FAQ - Häufig gestellte Fragen

Fragen zur Pflanzenernährung

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Grundlagen der Düngung

Welche Vor- und Nachteile haben Mineraldünger?

Pro

▪ Mineraldünger enthalten die gleichen Pflanzennährstoffe, wie sie in der Natur vorkommen, also keine neu synthetisierten Moleküle. Der Stoffwechsel von Pflanzen, Tieren und Menschen ist mit den aus den Mineraldüngern freiwerdenen Nährstoffen vertraut.

▪ Mineraldünger haben sich seit 150 Jahren bewährt, Kalk sogar schon seit der Römerzeit. Die Wirkung der dauerhaften Anwendung auf den Boden und das Pflanzenwachstum wurde von Beginn an ständig untersucht. Versuche bestätigen, dass der Boden auch bei ausschließlicher Mineraldüngung nachhaltig fruchtbar und gesund bleibt.

▪ Mineraldünger enthalten gleichbleibende Mengen an Nährstoffen, die in bekannten Zeiträumen für die Pflanzen verfügbar sind. Sie ermöglichen gezielte und verlustarme Düngung und lassen sich sehr gleichmäßig auf dem Feld verteilen. Dadurch können Über- oder Unterdüngung vermieden werden.

▪ Mineraldünger senken die Kosten der Nahrungsmittelerzeugung, weil durch ihren Einsatz der Ertrag pro Fläche erhöht wird, d. h. die Kosten für die erzeugte Nahrungseinheit sinken.

▪ Ein Verzicht auf Mineraldünger würde zwangsläufig zu einer Ausweitung des Hungers auf der Welt führen.

Contra

▪ Der Einsatz mineralischer Dünger hat die Konzentration des Ackerbaus auf weniger Fruchtarten begünstigt. Stickstoffsammelnde Leguminosen und andere anspruchslose Kulturen wie Hafer und Roggen wurden zurückgedrängt.

▪ Wird auf organische Dünger ganz oder teilweise verzichtet, sind besondere Maßnahmen zur Erhaltung des Humusgehaltes erforderlich: z. B. Einarbeitung von Stroh und Kartoffelkraut oder Anbau von Zwischenfrüchten zur Gründüngung.

▪ Intensive Mineraldüngung fördert in Grünlandbeständen das Wachstum hochwertiger Futtergräser. An arme Standorte angepasste, weniger konkurrenzstarke Arten werden zurückgedrängt. Die Artenvielfalt nimmt entsprechend ab.

▪ Aufgrund ihres hohen Nährstoffgehalts erfordert der Einsatz von Mineraldüngern besondere Sorgfalt. 

Wie ist die Düngung unter Umweltaspekten zu bewerten?

Die in Deutschland zugelassenen Düngemittel sind von sich aus nicht umweltbelastend. Negative Auswirkungen auf die Umwelt entstehen nur bei unsachgemäßer Handhabung.

Unerwünschte Auswirkungen treten auf, wenn die Nährstoffzufuhr durch Düngung deutlich über dem Nahrstoffbedarf der Kulturpflanzen liegt. Das ist der Fall, wenn zu viel Dünger ausgebracht wird oder die Düngung zu einem Zeitpunkt stattfindet, zu dem keine bzw. nur eine geringe Nährstoffaufnahme stattfindet. Ein Teil der nicht aufgenommenen Nährstoffe geht verloren und belastet die Umwelt.

Durch den sachgerechten Einsatz von Düngemitteln können Nährstoffverluste minimiert werden. Besondere Vorteile bieten dabei Mineraldünger, da mit diesen die Ernährung der Pflanzen wesentlich genauer und umweltschonender durchgeführt werden kann als mit organischen Düngern wie Stallmist, Jauche, Gülle, Kompost oder Klärschlamm.

Die Düngemittelindustrie in Deutschland bemüht sich in besonderer Weise, dem Kunden fachlich fundierte Informationen zu einer sachgerechten Handhabung und einem umweltschonenden Einsatz von Mineraldüngern bereitzustellen.

Warum muss gedüngt werden?

Pflanzen brauchen für ihre Entwicklung und ihr Wachstum Pflanzennährstoffe. Diese werden überwiegend über die Wurzeln aufgenommen. Düngemittel führen dem Boden die notwendigen Pflanzennährstoffe zu und erhalten so dessen Bodenfruchtbarkeit bzw. dessen Ertragspotenzial. Der Boden landwirtschaftlicher Nutzflächen enthält von sich aus in der Regel nicht genügend Pflanzennährstoffe für dauerhaft hohe Erträge. Wenn keine Nährstoffe zugeführt werden, sinken die Erträge und die Pflanzen leiden unter Mangelerscheinungen oder gedeihen in Extremfällen überhaupt nicht. Düngemittel sind daher für eine nachhaltige Landwirtschaft unverzichtbar.

Die ständig wachsende Weltbevölkerung erfordert eine stetig steigende Nahrungsmittelproduktion. Die hierzu notwendige Erhöhung der landwirtschaftlichen Produktion kann nur durch einen zunehmenden und effizienten Düngemitteleinsatz erreicht werden.

Welche Vor- und Nachteile haben Wirtschaftsdünger?

Pro

▪ Es ist ökologisch und ökonomisch sinnvoll, die Nährstoffe in der Landwirtschaft soweit wie möglich im Kreislauf zu halten. Daher hat die Wiederverwertung der im Betrieb anfallenden organischen Abfälle wie Stallmist, Jauche und Gülle seit jeher Priorität für die Landwirtschaft. Da diese Wirtschaftsdünger nur zu bestimmten Zeiten im Jahr sinnvoll eingesetzt werden können. müssen sie in der Zwischenzeit möglichst verlustarm gelagert werden.

▪ Die in Wirtschaftsdüngern enthaltene organische Substanz kann dazu beitragen, den Humusgehalt des Bodens zu stabilisieren.

Contra

▪ Der Nährstoffgehalt organischer Dünger schwankt erheblich und macht eine genaue Düngeplanung unmöglich. Die enthaltenen Nährstoffe stehen den Pflanzen zeitlich und mengenmäßig nicht immer bedarfsgerecht zur Verfügung.

▪ Die Umsetzung der organischen Dünger im Boden ist kaum berechenbar. Daher lässt sich die Nährstoffwirkung nicht sicher voraussagen.

▪ Durch die langsame Freisetzung der Nährstoffe - auch in Zeiten ohne Pflanzenwachstum - und das gasförmige Entweichen von Ammoniak kann die Umwelt belastet werden.

▪ Die Menge des anfallenden Wirtschaftsdüngers in einem landwirtschaftlichen Betrieb richtet sich nach der Anzahl der gehaltenen Tiere und nicht nach dem Bedarf von Boden und Pflanzen.

▪ Da der Lagerraum für Wirtschaftsdünger oft begrenzt ist, müssen sie auch zu Zeiten ausgebracht werden, die für die Pflanzenernährung nicht optimal sind.

▪ Da Wirtschaftsdünger aus Transportgründen bevorzugt auf hofnahen Flächen angewendet werden, kommt es dort oft zur Überdüngung.

▪ Durch den Einsatz von organischen Düngemitteln werden dem Boden und in der Pflanze zusätzlich Schwermetalle und andere Schadstoffe angereichert. 

Aus was bestehen Mineraldünger?

Düngemittel bestehen größtenteils aus Nährstoffen. Da Stickstoff, Phosphor und Kalium über Kationen und Anionen mit anderen Elementen verbunden sind, kann bei der traditionellen Darstellung des Nährstoffgehalts (als Elemente oder Oxide) der Eindruck entstehen, dass Düngemittel viele unnötige Bestandteile enthalten. Stickstoff ist in Form von Nitrat (NO3-), Ammonium (NH4+) oder Harnstoff (CO(NH2)2), Phosphor in Form von Phosphat (PO43-) und Kalium als Kaliumsulfat (K2SO4) oder Kaliumchlorid (KCl) vorhanden. Nehmen wir Kalksalpeter (15,5 % N und 19 % Ca) als Beispiel. Seine chemische Formel lautet Ca5NH4(NO3)11 x 10H20. Das Produkt enthält folglich nur Pflanzennährstoffe (Calcium, Stickstoff als Nitrat und eine geringe Menge Ammonium) sowie etwas Wasser, damit das Produkt physikalisch stabil ist. Diese Komponenten sind nach ihrer Ausbringung fast zu 100 % pflanzenverfügbar.

Ertrag, Qualität und Gesundheit

Welchen positiven Beitrag leisten Mineraldünger für die menschliche Gesundheit?

Mineralische Dünger verbessern den Gehalt der Ernteprodukte an wertgebenden Inhaltsstoffen, wie Phosphor, Kalium, Magnesium, Calcium und Selen. Sie leisten damit einen unverzichtbaren Beitrag für die Versorgung der Menschen mit diesen lebenswichtigen Mineralstoffen.

Phosphor
ist für die Steuerung zahlreicher Körperfunktionen wichtig. Er beeinflusst die Synthese von Vitamin D, das die Abgabe von Calcium aus dem Blut in die Organe und die Knochen fördert. Als Bestandteil der Nukleinsäuren ist er Träger der Erbanlagen. Energiereiche Phosphorverbindungen sind unabdingbar für alle Prozesse, bei denen der Körper - wie z. B. bei Muskelarbeit - viel Energie verbraucht. Phosphorhaltige Fermente bauen die Nahrungsbausteine wie Kohlenhydrate, Fette und Eiweiß auf und auch ab. Phosphor-Lipoide - wie z. B. Lecithin -und andere organische Phosphorverbindungen sind für den Transport der Fettsäuren im Organismus zuständig.

Kalium
erfüllt im menschlichen Organismus vielfältige Funktionen. Es ist an der Erhaltung des optimalen Zellmilieus und am Aufbau von Proteinen und Zellsubstanzen beteiligt. Kalium-Ionen wirken zudem als Aktivatoren von Schlüsselenzymen im Kohlenhydrat-, Eiweiß-, Fett- und Energiestoffwechsel. Darüber hinaus spielen aktive und passive Kaliumbewegungen eine bedeutende Rolle für die Erregbarkeit der Reizleitung im Nerven- und Muskelgewebe. Mangelnde Versorgung führt zu Müdigkeit, Muskelschwäche, Verstopfung und in schweren Fällen sogar zu Bewusstseins- und Herzrhythmusstörungen.

Magnesium
spielt eine herausragende Rolle für die Gesundheit des Menschen. Es ist besonders wichtig bei verschiedenen muskulärtetanischen, nervös-depressiven und koronaren Erkrankungen, in der Schwangerschaft und beim Stillen, bei Diabetes und Alkoholmissbrauch. Außerdem gilt Magnesium als Anti-Stress-Mineral. Unterversorgung führt zu Reizbarkeit, Müdigkeit, Erschöpfung, innerer Unruhe, kalten Füßen und Kopfschmerzen bis hin zu Krämpfen oder krampfartigen Zuständen.

Calcium
auf das im Durchschnitt etwa 1,5 kg des Körpergewichtes des erwachsenen Menschen entfallen, spielt im Körper eine überaus wichtige Rolle. Es wird für die Bildung der Knochen, Zähne, Muskeln, Nerven und des Blutes gebraucht. Besonders in der Wachstumsphase besteht ein hoher Calciumbedarf. Ist der Calciumhaushalt gestört, kann es zu Übererregbarkeit und Krampfzuständen kommen.

Welchen Einfluss haben Phosphat und Kali auf die Qualität der Ernteprodukte?

Da Phosphat und Kali beide wichtige, durch andere Nährstoffe nicht zu ersetzende Funktionen in der Pflanze ausüben, wird die Qualität der Ernteprodukte durch die Nährstoffversorgung beeinflusst. Beide Nährstoffe haben positiven Einfluss auf die Kohlenhydratbildung. Durch eine unzureichende Versorgung sinkt z. B. der Stärkegehalt in Kartoffeln. Für Stärke- und Veredelungskartoffeln sind niedrigere Auszahlungspreise die Folge, was für den landwirtschaftlichen Betrieb mit erheblicher wirtschaftlicher Konsequenz verbunden ist. Im Speisekartoffelbau sorgt eine bedarfsgerechte Phosphat- und Kali-Düngung für gute Haltbarkeit im Lager, guten Geschmack und Reduzierung der Schwarzfleckigkeit.

Bei Zuckerrüben fördern Phosphat und Kali den Zuckergehalt sowie den Umbau löslicher N-Verbindungen in Proteine . Dadurch sinkt der Alpha-Amino-N-Gehalt, die Zuckerausbeute wird verbessert. Eine dem Pflanzenbedarf angepasste PK-Zufuhr ermöglicht daher eine bessere Ausnutzung der Stickstoff-Düngung.

Über die Steigerung der Photosynthese durch Phosphat und Kali wird der Gehalt und die Qualität von Fetten, Ölen und Fasern in Pflanzen verbessert. Eine suboptimale Düngung führt zu einem Rückgang des Tausendkorngewichtes, des Hektolitergewichtes und zu einer verschlechterten Kornausbildung bei Getreide. Bei Weizen sinken Klebergehalt und Backvolumen, bei Braugerste werden Extraktgehalt und Einweißlösungsgrad verringert. In Obst und Gemüse fördert eine gute Phosphat- und Kali-Versorgung die Reifevorgänge (z. B. Verhinderung des Grünkragens bei Tomaten) und erhöht den Vitamin-Gehalt.

Auf Wiesen und Weiden wird der Anteil wertvoller Gräser, Kräuter und Leguminosen durch eine gute Phosphat- und Kali-Versorgung deutlich erhöht.

Gibt es Gesundheitsrisiken, die in direktem Zusammenhang mit der Düngung stehen?

Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) hat einen Richtwert für Trinkwasser von 50 mg Nitrat festgelegt, der als sicherer Wert für Gebiete gedacht ist, in denen das Wasser mit Bakterien verunreinigt ist und zusätzliche einen erhöhten Nitratgehalt aufweist.

Die Europäische Union hat den Wert als Grenzwert übernommen.

In Trinkwasser bedeutet Nitrat jedoch mit Sicherheit bis zu 100 mg kein Gesundheitsrisiko.

Für Trinkwasser mit erhöhtem Nitratgehalt werden zwei Gesundheitsrisiken angenommen: Blausucht und Magenkrebs. Forschungsergebnisse unterstützen die Annahmen einer realen Gefährdung nicht.

Laut WHO hat es in Westeuropa in den letzten Jahrzehnten trotz vereinzelt erhöhter Nitratwerte keine Blausucht durch Trinkwasser gegeben, wohl aber durch verdorbene Speisen.

Magenkrebs kam bei Arbeitern aus der Düngemittelindustrie, die während ihres gesamten Berufslebens einer Nitrataufnahme ausgesetzt waren, die dem Vierfachen des Trinkwassergrenzwertes entsprach, nicht häufiger vor als sonst.

„In epidemiologischen Studien konnte bisher kein Zusammenhang zwischen der Nitrataufnahme und dem Krebsrisiko beim Menschen gefunden werden …“ (EU, GD III, Scientific Committee for Food, 1995) 

Sind pflanzliche Erzeugnisse aus ökologischem Anbau besser und gesünder als solche aus konventionellem Anbau?

Zurzeit gibt es bei diesem Thema keine eindeutige Antwort. Da die Nährstoffversorgung unterschiedlich ist, bestehen z. B. geringfügige Unterschiede beim Vitamin- und Proteingehalt der Produkte der verschiedenen Anbausysteme. Vergleichbare Differenzen treten jedoch auch zwischen Kulturen auf, die auf unterschiedlichen Böden oder bei differierenden klimatischen Bedingungen angebaut werden. Diese Unterschiede lassen keine Rückschlüsse auf die Gesundheit von Nahrungsmitteln zu. In der EU-Richtlinie 2092/91 - Artikel 10-2 steht Folgendes:

Etikett oder Werbung dürfen keinen Hinweis enthalten, der beim Käufer den Eindruck erweckt, dass der Vermerk nach Anhang V (Hinweis auf kontrolliert ökologische Agrarwirtschaft) eine Garantie für besseren Geschmack, Nährwert oder bessere Gesundheitsverträglichkeit darstellt.

Gesunde Nahrungsmittel sind wichtig für das Wohlbefinden. Dabei kommt es jedoch auf die Vielfalt, die Zusammensetzung und die verzehrten Mengen an, nicht aber auf die verwendeten Düngemittel.

Bodenfruchtbarkeit und Pflanzenwachstum

Wie ist die Mineraldüngung bei begrenztem Wasserangebot des Standortes zu beurteilen?

Eine ausgewogene Düngung führt zu einer effektiveren Nutzung des verfügbaren Wassers durch die Pflanzen.

Auf intensiv bewirtschafteten landwirtschaftlichen Flächen wird weniger Wasser zur Produktion einer Tonne Getreide benötigt als bei extensiveren Anbausystemen. Eine begrenzte Wassermenge lässt sich daher am besten nutzen, wenn die Düngung am ökonomischen Optimum ausgerichtet wird, die Pflanzen gut gegen Schädlinge und Krankheiten geschützt werden und die am besten geeigneten Sorten angebaut werden.

Wie wirkt sich Mineraldüngung auf die Bodenfruchtbarkeit aus?

Gezielt eingesetzte Mineraldünger steigern die Bodenfruchtbarkeit!

Nachhaltige Wirtschaftsweise bedeutet nicht nur, den Nährstoffbedarf der Kulturpflanzen zu sichern und dabei Nährstoffverluste weitestgehend zu begrenzen. Genauso wichtig ist es, die Ertragsfähigkeit des Bodens zu erhalten:

▪ Mit dem Erntegut werden dem Boden Nährstoffe entzogen. Diese müssen durch Düngung wieder zugeführt werden.

▪ Der Versauerung des Bodens und der damit verbundenen Degradation der Bodenstruktur kann durch Kalkung wirksam begegnet werden. Darüber beeinflusst Kalk die Gefügestabilität positiv.

Unsachgemäße Düngung kann jedoch in folgenden Fällen zu verminderter Bodenfruchtbarkeit führen:

▪ Höhere Erträge erhöhen den Nährstoffbedarf der Pflanzen. Wenn dem Boden nur Stickstoff zugeführt wird, verarmt der Boden langsam an den anderen notwendigen Nährstoffen, so dass die Bodenfruchtbarkeit leidet.

▪ Einseitige Fruchtfolgen können zu einer Reduzierung des Humusgehalts im Boden und zu verminderter Fruchtbarkeit führen. Eine solche Verschlechterung der Bodenqualität hat zwar nichts mit den Mineraldüngern zu tun, kann jedoch durch deren Einsatz eine gewisse Zeit überdeckt werden und daher unerkannt bleiben.

▪ Wiederholtes Ausbringen von sauer wirkenden Düngemitteln, wie z. B. Ammoniumsulfat, trägt zur Bodenversauerung bei, wenn kein entsprechender Ausgleich durch Kalkung erfolgt.

▪ Häufig leidet die Ertragsfähigkeit, wenn unsachgemäß gedüngt wird. Die geläufigsten Düngemittel enthalten oftmals nur die drei Hauptnährstoffe Stickstoff, Phosphor oder Kalium. Oft mangelt es jedoch an weiteren notwendigen Nährstoffen. In Fällen, bei denen Boden- oder Pflanzenanalysen auf Nährstoffmanagel hinweisen, können Mineraldünger eingesetzt werden, um die limitierenden Nährstoffe den Pflanzen zuzuführen.

Hat die Anwendung von Stickstoffdüngern Auswirkungen auf die Bodenreaktion?

Der Einfluss eines Stickstoffdüngers auf den pH-Wert des Bodens hängt von folgenden Faktoren ab:

a) Der Stickstoffkomponente: Durch Nitrataufnahme wird der pH-Wert in der Wurzelzone erhöht, durch Ammoniumaufnahme gesenkt. Zusätzlich wirkt die Nitrifikation bodenversauernd. Daher sind Nitratdünger physiologisch alkalisch; Harnstoff und Ammoniumdünger physiologisch sauer. Besonders Ammoniumsulfat (AS) senkt den pH-Wert, da bei der Umsetzung im Boden Schwefelsäure entsteht.

b) Dem Anteil weiterer Bestandteile mit basischer Wirkung, wie Kalk oder Dolomit (Bsp.: Kalkammonsalpeter)

Zur Charakterisierung von Düngemitteln wird häufig der “Theoretische Kalkbedarf“ (in kg CaO pro 100 kg N) angegeben. Aus dieser Kennzahl geht hervor, ob und in welchem Umfang ein Kalkbedarf durch die Anwendung des Düngers entsteht.

Generell sollte der pH-Wert des Bodens in regelmäßigen Abständen durch Bodenprobenanalysen ermittelt werden. Wenn der pH-Wert zu niedrig liegt, muss Kalk ausgebracht werden.

Können über natürliche Prozesse genügend Nährstoffe für das Pflanzenwachstum mobilisiert werden?

Natürliche Prozesse, über die Nährstoffe in den Boden gelangen, sind:

▪ Verwitterung von Bodenmineralen und Gesteinen.

▪ Zufuhr und Zersetzung (Mineralisierung) organischer Substanzen, wie z. B. abgestorbene Pflanzenteile, Kot und Harn.

▪ Biologische Fixierung von atmosphärischem Stickstoff durch frei im Boden lebende Mikroorganismen oder durch spezifische Bakterien, die in Symbiose z. B. mit Leguminosen leben.

▪ Fixierung von atmosphärischem Stickstoff durch Blitzschlag oder durch photochemische Reaktionen.

▪ Eintrag von Nährstoffen aus der Atmosphäre mit dem Regen oder direkt aus der Luft.

▪ Eintrag von Nährstoffen durch Überflutungen und Überschwemmungen.

In der modernen Landwirtschaft reichen diese Nährstoffmengen nicht aus, um die mit dem Erntegut entzogenen Nährstoffe zu ersetzen. Daher müssen Nährstoffe von außen durch Düngung zugeführt werden.

Führt die Mineraldüngung zur Bodenverdichtung und/oder Bodenerosion?

Verdichtung:
Nein. Bodenverdichtungen können durch schwere Maschinen verursacht werden, die zum Bearbeiten des Bodens, Säen, Ausbringen von Pflanzenschutzmitteln, bei der Ernte oder zum Ausbringen von Düngemitteln eingesetzt werden. Düngemittel an sich führen nicht zu einer Bodenverdichtung. Calcium, der Hauptbestandteil von Kalk und Komponente einiger Düngemittel, fördert sogar die Bildung von stabileren Bodenaggregaten und wirkt so der Verdichtung entgegen. Natrium hat den entgegengesetzten Effekt.

Erosion:
Nein. Bodenerosion ist in den meisten Fällen auf falsche Bewirtschaftungsmaßnahmen zurückzuführen, wie Pflügen stark geneigter Flächen oder wenn die Ackerschläge zu lange ohne schützende Pflanzendecke bleiben. Dagegen fördern Düngemittel das Wurzelwachstum und die Bildung von Pflanzenmasse, so dass aus den Pflanzenresten verstärkt Humus im Boden gebildet wird. Humus senkt die Gefahr der Bodenerosion und trägt zur Fruchtbarkeit des Bodens bei, wodurch wiederum schnell eine den Boden vor Erosion schützende Vegetationsdecke entsteht.

Haben Düngemittel negative Auswirkungen auf Regenwürmer und andere Bodenorganismen?

Bei sachgerechter Anwendung wirkt sich der Einsatz von Düngemitteln nicht negativ auf die Aktivität der Bodenorganismen aus.

Für Regenwürmer sind Düngemittel nicht giftig. Der langandauernde Einsatz von sauer wirkenden Düngemitteln ohne ausgleichende Kalkung kann jedoch eine für sie schädliche Bodenversauerung (niedriger pH-Wert ) verursachen. Niedrige pH-Werte führen jedoch auch zu einem wesentlich geringeren Ertrag, sodass solche Situationen vom Landwirt durch Kalkung gezielt vermieden werden. 

Kann der Chloridanteil einiger Düngemittel die Bodenfruchtbarkeit und das Pflanzenwachstum beeinträchtigen?

Chlorid ist eines der essentiellen Elemente für das Pflanzenwachstum. Es ist jedoch nicht in großen Mengen erforderlich. Die Qualität einiger Kulturen kann leiden, wenn übermäßig viel Chlorid verfügbar ist. Chloridhaltige Düngemittel sollten daher nicht zur Düngung von Kartoffeln, Tomaten und anderen auf Chlorid empfindlich reagierenden Pflanzen eingesetzt werden.

Die Anreicherung von Kochsalz (Natriumchlorid) im Oberboden kann vor allem in trockenen Gebieten ein Problem darstellen. Dieses Salz stammt dann jedoch aus tieferen Bodenschichten oder aus Bewässerungswasser und nicht aus Düngemitteln.

Beeinträchtigt das im Harnstoff enthaltene Biuret das Pflanzenwachstum und die Umwelt?

Biuret entsteht bei der Erwärmung von Harnstoff während des Produktionsprozesses. Nach der Ausbringung wird es durch mikrobielle Prozesse im Boden zersetzt. Daher reichert es sich nicht im Boden an und belastet auch nicht die Umwelt. Wird Harnstoff mit hoher Biuret-Konzentration gedüngt, kann dies jedoch zu Schäden an den Sämlingen führen.

Weizen und Mais scheinen dabei besonders anfällig zu sein. Auch eine Blattdüngung mit Harnstoff hohen Biuretgehalts kann Pflanzenschäden verursachen. um sicherzustellen, dass der Biuretgehalt unterhalb der kritischen Werte liegt (1% bei der Flüssigausbringung von Harnstoff, 0,5 % bei der Ausbringung als fester Dünger) werden gewerbliche Harnstofflieferungen entsprechend kontrolliert.

Nährstoffeffizienz und Nährstoffverfügbarkeit

Wie viel Prozent des ausgebrachten Phosphors wird von den Pflanzen aufgenommen?

Im Jahr der Ausbringung wird nur ein verhältnismäßig geringer Prozentsatz (15 bis 30 %) des eingesetzten Phosphats von den Pflanzen aufgenommen. Der Rest geht in den Bodenvorrat ein, trägt zur Phosphorversorgung der nachfolgenden Kulturen bei.

Welcher Anteil des von einer Zwischenfrucht aufgenommenen Stickstoffs steht der nächsten Kultur zur Verfügung?

Zwischenfrüchte werden u. a. angebaut, um im Herbst Nährstoffe, besonders Nitrat , aus dem Boden aufzunehmen und so vor der Auswaschung zu schützen. Anschließend werden die Pflanzen als Gründünger in den Boden eingearbeitet.

Versuchsberichte von Forschungsinstituten belegen, dass bis zu 50 % des Stickstoffs der Zwischenfrucht von der folgenden Kultur aufgenommen werden kann. Der Rest geht in den organischen Vorrat des Bodens über und wird erst späteren Kulturen nach und nach bereitgestellt. Etwa 10 bis 20 % können nicht genutzt werden und gehen unvermeidbar verloren (Nitratauswaschung, Denitrifizierung).

Was geschieht mit dem Stickstoff im Boden?

Die ausgebrachten Stickstoffdünger werden im Bodenwasser gelöst. Der Nitratanteil ist sehr mobil und verlagert sich mit der Bewegung des Bodenwassers. Ammonium ist deutlich weniger mobil, wird jedoch von Bodenmikroben allmählich in Nitrat umgesetzt.

Mit dem ausgebrachten Stickstoff geschieht folgendes:

▪ Ein Großteil wird dem Boden von den Pflanzen entzogen.

▪ Ein gewisser Teil wird von den Bodenmikroben aufgenommen und geht über diese in den Humusvorrat des Bodens über.

▪ Eine geringe Menge geht durch Auswaschung in Form von Nitrat und gasförmig (als Ammoniak, Stickoxide und elementarer Stickstoff) verloren.

Wie effizient wirkt der Stickstoff aus Düngemitteln?

Die folgende Aussage ist ein Beispiel für die Argumente, die die scheinbar geringe Effizienz von Stickstoffdüngern belegen sollen: „Seit 1950 ist der Einsatz von Stickstoffdüngern um 800 % gestiegen und der Ertrag nur um 100 %!“ Es liegt auf der Hand, dass man dann besonders hohe prozentuale Zunahmen errechnen kann, wenn man die Berechnung auf Zeiten aufbaut, in denen im Vergleich zu heute nur unwesentliche Düngemittelmengen eingesetzt wurden. Gelegentlich beobachten wir auch, dass alle Stickstoffgaben auf einem Hof mit dem Stickstoffgehalt der Nahrungsmittel- und Futtererzeugnisse verglichen werden, die den Hof verlassen. Dies ergibt eine geringe Stickstoffeffizienz. Beim Ackerbau kommt es zwar zu unvermeidbaren Stickstoffverlusten, aber die Verluste bei der tierischen Umsetzung von Futter in Fleisch sind besonders hoch und hauptsächlich für die N-Verluste in der Landwirtschaft verantwortlich. Dies hat jedoch nichts mit der Effizienz der Düngung im Pflanzenbau zu tun. Tatsächlich ist die Effizienz von Stickstoff im Pflanzenbau hoch. Versuche mit isotopisch markiertem Stickstoff in Düngemitteln zu Getreide zeigen, dass sich 40 bis 90 % des ausgebrachten Stickstoffs in den Pflanzen wiederfindet. Der Rest wird von den Bodenorganismen verwertet oder verbleibt größtenteils in den organischen Bestandteilen des Bodens. Nur 10 bis 20 % werden nicht ausgenutzt, da sie in Form von ausgewaschenem Nitrat (NO3-) oder als gasförmige Emissionen (Stickstoxide - N2O und NO, elementarer Stickstoff - N2 und Ammoniak - NH3) verlorengehen. Die Effizienz ist je nach Kultur, Boden, klimatischen Bedingungen, Art des Düngemittels und Ausbringverfahrens unterschiedlich. Generell erhöht übermäßiger Einsatz von Stickstoff die Stickstoffverluste und vermindert die Effizienz.

Nährstoffverluste durch Auswaschung

Kann Phosphat infolge landwirtschaftlicher Produktion in Gewässer gelangen?

Auswaschung

Eine nennenswerte Auswaschung von Phosphat in das Grundwasser findet in der Regel nicht statt. Phosphor wird von den Bodenmineralen gebunden und verlagert sich daher kaum. Eine Ausnahme bilden sehr leichte, humusreiche Sandböden oder Böden, die längere Zeit mit hohen Güllegaben gedüngt wurden.

Eintrag in Oberflächengewässer

Phosphat kann über folgende Pfade in Oberflächengewässer gelangen:

▪ Abschwemmung von Oberbodenmaterial in Gewässer (Erosion)

▪ Abschwemmung von Wirtschaftsdüngern oder Klärschlamm von der Bodenoberfläche

▪ Abflüsse aus Dunglagern

▪ Eintrag über die Kanalisation

Eine auf diese Weise verursachte Erhöhung des Phosphatgehalts im Wasser kann zu verstärktem Algenwachstum in Flüssen, Seen und in Küstengebieten führen (Eutrophierung).

Führt eine Düngung von 200 kg N/ha bei Getreide zu hohen Auswaschungsverlusten?

Eine ertragreiche Getreidesorte kann unter günstigen Witterungsbedingungen einen Ertrag von bis zu 100 dt/ha (10 t/ha) bringen und zwischen 270 und 300 kg Stickstoff aufnehmen. Unter diesen Voraussetzungen sollten 200 kg Stickstoff/ha, die in entsprechenden Teilgaben und zum richtigen Zeitpunkt ausgebracht werden, dem Boden von den Pflanzen problemlos wieder entzogen werden. Dabei sind jedoch der N-Vorrat im Boden und die Entwicklung der Pflanzen zu berücksichtigen.

Auf einem Versuchsfeld der Forschungsanstalt bei Rothamsted in Großbritannien wurden von 1985 bis 1988 jährlich 192 kg N/ha ausgebracht. Dies ergab einen durchschnittlichen Hektar-Ertrag von 86,7 dt und eine Stickstoffverwertung von 72 % durch Körner und Stroh.

Falls das Gleichgewicht zwischen verfügbarer und entzogener Stickstoffmenge stimmt, ist das Auswaschungsrisiko gering. Es steigt jedoch, wenn bei niedrigen Ernteerträgen oder Böden mit hohem N-Gehalt viel Stickstoff ausgebracht wird. Außerdem spielt der Zeitpunkt der Stickstoffgaben eine wichtige Rolle. In vielen Fällen empfiehlt sich eine Aufteilung in mehrere Teilgaben.

Werden Düngemittel in das Grundwasser ausgewaschen?

Im Allgemeinen nicht!

Phosphor, Kalium und Stickstoff in der Ammoniumform (NH4+) sowie die Mikronährstoffe werden von den Bodenpartikeln gebunden, so dass Verluste durch Auswaschung normalerweise sehr gering sind.

Ein Großteil des Ammoniums wird jedoch mit der Zeit durch Bodenmikroben in Nitrat umgewandelt (NO3-). Nitrat wird nicht an Bodenpartikel gebunden und bewegt sich mit dem Bodenwasser. Mit dem Bodenwasser wird es auch von den Pflanzenwurzeln oder Mikroben im Boden aufgenommen. Starke Regenfälle nach der Ausbringung von N-Düngemitteln im zeitigen Frühjahr können zur Verlagerung eines gewissen Teils des Stickstoffs in tiefere Bodenschichten führen, bevor er von den Pflanzen aufgenommen wird. Oftmals erwachsen sich die Pflanzen diesen Stickstoff aber wieder im Verlaufe des Frühjahrs bzw. Sommers.

Messungen in mehreren Ländern zeigen keine oder nur geringfügige Unterschiede bei der direkten Auswaschung von Nährstoffen bei Feldkulturen, solange die eingesetzten Düngermengen den Optimalwert nicht überschreiten. Die Begrenzung der Düngemittelausbringung auf die empfohlenen Mengen führt daher zu einer Verminderung der Nitratauswaschung auf ein akzeptables Minimum. Erst bei Überschreiten der ökonomisch optimalen Stickstoffdüngung bleibt nach der Ernte viel Nitrat im Boden zurück, so dass die Auswaschungsverluste im Winterhalbjahr stark ansteigen.

Nitrat im Grundwasser stammt aber auch aus dem Abbau von Ernteresten, Wirtschaftsdüngern und Bodenhumus. Diese Prozesse finden ständig statt und werden nur bei gefrorenem Boden unterbrochen. Nach der Ernte auf Ackerland freigesetztes Nitrat kann durch Auswaschung im Winterhalbjahr verlorengehen, da die Wasserbewegung im Winter - anders als im Sommer - wegen des fehlenden Wasserentzuges der Pflanzen nach unten gerichtet ist. Im Herbst angebaute Zwischenfrüchte können dieses Nitrat aufnehmen und so vor der Auswaschung bewahren.

Bei hohen Erträgen verbleibt insgesamt mehr Stickstoff in den Wurzeln und Pflanzenresten als bei niedrigen. Daher ist die Möglichkeit der Nitratauswaschung außerhalb der Wachstumsperiode bei intensiver Landwirtschaft etwas höher als bei extensiver Landwirtschaft mit niedrigen Erträgen.

Zur Minimierung der Auswaschung sollten die erprobten Methoden zur Ermittlung des Düngebedarfs angewendet und die Empfehlungen der örtlichen Beratung befolgt werden.

Wie stark sinkt die Auswaschung, wenn man die N-Düngung um 30 % reduziert?

Die Menge des ausgewaschenen Stickstoffs steigt mit zunehmender Stickstoffdüngung nur leicht an. Erst wenn das ökonomische Optimum überschritten wird, nehmen die Auswaschungsverluste deutlich zu. Umgekehrt bedeutet dies, dass eine Reduzierung der optimalen Stickstoffdüngung um 30 % bei Getreide und Gras die Auswaschung lediglich um 2 bis 10 % senkt, wobei die höhere Zahl für leichte Sandböden gilt.

Durch reduzierte Düngung ergeben sich jedoch Kosten für den Landwirt: der Ertrag sinkt um 3 bis 10 % und das Bruttoeinkommen um 5 % oder mehr. Je nach Festkosten kann sich dadurch das Nettoeinkommen ganz erheblich reduzieren. Außerdem können durch den niedrigeren Proteingehalt des Getreides bei reduzierter Stickstoffdüngung Qualitätsverluste auftreten, die den Verkaufspreis mindern und somit weitere Einkommenseinbußen verursachen.

Wie lässt sich die Auswaschung minimieren?

Durch eine solide Düngungsplanung und Nutzung aller hierzu zur Verfügung stehenden Hilfsmittel. Außerdem durch Anbau von Zwischenfrüchten im Herbst nach der Ernte der Hauptfrucht, Anbau von Winterkulturen oder Einarbeiten von Stroh in den Boden. Allgemein sollten die Landwirte die Prinzipien der guten fachlichen Praxis umsetzen, die von der landwirtschaftlichen Beratung empfohlen werden.

Werden durch den Einsatz von Mineraldüngern Grundwasser, Flüsse und die Meere belastet?

Nährstoffeinträge in Gewässer können durch gute landwirtschaftliche Praxis auf ein Minimum reduziert, jedoch nicht völlig ausgeschlossen werden. In Zusammenhang mit der landwirtschaftlichen Nutzung sind folgende Eintragspfade relevant:

▪ Auswaschung direkt in das Grundwasser oder indirekt über die Drainage in den Vorfluter (hauptsächlich Stickstoff, geringfügig auch Phosphor)

▪ Abflüsse aus Ställen und Dunglagern

▪ Abschwemmung von Bodenmaterial und von ausgebrachten Wirtschaftsdüngern (Phosphor und Stickstoff)

Die Nährstoffeinträge in die Gewässer aus der Landwirtschaft haben sich seit 1950 infolge verschiedener Entwicklungen in der landwirtschaftlichen Produktion erhöht:

▪ die zunehmende Spezialisierung der Agrarstrukturen hat zu einer räumlichen Konzentration der Tierbestände und damit zu einer Konzentration der wirtschaftseigenen Düngemittel geführt

▪ die intensiv bearbeitete Fläche ist größer geworden

▪ die Düngung hat infolge der gestiegenen Hektarerträge zugenommen

In der intensiven Landwirtschaft hat sich der Nährstoffdurchsatz auf den bebauten Flächen im Vergleich zu früher deutlich erhöht. Hierdurch ist auch das Risiko von Nährstoffverlusten in die Umwelt größer geworden. Seit einiger Zeit nehmen die Nährstoffeinträge in Gewässer infolge verbesserter Düngungs- und Anbauempfehlungen wieder ab.

Wo wird mehr Stickstoff ausgewaschen - auf stillgelegten Flächen oder auf bewirtschaftetem Ackerland?

Während der Brachephasen sind die Nitratkonzentrationen im Boden normalerweise niedrig, da keine Düngemittel ausgebracht werden und die Brachlandvegetation beträchtliche Mengen an Nährstoffen aufnimmt.

Ein gewisses Auswaschungsrisiko besteht jedoch nach den Brachephasen, wenn das Land wieder in Kultur genommen wird. Aus dem dann umgepflügten Brachebewuchs und dem während der Brache zusätzlich aufgebauten Bodenhumus können dann in kurzer Zeit sehr große Nitratmengen freigesetzt werden. Besonders hoch ist das Auswaschungsrisiko, wenn die Brache im Herbst, d. h. zu Beginn der Sickerperiode, umgepflügt wird.

Nährstoffverluste durch gasförmige Emissionen

Welche Probleme verursacht die Verflüchtigung von Ammoniak?

Ammoniakverflüchtigung ist letztlich eine der Ursachen für den sauren Regen, für die Bodenversauerung und möglicherweise ist sie auch für Waldschäden mitverantwortlich. Außerdem kann Ammoniak aus der Luft in ansonsten nährstoffarme Flächen eingetragen werden. Hierdurch wird das Graswachstum gefördert, sodass andere Pflanzenarten, wie z. B. Kräuter, verdrängt werden.

Die Luftqualität wird durch Ammoniak in der Atmosphäre nicht beeinträchtigt, da die Konzentrationen sehr niedrig sind.

Steigert der Düngemitteleinsatz den Gehalt von Treibhausgasen in der Atmosphäre?

Zu den Treibhausgasen, die infolge pflanzenbaulicher Aktivitäten in die Atmosphäre gelangen, zählen Kohlendioxid (CO2), Lachgas (N2O) und Methan (CH4).

Der Einsatz fossiler Brennstoffe zur Düngemittelproduktion verursacht etwa 2 % der weltweiten Emissionen an Kohlendioxid. Die in den letzten Jahrzehnten gestiegene Verfügbarkeit von Stickstoff aus Mineraldüngern, Wirtschaftsdüngern und Hülsenfrüchten führt zur verstärkten Bildung von Distickstoffmonoxid. N2O wird von Mikroorganismen im Boden gebildet. Das ist besonders dann der Fall, wenn den Bodenmikroben wenig Sauerstoff zur Verfügung steht, d. h. während Nässeperioden. Methan wird hauptsächlich beim Anbau von Sumpfreis aus dem Boden freigesetzt.

Die genannten Bereiche der pflanzlichen Produktion sind vielleicht für 3 bis 5 % des langfristigen Treibhauseffektes verantwortlich. Die Hauptursachen des Treibhauseffektes liegen in der Lebensweise der modernen Industriegesellschaft begründet und weniger in der landwirtschaftlichen Nahrungsmittelproduktion.

Eine ertragreiche, hochproduktive Landwirtschaft ist sogar erforderlich, um weitere Entwaldung/Rodungen zur Gewinnung neuen Ackerlandes zu verhindern, die zu erhöhten Kohlendioxidemissionen (CO2) führen würde. Folglich trägt die Landwirtschaft bei sachgerechtem Düngemitteleinsatz dazu bei, die Steigerung des Kohlendioxidgehalts (CO2) der Atmosphäre auf einer niedrigeren Rate zu halten, als es ohne sie der Fall wäre.

Können Nährstoffe aus dem Boden gasförmig in die Atmosphäre entweichen?

In der Landwirtschaft spielen gasförmige Verluste nur bei Stickstoff eine Rolle. Folgende Prozesse können dafür verantwortlich sein:

1) Ammoniakverflüchtigungen
Hierunter versteht man gasförmige Verluste von Stickstoff als Ammoniak (NH3). Große Verluste sind vor allem bei Gülleanwendung möglich (bis zu 80 % des Ammonium (NH4)-Anteils der Gülle). Bei unsachgemäßer Anwendung und unter bestimmten Standortbedingungen können auch bei harnstoffhaltigen Düngemitteln nennenswerte NH3-Verluste auftreten.

2) Denitrifizierung
Darunter versteht man die mikrobielle Umwandlung von Nitrat in gasförmige Stickstoffverbindungen: Lachgas (N2O) und andere Stickoxide (NOx), elementarer Stickstoff (N2). Insbesondere bei Weidehaltung können aufgrund der tierischen Ausscheidungen erhöhte Denitrifikationsverluste auftreten. Die Verluste bei Mineraldüngern sind gering.

3) Nitrifikation
Auch bei der Nitrifikation (Umwandlung von Ammonium-N zu Nitrat) können Stickstoffverbindungen (N2O, NOx, N2) aus dem Boden entweichen. Die Mengen sind vergleichsweise unbedeutend.

Aus Umweltsicht sind Ammoniak (NH3) und Lachgas (N2O) von besonderer Relevanz. Wenn Ammoniak in trockener oder nasser Form als Deposition auf den Boden gelangt, trägt es zu dessen Versauerung und zur möglichen Eutrophierung natürlicher Ökosysteme bei. N2O ist ein starkes Treibhausgas. 

Düngeplanung und Ausbringung

Wie kommt man zu einer Düngungsempfehlung für Stickstoff?

Eine Düngungsempfehlung wird folgendermaßen erstellt:

Zunächst wird der Düngebedarf der Kultur in Abhängigkeit vom Ertragsniveau bzw. der angestrebten Erntequalität geschätzt. Der Düngebedarf wird dabei etwa nicht so bemessen, dass der Maximalertrag, sondern lediglich der etwas niedrigere ökonomisch optimale Ertrag erzielt wird. Denn jedes kg Stickstoff, das über das ökonomische Optimum hinaus gedüngt wird, kostet mehr als es an zusätzlichem Ertrag bzw. Erlös einbringt. Düngung auf Maximalertrag reduziert demnach den Gewinn des Landwirts.

Vom Düngebedarf der Kultur werden dann die Nährstoffmengen abgezogen, die den Pflanzen voraussichtlich aus den Bodenvorräten und der organischen Düngung bzw. aus Ernteresten angeliefert werden.

Die sich ergebende Differenz muss dann über Mineraldünger gezielt ergänzt werden. Der Landwirt nutzt zusätzlich noch seine besondere Standortkenntnis und die Ergebnisse örtlicher Feldversuche für die Erstellung seiner Düngeempfehlungen.

Die Beurteilung der optimalen Düngemittelmengen bleibt jedoch aus folgenden Gründen schwierig:

▪ Die Menge des Stickstoffs, der aus dem Boden bereitgstellt wird, lässt sich nur schwer bestimmen.

▪ Der Einfluss der Witterung auf den Nährstoffbedarf der Pflanzen kann nicht vorhergesagt werden.

Dennoch ist die Düngeplanung zur gezielten Versorgung der Pflanzen mit Nährstoffen unverzichtbar.

Wie werden Wirtschaftsdünger, Erntereste und Gründüngung in der Düngeplanung berücksichtigt?

Der verfügbare Nährstoffgehalt in Wirtschaftsdüngern ist je nach Aufstallungsart und Lagerung sowie je nach Futterzusammensetzung und Tierart unterschiedlich. Er wird in der Regel anhand von Durchschnittswerten bzw. Faustzahlen, die Tabellen entnommen werden können, geschätzt oder kann (im Falle von Stickstoff) von den Landwirten mit Schnellmethoden ermittelt und so bei der Düngeplanung berücksichtigt werden.

Auch die Nährstoffanlieferung aus Ernterückständen und der Gründüngung kann Tabellen entnommen werden. Grundlage solcher Angaben sind zahlreiche Feldversuche. Für Stickstoff beispielsweise geht aus Feldversuchen mit Zwischenfrüchten hervor, dass ein gewisser Anteil des von den Zwischenfrüchten aufgenommenen Stickstoffs (bis zu 50 %) der folgenden Kultur zur Verfügung steht.

Welche Voraussetzungen müssen für eine gleichmäßige Mineraldüngerausbringung erfüllt sein?

Wichtige Voraussetzungen für eine gleichmäßige Verteilung von Mineraldüngern bei der Ausbringung sind:

▪ Der Düngerstreuer

Die heutigen Düngerstreuer gewährleisten eine gleichmäßige Ausbringung. Sie müssen jedoch sachgerecht gehandhabt und für den jeweils auszubringenden Düngemitteltyp eingestellt werden.

▪ Die Qualität des Düngers

Die physikalischen Eigenschaften des Düngemittels müssen gewissen Anforderungen genügen, um eine gleichmäßige Verteilung zu gewährleisten.

Die BAD-Mitgliedersunternehmen achten bei der Entwicklung und Produktion von Mineraldüngern darauf, dass eine gleichmäßige Ausbringung gewährleistet ist. Bei der Produktion werden regelmäßig Kontrollen durchgeführt, um eine gleichbleibende physikalische Qualität sicherzustellen.

Was versteht man unter einer “Ausgewogenen Düngung“ (Balanced Fertilization)?

Ausgewogene Düngung bedeutet, dass

▪ die verschiedenen Nährstoffe je nach Pflanzenbedarf im richtigen Verhältnis zueinander gedüngt werden,

▪ alle verfügbaren Nährstoffquellen bei der Düngeplanung berücksichtigt werden, d. h. Mineraldünger, Wirtschaftsdünger, Erntereste, Klärschlamm usw.

▪ die gedüngte Nährstoffmenge der von den Pflanzen benötigten Menge entspricht. Dadurch werden sowohl Nährstoffmangel als auch Überdüngung vermieden und der Nitratgehalt des Bodens zur Ernte bleibt gering.

Unausgewogener Düngemitteleinsatz, z. B. ausschließliche Verwendung von Stickstoff, kann zu Erträgen unter dem ökonomischen Optimum führen, die Anfälligkeit der Pflanzen für Krankheiten erhöhen und die Qualität des Ernteguts beeinträchtigen. Die Düngemittelindustrie in Deutschland stellt eine breite Palette von Düngemitteln unterschiedlicher Formulierung bzw. Kombinierbarkeit zur Verfügung, die dem Landwirt die Einhaltung des richtigen Nährstoffverhältnisses für seine Kulturen ermöglicht.

Bedarfsgerechte Applikation bedeutet, dass

▪ kurz vor oder zu der Zeit gedüngt wird, in der die Pflanzen die Nährstoffe benötigen. Dadurch wird die Effizienz der Düngung maximiert und deren Einfluss auf die Umwelt minimiert. Düngemittel sollten deshalb nicht außerhalb oder am Ende der Wachstumsperiode ausgebracht werden.

Welche Auswirkungen hat eine ungleichmäßige Verteilung von Düngemitteln bei der Ausbringung?

Die ungleichmäßige Verteilung von Düngemitteln bei der Ausbringung kann dazu führen, dass es an einigen Stellen zu einer Nährstoffübersorgung und in unmittelbarer Nähe zu einer Unterversorgung mit Nährstoffen kommt.

Besonders im Bereich der Überdüngung können Umweltbelastungen entstehen: Auf den Teilflächen, auf denen zuviel Dünger ausgebracht wird, werden die Nährstoffe von den Pflanzen nicht verwertet und können z. B. im Falle von Stickstoff durch Auswaschung und Denitrifikation verloren gehen. Eine Überdüngung kann sogar ertragsmindernd wirken, während auf den Teilflächen mit Unterversorgung generell Ertragsverluste auftreten.

Nach der Getreideernte soll neben der mineralischen Grunddüngung Hühnertrockenkot ausgebracht werden. Welche Mengen sind bei organischen Stoffen zulässig?

Die Ausbringung von Sekundärrohstoffdüngern sowie Gülle und Geflügelkot ist nach der Ernte nur zulässig zur Strohrotte oder wenn im Herbst eine Folgefrucht (Haupt- oder Zwischenfrucht) angebaut wird. Es dürfen über organische Stoffe unter Anrechnung von 20% gasförmiger Verluste im Herbst maximal 80 kg/ha Gesamtstickstoff oder 40 kg/ha Ammoniumstickstoff appliziert werden. Diese Werte sind oft schon bei 4 t/ha Hühnertrockenkot erreicht. Damit werden jedoch nur ca. 60 kg/ha K2O ausgebracht, so dass in der Regel eine Grunddüngung über Kali-Dünger unverzichtbar ist.

Mineraldünger - Schadstoffe und Gefahren

Sind Mineraldünger gesundheitsschädlich?

Für Düngemittel, die in Deutschland in Verkehr gebracht werden, ist vorgeschrieben, dass durch ihre Anwendung keine schädlichen Wirkungen auf die Umwelt und die Gesundheit ausgehen dürfen.

Bei normaler und sachgerechter Anwendung sind Düngemittel ungefährlich Substanzen. Sie zählen daher nicht zu den Gefahrstoffen (mit Ausnahme von Kalkstickstoff und oxidischen Kalken) und bedürfen keiner entsprechenden Kennzeichnung. Kalkstickstoff und oxidische Kalke können eine ätzende und reizende Wirkung haben und werden entsprechend gekennzeichnet.

Mineraldünger sind jedoch lösliche Salze. Daher kann Düngemittelstaub auf der Haut durch Schweiß gelöst werden, wodurch sich eine konzentrierte Salzlösung bildet, die zu Reizungen, Austrocknung der Haut oder Hautschäden führen kann.

Bei unsachgemäßer Handhabung, wie der oralen Aufnahme von Mineraldüngern, kann es zu Gesundheitsschäden kommen. Auch wenn die kritische Dosis sehr hoch ist, sollten Düngemittel außerhalb der Reichweite von Kleinkindern und Nutztieren lagert werden. Darüber hinaus wird empfohlen, dass nach einer Düngungsmaßnahme auf Weiden die Tiere erst nach wenigen Tagen aufgetrieben werden.

Einige Düngemittel zersetzen sich bei Feuer und bilden Rauch, der aufgrund der darin enthaltenen Chlor- und/oder Stickoxide giftig ist. Daher dürfen Düngemittel nicht in der Nähe von Wärmequellen und Brennstoffen gelagert werden.

Wird durch Mineraldüngung Cadmium in den Boden eingetragen?

Die Hauptquelle für Cadmium (Cd) in Mineraldüngern sind die natürlichen Rohstoffe Rohphosphat und Naturkalk.

Dementsprechend enthalten phosphathaltige Düngemittel und Kalke Cadmium, dessen Konzentration je nach Herkunft der Rohstoffe stark schwanken kann.

Übermäßige Schwermetallkonzentrationen im Boden können für Bodenmikroben und die Pflanzen belastend sein sowie die Pflanzen selbst kontaminieren. Eintragspfade von Cadmium in Böden sind:

▪ Immissionen aus der Atmosphäre

▪ Ausbringung von Klärschlamm, Kompost und Wirtschaftsdüngern

▪ Ausbringung von phosphathaltigen Düngemitteln und Kalken

In Deutschland werden mit Mineraldüngern etwa 19-20 kg Phosphat (P2O5)/ha/Jahr ausgebracht. Unter Annahme einer Cadmiumkonzentration von 60 g Cd/kg P2O5 gelangen so jährlich 1,2 g Cd auf einen Hektar. Das entspricht einer Cd-Anreicherung im Oberboden (0-30 cm) von 0,1 mg Cd/kg Boden innerhalb von 360 Jahren. Dabei bleibt allerdings der Austrag aus dem Boden durch Auswaschung und Pflanzenaufnahme unberücksichtigt (Größenordnung: 1 g Cd/ha/Jahr). Hinzu kommt, dass der durchschnittliche Cadmiumgehalt in Düngemitteln in Deutschland deutlich unter 60 mg Cd/kg P2O5 liegt. Eine Akkumulation von Cadmium im Boden durch Mineraldüngung kann daher weitgehend vernachlässigt werden.

Mineraldüngung und Energieverbrauch

Wieviel Energie (fossiler Brennstoff) ist zur Erzeugung von 1 kg Düngerstickstoff erforderlich?

Moderne Düngemittelwerke verwenden Erdgas und andere Gase wie Propan und Ethylen als Energie- und Wasserstoffquelle. In den effizientesten Fabriken werden 0,6 kg Erdgas zur Herstellung von 1 kg Stickstoff in Form von Ammoniak oder Ammoniumnitrat und 0,75 kg zur Herstellung von Harnstoff benötigt. Dies entspricht 0,8 bzw. 0,93 kg Heizöl.

Der Energieverbrauch für Erdöl- und Erdgaserschließung und -transport sowie Düngemittelverpackung, -transport und -verteilung spielt nur eine untergeordnete Rolle (weniger als 25 %) beim Gesamtenergieverbrauch für die Herstellung und Vermarktung von Düngemitteln.

Wie wirkt sich die Mineraldüngung auf die Energiebilanz und den Energiegewinn in der Pflanzenproduktion aus?

Mit Hilfe des Sonnenlichts wandeln Pflanzen während Ihres Wachstums Kohlendioxid aus der Atmosphäre in Biomasse um, die Mensch und Tier lebensnotwendige Nahrung und Energie liefert. Als nachwachsende Rohstoffe werden pflanzliche Erzeugnisse auch direkt zur Energiegewinnung eingesetzt, wodurch fossile Energieträger (Erdöl, Kohle, Erdgas) eingespart werden können.

Durch den Einsatz von Mineraldüngern wird die Ertragsbildung optimiert und ein maximaler Energiegewinn erzielt. Dieser wird in der Energiebilanz ausgewiesen, in der die aufgewendete Energiemenge (Betriebsmittel und Feldarbeiten) dem Energiegehalt der Ernteprodukte (Energieoutput) gegenüber steht.

Beispiel: Energiegewinn durch Stickstoffdüngung bei Weizenversuchen des Instituts für Pflanzenernährung und Umweltforschung Hanninghof

▪ Bei einer Düngung von 170 kg Stickstoff (N) wurden in dem Exaktversuch 8,2 t/ha Weizen geerntet, ohne N-Düngung dagegen nur 4,7 t/ha. (Parallel zur Stickstoffdüngung wurden auch die Phosphor- und Kaliumgaben erhöht, um eine ausgewogene Nährstoffzufuhr zu gewährleisten)

▪ In 8,2 t Weizen sind 126 GJ Energie gebunden; in 4,7 t Weizen dagegen nur 71 GJ.

▪ Durch den Einsatz von N-Düngemitteln wurden also 55 GJ Energie/ha zusätzlich gebunden. Das sind mehr als das 6-fache der Energie, die für Produktion, Transport und Ausbringung des N-Düngemittels eingesetzt wurde.

Die zusätzlichen Nährstoffe ermöglichen den Pflanzen eine bessere Nutzung der Sonnenenergie, sodass der Nettogewinn steigt. Natürlich sinkt der Energiegewinn bei Überdüngung wieder ab, da der zusätzlich ausgebrachte Stickstoff zwar den Energie-Input, jedoch nicht mehr den Ertrag, d. h. den Energie-Output, erhöht.

Mineraldünger - Produkte, Produktion und Rohstoffe

Warum werden lösliche Mineraldünger produziert und nicht einfach natürliche Minerale genutzt?

Stickstoff:
Das einzige natürliche “Mineral“, das Stickstoff enthält, ist „Chilesalpeter“ (Natriumnitrat). Chilesalpeter wird in einer aufbereiteten Form auch als Düngemittel eingesetzt. Die Vorkommen reichen jedoch bei weitem nicht für den weltweiten Stickstoffbedarf der Landwirtschaft.

Phosphor:
Nährstoffe sind nur pflanzenverfügbar, wenn sie im Bodenwasser gelöst sind. Die meisten phosphorhaltigen Minerale (Rohphosphate) sind jedoch derart unlöslich, dass sie von den Pflanzen nicht als Phosphorquelle nutzbar sind. Selbst nach feiner Vermahlung auch reaktiverer Phosphate ist die Verfügbarkeit nur selten ausreichend. Lediglich auf sauren Böden werden aus Rohphosphaten größere Mengen pflanzenverfügbaren Phosphats freigesetzt.

Kalium:
Die meisten Kalidünger bestehen aus einem natürlichen Mineral, dem Kaliumchlorid (KCl) oder werden wie z. B. das Kaliumsulfat aus diesem hergestellt. Mit wenigen Ausnahmen sind weitere kaliumhaltige Minerale aber so unlöslich, dass sie als Nährstoffquelle unbrauchbar sind. Selbst mit entsprechend hohen Ausbringmengen könnte keine ausreichende Düngewirkung erzielt werden.

Was ist bei der Löslichkeit von Phosphatdüngern zu beachten?

Phosphatdüngemittel werden nicht nur nach dem Nährstoffgehalt, sondern auch nach dem Herstellungs-(Aufschluss)Verfahren und der Löslichkeit bewertet.

Den größten Anteil beim Verbrauch von P-haltigen Düngemitteln haben die voll aufgeschlossenen Produkte. Hierzu gehört Superphosphate, MAP, DAP sowie viel NP-, NPK- und PK-Dünger.

Rohphosphate spielen nur eine geringe Rolle, da diese nicht sofort pflanzenverfügbar sind und vor allem bei höheren pH-Werten schnell festgelegt werden können. Wenn Rohphosphat verwendet wird, dann meist auf Grünland oder im Ökolandbau.

Teilaufschlussprodukte enthalten ein Drittel bis ein Viertel des Gesamtphosphates als langsam lösliches Rohphosphat.

P-Düngermittel, die nach dem Vollaufschlussverfahren hergestellt werden, zeichnen sich durch große Wirkungssicherheit bei allen Kulturen aus. Daher sollte bei der Düngerauswahl auf die Angaben der Löslichkeit in der Deklaration geachtet und voll aufgeschlossene Produkte bevorzugt werden.

Welche Rohstoffe werden zur Herstellung von Mineraldüngern eingesetzt?

Folgende Rohstoffe werden hauptsächlich für die Düngemittelproduktion verwendet:

▪ Luft als Quelle für Stickstoff (78 Vol.-% der Luft bestehen aus Stickstoff)

▪ Erdgas und Erdöl für Wasserstoff und Energie. Diese werden zur Produktion von Ammoniak, dem Grundstoff fast aller Stickstoffdünger, benötigt.

▪ natürliches Phosphatgestein (Rohphosphate)

▪ natürliche Kaliumsalze

▪ Schwefel zur Herstellung von Schwefelsäure, die bei der Produktion der meisten Phosphatdünger eingesetzt wird.

Ist bei den Rohstoffen für Düngemittel eine Verknappung absehbar?

Mit Ausnahme der fossilen Brennstoffe ist eine tatsächliche Verknappung der Rohstoffe für die Düngemittelproduktion nicht in Sicht.

Die bekannten Reserven an Erdöl und Erdgas reichen ungefähr für die nächsten 40 bis 60 Jahre. Es werden zwar jährlich neue Vorkommen entdeckt, aber irgendwann in der Zukunft dürfte eine Verknappung eintreten.

Der Energiebedarf der Landwirtschaft liegt jedoch bei nur ca. 5 % des Gesamtverbrauchs, während der Anteil für Nahrungsmittelverarbeitung, -transport und -zubereitung etwa bei 10 % liegt. Der weitaus größte Teil des Verbrauchs an begrenzt verfügbaren fossilen Brennstoffen ist also auf unsere Lebensweise in der modernen Industriegesellschaft zurückzuführen.

Leicht zugängliche Phosphatressourcen reichen noch Hunderte von Jahren, wahrscheinlich wurde bisher erst ein Teil der weltweiten Vorkommen entdeckt. Phosphor ist relativ weit verbreitet. In der Erdkruste ist er das elfthäufigste Element.

Auch für die anderen Pflanzennährstoffe stehen im Vergleich zum landwirtschaftlichen Bedarf reichliche Vorkommen zur Verfügung. Nur für Bor ist nach dem heutigen Kenntnisstand eine Verknappung absehbar.

Verpackung und Lagerung von Mineraldüngern

Warum bestehen die Düngemittelsäcke nicht aus Naturfasern, sondern aus Kunststoff?

Kunststoffsäcke bieten gegenüber Naturfasern u. a. folgende Vorteile für eine effektive Logistik: Festigkeit, Schutz gegen Feuchtigkeit, gleichmäßige Qualität, leichte Verfügbarkeit, Vielseitigkeit und niedriger Preis.

Gebrauchte Verpackungsmaterialien können gesäubert und für andere Zwecke eingesetzt oder gesammelt und wiederverwertet werden.

Fördern Düngemittel die Korrosion an Geräten und Bauten?

Kommen ungeschützte Metallteile mit Mineraldüngern in Berührung, kann dies zu verstärkter Korrosion führen. Staub von Nitratdüngern kann beanspruchte Stahlkonstruktionen, besonders Schweißnähte, spröde werden lassen. Außerdem können ammoniumhaltige Düngemittel Kupferlegierungen korrodieren. Nitrate greifen fast alle Arten von Beton an.

Der beste Schutz gegen Korrosion bei Maschinen ist eine regelmäßige, sorgfältige Reinigung sowie die Prüfung und ggfs. Ausbesserung der Lackierung. Bei Beton kann Korrosion ebenfalls durch Aufbringen einer Schutzschicht (z. B. Expoxiharzprodukte) und deren Wartung sowie durch regelmäßige Reinigung verhindert werden.

Düngemittelrecht

Wie ist das Düngemittelrecht in Deutschland strukturiert?

Bereits Anfang des 20. Jahrhunderts gab es in Deutschland, wie auch in anderen europäischen Ländern, Vorschriften, die den Handel mit Düngemitteln regelten und den Verbraucher vor verfälschten Produkten schützen sollten. Die „Verordnung über künstliche Düngemittel“ vom August 1918 war die erste einheitliche Regelung für ganz Deutschland. Anlass dafür war die Hungersituation des ersten Weltkrieges.

Im Laufe der weiteren Entwicklung nahmen die Anforderungen von Gesellschaft und Politik an die Herstellung und Anwendung von Düngemitteln im Hinblick auf Umwelt- und Gesundheitsschutz zu. Die Ziele, die anfangs ausschließlich auf die Ernährungssicherung ausgerichtet waren, wurden um Aspekte des Umwelt- und Verbraucherschutzes erweitert. Heute existieren in allen europäischen Ländern düngemittelrechtliche Vorschriften, die nicht nur – wie einst – sich auf die Regelung des Handels, sondern auch auf die Anwendung von Düngemitteln beziehen.

Die für Deutschland gültigen Vorschriften finden sich im Düngemittelgesetz, der Düngemittelverordnung und in der Verordnung über die Probenahmeverfahren und Analysenmethoden. Das Düngemittelgesetz von 1977 wurde seit seinem Inkrafttreten mehrfach geändert, u. a. um damit Vorschriften über die Düngemittelanwendung in das deutsche Recht aufzunehmen. Auf dieser gesetzlichen Grundlage wurde 1996 die Düngeverordnung erlassen, in der die Düngung nach guter fachlicher Praxis geregelt wird.

Um Handelshemmnissen entgegenzuwirken, die aufgrund unterschiedlicher nationaler Bestimmungen entstehen, hat die Europäische Gemeinschaft in den 70er Jahren damit begonnen, ein einheitliches Düngemittelrecht zu schaffen. Anfangs noch als Richtlinie konzipiert, wird das Inverkehrbringen von Düngemitteln in der EU heute durch die EU-Verordnung (EG) 2003/2003 geregelt. Düngemittel, die dieser Vorschrift entsprechen, können als „EG-Düngemittel“ gekennzeichnet werden und sind damit in der gesamten EU frei verkehrsfähig. Düngemittel, die nicht als EG-Düngemittel gekennzeichnet sind, dürfen in Deutschland nur dann in Verkehr gebracht werden, wenn sie die Vorgaben der nationalen Düngemittelverordnung erfüllen. Diese und die EU-Verordnung definieren Düngemitteltypen, denen ein verkehrsfähiges Düngemittel entsprechen muss. Die Abgrenzung der Düngemitteltypen erfolgt u. a. anhand der Zusammensetzung, der Art der Herstellung sowie definierter Nährstoffgehalte, -formen und -löslichkeiten. Verkehrsfähige Düngemittel müssen nach festgelegten Kriterien gekennzeichnet werden. Durch ihre Anwendung dürfen keine schädlichen Auswirkungen auf Gesundheit und Umwelt ausgehen. Die Einhaltung der düngemittelrechtlichen Vorschriften wird durch die Kontrollbehörden der Bundesländer überwacht. Aufgrund der besonderen Eigenschaften von ammoniumnitrathaltigen Düngemitteln kommen hier zusätzlich die Vorschriften der Gefahrstoffverordnung zur Anwendung; deren Überwachung obliegt der Gewerbeaufsicht.

Die Analyse von Düngemitteln zum Zwecke der Kennzeichnung und Kontrolle muss nach standardisierten Verfahren und Methoden erfolgen. Diese sind für EG-Düngemittel in der EU-Verordnung (EG) 2003/2003 festgelegt. Für Düngemittel, die der nationalen Düngemittelverordnung unterliegen, gilt die Probenahme- und Analysenverordnung.

Ansprechpartner

Haben Sie Fragen? Sprechen Sie uns gerne an.

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Dr. Sven Hartmann

Leiter Pflanzenernährung & Biostimulanzien

    • +49 69 2556-1265
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