Böden – Grünland
0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%
100%
EDCBA
Gehaltsklassen nach VDLUFA
Summe Gehaltsklasse A +B: 12 …. 74%
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zweimaliger Methodenwechsel verbesserte Einstufung der P-Gehalte kalkreicher Böden 1. DL --- CAL 2. CAL --- CALmodifiziert
11314
3532
2534
1519 13
0%
20%
40%
60%
80%
100%
1990-1994 2010-2012
E
D
C
B
A
48%
Entwicklung der P-Versorgung Thüringer Ackerböden 1990 bis 2012
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P-Ernährungszustand von Winterweizen (BBCH 33-36) in Thüringen 2009 – 2012
16 22
81
41
84 76
19
59
2
0%
20%
40%
60%
80%
100%
2009n=79
2010n=81
2011n=79
2012n=73
hochausreichendniedrig/Mangel
Niederschlag in Dornburg (mm)
Februar - April 147 76 46 30
Mai 71 101 30 48
P-Mangel Wi-Weizen
Trockenheit hemmt insbesondere die P-Aufnahme!
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sichtbare P-Mangelernährung bei Ackerkulturen
P-Gehalte im Boden: Gehaltsklasse A untere Hälfte Gehaltsklasse B
Bodenversauerung
starke Trockenheit
Kartoffel Zuckerrübe Mais
So-Gerste
Internetangebot der TLL: Diagnosesystem VISUPLANT www.tll.de/visuplant/vp_idx.htm
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Düngungsvarianten
1 ohne P bzw. K
2 70% der Abfuhr
3 nach Abfuhr
4 130% der Abfuhr
Varianten der P- und K-Düngungsversuche in Thüringen ab 1993 (auf festen Versuchsstationen)
8 Versuchsstandorte, Parzellenversuche mit 4 Wiederholungen
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Boden-P-Gehalte im statischen P-Versuch Dornburg/Saale
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1993
1995
1997
1999
2001
2003
2005
2007
2009
2011
2013
Entzug +30 %
Entzug
Entzug -30%
ohne P
D
C
B
A Δ 75 kg P/ha = Δ 1 mg P/100g Boden
mg P/
100g
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-10
-8
-6
-4
-2
0dt/ha
WRa
WTr WRo
Kö- Erbse
WRa
WW
SG
WW
WW SG
SG
WW
Silo- mais
-54 dt/ha
WG WW
Silo- mais
-12 dt/ha
Ertragsminderung durch unterlassene P-Düngung (P0 zu P-Entzug) Dornburg
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Tiefe cm pH
PCAL-Gehalt mg P/100g
PH2O-Gehalt mg P/100g
0 – 10 6,2 1,6 0,31
10 – 20 6,1 1,1 0,22
20 – 30 cm 6,1 0,9 0,14
Gehaltsklasse A in 0 – 20 cm ≤ 2,4
Löß-Braunschwarzerde
Standortangaben zum P-Unterfußdüngungsversuch Friemar
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Feldversuch „Friemar“ zur platzierten P-Düngung zur Saat im Vergleich zur breitwürfigen Düngung zur Saat und zur Kopfdüngung im Frühjahr
Platzierte Düngung zur Saat Düngemittel: Triplesuperphosphat Düngemittelablage: 8 - 10 cm tief zwischen jede Reihe, 5 cm Abstand zur Saatreihe
3-jähriger Versuch (4 Wiederholungen, randomisiert) 2012: Wi-Weizen 2013: Wi-Gerste 2014: Winterraps 2015: Winterweizen
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Wirkung der P-Applikation (TSP) auf den Kornertrag von Winterweizen Friemar 2012 (ohne P: 91,9 dt/ha)
0
5
10
15
20
25
ohne P 50 100 200 50 100 200 50 100
P-Düngung in % der P-Abfuhr
dt/ha
UFDvor Saat
Kopfdüngung Frühjahr
Mehrertrag
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www.thueringen.de/de/tll
Wirkung der P-Applikation (TSP) auf den Kornertrag von Wintergerste Friemar 2013 (ohne P: 92,5 dt/ha)
0
5
10
15
20
25
30
ohne P 50 100 200 50 100 200 50 100
P-Düngung in % der P-Abfuhr
dt/ha
UFDvor Saat
Kopfdüngung Frühjahr
Mehrertrag
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Zwischenfazit P-Versorgung
Je nach Bundesland sind zwischen 5 und 50% des Ackerlandes sind sehr niedrig und niedrig mit P versorgt (Gehaltsklassen A und B);
P-Mangel stellt ein zunehmendes Problem in Ackerbauregionen dar;
In P-Düngungsversuchen in GK A häufig Mehrerträge bei Getreide bis >20 dt/ha;
Das Grünland ist überwiegend niedriger mit P versorgt als das Ackerland (je nach Bundesland 12 … 74% kalkbedürftig);
Extensiv genutztes Grünland ist häufig unterversorgt;
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K-Versorgung der Böden
![Page 26: Wie ist es um die Bodenfruchtbarkeit in Deutschland bestellt ......0 y = -0,005x + 0,594 r² = 0,44* 40/50 y = -0,004x + 0,609 r² = 0,23* 80/100 y = -0,004x + 0,679 r² = 0,23* 120/150](https://reader031.vdokument.com/reader031/viewer/2022012002/609db707be639d702739d36c/html5/thumbnails/26.jpg)
K-Versorgung der Böden - Ackerland
0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%
100%
EDCBA
Gehaltsklassen nach VDLUFA
Summe Gehaltsklasse A +B: 11 …. 64%
![Page 27: Wie ist es um die Bodenfruchtbarkeit in Deutschland bestellt ......0 y = -0,005x + 0,594 r² = 0,44* 40/50 y = -0,004x + 0,609 r² = 0,23* 80/100 y = -0,004x + 0,679 r² = 0,23* 120/150](https://reader031.vdokument.com/reader031/viewer/2022012002/609db707be639d702739d36c/html5/thumbnails/27.jpg)
K-Versorgung der Böden - Grünland
0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%
100%
EDCBA
Gehaltsklassen nach VDLUFA
Summe Gehaltsklasse A +B: 24 …. 66%
![Page 28: Wie ist es um die Bodenfruchtbarkeit in Deutschland bestellt ......0 y = -0,005x + 0,594 r² = 0,44* 40/50 y = -0,004x + 0,609 r² = 0,23* 80/100 y = -0,004x + 0,679 r² = 0,23* 120/150](https://reader031.vdokument.com/reader031/viewer/2022012002/609db707be639d702739d36c/html5/thumbnails/28.jpg)
www.thueringen.de/de/tll
Entwicklung der K-Gehalte leichter Ackerböden in Schleswig-Holstein 1999 - 2012
0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%
100%
EDCBA
![Page 29: Wie ist es um die Bodenfruchtbarkeit in Deutschland bestellt ......0 y = -0,005x + 0,594 r² = 0,44* 40/50 y = -0,004x + 0,609 r² = 0,23* 80/100 y = -0,004x + 0,679 r² = 0,23* 120/150](https://reader031.vdokument.com/reader031/viewer/2022012002/609db707be639d702739d36c/html5/thumbnails/29.jpg)
Standorte K-arme Böden (Gehaltsklasse A-B) - langjährig ohne K-Düngung - Schieferböden *) - Sandböden *) - Aueböden (K-Fixierung) - Vorfrüchte mit sehr hohem K-Entzug
*) = niedrige K-Nachlieferung (niedriger K-Gehalt in Tonmineral- zwischenschichten)
Chlorosen/Nekrosen beginnend an älteren Blättern
Sichtbare K-Mangelernährung bei Ackerkulturen
starke Trockenheit
![Page 30: Wie ist es um die Bodenfruchtbarkeit in Deutschland bestellt ......0 y = -0,005x + 0,594 r² = 0,44* 40/50 y = -0,004x + 0,609 r² = 0,23* 80/100 y = -0,004x + 0,679 r² = 0,23* 120/150](https://reader031.vdokument.com/reader031/viewer/2022012002/609db707be639d702739d36c/html5/thumbnails/30.jpg)
Boden-K-Gehalte im K-Düngungsversuch Bad Salzungen
0
4
8
12
16
20
1999
2001
2003
2005
2007
2009
130% Abfuhr
100% Abfuhr
70% Abfuhr
ohne K
D
C
B
A
mg K/
100g
E
![Page 31: Wie ist es um die Bodenfruchtbarkeit in Deutschland bestellt ......0 y = -0,005x + 0,594 r² = 0,44* 40/50 y = -0,004x + 0,609 r² = 0,23* 80/100 y = -0,004x + 0,679 r² = 0,23* 120/150](https://reader031.vdokument.com/reader031/viewer/2022012002/609db707be639d702739d36c/html5/thumbnails/31.jpg)
Relativer Mehrertrag durch K-Düngung Buntsandstein Bad Salzungen, K-Gehaltsklasse C --- B)
0
5
10
15
20
25
30
SG WWKa
rtWW WT
Kö-E WW SG
Kart. WW
WRo Mais
Mehrertrag %
1999 2010
GK C GK B
![Page 32: Wie ist es um die Bodenfruchtbarkeit in Deutschland bestellt ......0 y = -0,005x + 0,594 r² = 0,44* 40/50 y = -0,004x + 0,609 r² = 0,23* 80/100 y = -0,004x + 0,679 r² = 0,23* 120/150](https://reader031.vdokument.com/reader031/viewer/2022012002/609db707be639d702739d36c/html5/thumbnails/32.jpg)
Kartoffelknollen K-Düngungsversuch Bad Salzungen 2007
1,53% K i. TM 2,59% K i. TM
ohne K 130% K-Abfuhr
![Page 33: Wie ist es um die Bodenfruchtbarkeit in Deutschland bestellt ......0 y = -0,005x + 0,594 r² = 0,44* 40/50 y = -0,004x + 0,609 r² = 0,23* 80/100 y = -0,004x + 0,679 r² = 0,23* 120/150](https://reader031.vdokument.com/reader031/viewer/2022012002/609db707be639d702739d36c/html5/thumbnails/33.jpg)
Zwischenfazit K-Versorgung
Je nach Bundesland sind zwischen 11 und 64% des Ackerlandes sind sehr niedrig und niedrig mit K versorgt (Gehaltsklassen A und B);
In K-Düngungsversuchen wirtschaftliche Mehrerträge, wenn K-Gehalt in GK B sinkt; Qualitätsprobleme bei Kartoffel infolge von K-Mangel;
Das Grünland ist überwiegend niedriger mit K versorgt als das Ackerland (je nach Bundesland 24 … 66% kalkbedürftig);
Extensiv genutztes Grünland ist häufig unterversorgt;
![Page 34: Wie ist es um die Bodenfruchtbarkeit in Deutschland bestellt ......0 y = -0,005x + 0,594 r² = 0,44* 40/50 y = -0,004x + 0,609 r² = 0,23* 80/100 y = -0,004x + 0,679 r² = 0,23* 120/150](https://reader031.vdokument.com/reader031/viewer/2022012002/609db707be639d702739d36c/html5/thumbnails/34.jpg)
Mg-Versorgung der Böden
![Page 35: Wie ist es um die Bodenfruchtbarkeit in Deutschland bestellt ......0 y = -0,005x + 0,594 r² = 0,44* 40/50 y = -0,004x + 0,609 r² = 0,23* 80/100 y = -0,004x + 0,679 r² = 0,23* 120/150](https://reader031.vdokument.com/reader031/viewer/2022012002/609db707be639d702739d36c/html5/thumbnails/35.jpg)
Mg-Versorgung der Böden - Ackerland
0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%
100%
EDCBA
Gehaltsklassen nach VDLUFA
Summe Gehaltsklasse A +B: 10 …. 33%
![Page 36: Wie ist es um die Bodenfruchtbarkeit in Deutschland bestellt ......0 y = -0,005x + 0,594 r² = 0,44* 40/50 y = -0,004x + 0,609 r² = 0,23* 80/100 y = -0,004x + 0,679 r² = 0,23* 120/150](https://reader031.vdokument.com/reader031/viewer/2022012002/609db707be639d702739d36c/html5/thumbnails/36.jpg)
Mg-Versorgung der Böden - Grünland
0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%
100%
EDCBA
Gehaltsklassen nach VDLUFA
Summe Gehaltsklasse A +B: 10 …. 47%
![Page 37: Wie ist es um die Bodenfruchtbarkeit in Deutschland bestellt ......0 y = -0,005x + 0,594 r² = 0,44* 40/50 y = -0,004x + 0,609 r² = 0,23* 80/100 y = -0,004x + 0,679 r² = 0,23* 120/150](https://reader031.vdokument.com/reader031/viewer/2022012002/609db707be639d702739d36c/html5/thumbnails/37.jpg)
Humus-Versorgung der Böden
- Häufige Analysen durch Landwirte (für Standortbewertung, CC, …)
- Problem: Bewertung der Humusgehalte auf Grundlage von Dauerversuchen, standortbezogenen Untersuchungen, ..
![Page 38: Wie ist es um die Bodenfruchtbarkeit in Deutschland bestellt ......0 y = -0,005x + 0,594 r² = 0,44* 40/50 y = -0,004x + 0,609 r² = 0,23* 80/100 y = -0,004x + 0,679 r² = 0,23* 120/150](https://reader031.vdokument.com/reader031/viewer/2022012002/609db707be639d702739d36c/html5/thumbnails/38.jpg)
Gehalt an organischem Kohlenstoff in Abhängig-keit von der Düngung in 18 Dauerfeldversuchen (Körschens et al. 2013).
Oberer Wert: Summe inerter + umsetzbarer C Unterer Wert: Inerter C
Beide Werte stellen objektive Grundlage für die Bewertung der Humusbodenuntersuchung dar!
![Page 39: Wie ist es um die Bodenfruchtbarkeit in Deutschland bestellt ......0 y = -0,005x + 0,594 r² = 0,44* 40/50 y = -0,004x + 0,609 r² = 0,23* 80/100 y = -0,004x + 0,679 r² = 0,23* 120/150](https://reader031.vdokument.com/reader031/viewer/2022012002/609db707be639d702739d36c/html5/thumbnails/39.jpg)
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
0 y = -0,005x + 0,594 r² = 0,44* 40/50 y = -0,004x + 0,609 r² = 0,23*
80/100 y = -0,004x + 0,679 r² = 0,23* 120/150 y = -0,002x + 0,711 r² = 0,07
160/200 y = -0,003x + 0,808 r² = 0,26* 200/250 y = 0,004x + 0,730 r² = 0,20
Cor
g[%
]
Jahr
ohne organische Düngung, verschiedene N-Düngestufen
Entwicklung der Corg-Gehalte am Standort Bad Salzungen im Dauerfeldversuch L 28 im Zeitraum 1992 bis 2012, Versuchsbeginn 1966
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
1,3
1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
0 y = -0,0006x + 0,692 r² = 0,00 40/50 y = -0,002x + 0,796 r² = 0,03
80/100 y = -0,003x + 0,907 r² = 0,05 120/150 y = 0,001x + 0,944 r² = 0,00
160/200 y = 0,006x + 0,928 r² = 0,24* 200/250 y = 0,011x + 0,871 r² = 0,38*
Cor
g[%
]
Jahr
Stallmist, verschiedene N-Düngestufen
- Bisher noch kein Fließgleichgewicht eingestellt - Humusaufbau korreliert mit Humussaldo, - mineralische N-Düngung fördert Humusaufbau
![Page 40: Wie ist es um die Bodenfruchtbarkeit in Deutschland bestellt ......0 y = -0,005x + 0,594 r² = 0,44* 40/50 y = -0,004x + 0,609 r² = 0,23* 80/100 y = -0,004x + 0,679 r² = 0,23* 120/150](https://reader031.vdokument.com/reader031/viewer/2022012002/609db707be639d702739d36c/html5/thumbnails/40.jpg)
Corg-Gehalte bayerischer Ackerböden
Quelle: Capriel, 2010
![Page 41: Wie ist es um die Bodenfruchtbarkeit in Deutschland bestellt ......0 y = -0,005x + 0,594 r² = 0,44* 40/50 y = -0,004x + 0,609 r² = 0,23* 80/100 y = -0,004x + 0,679 r² = 0,23* 120/150](https://reader031.vdokument.com/reader031/viewer/2022012002/609db707be639d702739d36c/html5/thumbnails/41.jpg)
Standorttypische Humus-Gehalte bayerischer Ackerböden
Quelle: Capriel, 2010 Regionalisierte Richtwerte zur Bewertung erforderlich!
![Page 42: Wie ist es um die Bodenfruchtbarkeit in Deutschland bestellt ......0 y = -0,005x + 0,594 r² = 0,44* 40/50 y = -0,004x + 0,609 r² = 0,23* 80/100 y = -0,004x + 0,679 r² = 0,23* 120/150](https://reader031.vdokument.com/reader031/viewer/2022012002/609db707be639d702739d36c/html5/thumbnails/42.jpg)
Quelle: Ebertseder et al., 2010
Veränderung der Humus-Gehalte der Böden 1996 : 2008
Keine signifikante Veränderung messbar!
![Page 43: Wie ist es um die Bodenfruchtbarkeit in Deutschland bestellt ......0 y = -0,005x + 0,594 r² = 0,44* 40/50 y = -0,004x + 0,609 r² = 0,23* 80/100 y = -0,004x + 0,679 r² = 0,23* 120/150](https://reader031.vdokument.com/reader031/viewer/2022012002/609db707be639d702739d36c/html5/thumbnails/43.jpg)
Humusgehalte Thüringer Ackerböden in Abhängigkeit vom Tongehalt
383 Nährstoffdynamiktestflächen 0 – 20 cm Tiefe (2008)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 10 20 30 40 50 60 70
% Ton
% OBS
CC-Grenzwerte für Böden
>13% Ton
≤13% Ton
Bewertung?
![Page 44: Wie ist es um die Bodenfruchtbarkeit in Deutschland bestellt ......0 y = -0,005x + 0,594 r² = 0,44* 40/50 y = -0,004x + 0,609 r² = 0,23* 80/100 y = -0,004x + 0,679 r² = 0,23* 120/150](https://reader031.vdokument.com/reader031/viewer/2022012002/609db707be639d702739d36c/html5/thumbnails/44.jpg)
Zwischenfazit Humus-Versorgung
Die Humusbodenuntersuchung liefert eine „Momentaufnahme“ des Bodenzustandes Änderungen des Humusgehaltes im Boden verlaufen sehr langfristig (>30 a) nach Managementänderung Die Bewertung der Ergebnisse der Humusuntersuchung erfordert standortspezifische Dauerversuchsergebnisse und Erfahrungen sowie die Berücksichtigung der Humusbilanzierung
![Page 45: Wie ist es um die Bodenfruchtbarkeit in Deutschland bestellt ......0 y = -0,005x + 0,594 r² = 0,44* 40/50 y = -0,004x + 0,609 r² = 0,23* 80/100 y = -0,004x + 0,679 r² = 0,23* 120/150](https://reader031.vdokument.com/reader031/viewer/2022012002/609db707be639d702739d36c/html5/thumbnails/45.jpg)
Fazit
Die Kalk-, Phoshor-, Kalium- und Magnesiumversorgung der Böden ins besondere in Ackerbaugebieten ist gesunken.
Erhebliche Flächenanteile erfordern dringend den Rückkehr zu einer bedarfsgerechten Düngung dieser Nährstoffe.
Die optimale Humusversorgung der Böden stellt eine wichtige Aufgabe für den Landwirt dar. Es besteht noch weiterhin Forschungsbedarf.
![Page 46: Wie ist es um die Bodenfruchtbarkeit in Deutschland bestellt ......0 y = -0,005x + 0,594 r² = 0,44* 40/50 y = -0,004x + 0,609 r² = 0,23* 80/100 y = -0,004x + 0,679 r² = 0,23* 120/150](https://reader031.vdokument.com/reader031/viewer/2022012002/609db707be639d702739d36c/html5/thumbnails/46.jpg)
Herzlichen Dank für die Datenbereitstellung an die Kolleginnen und Kollegen des AK Düngeberatung und Nährstoffhaushalt im VLK sowie der LUFA Speyer