Wasser effizient nutzen

Saisonale Trockenphasen sind ein zentrales Risiko für die Landwirtschaft. Trockene und heiße Perioden im Frühjahr und Frühsommer haben in Deutschland und anderen europäischen Ländern zugenommen. In Zukunft wird sich der Klimawandel fortsetzen, Witterungsextreme werden häufiger auftreten.

Dies hat dramatische Auswirkungen auf den Anbau landwirtschaftlicher Kulturen. Wetterextreme setzen die Pflanzen hohem Stress aus, erhöhen das Risiko von Ertragseinbußen und beeinträchtigen damit unmittelbar den wirtschaftlichen Erfolg des landwirtschaftlichen Betriebes.

Doch es gibt gute Möglichkeiten, die Risiken zu minimieren. Neben der standortgerechten Wahl von Kulturen und Sorten sowie passenden Anbauverfahren hat die Pflanzenernährung einen maßgeblichen Einfluss auf die Stressresistenz der Pflanzen.

K+S hat in einem umfangreichen Forschungsprojekt in Kooperation mit den Universitäten Gießen, Halle, Kiel und Istanbul nachgewiesen, dass eine Düngung mit Kalium und Magnesium die Wassernutzungseffizienz erhöht. Die genauen Zusammenhänge werden seit 2012 am Institute of Applied Plant Nutrition – kurz genannt IAPN – erforscht. Das IAPN ist ein gemeinsames Forschungsinstitut der Georg–August–Universität Göttingen und der K+S Minerals and Agriculture GmbH. 

Das Ergebnis des Forschungsprojektes: Mit Kalium und Magnesium halten die Kulturen dem Trockenstress besser stand – die Wassernutzungseffizienz steigt. Das hat mehrere Gründe:

• Kalium spielt eine wichtige Rolle im Wasserhaushalt der gesamten Pflanze und reguliert die Funktion der Spaltöffnungen (Stomata) an der Unterseite der Blätter. Über eine gut regulierte Transpiration wird das verfügbare Wasser effizient von der Pflanze zur Biomasseproduktion genutzt.
• Kalium und Magnesium sind wichtig für die Photosynthese und fördern den Transport von Assimilaten aus der Photosynthese zu den Wurzeln und Ertragsorganen. So sorgen beide Nährstoffe für ein gutes Wurzelwachstum und gleichzeitig für eine erfolgreiche Ertragsbildung.
• Ein kräftiges Wurzelsystem, das Wasser aus tieferen Bodenschichten aufnehmen kann, schützt die Pflanze auch bei länger anhaltendem Trockenstress.
• Kalium erhöht das Wasserspeichervermögen des Bodens, sodass weniger Wasser ungenutzt versickert und somit den Pflanzen für Wachstum und Ertragsbildung zur Verfügung steht.

Dank Kalium und Magnesium steigt also die Resistenz gegenüber Trockenstress und es können auch bei reduziertem Wasserangebot gute Erträge erzielt werden.

Schwefel ist Bestandteil des Stoffwechselproduktes Glutathion. Dieses wirkt als Antioxidant und macht bei Trockenstress entstehende Sauerstoff–Radikale unschädlich, um Folgen für die Zellen wie zum Beispiel die Bildung von Nekrosen zu verhindern. Eine bedarfsgerechte Versorgung mit Schwefel ermöglicht es also der Pflanze, ihre physiologischen Prozesse auch bei Trockenstress optimal aufrecht zu erhalten und Ertragsverluste zu vermeiden oder zumindest zu minimieren.

Eine ausgewogene Düngung mit Kalium, Magnesium und Schwefel in wasserlöslicher, sofort pflanzenverfügbarer Form gibt den Kulturen genau das, was sie für eine hohe Wassernutzungseffizienz benötigen.

Zum Beispiel Zuckerrüben: Feldversuche von K+S und Forschungspartnern zeigen, dass eine Düngung mit 300 kg Korn-KALI (40 % K₂O, 6 % MgO und 12,5 % SO₃) pro ha den Wasserverbrauch pro Kilogramm Weißzucker um 14 Prozent senkt. Die Wasseraufnahme der Rübenwurzeln wurde hierfür in gedüngten und ungedüngten Varianten gemessen und in Relation zum Zuckerertrag gesetzt.

Kalium, Magnesium und Schwefel sind essentiell für Wachstum und Ertragsbildung – nicht nur bei Trockenheit. Schon unter optimalen Wachstumsbedingungen zahlt sich die Düngung aus. In Jahren mit ausgeprägten Trockenperioden ist sie besonders wirksam: Die Pflanze steht unter Stress und profitiert daher desto mehr von den positiven Wirkungen der Nährstoffe.

Feldversuche belegen, dass der Ertragszuwachs einer kombinierten Düngung mit Kalium, Magnesium und Schwefel gegenüber der ungedüngten Kontrolle in trockenen Jahren besonders hoch ist:

Umgekehrt betrachtet sinkt durch die regelmäßige Düngung das Risiko, dass ungünstige Wetterverhältnisse vermeidbare Ertragseinbußen verursachen.