XLI. Die chemischen Grundsätze der Wechselwirthschaft; von Dr. Gardner. Aus einem Vortrag des Verfassers in der amerikanischen Ackerbaugesellschaft, durch das London Journal of arts, Mai 1847, S. 288. Gardner, die chemischen Grundsätze der Wechselwirthschaft. Die natürliche Aufeinanderfolge der Pflanzen steht in Beziehung zum Vorkommen organischer Materie im Boden. Die reichsten Gewächse, welche die Oberfläche zuerst einnehmen, bedürfen am allermeisten von solcher, und so geht es allmählich herunter bis zu den Gräsern und Waldbäumen, welche recht gut fortwachsen ohne daß der Boden organische Materie enthält. Die andern Elemente der Fruchtbarkeit als vorhanden vorausgesetzt, treiben die Chenepodeen und verwandten Familien nur da, wo stickstoffhaltige Materie gegenwärtig ist; indem sie, ohne solche aus dem Erdreich zugeführt zu erhalten, nicht wachsen können. Dieser Satz findet seine Bestätigung nicht nur durch die erwiesene Gegenwart organischer Materie in dem Erdreich, worin sie wachsen und durch die Thatsache, daß einige Species derselben Ammoniak ausathmen, sondern er ist überdieß durch Boussingault's Versuche vollkommen dargethan. Dieser Chemiker zog Klee, Erbsen, Weizen und Hafer in einem von aller organischen Materie freien Boden und versah sie nur mit destillirtem Wasser; der Klee und die Erbsen hatten ihre stickstoffhaltige Materie während des Wachsthums verdoppelt, während Hafer und Weizen daran durchaus nicht zunahmen. Da nun bloß eine einzige Stickstoffquelle zugegen war, die Atmosphäre nämlich, so ist klar, daß die erstern fähig sind, sich aus dieser damit zu versehen, während die Körnergewächse für diesen Stoff sämmtlich auf den Boden angewiesen sind. Daher werden jene Pflanzen, welche sich vermittelst ihrer Wurzeln ernähren, in einem Boden mit stickstoffreicher organischer Materie gedeihlich wachsen, denselben aber in einer gewissen Zeit so erschöpfen, daß er für diese Species nicht mehr taugt, auf welche alsdann eine mittlere Gattung, und zuletzt Gramineen, Leguminosen und andere Pflanzen folgen, die den Stickstoff aus der Luft aufnehmen können, und weit entfernt, den Boden daran zu erschöpfen, ihm vielmehr solchen noch abtreten. In dieser Thätigkeit der Pflanzen enthüllt sich uns die natürliche Wechselwirthschaft und überdieß die Möglichkeit, die Aufeinanderfolge der anzubauenden Gewächse der Anhäufung sowohl als der Abnahme stickstoffhaltiger Materien anzupassen. Die meisten französischen Schriftsteller über Landwirtschaft, darunter Boussingault und Payen, beurtheilen den Werth der Düngerarten nach ihrem Stickstoffgehalte. Nach ihnen ist sonach der Hauptzweck der Düngung, dem Boden Stickstoff zuzuführen, und die vornehmste, wenn nicht einzige Rücksicht der Wechselwirthschaft ist die ökonomische Verwendung dieses Körpers. In den frisch gedüngten Boden kommen stark erschöpfende Pflanzen, wie Weizen, dann solche, welche weniger Stickstoff aus dem Boden aufnehmen, und zuletzt solche, die ihren Stickstoff aus der Luft schöpfen, wie Klee, Luzerne, Gras etc. So einleuchtend und einfach diese Theorie auch ist, muß man doch bedenken, daß unser Korn, Weizen, Hafer nicht bloß Stickstoff aus dem Boden ziehen, sondern auch andere Substanzen, namentlich anorganische und salzige, wovon ihm oft weit mehr entzogen wird als von Stickstoff. Mit Bezug auf seine frühere Abhandlung „über die Erschöpfung des Erdreichs durch den Anbau verschiedener Gewächse“ führt der Verf. folgende Resultate derselben an: 1) Daß alle Samen eine große Menge Phosphorsäure enthalten, welche in der Regel 35–40 Proc. der ganzen Asche beträgt, indem oft sämmtliche Asche aus phosphorsauren Salzen besteht; dieß wurde nachgewiesen vom Korn, Weizen, den Bohnen, dem Hanfsamen, Leinsamen, den Erbsen, dem Baumwollsamen und andern Pflanzen. Auch wurde gezeigt, daß das Stroh und die Halme selten mehr als 1–3 Procent Phosphorsäure enthalten, welche Substanz in den Samen abgesondert wird. (Die betreffenden Analysen sind im Farmer's Dictionary mitgetheilt.) 2) Daß die Phosphorsäure im Erdboden von allen Mineralkörpern am wenigsten verbreitet ist, da sie in gutem Erdreich selten ein halbes Procent, gewöhnlich nur 1/10 Proc. beträgt. 3) Daß viele Erdreiche, welche 5 bis 12 Proc. Humus enthalten, notorisch unfruchtbar sind. 4) Daß die Phosphorsäure, welche durch gewisse Samengewächse ausgezogen wird, viel mehr beträgt als diejenige, welche die gewöhnlichen Futtergewächse ausziehen; manchmal fünfmal so viel. Die Absonderung der Phosphorsäure in den Samen zugegeben, muß offenbar die durch Blättergewächse, wie Tabak, Kohl, Flachs, Hanf etc., bei welchen Pflanzen es nicht auf Samen abgesehen ist, bewirkte Erschöpfung des Bodens, sowie die durch Wurzelgewächse, mit Ausnahme vielleicht der Rüben hervorgebrachte, einer andern Ursache zuzuschreiben seyn. Boussingault's und des Verf. Versuche über die Wechselwirthschaft werfen einiges Licht auf letztere Art der Erschöpfung. Einige Pflanzen ziehen allen ihren Stickstoff aus organischen Materien im Boden, andere aus der Luft; einige Pflanzenfamilien kommen nur in einem reichen Boden und in der Nähe von Düngerhaufen zum Vorschein, während andere wieder in organischer Materie ermangelnder, mineralischer Erde zu Hause sind. Damit hat die Phosphorsäure offenbar nichts zu thun, da keine aus dem Boden entfernt wird, indem die tobten Pflanzen sie wieder hergeben; es findet nur eine Verminderung der flüchtigen Stoffe oder der stickstoffhaltigen Producte der zerstörten organischen Materie statt. Man baue einigemale Kohl oder Tabak auf einem reichen Stück Land an; wie bald wird die organische Materie verschwinden! Praktiker werden sagen, daß dieß durch das Behacken der Pflanzen und durch die Einwirkung der Sonne auf den Boden geschehe; dieß ist aber nicht die Ursache; das Behacken gereicht der Pflanze zum Nutzen, da durch das Einführen von Luft die Zersetzung der organischen Materie des Bodens beschleunigt oder die Fixirung atmosphärischen Stickstoffs befördert wird. (Mulder im Journal für praktische Chemie Bd. XXXII S. 344.) Wenn dem Tabak, den Kartoffeln und ähnlichen Pflanzen faulender Dünger zugesetzt wird, so hat man dabei die Absicht, stickstoffhaltige Materie zuzuführen, und diese ist ganz verschieden von dem Zweck, den man hat, wenn man ihn dem Weizen oder gewissen Samengewächsen zusetzt. Sollte es hiezu noch weiterer Beweise bedürfen, so können wir uns noch auf die Pflanzen berufen, welche unter verschiedenen Umständen den Boden verschiedenartig erschöpfen. Wegen seiner Faser angebauter Flachs erschöpft den Boden an Stickstoff, und ihm können dann Korn oder Bohnen folgen; soll derselbe aber Samen reifen, so erschöpft er den Boden doppelt, an stickstoffhaltiger Materie und Phosphorsäure; dann kann kein Korn auf ihn folgen, es sey denn im reichsten Boden. Wegen der Faser angebauter Hanf kann in einem humusreichen Boden viele Jahre cultivirt werden; der Anbau wegen des Samens aber erschöpft diesen schnell. Wir haben mithin Culturen, welche den Boden seiner stickstoffhaltigen Materie berauben – Culturen, welche ihm überflüssige Phosphorsäure entziehen – und Gräser und Kleegewächse, die geschnitten werden ehe sie Samen tragen, welche dem Boden keine dieser wesentlichen Substanzen entziehen, sondern im Gegentheil ihn an organischer Materie bereichern. Viele Pflanzen, wie Korn, Weizen, Baumwolle, Hanf, Flachs, Kohlarten etc. zu Samen gezogen, erschöpfen den Boden in beiden Hinsichten und sind daher besonders kostspielige Culturen. Mittelst dieser durch Erfahrung und mehrere hundert Analysen bestätigten Eigenschaften der Pflanzen vermögen wir uns die Regeln der Praktiker über die Aufeinanderfolge der Culturen zu erklären. Erste Regel. Diese beruht auf dem Grundsatz, daß die Pflanzen den Boden hinsichtlich der stickstoffhaltigen Materien ungleich aussaugen und daher so geordnet werden müssen, daß die ihn am meisten erschöpfenden möglichst selten wiederkehren. Zweite Regel. Bei Samenculturen, die den Boden an Phosphorsäure erschöpfen, muß mit krautartigen Pflanzen, welche ihm nicht so viel von dieser wichtigen Substanz entziehen, gewechselt werden. Diese Anweisungen dienen dem Landwirth jetzt als sichere Richtschnur; er weiß nun, daß er die Gewächse nach ihrer verschiedenen Einwirkung auf seine Felder in Classen zu unterscheiden hat. 1) Samenbau, welcher den Boden an Stickstoff erschöpft; 2) Samenbau, der den Boden nicht an Stickstoff erschöpft; 3) erschöpfende Futterkräuter und Wurzelbau; 4) Culturen, welche den Boden weder an Humus noch an phosphorsauren Salzen erschöpfen, sondern den Stickstoff erneuern. Ist ihm dieß bekannt, so kann er für alle Fälle sein System der Wechselwirthschaft bilden; so kann er Indigo, Baumwolle, Tabak, Korn, Bohnen, Oelpflanzen und viele andere dazwischen hauen, die in Low's, Thaer's und Stephens' Tafeln nicht zu finden, und bei Buel und Armstrong nicht an der rechten Stelle angegeben sind. Hiemit ist aber unser Wissen noch unvollständig; in obiger 4ten Classe nämlich sind die Pflanzen, welche den Boden weder an Stickstoff noch an Phosphorsäure erschöpfen; es fragt sich nun, in welcher Hinsicht sie ihn erschöpfen, um die ökonomische Bedingung erfüllen zu können, daß der Boden so wenig als möglich verarme. Eben so wie es nun bekannt ist, daß ohne Aufnahme von Phosphorsäure die Samenkörner der Pflanzen nicht zur Reife gelangen können, so sind auch durch viele hundert Analysen die alkalischen Basen ermittelt, welche von den verschiedenen Individuen aufgenommen werden. Die das Kali vorziehenden Classen sind die Synanthereen (Compositae), die Doldengewächse, die Kätzchenträger (Amentaceae), die Gräser und Chenepodeen; den Kalk lieben am meisten die Leguminosen, Rosaceen, Solaneen und Rubiaceen; das Natron wählen die Cruciferen (kreuzblüthigen), Asphodeleen und Liliaceen. In diesen Pflanzengruppen können die isomorphen Körper ebenfalls einander vertreten. So fand man in der Asche der Eiche von der Seeküste von Long-Island das Natron die Stelle des Kalis vertretend. In der Nähe der niedern Salzebenen von New-Jersey gebaute Trauben enthielten statt Kali Natron. Andererseits wurde in Seepflanzen, die ins Innere des Landes verpflanzt worden waren, Kali gefunden. Tabake verschiedenen Ursprungs, von Berthier analysirt, hatten Kali als basischen Bestandtheil; während von Fresenius und Will untersuchte Proben 60 Proc. Kalk und Magnesia lieferten. Auch ist zu bemerken, daß die verschiedenen Theile derselben Pflanze verschiedene Salze vorherrschend enthalten. Die Kartoffelknollen enthalten 80 Proc. Kali, während die Analyse des Krauts 60 Proc. Kalk ergab. Die chemische Untersuchung verschiedener Pflanzen wird daher verschiedene Resultate bei derselben Pflanze liefern, wenn sie in verschiedenen Boden oder zu verschiedenen Zeiten in demselben Boden gewachsen ist. Die Agenten des franz. Gouvernements veranlaßten, nachdem man sich überzeugt hatte, daß die aus den Vereinigten Staaten bezogenen Tabake schlechtere Producte lieferten, eine Untersuchung, welche ergab, daß anstatt der von Berthier in den früher analysirten guten Proben gefundenen Kalisalze, in den geringern Proben jüngern Gewächses Kalksalze vorherrschten. Der Verf. ist der Ansicht, daß wenn man einer Pflanze ihre Stelle unter den Salzgruppen anweisen will, die Asche der Blätter als Anhaltspunkt gewählt werden muß, weil das Blatt jenes wichtige Organ der Vegetation ist, worin der Saft ausgearbeitet und für das künftige Wachsthum der Pflanze vorgesorgt wird. Wenn Raspail's Ansicht richtig ist, daß die salzigen Substanzen im Pflanzengewebe das Wesentliche seiner Organisation sind, so muß nothwendig der organisirende Theil der Pflanze, das Blatt, die salzige Substanz enthalten, ohne welche, oder deren isomorphe Stellvertreter, sie sich nicht entwickeln und ihre Functionen nicht verrichten könnte; wenn das Blatt nicht in gesundem Zustande ist, so kann sich die Pflanze nicht vollkommen entwickeln. Hinsichtlich des Einflusses der Cultur auf die Pflanzen, bemerkt der Verfasser: Im natürlichen Zustand bedürfen alle körnertragenden Pflanzen wenig stickstoffhaltige Materie; durch die Entwickelung aber, welche viele, wie der Weizen, die Gerste, erlangt haben, wurden sie zu stickstoffreichen Pflanzen und können in diesem, ihrem gegenwärtigen Zustand nicht erhalten werden, ohne daß den Wurzeln diese Nahrung reichlich zugeführt wird. Viele Gartengewächse haben dieselbe Eigenschaft; der Kohl besteht von Natur aus nur aus wenigen zähen Blättern und gedeiht in einem Erdreich von gewöhnlicher Fruchtbarkeit am Meeresstrand; seine gegenwärtige üppige Entwickelung, durch welche er in mehreren Varietäten sicherlich das 100fache Gewicht erreicht, ist die Folge der beim Feldbau seiner Wurzel gegebenen Nahrung; wird diese vermindert, so gehen die Charaktere der Varietät bald wieder verloren und die Pflanze degenerirt. Aus folgender Tabelle ersieht man die Stellung, welche die meisten cultivirten Pflanzen einnehmen, so weit unsere jetzigen Kenntnisse reichen. Textabbildung Bd. 105, S. 151 Pflanzen, welche viel Stickstoff im Boden erfordern; Pflanzen, die wenig oder keines Stickstoffs im Boden bedürfen; Samentragend; Blätter- oder Wurzel-Gewächse; Kalk; Kali; Natron mit Schwefel; Hanfsamen; Baumwolle; Hopfen; cultivirte Erbsen; Korn; Madia; Weizen; Reis; Hafer; Gerste; Rübsamen; Colza; Senfsamen; Leinsamen; Tabak; Kartoffeln; Hanf; Indigo; Färberröthe; Zuckerrohr; Gelbrüben; Pastinak; Mangelwurzel; Bete (Runkelrübe); Spinat; Rübe; Kohlrabi; schwedische Rübe; Kohlarten; Zwiebel; Spargel; Feldbohnen; Erdeicheln; Wicken; Roggen; deutsche u. poln. Hirse; Buchweizen; Aepfelartige Früchte; Klee; Spark; Luzerne; Wickenklee; alle vor dem Samen geschnitten; Viehgras; Erdbirnen (Topinambur) Diese zehn Gruppen von Pflanzen können abwechselnd angebaut werden. Ob ein Grundstück sich zu rentiren verspricht, kann in den meisten Fällen durch eine Untersuchung nach vorstehender Tabelle beurtheilt werden. Wenn man die in der Erde enthaltenen Mineralstoffe in Ernten verwandelt, muß man ein solches Wechselsystem annehmen, daß die fruchtbarmachenden Elemente nicht zu rasch daraus gezogen werden, ohne daß aus irgend einer Quelle ein Ersatz dafür eintritt. Wollte man z.B. in einer Lage, wo jedes Product verkäuflich ist, eine Wechselreihe annehmen, wobei die Gewächse bloß Phosphorsäure aus dem Boden ziehen, so würde der Ankauf von Stickstoff, Kalk, Kali und Schwefel keinen Nutzen gewähren und das dafür bezahlte Geld wäre rein verloren. Bei einer einsichtsvoll gewählten Aufeinanderfolge der Culturen aber kann jedes fruchtbarmachende Agens im Boden ohne Verlust in Geld verwandelt werden. Nachdem ein Grundstück durch zweckmäßige Behandlung den Höhepunkt seiner Bearbeitung erreicht hat, muß es auf Gewinn hin cultivirt werden. Der dabei einzuschlagende Weg ist offenbar kein anderer als das System der Wechselwirthschaft, bei welcher man jeden salzigen und stickstoffhaltigen Bestandtheil, der auflöslich wurde, dem Boden entzieht und kein Bestandtheil verloren geht. Dieß kann aber nur durch den Anbau solcher Gewächse geschehen, wovon jedes eine besondere Art von Nahrungsmitteln erfordert und durch Auswahl der Gewächse nach Maaßgabe des in dem Boden vorkommenden Mengenverhältnisses dieser Stoffe. Phosphorsäure ist ein nur sparsamer Bestandtheil der Boden- und auch der Düngerarten, den Guano und die Knochen ausgenommen, indem ersterer 12, letztere 25 Procent davon enthalten. Zunächst nach ihr kömmt die stickstoffhaltige Materie, welche nur einen geringen Procentgehalt des Pflanzengebildes (0,5 bis 3,0 Procent) ausmacht und daher vorsichtig ausgezogen werden muß. Schwefelsäure ist in allen Bodenarten in nicht unbedeutendem Verhältniß vorhanden, in größter Menge in den alten Mergel- und den gypsartigen Formationen. Kalk und Alkalien kommen in weit größerer Menge als irgend einer der vorhergehenden Körper vor; in reichem angeschwemmten Land sind vom erstem 10, und von den letztern 4 bis 5 Proc. enthalten. Die Menge, welche wir von diesen Stoffen bei einer Wechselbewirthschaftung ausziehen können, ist so groß wie ihre wahrscheinliche Menge im Boden, die in allgemeinen Ausdrücken zu folgendem Procentenverhältniß in einem guten Alluvialboden angenommen werden kann: Phosphorsäure 0,20; stickstoffhaltige Materie 0,25; Schwefelsäure 0,10; Alkalien 2,00; Kalk und Talkerde 5,00. Um die Konsumtion berechnen zu können, müssen wir die Menge und Art der mit jeder Ernte aus dem Boden entfernten Bestandtheile kennen. Eine Ernte von 25 Bushels Weizen, mit Stroh, entzieht dem Boden 123 Pfd. anorganischer Stoffe, welche aus etwa 12 Pfd. Phosphorsäure, 90 Pfd. Kieselerde und 15 Pfd. alkalischer Salze bestehen. Eine Ernte von Lucerne von 2 Tonnen (à 20 Cntr.) zieht 425 Pfd. mineralischer Bestandtheile aus dem Boden, von welchen 250 Pfd. Kalk und 20 Pfd. Schwefelsäure sind. 800 Bushels Runkelrüben ziehen ungefähr 360 Pfd. Asche aus dem Boden, von welchen 316 Pfd. Alkalisalze sind. Außerdem sind alle andern bekannten Mittel, die Reinigungs-Culturen, die grünen Brachen, die Culturen zum Abweiden, die Anwendung der Wurzeln etc. nicht außer Acht zu lassen. Der Verf. zollt dem Norfolk'schen System der Wechselwirthschaft, dessen allgemeine Einführung in vielen Theilen Englands ganze Gegenden vom unfruchtbaren Zustand zu dem günstigsten erhob, gerechte Anerkennung. Es besteht in folgender Aufeinanderfolge: 1stes Jahr Düngung, darauf Rüben; 2tes Jahr Gerste mit Klee gesäet; 3tes Jahr Klee, der erste Wuchs geschnitten, dann abgeweidet und für Weizen gepflügt; 4tes Jahr Weizen, worauf Düngung und Rübe wie vorher. Bei diesem System folgt auf die Düngung diejenige Pflanze, welche der meisten stickstoffhaltigen Materie bedarf. Die Gerste, der zweite Anbau, erfordert viel weniger stickstoffhaltige Materie und entzieht dem Boden nur eine beschränkte Menge Phosphorsäure und Kali. Hierauf folgt eine Kalkpflanze, der Klee, welcher dem Boden wieder stickstoffhaltige Materie liefert und ihn durch seine langen Wurzeln auflockert. Der Weizen, welcher den Kreis schließt, ist ein Kali- und Phosphorsäure-Gewächs, das nur ein mittleres Quantum organischer Materie erfordert. Diese Wechselbewirthschaftung ist, wenn wir den Boden und die angewandten Düngmittel betrachten (der Boden ist ein kieselhaltiger, der Dünger landwirthschaftlicher Compost und Knochenerde) ein vollkommenes Beleg für vorstehende Grundsätze. Es versteht sich übrigens, daß auch die mechanische Structur des Bodens hinsichtlich ihres Einflusses auf die Cultur bei der Wahl der Pflanzen berücksichtigt werden müsse.