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Pflanzen benötigen sechs Hauptnährstoffe in relativ grossen Mengen: Stickstoff (N), Phosphor (P), Kalium (K), Schwefel, Calcium und Magnesium. Zusammen mit den Elementen Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff bauen sie daraus Fette und Proteine, Zucker und Stärke, Farb- und Aromastoffe sowie Baustoffe für Blätter, Stängel, Blüten, Früchte und Samen auf.
Stickstoff verliert in Bezug auf Korrekturmassnahmen für ein schlechteres Wachstum zunehmend seine Bedeutung. Deshalb kommt es künftig noch mehr darauf an, im Ackerbau die C/N-Werte und Kohlenstoffwerte zu beachten.
Nasse Jahre senken die Mineralisationsrate
Rund 47 % der Trockenmasse einer Pflanze sind Kohlenstoff, während
1 bis 2 % Stickstoff sind. Trotzdem steht der Stickstoff im Mittelpunkt und nicht der Kohlenstoff. Und das, obwohl Letzterem die grösste Bedeutung für die Ertragsbildung zukommt.
Selbst die Eiweisssynthese in den Körnern funktioniert nicht ohne Kohlenstoff. Den grössten Teil an Kohlenstoff nimmt die Pflanze in Form von CO2 aus der Luft auf. Durch die steigenden CO2-Konzentrationen in der Atmosphäre wird sich künftig auch die Trockenmasseleistung erhöhen. C3-Pflanzen (z. B. Getreide, Raps, Zuckerrübe) können ca. 80 % ihres Kohlenstoffbedarfs über die Luft abdecken. C4-Pflanzen (z. B. Mais, Hirse) nehmen etwa 70 % auf.
Der Rest wird als bodenbürtiger Kohlenstoff direkt über die bodennahen Blätter und die Wurzeln aufgenommen. Böden geben aber sehr unterschiedlich Kohlenstoff frei. Je nach Bodenverhältnissen schwankt die Freisetzung zwischen 1 und 3 %. Das hört sich nicht viel an, kann sich aber deutlich auf die Erträge auswirken. Deshalb hat die Bodenstruktur einen grossen Einfluss auf den Abbau der organischen Substanz zu Mineralstoffen (C-Mineralisation) sowie auf die Pflanzenernährung.
Ungünstige, feuchte Jahre beeinflussen die Mineralisation negativ.
Optimale Jahre hingegen verstärken die Freisetzung von Kohlenstoff und Stickstoff. Deswegen schiessen in Jahren mit ausgeprägter Frühjahrstrockenheit mit anschliessend guten Wetterverhältnissen vor allem die Erträge von Zuckerrüben, Kartoffeln und Mais nach oben. Wie bereits erwähnt, ist Kohlenstoff ein wichtiger Bestandteil für gute Erträge.
Insgesamt entstammt der grössere Teil des bodenbürtigen CO2, das die Kulturpflanze während ihrer Vegetation aufnimmt, dem Dauerhumus. Den Rest liefern schnell abbaubare organische Substanzen wie Ernterückstände und organische Dünger.
Je höher der Humusgehalt eines Bodens ist, desto höher ist der CO2-Anteil, den die Kulturpflanze aufnehmen kann.
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