17. 06. 2024
Verfasst von: Kazem Zamanian

Kalk in landwirtschaftlichen Böden ist klimarelevant

Zwei Personen hocken auf einem gepflügten Ackerstreifen und halten Erde in der Hand. — Die Forschenden Kazem Zamanian (links) und Jingjing Tao bereiten eine landwirtschaftliche Fläche vor, um die Auswirkungen verschiedener Düngemittel auf die Bodenversauerung und den Kalkgehalt zu analysieren.

Böden spielen eine bedeutende Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf. Vor allem landwirtschaftlich genutzte Flächen speichern große Mengen an CO2. Kalk als natürlicher Bodenbestandteil oder Dünger erhält die Bodenfruchtbarkeit, kann aber auch zu CO2-Emissionen führen, wenn die Böden versauern. Die Leibniz Universität Hannover hat den Zusammenhang zwischen Kalk und Klimawandel untersucht. Ergebnis: Organische Dünger wie Stallmist verlangsamen die Bodenversauerung.

Bodenversauerung führt zu Treibhausgasen

Hohe CO₂-Konzentrationen in der Atmosphäre sind die Hauptursache für den Klimawandel. In diesem Zusammenhang spielen die Böden eine wichtige Rolle. Kohlenstoff gelangt zum Beispiel über Wurzeln und abgestorbene Pflanzenreste in den Boden, wird von Bodenorganismen verwertet und an Minerale gebunden. Um die CO₂-Emissionen zu verringern, konzentrierten sich bisher viele Studien und Agrar-Empfehlungen darauf, die organischen Kohlenstoffverbindungen im Boden zu erhöhen. Neben dem organischen Kohlenstoff gibt es aber auch anorganischen Kohlenstoff in Form von Kalk im Boden. Lange Zeit gingen Fachleute davon aus, dass Kalk nicht auf die landwirtschaftliche Bewirtschaftung reagiert. Neue Untersuchungen revidieren diese Annahme.

Organische Dünger verhindern Bodenversauerung

Ein ganz normaler Prozess in Agrarökosystemen ist die Versauerung von Böden. Hierbei tragen Säuren von außen oder durch bodeninterne Prozesse mehr Protonen (Wasserstoff-Ionen, H⁺) ein, als der Boden neutralisieren kann. Kalk reagiert sehr leicht mit den Säuren und neutralisiert sie, doch dabei entweicht CO₂. Düngung, insbesondere mit Stickstoffdüngern, führt den Böden jährlich eine große Menge an Protonen zu, die sich allerdings unterschiedlich auswirken. Das Institut für Bodenkunde der Leibniz Universität Hannover hat in einer aktuellen Studie gezeigt, dass organische Dünger wie Stallmist eine Bodenversauerung verhindern oder verlangsamen, während mineralische Dünger wie Ammoniumphosphat zu einer starken Versauerung des Bodens führen. Daher kann Kalk je nach Düngemittelmanagement eine Nettoquelle von CO₂ sein, die bis zu drei Prozent der weltweiten jährlichen CO₂-Emissionen aus der Verbrennung entspricht.

Eine Farbskala visualisiert der Auswirkungen zwei verschiedener Stickstoffdünger auf den pH-Wert in 0 bis 8 Zentimeter Bodentiefe nach 5, 20 und 60 Tagen. — Während organische Düngemittel wie Hühnermist die Bodenversauerung verhindern, versauern mineralische Düngemittel wie Ammoniumphosphat den Boden in relativ kurzer Zeit stark. Der Boden enthielt 0,75 % Kalk (Calciumcarbonat, CaCO3).

Hohe Kosten durch Kalkverluste

Zu berücksichtigen sind auch die Kalkverluste in Agrarökosystemen, die bisher wenig beachtet wurden. Kalk verschwindet mit der Zeit vollständig aus den landwirtschaftlichen Böden, zumindest in der Pflugschicht. Dadurch sinken der pH-Wert und die Bodenfruchtbarkeit. Das macht eine Kalkung notwendig, um wieder hohe Ernteerträge zu gewährleisten. Allein in Europa belaufen sich die Kosten für Kalk, der durch düngemittelbedingte Versauerung und ausgebrachten Kalk verloren geht, auf etwa 1,5 Prozent des für 2023 vorgeschlagenen EU-Haushalts. Diese bedeutenden Nachteile erfordern ein besseres Verständnis der komplexen Prozesse im Boden, um die Bodenversauerung zu verringern oder sogar zu verhindern.