Phosphat-Dünger in Pflanzversuchen

Pflanzversuche mit Weidelgras (Lollium) und Luzerne (Medicago sativa)

In Zusammenarbeit mit der Firma HGoTech untersuchen wir das Pflanzenwachstum bei Düngung mit recyceltem Phosphor mittels PHOS4green im Vergleich zu konventionell gedüngten Pflanzen: Überzeugen Sie sich von der Qualität der PHOS4green-Dünger und vergleichen Sie die Mess-Ergebnisse, die in der Biomasse (Frischmasse, Trockenmasse).

In einem Pflanzversuch wurden drei verschiedene Phosphorzyklen untersucht. Die Düngemittel wurden im Glatt-Technologiezentrum nach dem aschebasierten PHOS4green-Verfahren hergestellt. Zum Einsatz kamen Rohphosphat, kommerzielles Dreifach-Superphosphat, PHOS4green-P38 (Doppelsuperphosphat), PHOS4green-P46 (Dreifach-Superphosphat) und PHOS4green Special (Phosphat-Mehrnährstoffdünger) (Abbildung 2). Die experimentelle Kontrolle war ein ungedüngtes Standardsubstrat.

Die Untersuchung beantwortet die folgenden Fragen:

• Unterscheidet sich das Pflanzenwachstum – bei Düngung mit recyceltem Phosphor – von dem konventionell gedüngter Pflanzen?
• Gibt es messbare Unterschiede in der Biomasse (Frischmasse, Trockenmasse)?

Weidelgras (Lollium) und Luzerne (Medicago sativa) wurden als Versuchspflanzen verwendet, um landwirtschaftliche Nutzpflanzen mit unterschiedlichen Niveaus der Phosphoraufnahme darzustellen. Weidelgras ist ein Modellgetreide, während Luzerne eine große Anzahl von zweikeimblättrigen Pflanzen (Kartoffel, Rübe, Raps usw.) darstellt. Damit ist es möglich, die oberirdische Biomasse mehrfach zu ernten und damit die mittelfristige Dynamik der eingesetzten Düngemittel zu charakterisieren. Im Experiment gab es fünf Ernten im Abstand von etwa vier Wochen (angepasst an die Wachstumsrate der Pflanzen). Begründet wurde dies damit, dass Phosphorverbindungen, die anfänglich gut wasserlöslich sind, sich in schwer lösliche umwandeln können und dann für die Pflanzen nicht mehr verfügbar sind (auch als Phosphatalterung bezeichnet). Auf die gleiche Weise kann Phosphor aus Verbindungen freigesetzt werden, die anfänglich schwer löslich sind.

Wurzelausscheidungen sind ein wichtiges Kriterium für die Freisetzung von Säuren. Zweikeimblättrige Pflanzen wie die Luzerne setzen in der Regel deutlich mehr Säuren frei als einkeimblättriges Weidelgras. Es gibt auch Unterschiede in der Phosphoraufnahmekapazität innerhalb zweikeimblättriger Pflanzen. Insbesondere beim Raps sind hohe Aufnahmewerte selbst bei Düngemitteln zu beobachten, die Phosphor nur in geringem Maße freisetzen. Luzerne scheint eher die “Durchschnittspflanze” zu sein.

Die Versuche wurden als Gefäßversuche durchgeführt. Diese sind wegen des begrenzten Bodenvolumens gewissermaßen künstlich, bieten aber eine wertvolle – und unverfälschte – Beurteilung des Düngungseffekts. Mit dieser Standardmethode für die (erste) wissenschaftliche Bewertung konnte die Düngewirkung isoliert und unter ansonsten konstanten Bedingungen beurteilt werden. Für Studien wie diese ist es wesentlich, dass der Boden keine signifikanten Phosphorreserven enthält, um die Wirkung der Dünger direkt zu beurteilen. Zudem sind die Umweltbedingungen und das Substrat für alle Pflanzen identisch. In gleicher Weise könnten auch natürlich auftretende Mineralisierungs- und Umwandlungsprozesse, die Phosphor aus dem Boden freisetzen, eliminiert werden. Als Kontrolle wurde ein handelsüblicher Dreifach-Superphosphatdünger verwendet, was eine uneingeschränkt vergleichende Beurteilung ermöglicht.

Während des Versuchs wurden die Düngemittel zunächst gemahlen und in den Boden eingemischt. Dies war wegen der relativ geringen Phosphormenge pro Behälter (0,3 g) notwendig. Bei einer Ausbringung als Pellet hätte dies zu einer sehr unterschiedlichen Verteilung im Wurzelbereich geführt, wodurch die Wurzeln der keimenden Pflanzen zu unterschiedlichen Zeiten mit dem Dünger in Kontakt gekommen wären. Dies hätte die Ergebnisse verfälschen können. Die Anwendung in fester Form entspricht der gängigen Praxis.

Bewertungsparameter der Düngewirkung

Zur Beurteilung der Düngungswirkung wurden die gebildete Biomasse (Trockensubstanz) und die Phosphorkonzentration in den oberirdischen Pflanzenteilen bewertet. Die geerntete Frischmasse (quantitative Messung) gibt einen Hinweis auf den Düngungseffekt und kann statistisch ausgewertet werden. Die Trockensubstanz (Biomasse) ist der relevante Parameter. Diese ist jedoch erst zu einem späteren Zeitpunkt verfügbar, wenn das Pflanzenmaterial vollständig ausgetrocknet ist. Das Produkt beider Faktoren ist der so genannte Phosphor-Abbauparameter, mit dem die absolute Menge des im Spross aufgenommenen Phosphors bewertet wird. In der Regel besteht eine enge Korrelation zwischen Frisch- und Trockenmasse, da der Wassergehalt der Pflanzenteile bei allen Sorten gleich ist. Es kann Unterschiede geben, wenn die Pflanzen unterschiedlich bewässert werden oder das Wasser unterschiedlich aufnehmen. Dies ist bei Versuchen mit Phosphordüngern normalerweise nicht zu beobachten.

Ergebnisse der Pflanzversuche mit Düngern aus Phosphor-Rezyklaten

Die mit dem PHOS4green-Verfahren hergestellten Dünger führen zur Bildung einer ähnlichen Menge an Frischmasse wie die mit Dreifach-Superphosphat behandelten Dünger. Die nach vier Ernten produzierte Gesamttrockenmasse wurde durch die Positivkontrolle nicht signifikant beeinflusst. Die Pflanzen produzierten die gleiche Menge an Biomasse wie diejenigen, die mit Dreifach-Superphosphat gedüngt wurden.