Paauw, F., van der

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Entwicklung und Verwertung einer neuen Wasserextraktionsmethode fuer die Bestimmung der Pflanzenaufnehmbaren Phosphorsaeure

Wageningen Yield 

Entwicklung und Verwertung einer neuen Wasser-
extraktionsmethode für die Bestimmung der 
pflanzenaufnehmbaren Phosphors äure 
Von F. VAN DER PAAUW*) 
Einleitung 
In der Vergangenheit sind mehrere Methoden zur Feststellung der Verfügbarkeit der 
Bodenphosphorsäure für die Pflanze ausgearbeitet worden. Ebenso wurden bereits viele 
landwirtschaftlichen Erfahrungen über den Wert solcher Methoden in Feld- und Gefäßver-
suchen gesammelt. Die Frage liegt nahe, welche Hinweise diese Ergebnisse geben. 
Die Zusammenhänge zwischen den im Boden festgestellten „Phosphorsäurezahlen" und 
dem Verhalten der Pflanze waren manchmal nur mäßig. Es gibt jedoch seltene, aber sehr 
beachtenswerte Ausnahmen, bei denen der Zusammenhang deutlich hervortritt. Ein solches 
Resultat bedeutet, daß es wenigstens unter den Umständen des bezüglichen Versuches, ge-
lungen ist, mittels einer rein chemischen Untersuchung ein genaues Urteil über die Auf-
nahmemöglichkeit der Pflanze abzugeben. 
Bekanntlich wurden die Methoden zur Bestimmung der Phosphorsäure nach verschiedenen 
Prinzipien ausgearbeitet. Es ist schon eine alte Frage. Was muß man feststellen : „den pflan-
zenaufnehmbaren Vorrat", „die Konzentration in der Bodenlösung", oder „die Kapazität 
und Geschwindigkeit der Nachlieferung"? Mittels schwach saurer Lösungsmittel wurde oft 
in der Richtung der ersten, mittels Wasserextraktionen in der der letzten Möglichkeit 
gegangen. Nach eigenen Erfahrungen gibt die schwache Extraktion, jedenfalls für die Sand-
böden und bei Ackerbaupflanzen, weitaus die besseren Ergebnisse. 
Anfänglich standen die Erfahrungen mit Tonböden im Gegensatz hierzu. Mit der 
in Holland damals üblichen Wasserextraktionsmethode wurden auf Tonböden 
niedrige Werte gefunden, die schlecht mit dem Verhalten der Pflanzen korrelierten. 
Bei genauerer Durchführung der Methode konnten Zahlen erhalten werden, die 
zwar niedrig waren, die aber trotzdem mit der Aufnahme durch die Pflanze gut 
korrelierten. Diese Ergebnisse waren deutlich besser als die mit den schwach sauren 
Extraktionsmitteln, wie der P-AL-Methode nach EGNÉR-RIEHM-DOMINGO. 
Als es sich weiter zeigte, daß die gleichen Unterschiede in der Größe der Zahlen 
von verschiedenen Böden bei anderen Wasserextraktionsmethoden, oder hiermit 
verwandten Methoden (DIRKS-SCHEFFER, KAWE), viel geringer waren, wurde es klar, 
daß wahrscheinlich die Art der Durchführung der Extraktion hierfür verantwortlich 
ist. 
Es erscheint, daß eine genaue Bestimmung der pflanzenaufnehmbaren Phosphor-
säure durchaus möglich und eine Wasserextraktion hierfür das geeignete Mittel ist, 
wenn nur die Extraktion in einer richtigen Weise vorgenommen wird. Es war also 
ratsam, die Möglichkeiten dieser Methode genauer zu untersuchen in der Hoffnung, 
eine Arbeitsweise zu finden, die empfindlich ist und auf allen Bodenarten gleiche 
Ergebnisse gibt. 
*) Dr. F. VAN DEK PAAUW, Institut für Bodenfruditbarkeit, Haren-Groningen, Oosterweg 92, Niederlande. 
102 
Durchführung der Versuche 
Für die Lösung dieser Aufgabe standen die Resultate zahlreicher, bereits durch-
geführter Gefäß- und Feldversuche, wovon die Bodenproben in unserer Proben-
sammlung aufbewahrt waren, zur Verfügung. Weil die Anzahl dieser Versuche und 
ihr Umfang zu groß war, um alle möglichen Varianten der Wasserextraktions-
methode hierbei anzuwenden, war es nötig, einen zu diesem Zweck besonders ge-
eigneten Versuch auszuwählen. Anhand der Ergebnisse eines Gefäßversuches wurde 
dann die neue Methode entwickelt. 
Es ist gelungen, die Extraktion mit Wasser mittels systematischer Variation der 
Komponente so zu gestalten, daß die Bedeutung der erhaltenen Zahlen bei allen 
Bodenarten in diesem Versuch fast die gleiche war. 
'Darauf wurde die Methode an den Bodenproben der anderen, früher durchgeführ-
ten Versuchsserien geprüft. Es ist interessant, daß für diese Beurteilung der Methode 
keine neuen Versuche angelegt zu werden brauchten. 
Der Gefäßversuch, welcher ausgewählt wurde, ist im Jahre 1960 mit 88 nieder-
ländischen Böden verschiedener Art und Herkunft durchgeführt worden. Die Boden-
proben waren so gewählt, daß die mittels Wasserextraktion und nach der damals 
üblichen P-AL-Methode bestimmten Zahlen etwas weniger mit einander korrelier-
ten als es normal der Fall ist, wofür eine Voruntersuchung für die Auswahl der Bö-
den nötig gewesen ist. Dies ermöglicht eine schärfere Unterscheidung beider Me-
thoden. 
Die Gefäße waren nicht mit Phosphorsäure gedüngt und mit je 9 Kartoffelsprossen 
bepflanzt. Diese wurden grün geerntet. Auch wurde der P205-Gehalt des Krautes 
bestimmt. Letzterer ist erfahrungsgemäß ein recht empfindliches Maß für die Auf-
nehmbarkeit der Phosphorsäure. 
Bei der Nachprüfung mit Hilfe der anderen Versuchsserien erwies es sich, daß die 
landwirtschaftliche Bedeutung der neuen Phosphorsäurezahl unabhängig ist vom 
in diesen Versuchen stark variierten Humus-, Ton- und Kalkgehalt der Böden. Auch 
wird sie meistens nicht beeinflußt von dem Phosphat-fixierenden Vermögen des 
Bodens. Unterschiede im pH haben ebenfalls keinen oder nur einen geringfügigen 
Einfluß auf die Bedeutung der Zahlen. Das ist bemerkenswert, weil die Verfügbar-
keit der Bodenphosphorsäure bekanntlich stark abhängig ist von dem pH. Diese 
Änderungen der Verfügbarkeit werden aber von der Methode in gleicher Weise 
registriert als von der Pflanze. Ebenso werden durch Zusatz von Humussubstanzen 
oder Rohphosphaten verursachte Änderungen des Phosphorsäurezustandes des Bo-
dens von der Pflanze und von der Methode in gleicher Weise angezeigt. Nur in 
einem Fall wurde eine Abweichung gefunden, nämlich bei stark eisenhaltigen 
Böden. 
Für Einzelheiten der Methode wird auf SISSINGH (1) verwiesen. Die wesentlichen 
Merkmale der Arbeitsweise sind wohl: ein weites Verhältnis zwischen Boden und 
Wasser, kräftiges Schütteln während einer Stunde, wobei kein Gleichgewicht er-
reicht wird, und eine Vorbefeuchtung mit Wasser während 22 Stunden vor Anfang 
der Extraktion. 
Beispiele 
Die Abbildungen 1 bis 8 zeigen einige Beispiele der Korrelationen zwischen P-
Wasser-Zahl (Pw-Zahl) und P205-Gehalt und Ertrag der Pflanzen. 
103 
Der Zusammenhang zwischen Pw-Zahl und P2Oä-Gehalt von Kartoffelsprossen 
war bei allen Bodenarten (Meeres- und Flußton, Löß und Holländischem Moorkultur-
boden) in dem genannten Standard-Gefäßversuch ebenso gut wie bei dem gezeigten 
Sandboden (Abbildung 1). Alle Böden waren verschiedener Art und Herkunft; die 
Sandböden z. B. variierten bedeutend in Humusgehalt und pH-Wert. 
P2057. Kraut 
Abb. 1 
Beziehung zwischen Pw-Zahl und 
PzOs-Gehalt des Kartoffelkrautes in 
dem Standard-Gefäßversuch mit Sand-
böden verschiedener Herkunft 
Die erhaltenen Kurven zeigen verhältnismäßig geringe Unterschiede (Abbil-
dung 2). Dies trifft insbesondere zu für die mittleren Teile der Linien, die mit größe-
rer Genauigkeit festgestellt worden sind als die Enden. 
Abb. 2 
Zusammenstellung aller in 
dem Standard-Geläßversuch 
(Abb. 1) festgestellten Kur-
ven bei fünf verschiedenen 
Bodenarten 
Pw.Zahl 
Zum Vergleich wird der Zusammenhang mit der P-AL-Zahl gezeigt (Abbildung 3). 
Die Streuung ist insbesondere bei den Meereston- und den Sandböden groß. Nur bei 
Lößböden ist die Beziehung mit der P-AL- ebenso gut wie mit der Pw-Zahl. 
In dem gleichen Jahr (1960) wurden 49 Feldversuche durchgeführt. Bodenproben 
dieser Felder waren u. a. in dem genannten Gefäßversuch vertreten. Die Dünge-
wirkung auf den Ertrag korrelierte nur mäßig mit den Pw-Zahlen. Wahrscheinlich 
muß dies dem unregelmäßigen Witterungsverlauf dieses Jahres (zuerst sehr trocken, 
später übermäßig naß) zugeschrieben werden. 
104 
Bonitierungsunterschiede zwischen schwer und nicht mit Phosphat gedüngten 
Parzellen in der zweiten Hälfte von Juni zeigten einen deutlichen Zusammenhang 
mit den Pw-Zahlen (Abbildung 4). Die ziemlich große Streuung ist teils auf Unter-
schiede in Entwicklungsphase der Pflanzen auf den verschiedenen Versuchsfeldern 
zurückzuführen. Der Fehler der Bonitierungsunterschiede (in der Abbildung 4 in 
vertikaler Richtung) ist dadurch verhältnismäßig groß. Ebenso wie im Gefäßver-
such wurden keine Unterschiede zwischen den Bodenarten gefunden. Mit der P-AL-
Zahl wurde kein deutlicher Zusammenhang gefunden. 
Abb. 3 
Beziehung zwischen P-AL-
Zahl und P20s-Gehalt des 
Kartoffelkrautes in dem 
Standard-Gefäßversuch bei 
allen Bodenarten 
P,0. 7o Kraut 
.V 
# 0 A » * ** 
A A* 
• Meereston 
o Flußton 
x L ä l ) 
A Sand 
a Hol l .Moorku l tur 
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P . A L - Z a h l 
Unte rsch ied P_OP 
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• Meereston 
o Flußton 
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A Sand 
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A A 0 
* X 
A 
1 
iO 60 0 
Pw.Zah l 
60 
P . A L . Z a h l 
Abb. 4 
Beziehung zwischen Pw-Zahl (links) und P-AL-Zahl (redits) und den Unterschieden zwischen 
den bei schwerer (300 kg/ha P2O5) und ohne Phosphorsäuredüngung auf den verschiedenen 
Versuchsfeldern ungefähr gleichzeitig zuerkannten Bonitierungszahlen der Kartoffeln 
(Skala 0—10; 10 = sehr gut) 
105 
Die Beziehung zwischen Pw-Zahl und P205-Gehalt des in Gefäßen gewachsenen 
Kartoffelkrautes war auf Ton- und Lößboden bedeutend enger als mit der in 1957 
noch gangbaren P-Zitronensäure-Zahl (Abbildung 5). Letztere ist der P-AL-Zahl sehr 
ähnlich (± 15 °/o niedriger, die gegenseitige Korrelationskoeffizient beträgt ± 0,96). 
Die Böden waren nicht nur verschiedener Herkunft, sondern auch stark verschieden 
in CaCOg-Gehalt und abschlämmbaren Teilen. Die Streuung war im Fall der P-Zitro-
nensäure-Zahl vom CaCOj-Gehalt mitbestimmt, so daß die Korrelation mittels einer 
Korrektur für die Unterschiede in CaCGyGehalt merkbar verbessert werden konnte. 
Im Fall der Pw-Zahl war die Korrelation noch stärker. Ein Einfluß der CaCGyGehal-
ten konnte nicht nachgewiesen werden. Offenbar werden die Einflüsse des Kalk-
gehaltes auf die Aufnehmbarkeit der Phosphorsäure durch die Pw-Zahl-Methode 
unmittelbar richtig erfaßt. 
P205V. Kraut 
Mr 
• Meereston Groningen 
o „ Zuiderzee -Boden 
a ., H-Brabant 
x Flußton 
A L ö f l 
60 100 
P- z i t r . -Zahl 
Abb. 5 
Beziehung zwischen Pw-Zahl (links) und P-Zitronensäurezahl (rechts) und dem ohne 
Phosphoisäuredüngung erhaltenen PzOa-Gehalt im Kartoftelkraut 
bei verschiedenen Bodenarten 
r e l . E r t r a g Kno l l en 
in V. 
./ * 
re l .E r t rag Knol len 
in 7. 
EO 
Pw-Zah l 
,0 so 
P-AL-Zahl 
Abb. 6 
Beziehung zwischen Pw-Zahl (links) und P-AL-Zahl (rechts) und den ohne Phosphorsäure-
düngung erhaltenen relativen Kartolielerträgen (in % von Volldüngung) auf Sandboden 
106 
Die ohne Phosphorsäuredüngung erhaltenen Erträge, in Prozenten der mit einer 
hohen Gabe (200 kg P2Os/ha) erhaltenen, hingen in einer Serie von Versuchsfeldern 
auf Sandboden deutlich mit der Pw-Zahl zusammen, im Gegensatz zu der P-AL-Zahl 
(Abbildung 6). • 
Auf einem Versuchsfeld auf Sandboden waren 1940 ansteigende Mengen Phos-
phorsäure und CaC03 in verschiedenen Kombinationen als Vorratsdüngung dem 
Boden zugefügt worden. In den folgenden Jahren ist nicht mit diesen Stoffen ge-
düngt worden. 1946 waren die P-Wasser-Zahlen und pH-Werte (bestimmt in wäßri-
ger Suspension) der verschiedenen Parzellen stark unterschieden. Es zeigt sich, daß 
die Korrelation zwischen den P205-Gehalt der Pflanzen und der Pw-Zahl stark und 
P2057o der grünen Masse 
0,8 
0,6 
P205û/o der grünen Masse 
i 
0,8 
0,6 
0,4 
x
 x 
• • X 
\ A 
o o o 
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• 
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+ o 
A p H - H 2 0 4,28-4,75 
• „ 4,78-4.98 
X „ 5,03-5,33 
4- „ 5,38-5,73 
o „ 5,75- 6,35 
1 
60 
Pw_Zaht 
Abb. 7 
Beziehung zwischen Pw-Zahl (links) und P-Zitr.-Zahl (rechts) und P^O^-Gehalt des grünen 
Haiers auf einem Kalk-Phosphorsäure Versuchsfeld auf Sandboden 
P205°/o Kraut P,0=V. Kraut 
A o o o 
60 
P w . Z a h l 
• Fe203 < 1 % 
o „ 1-10V. 
a „ » 1 0 7 . 
60 
P - A L . Z a h l 
Abb. 8 
Beziehung zwischen Pw-Zahl (links) und P-AL-Zahl (rechts) und P^O^-Gehalt von Kartoffel-
sprossen in einem Geläßversuch mit eisenreichen und normalen Sandböden 
107 
außerdem unabhängig vom pH ist. Mit der P-AL-Zahl besteht nur eine deutliche 
Korrelation innerhalb enger pH-Klassen. Die Pw-Zahl gibt offenbar die Änderungen 
der Lößlichkeit der Bodenphosphate in derselben Weise an, so wie diese von der 
Pflanze empfunden werden. In anderen Versuchen wurden hierbei nur einzelne ge-
ringe Abweichungen gefunden. 
Bisher ist es nur in einem Fall nicht gelungen, eine gleiche Bedeutung der Pw-
Zahlen in einem Gefäßversuch mit Kartoffelsprossen (und im nächsten Jahr mit 
Hafer) aufzufinden. Bei stark eisenhaltigen Erden (Abbildung 8) ist die Beziehung 
zwischen Pw-Zahl und P2Os-Gehalt des Krautes von dem bei normalem Sandboden 
gefundenen abweichend (Abbildung 7). Die mittleren Unterschiede und die Streuung 
sind jedoch bei der P-AL-Zahl bedeutend größer. 
Diskussion 
Die Übereinstimmung der Bedeutung, welche den Pw-Zahlen unter fast allen Um-
ständen zukommt, ist sehr wertvoll. Es wird möglich, die Phosphorsäureversorgung 
aller Bodenarten exakt untereinander zu vergleichen; Übergangsfälle zwischen Bö-
den werden hinfällig; bei der Deutung brauchen keine andere Faktoren mit in Be-
tracht gezogen zu werden. 
Wechselwirkungen zwischen dem Gehalt an Phosphorsäure und den Klima- und 
Bodenverhältnissen und ihre Auswirkung auf die Pflanze bleiben selbstverständlich 
bestehen. Die Unzulänglichkeit der alten Methoden hat oft einem tieferen Verständ-
nis derselben im Weg gestanden. Mit der Zunahme der Genauigkeit der Feststellung 
entsteht eine neue Möglichkeit, den Wert im Felde unter wechselnden Bedingungen 
eingehend zu studieren. 
Der gefundenen auffallend hohen Korrelation zwischen Bodengehalt und Auf-
nahme kommt zweifellos auch theoretisches Interesse zu für das Verständnis der bei 
der Aufnahme den Phosphorsäure beteiligten Vorgänge (SISSINGH, 1). 
Die Beratung wird sicher in individuellen Fällen genauer werden. An Hand 
der Zahlen allein wird aber eine Feststellung der benötigten Düngergaben zur Zeit 
noch nicht in allen Fällen möglich sein. Es ist nämlich nicht ausgeschlossen, daß diese 
Mengen, obwohl die Zahlen gleich sind, doch auf verschiedenen Böden, z. B. Sand 
oder Ton, schwach oder stark Phosphat-fixierenden, ungleich sind. Die vorhandenen 
Versuchsergebnisse genügen hierfür noch nicht. Rezente Versuche deuten an, daß 
ein kleiner Unterschied zwischen Ton und Sand besteht. Bei der gleichen Zahl 
brauchen die stärker fixierenden Sandböden wahrscheinlich eine etwas größere 
Düngergabe. 
Die große Empfindlichkeit der Pw-Zahl-Methode hat den Vorteil, daß Änderungen 
des Phosphatzustandes unter Einfluß der Witterung oder der Kulturmaßnahmen, so-
wie der Kalkung oder der organischen Düngung, jetzt erfaßt werden können, was 
mit der P-AL-Methode kaum möglich war. Diese größere Empfindlichkeit kann aber 
andrerseits ein Nachteil werden, nämlich wenn es darum geht, die zu verschiedenen 
Zeitpunkten durchgeführten Bestimmungen untereinander zu vergleichen. Bei der 
P-AL-Methode wurde der mittlere Fehler von im Laufe einiger Jahre an der glei-
chen Stelle durchgeführten Bestimmungen auf 12 °/o berechnet. Mit der neuen Me-
thode wurde 16°/o gefunden. Für diesen beschränkten Zweck ist also die weniger 
empfindliche Methode besser geeignet. Der Vergleich verliert aber teilweise seinen 
Sinn, wen die landwirtschaftliche Deutung der Zahlen, so wie bei der P-AL-
Methode, fragwürdig ist. 
108 
^ 
Der höhere biologische Wert der Methode hat in den Niederlanden so schwer ge 
wogen, daß sie für Massenuntersuchung betriebsfähig gemacht worden ist und seit 
dem 1. August 1968 für den Ackerbau an Stelle der P-AL-Methode getreten ist. 
Die erhaltene Verbesserung der Phosphorsäurebestimmung ist selbstverständlich 
am geringsten bei Böden mit der höchsten Korrelation zwischen den Werten der 
alten und der neuen Methode. Das sind in Holland die Flußton- und die Lößböden. 
Bei den Meereston-, mehr noch bei den humösen Sandböden, sind die Vorteile der 
Ersetzung am größten. 
Zusammenfassung 
Anhand der Ergebnisse eines Gefäßversuches mit verschiedenen Bodenarten 
wurde die Art der Durchführung einer Phosphatbestimmung mittels Wasserextrak-
tion des Bodens so gestaltet, daß eine hohe Korrelation zwischen P-Wasser-Zahlen 
und der Aufnahme von Phosphorsäure durch die Pflanze gefunden wurde. 
Sodann wurde die Methode evaluiert anhand der Ergebnisse verschiedener Se-
rien von Gefäß- und Feldversuchen. 
Es zeigte sich, daß hohe Korrelationen mit der Aufnahme durch die Pflanze 
gefunden wurden. 
Die Bedeutung der Zahlen ist auf verschiedenen Bodenarten fast die gleiche und 
wird von wichtigen Bodenfaktoren, wie Humus-, Ton-, Kalkgehalt und pH, nicht oder 
kaum beeinflußt. Mäßige Abweichungen wurden allein gefunden bei sehr stark 
eisenhaltigen Sandböden. 
Die Methode ist der P-AL-Methode nach EGNÉR-RIEHM-DOMINGO in den meisten 
Fällen weit überlegen. 
Die Schwankungen der P-Wasser-Zahlen im Laufe der Zeit sind größer als die der 
P-AL-Zahlen, was aber nur für bestimmte Zwecke als Nachteil gedeutet werden 
muß. 
Schrifttum 
SISSINGH, H. A.: Die Lösung der Bodenphosphorsäure bei wäßriger Extraktion in Ver-
bindung mit der Entwicklung einer neuen P-Wasser-Methode. Landwirtsch. Forsch., z. Z. 
in Vorbereitung. 
109 


Entwicklung und Verwertung einer neuen Wasserextraktionsmethode fuer die Bestimmung der Pflanzenaufnehmbaren Phosphorsaeure

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