Mitteilungen der Gesellschaft für Pflanzenbauwissenschaften Band 23

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erforderliche Energiebedarf über die Photosynthese der Pflanzen in Form von 16
ATP für die Umwandlung eines N2-Moleküls in zwei NH3-Moleküle gedeckt.
Vereinfacht gerechnet könnten anstelle der Produktion von 1 kg reaktivem Stickstoff
rund 2 kg Biomasse produziert werden. Statt der Nutzung externer, noch immer
überwiegend fossiler Energie führt die symbiontische N-Fixierung zu einer höheren
Flächeninanspruchnahme. Der hohe Energiebedarf sollte Anlass für erhöhte
Anstrengungen sein, reaktive N-Verbindungen in Abwässern nicht zu elementarem
Stickstoff zu reduzieren, sondern wieder als Dünger verfügbar zu machen.
Lösungsansätze zur Verringerung des Stickstoffsaldos
Die Vielzahl der unerwünschten Wirkungen reaktiven Stickstoffs erfordert eine
deutliche Verminderung des Stickstoffsaldos. Dieses Ziel sollte möglichst ohne
Abstriche bei den Flächenerträgen erreicht werden, denn zusätzlicher Flächenbedarf
führt zu einem verstärkten Landnutzungswandel und damit zu anderen, vielschichtigen
Umweltproblemen. Würde das Ziel der deutschen Nachhaltigkeitsstrategie
erreicht, die Bilanzüberschüsse von derzeit ca. 100 kg N ha -1 a -1 auf 80 kg
N ha -1 a -1 zu senken, so ließen sich bei einem proportionalen Rückgang allein die
Lachgas-Emissionen um ca. 3,4 Mio. t CO2-Äquivalente pro Jahr senken.
Auf verschiedenen Ebenen wird an Lösungsansätzen gearbeitet. Das Umweltbundesamt
hat eine Strategie zur Minderung von Stickstoff-Emissionen vorgelegt
(UBA 2009a). Auch auf europäischer Ebene wurde jüngst eine umfassende Studie
vorgelegt (Sutton et al. 2011b). Übereinstimmend wird festgestellt, dass nur ganzheitliche
Lösungsansätze zielführend sind, im Gegensatz zum ganz überwiegend
sektoralen Vorgehen bisheriger Umweltpolitik nach Umweltmedien (Wasser, Luft,
Boden), Schutzziel (Klima, Biodiversität) bzw. Stickstoffform (Nitrat, Ammoniak, Lachgas).
Gefordert wird eine Gesamtbetrachtung der Stickstoffkaskaden, um die unerwünschten
Wirkungen reaktiver N-Verbindungen zu minimieren und gleichzeitig bei
geringst möglichem Energieeinsatz die Nahrungs- und Futtermittelproduktion unter
dem Blickwinkel Flächeneffizienz zu optimieren.
Langfristig könnte die Pflanzenzüchtung wichtige Beiträge zur Verminderung von
N-Verlusten liefern. Eine bessere Stickstoffverwertung ließe sich erreichen, wenn ein
bestimmter Ertrag auch mit geringeren N-Gehalten im Boden erzielt werden könnte.
So berichtet Gilbert (2010), dass dem Mais ein Gen der Rotalge Porphyra perforata
übertragen wurde, welches das Enzym Nitratreduktase codiert und die N-Zufuhr
auch bei sehr geringen N-Konzentrationen in der Bodenlösung ermöglicht.
Als wesentliche Elemente zur Steigerung der N-Effizienz insgesamt sehen
Oenema et al. (2011) stickstoffreduzierte Fütterungsstrategien in der Tierhaltung, die
verlustarme Lagerung und vor allem Ausbringung organischer Dünger, die
Entwicklung emissionsarmer Ställe und die Verringerung von Ammoniakverlusten bei
der Anwendung mineralischer N-Dünger an.
Organische Düngung – Neues Denken ist gefragt
In Deutschland werden jährlich in 1,2 Mio. t N in Form von Wirtschaftsdünger ausgebracht
(KTBL 2005). Eine bedeutende Verlustquelle ist die Ausbringung. Als wirksamste
Maßnahme der N-Emissionsminderung wird die direkte Einbringung
organischer Dünger in den Boden angesehen. So ergab eine vergleichende Auswertung
von Feldversuchen zu verschiedenen Injektionsverfahren von Gülle, dass im
Vergleich zur Gülleverteilung über Prallteller eine Verminderung der Ammoniak-Verluste
von durchschnittlich 37 % bis 95 % erreicht werden konnte (Webb et al. 2010).