Phosphor

P ist für alle Lebewesen ein lebensnotwendiges Nährelement. In terrestrischen Ökosystemen ist P häufig ein limitierender Nährstoff. Der P-Gehalt im Oberboden beeinflusst die Pflanzenartenvielfalt im Dauergrünland. P ist für die Eutrophierung von Oberflächengewässern hauptverantwortlich. Außerdem gehört P zu den knappen Rohstoffen. Die Preise für mineralische P-Dünger werden deshalb in Zukunft vermutlich weiter steigen. Ein effizienter Einsatz mineralischer P-Dünger ist daher sowohl aus Gründen des Natur- und Umweltschutzes als auch aus Kostengründen notwendig.
Von einer ressourcenschonenden und umweltverträglichen Grünlandbewirtschaftung wird erwartet, dass die Düngung den P-Bedarf der Pflanzen deckt, gleichzeitig aber die P-Verluste durch Erosion, Abschwemmung und Auswaschung so gering wie möglich gehalten werden. Daher ist es notwendig, die Düngung an den zeitlichen und mengenmäßigen Nährstoffbedarf der Vegetation anzupassen. Um dieses Ziel zu erreichen, muss einerseits der saisonabhängige P-Bedarf der Pflanzen bekannt sein und andererseits die P-Dynamik im Boden berücksichtigt werden. Die P-Dynamik im Boden ist von vielen Bodeneigenschaften abhängig. Entscheidend sind vor allem pH-Wert, Bodenwasserhaushalt (Redoxpotential), Bodentemperatur und mikrobielle Aktivität (Phosphataseaktivität) im Boden.
Für die Optimierung von P-Düngemaßnahmen sind daher Kenntnisse über die P-Dynamik im Boden und die verschiedenen P-Pools im Boden notwendig. Davon hängt die Ausnutzbarkeit und Ertragswirksamkeit der P-Dünger und somit die bedarfsgerechte Menge und der optimale Zeitpunkt der P-Düngung ab. Über die P-Dynamik im Boden in Abhängigkeit vom Bodenwasserhaushalt und die verschiedenen P-Pools in österreichischen Grünlandböden ist bisher noch wenig bekannt. Die Thematik ist aber von großer praktischer Relevanz, weil P ein knapper Rohstoff mit großer Umweltwirkung ist.
Sowohl aus landwirtschaftlicher als auch aus wasserwirtschaftlicher Sicht stellen sich folgende Fragen:
• Werden die verschiedenen P-Pools im Boden durch langjährige Düngung unterschiedlich angereichert?
• Welchen Einfluss hat die Höhe der jährlich ausgebrachten P-Düngermenge?
• Bestehen Unterschiede zwischen mineralischer und organischer Düngung?
• Welche P-Pools im Boden werden bei fehlender Düngung bevorzugt abgereichert?
• Bestehen hinsichtlich P-Pools Unterschiede zwischen verschiedenen Tiefenstufen im Boden?
• Welchen Einfluss haben Grundwasserspiegelschwankungen und Veränderungen des Bodenwassergehaltes auf die P-Dynamik und P-Mobilität im Boden?
• Haben feuchte und nasse Grünlandstandorte einen geringeren P-Düngerbedarf als wechselfeuchte oder frische Standorte?
Für die Beantwortung dieser Fragen bieten sich Langzeitfeldversuche an. Langzeitfeldversuche wurden in Gumpenstein 1960 und in Admont 1946 angelegt. Die Düngungs- und Nutzungsgeschichte auf den einzelnen Versuchsparzellen ist bestens dokumentiert. Bodenkundliche Basisdaten, Grünlanderträge und Daten zu den P-Entzügen mit der Ernte liegen bereits vor und können für das beantragte Forschungsprojekt genutzt werden. Auf den Trautenfelser Naturschutzflächen besteht die Möglichkeit, die P-Dynamik in Au- und Gleyböden zu studieren. Hierbei handelt es sich um typische Grünlandböden am Talboden der Enns; sie charakterisieren nasse, feuchte und wechselfeuchte Grünlandstandorte. Das Untersuchungsgebiet und die Untersuchungsstandorte (Trautenfels, Gumpenstein, Admont) sind repräsentativ für das Grünland im österreichischen Berggebiet. Somit können die Untersuchungsergebnisse auch auf andere Bergregionen in Österreich übertragen werden.

Mit dem beantragten Forschungsprojekt soll ein Beitrag zu einer bedarfsgerechten und umweltverträglichen P-Düngung geleistet werden.

Im Rahmen dieser Studie wurden die Konzentrationen an Gesamt-Phosphor und verschiedene Phosphor-Frachten in typischen österreichischen Dauergrünlandböden gemessen. Außerdem wurden die Phosphor-Speicherkapazität und der Phosphor-Sättigungsgrad beurteilt. Bodenproben wurden von 212 verschiedenen terrestrischen und hydromorphen Dauergrünlandböden aus den Tiefenstufen 0-10 cm gezogen. Der Großteil der untersuchten Dauergrünlandböden hatte hohe Konzentrationen an Gesamt-Phosphor im Oberboden; die durchschnittliche Konzentration betrug mehr als 1000 mg P pro kg Feinboden. Die unterschiedlichen Böden enthielten hohe Konzentrationen an organischem Phosphor. Im Durchschnitt betrug der Anteil von organischem Phosphor am Gesamt-Phosphor 70%. Die meisten Oberböden enthielten hohe Konzentrationen an Oxalat-extrahierbaren Sesquioxiden, insbesondere Eisen. Daher war die Phosphor-Speicherkapazität meist sehr hoch (über 100 mmol kg-1 Feinboden). Mit wenigen Ausnahmen war der Phosphor-Sättigungsgrad niedrig (im Durchschnitt 22% für terrestrische Böden und 12% für hydromorphe Böden). In den hydromorphen Böden war die Konzentration an wasserlöslichem Phosphor signifikant höher als in den terrestrischen Böden. Die Bewirtschaftungsintensität hatte einen großen Einfluss auf den Phosphor-Zustand der Böden. Langfristige Düngung mit Wirtschaftsdünger und/oder ständige Phosphor-Zufuhren über Weideexkremente erhöhten die Konzentrationen an anorganischem und organischem Phosphor sowie den Phosphor-Sättigungsgrad. Die Bedeutung dieser Untersuchungsergebnisse für die Grünlandbewirtschaftung wird diskutiert.