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Phosphor: P-Bilanz und P-Gehalt in Böden
Phosphor (P) ist ein für Pflanzen und Tiere unentbehrlicher Nährstoff, der im Pflanzenbau und in der Tierhaltung in grösseren Mengen zirkuliert. Tiere scheiden überschüssigen Phosphor über Kot und Harn aus, welcher als Dünger auf den Feldern ausgebracht wird. Im Pflanzenbau reichert sich durch die Ausbringung von Dünger (Hof- und Mineraldünger) überschüssiger Phosphor im Boden an. Phosphor kann aber vom Boden in Oberflächengewässer gelangen, wenn er mit dem Oberboden abgeschwemmt oder aus dem Boden ins Grundwasser oder in Drainagen ausgewaschen wird.
In kleinen und mittelgrossen Seen kann dies zu Umweltproblemen (sogenannte Eutrophierung) führen, weil Phosphor das Algenwachstum an der Wasseroberfläche stark begünstigt. Nach dem Absterben der Algen werden diese am Grund des Sees von aeroben Bakterien abgebaut, wobei Sauerstoff verbraucht wird. Ist nicht mehr genügend Sauerstoff vorhanden, erfolgt der Abbau teilweise durch anaerobe Bakterien, welche reduzierte, teils giftige Stoffe wie Schwefelwasserstoff, Ammoniak und Methan produzieren. Durch den Sauerstoffmangel und die giftigen Produkte kann es zu einem Fischsterben kommen. Doch nicht nur wegen Eutrophierung ist ein bedachter Umgang mit Phosphor von Bedeutung: Bei Phosphor handelt es sich – im Gegensatz zu Stickstoff – um eine nicht erneuerbare Ressource. Ausserdem sind mineralische Phosphordünger oft mit Schadstoffen wie Uran oder Cadmium belastet.
P-Bilanz
P-Gehalt im Boden
Mit den Betriebsdaten aus der ZA-AUI wird die P-Bilanz mit Hilfe der OECD-Methode berechnet. Eine negative P-Bilanz (Input<Output) kann das Pflanzenwachstum hemmen, während eine positive Bilanz (Input>Output) zu Eutrophierung führen kann. Deswegen wird beim Phosphor eine möglichst ausgeglichene Bilanz angestrebt; unter diesen Bedingungen sind die Pflanzen mit genügend Phosphor versorgt, während gleichzeitig wenig überschüssiger Phosphor die Umwelt belastet.
Als Referenzperiode gilt generell das Kulturjahr, das nach der Ernte der letzten Hauptkultur beginnt und mit der Ernte der aktuellen Hauptkultur endet. Als Input für die P-Bilanz werden Hofdünger (Gülle, Mist), Mineraldünger, Recyclingdünger (Kompost, Gärgut), Saatgut und die Deposition aus der Atmosphäre berücksichtigt. Für die atmosphärische Deposition wird ein für die Schweiz repräsentativer Wert angenommen. Als Output aus dem System werden die produzierten pflanzlichen Nahrungsmittel (z. B. Brotgetreide, Speisekartoffeln) und Futtermittel (z. B. Gras, Heu, Futtergetreide) sowie das vom Feld weggeführte Stroh berücksichtigt.
Der Gehalt des pflanzenverfügbaren Phosphors im Boden wird analytisch mit drei Extraktionsmethoden abgeschätzt: Die H2O-CO2- und die H2O10-Methoden bilden die leicht pflanzenverfügbare Phosphor-Fraktion im Boden ab, während die AAE10-Methode die Reservefraktion repräsentiert. Die H2O-CO2–Methode wird typischerweise auf Ackerkulturen und Grasland, die H2O10-Methode im Gemüse-, Obst- und Rebbau angewandt. Im Rahmen des Ökologischen Leistungsnachweises ÖLN wird der Phosphorgehalt im Boden alle zehn Jahre auf jeder Parzelle ermittelt. Für die Berechnung des Indikators werden alle schweizweit gemessenen Daten herangezogen statt nur die Werte der rund 300 Betriebe, die bei ZA-AUI teilnehmen, um die Repräsentativität für die landwirtschaftliche Praxis zu erhöhen.
Die H2O-CO2-, H2O10- und AAE10- Werte geben Auskunft über die extrahierbare Phosphormenge und werden für verschiedene Aggregationsklassen (z.B. Gesamtschweiz, Kantone, Landschaftsregionen, Nutzungsarten) gemittelt, um deren langjährige Entwicklung zu verfolgen. Zusätzlich werden die Werte entsprechend den Grundlagen für die Düngung landwirtschaftlicher Kulturen in der Schweiz (GRUD 2017) interpretiert und in fünf Phosphor-Versorgungsklassen von A (arm) bis E (angereichert) eingeordnet. Die Interpretation hängt nicht nur vom Phosphorgehalt (mg/kg) ab, sondern auch von den Bodeneigenschaften Textur, pH-Wert und organischer Bodenkohlenstoff. Der Anteil der Parzellen pro Versorgungsklasse wird ebenfalls für verschiedene Aggregationsklassen berechnet.
Man kann von einem geringen Umweltrisiko durch Phosphor im Boden ausgehen, wenn möglichst viele Parzellen maximal eine genügende Phosphorversorgung aufweisen (Versorgungsklassen A, B und C). Ein genügend mit Phosphor versorgter Boden kann den Phosphorbedarf von Kulturpflanzen mit mittlerer Phosphorsensitivität auch ohne Düngung kurzfristig abdecken. Um die Produktionsleistung dieser Böden mittelfristig zu gewährleisten, ist eine Erhaltungsdüngung nötig. Der zur Verfügung stehende Phosphor im Boden wird also grösstenteils von den Pflanzen aufgenommen, womit das Risiko für Phosphorausträge in andere Umweltkompartimente als gering eingeschätzt werden kann. Hingegen deutet eine Phosphorversorgung des Bodens, welche den Phosphorbedarf der meisten Kulturen deutlich übersteigt (Versorgungsklassen D und E), auf ein erhöhtes Risiko für Phosphorverlagerung aus dem Agrarsystem in Grund- und Oberflächengewässer hin.
Bodeneigenschaften und Bodenanalysen.
Flisch, R., Neuweiler, R., Kuster, T., Oberholzer, H., Huguenin-Elie, O., Richner, W., 2017. 2/
In: Richner, W., Sinaj, S. (Eds.), Grundlagen für die Düngung landwirtschaftlicher Kulturen in der Schweiz (GRUD 2017). Agrarforschung Schweiz. Agroscope: