Fruchtbarkeit

Pflanzen brauchen Nährstoffe wie Menschen. Ein fruchtbarer Boden enthält alle wichtigen Nährstoffe für die grundlegende Pflanzenernährung (z. B. Stickstoff, Phosphor und Kalium) sowie andere Nährstoffe, die in kleineren Mengen benötigt werden (z. B. Calcium, Magnesium, Schwefel, Eisen, Zink, Kupfer, Bor, Molybdän, Nickel). Normalerweise hat ein fruchtbarer Boden auch etwas organisches Material, das die Bodenstruktur, die Bodenfeuchtigkeitsretention und auch die Nährstoffretention verbessert, und einen pH-Wert zwischen 6 und 7. Leider verfügen viele Böden nicht über ausreichende Mengen aller notwendigen Pflanzennährstoffe, oder die Bedingungen im Boden sind ungünstig für die Pflanzenaufnahme bestimmter Nährstoffe.

Bodenwissenschaftler, die sich auf die Bodenfruchtbarkeit konzentrieren, sind daran interessiert, Nährstoffe zu verwalten, um die Pflanzenproduktion zu verbessern. Sie konzentrieren sich auf die Verwendung kommerzieller Düngemittel, Düngemittel, Abfallprodukte und Komposte, um dem Boden Nährstoffe und organische Stoffe hinzuzufügen. Manchmal fügen sie auch Chemikalien hinzu, die den pH-Wert auf ein optimaleres Niveau für die Nährstoffverfügbarkeit für Pflanzen ändern. Bodenfruchtbarkeitsexperten müssen auch darauf achten, dass die Praktiken ökologisch nachhaltig sind. Ein unangemessener Umgang mit Nährstoffen kann zu einer Kontamination von Seen, Flüssen, Bächen und Grundwasser führen. Darüber hinaus ist das Hinzufügen von Änderungen zum Boden teuer und beeinträchtigt die Rentabilität landwirtschaftlicher Betriebe, ganz zu schweigen davon, dass toxische Nährstoffgehalte für die Pflanzen genauso schlecht oder schlechter sein können als zu wenig Nährstoffe.

Nährstoffmangel

Es gibt 17 essentielle Pflanzennährstoffe, drei stammen aus Luft und Wasser (Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff) und 14 stammen aus dem Boden. Die folgende Tabelle beschreibt die wesentlichen und nützlichen Elemente, die aus dem Boden gewonnen werden. Makronährstoffe werden in großen Mengen benötigt, Mikronährstoffe werden in kleinen Mengen benötigt, und nützliche Elemente sind für einige Pflanzen essentiell oder vorteilhaft, aber nicht für alle.

		Absorbierte Form	Funktion	Mangel
Wesentliche Elemente
Makronährstoffe
Stickstoff	N	NO3-, NH4+	Protein- und Enzymkomponente	Allgemeine Gelbfärbung der Blätter, verkümmertes Wachstum, oft ältere Blätter sind zuerst betroffen.
Phosphor	P	HPO4-, HPO42-	Membranen, Energie, DNA	Schwer zu visualisieren bis schwerwiegend. Zwerg- oder verkümmerte Pflanzen. Ältere Blätter werden dunkelgrün oder rötlich-lila.
Kalium	K	K+	Osmotisches Gleichgewicht	Ältere Blätter können welken oder verbrannt aussehen. Die Vergilbung zwischen den Adern beginnt an der Basis des Blattes und geht von den Blatträndern nach innen.
Kalzium	Ca	Ca2+	Zellstruktur	Früchte / Blüten und neue Blätter sind verzerrt oder unregelmäßig. Wenn sie stark sind, sind die Blätter in der Nähe der Basis nekrotisch. Blätter können nach unten gekappt werden. Tritt häufiger bei niedrigem pH-Wert auf.
Magnesium	Mg	Mg2+	Chlorophyll, Enzymaktivierung	Ältere Blätter werden am Rand des Blattes gelb und braun und hinterlassen eine grüne Mitte. Kann verzogen erscheinen. Tritt häufiger bei niedrigem pH-Wert auf.
Schwefel	S	SO42-	Protein- und Enzymkomponente	Die Vergilbung der Blätter beginnt mit jüngeren Blättern.
Mikronährstoffe
Eisen	Fe	Fe2+, Fe3+	Enzymfunktion, die für die Chlorophyllproduktion erforderlich ist	Vergilbung zwischen Adern, die mit jüngeren Blättern beginnen. Tritt häufiger bei hohem pH-Wert auf.
Mangan	Mn	Mn2+	Enzymkomponente	Vergilbung zwischen Adern, die mit jüngeren Blättern beginnen. Muster ist nicht so deutlich wie bei Fe-Mangel, kann in Flecken oder sommersprossig erscheinen. Tritt häufiger bei hohem pH-Wert auf.
Zink	ZN	ZN2+	Enzymkomponente	Vergilbung zwischen den Adern jüngerer Blätter. Terminal Blätter können Rosette sein. Tritt häufiger bei hohem pH-Wert auf.
Bor	B	H2BO3-	Zellwand	Terminal Knospen sterben. Leichte allgemeine Vergilbung. Die Anforderungen sind sehr anlagenspezifisch.
Kupfer	Cu	Cu2+	Enzymfunktion	Dunkelgrüne verkümmerte Blätter. Gekräuselte Blätter biegen sich oft nach unten. Manchmal verwelkt mit leichter Gesamtvergilbung der Blätter. Tritt häufiger bei hohem pH-Wert auf.
Molybdän	Mo	MoO42-	Enzymfunktion	Vergilbung älterer Blätter und hellgrüner Rest der Pflanze. Es erscheint normalerweise als N-Mangel aufgrund der Rolle bei der Nitratassimilation und bei Hülsenfrüchten bei N-fixierenden Bakterien. Tritt häufiger bei niedrigem pH-Wert auf.
Chlor	Cl	Cl-	Osmotisches Gleichgewicht, Pflanzenstoffe	Fast nie mangelhaft. Abnormal geformte Blätter; Vergilbung und Welken junger Blätter.
Nickel	Ni	Ni2+	Enzymkomponente	Fast nie mangelhaft.
Nützliche Elemente			Nutzen
Silizium	Si		erhöhte Schädlings- und Pathogenresistenz, Trockenheitsresistenz, Schwermetalltoleranz, höhere Qualität und Ertrag der Ernte
Kobalt	Co	Co2+	Erforderlich für die N-Fixierung durch mit Hülsenfrüchten assoziierte Bakterien
Natrium	Na	Na+	Benötigt für die Photosynthese in C4- und CAM-Arten, die an warme Klimazonen angepasst sind

Interpretationen von Bodentests

Das Ziel des Bodennährstoffmanagements ist es, nachhaltig rentable Pflanzen zu produzieren. Dies bedeutet, dass Faktoren wie Kosten (Änderungen, Brennstoff und Ausrüstung) auf ihren Beitrag zur Ertragssteigerung hin bewertet werden müssen. Zum Beispiel kann die Zugabe der doppelten Menge an Dünger den Ertrag der Ernte nicht verdoppeln. Ein Landwirt muss also feststellen, ob sich die Kosten für zusätzlichen Dünger durch den vorhergesagten zusätzlichen Ertrag amortisieren. Darüber hinaus muss der Landwirt immer darüber nachdenken, wie sich unzureichende oder übermäßige Bewirtschaftungspraktiken im Laufe der Zeit auf den Boden auswirken. Eine der Hauptursachen für Erosion oder Bodenverlust ist die Zerstörung der Bodenstruktur, die auf Praktiken wie intensive Bodenbearbeitung (Bodenmischung), übermäßigen Fahrzeugverkehr, übermäßige Entfernung von Pflanzenmaterial (Brachflächen) und Erschöpfung von Bodennährstoffen, insbesondere Stickstoff, zurückzuführen sein kann.

Es gibt viele Faktoren, die beim Anbau einer Kultur oder beim Anbau eines Gartens zu berücksichtigen sind. Wie viel Dünger angewendet werden muss und wann er angewendet werden muss, sind einige der Entscheidungen, die getroffen werden müssen. Diese Entscheidungen hängen von der anzubauenden Kultur, dem Bodentyp und den Umweltbedingungen ab, unter denen sie angebaut wird. Bodenprüflabors, die mit Universitäten verbunden sind, haben jahrelange Feld- und Gewächshausforschung mit verschiedenen Kulturen und Böden durchgeführt, um festzustellen, wie eine bestimmte Kultur auf Bodentestniveaus von Pflanzennährstoffen reagiert. Die meisten Labors verwenden eine Bewertungsskala, die „Niedrig“, „Mittel“, „Hoch“ und „Sehr hoch“ enthält, um das Bodentestniveau eines bestimmten Nährstoffs für eine bestimmte Kultur in einem bestimmten Bodentyp zu beschreiben. Wenn ein Nährstoffgehalt niedrig oder sehr niedrig ist, wird normalerweise ein Dünger empfohlen, der diesen Nährstoff enthält. Sobald eine Bodentestbewertung „Hoch“ oder „Sehr hoch“ erreicht, kann der Züchter Geld sparen, indem er nicht mehr von diesem Nährstoff anwendet. Indem man nicht anwendet, wenn Bodentestniveaus hoch sind und indem man Bewertungsskalen schafft, die zu den allgemeinen Bodenarten spezifisch sind, kann die Umwelt vor übermäßigen Nährstoffen geschützt werden.

Nährstoffmanagement

Das Ziel des Bodennährstoffmanagements ist es, nachhaltig rentable Nutzpflanzen zu produzieren. Dies bedeutet, dass Faktoren wie Kosten (Änderungen, Brennstoff und Ausrüstung) auf ihren Beitrag zur Ertragssteigerung hin bewertet werden müssen. Zum Beispiel kann die Zugabe der doppelten Menge an Dünger den Ertrag der Ernte nicht verdoppeln. Ein Landwirt muss also feststellen, ob sich die Kosten für zusätzlichen Dünger durch den vorhergesagten zusätzlichen Ertrag amortisieren. Darüber hinaus muss der Landwirt immer darüber nachdenken, wie sich unzureichende oder übermäßige Bewirtschaftungspraktiken im Laufe der Zeit auf den Boden auswirken. Eine der Hauptursachen für Erosion oder Bodenverlust ist die Zerstörung der Bodenstruktur, die auf Praktiken wie intensive Bodenbearbeitung (Bodenmischung), übermäßigen Fahrzeugverkehr, übermäßige Entfernung von Pflanzenmaterial (Brachflächen) und Erschöpfung von Bodennährstoffen, insbesondere Stickstoff, zurückzuführen sein kann.