Forscher, die nach effektiven Möglichkeiten suchen, Phosphor (P) zur Steigerung der Bodenfruchtbarkeit hinzuzufügen, haben Biobauern viel Zeit und Geld gespart.
In einer kürzlich im Canadian Journal of Soil Science (2010) 90: 257-266 veröffentlichten Arbeit zeigten sie, dass die Kombination von Phosphatgestein (PR) mit der Gründüngungspflanze Buchweizen keine agronomisch bedeutsamen Vorteile brachte.
Während eines der drei getesteten Phosphatgesteine die P-Aufnahme der Buchweizenkultur erhöhte, steigerten die Buchweizenrückstände nicht den Ertrag der nächsten Kultur, sagt Melissa Arcand, Hauptautorin der Studie.
Aufgrund der Ergebnisse würde es sich für Landwirte nicht lohnen, in diesen Ansatz zu investieren, sagt sie. Die Verwendung verschiedener Gründüngungspflanzen auf unterschiedlichen Böden könnte jedoch zu positiveren Ergebnissen führen.
Die Böden in der Studie waren zum Beispiel im Allgemeinen alkalisch. Saure Böden könnten besser funktionieren. Auch andere Gründüngungspflanzen wie Leguminosen könnten einen Unterschied machen.
Bei synthetischen Düngemitteln wird der Phosphor mit Hilfe von Säuren aus dem Gestein gelöst, wodurch der Phosphor löslicher und für die Pflanzen leichter zugänglich wird.
Die Herausforderung für Biobauern besteht darin, die Pflanzenaufnahme von Phosphor – einem Element und neben Stickstoff und Kalium einer der drei entscheidenden Makronährstoffe – ohne synthetische Düngemittel zu verbessern.
Makronährstoffe sind durch nichts zu ersetzen. „Sie sind unverzichtbar“, sagt Arcand. „Es führt kein Weg daran vorbei.“ Ein Mangel an Phosphor hemmt in der Regel das Wachstum einer Pflanze.
Der Versuch, die Phosphorverfügbarkeit zu erhöhen, war eines der Hauptziele der Studie „Residues from a buckwheat (Fagopyrum esculentum) green manure crop grown with phosphate rock influence bioavailability of soil phosphorus“.
Im ökologischen Landbau wird Phosphor hauptsächlich durch die Wiederverwertung von organischem Material aus dem Betrieb, wie Kompost, Gründünger und Tierdung, bereitgestellt. Diese organischen Materialien enthalten Phosphor, der von Bodenorganismen mineralisiert wird, so dass dieser Makronährstoff von den Pflanzen leichter verwertet werden kann.
Die Zugabe von Gründüngungsrückständen zu den Böden kann die Mineralisierungsrate von Phosphor im Boden erhöhen, aber niedrige Konzentrationen in den Rückständen decken oft nicht den Bedarf der Pflanzen. „Die Auswahl von Gründüngungspflanzenarten mit hoher Phosphoraufnahme hat das Potenzial, die Beschränkungen organischer Materialien bei der Phosphorversorgung in diesen Systemen zu überwinden“, heißt es in der Studie.
Buchweizen wurde ausgewählt, weil frühere Studien gezeigt haben, dass er Phosphorkonzentrationen aufnehmen kann, die über seinen eigenen Bedarf hinausgehen. So könnte überschüssiger Phosphor aus Buchweizenpflanzenrückständen im Boden verbleiben.
In der Studie wurde chemisch unbehandeltes Phosphatgestein aus sedimentären und magmatischen Quellen als Ersatz für synthetische Düngemittel verwendet. Unabhängig von der Quelle hat Phosphatgestein eine geringe Löslichkeit, insbesondere in alkalischen Böden, wie sie für die meisten Böden im ökologischen Landbau in Ontario und den Prärien charakteristisch sind.
Auch wenn die Ergebnisse der Studie zeigen, dass dieser Ansatz keine signifikanten Vorteile mit sich bringt, ist der Prozess selbst wichtig. Denn Phosphor aus Phosphatgestein ist eine endliche Ressource. Die fortgesetzte Herstellung von synthetischen Düngemitteln wird diese Quelle irgendwann erschöpfen. Wenn das passiert, könnten Biobauern einen Vorteil haben, weil sie gelernt haben, wie sie den Phosphorgehalt erhöhen können, ohne auf chemische Düngemittel angewiesen zu sein.
„Die Erschöpfung von Gesteins-P, einer endlichen Ressource, für die Herstellung synthetischer Düngemittel bedeutet, dass wir irgendwann in der Zukunft nicht mehr auf diese P-Quelle angewiesen sein werden“, sagte Arcand.
„Stattdessen müssen wir in der Lage sein, die löslichen, reaktiven Formen von P in der Landschaft und in den Gewässern von dort, wo es im Überschuss vorhanden ist, dorthin umzuverteilen, wo ein Mangel herrscht“, sagte sie. „In Böden, in denen die pflanzenverfügbaren Formen von P mangelhaft sind, in denen aber insgesamt viel P vorhanden ist, müssen wir auch an Methoden arbeiten, um den Zugang zu den Pflanzen zu verbessern.“
Mit anderen Worten, die Land- und Anbaumethoden der Biobauern werden gebraucht, wenn das bestehende Angebot an Phosphor aus synthetischen Düngemitteln aufgebraucht ist.
Phosphor und Öl sind sich insofern ähnlich, als sie einen endlichen Vorrat haben. Aber im Gegensatz zu Öl, das sich nach der Verbrennung in das Gas Kohlendioxid umwandelt, geht Phosphor aus synthetischen Düngemitteln nicht aus der Umwelt verloren.
Stattdessen wird Phosphor in verschiedenen Formen in den Boden und das Wasser (oft in überhöhten Konzentrationen) umverteilt. „Phosphor wird an Bodenpartikel adsorbiert oder von Pflanzen aufgenommen, in tierisches Gewebe (durch den Verzehr von Pflanzen) integriert und auch von Bodenmikroorganismen aufgenommen“, so Arcand.
Die Herausforderung für Forscher und Biobauern gleichermaßen besteht darin, Wege zu finden, Phosphor in seinen vielen Formen zu recyceln und dabei die einfache Einbahnstraße der synthetischen Düngemittel zu vermeiden.