Das Märchen von der Überdüngung in der Landwirtschaft

Immer öfter sehen sich Landwirte mit Vorwürfen konfrontiert, dass sie zu viel Dünger ausbringen würden. Vor allem Umwelt-NGOs suggerieren, dass Wirtschaftsdünger, wie beispielsweise Gülle, auf den Feldern in großer Menge „entsorgt“ werden würden. Nicht selten ertönt die Diffamierung „Brunnenvergifter“. Vor allem in der aktuellen Diskussion um die erneute Verschärfung der Düngeverordnung wird oft behauptet, dass das Überdüngen der Felder mit der Gülle aus der Massentierhaltung der Grund für eine Nitratverunreinigung des Grundwassers sei. Doch was ist dran an dem Vorwurf?

Warum überhaupt düngen?

Das 1855 von Justus Liebig formulierte Ertragsgesetz besagt, dass Wachstum und Ertrag von Pflanzen von demjenigen Nährstoff begrenzt werden, der sich im Minimum befindet[1]. Kulturpflanzen benötigen für ihr Wachstum mindestes 14 essentielle Mineralstoffe, die aus verschiedenen Quellen, wie dem Bodenvorrat, zersetzten Pflanzenteilen, organischen Düngern (Stallmist, Gülle, Kompost und Klärschlamm), mineralischen Düngern, biologische Stickstoffbindung (z.B. durch Leguminosen) oder durch Ablagerungen aus der Luft, stammen können. Pflanzenverfügbar sind Nährstoffe jedoch nur, wenn sie im Bodenwasser gelöst sind. Das bedeutet, dass die Nährstoffe aus den genannten Quellen erst durch Mikroorganismen und/oder chemische Prozesse in wasserlöslicher Form freigesetzt werden müssen, damit sie von den Pflanzen aufgenommen werden können. Ist auch nur einer der 14 Mineralstoffe in zu geringer Menge vorhanden, dann wird das gesamte Pflanzenwachstum begrenzt. Das bedeutet, dass für ein optimales Pflanzenwachstum beziehungsweise für den optimalen Ertrag alle Mineralstoffe in ausreichender Menge vorhanden sein müssen.

Weil mit dem Abtransport des Ernteguts dem Boden wichtige Nährstoffe entzogen werden, müssen diese durch Düngung dem Boden wieder zugeführt werden, damit der Boden nicht verarmt. Düngung dient also nicht nur der Ertragssicherung, sondern auch dem Erhalt der Bodenfruchtbarkeit und der Bodengesundheit[2].

Stickstoffkreislauf

Stickstoff ist ein elementarer Nährstoff für Pflanzen und Tiere. Stickstoffverbindungen, wie beispielsweise Nitrat (NO3-), sind Teil des natürlichen Stickstoffkreislaufs und durchlaufen Boden, Luft und Wasser[3]. Bei der Zersetzung abgestorbener Pflanzenteile (Humifizierung) und dem Abbau von Humus (Mineralisation) werden organische Stickstoffverbindungen durch biologische Prozesse in Ammonium (NH4+) umgewandelt. In einem mehrstufigen Prozess wird dieses dann durch Bodenbakterien unter Anwesenheit von Sauerstoff (aerob) zu Nitrat oxidiert (Nitrifikation)[4]. Außerdem sind gewisse Mikroorganismen in der Lage Luftstickstoff (N2) in Form von Ammonium (NH4+) zu binden (N-Fixierung). Bei diesen Mikroorganismen handelt es sich i.d.R. um freilebende Bodenbakterien, beispielsweise aus den Gattungen Azotobacter, Azomonas und Cyanobakterien. Teilweise gehen stickstofffixierende Mikroorganismen auch symbiotische Verbindungen mit Leguminosen, wie beispielsweise Erbsen, Bohnen, Lupinen oder Klee, ein (z.B. Knöllchenbakterien)[5].

Umgekehrt wird Nitrat im Boden unter sauerstoffarmen (anaeroben) Bedingungen bakteriell zu gasförmigen Stickstoffverbindungen, wie Stickstoffoxid (NO), Stickstoffdioxid (N2O, „Lachgas“) und Stickstoffgas (N2), reduziert (Denitrifikation).

Rolle von Nitrat in der Pflanzenernährung

Für die Pflanzenernährung sind insbesondere die Elemente Stickstoff (N), Kalium (K), und Phosphor (P) entscheidend. Stickstoff beeinflusst von allen Pflanzennährstoffen das Wachstum beziehungsweise den Ertrag am stärksten. Er ist ein wichtiges Bauelement von Chlorophyll und vielen Enzymen sowie der wichtigste Nährstoff für die Bildung von Aminosäuren und Eiweiß[6]. Nitrat ist sehr gut wasserlöslich und wird mit dem Bodenwasser an die Pflanzenwurzel herangetragen. Weil Nitrat im Gegensatz zu Ammonium im Boden frei beweglich ist, nimmt die Pflanze Stickstoff überwiegend als Nitrat auf[7]. In der Landwirtschaft wird Nitrat entweder als mineralischer Dünger oder über Nitrifikation von ammoniumhaltigen mineralischen Düngern und Wirtschaftsdüngern (Gülle, Jauche, Mist) zugeführt[8].

Überdüngung?

Es ist wichtig zu wissen, dass Landwirte ausschließlich nach Nährstoffentzug düngen. Das bedeutet, dass der Landwirt mit Bodenuntersuchungen die im Boden pflanzenverfügbaren Nährstoffe untersucht, um den Düngerbedarf zu ermitteln. Dabei spielen Faktoren wie Ertragshöhe und Nährstoffgehalte des Ernteguts eine Rolle. Es gibt in den Bundesländern Tabellen, die für jede Kulturpflanze genau vorschreiben wie hoch der Nährstoffbedarf der Pflanze ist und wieviel er düngen darf. Nachdem der Düngebedarf ermittelt wurde, erfolgt die Düngung dann bedarfsgerecht zum jeweils richtigen Zeitpunkt. Dazu müssen die Landwirte seit der zuletzt 2017 novellierten Düngeverordnung strenge Dokumentationspflichten erfüllen. Allein dadurch ist es so gut wie unmöglich geworden, mehr Düngemittel auszubringen als nötig[9]

Darüber hinaus sind Landwirte Unternehmer. Daher orientiert sich die Düngemenge grundsätzlich nicht nur am potentiellen Höchstertrag, sondern vor allem am wirtschaftlichen Optimalertrag. Ab einem gewissen Punkt wären die Mehrkosten der Düngung nämlich höher, als über potentielle Ertragssteigerungen Mehrerlöse erreicht werden könnten. Aus diesem Grund ist jeder Landwirt bestrebt, im Rahmen der guten fachlichen Düngepraxis und unter Berücksichtigung der jeweiligen Standort- und Bewirtschaftungsbedingungen eine bestmögliche Stickstoffeffizienz zu erzielen.

Mein persönliches Fazit

Ganz bewusst bin ich nicht auf das Thema Nitratbelastung eingegangen. Das ist ein Thema für sich und verdient aufgrund der Komplexität eine gesonderte Betrachtung.

Wie von mir dargelegt, gibt es bei uns grundsätzlich keine Überdüngung. Unabhängig von der vorgeschriebenen Düngebedarfsermittlung, die eine Überdüngung unmöglich macht, orientiert sich die Düngung am wirtschaftlichen Optimum. Eine niedrige Stickstoffeffizienz führt langfristig zu niedrigeren Unternehmergewinnen. Landwirte haben also selber das größte Interesse an einer Verbesserung der Stickstoffeffizienz.

Anstelle von pauschalen Düngerestriktionen wäre ein individueller betrieblicher Ansatz deutlich zielführender, um die Stickstoffeffizienz zu steigern. Als Maßnahmen seien hierzu vor allem der Anbau von Zwischenfrüchten und der Verzicht des Pfluges (konservierende Bodenbearbeitung) zu nennen.

Außerdem bietet der Einsatz innovativer Techniken ebenfalls Chancen für eine Steigerung der Stickstoffeffizienz. Jeder Quadratmeter Boden ist anders. Als Faustformel geht man davon aus, dass es je Hektar etwa 25 verschiedene Stickstoff-Optima gibt. Bei der Düngung rein nach Tabelle werden deshalb auf etwa 45 Prozent der Fläche zu viel und auf etwa 45 Prozent der Fläche zu wenig Stickstoff ausgebracht. Zu viel Stickstoff bedeutet aber gleichzeitig eine Verschwendung von hochwertigem Dünger und zu wenig Stickstoff führt zu einem Ertragsverlust. Ein N-Sensor könnte beispielsweise dabei helfen, den optimalen Stickstoffbedarf auszubringen, was eine Win-win-Situation für das Portemonnaie des Landwirts und die Umwelt wäre. Leider ist der aber nicht ganz billig.

Was meint ihr?


[1] Das Minimumgesetz ist nach wie vor gültig, wurde jedoch vom Mitscherlich-Gesetz abgelöst, welches besagt, dass der Ertrag durch die Steigerung eines jeden Wachstumsfaktors (Produktionsfaktors) erhöht wird, und zwar proportional zu dem am Höchstertrag fehlenden Ertrag, d.h., bei gleichbleibender Zunahme eines Wachstumsfaktors (z.B. Düngungssteigerung) verringert sich der Ertragszuwachs langsam, die Kurve strebt schließlich einem Höchstertrag zu und sinkt (nach Überschreiten des Optimums) darüber hinaus sogar wieder ab, https://www.spektrum.de/lexikon/biologie/mitscherlich-gesetz/43330

[2] https://www.landwirtschaft.de/landwirtschaft-verstehen/wie-arbeiten-foerster-und-pflanzenbauer/warum-duengt-der-bauer/

[3] https://www.umweltbundesamt.de/themen/boden-landwirtschaft/umweltbelastungen-der-landwirtschaft/stickstoff#textpart-1

[4] https://www.umwelt.niedersachsen.de/startseite/themen/wasser/grundwasser/grundwasserbericht_niedersachsen/grundwasserbeschaffenheit/guteparameter/grundprogramm_des_nlwkn/nitrat/Nitrat-137605.html

[5] https://www.pflanzenforschung.de/de/themen/lexikon/stickstoff-fixierung-1210

[6] https://www.effizientduengen.de/naehrstoffe/

[7] https://www.hlnug.de/fileadmin/dokumente/das_hlnug/jahresberichte/2018/Seiten_aus_Jahresbericht_2018_6_W4_Nitrat_im_Grundwasser.pdf

[8] https://www.umwelt.niedersachsen.de/startseite/themen/wasser/grundwasser/grundwasserbericht_niedersachsen/grundwasserbeschaffenheit/guteparameter/grundprogramm_des_nlwkn/nitrat/Nitrat-137605.html

[9] https://www.landwirtschaftskammer.de/landwirtschaft/ackerbau/duengung/duengeverordnung/duev-kompakt.htm#p64

Agropolit-X - Kritische Kommentare zur Agrarpolitik

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.