Stickstoffdünger

Stickstoffdünger sind Dünger, die vorwiegend das Hauptnährelement Stickstoff den Pflanzen zur Verfügung stellen und dabei keine für das Pflanzenwachstum schädliche Verbindungen freisetzen.

Begriff

Da der Stickstoff als "Motor des Pflanzenwachstums" gilt, ist er die wichtigste Düngerform. Man unterscheidet mineralische und organische Düngerformen. Pflanzen nehmen Stickstoff überwiegend als Nitrat auf, ebenso kann Ammonium und Harnstoff direkt aufgenommen werden. Durch die Mineralisierung (Abbau der organischen Substanz durch Mikroorganismen) werden alle Stickstoffverbindungen im Boden zu Nitrat umgebaut.

Bei der Stickstoffversorgung der Kulturpflanzen muss aus Gründen des Umweltschutzes (Nitratauswaschung) und der Gesundheit (Nitratgehalt) das Prinzip der bedarfsgerechten Düngung gelten. Die nötige Stickstoffmenge aus der Düngung ist dabei der Differenzbetrag aus dem Stickstoffbedarf der jeweiligen Kulturpflanze abzüglich des Angebotes des Bodens. Das Stickstoffangebot ist dabei der Vorrat an mineralischem Stickstoff zu Kulturbeginn - in der von der Kulturpflanze genutzten Bodenschicht - und die Nachlieferung während der Kulturzeit. Die Nachlieferung erfolgt durch Mineralisierung der organischen Substanz (Humus und Ernterückstände) und natürlichen Stickstoffeintrag (zum Beispiel Niederschläge). Daher ist es erforderlich, zu Beginn einer Kultur und womöglich auch in deren Verlauf den Stickstoffgehalt zu bestimmen, mindestens aber einmal im Jahr im Rahmen einer Bodenuntersuchung.

Nach neueren Untersuchungen[1] werden jährlich rund 120 Mio. t Stickstoff durch Düngemittel in der intensiven Landwirtschaft (und in geringerem Maße durch andere anthropogene Prozesse) in reaktive Formen umgewandelt, mehr als durch die natürlichen Prozesse der Erde umgewandelt wird.[2] Die für die globalen Ökosysteme verträgliche Grenze liege dagegen bei 35 Mio. t im Jahr.

Mineralisierung

Durch Hydrolyse wird aus Aminogruppen in der organischen Substanz Ammoniak gebildet. Dieser reagiert mit Wasser zu OH- und NH4+. Das Ammoniumion wird durch die Bodenbakterien Nitrosomonas zu Nitrit und weiter von Nitrobacter zu Nitrat oxidiert.

Düngerformen

Als Dünger kommen anorganische und organische Stickstoffverbindungen aus natürlichen Quellen ("Naturdünger") oder aus Syntheseprozessen ("Kunstdünger", siehe Mineraldünger) zum Einsatz. Der Stickstoffgehalt wird dabei als Massenanteil an N angegeben (%N).

Da das Nitration nicht an Bodenpartikel gebunden wird, kommt es durch Niederschläge rasch zur Auswaschung ins Grundwasser oder in Gewässer. Unter reduzierenden Bodenbedingungen (Staunässe) kann es zu gasförmigen Stickstoffverlusten kommen (N2, N2O, NO). Bei hohen pH-Werten auch als Ammoniak (NH3).

Einige Pflanzen können mit Hilfe symbiotisch lebender Mikroorganismen Stickstoff aus der Luft gewinnen und fixieren, zum Beispiel Leguminosen wie Erbse, Bohne, Lupine mit in den Wurzeln lebenden "Knöllchenbakterien" (Rhizobium leguminosarum).

Beispiele für Stickstoffdünger

  • Organische Verbindungen
    • Harnstoff (ca. 45 % Stickstoff)
    • Kalkstickstoff (Calciumcyanamid-Kohlenstoff-Gemisch, ca. 20 % Stickstoff)
  • Des Weiteren zählen dazu alle organischen (natürliche) Dünger die hauptsächlich Stickstoff in Verbindungen enthalten. Da hierbei der Stickstoff durch mikrobiellen Abbau - abhängig von Bodentemperatur, Feuchtigkeit und Korngröße des Ausgangsstoffes - nach und nach freigesetzt wird, sind dies länger wirkende Stickstoffquellen. Mineralische Dünger wirken dagegen schnell.

Siehe auch

Einzelnachweise

  1. Rockström, J. et al. (2009) A safe operating space for humanity Nature, 461 (7263), 472-475
  2. Grenzwerte: Wie die Menschheit überleben kann – Stickstoff und Phosphor, Focus 30. September 2009

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