Rasenthema: September 2016

Autoren: Dr. R. Albracht, Rasenforschung EUROGREEN GmbH und
Dr. P. Rieß, KDS – Kompetenzzentrum für Düngung und Sekundärrohstoffe e.V.

Phosphor - ein wichtiges Element bei der Düngung von Sportrasen

Einleitung

Eine ausreichende und bedarfsgerechte Phosphorversorgung ist für die Entwicklung einer dichten und belastbaren Rasennarbe unerlässlich. Bei einem Sportrasen liegt der Phosphatbedarf je nach Belastung zwischen 4 – 6 g P2O5/m² undJahr.
Phosphor ist der Hauptnährstoff, dessen weltweite Vorräte in wirtschaftlich ausbeutbaren Lagerstätten am geringsten sind. Auch wenn die Prognosen über die wirtschaftlich abbaubaren Rohphosphate stark variieren, so kann man doch davon ausgehen, dass die Weltvorräte endlich sind und bei weiter steigendem Bedarf die Rohstoffpreise ansteigen werden. Aber nicht nur die verfügbaren Rohstoffmengen sondern auch die Verunreinigung mit Schwermetallen wie z. B. Cadmium reduzieren die verfügbaren Mengen an qualitativ hochwertigen Rohphosphaten. Hinzu kommt, dass es in Deutschland keine Phosphatlagerstätten gibt und Phosphat importiert werden muss.

Vor diesem Hintergrund stellt sich die Frage, ob Sekundärstoffe bei der Phosphordüngung verwendet werden können. In Deutschland fallen aus Schlachtnebenprodukten ca. 20.000 t Phosphor im Jahr an, das Potenzial aus Klärschlamm wird auf ca. 48.000 t Phosphor pro Jahr geschätzt, der Mineraldüngerverbrauch beträgt ca. 110.000 t Phosphor (RÖMER, 2013). Nach KRATZ et al. (2014) könnte sogar der gesamte Bedarf der deutschen Landwirtschaft durch ein konsequentes Nährstoffrecycling gedeckt werden.

Durch die Nutzung dieser Sekundärrohstoffe können die enthaltenen Nährstoffe wieder dem Nährstoffkreislauf zugeführt und die begrenzten Rohstoffvorräte geschont werden. Da die Sekundärphosphate jedoch überwiegend in wasserunlöslichen Formen vorliegen, sind Versuche erforderlich, um die Düngewirkung beurteilen zu können.

Unter diesen Gesichtspunkten ist auch die Wirkung auf Rasenflächen interessant, da im Vergleich zu landwirtschaftlichen Kulturen der Phosphorbedarf geringer ist und auch eine langsame Nachlieferung den Bedarf decken könnte. In einer größeren Versuchsreihe wurde  die Wirkung verschiedener P-Recyclingdünger auf Rasenflächen im Vergleich zu handelsüblichen Phosphatdüngern getestet.
Eine ausführliche Beschreibung der Versuchsanlage am Standort Betzdorf, mit einer umfangreichen Darstellung der Ergebnisse, ist der Veröffentlichung zum Thema: „Düngewirkung verschiedener Phosphatquellen auf Sportrasen“ in der Zeitschrift „European Journal of Turfgrass Science“ Ausgabe 3-2016 zu entnehmen.
Einige Erkenntnisse sollen hier dargestellt werden.

Versuchsvarianten

Der Versuch umfasste die folgenden sieben Varianten, wobei die Löslichkeiten der verwendeten Dünger in Tabelle 1 aufgeführt sind:

1. Kontrolle (= ungedüngt): Aufgrund des niedrigen Gehaltes an pflanzenverfügbarem Phosphat in der Rasentragsschicht kann von einer mangelhaften P-Versorgung ausgegangen werden.
2. Superphosphat: Hierbei handelt es sich um voll aufgeschlossenes Phosphat mit hohen Anteilen an neutral-ammoncitratlöslichem und wasserlöslichem Phosphat. Diese Variante dient als Referenzdünger mit sehr guter Löslichkeit und Verfügbarkeit.
3. Fleischknochenmehl: Ist ein bei der Schlachtung von Tieren anfallendes Nebenprodukt, das aus Frischknochen ohne Risikomaterial hergestellt wird. Hierbei ist der Phosphor an Calcium gebunden und besitzt eine mit den Rohphosphaten vergleichbare langsame Düngewirkung. Der organisch gebundene Stickstoff wird im Boden relativ schnell mineralisiert und ist hauptsächlich im Düngejahr wirksam, die Nachlieferung in den Folgejahren ist relativ gering.
4. Redox-Knochenasche: Im ersten Schritt werden unter reduzierenden Bedingungen Knochen in die organischen und anorganischen Bestandteile zerlegt und in einem zweiten Schritt der enthaltene Kohlenstoff unter oxidierenden Bedingungen nachverbrannt, so dass ein anorganischer Rest u. a. aus Erdalkaliphosphaten entsteht.
5. Klärschlammasche aus Monoverbrennung: Durch den Verbrennungsprozess werden organische Stoffe eliminiert und so der Phosphorgehalt erhöht. In der Literatur wird auf geringe Löslichkeiten, aber auch auf Unterschiede zwischen den Herkünften hingewiesen.
6. Calciumphosphit: Diese Salze der phosphorigen Säure werden auch auf Rasen zur Düngung bzw. aufgrund ihrer fungiziden Wirkung eingesetzt. Der Beitrag zur Phosphatversorgung ist umstritten, die deutsche Düngemittelverordnung (ANONYMUS 2012) erlaubt den Einsatz von Phosphit nicht.
7. Magnesium-Ammonium-Phosphat (MAP): Durch den Zusatz von Magnesiumsalzen zum Klärschlamm bildet sich MAP; dieses MAP ist wasserunlöslich und kann daher nicht direkt durch die Pflanzen aufgenommen werden.

Tab. 1: Löslichkeiten der geprüften Dünger (Untersuchung durch LUFA Nord-West, 2014).

Versuchsdurchführung

Es wurde von einem Phosphorbedarf von 5 g P2O5/m²/Jahr ausgegangen. Um die Wirkung der Dünger mit geringer Pflanzenverfügbarkeit beurteilen zu können, wurden von jeder Düngevariante die gesamte Phosphormenge von 15 g P2O5/m² für den Versuchszeitraum von drei Jahren vor der Ansaat der Fläche in die Rasentragschicht eingearbeitet. Anschließend wurde die Fläche mit einer Lolium perenne/Poa pratensis Mischung gemäß RSM 3.1 (FLL, 2011) angesät. Die anderen Hauptnährstoffe wurden mit phosphorfreien Langzeitrasendüngern in vier Gaben während der Vegetationsperiode gedüngt. Das Stickstoffniveau lag bei ca. 20 g N/m²/ Jahr.

Zur Ermittlung der Aufwuchsmenge wurde bei einer Aufwuchshöhe von ca. 8 - 10 cm in jeder Parzelle eine definierte Fläche (3 Bahnen mit 36 cm Schnittbreite, 3 m lang = 3,2 m²) gemäht, das Schnittgut aufgefangen (s. Abbildung 1) und der TM-Ertrag bestimmt. In jedem Aufwuchs wurde der P-Gehalt des Schnittgutes bestimmt. Vor Anlage des Versuchs und vor Beginn der zweiten und dritten Vegetationsperiode wurden Bodenproben bis 10 cm Tiefe aus der Rasentragschicht entnommen und das pflanzenverfügbare Phosphat aus einem CAL-Extrakt bestimmt.

Abb. 1: Aufnahme des Schnittgutes im P-Düngungsversuch zur Ermittlung des Aufwuchses. Foto: R. Albracht

Ergebnisse (ausgewählt)

In allen drei Vegetationsperioden waren die durchschnittlichen P-Gehalte bei der Fleischknochenmehl-Variante am höchsten, etwas geringere Gehalte wies eine Gruppe aus Magnesium-Ammonium-Phosphat, Superphosphat und Phosphit auf, die Gehalte der Knochenasche und die Klärschlammasche lagen nur wenig über denen der Kontrolle, die im gesamten Versuchszeitraum die niedrigsten Gehalte aufwies (Tabelle 2).

Tab. 2: Durchschnittliche P-Gehalte in den Vegetationsperioden 2013 – 2015.

In grafischen Darstellungen werden die Phosphorgehalte des Schnittgutes im Verlauf der Vegetationsperiode der Jahre 2013 bis 2015 abgebildet. In den ersten beiden Vegetationsperioden hatten alle Düngervarianten im Vergleich zur ungedüngten Kontrolle zu einer Erhöhung des Phosphatgehalts in den Pflanzen geführt (s. beispielhaft Grafik 1). In der Vegetationsperiode 2015 wurden zwischen der Kontrolle und den beiden Aschevarianten keine nennenswerten Unterschiede mehr festgestellt, alle anderen Düngervarianten wiesen höhere Gehalte auf.

Grafik 1: Phosphorgehalte im Schnittgut (% i.TM) in der Vegetationsperiode 2013.

Diskussion

Die im Vergleich zur Kontrolle höheren P-Gehalte und TM-Erträge zeigen eine Düngewirkung aller eingesetzten Dünger. Die teilweise deutlichen Unterschiede weisen auf eine ungleiche Verfügbarkeit und Nachlieferung der Phosphate hin.

Die bessere Düngewirkung des Fleischknochenmehls wird auf die zusätzliche Zufuhr von organischer Substanz zurückgeführt, die auf dem mageren Rasentragschichtmaterial zu besseren Entwicklungs- und Wachstumsbedingungen führt. Zusätzlich werden die Mikroorganismentätigkeit und damit auch die Umsetzung des gedüngten Phosphats gefördert und so die Pflanzenverfügbarkeit erhöht. Ein weiterer Grund wird in der gleichmäßigeren Verteilung in der Rasentragschicht und der größeren Oberfläche aufgrund der feineren Granulierung und des höheren Feinanteils gesehen. Im Vergleich dazu liegt das Superphosphat als Granulat von 3 – 5 mm vor.
Superphosphat, Magnesium-Ammonium-Phosphat und Calciumphosphit zeigen in allen drei Vegetationsperioden vergleichbare Ergebnisse sowohl im Hinblick auf die P-Gehalte als auch auf die TM-Erträge.

Bei den Redox-Knochenaschen und Klärschlammaschen ist die Düngewirkung im Vergleich zu den o. g. Varianten deutlich geringer, in den ersten beiden Vegetationsperioden sind im Vergleich zur Kontrolle P-Gehalt und TM-Ertrag etwas erhöht, in der dritten Vegetationsperiode besteht kein Unterschied zur Kontrolle. Vergleichbare Ergebnisse findet RÖMER (2013) bei Tiermehlaschen und Klärschlammaschen, er weist aber auch darauf hin, dass es Unterschiede zwischen den Verbrennungsaschen je nach Herkunft gibt. Weitere eigene Versuche bestätigen dies.

Die Versuchsergebnisse zeigen deutlich, dass bei einem hohen Anteil an wasserlöslichem Phosphat wie beim Superphosphat von einer guten Düngewirkung ausgegangen werden kann, dass jedoch die Anteile an neutral-ammoncitratlöslichem Phosphat und erst recht die Gehalte an mineralsäurelöslichem Phosphat keine Rückschlüsse auf die Düngewirkung erlauben.

In der ersten Vegetationsperiode waren Phosphormangelsymptome wie eine schmutzig grüne Farbe und Anthocyanbildung nur zu Vegetationsbeginn und nur bei der Kontrollvariante festzustellen. Diese zeigten sich auch bei den Aschevarianten zu Beginn der zweiten und dritten Vegetationsperiode und auch bei Trockenstress in der dritten Vegetationsperiode (Abbildung 2). Der P-Mangel bei Trockenheit ist auf eine Verarmung um die Wurzeln und eine unzureichende Diffusion zu den Wurzeln zurückzuführen. Diese Mangelsymptome werden durch P-Gehalte von < 0,2 % bestätigt, die auf einen Phosphormangel hinweisen (BERGMANN und NEUBERT, 1976).

Abb. 2: Teilansicht des Versuchs mit Mangelsymptomen bei der Kontrolle (1), der Redox-Knochenasche (4) und der Klärschlammasche (5).

Fazit

Aus den Versuchsergebnissen lassen sich folgende Schlussfolgerungen ableiten:

• Die geprüften P-Recyclingdünger unterscheiden sich in der Düngewirkung.
• Bei einer deutlichen Mangelversorgung ist auch bei der Verwendung von Düngern mit hoher Löslichkeit und Verfügbarkeit eine Vorratsdüngung von 15 g P2O5/m² für einen Zeitraum von drei Jahren nicht ausreichend.
• Bei niedrigen P-Gehalten im Boden und Einsatz von P-Düngern mit mittlerer und geringer Verfügbarkeit ist zur Vorratsdüngung eine Ergänzung mit „schnelllöslichen“ P-Düngern zu Vegetationsbeginn sinnvoll.

Literatur
ALBRACHT, R. und M. Schlosser, 2014: Effect of different P-sources on turf quality. European Journal of Turfgrass Science 45, 123 – 124.
ANONYMUS, 2012: Verordnung über das Inverkehrbringen von Düngemitteln, Bodenhilfsstoffen, Kultursubstraten und Pflanzenhilfsmitteln (Düngemittelverordnung DüMV) (BGBl. I Nr. 58 2482 - 2544). Bundesanzeiger-Verlag.
BERGMANN, W. und P. NEUBERT, 1976: Pflanzendiagnose und Pflanzenanalyse. VEB Gustav Fischer Verlag, Jena, 1. Aufl.
FLL, 2011: Regel-Saatgut-Mischungen Rasen – RSM Rasen 2012. FLL, Bonn.
KRATZ, S., J. Schick, R. Shwiekh und E. Schnug, 2014: Abschätzung des Potentials erneuerbarer P-haltiger Rohstoffe in Deutschland zur Substitution rohphosphathaltiger Düngemittel. Journal für Kulturpflanzen 66 (8). 261 – 275.
RÖMER, W: 2013: Phosphor-Düngewirkung von P-Recyclingprodukten. KA Korrespondenz Abwasser, Abfall 60 Nr. 3: 202-215.

Autoren:
Dr. Rainer Albracht, EUROGREEN GmbH, Industriestraße 83 – 85, 57518 Betzdorf, rainer.albracht@eurogreen.de
Dr. Peter Rieß, KDS – Kompetenzzentrum für Düngung und Sekundärrohstoffe e.V., Karlrobert-Kreiten-Straße 13, 53115 Bonn, info@KDS-ev.de