Mineralisation
Durch Mineralisierung werden Nährstoffe, die in der organischen Substanz von Gülle und anderen organischen Düngemitteln enthalten sind, pflanzenverfügbar. Die Mineralisa-tionsprozesse gelten zwar grundsätzlich für alle Nährstoffe, sind aber in der Stickstoffdüngung von besonderer Bedeutung. Daher sollen diese im folgenden Kapitel besprochen werden.
ALLGEMEINES
- Stickstoff liegt in organischen Düngemitteln im Regelfall entweder in Ammonium oder in organisch gebundener Form vor. Der Ammonium-Anteil kann direkt von Wurzeln aufgenommen werden und wirkt daher ähnlich schnell wie mineralisch gedüngter Stickstoff.
- Der organisch gebundene Stickstoff ist nicht pflanzenverfügbar. Der Stickstoff ist hier in pflanzlichen Resten, abgestorbenen Mikroorganismen oder ähnlichem gebunden. Diese organischen überreste müssen abgebaut werden. Während des Abbauprozesses wird der Stickstoff herausgelöst und somit pflanzenverfügbar. Man spricht hier von Mineralisation.
- Die Mineralisation ist ein unkontrollierbarer Prozess und hängt maßgeblich von der Aktivität des Bodenlebens ab. Die Aktivität wird beeinflusst durch:
- Nahrungsangebot: Nur bei ausreichender Versorgung mit organischem Material (Futter) können diese Prozesse ablaufen.
- Bodentemperatur: Eine zu geringe Temperatur inaktiviert das Bodenleben
- pH-Wert: Ist der Boden zu sauer, wird das Bodenleben deutlich inaktiver
- Abbauwürdigkeit: Je mehr leicht abbaubare organischen Substanz vorhanden ist, desto intensiver ist die Mineralisation
- Da nicht bekannt ist in welcher Menge der Stickstoff im ersten Jahr mineralisiert und damit pflanzenverfügbar wird, wird hier mit Abschlägen in der Wirksamkeit.
Mineralisationsprozess
- Die Mineralisation verläuft, wie in Abbildung 30 gezeigt, in einzelnen Teilschritten. In jedem Teilschritt wird der Stickstoff in eine andere Form überführt und es können Stickstoffverluste auftreten.
- Abbildung 15: Schematischer Ablauf der Mineralisationsprozesse und potentielle Stickstoffverluste (Luib, 2017)
- Im ersten Schritt, der Ammonifikation, wird der organisch gebundene Stickstoff in die pflanzenverfügbare Stickstoffform Ammonium (NH4) umwandelt.
- Das Ammonium wird entweder von der Wurzel aufgenommen (Grün in der Abbildung 30), geht durch Verluste (Rot in der Abbildung 30) verloren oder wird auf dem Weg der Nitrifikation in Nitrat (NO3) umgeformt .
- Für Nitrat ergeben sich wiederrum ähnliche Möglichkeiten wie für Ammonium. Auch hier kann Nitrat direkt über die Wurzel aufgenommen werden, es können Verluste auftreten, oder es wird durch die Denitrifikation in elementaren Stickstoff umgewandelt.
- Elementarer Stickstoff kann von Pflanzen nicht mehr unmittelbar aufgenommen werden. Leguminosen können sich diesen Stickstoff aber durch eine Symbiose mit Knöllchenbakterien erschließen