Schwefel (S)

Schwefel verbessert die Stickstoffeffizienz und ist unerlässlich für die Proteinsynthese. Zudem ist Schwefel wichtig für die Produktion pflanzeneigener Abwehrstoffe. In Ölsaaten und Leguminosen können erhebliche Ertragssteigerungen erzielt werden. Zwiebeln, Lauch und Knoblauch benötigen Schwefel für die Bildung geschmacksbildender Inhaltsstoffe. Aus dem Boden wird Schwefel durch die höhere Pflanze ausschließlich als Sulfat-Ion aufgenommen.

Der Schwefelgehalt in Böden des humiden Klimabereichs beträgt etwa 0,02-2 %. Er kann aber in Moorböden bei 1 % und in Marschen bei 3,5 % liegen.

Im Boden kann der Schwefel anorganisch oder organisch gebunden sein. Je nach Bodenzustand tritt der anorganisch gebundene Schwefel als elementarer Schwefel oder in den verschiedenen Oxidationsstufen (Sulfide, Sulfate, Thiosulfate u.a.) auf. Zu den schwefelhaltigen organischen Verbindungen zählen Aminosäuren, Proteine, Polypeptite u.a.

Die im Boden vorhandenen Schwefelverbindungen unterliegen vielfältigen Umwandlungsprozessen, die in Analogie zum Stickstoffkreislauf stehen. So unterliegen organische Substanzen der mikrobiellen Mineralisierung oder der Hydrolyse. Endprodukt ist immer das Sulfat-Ion. Genauso kann Schwefel z.B. durch Mikroben oder durch den Einbau in Fulvosäuren und Huminstoffen vorübergehend festgelegt werden. Unter anaeroben Bodenverhältnissen kann das Sulfat-Ion durch Bakterien zu Schwefelwasserstoff reduziert werden. In beiden Fällen wird der Bodenschwefel der pflanzlichen Ernährung entzogen.

Elementarer Schwefel wirkt bodenversauernd

Elementarer Schwefel wird über Bodenbakterien (z.B. Thio-Bakterien) zu Sulfatschwefel umgebaut. Bei der Umwandlung oxidieren die Bakterien elementaren Schwefel zu Sulfat und setzen damit Wasserstoff (H⁺) frei. Deshalb wirkt elementarer Schwefel bodenversauernd. Bei stark kalkhaltigen Böden (pH-Wert >7) hingegen wird die im Prozess entstehende Schwefelsäure durch den Kalk unter Bildung von Gips sofort festgelegt.

Magnesium- oder Kaliumsulfat sind Neutralsalze. Das heißt, die darin enthaltenden Nährstoffe gehen ohne Umwandlung in die Bodenlösung und haben keine Wirkung auf den pH-Wert des Bodens.

Schwefel-Auswaschung berücksichtigen

Sulfat unterliegt als negatives Ion, ähnlich wie das Nitrat-Ion, keiner nennenswerten Adsorption im Boden und ist deshalb auswaschungsgefährdet, vor allem im Winterhalbjahr. Das Risiko starken Schwefelmangels besteht auf allen leichten Böden, nach überdurchschnittlichen Niederschlägen und auf strukturschwachen Böden, sowie unter allen Verhältnissen, die zu einem eingeschränkten Wurzelsystem führen. Bei einer bedarfsgerechten Düngung mit Sulfat im Frühjahr ist die Versorgung mit Schwefel für die gesamte Vegetationsperiode sichergestellt, da während des Sommerhalbjahres die Verdunstung höher ist als der Niederschlag.

Zur Bestimmung der Schwefel-Vorräte im Boden haben sich zwei Instrumente bewährt, die Smin-Untersuchung und der Schwefelschätzrahmen.

Schwefel aus dem Boden wird durch die höhere Pflanze ausschließlich als Sulfat-Ion aufgenommen. Jedoch sind Pflanzen auch befähigt, den in der Luft vorkommenden Schwefel (Schwefelwasserstoff, Schwefeldioxid) zu binden.

Funktionen von Schwefel in der Pflanze:

• Verbessert die Stickstoffeffizienz.
• Ist unerlässlich für die Synthese schwefelhaltiger Aminosäure und den Einfluss auf die gesamte Proteinsynthese.
• Aktiviert wichtige Enzyme im Energie- und Fettsäurestoffwechsel.
• Ist Bestandteil des Chloroplastenproteins.
• Ist für die Bildung schwefelhaltiger sekundärer Pflanzenstoffe wichtig (z.B. Lauch- und Senföle – beeinflussen Geschmack und Geruch verschiedener Kulturpflanzen).
• Ist Bestandteil des Vitamin B1 (Getreidekörner, Leguminosen).
• Wichtig für die Produktion pflanzeneigener Abwehrstoffe (Phytoalexine, Glutathion).

Schwefel als Mineraldünger zuführen

Bis in die achtziger Jahre sorgten SO₂-Emissionen industrieller Herkunft praktisch automatisch für eine Zufuhr an Schwefel und sicherten eine ausreichende Schwefelernährung der Kulturpflanzen.
Verschiedene Maßnahmen zur Reinhaltung der Luft haben zu einem deutlichen Rückgang der Schwefelimissionen aus der Atmosphäre geführt. Das hat zur Folge, dass die Höhe der S-Deposition mittlerweile auf das Niveau der vorindustriellen Zeit abgesunken ist. Mittlerweile wirkt der verminderte Schwefeleintrag auf vielen Standorten ertragsbegrenzend.
Insbesondere bei den Ölsaaten, Leguminosen sowie Zwiebeln, Lauch und Knoblauch, bei denen der Schwefel eine wichtige Komponente der geschmacksbildenden Inhaltsstoffe darstellt, können durch eine Schwefeldüngung erhebliche Ertrags- und Qualitätssteigerungen erzielt werden.
Des Weiteren sollte beachtet werden, dass die Schwefelversorung aus wirtschaftseigenem Dünger nicht ausreichend ist. Im ersten Anwendungsjahr stehen gerade mal 5-10 % des gebundenen Schwefels zur Verfügung.
Bei Kulturen mit frühem Schwefel-Bedarf (Raps, Getreide) kann auch durch eine langjährige Anwendung organischer Dünger S-Mangel nicht verhindert werden, eine mineralische Düngung wird daher empfohlen.

• Mangelerscheinungen treten häufig zuerst an den jüngeren Blättern auf, nur bei gleichzeitigem N-Mangel sind erste Anzeichen zuerst an den älteren Blättern zu sehen.
• Es kommt zu ganzflächigen Chlorosen an den Blättern.
• Der gesamte Habitus der Pflanze wirkt starr und spröde.
• Besondere Symptome bei Raps sind schlechtes Pflanzenwachstum, löffelartig gewölbte Blätter, weiße statt gelber Blüten und die Schoten sind blasenförmig aufgedunsen.