Kali-Düngung steigert sowohl Getreideerträge als auch organischen Kohlenstoff im Boden: eine Metaanalyse

Warum das für Ernährung und Klima wichtig ist

Die Versorgung einer wachsenden Weltbevölkerung bei gleichzeitiger Rücksicht auf das Klima hängt von zwei Zielen ab: Ertragssteigerungen und mehr Kohlenstoffspeicherung in Böden. Diese Studie stellt eine einfache Frage mit weitreichenden Folgen für beide Ziele: Wenn Landwirte Kalidünger auf Getreide ausbringen, wie stark steigen die Erträge, und kann das gleichzeitig helfen, mehr Kohlenstoff im Boden zu binden?

Was die Forschenden untersuchen wollten

Kalium ist ein Grundnährstoff für Pflanzen, spielt aber in Düngungsstrategien oft eine Nebenrolle gegenüber Stickstoff und Phosphor. Die Autorinnen und Autoren werteten 1.185 Feldbeobachtungen von 163 Standorten aus, an denen Getreide wie Weizen, Reis und Mais mit und ohne zusätzliche Kaliumgaben angebaut wurden. Besonders interessiert waren sie an Regionen mit kaliumarmen Böden, etwa in Teilen Süd- und Südostasiens sowie Ostasiens. Mithilfe einer Metaanalyse kombinierten sie diese verstreuten Versuche, um Gesamtmuster bei Getreideerträgen und im organischen Bodenkohlenstoff zu erkennen – dem Anteil im Boden, der Kohlenstoff aus abgestorbenen Wurzeln und Pflanzenresten speichert.

Wie Kalium die Erträge veränderte

Die zusammengefassten Daten zeigen, dass Kali-Düngung die Getreideerträge im Mittel um etwa ein Fünftel erhöhte. Die Zuwächse waren am stärksten, wenn Kalium zusammen mit Stickstoff oder mit Stickstoff und Phosphor ausgebracht wurde, was bestätigt, dass Pflanzen am besten wachsen, wenn alle Hauptnährstoffe ausgeglichen sind. Die Form des Kaliumdüngers spielte ebenfalls eine Rolle: Übliche Formen wie Kaliumchlorid und Kaliumsulfat verbesserten die Erträge durchgehend, während gemischte Typen keine klaren Vorteile zeigten. Ertragssteigerungen waren in Fruchtfolgesystemen größer als in Monokulturen und traten bei Gerste, Mais, Reis und Weizen auf, nicht jedoch bei Hirse und Sorghum.

Klima- und Bodenbedingungen hinter den Zuwächsen

Nicht jedes Feld reagierte gleich. Die größten Ertragssteigerungen zeigten sich in warmen, feuchten Regionen mit sauren Böden – Bedingungen, die in tropischen Zonen häufig sind. In diesen Klimaten wäscht starker Regen Kalium leichter aus dem Boden, sodass Pflanzen eher Mangel erleiden. Die Studie fand, dass die Ertragsreaktionen mit der mittleren Jahresniederschlagsmenge und Temperatur sowie mit der verabreichten Kaliummenge zunahmen, während sie mit sinkender Bodenazidität (steigendem pH) abnahmen. Zusammengenommen erklärten Klima und Bodeneigenschaften einen großen Teil der Variation darin, wie viel zusätzliches Getreide Landwirte durch Kaliumgaben erwarten konnten.

Was mit dem Kohlenstoff im Boden geschah

Über die Erntemenge hinaus fragten die Autorinnen und Autoren, ob Kalium Böden helfen kann, mehr Kohlenstoff zu speichern – ein wichtiger Puffer gegen den Klimawandel und ein zentrales Maß für Bodenqualität. Über 288 Beobachtungen an 75 Standorten erhöhte Kalium den organischen Bodenkohlenstoff im Mittel um etwa 4 Prozent. Dieser Anstieg war moderat und trat nur langsam auf. Eine klare Nachweisbarkeit zeigte sich erst nach mehr als 20 Jahren kontinuierlicher Kaliumanwendung. Der Effekt war am stärksten, wenn Kalium zusammen mit Stickstoff und Phosphor angewendet wurde, in Fruchtfolgen und auf Flächen, die mit Kaliumchlorid gedüngt wurden. Die Ergebnisse stützen die Idee, dass Kalium die Kohlenstoffspeicherung indirekt fördert, indem es Wurzelwachstum anregt und so langfristig mehr Pflanzenmaterial zur Umwandlung in Bodenkohlenstoff hinterlässt.

Welche Bedeutung das für Landwirte und Politik hat

In der Summe legen die Ergebnisse nahe, dass Kalium in der Düngungsplanung eine zentralere Rolle verdienen dürfte, insbesondere in Regionen mit bekannter Kaliummangel. Zielgerichteter Kali-Einsatz kann in vielen warmen, feuchten Gebieten die Getreideerträge steigern und gleichzeitig, wenn auch langsam, zum Aufbau organischen Bodenkohlenstoffs beitragen. Für Entscheidungsträger lautet die Botschaft, dass das Ausbalancieren von Stickstoff, Phosphor und Kalium sowohl für kurzfristige Nahrungsmittelproduktion als auch für langfristige Bodengesundheit entscheidend ist – wobei die Klimavorteile durch zusätzlichen Bodenkohlenstoff erst nach Jahrzehnten kontinuierlicher Bewirtschaftung sichtbar werden.

Zitation: Liang, G., Schlesinger, W.H. Potassium fertilization enhances both cereal yield and soil organic carbon: a meta-analysis. Nat Commun 17, 4521 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-71154-z

Schlüsselwörter: Kali-Düngung, Getreideertrag, organischer Bodenkohlenstoff, Bodennährstoffe, Klimaschutz