- Kalium-Düngung in Uruguay

IAPN im Dialog: Dr. Beate Deuker, Dr. Rolf Härdter, Professor emeritus Dr. Norbert Claassen, Professor Dr. Klaus Dittert, Professorin Dr. Merle Tränkner, Professorin Dr. Mónica Barbazán und Professor emeritus Dr. Walter Horst (von links). (Foto: IAPN)

IAPN im Dialog: Dr. Beate Deuker, Dr. Rolf Härdter, Professor emeritus Dr. Norbert Claassen, Professor Dr. Klaus Dittert, Professorin Dr. Merle Tränkner, Professorin Dr. Mónica Barbazán und Professor emeritus Dr. Walter Horst (von links). (Foto: IAPN)

Landwirtschaft ist einer der bedeutendsten Wirtschafszweige Uruguays. Rund 75 Prozent aller Exporte des Landes sind Agrarprodukte – mit Zellulose, Rindfleisch, Milchprodukten und Soja an der Spitze. Zu den fünf meistangebauten Pflanzen in der Landwirtschaft gehörten im Jahr 2017 Soja, Weizen, Reis, Gerste und Mais. An zahlreichen Pflanzen werden seit einigen Jahren immer häufiger Symptome beobachtet, die einen Mangel an Kalium (K) anzeigen. Die Forschung reagiert mit einer zunehmenden Anzahl an Studien zur K-Düngung in Uruguay.

 

Professorin Dr. Mónica Barbazán von der Universidad de la República in Montevideo zählt zu den führenden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, die in dem südamerikanischen Land zur K-Düngung forschen. Im Rahmen unserer Veranstaltungsreihe „IAPN im Dialog“ gab sie am 4. Dezember 2019 aufschlussreiche Einblicke in die Herausforderungen und Meilensteine der K-Forschung in Uruguay und in laufende Studien. Professorin Dr. Merle Tränkner vom IAPN moderierte die Veranstaltung und den lebhaften Diskurs.

 

Ganzjähriger Anbau mit Direktsaat

Das Klima in Uruguay ist gemäßigt, die Jahreszeiten sind gut voneinander abgegrenzt und die Niederschläge verteilen sich recht gleichmäßig über das Jahr. Charakteristisch ist die große Vielfalt unterschiedlicher Bodenprofile. Das pflanzenverfügbare K in den Böden reicht von sehr niedrigen bis zu sehr hohen Gehalten. Die Landwirtschaft in Uruguay entstand in Regionen mit Böden, die einen hohen K-Gehalt aufwiesen. Die Flächen wurden konventionell bestellt. Fruchtfolgen einschließlich Weideland waren üblich. Daher wurde K-Düngung nicht verbreitet empfohlen und es gab nur wenige Studien zu K.

 

 

Etwa ab dem Jahr 2000 begann sich das landwirtschaftliche System Uruguays stark zu verändern. Gründe dafür waren vor allem höhere Getreidepreise und die steigende Produktion von Soja. „Die jährlich bepflanzte Fläche im Land vergrößerte sich von 700.000 Hektar im Jahr 2002 auf mehr als 2 Millionen Hektar im Jahr 2014. Soja wurde in 2014 auf 67 Prozent der Flächen und Weizen auf 20 Prozent angesät“, erklärt Mónica Barbazán. „Der Anbau wurden intensiviert und veränderte sich weg von der Fruchtfolge mit Nutzpflanzen und Gras hin zum kontinuierlichen ganzjährigen Anbau mit Direktsaat. Gegenwärtig liegt der Index bei 1,5 Anpflanzungen pro Jahr.“ Der Fokus verschob sich von Winter- zu Sommerkulturen. Die Preise für Agrarflächen stiegen und Farmer begannen Felder zu pachten, vor allem mit kurzen Verträgen von zwei bis zu drei Jahren.

Forschung reagiert auf Berichte über K-Mangel

Sojapflanzen mit K-Mangel auf einem Feld in Uruguay (Foto: Barbazán)

Sojapflanzen mit K-Mangel auf einem Feld in Uruguay (Foto: Barbazán)

Da es nahezu keine K-Düngung in Uruguay gab, wurde dem Boden mehr K entzogen als zugeführt. Der K-Gehalt in den Böden verringerte sich weiter, als die Produktion von Soja – das bedeutende K-Mengen benötigt – zunahm. Hinzu kam, dass sich die Landwirtschaft auf Regionen mit marginalen Böden ausdehnte, die einen geringen Gehalt an austauschbarem K aufweisen. In den späten neunziger und frühen 2000er Jahren ergaben Feldforschungen Symptome von K-Mangel in Böden mit geringem austauschbarem K bei verschiedenen Kulturen. In jüngster Zeit gibt es zudem immer häufiger sichtbare Mangelsymptome.

Die Karte zeigt den Gehalt an austauschbarem K in einer Bodentiefe von 0 bis 20 cm, entsprechend dem Handbuch zur Bodenerkennung in Uruguay. Sie wurde auf der Basis der Ergebnisse von Bodenbeprobungen sowie anhand von Informationen von Agronomen entwickelt. Maßstab: 1:1.000.000. (Quelle: Califra und Barbazán, unveröffentlicht)

Die Karte zeigt den Gehalt an austauschbarem K in einer Bodentiefe von 0 bis 20 cm, entsprechend dem Handbuch zur Bodenerkennung in Uruguay. Sie wurde auf der Basis der Ergebnisse von Bodenbeprobungen sowie anhand von Informationen von Agronomen entwickelt. Maßstab: 1:1.000.000. (Quelle: Califra und Barbazán, unveröffentlicht)

Auf der Suche nach dem kritischen Level für die K-Düngung

Weitere Untersuchungen wurden durchgeführt. Sie erforschten und demonstrierten die Reaktionen von Pflanzen auf K und bildeten die Grundlage für eine bahnbrechende Studie: „Wir fassten Daten von 50 Versuchen zu K-Reaktionen in Gerste, Weizen, Mais, Soja, Sorghum und Sonnenblume zusammen“, berichtet Mónica Barbazán. „Diese Versuche waren von verschiedenen Arbeitsgruppen in den Jahren zwischen 2004 und 2010 durchgeführt worden – in Böden mit unterschiedlichen Texturen und Gehalt an austauschbarem K (soil test K, STK). K-Düngemittel verbesserten die Ernten an 15 von 50 Standorten (p<0,10). Über alle Standorte und Kulturen hinweg betrug das kritische Level von austauschbarem K 0,3–0,40 cmol kg-1 (120–160 ppm; 0–20 cm Tiefe). Diese Arbeit gilt als ein Durchbruch in der uruguayischen K-Forschung. Ihre Ergebnisse zeigten den Bedarf an weiteren Untersuchungen zur K-Dynamik in den Böden Uruguays auf.“ In der Folge wurde die Anzahl der Versuche erhöht. Neben anderen Fragen wurden die Beziehungen zwischen Reaktionswahrscheinlichkeit und STK sowie zwischen relativer Ernte aller Kulturen und STK untersucht.

 

Herausforderungen einer Vorhersage der Reaktionen auf K

Aufgrund der Variabilität in der Vorhersage von Reaktionen auf K mussten weitere Faktoren in Betracht gezogen werden, die die Reaktion auf K beeinflussen können. Beispiele sind der Zeitpunkt der Beprobung, die Bodentextur und die Bodenmineralogie. Uruguayische Böden zeigen eine große Bandbreite an Tonmineralogie – das Wissen um dieses Thema könnte dabei helfen, den Index von Bodenbeprobungen hinsichtlich K zu verbessern. Zum Beispiel könnten Böden mit mehr Kaolinit einen niedrigeren kritischen Level aufweisen als Böden mit mehr Illit.

 

Die Forschung steht vor vielen Aufgaben

Mónica Barbazán beendete ihre Präsentation mit einer Zusammenfassung anstehender Themen der Forschung: Neben der Verbesserung der Feldkalibrierung – die eine kontinuierliche Aufgabe darstellt –, sei es wichtig, verschiedene Methoden zur Bodenbeprobung zu bewerten: Labore für Bodenproben bestimmen das STK normalerweise an trockenen Proben, aber Forschende entdeckten, dass die Kalibrierung der Bodenproben verbessert wird, wenn das STK anhand von Proben unter feldfeuchten Bedingungen (feuchten Proben) bestimmt wird. Zudem sollten Bodenproben möglichst kurz vor der Anpflanzung einer Kultur genommen werden, nachdem das K von den Rückständen der vorherigen Kultur freigesetzt wurde.

 

Wichtig sei darüber hinaus die Bewertung von Strategien, um die K-Aufnahme in Direktsaat zu verbessern – ebenso wie eine Untersuchung von Vor- und Nachteilen der K-Ausbringung vor der Saat und nach dem Keimen der Pflanzen sowie von granuliertem und flüssigem Dünger. Die Dynamik von K in bewässerten Systemen sei ein weiteres wichtiges Thema. Mónica Barbazán betonte zudem die Bedeutung von Veröffentlichungen im Peer-Review-Verfahren, die dringend benötigt würden, um ein K-Düngemanagement zu entwickeln.

 

 

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