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Mit PRP die boden-struktur verbessern?Bodenpflege Das Düngesystem PRP zielt auf die Optimierung

der Bodenstruktur ab. Dr. Dietmar Rupp und Jakob Lange von

der Staatlichen Lehr- und Versuchsanstalt für Wein- und Obst-

bau Weinsberg haben die Wirkung von PRP auf die Bodenstruk-

tur untersucht und zeigen hier ihre Ergebnisse auf.

Bei der Rebenerziehung im Drahtrahmen sind langfristige Nachteile für die Boden-

struktur kaum zu vermeiden. Termingebun-dene Arbeiten wie Pflanzenschutz und Ernte erzwingen oft das Befahren bei zu hoher Bo-denfeuchte. Wegen der Vielzahl an Überfahr-ten pro Jahr lassen sich auch bei optimierter Bereifung (Typ, Breite, Reifendruck) Verdich-tungen im Bereich der Fahrspuren kaum ver-meiden. Bei der maschinellen Lese kommt es zusätzlich in der Gassenmitte zu vermehrtem Lasteintrag. Wo es gelang, im Pflanzjahr und in den ersten Standjahren echte Schadver-dichtungen zu vermeiden, haben sich die Wurzelsysteme der Ertragsreben mit der Situa tion arrangiert. Sind jedoch verdichtete Bereiche mit unvollkommener Durchwurze-lung entstanden, macht sich dies in Extrem-situationen wie etwa bei lang anhaltender Trockenheit schnell bemerkbar. Vorhandene Wasser- oder Nährstoffreserven können dann nur teilweise erschlossen werden. Bei Stark-regen erhöht das verminderte Infiltrations-vermögen andererseits die Gefahr der Boden-erosion.

Gute Bodenstruktur hat viele Ursachen Die Bodenstruktur und die Stabilität des Bo-dengefüges sind das Ergebnis aus geologi-schen Vorbedingungen und der darauf abge-stimmten Bodenpflege. Der „Kitt“ zur inneren Verfestigung von Bodenaggregaten sind die sattsam bekannten Ton-Humus-Komplexe:

Negativ geladene Tonteilchen und die gleich-falls negativen Anionenreste von Huminsäu-ren werden durch mehrwertige Metall-Ionen zusammengehalten. Damit tragen die Hu-mus- und die Kalkversorgung (Ca2+-Ionen) die Hauptverantwortung für die Bodenstabi-lität.

Ein gut strukturierter Boden zeigt sich als Drei-Phasen-System. Zwischen den Partikeln aus Mineralbruchstücken, Tonteilchen und Huminstoffen hat sich im Idealfall ein intensiv verzweigtes Porensystem ausgebildet. Größe-re Poren sind stets lufterfüllt, die Bereiche mittlerer und engerer Porung sind gekenn-zeichnet durch witterungsabhängige Wasser-füllung. Bei bodenphysikalischen Bewertun-gen gibt daher das Porenvolumen den Ge-samtanteil aller Poren (in Prozent des Boden-volumens) an. Die Luftkapazität kennzeichnet die Menge an weiten Poren und mit dem Prozentsatz der Feldkapazität lässt sich das Ausmaß der möglichen Wasserspeicherung

im Boden darstellen (Abb. 2). Demnach hat ein Boden, der bis in 1 m Tiefe eine Feldkapa-zität von 30 % besitzt, eine rechnerische Spei-cherkapazität für 300 l/m2. Je nach Tongehalt steht allerdings nur eine Teilmenge dieses Vorrats, nämlich die nutzbare Feldkapazität, den Pflanzen zur Verfügung. Mit vielfältigen Ab- und Umbauprozessen (Bildung von Hu-minstoffen) sind auch Bodenpilze und Mikro-organismen an der Ausformung der Boden-struktur beteiligt.

Bodenverbesserung mit PRP?Auf die Optimierung der Bodenstruktur zielt das Düngesystem PRP ab. Der Bodendünger PRP SOL (Abb. 1) gehört in die Kategorie der kohlensauren Magnesiumkalke und enthält neben Calcium und Magnesium auch Eisen, Zink, Bor und andere Spurenelemente (s. Tab. 1). PRP SOL ist das Ergebnis der langjäh-rigen Forschungsarbeit des französischen Bodenbiologen Roland Pigeon (PRP = Pro-

Tab. 1: Deklarierte Analysendaten zu PRP SOL*

CaC03 (Kalziumcarbonat) 67 %

MgC03 (Magnesiumcarbonat) 18 %

Basische wirksame Bestandteile (als CaO) 46 %

Natrium, wasserlöslich 3,8 %

pH-Wert 7,7

Rohdichte 1,19

*Herstellerangaben, PRP GmbH, 2011 Quelle: http://www.prp-technologies.eu/de/de/produkte-und-diensteleistungen/prp-sol

Abb. 1: PRP SOL ist ein spurenelementhaltiger Kalkdünger auf der Basis von Ca- und Mg-Carbonat.

Abb. 2: Eine Bodenbelebung

verbessert die Bodengare, ande-

rerseits ist das Bodenleben auf

eine stabile Boden-struktur angewie-sen. Die Gesamt-

menge der luftfüh-renden Grobporen ist die Luftkapazi-

tät, die Feldkapazi-tät gibt an, wie viel

Wasser ein Boden speichern kann. G

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cédés Roland Pigeon). Laut Herstelleranga-ben erhöht die Düngerformulierung die bio-logische Vielfalt im Boden und moduliert die Aktivität von Mikroorganismen und Enzymen.

Dies soll aufbauende und mit Syntheseleis-tungen verknüpfte Prozesse im Boden anre-gen. Ziele sind eine Beruhigung der Humus-dynamik, eine verbesserte Bodengare und eine erhöhte Verfügbarkeit gebundener Nähr-stoffreserven. Dies soll eine bessere Wurzel-bildung der Pflanzen ermöglichen und nicht nur eine erhöhte Bodenfruchtbarkeit, son-dern auch eine Leistungssteigerung der Pflan-zen zur Folge haben. Die zweite Komponente des PRP-Systems ist die laut Hersteller „sti-mulierende Minerallösung“ PRP-Blauwasser (3,8 % SO4; 3,5 % K2O ; 1,5 % Na2O ; 0,5 % MgO, Spuren von Calcium sowie neben Bor und Kupfer weitere Spurenelemente). PRP-Blau-wasser ist als Pflanzenstärkungsmittel gelistet und gehört damit nicht in den Bereich des Düngemittelrechts.

Versuche in WeinsbergDie Prüfung von PRP-Boden (300 kg/ha/Jahr) und PRP-Blauwasser (als Blattdüngung auf die entwickelte Laubwand, 1 Liter/ha zu jähr-lich sechs Terminen) begann 2007 und erfolg-te im Versuchsgut Wildeck der Staatlichen Lehr- und Versuchsanstalt für Wein- und Obstbau Weinsberg in einer langjährig dauer-begrünten Rieslinganlage (Pflanzjahr 1991, Standraum 2,0 x 1,25 m) mit einer Hangnei-gung von 25 % (Abb. 3).

Der Boden der Versuchsfläche ist ein Para-rendzina-Rigosol aus Verwitterungen der oberen bunten Mergel (Keuper, km3). Die Bodenart kann als Lehm-sandiger Lehm an-gesprochen werden, der Skelettanteil beträgt 25 bis 30 %. Der Humusgehalt im Oberboden (0 – 30 cm) beträgt 3 %, der pH-Wert liegt bei 7,0. Pflanzenschutz, Bodenpflege und Stock-arbeiten erfolgten betriebsüblich. Die Lese erfolgte per Hand.

Bei dem in vierfacher Wiederholung ange-legten Versuch standen von 2007 bis 2013 vor allem die Wuchs- und Ertragsleistung sowie die Trauben- und Weinqualität im Vorder-grund der Datenerhebung. Über die entspre-chenden Ergebnisse wird an anderer Stelle berichtet werden. Die Auswirkungen auf die

Struktur des Oberbodens und die Aktivität der Bodenmikroorganismen wurden zum Ver-suchsende im Jahr 2013 geprüft.

Zur Beurteilung der Bodenstruktur wur-den Stechzylinderproben (100 cm3) entnom-men. Nach Aufsättigung und stufenweiser Entwässerung dienten diese zur Bestimmung von Gesamtporosität und Porengrößenvertei-lung: Grob-, Mittel-, und Feinporen, das heißt Anteil der Luft- beziehungsweise Feldkapazi-tät. Ein stabiles Bodengefüge soll aber nicht nur wasserspeichernde Poren und lufterfüllte Bereiche haben. Wichtig ist auch, dass die luftführenden Poren miteinander in Verbin-dung stehen. Diese Porenkontinuität wird durch die Luftleitfähigkeit (angegeben in cm/sec) beschrieben. Für die Ermittlung dieser Werte wurden ebenfalls Zylinderproben ver-wendet (Abb. 4).

Den Bodenorganismen auf der SpurDie Bodenatmung ist ein Maß für die mikro-biellen Stoffumsätze der Bodenlebewesen. Im Freiland gehört dazu auch die Atmung größe-rer Tiere im Boden. Vom Gesamt-CO2-Ausstoß

eines Hektars Kulturboden im Umfang von 8 000 kg CO2/ha/Jahr stammt zudem ein Drit-tel aus der Wurzelatmung. Von den zwei Drit-teln, die aus der Aktivität der Bodenorganis-men herrühren, werden über 90 % durch Pilze und Bakterien gebildet. Neben der auf-wendigen direkten Messung im Freiland, bei der lebende Wurzeln das Ergebnis verfälschen können, wird die Messung der Bodenatmung meist unter kontrollierten Bedingungen im Labor durchgeführt. Für die besprochenen Untersuchungen wurden die Proben nach einheitlich eingestellter Bodenfeuchte 72 Stunden bei 25° C bebrütet. Das entstan-dene CO2 wurde in Barytlauge gebunden und über Titration mengenmäßig erfasst (Abb. 4).

Ein weiterer Indikator für die mikrobiolo-gische Aktivität von Böden ist der Stoffumsatz im Freiland. In einem einfachen Testverfahren kann dabei der Zelluloseabbau als Messgrö-ße dienen. Als häufig vorkommendes Poly-saccharid steckt Zellulose in lebenden grünen Blättern sowie in verholzten Pflanzenteilen und wird von vielen Mikroorganismen ver-stoffwechselt. In der praktischen Anwendung werden definierte Zellulosescheiben in Netz-beuteln möglichst störungsfrei in den Ober-boden eingebracht. Nach mehrwöchiger Ex-position kann aus dem Zelluloseschwund auf die Aktivität der Bodenorganismen geschlos-sen werden. Je leerer die Netzbeutel sind, umso intensiver waren die Ab- und Umbau-prozesse.

Wirkungen – aber nicht überallDie Ergebnisse der Strukturuntersuchungen aus dem Jahr 2013 sind in Tabelle 2 zusam-mengefasst. Im Vergleich zur Gassenmitte finden sich im Bereich der Fahrspuren erwar-tungsgemäß höhere Dichten und geringere Porositäten. Während unter den Fahrspuren

Tab. 2: Auswirkung von PRP SOL auf die Bodenstruktur im Oberboden von Fahrspur und Gassenmitte

Gassenmitte FahrspurGrenzdifferenz

TUKEY-Test Signifikanz-

niveauKontrolle PRP Kontrolle PRP

Trockenraumdichte (g/cm3)

1,55 b 1,38 a 1,58 b 1,50 ab 0,14 0,05

Porenvolumen (%) 42,8 a 49,0 b 41,6 a 44,3 ab 5,1 0,05

Luftkapazität (%) 12,2 ab 17,0 a 9,8 b 9,0 b 6,59 0,05

Feldkapazität (%) 30,6 a 32,0 a 31,8 a 35,9 a 6,18 n. s.

Luftleitfähigkeit (cm/sec) 5,95 ab 8,41 a 6,44 ab 4,44 b 3,02 0,05

Mit unterschiedlichen Indices versehene Werte sind signifikant verschieden.

Abb. 3: Der Versuchsstand-

ort, eine dauer-begrünte Riesling-Anlage auf einem

Keuperboden, im Bereich der

Fahrspuren hat die Grasnarbe Lücken.

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eine Wirkung der PRP-Gabe nicht abzusichern war, zeigte sich an den Proben aus der Gas-senmitte ein signifikanter Lockerungseffekt in Form einer geringeren Dichte und einem damit verkoppelten höheren Gesamtporen-anteil. Beim Mittelwertsvergleich ergeben sich auch merklich höhere Werte für den Grobpo-renanteil (= Luftporen) nach PRP-Anwen-dung. Allerdings lässt sich diese Tendenz nicht absichern.

Bei den Auswirkungen auf die Luftleitfähig-keit wurden abgesicherte Unterschiede nicht zwischen Kontrolle und PRP-Gabe, sondern vielmehr zwischen den mit PRP bestreuten, aber verschieden vorverdichteten Bereichen gefunden. Offenbar konnte der Dünger nur im unbefahrenen Zwischenspurbereich seine Wirkung entfalten. Während im Ackerbau eine regelmäßige Bearbeitung erfolgt und Dünge-mittel und organische Materialien aktiv ein-gemischt werden, ist dies in einer dauerbe-grünten Rebgasse selten und dort in der Fahr-spur kaum möglich. Vermutlich war der stän-dig befahrene Radspurbereich so kompakt oder so wenig belebt, dass sich keine positiven Effekte einstellen konnten.

Ähnliche Aussagen lassen sich für die Kenn-werte zur Bodenaktivität machen (Tab. 3). So konnte bei den mit PRP-SOL versorgten Par-zellen im Bereich der Gassenmitte eine deut-lich höhere Atmungsaktivität als in den Kon-trollgassen gemessen werden. Gegenteilige

Hinweise lieferte in diesem Bebrütungsver-such jedoch das Bodenmaterial aus den Fahr-spuren. Hier war nach PRP-Anwendung die Atmungsaktivität gesichert niedriger. Der im Freilandversuch geprüfte Zelluloseabbau er-gab für PRP generell höhere Abbauraten. Dies konnte bei beiden Terminen und an allen Positionen beobachtet werden. Mit Ausnah-me der Fahrspurbereiche zum Herbsttermin ließen sich diese Unterschiede statistisch ab-sichern.

In Verbindung mit dem geringeren Grob-porenanteil könnten die ausgiebigen Nieder-schläge im September und Oktober dort den Gasaustausch und damit die Aktivität der Bodenorganismen gemindert haben.

Fazit und BewertungBei einer dauerbegrünten Rebanlage auf ei-nem Keuperstandort wurden nach mehrjäh-riger Anwendung von PRP einige Daten zur Struktur und zur Belebung des Oberbodens erhoben. Die Anwendung des Düngers führ-te offensichtlich vor allem in der Gassenmitte zu einem Auflockerungseffekt und zur Be-schleunigung von Umsatzvorgängen (Zellu-loseabbau). Andererseits sind die insgesamt ausgebrachten Kalkmengen in ihrer chemi-schen und kolloidalen Wirkung (Ton-Humus-Komplexe) nicht zu vernachlässigen. Calci-umgaben – PRP-SOL ist ein Kalkdünger mit Mikronährstoffzuschlag – wirken direkt auf die Kationenaustauschvorgänge (Nährstoff-verfügbarkeit, pH-Wert) und die Strukturbil-dung in Böden (Ton-Humus-Komplexe). Wo nötig, werden bei Erhaltungskalkungen oft 10 bis 20 dt CaO pro ha als vierjährige Gabe aus-gebracht. Die Flächen des vorgestellten Ver-suchs erhielten im vergleichbaren Zeitraum etwa 5,5 dt CaO/ha in Form von PRP-SOL. Als mittelschwerer Boden mit einem pH-Wert von 6,8 bis 7,0 im Oberboden ist der Standort im Grunde nicht kalkbedürftig. Die Kalkbestim-mung ergab Gehalte von 0,8 bis 1,2 % (als CaCO3 im trockenen Feinboden, 0 bis10 cm). Demnach war vor der Ausbringung des Dün-gekalks bereits die zehnfache Menge Kalk (als CaO) vorhanden.

Die Ergebnisse für den Bereich der Fahr-spur sind etwas widersprüchlich. Allerdings wird durch die gefundenen Ergebnisse die dem Produkt PRP zugeschriebene Wirkungs-weise auch bestärkt. Denn wo es darum geht, die Aktivität von Bodenmikroorganismen zu verbessern, muss ja eine Mindestpopulation der entsprechenden Organismengruppen vorhanden sein. In den langjährig strukturar-men und dichtgepackten Fahrspurbereichen einer Rebanlage ist diese Forderung unter Umständen nicht erfüllt.

Damit zeigen sich auch die Grenzen eines ausgestreuten Bodenaktivators: Soll dicht ge-packter Boden gelockert werden, ist in vielen Fällen eine vorbereitende Unterstützung durch mechanische Lockerung nötig. Noch wichtiger aber ist die Sicherung des Erreichten durch gut wurzelnde Einsaaten und schonen-des Befahren.

Tab. 3: Auswirkung von PRP SOL auf die Aktivität des Bodenlebens im Oberboden von Fahrspur und Gassenmitte

Gassenmitte Fahrspur Grenzdifferenz TUKEY-Test

Signifikanz-niveauKontrolle PRP Kontrolle PRP

Bodenatmung Juli (mg CO2 / g) 1,28 a 1,50 b 1,62 b 1,30 a 0,18 0,05

Zelluloseabbau Mai – Juni (%) 83,3 a 92,0 b 61,9 c 71,9 d 3,7 0,05

Zelluloseabbau September – November (%) 59,9 a 70,2 b 40,2 c 48,6 c 9,4 0,05

Mit unterschiedlichen Indices versehene Werte sind signifikant verschieden.

Abb. 4: Bodenkundliche Untersuchungen (im Uhrzeigersinn): Entnahme von Stechzylindern, Zellulosescheiben im Netzbeutel, Stechzylinder zur Bestimmung der Bodenporosität und Bebrütung von Bodenproben

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