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26 KAPITEL 2 . Grundlagen der Modellierung landw. Stoffströme
in symbiontische und nichtsymbiontische N 2-Fixierung unterteilt werden . In gut
durchlüfteten Böden gehen Rhizobien eine Symbiose mit Leguminosen ein . Es
handelt sich dabei um Knöllchenbakterien, die sich auf H ülsenfrüchtler speziali-
siert haben und dort 300 bis 600 kg/ha Luftstickstoff binden und in l ösliche, für
Pflanzen verwertbare Verbindungen (haupts ächlich Ammonium NH 4) überführen
können . Die biologische Fixierung von leguminosen Kulturpflanzen ist dabei dop-
pelt so groß wie diejenige von nat ürlicher Vegetation (SAPEK 2005 [165]) . Rhi-
zobien infizieren das Wurzelhaar der Pflanze über einen Faden bzw. dringen
über ihn in die Wurzel ein . Sie übernehmen die Produktion des stickstoffreduzie-
renden Enzyms Nitrogenase sowie der Nitrogen-Fixation-Gene und der für die
Knöllchenbildung verantwortlichen Nodulations-Gene . Leghämoglobine (Pflan-
zeneiweiße) sind zum Sauerstofftransport und für die bakterielle Stickstofffixie-
rung essenziell (OTT et al. 2005 [138]) . Die Pflanze trägt als Energielieferant
mit Adenosintriphosphat (ATP), Kohlenhydraten und weiteren Enzymen zu die-
ser Verbindung bei.
Ein um etwa ein Zehntel geringeres Stickstofffixierungspotenzial besitzen freile-
bende, nichtsymbiontische Bakterien wie Azotobacter oder Beijerinckia, die al-
lerdings im subtropischen Klimaraum an Bedeutung für die Stickstoffbilanz zu-
nehmen können (G ISI et al. 1997 [74]) . Sie m üssen sich ohne einen Partner die
Energiereserven selbst erschließen. Für weitere 40 Cyanobakterienarten wur-
de die Fähigkeit zur Luftstickstofffixierung, wenn auch in geringerem Umfang,
nachgewiesen (K UNTZE et al. 1994 [112]) . Laut B ÜRGER-ARNDT liegt die ” Ge-
samthöhe der atmogenen Stickstoff-Fracht [ ] heute in Mitteleuropa über dem,
was die assimilatorischen Organe der Pflanzen direkt aufzunehmen verm ögen,
so daß stets ein Teil den Boden erreicht“ (BÜRGER-ARNDT 1994 [34]).
Zusätzlich zu diesen natürlichen Stickstoffeinträgen existiert ein anthropoge-
ner Anteil, der in Agrarökosystemen von immenser Bedeutung ist . Dieser Be-
reich wird intensiv überwacht und nur hier kann eine Emissionsregulierung
greifen. Durch Fruchtwechselwirtschaft und regelmäßige Brachezeiten allein
können Nährstoffverluste durch den Abtransport von Ernteprodukten von in-
tensiv bewirtschafteten Agrarfl ächen nicht ausgeglichen werden . Deshalb wer-
den zur Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit Wirtschafts- und Minerald ünger auf-
getragen . Agrarchemische Untersuchungsdienste wie z .B. der Verband Deut-
scher Landwirtschaftlicher Untersuchungs- und Forschungsanstalten (VDLUFA)
ermitteln in standardisierten Spezialverfahren den D üngebedarf und sprechen