Thomas Schäff, Christian Kölling und Wendelin Weis
Nährstoffmängel und deren Kompensation - LWF-aktuell 108

Dabei ist der Abbau der Streu neben Wärme, Feuchte und Bodenchemie auch von der Streuqualität abhängig, die je nach Baumart unterschiedlich ist. Nur langsam abbaubare Kiefernstreu führt zum Beispiel in Kiefernbeständen zu mächtigen Rohhumusauflagen. Die damit verbundene langsame Freisetzung der im organischen Material gebundenen Nährelemente kann zu Nährstoffmangel führen, schützt aber auch vor Auswaschungsverlusten. Einen drastischen Aderlass stellt der komplette Entzug des Humuskörpers dar, wie er in der Vergangenheit bei der Streunutzung praktiziert wurde.

Nährelementmängel, ganz gleich ob auf Grund einer von Natur aus geringen Nährstoffausstattung, niedrigen Freisetzungsraten, hohen Verlusten oder Übernutzungen, limitieren das Wachstum der Bäume. In diesem Zusammenhang hat Justus von Liebig (1803–1873) bereits im 19. Jahrhundert sein »Minimumgesetz« formuliert. Das Wachstum von Pflanzen wird immer durch die am geringsten zur Verfügung stehende Ressource eingeschränkt.

Diese Ressource – einzelne Nährstoffe, Temperatur, Licht oder Wasser – wird als Minimumfaktor bezeichnet. Eine Zugabe von weiteren Ressourcen, die nicht limitierend wirken, bewirkt kein zusätzliches Wachstum, solange das Minimum nicht beseitigt wird. Veranschaulicht wird dies am Modell der »Minimum-Tonne«. Ein Fass mit unterschiedlich langen Fassdauben lässt sich nur bis zur Höhe der kürzesten Daube befüllen. Analog zu diesem Modell kann ein Baum nur so gut wachsen, wie es die am wenigsten zur Verfügung stehende Ressource erlaubt. Eine Verbesserung nicht limitierender Ressourcen bewirkt demzufolge kein höheres Wachstum (Abbildung 1).

Als weiteres Diagnosekriterium geben Bodenanalysen einen Überblick über die physikalisch-chemische Bodenbeschaffenheit und über die Nährstoffausstattung im Boden. Inwieweit die Nährstoffe pflanzenverfügbar vorliegen und ob sie über die Wurzeln aufgenommen werden, kann jedoch nur schwer beurteilt werden. Bodennährstoffgehalte stellen also nur den potenziell zur Verfügung stehenden Nährstoffpool dar. Im Zweifelsfall werden in Bayern zur Identifikation von Mangelerscheinungen daher chemische Analysen der Nadel- oder Blattgehalte durchgeführt, um die aktuelle Situation zu erfassen.

Auch diese Methode hat ihre Schwächen. Die Nährelementgehalte unterliegen jahreszeitlichen Schwankungen und sind von Baumalter, Blattposition am Baum (Licht- oder Schattenkrone) und Nadeljahrgang abhängig. Mobile Nährelemente werden zudem im Baum zu den aktivsten Baumteilen – Blättern und jüngsten Nadeln – transportiert, so dass der Baum Nährstoffmängel in einem gewissen Rahmen selbst ausgleicht. Vorteil der Nadel- bzw. Blattspiegelwerte ist jedoch, dass hier eine direkte Reaktion des Baums auf unzureichende Nährstoffversorgung beobachtet wird. Zur Beurteilung stehen zudem – zumindest für die Hauptbaumarten – verlässliche Richtwerte aus der Literatur zur Verfügung.

Das Bayerische Standortinformationssystem BaSIS charakterisiert die Basensättigung im Boden mit Hilfe verschiedener Tiefenverlaufstypen. Typ 1 (unterteilt in Typ 1+ und Typ 1-) zeichnet eine gleichmäßig hohe Basensättigung im Ober- und Unterboden aus. Dieser Typ ist vor allem in den Kalkgebieten Bayerns, also in den Kalkalpen, im Fränkischen Jura oder auf der Fränkischen Platte verbreitet.

Typ 2 zeigt eine leichte Versauerung im Oberboden bei gleichzeitig hohem Basenangebot im Unterboden. Den Typ 3 zeichnet eine stärkere Oberbodenversauerung aus. Der Unterboden ist wiederum sehr basenreich, jedoch reicht die Bodenversauerung tiefer als bei Typ 2. Typ 4 ist tiefgründig versauert, im Unterboden befinden sich jedoch noch Calcium, Magnesium und Kalium, die von tiefwurzelnden Pflanzen aufgenommen werden können. Das Basenangebot ist deutlich verringert. Typ 5 weist bis in den Unterboden nur ein sehr geringes Basenangebot auf (Kölling 2010).

Bayern hat aufgrund seiner geologischen Ausgangssituation mit circa 75% einen hohen Anteil an mittel- bis gut basenversorgter Waldböden (Basensättigungstypen 1 bis 3; Abbildung 4). Diese Böden weisen eine hohe Pufferkapazität auf und können Säureeinträge abmildern. Daher kam es in der Vergangenheit trotz vielerorts zu hoher Säureeinträge in weiten Teilen Bayerns zu keiner tiefreichenden Bodenversauerung.

Kritische Standorte befinden sich in Bayern insbesondere dort, wo basenarme, bereits von Natur aus vorversauerte Böden und hohe Säureeinträge, wie zum Beispiel in den ostbayerischen Grenzgebirgen zusammengetroffen sind. Basenarme Standorte (Basensättigungstyp 4 und 5) sind in Bayern im Wesentlichen auf die Silikatgebiete beschränkt. Neben den ostbayerischen Grenzgebirgen zählen hierzu insbesondere Spessart, Rhön und Odenwald.

Anfällig für Calcium- und Magnesiummangel sind vor allem Böden der Basensättigungstypen 4 und 5. Die häufigste Meliorationsmaßnahme, um Bodenversauerung und Basenverlust entgegenzuwirken, ist die Waldkalkung, die in Bayern überwiegend in den genannten Gebieten und nach vorheriger Prüfung zur Anwendung kommt. Damit wird sichergestellt, dass nur bedürftige Waldflächen behandelt werden.

Weiterhin wird der im Humus festgelegte Kohlenstoff als Kohlendioxid an die Atmosphäre abgegeben. Stickstoff kann im Zuge des mikrobiellen Abbaus freigesetzt werden. Bei ungenügender Stickstoffaufnahme durch die Vegetation erhöht sich das Risiko, dass Nitrat ins Trinkwasser ausgewaschen wird. In Verjüngungsbeständen kann sich eine verjüngungshemmende Konkurrenzvegetation entwickeln.

Die Anhebung des pH-Wertes verändert das Bodenmilieu und beeinflusst damit unmittelbar die Bodenlebewelt, säuretolerante Organismen werden durch kalkliebende ersetzt. Zu viel Kalk kann auch wichtige Nährelemente wie Phosphor und Eisen binden und damit den Nährstoffhaushalt nachteilig beeinflussen, was sich auf von Natur aus stark carbonathaltigen Böden zeigt (s. Abbildung 2).

Die Vitalität der bayerischen Wälder und ihrer Waldböden soll vor allem durch eine möglichst naturnahe Forstwirtschaft mit natürlich funktionierenden Stoffkreisläufen sichergestellt werden. Die Berater der Forstverwaltung informieren den Waldbesitzer, auf welchen Flächen eine Kalkung hilfreich ist, zum Beispiel bei diagnostiziertem Magnesiummangel oder als Meliorationsdüngung bei der Einbringung von Laubholz.

In diesen Fällen stehen auch Fördermittel zur Verfügung. Unter Abwägung aller Aspekte sollen negative Auswirkungen auf Atmosphäre, Trinkwasser, Bodenchemie, Bodenflora und -fauna gering gehalten werden. Keinem ist geholfen, wenn negative Nebenwirkungen die angestrebten positiven Hauptwirkungen der Kalkung zunichtemachen.