Alchemistische und chemische Eigenschaften

pH-Wert und Nährstoffverfügbarkeit (div. Quellen)

Geschmack: kalkig   Geruch: staubig

Themen: Balance – Ins Gleichgewicht bringen, abwägen, Fundament, Basis und Base für das Leben, Stabilität (Rückgrad des Tieres, Mittelrippe der Pflanze)

Befindet sich das Element in einem biogenen Kreislauf? Nein, nicht nach klassischem Verständnis! In geologischen Zeiträumen gemessen aber sehr wohl.

Alchemistische und chemische Eigenschaften

Wenn der Boden ein Parfum wäre, dann wäre das Kalzium die Basisnote, auf welche die anderen "Duftnoten", sprich Düngeelemente aufbauen. Denn Kalzium beeinflusst die Verfügbarkeit von allen anderen Nährelementen. Das mach das Element über den pH-Wert: genauer gesagt über das Kalziumcarbonatpuffersystem, ohne das ein Boden schnell aus seinem Säure-Basen-Gleichgewicht kippen würde. Dies hätte dann negativen Folgen für die Verwitterungsintensität, und zwar ebenso wie die Mineralneubildung, die Rotte und es beträfe auch die Humifizierung und letztendlich die Gefügebildung und damit auch die Tonverlagerung!

 

Mein ehemaliger Chemieprof stellte in einer Klausur die (vordergründig simple) Frage, was denn das Kalken wäre und erwartete folgende Antwort:

"Kalken ist eine Maßnahme zur Verbesserung der Krümelstruktur des Bodens, zur Erhöhung des pH-Wertes und zur Bildung von Karbonaten (CaCo3-), welche dazu beitragen, die Einzelkörner des Bodens miteinander zu verkitten."

Nun sind unsere Gartenböden mal sandiger, mal lehmiger oder gar tonig. Und in Abhängigkeit von ihrer Nutzung und ihrer Genese pendelt ihr optimaler pH-Wert zwischen pH 5,7 auf leichten und pH 7,2 auf schweren Böden. Das "rechnerische", oft in der Literatur angegebene Optimum liegt dann bei pH 6,5 (plusminus 0,25). All unsere Gemüsepflanzen (bis auf wirklich wenige exotische Ausnahmen) haben sich im Laufe ihrer Domestikation darauf eingestellt und wachsen am besten zwischen pH-Werten zwischen 6,0 und pH 7,0, obwohl es wenige Arten gibt, denen schon pH 5,5 behagt und solche die sogar noch pH 7,5 vertragen (RÖBER 1985).

Wenn bei der Pflanzenernährung generell zuerst an den Boden (und das Bodenleben) und erst dann an die Pflanze gedacht werden sollte, so trifft das auf das Kalken und das Element Kalzium im Besonderen zu.

Bereits der Vordenker der biologischen Landwirtschaft Hans Peter RUSCH (1968) hat in seinem Buch über die Bodenfruchtbarkeit vor über 50 Jahren auf solche Zusammenhänge hingewiesen. Auch greift er die Gedanken von Rudolph Steiner auf und fordert ebenfalls -zwar nicht in so blumigen Worten wie Steiner- einen lebendigen Boden, bzw. schreibt über "Die lebendige Substanz". Denn nur diese ist die Grundlage für die Fruchtbarkeit. Selbst den Zusammenhang zwischen Verdauung, Gesundheit, Darmflora und biologischer (statt künstlicher) Düngung stellt RUSCH bereits 1968 her. Erst in neuerer Zeit wurden viele Studien zum Mikrobiom des Darms als auch des Bodens durchgeführt, die diese Zusammenhänge sogar beweisen (z.B. in der Allergieforschung).

Sowohl in der Alchemie als auch in der modernen Chemie gibt es einen Begriff, der sich so ähnlich anhört, wie "kalken", nämlich "kalzinieren". Dieser ist ebenfalls vom lateinischen Wort für Kalkstein "calx" abgeleitet. Unter Kalzination versteht man das Brennen von kalkhaltigen (oder magnesiumhaltigen) Steinen um diesen das (Kristall-) Wasser zu entziehen. Der dadurch entstandene Branntkalk (Kalziumoxid CaO) wird dann u.a. in der Zementindustrie weiter verwendet. In der Alchemie entstehen durch das Verbrennen (calcinatio) von Pflanzenteilen mineral- und eben kalziumhaltige Pflanzenaschen welche in der Heilmittelherstellung Verwendung finden.

Bei HAUSCHKA (1946) steht das Element Kalzium dem Silizium diametral gegenüber: es wirkt vom (Erd-) Mittelpunkt aus nach außen; im Gegensatz zum Silizium, welches von außen (Weltall) auf die Erde einwirkt. Darüber hinaus sieht er im Vorgang des Kalkbrennens, also des "Kalzinierens", eine Steigerung der Trockenheit, was ja auch chemisch stimmt, nämlich wenn man den Entzug des Kristallwassers betrachtet. Allerdings "giert" auf solche Weise behandelter Kalk regelrecht nach Wasser und wenn er auf Nass trifft, reagiert er heftig blubbernd und setzt dabei beträchtlich Wärme frei. So eingesetzt kann er dann wiederum Nematoden, Schnecken und ihren Eiern die Lebenskraft entziehen, allerdings auch Regenwürmern.

Der natürliche Kalk der mir begegnet, stammt aus den Sedimenten des Urmeeres Thetys, aus dem Trias, hierin liegen unzählige Schnecken versteinert begraben. Für mich ist dieser amorphe, strukturlose, eben nicht kristalline und auch nicht kolloidale Kalk der Steinbrüche meiner Heimat und des fränkischen Jura (Muschelkalk) tierischen Ursprungs, denn mir kommt es so vor, als ob aller Kalk der dort aufgetürmt ist schon mal im Leben eingebaut war, also so als ob diese ganzen Gebirgszüge mal lebendig gewesen wären. Noch heute sehen diese Gebirgszüge für mich wie die Skelette unserer Landschaft aus.

Biogene Juramarmorplatten

Dieses absolut für das Leben notwendige Element Kalzium erscheint skelettfarben weiß, amorph wie der Tod (und selbst die Pflanzenalchemisten, wie JUNIUS haben den unlöslichen Teil von Pflanzenaschen als "Caput mortuum" bezeichnet). Sobald aber dieses Element mit dem Wasser im Bunde ist, wie etwa im Wasserstrom der Pflanzenadern (Xylem), fördert es das Leben und lässt sich (passiv) nach oben steigen um im Tod des Lebewesens mit diesem zusammen wieder abzusinken, also zu sedimentieren. Auf und ab, wie eine Welle im Urozean: Rhythmustragend, aber passiv, nicht so wie Stickstoff. Seinen äußerst passiven Charakter zeigt Kalk im besonderen Maße im Zusammenhang mit Säure, von welcher er sich völlig zerfressen lässt.

Von Düngung zu Pflanzenentwicklung

In aller Kürze

Kalzium in Kürze (Leroy 2020)

Düngehinweise
  • Unsere Böden sind von Natur aus kalkhaltig (mit wenigen Ausnahmen, nämlich Moorböden) und setzen normalerweise durch die Verwitterung ausreichend Kalzium für die Pflanzen frei. Ein Teil des freigesetzten Kalkes landet sogar durch Regen im Grund- und schließlich Trinkwasser (ein Ärgernis für alle Freunde von Teekochern und Kaffeemaschinen). Laut MENGEL (1984) können es schon mal 3,5 kg sein, die da an Kalk aus 100 m2 Boden ausgewaschen werden.
  • Da aber die so sehr angestrebte und wichtige Krümelstruktur des Bodens stark von der Sättigung der Bodenteilchen (Sorptionskomplexe) mit Ca2+ abhängt, wird regelmäßig sowohl im Bio- als auch im konventionellen Landbau nachgekalkt!
  • Allerdings hängt der pH-Wert nicht allein von der Kalkung ab, sondern steht auch im Zusammenhang mit der Wirtschaftsweise. Ein Versuch im FiBL der in Therwil in der Schweiz durchgeführt wurde x) zeigte, dass konventionelle, überwiegend künstliche Düngung den Boden versauern ließ, wohingegen unter organisch-biologischer und im besonderen Maße biologisch-dynamischer Bewirtschaftung der pH-Wert sogar stieg, d.h. der Boden mit der Zeit basischer reagiert.

  • In gewissen Umfang steuert der Boden die Kalziumfreisetzung selbst, denn je basischer er reagiert, also je weniger H+-Ionen aktiv sind, desto weniger Kalzium wird neu gelöst.

  • Eine Kalkung ist nicht jedes Jahr notwendig und wer es besonders richtig machen möchte, der testet die pH-Reaktion bevor er die Entscheidung fällt (kann man auch selbst machen!). So sehen es auch die Regularien des ökologischen Landbaus vor.
  • Wenn gekalkt werden muss, dann allerdings nur im Winter!

  • Und Kalk düngt man "nie" zusammen mit Stickstoff, denn sonst verflüchtigt sich das N. Auch sind die Dünger in welchen beide Elemente zwangsvereint sind, wie etwa Kalkammonsalpeter, tödlich aggressiv (siehe Herstellung, Gewinnung, Aufbereitung).

  • Allerdings wird die Zugabe von kohlensaurem Kalk zum Kompost zur unterstützenden Humusbildung empfohlen, damit auf diese Weise veredelter Stickstoff den Pflanzen "mundgerecht" verfügbar gemacht wird.

  • Der kohlensaure Kalk ist zwar einerseits schlecht löslich, anderseits dafür aber sehr lange und eben langsam wirksam. Für sandige Böden und Moorböden ist er bestens geeignet, da er den pH-Wert nicht zu extrem verschiebt. Gemäß RÖBER (1985) sind jedoch Gaben von 5 kg pro m2 nicht auf einmal zu überschreiten.

  • Branntkalk wirkt schnell und sollte (wenn er überhaupt eingesetzt wird) nur auf mittlere bis schwere Böden mit Tonanteilen gestreut werden, da sie die Bodenreaktion besser ab puffern können und somit Düngefehler eher verzeihen. Da Branntkalk aber Humus zehrt, regelrecht wegbrennt, sagt man, dass er "Reiche Väter aber arme Söhne" macht. Trotzdem meint RÖBER (1985) dass ca. 10 kg pro m2 für schwere Böden verträglich sind.

  • Die Pflanzen selbst brauchen Kalk für die Zellwände und besonders in den (skelettartigen, stabilisierenden) Mittelrippen der Blätter sammelt er sich sozusagen als Stützfunktion an. Zusätzlich findet sich Kalzium in jedem meristematischen Gewebe (da fehlt er nämlich, wenn es zur Fruchtendfäule kommt).

  • Interessanterweise steigt der Kalziumbedarf der Pflanze mit ihrem Alter an, vielleicht weil sie bei ihrer Bestockung und/oder Verzweigung immer mehr Vegetationskegel (meristematisches Gewebe) ausbildet?

  • Kalkmangel in Pflanzen ist oft ein Symptom, welches auf Stress durch Trockenheit oder Schädlingsangriffen beruht und eben nicht auf Kalkmangel im Boden. Ein gutes Wassermanagement beugt also auch Kalkmangel vor.

  • Da Kalk in der Pflanze nicht umgelagert werden kann (er wird nur im Xylem stetig aufwärts transportiert), hilft beim Erkennen eines Kalziummangels bestenfalls noch eine Blattdüngung mit speziellen Kalziumsalzen: Das wasserlösliche und preiswerte CaCl2 darf dabei nicht bei chloridempfindlichen Pflanzen eingesetzt werden.

  • Auch kennt der Profi unschöne Salzablagerungen auf Töpfen und sogar auf Gewächshauserde (wie in der Wüste!) wenn er regelmäßig mit kalkhaltigem (hartem) Wasser gießt.

  • Bei chloridempfindlichen Pflanzen verwendet der professionelle Gärtner Ca(NO3)2, welches aber gleichzeitig eine Stickstoffdüngung bedeutet.

  • Auch hinsichtlich Kalk kann man, wie bei Stickstoff, von Stark- bis Schwachzehrern sprechen:
    Die senfölbildenden Kopfkohle und Lauchgewächse als auch die kalziumoxaltbildenden Gänsefuß- Knöterich- Sauerklee- und Dickblattgewächse, allen voran die Betarüben, Gurken und Tomaten zählen zu den Ca-Starkzehrern.
    Gräser hingegen, Lactuca-Salate, Bohnen u.a. Hülsenfrüchte kommen mit sehr wenig Kalk aus und viele Doldenblütler meiden ihn regelrecht x) . Manch eine Art kann sich ihr Kalzium durch aktiven Protonenaustausch aus dem Boden holen (Weiße Lupine säuert die Wurzelumgebung mit H+ an, und holt sich im Austausch Ca2+ , diese Art der Ernährung nennt man Interzeption).

  • Für viele Gewächse sind somit nicht die allgemeine Verfügbarkeit von Kalziumionen im Boden ausschlaggebend, sondern der Kalium-Kalzium-Quotient und die Wasserverfügbarkeit (Feldkapazität).
Herstellung, Gewinnung, Aufbereitung

Eierschalen, Knochen

Eierschalen, Muschel- und Schneckenhäuschen bestehen aus Kalk. Allgemein fallen in einem Garten, bzw. im Haushalt nicht ausreichende Mengen an um damit Kalken zu können. Jedoch kann man die zerbröselten Schalen zumindest als natürliches Repellent gegen Nacktschnecken um frische Setzlinge herumstreuen.

Knochen wurden jahrhundertelang als Dünger (sie enthalten Kalziumphosphat) eingesetzt. Sie wurden nach Hausschlachtungen entweder direkt auf die Misthaufen geworfen oder gesammelt und in sogenannten Knochenmühlen zerstampft. Wenn Knochenmehl von namhaften Herstellern (z.B. Compo ®) angeboten wird, überträgt es garantiert keine Krankheiten (also keine Angst vor BSE) ist aber verhältnismäßig teuer.

 

Algenkalk – Spurenelementreich aber teuer

Algenkalk ist einerseits genial, weil aus natürlicher Quelle, spurenelementreich und extrem magnesiumhaltig (bis 11%) . Das alles prädestiniert ihn für den Einsatz im biologischen Landbau, wo er als Hilfsmittel und Dünger auch zulässig ist. Ob es aber sinnvoll ist, in Zeiten einer allgemeinen Versäuerung der Meere diesen Kalk zu entnehmen, auch wenn er aus dem Atlantik stammt, sei zumindest für küstenferne Gärtnereien mal dahingestellt. Er ist sicherlich der teuerste aller Kalksorten und muss, wenn er nicht durch Verkompostierung von Rotalgen in Strandnähe gewonnen wird, speziell aufbereitet, portioniert und abgepackt sein um gehandelt werden zu können. Algenkalk muss hinsichtlich des Magnesiumanteils bewusst eingesetzt werden, d.h. bei so hohen Konzentraten dieses "Beistoffes" sollten die andere Dünger Mg gewählt werden.

 

Kalksteine / Muschelkalke – Empfehlung für den Kleingärtner: Nimm kohlensaurern Kalk

Dolomite, Kreide etc. sind die Grundlage für die Gewinnung des kohlensauren Düngekalks (CaCO3). Prinzipiell werden sie nur gemahlen und gesiebt. Ihre Güte hängt ab von den Nebenbestandteilen (Mg, Spurenelemente) und vom Vermahlungsgrad. Je feiner, desto schneller wirken sie. Je gröber, desto einfacher und ungefährlicher sind sie zu verteilen. In Steinbrüchen für  Schotter und Naturwerksteine fallen sie als Nebenprodukt an.

Oft wird dieser Kalk von Bauern in der Umgebung abgeholt und nicht 1000 km weit durch die Gegend gekarrt. Gesamtheitlich gesehen ist dieser biogene Kalk zu bevorzugen: lose mit kurzen Transportwegen ist er die ökologischste Variante.

Mit diesem Kalk kann man keinen Düngefehler begehen, denn mit seinen pH von 7,5 kann man den Boden-pH allerhöchstens um eine Stufe anheben und dass auch nur allmählich.

Jedoch ist der kohlensaure Kalk das Ausgangsmaterial für Branntkalke.

 

Branntkalk – Kein ökologischer Dünger und doch unverzichtbar

Branntkalk, auch Ätzkalk genannt, entsteht durch Brennen von CaCO3 bei über 1000°C in Kalk- bzw. Zementöfen. Dies ist also ein energieintensiver Produktionsschritt. Er kommt abgepackt auf den Markt, ist pulverfein und darf auf keinen Fall eingeatmet werden. Die Ausbringung sollte mit Partikelfiltermaske geschehen, zudem muss er in den Boden eingearbeitet werden, sonst verklumpt er oberflächlich und bleibt über Jahre sichtbar! Da diese Kalkform, wasserlöslich ist (im Boden entsteht mit Wasser daraus Löschkalk Ca(OH)2) ist er extrem schnell wirksam. Durch seine ätzende, hitzeentwickelnden Eigenschaften (pH 12) darf Branntkalk nicht auf Blätter gepudert werden. Auch im Boden ätzt Branntkalk manches Leben weg: Ob Schad- oder Nutzbakterium, Regenwurm oder Schneckenei. Ich habe mich einmal dazu hinreißen lassen, dieses Produkt im Garten auszubringen. Mein Fazit: Nie wieder!

Trotzdem möchte ich auch diesen Kalk nicht "verdammen", denn als Desinfektionsmittel wird er sogar in den strengen Demeter-Richtlinien aufgezählt x) . Auch ist er für die Zuckerproduktion unersetzlich. Der aus diesem technischen Verfahren zurückgewonnene sogenannte Carbokalk x) x)  darf dann, wenn es sich um "Biorüben" handelte, auch wieder auf biologisch-dynamischen Feldern landen  x).

Und als Bestandteil von Anstrichen (Kalkfarben) und Mörtel (oder Zement) ist sein "technischer" Einsatz weltweit durch nichts zu ersetzten und war bereits vor 11.000 Jahre bekannt x) .

 

Gips (Link zu Schwefel) und Kalkmergel - Nicht allerorts verfügbare natürliche Kalkquellen

Sowohl Gips als auch Mergel sollten nur im Umkreis der entsprechenden Brüche und Gruben verwendet werden.

Obwohl in Gips Kalzium enthalten ist (CaSO4) so ist er doch eher als Schwefeldünger zu sehen. Aufgrund des Schwefels taugt er auch weniger zur Regulierung des pH-Wertes.

Kalkmergel darf als solcher bezeichnet werden, wenn er zu 2/3 aus kohlensaurem Kalk besteht. Durch seinen Tonanteil ist er das Bodenverbesserungsmittel für Sandböden schlechthin, nur eben nicht allerorts verfügbar.

 

Kalkstickstoff – Mehr Gift als Dünger

Kalkstickstoff hört sich so harmlos an, ist es aber überhaupt nicht. Die chemische Formel lautet CaCN2 und chemisch korrekt heißt es Calciumcyanid x) nur verkauft es sich unter diesem Namen schlechter. Durch die Freisetzung von Cyanamid im Boden tötet es äußerst unspezifisch Pilze, Mollusken und Unkräuter. Ein so entseuchter aber eben auch toter Boden, kann erst nach einer gewissen Wartezeit wieder eingesät werden. Zu meiner Lehrzeit testeten wir den Abbau des Giftes mit Kressesamen. Erst wenn diese keimten, konnten auch andere Samen ausgesät werden. Auch als Mensch kann man erhebliche Gesundheitsschäden davontragen, wenn man Kalkstickstoff einatmet oder auf die Haut bekommt. Trotzdem gibt es auch den Einsatz dieses Stoffes als Medikament, nämlich um Menschen einen nötigen Alkoholentzug zu erleichtern X) .

 

Weitere absolut künstliche Kalk(mehrnährstoff)dünger

Neben dem Kalkstickstoff ist Kalkamonsalpeter (CaCO3 NH4NO3) das nächste hochtechnisch produzierte, also künstliche Produkt. Der Einsatz ist ökologisch so zu bewerten wie der von NPK-Mehrnährstoffdüngern. Für die Herstellung muss viel Energie eingesetzt werden, welche, wenn man den Mehrertrag kalorisch dagegen rechnet, nie ausgeglichen werden kann. Diese Form kommt ausschließlich (in Plastik) abgepackt auf den Markt.

Wenn städtische Balkongärtner und ältere Menschen zu solch praktisch portionierten bei den Discountern einfach erhältlichen Düngern greifen, dann ist das nur zu gut verständlich, denn leider kann sich nicht jeder aufgrund seiner Lebensumstände, seines Alters und seines Geldbeutels ökologisch orientieren.

 

Hüttenkalke – Schlacken der Stahlindustrie als Dünger?

Ob Thomasmehl, Thomaskalk (benannt nach dem Erfinder Sidney Thomas), oder Konverterkalk (benannt nach dem Konverterofen) genannt, es handelt sich immer um ein Produkt, welches bei der Erzeugung von Stahl (Eisen ist der landläufige Begriff für "unedlen", unlegierten Stahl) anfällt. Denn um Stahl vom Erz zu trennen setzt man Kalk zu, welcher sich mit weiteren "Verunreinigungen" als Schlacke auf der Stahlschmelze absetzt. Diese Schlacke besteht hauptsächlich aus CaSiO2 welches für den Düngeeinsatz aufbereitet wird. Die "Verunreinigungen" bestehen aus den durchaus willkommenen Spurenelementen Magnesium, Phosphor und (Fe, Mn, Mo, B, Ko, Zn) eben auch aus unerwünschten Schwermetallen. Diese kieselsauren Kalke dürfen nur mittels genauer Analyse vermarktet werden, wirken über mehrere Jahre im Boden und sind durch ihre Körnung gut handhab- und verteilbar. Im ökologischen Landbau sind Hüttenkalke x) verboten und durch andere lukrativere Einsatzmöglichkeiten der Schlacken (z.B. für die Herstellung von Spezialbetonen) nimmt ihre Bedeutung für die Landwirtschaft insgesamt ab.

Hilfe bei der Pflanzenentwicklung

Unabhängig davon ob man glaubt, dass durch simples Kalken und Düngen Informationen übermittelbar sind, gehe ich davon aus, dass Kalzium die Qualitäten Stabilität und Ausgewogenheit in sich trägt.

Ich bin davon überzeugt, dass wir nicht alle Informationswege der Natur kennen und das Form an sich oft allein schon Information darstellt. So mag es einen Unterschied machen, ob man mit geologisch sehr alten oder jungen Kalksedimenten düngt! Vielleicht spielt es sogar eine Rolle, ob der Kalk zufällig aus den Schichten mit den großen Massensterben am Ende der Perm-Trias und der Trias-Jura-Zeit gewonnen wird. Wir können aus den Sedimenten diese ökologischen Katastrophen interpretieren x), wer kann es noch?

Der Kalkabbau findet häufig mittels Sprengung, also einem äußerst gewaltsamen Vorgang statt. Auch das ist vielleicht zu bedenken.

Anderseits ist so manch ein offengelassener Kalksteinbruch nach kurzer Zeit ein Musterbeispiel für sich wieder ansiedelnden Artenreichtum (Bsp. Steinbruch Gerhausen x) )

Und mit der heutigen landwirtschaftlichen Technik sind die Bauern der schwäbischen Alb und des fränkischen Juras nicht mehr einfach nur steinreich, sondern gesegnet mit besonderen und durchaus fruchtbaren Böden.