Humus & Mist Teil 1

Bodenfruchtbarkeit: Die Humusschicht ist entscheidend

Pferdeweiden gelten als Futtergrundlage, werden zum Abenteuerspielplatz umfunktioniert oder zum grünen Auslauf degradiert. Kaum ein Pferdehalter schenkt dem vielleicht wichtigsten Ökosystem seiner Weide Aufmerksamkeit: dem Humus. In der Humusschicht des Bodens, dem dunkel gefärbten oberen Bereich, wachsen nicht nur Wurzeln der Futterpflanzen. Hier leben riesige Mengen an Organismen, vom Bakterium bis zur Wühlmaus, die durch ihre Aktivität darüber entscheiden, welche Gewächse auf der Weide gedeihen.

Boden bietet den Wurzeln Halt und Nahrung. Dabei spielt die Bodenfruchtbarkeit (Ertragsfähigkeit, Produktivität) eine wesentliche Rolle. Humoser Boden bietet Wärme sowie eine ständige gleichmäßige Versorgung mit Wasser, Sauerstoff (auch Wurzeln atmen!) und Nährstoffen. Im Boden ist die Pflanze durch ihre Wurzeln stabil verankert. Der Boden soll Stoffe wie Kohlendioxid oder giftige Aluminium-Ionen, die das Wachstum der Pflanzen hemmen, gering halten. Laut Fritz Scheffer (zitiert in Simon & Speichermann 1938) zeichnen sich die fruchtbarsten Böden in Deutschland durch ihren Reichtum an basischem Humusebenso aus, wie durch ihren Gehalt an zeolithischen (Zeolith ist ein Tonmineral mit hohen Bindeeigenschaften), organischen oder mineralischen Bestandteilen (hohes Aufnahmevermögen an Nährstoffen und Kalzium-Ionen), sowie durch ihren Vorrat an Kalk.

Für die Fruchtbarkeit sind die Kombination dieser Substanzen und das Klima des Standorts (Niederschlag, Temperatur, Luftfeuchtigkeit) entscheidend. Die Bodenfruchtbarkeit sinkt, wenn ein Teil der Substanzen verlorengeht, und der Pflanzenwuchs verändert sich. Der Humusgehalt des Bodens ist dabei besonders empfindlich.

Die Humusschicht - Nachhaltige Pflege und Gefährdung

Humus ist ein hoch komplexes Gemisch. Er besteht aus organischen Abbauprodukten insbesondere von umfangreichen Kohlenstoffverbindungen wie Lignin (Holzstoff) und Zellulose (pflanzliche Wandstrukturen). Neben pflanzlichen Materialien werden auch tierische Substanzen zu Humus verarbeitet. Hier zu nennen sind Ausscheidungen (Dunghaufen) oder tote Organismen (vom toten Elefanten bis zum Boden bewohnenden Einzeller).

Es entstehen dabei Huminsäuren. Diese zeichnen sich durch eine schwarzbraune Färbung aus. Wir alle kennen schwarz-braune Huminsäuren durch die Farbe von Torf, Kompost oder Mistwasser. Totes organisches Material aus abgestorbenen Pflanzenteilen und tierischen Hinterlassenschaften ernährt also im obersten Bereich des Bodens die Humusschicht.

Gleichzeitig ist der Humus einer ständigen (Ver-)Zehrung unterworfen. Darunter versteht man den Abbau durch in ihm lebende Wesen, die sogenannten Zersetzer (Destruenten), die organische Abfälle zu erneut verwertbaren Stoffen zerlegen. Ohne diese Zersetzer wäre die Landschaft in kürzester Zeit unter totem Material und den Ausscheidungen der Tiere begraben.

Damit wird deutlich, dass die fruchtbare Humusschicht des Bodens sich in einem ständigen Fließgleichgewicht aus Nachlieferung organischer Abfälle und  Humuszehrung befindet. Wird mehr Humus abgebaut als organisches Material nachgeliefert werden kann, dann schmilzt die Humusschicht über die Jahre weg. Irgendwann ist sie schließlich vernichtet – mit verheerenden Folgen für die Bodenfruchtbarkeit.

Diese Entwicklung ist im mediterranen Ackerbau speziell in Hanglagen seit über 2000 Jahren ein Problem. Der Weinbau in Spanien kämpft seit langem mit dem Verlust der Humusschicht, der Freilegung des darunter liegenden Mineralbodens und der Abschwemmung des fruchtbaren Oberbodens in die Täler – wo der Schlamm der Berghänge wiederum fruchtbarste Talböden verschüttet. Die Folge können degradierte Böden mit starker Erosion sein (skelettierter Mineralboden), aus denen sogenannte Badlands entstehen können. An Stelle der ursprünglichen Steineichen- oder Lorbeerwälderentstehen nach Rodung oder Überweidung durch Vieh Macchien und daraus nach weiterem Raubbau Wüsten. Kieferpflanzungen können zwar die Erosion eingrenzen helfen, sie bauen jedoch keine lebendige Humusschicht auf und fangen leicht Feuer.

Humusböden weisen eine reiche Mikrofauna auf. Darunter versteht man Kleinstlebewesen, die innerhalb der Humusschicht leben. Die Artenzusammensetzung der Bewohner wird durch die Zusammensetzung des Substrates bestimmt. Einseitige Nährstoffzufuhr begünstigt einige wenige Organismen auf Kosten einer Vielzahl anderer. Eine Verschiebungen des Gleichgewichts und unausgewogenen Massenvermehrungen der Arten im Boden-Ökosystem sind die Folge.

Werden einzelne Mikroorganismen durch eine allzu reichliche, leicht verfügbare Nährstoffzufuhr beispielsweise durch Handelsdünger, Jauche oder Gülle in ihrer Aktivität stark angeregt, dann setzen sie in kurzer Zeit viele Nährstoffe frei, was das Pflanzenwachstum kurzfristig sichtbar anregt. Gleichzeitig verzehren die übermäßig aktiven Mikroorganismen in kurzer Zeit ihr Substrat, den Humus. Das Fließgleichgewicht im Humus wird verschoben in den Bereich der Humuszehrung. Kälte, Trockenheit und Nährstoffmangel können dagegen das Fließgleichgewicht im Humus in die andere Richtung verschieben. Es käme zur (Roh-) Humusanreicherung, wie wir es von (Kälte-, Trocken-) Steppen oder Mooren her kennen.

Die Humusschicht muss also ständig mit organischem Material ernährt werden. Das Weidetier hinterlässt seinen Dung. Der nachhaltig wirtschaftende Bauer erntet, gibt jedoch den Mist seines Viehs als organischen Dünger dem Boden zurück.

Mineraldünger (Handelsdünger, Kunstdünger) versorgen zwar die Pflanze und regen ihr Wachstum an. Sie ernähren aber nicht die Humusschicht. Wir können Tomaten auf Glaswolle mit mineralischer Düngerlösung unter Plastikfolie ziehen, wie es in Almeria (Andalusien) in riesigem Maßstab geschieht (das Plastikmeer). Diese billig gezogenen Tomaten produzieren die Früchte für unsere Discounter, ohne jemals so etwas wie Boden gesehen zu haben. Mineraldünger enthält keine organischen Bestandteile aus Kohlenstoffverbindungen. 

Mineraldünger und leicht verfügbare Nährstoffe, insbesondere Stickstoff, haben bekanntlich negative Wirkungen auf den Boden, insbesondere auf die Fruchtbarkeit und die Fähigkeit des Bodens zur Selbstdüngung:

„Zudem schädigt der Gebrauch von löslichem Dünger das bodeneigene System zur Sicherstellung der Fruchtbarkeit, denn Bakterien und Pilze benötigen organisches Material als Substrat. Wenn organischer Dünger (z. B. Festmist) ersetzt wird durch lösliche, anorganische Quellen, nimmt die Population der bodenbewohnenden Kompostzersetzer ab und wird uneffektiver. Chemische Gaben stören außerdem das natürliche Gleichgewicht zwischen Bakterien und Pilzen im Boden (Bardgett et al. 1997), was sich über eine Schädigung der Mycorrhiza-Gemeinschaft auf die oberirdische Pflanzengesellschaft auswirken kann. Eine hohe Produktivität kann dann nur gehalten werden, solange die Gaben löslicher Düngemittel fortgeführt werden.“ (Zitat aus: Crofts & Jefferson 1999)

Kann die Bodenfruchtbarkeit trotz Düngung zurückgehen?

Heute befinden sich viele landwirtschaftliche Böden im Bereich der Humuszehrung und sind vom Verlust ihrer Fruchtbarkeit bedroht. Für neun in Europa untersuchte Standorte unter ordnungsgemäßer Landbewirtschaftung fanden Kutsch und Mitarbeiter (2010) eine mittlere Humuszehrung des Ackerbodens von 95 g Kohlenstoff pro Quadratmeter und Jahr. Je höher dabei die Kohlenstoffkonzentration des Bodens war, desto höher war gleichzeitig die Humuszehrung. Das bedeutet, der Boden verliert an Fruchtbarkeit, während gleichzeitig die im Humus europäischer Böden festgelegten Kohlenstoffverbindungen als Kohlendioxid freigesetzt werden und den globalen Klimawandel anheizen. Unsere Form der Landwirtschaft trägt also durch Humusabbau auf unseren Äckern ganz entscheidend zur Erderwärmung bei! 

Und wie sieht es im Grünland aus? Ist auch hier mit Humuszehrung durch die Zufuhr leicht verfügbarer Nährstoffe aus Mineraldünger, Jauche und Gülle zu rechnen? Dierschke & Briemle stellten 2002 die Frage, ob die Grünlandwirtschaft gut für die Zukunft gerüstet sei. Sie kommen zu folgendem Schluss:

"Dem ist aber nicht so! Die Uniformierung und damit auch Belastung des Ökosystems Grünland hat im Zuge dieser Intensivierung erheblich zugenommen. Nicht nur in den regenreichen steilen Lagen ist die hohe Besatzdichte, wie sie zum Beispiel mit intensiven Umtriebsweiden oder gar mit der Portionsweide praktiziert wird, häufig Ursache für die Beschädigung der Graslandnarbe. Lücken in der Vegetation und Verunkrautung müssen dann mit Nachsaaten oder Graslanderneuerung kostspielig repariert werden. Häufige Graslanderneuerung ist daher nicht als eine ordnungsgemäße und nachhaltig betriebene Graslandwirtschaft anzusehen. Außerdem erhöhen hohe Besatzdichten auf Weiden die Gefahr unerwünschter Nitratausträge (Kühbauch 1995).

Schließlich muß noch auf einen Trend aufmerksam gemacht werden, der zwar auf den ersten Blick erfreulich erscheint, aber in seiner ungebrochenen Fortsetzung die Graslandwirtschaft und Grasstandorte regelrecht bedroht: die stetige, genetisch verankerte Höherentwicklung der Leistungsfähigkeit der Milchkühe, auf die sich die Fütterung immer zwingender einstellen muß (...). Hierin liegt nicht nur ein sehr bedenklicher ethischer und ökologischer, sondern auch ein ökonomischer Konflikt. Ethisch bedenklich ist die Tatsache, daß das Hausrind unter ständiger Verkürzung seiner Lebenszeit geradezu "zu Tode gemolken" wird. Ökologisch bedenklich ist, daß mit zunehmender Leistung der Milchkühe über Kraftfutter verstärkt Nährstoffe in die Graslandbetriebe importiert werden (...), denen keine entsprechenden Nährstoffexporte über Milch und Fleisch gegenüber stehen.  (...)

Es ist weitaus ökonomischer, mit einer 8000-Liter-Kuh das vorhandene Milchkontingent zu erzeugen, als mit zwei 4000-Liter-Kühen. Die eindeutige ökonomische Überlegenheit der Hochleistungstiere bringt aber die Graslandwirtschaft an die Grenzen ihrer Möglichkeiten. Selbst bei bester Graslandbewirtschaftung sind Energiegehalte von mehr als 7 MJ NEL je kg TS nicht zu erzielen. Heu und Silage erreichen häufig nur etwa 5,7 MJ je kg TS. Das bedeutet, daß mit zunehmender Milchleistung der Tiere in immer stärkeren Umfang energiereiches Futter zugekauft werden muß. Damit kommt es zu einer Anreicherung von Nährstoffen auf den Grasflächen mit landschaftsökologischen Problemen der Stickstoffbilanz (Kühbauch 1996).“

Ich möchte ausdrücklich auf den einen Satz in diesem Zitat aus Dierschke & Briemle (2002) hinweisen, der uns Pferdehaltern in den Ohren klingen sollte:

Liebe Pferdehalter, wer Reparatursaat, Übersaat oder Nachsaat benötigt, der hat eindeutig nicht ordnungsgemäß und nachhaltig gewirtschaftet!

Schauen wir uns nun die Nährstoffeinträge durch Massentierhaltungen an, mit denen sich Dierschke & Briemle in ihrem Zitat beschäftigen. Im Grasland ist also mit erheblichen Mengen an leicht verfügbarem Stickstoff zu rechnen. Damit ist, wie oben erklärt, eine Humuszehrung im Grünland durch Verschiebung der Gleichgewichte verbunden. Zusätzlich werden tropische Regenwälder gerodet, um gentechnisch verändertes Soja für unser Milchvieh anzubauen. Die verfütterten Sojabohnen führen hier bei uns über die Gülle der Tiere zur Überdüngung unserer Landschaft – und zur Humuszehrung. Unser Handeln ist offensichtlich nur am kurzfristigen Profit orientiert. Es ist weder nachhaltig noch ordnungsgemäß – und ganz sicher nicht weise.

Wie hoch sind die Stickstoffüberschüsse in unserer Landwirtschaft?

Ein anschauliches Beispiel aus der Praxis bietet das vor etwa zwanzig Jahren abgeschlossene Großforschungsprojekt „Ökosystemforschung im Bereich der Bornhöveder Seenkette“. Beteiligt waren Institute der Universität Kiel sowie externe Forschungseinrichtungen. Es wurden eine Vielzahl von Stoffflüssen gemessen. Auch die Stickstoffeinträge und -austräge in landwirtschaftliche Böden wurden ermittelt. Im Arbeitsbericht 1988-1991 berichten Hörmann und Mitarbeiter (1992) über den Stickstoffhaushalt im Untersuchungsraum. 

Auf dem ganz normal weiter bewirtschafteten „Maisacker A3“ wurden folgende Düngungen durchgeführt und von den Forschern dokumentiert:

• am 15.3.1989 Festmist (errechneter N-Eintrag: 145 kg N_org/ ha + 44 kg NH₄-N / ha = 189 kg N_ges./ ha),
• am 7.5.1989 Diammonsalpeter (32 kg NH₄-N / ha),
• am 20.5.1989 Festmist (errechneter N-Eintrag: 58 kg N_org / ha + 18 kg NH₄-N / ha = 76 kg N_ges./ ha),
• am 23.6.1989 Kalkammonsalpeter (33 kg NH₄-N / ha + 34 kg NO₃-N / ha = 67 kg N_ges./ ha).

Die Autoren bilanzieren:

„Auf der Ackerfläche wurde Maisanbau mit vorherrschendem Einsatz von Wirtschaftsdünger (Stallmist) betrieben. Im Jahr 1989 betrug der Gesamtstickstoff-Eintrag durch Düngung 365 kg/ha, wobei der Eintrag durch Wirtschaftsdünger überwog (Tab. 6.10). Nach einer im gesamten Einzugsgebiet durchgeführten Fragebogenerhebung liegt der Durchschnittswert für diese Nutzungsart bei 296 kg N/ha*a. Der empfohlene Richtwert der Landwirtschaftskammer Schleswig-Holstein beträgt 180 kg N/ha*a. Im Jahr 1990 fand eine Nutzungsänderung (Haferanbau) statt, die zwar eine Reduzierung des Düngereinsatzes zur Folge hatte (205 kg N/ha), bei der die applizierten Düngemengen aber immer noch weit über den Empfehlungen (80 – 150 kg N) liegen.“ (Hörmann et al. 1992) 

Es verwundert nicht, dass der Verfasser des „Handbuch des Bodenschutzes“ (Vlg. ecomed, 1990), Prof. Blume, über die Versuchsfläche „Acker A3“ folgendes berichtet (Blume et al. (1990 b):

„Der Austrag mit dem Sickerwasser aus dem Wurzelraum betrug nach vorläufigen Berechnungen ca. 42 kg NO₃-N/ha. Nach Verlassen des Wurzelraums lagen die Konzentrationen z.T. über 50 mg NO₃^-/l (Grenzwert der Trinkwasserverordnung).“

Weiterhin schreiben Schimming und Mitarbeiter (1990) über den konventionell bewirtschafteten Versuchs-Acker A3:

„Später im Sommer einsetzende Pflanzenentzüge sind geringer als die durch Mineralisierung freigesetzten Stickstoffmengen. Demzufolge wurden unterhalb des Wurzelraumes regelmäßig NO₃-Konzentrationen von über 50 mg/l festgestellt. Derzeit sind die Verhältnisse des Stickstoffhaushaltes dieses Standortes Gegenstand intensiver Diskussionen.“

Die Düngeverordnung vom 6.2.1992 schreibt vor, dass ...

„...Wirtschaftdünger tierischer Herkunft nur ausgebracht werden dürfen, wenn die mit diesen ausgebrachte Menge an Gesamtstickstoff je ha und Jahr auf Grünland 210 Kilogramm, auf Ackerland bis zum 30. Juni 1997 210 Kilogramm, ab 1. Juli 1997 auf Ackerland 170 Kilogramm nicht überschritten wird.“

Es ist festzuhalten, dass die von den Wissenschaftlern vor fünfundzwanzig Jahren gemessenen, dokumentierten und veröffentlichten Stickstoffeinträge auf einem konventionell bewirtschafteten Acker eine klare Stickstoff-Überdüngung des Bodens darstellen. Erwartungsgemäß wurden gleichzeitig Überschreitungen der Grenzwerte aus der Trinkwasserverordnung bei der Auswaschung von Nitrat aus dem Wurzelraum dokumentiert.

Hat sich seitdem irgendetwas geändert?

Urteilen Sie selbst:

Beitrag Gülle in Fülle - das sind die Fakten vom 28.03.2018 auf ndr.de.

Gibt man beim NDR als Suchanfrage „Nitrat“ ein, findet man jede Menge Meldungen zum Thema.

Auch die Bauernzeitung berichtet am 7. November 2014 (https://www.bauernzeitung.de/agrarticker-ost/mecklenburg-vorpommern/gewaesserzustand-kaum-verbessert/ ).

Wir alle sammeln organische Abfälle in Bio-Mülltonnen. Die werden kompostiert. Ist dieser Humus nicht ein idealer Dünger für unsere Äcker? Sollte man meinen, doch schauen Sie hier diese Meldung vom 18.06.2015 an: Öko-Irrweg Biotonne.

Fazit für uns Pferdehalter

Da wir die Fruchtbarkeit unserer Böden erhalten, aber nicht die Umwelt belasten wollen, bietet uns unser selber produzierter Pferdemist die Möglichkeit zur Ernährung der Humusschicht unserer Grasländer.

Weitere Artikel dieser Serie zum Thema Humus & Mist werden zeigen, wie das geht und worauf zu achten ist. Lesen Sie hierzu auch

• Teil 1: Boden - was ist das eigentlich?
• Teil 2: Wertvollster Humusdünger aus Stallmist 
• Teil 3: Was ist was und wie lagert der Mist ideal?
• Teil 4: Humusdünger: Was passiert im Mist?
• Teil 5: Die Einstreu macht den Mist!
• Teil 6: "Chemie" im Mist I - durch Medikamente
• Teil 6: "Chemie" im Mist II - aus der Einstreu
• Teil 6: "Chemie" im Mist III - aus dem Futter
• Teil 7: Was fressen sie denn? Das Futter macht den Mist

Dr. Renate Vanselow, Biologin

Literatur

Blume, H.P.; Fränzle, O.; Heydemann, B.; Kappen, L.; Nellen, W. & Widmoser, P. (1990 b) 6.4 Stickstoffhaushalt der Ackerparzelle A3 (Maisacker). Interne Mitteilungen (Fachlicher Zwischenbericht für das Jahr 1989 FE-Vorhaben Ökosystemforschung im Bereich der Bornhöveder Seenkette), Heft 2. Projektzentrum Ökosystemforschung, Schaunburger Str. 112, 2300 Kiel.

Crofts, A. & R. G. Jefferson (eds., 1999): The Lowland Grassland Management Handbook. – 2nd edition. © English Nature/The Wildlife Trusts (Royal Society for Nature Conservation). ISBN 1-85716-443-1

Dierschke, H. & Briemle, G. (2002) Kulturgrasland - Wiesen, Weiden und verwandte Staudenfluren. Vlg. Eugen Ulmer, Stuttgart, 239 S.

Hörmann, G.; Irmler, U.; Müller, F.; Piotrowski, J.; Pöpperl, R.; Reiche, E.W.; Schernewski, G.; Schimming, C.-G.; Schrautzer, J. & W. Windhorst (1992): Ökosystemforschung im Bereich der Bornhöveder Seenkette. Arbeitsbericht 1988-1991. 6.3.2 Stickstoffeinträge. EcoSys, 1: 233-237 

Kutsch, W.L.; Aubinet, M.; Buchmann, N.; Smith, P.; Osborne, B.; Eugster, W.; Wattenbach, M.; Schrumpf, M.; Schulze, E.D.; Tomelleri, E.; Ceschia, E.; Bernhofer, C.; Béziat, P.; Carrara, A.; Di Tommasi, P.; Grünwald, T.; Jones, M.; Magliulo, V.; Marloie, O.; Moureaux, C.; Olioso, A.; Sanz, M.J.; Saunders, M.; Søgaard, H. & W. Ziegler (2010): The net biome production of full crop rotations in Europe. Agriculture, Ecosystems and Environment, 139: 336-345.

Scheffer, F. & P. Schachtschabel (1992): Lehrbuch der Bodenkunde. – 13te Aufl., Enke, Stuttgart. 491 S.

Schimming, C.-G.; Lilienfein, M.; Mette, R.; Spranger, T.; Blume, H.P.; Fränzle, O.; Sattelmacher, B. & Dohnke, Chr. (1990) Stoffflußuntersuchungen, Einträge von Nitrat und Ammonium, Transport in Böden und Grundwasser sowie Bedeutung der Durchwurzelung. Interne Mitteilungen (Fachlicher Zwischenbericht für das Jahr 1989 FE-Vorhaben Ökosystemforschung im Bereich der Bornhöveder Seenkette), Heft 4. Projektzentrum Ökosystemforschung, Schaunburger Str. 112, 2300 Kiel.

Simon, K. & Speichermann , H. (1938) Beiträge zur Humusuntersuchungsmethodik. Aus dem Arbeitskreis II 3a „Humusforschung“; Federführender: Prof. Dr. Fritz Scheffer. Bodenkunde und Pflanzenernährung, Bd. 8 (53), Heft 3 / 4, S. 129-152.