Mitteilungen der Gesellschaft für Pflanzenbauwissenschaften Band 23

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gegenüber Stickstoffverbindungen unterschiedlich empfindlich sind, stammen aus
der Landwirtschaft (UBA 2011). Von der flächendeckenden Zunahme der Stickstoffbelastung
sind vor allem die natürlicherweise ganzjährig stickstofflimitierten Binnenseen
des nordostdeutschen Tieflandes besonders betroffen. Diese schützenswerten
Ökosysteme verschwinden wegen der N-Einträge und werden schrittweise durch
andere Lebensgemeinschaften ersetzt (UBA 2009b). Auch in Flüssen reagieren
aquatische Organismen empfindlich auf hohe Stickstoffgaben, so zum Beispiel die
früher massenhaft vorkommende Flussperlmuschel (Margaritifera margaritifera) oder
die Bachmuschel (Unio crassus). Die Jungtiere der Bachmuschel überleben Nitrat-
Konzentrationen in Höhe von etwa 2 mg/l nicht (Zettler und Jueg, 2001).
Die gasförmige Entbindung von Lachgas trägt zur Erwärmung der Erdatmosphäre
und zur Ozonzerstörung in der Stratosphäre bei. In die Atmosphäre eingetragenes
Ammoniak wird durch Luftströmungen transportiert und gelangt vor allem über nasse
Deposition wieder in terrestrische oder aquatische Ökosysteme. Dort wirken Ammonium
und Ammoniak eutrophierend und versauernd. Die unbeabsichtigte N-Düngung
natürlicher oder naturnaher Ökosysteme führt zu Veränderungen in der Zusammensetzung
der Biozönosen, und zwar unabhängig davon, ob es sich um niedrige oder
hohe Niveaus der Stickstoffzufuhr handelt. Die an nährstoffarme Bedingungen
angepassten Pflanzenarten werden von nitrophilen Arten verdrängt UBA (2011). Da
die meisten Tierarten an spezielle Pflanzenarten gebunden sind, verringert sich in
Folge auch die Vielfalt der Tierarten. So nahm nach Untersuchungen von Stevens et
al. (2004) die Artenzahl in untersuchten Flächen mit steigender Stickstoffdeposition
ab (um eine Art je 2,5 kg N ha -1 a -1 ). Bezogen auf die durchschnittliche europäische
N-Deposition entspricht dies einem Rückgang des Artenreichtums um 23 %.
Die Landwirtschaft verursacht etwa 14 % der globalen Treibhausgase. Davon sind
38 % auf die Anwendung von Düngemitteln (N2O) zurückzuführen, genausoviel wie
die CH4- und N2O-Emissionen der Tierhaltung (Stern 2007). Für Deutschland ermittelten
Dechow und Freibauer (2010) für das Jahr 2007 direkte und indirekte N2O-
Emissionen aus der landwirtschaftlichen Bodennutzung in Höhe von rund 27 Mio. t
CO2-Äquivalente, was einem Anteil von rund 2,7 % der gesamten anthropogenen
Treibhausgasemission in Deutschland entspricht. Nach Dämmgen (2005) sind die
direkten Lachgasemissionen (in Mio. t CO2-Äquivalent) aus landwirtschaftlich genutzten
Böden auf die Anwendung von Mineraldünger (10,7), die Anwendung von
organischen Düngern (6,0), die Bewirtschaftung organischer Böden (5,3), auf Tierexkremente
der Weidehaltung (1,3), auf den Abbau von Ernterückständen (1,2) und
den Leguminosenanbau (0,5) zurückzuführen.
Ressourcenaufwand für die Bereitstellung von pflanzenverfügbarem Stickstoff
Die Beanspruchung knapper Ressourcen ist ein zentrales Kriterium der Umweltrelevanz
und Nachhaltigkeit. Pflanzenverfügbare Stickstoffverbindungen werden
entweder über die symbiontische N-Fixierung oder mit Hilfe des Haber-Bosch-Verfahrens
gewonnen. Beide Wege benötigen für die Umwandlung von elementarem
Luftstickstoff (N2) in pflanzenverfügbare N-Formen knapp 30 GJ pro Tonne Stickstoff.
FAOSTAT (2011) beziffert für 2008 den weltweiten Einsatz von mineralischem N-
Dünger auf 99,2 Mio. t, für die EU 27 auf 10,2 Mio. t N und für Deutschland auf 1,56
Mio. t N. Der Energieaufwand für die Bereitstellung der in Deutschland eingesetzten
mineralischen N-Dünger beträgt 46,8 Petajoule oder 1,8 % des Endenergieverbrauchs.
Bei der Bereitstellung von reaktivem Stickstoff durch Leguminosen wird der