Nährstoffmanagement auf Bio-Bauernhöfen

Viele Biobauern sprechen über die Bedeutung eines ausgewogenen Nährstoffgleichgewichts im Boden für das Pflanzenwachstum. Sie verwenden die "Basic Cation Saturation Ratio" Methode zur Schätzung des Nährstoffbedarfs von Pflanzen. Dieser Ansatz basiert auf einem idealen Verhältnis von austauschbaren Basen (insbesondere Ca ++, Mg ++ und K +), die an den Kationenaustauschstellen gehalten werden.

Landwirte glauben, dass ein optimales Verhältnis die Nährstoffausnutzung und den Ernteertrag der Pflanze optimieren kann. Die dabei idealen Verhältnisse sind:
Ca:Mg 6.5:1
Ca:K 13:1
Mg:K 2:1

Bei einem idealen Ausgleich, wären 85 Prozent der Austauschstellen von Ca ++, 10 Prozent von Mg ++ und 5 Prozent von K + besetzt. Wenn diese Verhältnisse nicht vorhanden sind, wird angenommen, dass ein Mangel in einem oder mehreren dieser Nährstoffe existiert.

Füttere den Boden Ansatz

Der Zweck dieses Ansatzes ist zweifach. Wenn organische Nährstoffe dem Boden hinzugefügt werden, steigt die mikrobielle Aktivität. In diesem Sinne "füttern" Bio-Bauern die Mikroben. Eine erhöhte mikrobielle Aktivität verbessert die physikalischen Eigenschaften des Bodens. Wenn zum Beispiel die mikrobielle Aktivität zunimmt, verbessert sich die Bodenbildung. Darüber hinaus beschleunigen mikrobielle Aktivitäten den Nährstoffkreislauf und erhöhen die Verfügbarkeit von Nährstoffen für die Pflanzenaufnahme (wenn die Mineralisierung die Immobilisierung durch Mikroben übersteigt).

Nutzpflanzeneffizienz
Unabhängig von den Bewurzelungsbedingungen finden die Pflanzenwurzeln nicht alle verwendeten Nährstoffe. Manche Pflanzen sind zudem effizienter als andere, um Nährstoffe zu finden und aufzunehmen. Zum Beispiel braucht eine Gurke weniger als 20 bis 25 Prozent des eingebrachten Nährstoffdüngers. Die Nährstoffnutzungseffizienz von Gurken liegt deshalb bei 25 Prozent. Die Nährstoffnutzungseffizienz von Mais beträgt nur 50 Prozent. So können zB nur 80 Kilogramm von 160 Kilogramm Dünger pro Hektar aufgenommen warden. Die Nährstoffaufnahme wird durch die Dichte der Pflanzenwurzeln beeinflusst, die wiederum von den physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften des Bodens beeinflusst wird. Selbst wenn die Bodenqualität ausgezeichnet ist, können Pflanzenwurzeln oft nur weniger als 5 Prozent des gesamten Bodenvolumens einnehmen. Viele andere Faktoren tragen zu einer ineffizienten Verwendung von aufgebrachten Nährstoffen bei, wie z. B. Düngerplatzierung, Niederschlags-/Bewässerungsmengen und die Bodentemperatur.

Der “Füttere den Boden Ansatz” funktioniert nicht, wenn die Nährstoffkonzentration im Boden bereits sehr hoch ist. In diesem Fall kann dies zur Umweltverschmutzung oder Toxizität für Pflanzen führen.

Vermeiden von Überdüngung mit Phosphor und Kalium

In einigen Fällen ist es sinnvoll, Düngungsraten auf Basis des individuellen Nährstoffbedarfes der Pflanzen zu berechnen. Beispielsweise bei Verwendung von Gülle zur Düngung. Falls Bodentests zeigen, dass die P- und K-Werte sehr hoch sind und daher kein zusätzliches P oder K benötigt wird, wird eine Verabreichung von Dünger, die auf N-Bedarf basieren, den Boden mit P und K überdüngen. Dies liegt daran, dass Gülle signifikante Mengen dieser Nährstoffe enthält. In diesen Fällen kann die nachhaltigste Praxis darin bestehen, Gülle auf der Grundlage des individuellen Nährstoffbedarfes der Pflanzen von P oder K aufzubringen. Die daraus resultierende Fehlmenge von N, kann mit einer anderen N-Quelle, die kein(en) P oder K enthält, gedeckt werden.

Eine übermäßige Anwendung von P ist besonders problematisch, bei Anwendung auf Böden mit Direktsaaten oder bei mehrjährigen Deckkulturen. Obwohl N in vielen Fällen in einem pfluglosen System verloren gehen kann (z. B. Auslaugung, Abfluss und Denitrifikation), geht P typischerweise durch Erosion, Abfluss und unterirdischen Fluss verloren. Antragungen von P in Bäche und Flüssee können die Wasserqualität der Seen, Stauseen und in Meeresmündungen verschlech.

Zusätze von Düngemitteln, Komposten und anderen organischen Nebenprodukten können zu einem Anstieg des verfügbaren P in biologisch bewirtschafteten Feldern im Laufe der Zeit führen. Aus diesem Grund ist es sinnvoll, P-Aufwandmengen basierend auf den P-Abtragsraten zu berechnen (wo Boden in P ausreichend ist). In jedem Fall sind Berechnungen des Nährstoffbedarfes von P und K nützlich, um den Ein-/Abtrag dieser Nährstoffe aus landwirtschaftlichen genützten Feldern im Laufe der Zeit kontrollieren zu können.

Vermeiden von Überdüngung mit Stickstoff

Die Stickstoffausbringungsrate für eine bestimmte Kultur, die auf einem bestimmten Boden in einem bestimmten Feld angebaut wird, sollte auf einer realistischen Ertragserwartung für die auf diesem Feld angebaute Kultur basieren. Eine Reihe von bodenbezogenen Faktoren kann die realistische Ertragserwartung beeinflussen, darunter:

• Tiefe zu Untergrund, Fels oder anderen begrenzenden Horizonten
• Gehalt an organischer Substanz
• Durchlässigkeit, Infiltration und Drainage
• Landschaftsposition
• Klima

Fruchtbarkeitsmanagementstrategien können viele dieser ortsspezifischen Eigenschaften überwinden, aber Landwirte müssen mehr Zeit und Geld in Bezug auf Bewässerung, Nährstoffe, Arbeit und Fähigkeiten aufbringen, um auf ärmeren Böden hohe Erträge zu erzielen.

Ermitteln einer realistischen Renditeerwartung

Die beste Methode zur Bestimmung der realistischen Ertragserwartung besteht darin, für jedes Feld historische Produktionsdatensätze zu verwenden. Um einen repräsentativen Wert zu erhalten, kann ein Mittelwert der drei höchsten wirtschaftlichen Erträge (Erträge, mit den höchsten Nettorenditen) der letzten fünf Jahren, ermittelt werden.

Leider sind die Daten manchmal nicht für jedes Feld verfügbar. Besonders dort, wo eine neue Feldfrucht angebaut wird.

Berechnen der Stickstoffausbringungsrate

Sobald eine realistische Ertragserwartung für ein Feld bestimmt wurde, kann eine geeignete Stickstoffrate durch Multiplizieren der realistischen Ertragserwartung mit einer empfohlenen Nährstoffausbringungsrate berechnet warden. Die Bestimmung soll entweder durch persönlicher Erfahrung, einem Experten oder lokalen Landwirten durchgeführt werden.

Erstellung eines Ertrag-Düngemengen Diagramms

In Ermangelung von Ertragskurven für organische Betriebe müssen Bio-Landwirte ihre eigenen Kurven erstellen, um N Anwendungsraten zu bestimmen, die realistische Erträge bestimmter Pflanzen produzieren. Landwirte können mit einjährigen Daten über N-Aufwandsmengen und die Ernteerträge beginnen, die sie produzieren. Die Daten können über mehrere Jahre der Produktion, die eine Reihe von Wachstumsbedingungen darstellen, erweitert werden. Die Daten können gemittelt werden, um eine bessere Schätzung der realistischen Erträge und N-Raten zu erhalten, die diese Erträge produzierenjí.

All dies erfordert eine dedizierte Aufzeichnung

Gewebeanalyse

Es ist eine gute Idee, Pflanzenproben regelmäßig zu analysieren, um festzustellen, ob die Pflanzen ausreichende Mengen an Nährstoffen erhalten. Öffentliche und private Labors analysieren die Nährstoffkonzentrationen im Blattgewebe der Pflanzen. Die Ergebnisse geben Aufschluss über den Ernährungszustand von Pflanzen, identifizieren Mängel oder Toxizitäten und liefern eine Grundlage für die Entscheidung, ob zusätzliche Anwendungen (Beispielsweise eine Blattapplikation) erforderlich sind.

Probenentnahme
Die Laboranalyse erfordert weniger als 1 Gramm Gewebe. Eine gute Probe enthält jedoch genug Blätter, um die gesamte zu untersuchende Fläche abzubilden. Zum Beispiel sollten 8 bis 15 Tomatenblätter ausreichend sein. Nehmen Sie unterschiedliche Stichproben aus verschiedenen Feldern, Anbauzonen oder aus Produktionsgebieten, in denen Probleme bestehen.

Fruchtfolge

Fruchtfolge ist ein System, bei dem verschiedene Feldfrüchte in einer wiederkehrenden, definierten Reihenfolge angebaut werden. Die Fruchtfolge stellt einen wesentlichen Mechanismus für die Nährstoffversorgung innerhalb organischer Systeme dar, da sie die physikalischen Eigenschaften des Bodens einschließlich der Größe und Aktivität der mikrobiellen Biomasse des Bodens modifizieren. Darüber hinaus sind Rotationen das wichtigste Mittel zur Bekämpfung von Unkräutern, Schädlingen und Krankheiten im ökologischen Landbau.

Organische Rotationen sind in Phasen unterteilt, die den Stickstoffgehalt im Boden verringern und erhöhen. Die Stickstoffaufbau- und -abbauphasen müssen ausgeglichen sein oder einen leichten Überschuss aufweisen, wenn die langfristige Fruchtbarkeit erhalten bleiben soll. Diese Art der Rotation bildet die Grundlage für die Vorausplanung der Stickstoffversorgung, die in Abwesenheit von löslichem Stickstoffdünger erforderlich ist.

Beim Entwurf eines Fruchtbarkeitsmanagementplans müssen die Landwirte langfristige Anbaupläne oder Fruchtfolgen berücksichtigen. Wenn es agronomisch möglich ist, kann die Nährstoffanwendung und -nutzung für den gesamten Erntezyklus und nicht für jede einzelne Kultur berücksichtigt werden. Alle Bodenbewirtschaftungspläne sollten eine Beschreibung der normalen Anbauzyklus, des Nährstoffbedarfs und der Nährstoffabbauaten aller Pflanzen im System enthalten.

Die Umsetzung eines Fruchtfolgeplans sollte unter anderem Rasen, Deckfrüchte, Gründüngungspflanzen und Zwischenfrüchte umfassen. Diese Pflanzen müssen folgende Funktionen erfüllen (USDA, 2000):

• Pflegen oder verbessern des Gehaltes an organischer Substanz im Boden
• Für die Schädlingsbekämpfung in ein- und mehrjährigen Kulturen sorgen
• Verwalten von defizitären oder überschüssigen Pflanzennährstoffen
• Erosionsschutz bieten

Nährstoff Platzierung

In Abwesenheit von chemischen oder biologischen Inhibitoren wachsen und vermehren sich die Wurzeln in Böden mit guter Neigung. Wenn jedoch das Wurzelwachstum eingeschränkt ist, ist die Platzierung von Dünger in der Nähe der sich entwickelnden Wurzel wichtig. Im Allgemeinen wird eine Platzierung, die 2 cm unterhalb und 2 cm neben dem Samen oder der Auspflanzung liegt sicherstellen, dass Nährstoffe für die Pflanze verfügbar sind.

Eingeschränktes Wurzelwachstum wird in verdichteten Böden mit hohen Schüttdichtewerten oder mit verdichteten Bodenhorizonten auftreten. In diesen Fällen kann sich die Nährstoffaufnahmeeffizienz verbessern, wenn die Düngerplatzierung einen geringeren Abstand zwischen Pflanzenknolle und Düngemittelmaterial aufweist. Insbesondere wenn die Düngernährstoffe relativ unbeweglich im Boden sind. Dies ist besonders kritisch, wenn die Bodentestniveaus niedrig sind; in Jahreszeiten, in denen das Wurzelwachstum aufgrund des kalten Wetters verlangsamt wird; oder für Pflanzen mit eingeschränkten Wurzelsystemen aufgrund anderer physikalischer, chemischer oder biologischer Faktoren, wie Nematoden Schäden.