Versuche: Schwefeldüngung bei Futterleguminosen

Warum Pflanzen Schwefel brauchen

Zeigen Futterleguminosen einen Mangel an Schwefel, ist eine Düngung angebracht. Sie steigert das Wachstum, zudem können die Pflanzen mehr Stickstoff binden.

Nach der Einführung der Rauchgasentschwefelungsanlagen ist seit Anfang der neunziger Jahre der Eintrag von Schwefel (S) in landwirtschaftliche Flächen pro ha von ehemals jährlich cirka 70 kg auf mittlerweile deutlich unter 10 kg zurückgegangen. Andererseits ist bekannt, dass gerade Futterleguminosen einen hohen Bedarf an Schwefel haben.
Untersuchungen auf dem Versuchsbetrieb für Organischen Landbau an der Justus-Liebig-Universität Gießen haben deutliche Effekte einer verbesserten Schwefelversorgung auf das Wachstum der Luzerne-Kleegrasbestände gezeigt. Bei Körnerleguminosen haben bisherige Untersuchungen eher geringere Wirkungen gezeigt.
Geprüft wurde die Wirkung einer Schwefeldüngung auf Ertrag und Stickstoff (N)-Flächenertrag eines Luzerne-Kleegras-Gemenges im zweiten Hauptnutzungsjahr. Die S Düngung erfolgte zu Vegetationsbeginn. Die oberirdische Sprossmasse des Futtergemenges wurde geerntet und die Trockenmasse und der Stickstoffgehalt bestimmt.

Mehr Trockenmasse

Die mit Schwefel gedüngten Varianten (80 kg S/ha MgSO₄ beziehungsweise 80 kg S/ha CaSO₄) unterschieden sich schon optisch durch einen kräftigeren und dunkelgrüneren Wuchs deutlich von der ungedüngten Kontrolle. Als Folge der Schwefeldüngung war eine signifikante Steigerung der Trockenmassebildung (TM) zu beobachten. In der Summe der vier Schnitte erhöhte sich der Trockenmasseertrag von cirka 90 dt/ha in der ungedüngten Variante auf rund 150 dt/ha in den Varianten mit Schwefeldüngung. Dies entspricht einem TM-Mehrertrag von cirka 70 % Der Mehrertrag beruhte auf dem gesteigerten Ertrag des Leguminosenanteils im Gemenge.

Mehr Stickstoff

Neben der Erhöhung des Trockenmasseertrages konnte auch eine Erhöhung der N-Konzentration in den Pflanzen gemessen werden. Die offensichtlich durch S-Düngung verbesserten Wachstumsbedingungen führten in den Leguminosen des Gemenges zu etwa um 1 % erhöhten N-Konzentrationen. Da die N-Fixierleistung bekanntermaßen stark von einer ausreichenden S-Versorgung abhängig ist, ist dies vermutlich das Resultat einer verbesserten N-Fixierleistung des Bestandes.
Erhöhte Trockenmasseerträge und erhöhte N-Konzentrationen resultierten somit in einem deutlich erhöhten N-Flächenertrag. Die Steigerung von cirka 250 kg N/ha ohne Schwefeldüngung auf cirka 500 kg N/ha mit Schwefeldüngung bedeutet nahezu eine Verdopplung des N-Flächenertrages.

Verfügbarer Schwefel

Der Schwefelhaushalt unserer Böden ist ein sehr komplexer Bereich, bei dem verschiedene Faktoren einen Einfluss auf die Bereitstellung von pflanzenverfügbarem Schwefel haben. Schwefel wird von der Pflanze in erster Linie aus dem Boden über die Wurzel aufgenommen. Die für die Pflanze verfügbare Form ist im Boden gelöstes Sulfat (SO₄^-2). Der Schwefel im Boden liegt zum größten Teil als organisch gebundener Schwefel vor und ist somit nicht direkt für die Pflanzen verfügbar. Durch Umsetzungsprozesse kann organischer Schwefel, ähnlich wie Stickstoff, mineralisiert werden und liegt dann als Sulfat in der Bodenlösung vor. Dieser kann entweder von der Pflanze aufgenommen werden, in tiefere Bodenschichten ausgewaschen werden oder wieder in der organischen Fraktion des Bodens festgelegt werden.

Standorte und Mangel

Sofern auf einem Betrieb in den letzten Jahren kein Rückgang der Erträge bei Futterleguminosen zu beobachten war, sollte alles soweit in Ordnung sein. Gibt es aber die Tendenz zu einem Rückgang der Erträge, zu einem schwachen Wuchs mit eher heller Blattfärbung, einem Rückgang des Leguminosenanteils im Gemenge, sollte der Betriebsleiter aufmerksam werden.
Verschiedene Untersuchungen haben gezeigt, dass leichte Standorte zwar besonders häufig von einem Schwefelmangel betroffen sind, Standorte mit schwereren Böden aber auf Dauer auch nicht ausreichend Schwefel im System Boden-Pflanze halten können.
Als grundsätzlich ausreichend mit Schwefel versorgt können Böden angesehen werden, die stark grundwasserbeeinflusst sind oder mit S-haltigem Wasser beregnet werden oder deren Ausgangsmaterial S-haltig ist wie zum Beispiel Gipsböden. Auch Böden mit einem hohen Anteil an organisch gebundenem Schwefel bei ausgeglichener bis negativer Wasserbilanz (Schwarzerden) sind eher weniger betroffen. Alle anderen Standorte müssen aber kritisch beobachtet werden. Auch die Bewirtschaftungsform viehlos oder viehhaltend spielt eine untergeordnete Rolle.

Sonstige Indikatoren

Mit Futtermittelanalysen von Heu und Silage sowie anhand von frischem Pflanzenmaterial kann neben dem Stickstoff- auch der Schwefelgehalt bestimmt werden. Daraus lassen sich Rückschlüsse auf die S-Versorgung der Pflanzenbestände ziehen. Für eine Bedarfsprognose kommt der Wert aber häufig zu spät.
Über Bodenanalysen kann der Gehalt an mineralischem, pflanzenverfügbarem Schwefel (Smin) im Frühjahr zu Vegetationsbeginn bestimmt werden. Allerdings korreliert der Smin-Wert nur in geringem Maße mit der tatsächlichen Schwefelverfügbarkeit und ist daher vorsichtig zu interpretieren.
Ein eigener Düngungsversuch kann am ehesten einen Einblick in die Situation der betrieblichen Schwefelversorgung geben. Zur Vergleichbarkeit sollte aber immer eine Null-Parzelle ungedüngt bleiben.

Wie Schwefel düngen

Bei sulfatischen Mehrnährstoffdüngern sollte der Bedarf des Standortes an den entsprechenden nicht-schwefelhaltigen Bestandteilen Beachtung finden. Beim Einsatz von elementarem Schwefel ist zu bedenken, dass diese Schwefelform im Boden zunächst durch Mikroorganismen in SO₄ umgesetzt werden muss und erst dann pflanzenverfügbar ist. Auch organische Düngemittel enthalten Schwefel, der aber erst mineralisiert werden muss und aufgrund seines geringen Anteils für eine ausreichende Schwefelversorgung nicht automatisch ausreichend ist.
Da mit einem gut entwickelten Futterbaubestand pro Jahr cirka 50 kg S/ha abgefahren werden, sollte eine S-Düngung in Höhe von 60 kg S /ha und Jahr erfolgen.

Dr. Konstantin Becker, Alexandra Riffel und Prof. Dr. Günter Leithold, Universität Gießen

Aufwuchs des Luzerne-Kleegras-Gemenges zum Zeitpunkt des ersten Schnittes. Linke Bildhälfte ungedüngt, rechte Bildhälfte mit Schwefeldüngung (CaSO₄).

Abbildung: Ertrag Futterleguminosen (Luzerne-Kleegras) bei verschiedener Schwefeldüngung, Gladbacherhof 2011

Projekt

Neben Schwefel fehlen Futterleguminosen häufig auch andere relevante Nährstoffe. In einem Projekt soll möglichst weiträumig die Versorgung von Bio- Futterbauflächen (Kleegras) untersucht werden, um daraus entsprechende Handlungsempfehlungen abzuleiten.
Interessierte Betriebe wenden sich bitte an:
Dr. Konstantin Becker
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