Einsatzmöglichkeiten von Gesteinsmehlen

Stand: 10/17/2022

Grundlagen zu Vulkangesteinsmehlen

Einen Einfluss auf die Verwendung von Gesteinsmehl haben der Vermahlungsgrad und die Absiebung. Soll z.B. das Gesteinsmehl mit der Pflanzenschutztechnik ausgebracht werden, muss das Material unter 10 µ (mü) vermahlen sein. Gröber vermahlene Produkte führen zu technischen Problemen in der Feldspritze, z.B. in Form von Ablagerungen. Idealerweise sollte für eine Ausbringung mit der Pflanzenschutztechnik 90% des Produktes eine Körnung kleiner 0,01 mm aufweisen. Um den Vermahlungsgrades besser einordnen zu können, ein Größenvergleich mit Schluff: dieser hat eine Größe von 0,002 – 0,062 mm. Wird dagegen Gesteinsmehl in der Gülle, Mist, Kompost oder auf dem Boden ausgebracht, kann die Körnung auch gröber sein. Hier gilt die Empfehlung einer Korngröße von 90% < 0,08 mm. Generell gilt, je feiner die Vermahlung von Gesteinsmehl, desto größer die Oberfläche des fertigen Produkts, wodurch ein schnellerer Aufschluss durch das Boden- oder Kompostleben gewährleistet ist.

Die bekannteste Art des Gesteinsmehleinsatzes ist die klassische Bodendüngung. Gesteinsmehle sind in Abhängigkeit des Ausgangsmaterials unterschiedlich stark an der Bildung von Ton-/Humuskomplexen beteiligt, manche wirken sogar stark hygroskopisch (wasseranziehend / bindend) oder wasserleitend. Durch die Wurzelexsudate (Wurzelausscheidungen) oder das Fressen und Verdauen von Gesteinsmehlen durch Regenwürmer werden die enthaltenen Mineralien im Gesteinsmehl gelöst. Bei Betrachtung der Größe von Protozonen (20 – 500 µm ≈ 0,002 – 0,05 mm) und Bakterien wird ersichtlich wie wichtig eine feine Vermahlung für das zeitnahe herauslösen von Mineralien ist. Dafür relevante Bakterienarten sind kleiner als Protozonen. Zum besseren Verständnis ein Größenvergleich: 250.000 – 500.000 Bakterien von den relevanten Arten, passen auf der Fläche von dem Punkt am Satzende.

Je nach Art und Vermahlungsgrad des Gesteinsmehls wird dieses direkt auf dem Boden ausgebracht und/oder je nach Bodenbearbeitungsverfahren flach eingearbeitet, wenn es nötig erscheint. Idealerweise wird Gesteinsmehl gleichmäßig auf dem Boden verteilt und durch die Witterung, insbesondere Regen, in den Boden ein gewaschen. Der Aufschluss des Steinmehls erfolgt dann durch das Bodenleben. In der Regel erfolgt die Ausbringung je nach Streueigenschaft des Gesteinsmehls mit einem Kalkstreuer. Bei sehr feiner Vermahlung kann dieses Verfahren zu einer erheblichen Staubbelastung und Streufehlern durch Abdrift führen. Für solche Qualitäten eigenen sich eher Schneckenstreuer mit einer Streuschürze. Eine generelle Aussage, welcher Streuer geeignet ist, hängt vom Vermahlungsgrad und der „Körnung“ bzw. dem Hersteller des Produktes ab. Die Firma Agro Agrarhandel, ein Vertriebsunternehmen von unter anderem Gesteinsmehlen des Hartsteinwerkes Kitzbühel, hat daher die „Biolit Bodenpille“ entwickelt, ein Bodengranulat auf Basis von Vulkangesteinsmehl, das erstmals in dieser Saison ausgeliefert wird. Die „Bodenpille“ zeichnet sich durch ein gutes Streuverhalten mit „normalen“ Schleuder Düngerstreuern aus. Weiterer Vorteil des Herstellungsprozesses ist, dass die Aufwandmenge nach aktuellem Stand ca. 300 kg/ha beträgt und damit geringer ist, als bei den bisher bekannten Gesteinsmehlprodukten. Eine allgemeine Empfehlung, welcher Gesteinsmehl-Typ bzw. Hersteller oder Produzent in welcher Aufwandmenge auf welcher Bodenart einsetzbar ist, kann nicht erfolgen. Dafür ist eine Vielzahl von Parametern zu berücksichtigen. Beachten Sie die Analysenergebnisse des Gesteinsmehls, das Sie bevorzugen, und achten Sie dabei auf einen möglichst geringen Aluminium-Gehalt. Die natürlichen Bodengehalte sollten bei ca 8 mg/kg Al₂O₃ liegen. Der natürliche Aluminiumgehalt im Boden ist von vielen Faktoren abhängig. Für den Boden günstige Vulkangesteinsmehle sollten nicht mehr als 2,5 – 4,5 mg/kg Al₂O₃ enthalten. Aluminium ist für Pflanzenwurzeln toxisch und verdrängt zuzüglich Calcium am Austauscher.

Wirkung auf den Mineralstoffgehalt

Der langjährige Einsatz von Vulkangesteinsmehl steigerte die Vitamin B12-Konzentration im Boden um 5 µg/kg Boden, wie ein 16-jähriger Langzeitversuch aus der Schweiz ermittelte (Tabelle 1).

Tabelle 1: Veränderung der Vitamin B12 Konzentration in 16 Jahren in µg/kg Boden

Diabashaltiges Vulkangesteinsmehl führt zu einer Remineralisation (Anstieg des Mineralstoffgehaltes) von Pflanzen, Obst und Gemüse, Das Beispiel mit Brechbohnen zeigt den Anstieg der Mineralgehalte in den Bohnen nach Einsatz von Vulkangesteinsmehl (Abbildung 1). In dem Versuch wurde als Gesteinsmehl Biolit eingesetzt.

Düngungsversuch mit Gesteinsmehlen in Kartoffeln

In den Niederlanden wurde 2013 ein Versuch mit verschiedenen Gesteinsmehlen und Düngungsvarianten in Kartoffeln mit der Sorte Agria durchgeführt. Dabei fiel auf, dass die beiden Gesteinsmehlvarianten einen geringeren Ertrag gegenüber der reinen Gülledüngung (gelb hinterlegte Varianten) hatten (Tabelle 2). Bei Betrachtung der stickstoffbetonten Varianten mit Gülledüngung und mit/ohne Gesteinsmehl fällt der Mehrertrag der Gesteinsmehl-Variante auf (grün hinterlegte). Das scheinbar widersprüchliche Ergebnis lässt sich jedoch logisch erklären. Kerneigenschaft von Vulkangestein und daraus hergestellten Mehlen/Stäuben ist die Förderung des Bodenlebens, wie man es von fruchtbaren Vulkanen schon lange kennt. In Verbindung mit dieser Förderung des Bodenlebens wird auch der Stickstoff biogen gebunden.

Das Bodenleben enthält Eiweiß und zur Eiweißbildung wird Stickstoff benötigt. Hilfsweise kann der Versuch zur Veränderung der B12 Konzentration (Tabelle 1) dazu herangezogen werden. Die Freisetzung bzw. der Umbau von Kobalt über Cobalamin in das wertvolle Vitamin B12 benötigt Energie und eine Vielzahl von Mikroorganismen. Bei den überdüngten Varianten (grün hinterlegt) stand ausreichend Stickstoff zum Aufbau des Bodenlebens zur Verfügung und damit ebenfalls für die Ertragsentwicklung. Das aktivere Bodenleben konnte letztendlich durch den Einsatz der Gesteinsmehle einen höheren Ertrag realisieren als die Standardbehandlung oder die Variante mit Rindergülle und Kalkammonsalpeter (KAS). Die vorläufige Quintessenz aus diesem Versuch besteht darin, dass Gesteinsmehle in der Zwischenfrucht mit Leguminosen oder im Kleegras anzuwenden. Dadurch steht der für den Aufbau des Bodenlebens benötigte Stickstoff zur Verfügung und verhindert so eine Ertragsdepression. Dies ist insbesondere bei ökologischer Wirtschaftsweise von großer Bedeutung.

Tabelle 2: Kartoffelversuch in den Niederlanden 2013 mit verschiedenen Düngern und Gesteinsmehlen (Quelle: de Vries, Bemesting in aardappelen 2013)

Wirkung von Gesteinsmehlen bzw. dem darin enthaltenen Siliziums

Gesteinsmehle enthalten einen hohen Siliziumanteil. Dieser hat für die Pflanze eine schützende Wirkung. Silizium legt sich wie ein Schutzfilm auf das Blatt und verhindert so das Eindringen von Pilzsporen in das Baltt. Zur Verdeutlichung der Wirkung von Silicium auf einem Weizenblatt bei 100-facher Vergrößerung zeigt Abbildung 2, wie Silicium das Blatt mit einem Schutzfilm überzieht. In Abbildung 3 ist das Eindringen einer Pilzspore in ein Blatt und die Wirkungsweise von Silicium schematisch dargestellt.

Einsatz von Vulkangesteinsmehlen bei der Kompostierung und in Gülle

Ein weiteres beliebtes Anwendungsfeld ist der Einsatz von Vulkangesteinsmehl bei der Kompostherstellung. In der Regel wird aus Kostengründen in gewerblichen Kompostieranlagen auf den Einsatz von Gesteinsmehlen verzichtet. Anders sieht es bei der der Eigenkompostierung aus. In diesem Fall lohnt sich die Beimischung von Gesteinsmehlen. Für die große Pionierin der Humus- und Kompostwirtschaft Frau Ing. Helga Wagner gehörte das Gesteinsmehl in jedem guten Kompost. Bereits während des Kompostiervorganges erfolgt der Aufschluss des Gesteinsmehls durch Regenwürmer, Protozonen, Bakterien, Makrophagen sowie Pilze durch das Herauslösen der Nährstoffe. Oftmals sind es die Spurennährstoffe, die den Zersetzungsprozess und die Qualität des Kompostes positiv beeinflussen.

Diese positiven Lenkungsprozesse machen sich auch Tierhalter in der Gülle sowie Biogasanlagen (BGA) Betreiber zu nutze. Durch die Einmischung von Gesteinsmehlen lösen sich Schwimm- und Sinkschichten sowie die Geruchsbildung wird verringert. Der Einsatz der richtigen Vulkangesteinsmehle in der Gülle führt zuverlässig zu einer deutlichen pH-Wert-Absenkung. Die damit einhergehende Ammoniakreduktion führt zu einem Ammoniumanstieg in der Gülle oder der BGA.

In Abbildung 4 wurde in einem Versuch eine Nährlösung mit Mikroorganismen und Biolit Vulkangesteinsmehl (links) und Zeolith (rechts) eingemischt. Anschließend ruhten die Proben für eine Woche. Deutlich ist der Unterschied zwischen den Reaktionen erkennbar. Mit dem Biolit kam es zu einem Anstieg der mikrobiellen Aktivität in der Probe, welche zum Aufschäumen führte. In der identischen Probe mit Zeolith hat sich das Zeolith separiert bzw. abgesetzt und es kam zu keiner Reaktion. Die Erkenntnis daraus: Nicht jedes Gesteinsmehl kann mit der Mikrobiologie interagieren.

Vergällung von Rapsglanzkäfern durch Gesteinsmehl

Das FiBL empfiehlt seit langem den Einsatz von Steinmehlen zur Behandlung im Ökoraps. (Quelle: Claudia Daniel FIBL: https://orgprints.org/id/eprint/21498/1/21498_Daniel.pdf) In mehrjährigen Versuchen von Daniel und Dierauer wurde ein Wirkungsgrad, d.h. Reduktion von Rapsglanzkäfern zwischen 48 und 73 % ermittelt. Das verwendete Gesteinmehl wurde gestäubt.

Es gibt bis jetzt nur wenige Versuche aus dem offiziellen Versuchswesen über den „erfolgreichen“ Einsatz von Gesteinsmehlen in verschiedenen Kulturen. Diesem Thema hatten sich die Kolleg*innen am Dienstleistungszentrum ländlicher Raum in der Eifel vor fünfzehn Jahren bereits in einem Versuch angenommen. Der Versuch lieferte vielversprechende Ergebnisse (Abbildung 5): der Rapsglanzkäferbefall konnte im Versuch 2007 um 50 % durch den Einsatz von Gesteinsmehlen durch das Prinzip der Vergällung gesenkt werden. Problematisch zeigten sich zu dem Zeitpunkt die Ausbringung des Basaltmehls und die Anhaftung des Produktes auf den Rapspflanzen. Im zitierten Versuch wurde erst Basaltmehl gestäubt und dieses anschließend mit einer Ölspritzung auf der Pflanze fixiert. Die getrennten Arbeitsschritte sowie das Stäuben, mit der Gefahr der Abdrift des Basaltmehls waren nur bedingt für die Praxis tauglich. Erschwerend kam hinzu, dass nach Niederschlägen die Behandlung wiederholt werden musste, da das ausgebrachte Gesteinsmehl von den Pflanzen abgewaschen wurde. Seinerzeit war die Formulierung von Basaltmehl noch nicht praxisreif. Technische Weiterentwicklungen, eine feinere Vermahlung der Gesteinsmehle und auch die optimierte Spritzfähigkeit erlauben heute den vielseitigen Einsatz von Vulkangesteinsmehl.

Fazit

Durch den Einsatz von Gesteinsmehl kann der Mineral- und Vitamingehalt in Nahrungsmitteln erhöht werden. Der entscheidende Erfolgsfaktor beim Einsatz von Vulkangesteinsmehl in der Landwirtschaft liegt in der Wahl des richtigen Gesteinsmehls. Sie unterstützen den Aufbau des Bodenlebens und die Stickstofffixierung. Im Idealfall wird Gesteinsmehl bei Anwendungen über den Boden mit ca. 3000 kg/ha in einer Zwischenfrucht aus Leguminosen oder im Kleegras ausgebracht, damit es zu keiner Ertragsdepression in der Kultur kommt. Weitere Einsatzgebiete stellt die Anwendungen auf dem Blatt mit 3-5 kg/ha als Schutz vor Schaderregern oder im Endlager von Biogasanlagen bzw. Güllebehältern zur Reduktion von Emissionen durch pH-Wert Absenkung dar.