Vergleich Nährelement-Gehalte und Nährelement-Sättigungen Zwischen den Nährelement-Gehalten im Boden und den relativen Anteilen der jeweiligen Zwischen den Nährelement-Gehalten im Boden und den relativen Anteilen der jeweiligen

Nährelement-Kationen an der Austauscherbelegung gab es kaum Zusammenhänge. Die Austauscherbelegung wurde von anderen Bodenfaktoren, vor allem den in den Topf-Versuch-Varianten sehr unterschiedlichen pH-Werten, bedingt.

So unterschieden sich weder die Kalium- noch die Aluminium-Bodengehalte der mit Kalk bzw.

Kompost gedüngten Varianten signifikant von der unbehandelten Kontrolle. Auch die Eisen-Gehalte in den drei Varianten stimmten mehr oder weniger überein.

Dagegen waren die Anteile der Aluminium- und der Eisen-Ionen an der Austauscherbelegung im gedüngten Boden um ein Vielfaches geringer als in der Nullvariante, während sich die Kalium-Sättigung in der Kompost-Variante gegenüber dem Kontrollwert verdoppelte.

Dies ist auf die veränderte Mobilität der Nährelemente bei den durch Kalk- bzw. Kompost- Gaben gegenüber der Kontrolle deutlich unterschiedlichen Bodenreaktionen (erheblich höhere pH-Werte; s. S. 58) zurückzuführen (Scheffer & Schachtschabel 2010). Allgemein hängt die sorbierte Kalium-Menge auch von Art und Konzentration der konkurrierenden Kationen (in diesem Fall v. a. Aluminium; in Abwesenheit von Aluminium wird das Austauschverhalten von Calcium und Magnesium bestimmt) ab (Scheffer & Schachtschabel 2010).

In den mit Kalk und Kompost gedüngten Töpfen waren die Calcium-, Magnesium- und Mangan-Gehalte gegenüber der Kontrolle signifikant höher (die Calcium- und Mangan-Gehalte lagen mit Kompost höher als mit Kalk, die Magnesium-Gehalte waren gleichermaßen hoch). Dies und die genannte, durch die Calcium-Zufuhr bedingte pH-Wert-Anhebung führten zu erheblich höheren Calcium- und Magnesium-Sättigungen. Dabei stieg in der Kompost-Variante die Calcium-Sättigung auf über 80 %, während sich die Magnesium-Sättigung nicht veränderte. In der Kalk-Variante nahmen dagegen sowohl die Calcium-Sättigung als auch die Magnesium-Sättigung auf 62 % bzw. 29 % zu.

Grund für den höheren Calcium-Anteil an der Austauscherbelegung in der Kompost-Variante ist neben dem höheren pH-Wert und der dadurch geringeren Ionenkonkurrenz der ebenfalls höhere Calcium-Gehalt in dieser Variante. Da calciumhaltige Mineralien leicht verwitterbar und leicht löslich sind und zudem Calcium-Kationen von den Austauschern der Böden stark gebunden werden, liegt ein wesentlicher Teil des Gesamt-Calciums in austauschbarer Form vor (Scheffer & Schachtschabel 2010).

Der höhere Bodengehalt an Mangan führte bei höheren pH-Werten in der Kalk-Variante auch zu signifikant höheren Mangan-Anteilen an der Austauscherbelegung.

ERGEBNISSE - BODEN

2.2.11. Elastizität gegenüber Säurebelastung

Neben der Basen-Sättigung (BS) geben auch die Summe der Calcium- und Magnesium-Sättigungen (Erdalkali-Sättigung), jeweils die Magnesium- und Kalium-Magnesium-Sättigungen sowie die Summe der Protonen- und Eisen-Sättigungen Aufschluss über die Elastizität eines Bodens gegenüber Säurebelastung (AK Standortskartierung 2003). Die diesbezüglichen Bewertungen dieser fünf Faktoren im Freiland-Versuch sowie in den drei relevanten Topf-Versuch-Varianten sind in Tab. 33 zusammengefasst. Die im unbehandelten Substrat sehr unterschiedlichen, teilweise geringen Bewertungen verschoben sich durch Kalk- bzw. Kompost-Düngung zu einer überwiegend sehr hohen Einstufung der Säureelastizität.

Tab. 33: Bewertung (= Elastizität gegenüber Säurebelastung) der relativen Austauscherbelegung bezogen auf die AKe im Freiland-Versuch u. im Topf-Versuch in der Null-, Kalk- u. Kompost-Variante nach AK Standortskartierung (2003) und *BMELF 1997b; Fettdruck markiert signifikante Unterschiede gegenüber der Kontrolle im Topf-Versuch

Anteil an AKe [%] Freiland (n) Topf (n)

unbehand. (12) Kontrolle (4) Kalk (12) Kompost (6) (BS) Basen-Sättigung mäßig hoch mittel sehr hoch sehr hoch (ES)

Erdalkali-Sättigung mittel mäßig - mittel sehr hoch sehr hoch

Mg-Sättigung sehr hoch hoch sehr hoch sehr hoch

K-Sättigung gering mittel gering - mittel hoch

H⁺ + Fe-Sättigung gering sehr gering mäßig - sehr hoch*

mäßig - sehr hoch*

Basen-Sättigung

Ausgehend von der beschriebenen Basen-Sättigung (BS) ist die Elastizität des unbehandelten Haldenbodens gegenüber weiterer Versauerung im Freiland als mäßig hoch, im Topf-Versuch als mittel einzustufen. Zwischen den Messwerten (52 % bzw. 33 %) bestehen aufgrund der hohen Standardabweichungen im Freiland keine signifikanten Unterschiede (s. Tab. 32). Die durch Kalk- bzw. Kompost-Düngung signifikant höheren, bei 95 % bzw. 98 % liegenden BS (s. Abb.

15h) weisen auf eine sehr hohe Säureelastizität des Bodens in diesen Behandlungsvarianten hin.

Erdalkali-Sättigung

Die ermittelten Erdalkali-Sättigungen (ES) waren hinsichtlich der Elastizität des Bodens gegenüber weiterer Säurebelastung ähnlich der Basen-Sättigung zu bewerten. Zwischen dem Freiland-Durchschnittswert (50 %; mittel) und dem Kontrollwert im Topf-Versuch (29 %;

mäßig bis mittel) bestanden aufgrund hoher Standardabweichungen im Freiland ebenfalls keine signifikanten Unterschiede (s. Abb. 15i). Kalk- und Kompost-Gaben ließen die ES auf 92 % ansteigen, was wiederum einer sehr hohen Säureelastizität entspricht.

Magnesium- sowie Kalium-Sättigung

Sowohl im Freiland-Versuch als auch in den untersuchten Topf-Versuch-Varianten wurde die Bodenelastizität gegenüber Säurebelastung aufgrund des Anteils der Magnesium-Ionen an der Austauscherbelegung als mindestens hoch bis sehr hoch eingestuft.

Dagegen wiesen die Anteile der Kalium-Ionen im Freiland und in der unbehandelten Nullvariante sowie der Kalkvariante im Topf-Versuch auf eine geringe oder geringe bis mittlere Säureelastizität hin. Der mit Kompost-Düngung signifikant höhere Anteil an Kalium-Ionen führte dagegen zu einer hohen Bewertung der diesbezüglichen Säureelastizität.

Summe der Protonen- und Eisen-Sättigungen

Die Summe der Anteile austauschbarer Eisen-Ionen und Protonen an der AKe (Kennwert für die Elastizität des Bodens gegenüber Säurebelastung) lag im unbehandelten Topf-Versuch mit 14,9

% (sehr geringe Elastizität gegenüber weiterer Säurebelastung) mehr als doppelt so hoch wie der Freiland-Mittelwert (6,2 %; geringe Elastizität gegenüber weiterer Säurebelastung). Sie sank jedoch in beiden Behandlungsvarianten gleichermaßen stark auf unter 1 % (s. Abb. 15c). Die sehr geringe Säureelastizität des unbehandelten Bodens (Werte > 10 %) wandelte sich somit durch Kalk- oder Kompost-Gaben hin zu einer mäßigen bis sehr hohen Elastizität (Werte < 2 %;

BMELF 1997b).

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