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Kalkung zur
Qualitätssicherung

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0
5
10
15
20
25
30
35
234567 8
pH-Wert
Cadmium
Zink
Blei
Daten: Fränzle u. a. 1995
2
Fachlicher Hintergrund
In Lebens- und Futtermitteln dürfen bestimmte Schwerme-
tallhöchstgehalte beim Inverkehrbringen und Verfüttern nicht
überschritten werden. Die rechtlichen Grundlagen sind im Le-
bensmittel- und Futtermittelgesetzbuch (LFGB) geregelt. Die
zulässigen Höchstgehalte für Blei (Pb) und Cadmium (Cd) in
pflanzlichen Lebensmitteln und für Arsen (As), Blei (Pb), Cad-
mium (Cd) und Quecksilber (Hg) in pflanzlichen Futtermitteln
sind in nationalen und EU-Verordnungen festgesetzt.
Die EU-Kommission hat am 04.04.2014 eine Empfehlung zur
Senkung des Cadmiumgehaltes in Lebensmitteln erlassen.
Darin wird der von der FAO/WHO und von der EFSA (EU-
Behörde für Lebensmittelsicherheit) in Gutachten festgelegte
tolerierbare wöchentliche Aufnahmewert (Tolerable Weekly
Intake – TWI) von 2,5 Mikro-Gramm pro Kilogramm Körper-
gewicht als Grenzwert in Aussicht gestellt. Ggf. müssen dann
neue, niedrigere Cadmium-Grenzwerte für Lebensmittel und
entsprechend niedrigere Maßnahmenwerte für Böden abge-
leitet werden.
Pflanzenverfügbarer Anteil (% am Gesamtgehalt)

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3
Vorsorge
Gefahrenabwehr
Schaden denkbar,
aber unwahr­
scheinlich
Schadenseintritt
bei anhaltenden
Einwirkungen zu
besorgen
Unsicher­
heitsbereich
Schadenseintritt
hinreichend
wahrscheinlich
Restrisiko
Unerwünschtes
Risiko
Risiko zu
prüfen
Nicht hinnehm­
bares Risiko
Vorsorgewerte
Prüfwerte
Maßnahmenwerte
Unterschied zwischen Vorsorge und Gefahrenabwehr
Für andere anorganische Elemente wie Kupfer (Cu), Nickel
(Ni), Thallium (Tl) und Zink (Zn) existieren keine rechtlich
verbindlichen Höchstgehalte für Lebens- oder Futtermittel.
Stattdessen liegen Wertevorschläge zu maximalen Schwer-
metallkonzentrationen in Futtermitteln vor, die auf den
Schutz der landwirtschaftlichen Nutztiere abzielen.
Schwermetalle im Boden sind bei niedrigen pH-Werten ver-
stärkt pflanzenverfügbar. Zur Sicherung der Pflanzenquali-
tät und zur sicheren Einhaltung der zulässigen Höchstgehalte
empfiehlt sich deshalb eine ausgeglichene Kalkversorgung
von Acker- und Grünlandböden. Dies gilt umso mehr, wenn
erhöhte Schwermetallgehalte in Böden angetroffen werden.
Vorsorge­, Prüf­ und
Maßnahmenwerte
Die deutsche Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverord-
nung (BBodSchV) enthält für Schadstoffe Vorsorge-, Prüf-
und Maßnahmenwerte
.
Bei Schadstoffgehalten unterhalb
der
Vorsorgewerte
sind bei guter fachlicher Praxis, das
heißt ausreichender Kalkversorgung, keine Gefährdungen
der Pflanzenqualität zu erwarten. Überschreiten die Boden-
schadstoffgehalte die
Prüfwerte
, dann ist anhand der kon-
kreten Standortbedingungen zu überprüfen, ob Gefahren für

image
4
die Pflanzenqualität (= Überschreitungen der Höchstgehalte
nach Lebensmittelrecht) im Erntegut vorliegen. Werden die
Maßnahmenwerte
überschritten, dann liegen im Regelfall
schädliche Bodenveränderungen vor. Somit besteht das nicht
hinnehmbare Risiko der Überschreitung der Höchstgehalte
für die entsprechenden unerwünschten Stoffe in Lebensmit-
teln oder Futtermitteln.
Liegen die Schwermetallgehalte zwischen den Vorsorge- und
den Prüf-/Maßnahmenwerten, dann wird der bodenschutz-
rechtliche Gefahrenbereich noch unterschritten. Dennoch
besteht ein unerwünschtes Risiko, so dass unter ungünsti-
gen Bedingungen die Überschreitung von Höchstgehalten
im Erntegut mit geringer Wahrscheinlichkeit zu befürchten
ist. Derart ungünstige Bedingungen können zum Beispiel bei
versauerten Böden vorliegen. Aus diesem Grund sind Maß-
nahmen zur Reduzierung des Schadstofftransfers vom Boden
zur Nutzpflanze umso bedeutender, je näher die Schwerme-
tallgehalte an die Prüf-/Maßnahmenwerte heranreichen.

5
1) KW = Königswasserextrakt (Gesamtgehalt); AN = Ammoniumnitratextrakt (leicht löslicher Anteil)
2) Bei Böden mit zeitweise reduzierenden Verhältnissen (= Grund­ oder Staunässe) gilt ein Prüfwert
von 50 mg/kg.
3) Auf Flächen mit Brotweizenanbau oder Anbau stark Cadmium­anreichender Gemüsearten gilt der
Maßnahmenwert 0,04 mg/kg; ansonsten gilt als Maßnahmenwert 0,1 mg/kg.
Hinweis: Die Prüf­ und Maßnahmenwerte für Schwermetallgehalte in Böden sind anhand von Mess­
werten in Böden und Pflanzen abgeleitet worden. Nur wenn die Datenlage ausreichend war, wurden
Prüf­ und Maßnahmenwerte in die Bundes­Bodenschutz­ und Altlastenverordnung aufgenommen.
Vorsorge-, Prüf- und Maßnahmenwerte für
Schwer
metallgehalte in Böden
nach BBodSchV (mg/kg Boden) Vorsorge-, Prüf- und Maßnahmenwerte für Schwer-
metallgehalte vom 12. Juli 1999 (BGBl. I S. 1554), zuletzt geändert durch Artikel 5
Absatz 31 des Gesetzes vom 24. Februar 2012 (BGBl. I S. 212)
(Angaben in mg/kg
Boden TM)
Ackerbau/
Grünland
Ackerbau/
Nutzgarten
(Pflanzenqualität)
Ackerbau
(Wachs-
tums-
beinträchti-
gungen)
Grünland
Schad-
stoffe
Analyse-
methode
1)
Vorsorgewerte
Bodenartengruppen
Prüfwert
Maßnahmen-
wert
Prüfwert
Maßnahmen-
wert
Sand
Lehm
Ton
Arsen (As)
KW
AN
­
­
­
­
­
­
200/50
2)
­
­
­
0,4
50
­
Blei (Pb)
KW
AN
40
­
70
­
100
­
­
0,1
­
­
­
­
1.200
­
Cadmium
(Cd)
KW
AN
0,4
­
1
­
1,5
­
­
­
0,04/0,1
3)
­
­
20
­
Kupfer (Cu)
KW
AN
20
­
40
­
60
­
­
­
­
­
­
1
1.300/200
­
Nickel (Ni)
KW
AN
15
­
50
­
70
­
­
­
­
­
­
1,5
1.900
­
Quecksilber
(Hg)
KW
AN
0,1
­
0,5
­
1
­
5
­
­
­
­
­
2
­
Thallium
(Ti)
KW
AN
­
­
­
­
­
­
­
0,1
­
­
­
­
15
Zink (Zn)
KW
AN
60
150
200
­
­
­
­
­
2
­
­

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6
Schadstoffsituation
Landwirtschaftlich genutzte Böden weisen im Regelfall un-
problematische Schwermetallgehalte auf. Erhöhte Schwer-
metallgehalte können aber in Regionen mit schwermetallrei-
chen Ausgangsgesteinen (geogener Anteil) oder in Regionen
mit bedeutenden anthropogenen Schadstoffeinträgen vor-
kommen. Deutliche anthropogene Schwermetalleinträge
sind beispielsweise in der Nähe bergbaulicher und industri-
eller Zentren anzutreffen. Dabei sind die heute festzustellen-
den schädlichen Bodenveränderungen häufig auf historische
Einträge der Erzverhüttung und Metallindustrie zurückzu-
führen.
Dies betrifft vor allem die Auenböden in Bergbau- und In-
dustrieregionen; bei Hochwasser lagern sich in der Aue be-
lastete Schwebstoffe ab. Aufgrund der Luft- und Wasser-
reinhaltepolitik sind die Schadstoffeinträge in den letzten
Jahrzehnten stark gesunken.
Regionen mit zum Teil deutlich erhöhten Schwermetallge-
halten sind in allen historischen Erzabbaugebieten zu fin-
den, wie im Erzgebirge, Harz, Sauerland, Schwarzwald oder
in Stolberg bei Aachen und in den Auen der diese Gebiete
entwässernden Flüsse. Die genaue Abgrenzung und Belas-
tungssituation von Regionen mit erhöhten Bodenschadstoff-
gehalten sind bei den zuständigen Bodenschutz- oder Lan-
desfachbehörden zu erfragen.
Schwermetallaufnahme in
Pflanzen
Schwermetalle gelangen hauptsächlich über zwei Wege in
Pflanzen:
• Entweder werden gelöste Schwermetalle mit dem
Bodenwasser von den Pflanzenwurzeln aufgenommen und
gelangen so in die pflanzlichen Ernteprodukte
• oder die an der Pflanzenoberfläche anhaftende Ver-
schmutzung mit Boden ist verantwortlich für die Schwer-
metallgehalte des Erntegutes.

image
7
Die Aufnahme über die Pflanzenwurzel ist sowohl von den
Eigenschaften der Schwermetalle im Boden als auch vom
pH-Wert, das heißt dem Kalkzustand der Böden abhängig.
Vereinfacht gilt folgende Reihenfolge abnehmender Aufnah-
meraten über die Pflanzenwurzeln:
Cd, Zn
Cu, Ni
As, Cr, Hg, Pb, Tl
Aufgrund spezifischer Bindungsformen reagieren diese Me-
talle unterschiedlich auf Kalkungsmaßnahmen. Die Cad-
mium- und Zink-Aufnahme über die Wurzel ist sehr stark
vom Kalkzustand abhängig; unterhalb von pH 6 werden
diese Elemente vermehrt pflanzenverfügbar. Dies gilt im ge-
ringeren Umfang auch für Kupfer und Nickel.
Blei wird erst bei stark versauerten Böden deutlich unterhalb
von pH 5 pflanzenverfügbar und kann dann verstärkt über
die Pflanzenwurzeln aufgenommen werden. Daher ist eine
Immobilisierung des pflanzenverfügbaren Bleis durch Kal-
kungsmaßnahmen nur auf stark versauerten Böden wirksam.
Bei den anderen Elementen Arsen, Chrom, Quecksilber und
Thallium besteht kein Zusammenhang zwischen Kalkzustand
und Wurzelaufnahme. Bei diesen Elementen wird der Schad-
stoffgehalt des Erntegutes vorwiegend durch die Verschmut-
zung der Pflanzenoberfläche mit Bodenmaterial bedingt.
Schadstoffübergang Boden-Pflanze

image
image
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image
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8
Kalkung zur Begrenzung der
Schwermetallaufnahme über
die Wurzel
Die Pflanzenverfügbarkeit einiger Schwermetalle sinkt mit
zunehmendem pH-Wert ab. Dieser Effekt kann genutzt wer-
den, um die Schermetallaufnahme der Pflanzen abzusenken
und somit die entsprechenden Gehalte an unerwünschten
Stoffen im Pflanzgut zu mindern.
Cadmium im Spinat (mg/kg Trockensubstanz)
*
)
Höchstgehalt bei Frischgewicht von Spinat (93 % Wasser
bzw. 7 % Trockensubstanz) beträgt 0,2 mg/kg
0
1
2
3
4
5
pH 4,8
pH 6,4
pH 7,2
zulässiger Höchstgehalt
in Blattgemüse*
)
Daten: Genieser 1995

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9
Um den pflanzenverfügbaren Anteil der Schwermetalle
im Boden zu reduzieren, sollte im Rahmen der guten
fachlichen Praxis durch regelmäßige Erhaltungskalkun-
gen die Kalkversorgungsstufe C eingestellt werden.
Unter diesen Bedingungen wird die Pflanzenverfügbarkeit
der Schadstoffe im Regelfall deutlich reduziert. Beispiele er-
folgreicher Kalkungsmaßnahmen bei Spinat und Grünland-
aufwuchs zeigen die Grafiken.
Wirksamkeit einer Kalkung
Die
Höchstgehalte in Lebensmitteln
für die Schwerme-
talle Cadmium und Blei, deren Pflanzenverfügbarkeit durch
den pH-Wert beeinflusst wird, werden bei pH-Werten über
6 mit sehr großer Wahrscheinlichkeit eingehalten, wenn
folgende Gesamtgehalte in
Acker- und Gartenbauböden
nicht überschritten werden:
Cadmium 2 mg/kg Boden
(Analyse im Königswasserextrakt)
Blei 250 mg/kg Boden
(Analyse im Königswasserextrakt)
Diese Schwellenwerte für Cd und Pb in Böden können zum
Beispiel zur Beurteilung von Bodenuntersuchungen im Zuge
der Klärschlamm- oder Bioabfallverwertung herangezogen
werden, weil die entsprechenden Analyseergebnisse im Kö-
nigswasserextrakt gewonnen werden.
Schwermetallgehalte im Grünlandaufwuchs nach unterschiedlichen Kalkungsintensitäten
(nach Kowalewsky & Vetter 1982). Rote, gestrichtelte Linien: zulässige Höchstgehalte in
der Trockensubstanz
Blei [mg/kg TS]
0
10
20
30
40
50
60
ungekalkt
85 dt/ha
CaO
170 dt/ha
CaO
Cadmium [mg/kg TS]
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
ungekalkt
85 dt/ha
CaO
170 dt/ha
CaO

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image
10
Die Prüf- und Maßnahmenwerte der BBodSchV für Cd und
Pb gelten für den Aufschluss im Ammoniumnitratextrakt. In-
sofern ergänzen die genannten Schwellenwerte für Cd und
Pb die bodenschutzrechtlichen Maßnahmen- bzw. Prüfwerte
und verknüpfen dies mit der Einschätzung einer im Regelfall
sicheren Gefahrenabwehr.
Zur Einhaltung der
Höchstgehalte in Futtermitteln
ist der
Einfluss des pH-Wertes weniger relevant als beim Anbau von
Lebensmitteln. Dies ist darin begründet, dass die Schwerme-
tallgehalte in Futtermitteln neben der Aufnahme durch die
Wurzel insbesondere durch die an der Pflanzenoberfläche an-
haftende Verschmutzung mit Boden bestimmt werden.
Eine Ausnahme bildet Cd: Bei abgesenktem pH-Wert wird Cd
auch verstärkt über die Wurzeln in Futterpflanzen aufgenom-
men. Daher empfiehlt es sich, bei Cd-Gehalten von 5 bis 20
mg/kg im Boden einen pH-Wert von >6,5 einzuhalten. Gleich-
zeitig sind Maßnahmen zur Reduzierung der Futterverschmut-
zung durch Bodenanhang zu ergreifen (siehe unten). Kritisch ist
ein Gehalt von über 20 mg Cd je kg Boden (Maßnahmenwert
nach BBodSchV) hinsichtlich der Futtermittelsicherheit.
Auf
allen Produktionsstandorten mit Arsen- oder
Quecksilber-Belastungen
oberhalb der Prüf- und Maß-
nahmenwerte der BBodSchV kann nicht davon ausgegangen
werden, dass eine pH-Wert-Optimierung das Risiko einer
Überschreitung des zulässigen Höchstgehaltes im Erntegut
ausschaltet. Deshalb sollten neben der Erhaltungskalkung
weitere Maßnahmen ergriffen werden (siehe unten).
Bei den Schwermetallen Kupfer, Nickel, Thallium und Zink
ohne verbindliche Höchstgehalte nach Lebensmittel- und
Futtermittelrecht sind ausschließlich die bodenschutzrecht-
lichen Prüf- und Maßnahmenwerte relevant. Bei Bodenbe-
lastungen mit Kupfer, Nickel und Zink oberhalb dieser Werte
kann die Aufnahme in Pflanzen durch eine pH-Wert-Op-
timierung begrenzt werden. Bei Thalliumbelastungen sind
Kalkungsmaßnahmen unwirksam.

image
image
11
Weitere Maßnahmen zur
Qualitätssicherung
Bei extrem hohen Schwermetallgehalten in Böden, die mehr-
fach über den Prüf- und Maßnahmenwerten nach BBodSchV
liegen, kann die Pflanzenqualität nicht allein mit Kalkungs-
maßnahmen sichergestellt werden. In diesen Fällen sind ins-
besondere folgende Maßnahmen in Betracht zu ziehen:
Pflanzenarten- und -sortenauswahl:
Die Schwermetallauf-
nahme unterscheidet sich bei verschiedenen Pflanzenarten/-
sorten, so dass mit der Arten-/Sortenauswahl die Lebens- und
Futtermittelsicherheit beeinflusst werden kann.
Verschmutzungsarme Ernte- und Beweidungsverfahren:
Bei Futtermitteln sind alle Möglichkeiten zur Reduzierung
des Verschmutzungsanteils zu ergreifen, wie zum Beispiel
Befahrung / Beweidung nur bei tragfähiger Grünlandnarbe,
Narbenpflege zur Gewährleistung dichter Bestände, Redu-
zierung der Viehbesatzdichte und der spezifischen Boden-
drücke bei Befahrung, nicht zu tief eingestellte Mäh- und
Werbegeräte (Schnitt- und Arbeitshöhe > 8 cm) etc.
Humusversorgung
: Eine ausreichende Humusversorgung
trägt zur Immobilisierung von Schadstoffen bei.
Weitere detaillierte Maßnahmenbeschreibungen können den
unten aufgeführten Literaturquellen entnommen werden.
Zusätzliche Vorteile einer
ausgeglichenen Kalkversorgung
Eine ausgeglichene Kalkversorgung reduziert nicht nur die
Schwermetallaufnahme. Mit der Kalkdüngung geht auch ein
verbessertes Bodengefüge einher, so dass der Wasser- und
Lufthaushalt der Böden günstig beeinflusst wird. Die Auf-
nahme und Speicherung von Regenwasser steigt, die Ver-
schlämmungs- und Erosionsanfälligkeit sinkt und die Trag-
fähigkeit wird verbessert. Weiterhin wird das Bodenleben
aktiviert. Alle Effekte tragen zur Absicherung und Verbesse-
rung der Pflanzenerträge bei.

image
12
Literatur
BfR – Bundesinstitut für Risikobewertung (2009): Cadmium
in Lebensmitteln. Eine aktuelle Aufnahmeschätzung für die
deutsche Bevölkerung.
www.bfr.bund.de/cm/350/cadmium_in_lebensmitteln.pdf
Empfehlung 2014/193/EU der Kommission zur Senkung des
Cadmiumgehalts in Lebensmitteln vom 4. April 2014, ABl.
EU vom 08.04.2014 Nr. L 104 S. 80
DLG-Merkblatt (2009): „Hinweise zur Kalkdüngung“, Frank-
furt a. Main.
Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSchV)
vom 12. Juli 1999 (BGBl. I S. 1554), zuletzt durch Artikel 5
Absatz 31 des Gesetzes vom 24. Februar 2012 (BGBl. I S.
212) geändert.
www.gesetze-im-internet.de/bundesrecht/bbodschv/ge-
samt.pdf
Lebensmittel- und Futtermittelgesetzbuch in der Fassung der
Bekanntmachung vom 3. Juni 2013 (BGBl. I S.1426), zuletzt
durch Artikel 1 der Verordnung vom 28. Mai 2014 (BGBl. I S.
698) geändert.
www.gesetze-im-internet.de/bundesrecht/lfgb/gesamt.pdf
Elsäßer, M., N. Feldwisch, H. Nußbaum, O. Ehrmann (2004):
Maßnahmenkonzept zur verschmutzungsarmen Nutzpflan-
zenernte. LABO-Bericht B4.03.
www.ingenieurbuero-feldwisch.de/labo-projekt_b4_03.htm
Genieser, S. (1995): Einfluss langjähriger düngungsbeding-
ter Bodenversauerung auf chemische und mikrobiologische
Parameter der Bodenfruchtbarkeit. Dissertation Universität
Bonn, 1995.

image
13
Kowalewsky, H. H., H. Vetter (1982): Möglichkeiten zur
Herabsetzung der Schwermetallbelastung in Futter und Nah-
rung. Landwirtschaftliche Forschung, Sonderheft 39: 165-175.
LfULG– Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft
und Geologie (2013): Hinweise und Empfehlungen zum Um-
gang mit arsen- und schwermetallbelasteten landwirtschaft-
lich und gärtnerisch genutzten Böden. Leipzig.
www.publi-
kationen.sachsen.de/bdb/artikel/19072
BfUL – Sächsische Staatliche Betriebsgesellschaft für Umwelt
und Landwirtschaft (o. J.): Sortenabhängige Cadmiumauf-
nahme bei Getreide.
www.smul.sachsen.de/bful/14107
.htm
LUA – Landesumweltamt Nordrhein-Westfalen (2005):
Handlungsempfehlungen zu Maßnahmen der Gefahrenab-
wehr bei schädlichen stofflichen Bodenveränderungen in der
Landwirtschaft. LUA Merkblatt 55.
www.lanuv.nrw.de/vero-
effentlichungen/merkbl/merk55/merk55.pdf
Landwirtschaftskammer Niedersachsen (2007): Anbauemp-
fehlungen für schwermetallbelastete Böden zur Gewährleis-
tung der Lebens- und Futtermittelqualität. Landwirtschafts-
kammer Niedersachsen.
VDLUFA – Verband deutscher landwirtschaftlicher Unter-
suchungs- und Forschungsanstalten (2000): „Bestimmung
des Kalkbedarfs von Acker- und Grünlandböden“. VDLUFA-
Standpunkt, 19.09.2000.
www.vdlufa.de/joomla/Doku-
mente/Standpunkte/0-9-kalk.pdf

image
14
Links
Bundesinstitut für Risikobewertung
www.bfr.bund.de/de/start.html
Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz,
Bau und Reaktorsicherheit,
Thema Bodenschutz und Altlasten
www.bmub.bund.de/themen/wasser-abfall-boden/boden-
schutz-und-altlasten
Bundesverband Boden e. V.
www.bvboden.de
Umweltbundesamt, Thema Stoffe in Böden –
www.um-
weltbundesamt.de/themen/boden-landwirtschaft/bodenbe-
lastungen/stoffe-in-boeden
Verband deutscher landwirtschaftlicher
Untersuchungs- und Forschungsanstalten
www.vdlufa.de
Düngekalk-Hauptgemeinschaft
www.naturkalk.de

image
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15
Gute fachliche Praxis
Bodenbewirtschaftung und
Bodenschutz
In dieser Broschüre hat ein Team
von Wissenschaftlern und Experten
die neuesten Erkenntnisse für die
Bodenbearbeitung, den Schutz vor Ver-
dichtung und Erosion und den Erhalt
der organischen Substanz umfassend
dargestellt.
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Nachhaltige Landwirtschaft ist nur auf
gesunden Böden möglich. Kompost
trägt als Nährstoff- und Humusliefe-
rant zur Erhaltung und Erhöhung der
Bodenfruchtbarkeit bei. Das Heft stellt
verschiedene Kompostarten und ihre
unterschiedlichen Eigenschaften vor.
Bestell-Nr. 1476
Heft, DIN A5, 60 Seiten
Gute fachliche Praxis der
Stickstoffdüngung
Die Stickstoffdüngung beeinflusst
maßgeblich den Ertrag und die Qualität
der Produkte. Das Heft beschreibt die
optimale Düngung bei den wichtigsten
Ackerbaukulturen sowie Gemüse und
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N. Feldwisch: Seite 7
P. Meyer, aid: Titel
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2014
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