Dünger

Dünger oder Düngemittel ist ein Sammelbegriff für Reinstoffe und Stoffgemische, welche in der Landwirtschaft und im Gartenbau dazu benutzt werden, das Nährstoffangebot für die angebauten [[Kulturpflanze]]n zu ergänzen. Da die von den Pflanzen benötigten [[Hauptnährelement|Haupt-]] und [[Spurennährstoff]]e (s. a. “[[Pflanzenernährung]]“) oftmals nicht in der optimalen Form und Menge im [[Kulturboden|Boden]] bereitstehen, kann durch gezielte Düngergabe schnelleres Wachstum, höhere Erträge und/oder eine verbesserte [[Produkt (Wirtschaft)|Produkt]][[qualität]] erzielt werden. Die Grundprinzipien der Düngung folgen dem “[[Minimumgesetz]]“ und dem “Gesetz des abnehmenden Ertragszuwachses“.
Die Herstellung und Verwendung von Düngemitteln wird in der [[Europäische Union|EU]] durch die sog. “[[Richtlinie 91/676/EWG (Nitratrichtlinie)|Nitratrichtlinie]]“ geregelt, deren nationale Umsetzung in Deutschland die “[[Düngeverordnung]]“ (DüV) ist. Man nimmt an, dass der europäische Markt für Düngemittel bis zum Jahr 2018 ein [[Marktvolumen|Volumen]] von 15,3 Milliarden Euro erreicht haben wird. == Begriffe und Definitionen == Düngemittel werden primär in drei Gruppen unterschieden: * [[Organische Chemie#Stoffgruppen der organischen Chemie|organische]] Dünger ([[#Organische Dünger|s. u.]]), * mineralische Dünger ([[Anorganische Chemie#Anorganische Stoffe|anorganische]] und [[Mineral]]dünger; [[#Mineralische Dünger|s. u.]]) und * organomineralische Dünger. (Für weitere Einteilungen siehe Abschnitt “[[#Düngerarten|Düngerarten]]“.) Als “organische Dünger“, also in erster Linie Dünger aus [[Naturstoff]]en, dienen insbesondere [[Mist]], [[Gülle]] und [[Jauche]] sowie [[Gründüngung]] und [[Mulchen|Mulch]].
“Mineralische Dünger“ werden als Einzel- (z. B. [[Kaliumsulfat]]) und als [[Mehrnährstoffdünger]] angeboten. Mineralische Mehrnährstoffdünger, die die Hauptnährelemente [[Stickstoff]] (N), [[Phosphor#Verwendung|Phosphor]] bzw. [[Phosphate#Dünger|Phosphat]] (P) und [[Kalium#Bedeutung als Düngemittel|Kalium]] enthalten, werden [[Mehrnährstoffdünger#Volldünger|NPK-Dünger bzw. Volldünger]] genannt. Viele dieser Volldünger enthalten daneben [[Schwefel]], [[Calcium]] und/oder [[Magnesium#Düngemittel|Magnesium]] sowie Spurenelemente. Letztere werden auch als spezielle „Spurenelementdünger“ angeboten. Eine grundsätzliche Unterscheidung findet daneben auch zwischen “’Kunstdünger“‘ und “’Naturdünger“‘ statt.
Zu den “Kunstdüngern“ zählen sämtliche Düngemittelprodukte, die [[Synthese (Chemie)|synthetisch]] hergestellt werden. Entgegen einer verbreiteten Annahme ist es dabei unerheblich, ob die einzelnen Bestandteile anorganischen bzw. mineralischen Ursprungs sind oder ob sie aus einer organischen Quelle stammen. Des Weiteren werden inzwischen vermehrt “organomineralische Dünger“ eingesetzt, für die ebenfalls der Begriff „Kunstdünger“ verwendet wird.
Im Gegensatz dazu wird “Naturdünger“ stets natürlich hergestellt bzw. nichtsynthetisiert; ob der Ausgangsstoff organischer oder aber anorganischer bzw. mineralischer Natur ist, ist allerdings auch hier irrelevant. [[Stickstoffdünger]] lassen sich pauschal keiner der verschiedenen o. g. Gruppen zuordnen. Es gibt unter ihnen sowohl Kunstdünger als auch Naturdünger, und zwar jeweils sowohl organischen wie auch mineralischen Ursprungs. == Geschichte des Düngers == Seit [[Minoische Kultur|minoischer]] Zeit (ca. 3100 v. Chr.) wurden landwirtschaftlich genutzte Felder zur Steigerung der Ernte mit tierischen und menschlichen [[Fäkalien]] bestreut. Bereits die Römer und auch die Kelten begannen Kalk [[Calciumcarbonat|kohlensauren Kalk]] und [[Mergel]] als Dünger zu verwenden. Um 1840 konnte der Chemiker [[Justus von Liebig]] die wachstumsfördernde Wirkung von [[Stickstoff]], [[Phosphate]]n und [[Kalium]] nachweisen. Stickstoff erhielt man in Form von [[Nitrate]]n zunächst vor allem durch den Einsatz von [[Guano]], einer Substanz, die sich aus den Exkrementen von Seevögeln bildet. Da die Guanovorräte jedoch begrenzt sind und größtenteils aus Südamerika eingeführt werden müssen, sann man auf eine Methode, Nitrate [[Synthese|synthetisch]] zu erzeugen. Zwischen 1905 und 1908 entwickelte der Chemiker [[Fritz Haber]] die [[Katalyse|katalytische]] [[Ammoniak]]-Synthese. Dem Industriellen [[Carl Bosch]] gelang es daraufhin, ein Verfahren zu finden, das die massenhafte Herstellung von Ammoniak ermöglichte. Dieses [[Haber-Bosch-Verfahren]] bildete die Grundlagen der Produktion von synthetischem Stickstoff-Dünger, dem sogenannten {{„-de|Kunstdünger}} (zur Problematik dieses Begriffs siehe Einleitung). Seit dem [[Zweiter Weltkrieg|Zweiten Weltkrieg]] brachte die Industrie vermehrt Düngemittel mit unterschiedlicher Zusammensetzung auf den Markt. Im letzten Viertel des [[20. Jahrhundert]]s geriet der synthetische Dünger jedoch zunehmend in die Kritik, da seine übermäßige Verwendung ökologische Schäden verursachen kann. Seit ca. 1985 sinkt der Verbrauch von mineralischen Düngemitteln in Deutschland. Heutzutage rückt die Produktionssteigerung im Agrarbereich mit der rasant wachsenden Weltbevölkerung immer weiter in den Fokus der Diskussion und somit auch der Bedarf von Dünger. Ein Grund ist zunehmender Wohlstand in Schwellenländern wie China, Brasilien und Indien, der zu einer Veränderung der Ernährungsgewohnheiten führt: Ein erhöhter Fleischkonsum erfordert eine größere Erntemenge und damit auch einen steigenden Düngemitteleinsatz. == Düngerarten == Man unterscheidet Dünger allgemein nach der Art, wie der düngende Stoff gebunden ist. Weitere Unterscheidungsarten sind die Form des Düngers (Feststoffdünger und Flüssigdünger) und deren Wirkung (schnellwirkender Dünger, Langzeitdünger, Depotdünger). Der Zeitpunkt der Düngung wird weiter unterteilt: * Eine “’Grunddüngung“‘ wird vor der Aussaat bzw. Pflanzung ausgebracht. * Die “’Kopfdüngung“‘ wird dagegen durch Ausstreuen von meist gekörnten stickstoffhaltigem Dünger in der Wachstumsphase vorgenommen. === Mineraldünger === Im “’anorganischen Dünger“‘ oder Mineraldünger liegen die düngenden Elemente meist in Form von [[Salze]]n vor (Ausnahmen: Flüssigammoniakdünger). Die Herkunft mineralischer Dünger ist in letzter Konsequenz fast immer in der bergmännischen Gewinnung von Mineralien zu sehen. Meist ist dem Einsatz eine mehr oder minder intensive chemische Veränderung vorgelagert ([[Haber-Bosch-Verfahren]]; Phosphataufschluss mit Säuren). Teilweise kommen aber auch Bergbauprodukte geringeren Veredlungsgrades, z. B. [[Kalisalz]]e und [[Kalkung|Kalk]], zum Einsatz. Mineraldünger haben einen großen [[Produktivitätsfortschritt]] in der Landwirtschaft ermöglicht und werden heute sehr häufig eingesetzt. Problematisch sind die synthetischen Stickstoff-Dünger in Anbetracht des enormen Energieaufwandes bei der Herstellung. Auch bedrohen sie langfristig die mikrobielle Aktivität eines Bodens, da synthetische Düngemittel in der Regel die Arbeit von Mikroorganismen übernehmen. Da Mikroorganismen für die (landwirtschaftliche) Qualität eines Boden jedoch entscheidend sind, kann dies zu Problemen führen. ==== Herstellung ==== {{Siehe auch|Haber-Bosch-Verfahren}} {{Siehe auch|Ostwaldverfahren}} [[Phosphate]] werden grundsätzlich als Rohphosphate oder als aufgeschlossene Phosphate verwendet. Rohphosphate sind schwerlöslich und werden kaum als Dünger verwendet. Deshalb werden Rohphosphate mit [[Schwefelsäure]] bzw. [[Phosphorsäure]] aufgeschlossen. Dadurch entsteht Calciumdihydrogenphosphat bzw. bei Verwendung der Schwefelsäure zusätzlich noch Calciumsulfat. Rohphosphat, das mit Schwefelsäure aufgeschlossen wird, wird als [[Superphosphat]] bezeichnet. [[Tripelsuperphosphat]] oder [[Doppelsuperphosphat]] wird aus Rohphosphat und Phosphorsäure hergestellt und weist einen höheren Gehalt an Phosphor auf. Als Langzeitdünger dient CaNaPO₄ * CaSiO₄. Dieses ist nicht wasserlöslich und wird durch organische Säuren von den Wurzeln gelöst. Stickstoffhaltige Phosphatdünger wie z. B. Diammoniumphosphat (NH₄)₂HPO₄ ([[Diammoniumhydrogenphosphat|Ammonphosphat]]) oder Monoammoniumphosphat werden aus [[Ammoniak]] und Phosphorsäure hergestellt. Die Verfügbarkeit von metallarmen Rohphosphaten ist ein elementares Marktkriterium für die Herstellung qualitativ hochwertiger Phosphatdüngemittel. Die Ausbeutung metallarmer Phosphatlagerstätten, bzw. der Phosphatmineralien an sich, ist ein Ressourcenproblem der industriellen Zivilisation überhaupt ([[Peak Phosphorus]]). So gingen auf der Pazifikinsel [[Nauru]] die Förderraten ihres Hauptexporterzeugnisses [[Guano]] seit der Mitte der 1970er Jahre kontinuierlich zurück und sind nun versiegt. [[Stickstoffdünger]] sind meist [[Ammoniumnitrat]], [[Ammoniumsulfat]] und [[Kaliumnitrat]] und werden aus [[Ammoniak]] und [[Salpetersäure]] hergestellt. [[Kalisalz]]e werden im [[Salzbergwerk|Bergbau]] gewonnen, aufbereitet (Kaliumchlorid-Dünger) oder zu [[Kaliumsulfat]] umgesetzt. Der Einsatz von Mineraldüngern kann in Granulat- oder Pulverform, häufig als [[Phosphate]] oder [[Sulfate]] oder in flüssiger Form (“Flüssigdünger“) erfolgen. Selbst eine Aufnahme über die Blätter ist begrenzt möglich. Als Erfinder der Mineraldünger bzw. Kunstdünger gilt [[Justus von Liebig]]. ==== Probleme ==== Phosphaterze enthalten Schwermetalle wie [[Cadmium]] und [[Uran]], die über mineralische Phosphatdünger auch in die Nahrungskette gelangen. ==== Beispiele ==== Mineraldünger.jpg|Mineralischer [[Mehrnährstoffdünger]] mit 8 % [[Stickstoff]], 8 % [[Phosphat]] und 8 % [[Kalisalz|Kali]] Kalkammonsalpeter.jpg|[[Kalkammonsalpeter]] === Gasförmiger Dünger === Die Düngung mit gasförmigem [[Kohlenstoffdioxid]] (CO₂) ist eine wichtige Anwendung im Unterglasgartenbau. Grund ist der durch den photosynthetischen Verbrauch entstehende CO₂-Mangel bei ungenügendem Nachschub an Frischluft, besonders im Winter bei geschlossener Lüftung, weil Pflanzen CO₂ als Grundsubstanz benötigen. Dabei wird das Kohlenstoffdioxid entweder direkt als reines Gas (relativ teuer) oder als Verbrennungsprodukt aus Propan oder Erdgas eingebracht (Kopplung von Düngung und Heizung). Die mögliche Ertragsteigerung ist abhängig davon, wie stark der Mangel an CO₂ ist und wie hoch das Lichtangebot für die Pflanzen ist. === Organischer Dünger === Bei den “’organischen Düngern“‘ sind oder waren die düngenden Elemente meist in kohlenstoffhaltigen [[Reduktion (Chemie)|reduzierten]] Verbindungen gebunden. Sind diese bereits wie etwa im Kompost teilweise [[Oxidation|oxidiert]], so sind die düngenden Mineralien an den Abbauprodukten ([[Huminsäuren]]) etc. adsorbiert. Somit entfalten sie ihre Wirkung langzeitiger und werden in der Regel weniger schnell ausgewaschen als mineralische Dünger. Eine Kennzahl für die Wirkgeschwindigkeit ist der C/N-Quotient. Organische Dünger sind normalerweise tierischen oder pflanzlichen Ursprungs, können aber auch synthetisiert werden. Organische Dünger sind meist Abfallstoffe aus der Landwirtschaft ([[Wirtschaftsdünger]]). Beispiele für organische Dünger: * [[Algensaft]] * [[Blutmehl]] * Düngepellets – Schafwollpellets * [[Federmehl]] * [[Fischmehl]] * [[Guano]] * [[Gülle]] * [[Haarmehl]] * [[Harnstoff]] * [[Hornspäne]] * [[Kompostierung|Kompostierte Pflanzenreste]] * [[Klärdünger|Klärschlamm]], -kompost * [[Knochenmehl]] * [[Lupinenschrot]] * [[Mist]] * [[Pflanzenjauche]] * [[Tiermehl]] * [[Vinasse]] == Düngerverbrauch == Der weltweite Verbrauch an Düngemitteln betrug 1999 141,4 Mio. Tonnen. Die größten Verbraucher-Länder waren (2012 in Mio. Tonnen): Diese Zahlen geben keinen Aufschluss über den “Pro-Kopf-“ bzw. “Pro-Hektar-Verbrauch“. Dieser kann jedoch für ausgewählte Staaten und Regionen aus der Grafik abgelesen werden. Eine weitere Bedeutung der Zahlen ergibt sich aus dem Umstand, dass die Herstellung von [[Stickstoff]]dünger sehr energieintensiv ist: Der gesamte Energiebedarf für die Düngung mit 1 Tonne Stickstoff einschließlich Herstellung, Transport und Ausbringung entspricht dem Energiegehalt von etwa 2 Tonnen [[Erdöl]]. == Die größten Düngerproduzenten == Das bedeutendste Herstellerland stickstoffhaltiger Düngemittel ist China, gefolgt von Indien und den USA. In Europa sind die wichtigsten Produzenten Russland und Ukraine, gefolgt von Polen, Niederlande, Deutschland und Frankreich. == Mineralische Nährstoffe und ihr Einsatz == === Mineralstoffaufnahme der Pflanzen === Bei der Mineralstoffaufnahme aus dem [[Boden (Bodenkunde)|Boden]] ist zwischen der Ernährung von Sommer- und Winterarten sowie von mehrjährigen Pflanzen zu unterscheiden: * Bei Sommerarten (z. B. [[Kartoffel]]n) steigt der Bedarf an Mineralstoffen nach dem Auflaufen je nach der Länge der Wachstumszeit schnell bis zu einem bestimmten Punkt vor der Reife an und fällt dann ab oder hört ganz auf. * Bei Winterarten (z. B. [[Wintergetreide]] oder -raps) unterbricht die winterliche Wachstumsruhe (Frost) die Mineralstoffaufnahme. * Mehrjährige Pflanzen mit ausdauernden unterirdischen Organen, z. B. Gräser, Kleearten, [[Hopfen]] und [[Wein]], speichern in den Wurzeln Mineralstoffe und beschleunigen mit diesen [[Reservestoffe]]n die Entwicklung im folgenden Frühjahr. === Mineralstoffaufnahme aus der Bodenlösung === Die Pflanze nimmt die [[Mineralsalz]]e mit den [[Wurzel (Pflanze)|Wurzeln]] aus einer wässrigen Lösung auf. Sie liegen in der Bodenlösung als elektrisch geladene Teilchen ([[Ion]]en) vor. Zusätzlich können die im Boden schwer verfügbaren Pflanzenmineralstoffe [[Eisen]], [[Mangan]], [[Kupfer]] und [[Zink]] mit organischen Stoffen wasserlösliche [[Chelatkomplexe|Chelatverbindungen]] eingehen und in dieser Form von den Pflanzen aufgenommen werden. Von den 16 unentbehrlichen Elementen deckt die Pflanze ihren Bedarf an [[Kohlenstoff]], [[Wasserstoff]] und [[Sauerstoff]] vorrangig aus dem [[Kohlenstoffdioxid]] der Luft und [[Wasser]] aus dem Boden. Es werden aber auch (beispielsweise aus mit anorganischen Schadstoffen belasteten Böden) für Mensch und Tier giftige Metallionen in die Pflanzen eingelagert (z. B. [[Cadmium]]). Ein Pflanzenmineralstoff wird verstärkt von den Wurzeln aufgenommen und in den [[Pflanzenorgan]]en über den Bedarf hinaus angereichert (Luxuskonsum), wenn er durch starke [[Mineralisierung]] (z. B. Stickstofffreisetzung in humosen Böden) oder einseitig hohe Düngergaben in größeren Mengen in der Bodenlösung enthalten ist. Die mengenmäßige Mineralstoffaufnahme der Pflanze hängt von der Leistung der Wurzelatmung ab. Leicht erwärmbare Böden bieten mit günstigem Luft-Wasser-Haushalt im Krumenbereich die besten Bedingungen für die Mineralstoffaufnahme. === Mineralstoffaufnahme durch das Blatt === Die Mineralstoffaufnahme erfolgt vor allem durch die Wurzel. Doch können auch die [[Blatt (Pflanze)|Blätter]] Wasser und die darin gelösten Stoffe durch Kleinporen aufnehmen. Theoretisch könnte man die Pflanze vollständig durch die Blätter ernähren. Im Integrierten Pflanzenbau gewinnt die gezielte Mineralstoffzufuhr (Spritz- oder Sprühverfahren) in bestimmten Wachstumsabschnitten mit verdünnten Düngersalzlösungen als [[Blattdüngung]] zunehmende Bedeutung. Durch die Blattdüngung wird mit geeigneten Ausbringungsgeräten ein mengenmäßig geringer, aber hochwirksamer Mineralstoffbelag auf die grünen Pflanzenteile aufgebracht. Seit Jahren bewährt sich im praktischen Anbau vorrangig die ergänzende Versorgung mit [[Stickstoff]], [[Magnesium]] und Spurenmineralstoffen durch das Blatt. Der Vorteil dieses Verfahrens einer gezielten Mineralstoffzufuhr besteht im hohen Ausnutzungsgrad, der Nachteil in der nur begrenzt möglichen Mineralstoffmenge mit einer Gabe. Um entwicklungshemmende Blattverbrennungen zu vermeiden, sind bei der Blattdüngung die richtige Konzentration der Lösung und eine Rücksichtnahme auf empfindliche Wachstumsperioden des Pflanzenbestandes zu beachten. Blattdüngung erfolgt heute vorrangig, wenn eine kurzfristige Mineralstoffsbedarfsdeckung in einem bestimmten Wachstumsstadium notwendig ist, die aus der Boden- Nachlieferung nicht ohne weiteres zu befriedigen ist (N-Spätdüngung bei [[Weizen]], P-Zufuhr zu [[Mais]] oder Behebung plötzlich auftretender Mineralstoffmangelerscheinungen z. B. durch [[Bor]]-Spritzung gegen Herz- und [[Fusarium|Trockenfäule]] bei [[Zuckerrübe]]n). (Siehe hierzu auch den Abschnitt [[Blatt (Pflanze)#Stoffaustausch über die Oberfläche|Stoffaustausch über die Oberfläche]] im Artikel Blatt.) == Vorteile des Düngens == Das [[Minimumgesetz]] der [[Pflanzenernährung]] besagt, dass das genetische Ertragspotential einer Nutzpflanze durch das [[Hauptnährelement]] begrenzt wird, das nicht in ausreichender Menge zum Bedarfszeitpunkt der Pflanzen zur Verfügung steht. Der erforderliche Düngebedarf wird in aller Regel durch [[Bodenuntersuchung]]en und [[Düngefenster]] festgestellt. Bei Unterernährung der Pflanzenbestände kommt es zu Mangelerscheinungen mit Mindererträgen und gelegentlich sogar zum Totalverlust eines Nutzpflanzenbestandes. == Nachteile des Düngens == Wird mehr Dünger als benötigt ausgebracht, führt dies zur Belastung von Grundwasser und Oberflächenwasser. Auch wird darauf verwiesen, dass stark gedüngte Kulturen einen höheren Wassergehalt haben können und das Verhältnis von Kohlenhydraten zu Vitaminen und Mineralstoffen ungünstiger sei, wenngleich dies überwiegend eine Frage der angebauten Pflanzenart ist. Im Boden wandeln Bakterien Stickstoffverbindungen in [[Lachgas]] (N₂O) um – ein 300-mal potenteres [[Treibhausgas]] als [[Kohlendioxid]] (CO₂).{{Internetquelle | url=http://www.news.admin.ch/NSBSubscriber/message/attachments/18162.pdf|titel=Dünger für den Klimawandel|autor=Etel Keller-Doroszlai|hrsg=Eidgenössisches Volkswirtschaftsdepartement EVD| werk=Medienmitteilung vom 4. Februar 2010 der Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon (ART)| seiten=1|zugriff=2010-09-07|format=168 kB; PDF|zitat=im Boden wandeln beispielsweise Bakterien die Stickstoffverbindungen in Lachgas (N₂O) um – ein 300-mal potenteres Klimagas als Kohlendioxid}}. == Gefahren des Überdüngens == Bei zu starker Ausbringung von Düngern besteht die Gefahr, dass der Boden überdüngt und damit die [[Bodenfauna]] nachteilig verändert wird, was wiederum zu Lasten der Erträge und der Qualität der Ernte geht. In Extremfällen kann es zur Abtötung der Pflanzen durch [[Plasmolyse]] kommen. Die negative Folge für die Umwelt ([[Eutrophierung]]) muss unterschieden werden von den negativen Folgen einer Überdüngung auf die Qualität der erzeugten Produkte für die menschliche und die Tierernährung bereits “vor“ dem Rückgang der Erträge: Insbesondere durch hohe Stickstoffgaben kommt es auch in den Pflanzen zu einer hohen Nitratkonzentration. Diese [[Nitrate]] werden im Darm von Mensch und Tier zu gesundheitlich nachteiligen [[Nitrite]]n reduziert. In nicht frischem überdüngtem Gemüse sowie bereits im Boden bilden sich Nitrite als Zwischenstufe bei der Oxidation der Bestandteile von Stickstoffdünger, Gülle oder anderen stickstoffhaltigen Stoffen. Überdies werden die nicht von den Pflanzen aufgenommenen Düngerbestandteile in das [[Grundwasser]] ausgeschwemmt und können dadurch dessen Qualität gefährden. Zudem führt das mineralsalzreiche Wasser, wenn es in Oberflächengewässer gelangt, zu einem Überangebot an Mineralstoffen ([[Eutrophierung]]), was zu [[Algenblüte]]n führen kann und so Sauerstoffmangel im Tiefenwasser von [[See (Gewässer)|Seen]] verursacht. Dieses Problem besteht vor allem in Gebieten intensiver landwirtschaftlicher Nutzung mit hohem Viehbesatz (z. B. im Münsterland und in Südwestniedersachsen) und stellt die Wasserversorgung dort vor erhebliche Probleme. Zweck des Ausbringens von Gülle und Mist ist hier weniger die Steigerung des Ertrags, als eine Entsorgung der tierischen [[Exkrement]]e in den Mastbetrieben. Werden die Kulturen zu stark gedüngt, können die Erträge sinken. Es gilt also die Pflanzen optimal mit Mineralstoffen zu versorgen. Anhand der [[Bodenuntersuchung]]en, die Landwirte vornehmen lassen, kann die Düngung an die Bedürfnisse der jeweiligen Kulturpflanze angepasst werden. Auch eine [[Gülleanalyse|Düngeranalyse]] ist dazu sinnvoll. == Düngungseinfluss auf den Boden == Die Bestandteile des Düngers haben folgende Einflüsse auf den Boden: * Stickstoff: Förderung des Bodenlebens * Phosphor: Förderung der Krümelbildung; Bodenstabilisator; Brücken zwischen Humusteilchen * Kalium: K⁺ Ionen wirken in hoher Konzentration krümelzerstörend, weil sie Ca²⁺-Ionen verdrängen (Antagonismus) * Magnesium: Wie Ca, Förderung der Krümelstabilität durch Verdrängung der Hydroniumionen von Austauscherplätzen * Calcium: Stabilisiert Krümelstruktur/Förderung des Bodenlebens/pH-Regulierung * Schwefel: Förderung des Bodenlebens === Einflüsse auf chemische und physikalische Bodeneigenschaften === Einige [[Düngemittel]] (insbesondere N-Düngemittel) tragen zur [[Bodenversauerung]] bei. Dies kann ohne Ausgleichsmaßnahme zu einer Beeinträchtigung der Strukturverhältnisse im [[Boden (Bodenkunde)|Boden]] führen. Durch planvolle Düngungsmaßnahmen (z. B. [[Kalkung]]) kann jedoch einem Absinken des pH-Wertes entgegengewirkt werden, so dass nachteilige Auswirkungen auf Nährstoffdynamik, Bodenlebewesen und [[Bodenstruktur]] nicht zu befürchten sind. Tonminerale im Boden sind negativ geladen und können positiv geladene Teilchen binden (z. B. Kalium [K⁺]- oder Ammonium [NH₄⁺]-Ionen, [[Ammonium-Fixierung]] in tonigen bindigen Böden), wodurch die Stickstoff-Verfügbarkeit nach einer Düngemittelgabe eingeschränkt werden kann. Die Bindung ist reversibel. === Einfluss auf Bodenlebewesen === Die Absenkung des [[pH-Wert]]es und eine überhöhte Salzkonzentration können das Bodenleben beeinträchtigen. Außerdem geht mit steigender N-Düngung die Aktivität N-bindender Bakterien zurück. Insgesamt fördert eine ausreichende Bodenversorgung mit organischen und mineralischen Düngern die Menge und Vielfalt der Bodenlebewesen. Diese beeinflussen entscheidend die Bodenfruchtbarkeit. Bei ordnungsgemäßer mineralischer Düngung bleibt die Regenwurmdichte weitgehend stabil. Durch wirtschaftseigene organische Dünger wird der Regenwurmbesatz gefördert. Bei einer 21-jährigen Studie wurde zusammenfassend gestgestellt: “Um die Effektivität landwirtschaftlicher Anbausysteme zu beurteilen, bedarf es eines Verständnisses der Agrarökosysteme. Eine 21-jährige Studie ergab 20 Prozent geringere Erträge bei ökologischen Anbausystemen gegenüber konventionellen, obgleich der Einsatz von Düngemitteln und Energie um 34 bis 53 Prozent und der von Pestiziden um 97 Prozent geringer war. Wahrscheinlich führen die erhöhte Bodenfruchtbarkeit und die größere biologische Vielfalt in den ökologischen Versuchsparzellen dazu, dass diese Systeme weniger auf Zufuhr von außen angewiesen sind“. === Anreicherung mit Metallen === Über die Anreicherung des Bodens mit [[Schwermetalle]]n durch mineralische Düngung gibt es zahlreiche Untersuchungen. Von den in der Landwirtschaft und im Gartenbau verwendeten Mineraldüngern enthalten viele Phosphatdünger einen natürlichen Gehalt an Uran und [[Cadmium]]. Diese Schadstoffe können sich im Boden anreichern und auch in das Grundwasser gelangen. Die Folgen der Verwendung von Phosphatdünger und der Zusammenhang erhöhter Urangehalte in Mineral- und Trinkwässern mit der Geologie der Grundwasserspeichergesteine wurden im Jahr 2009 erstmals bundesweit untersucht. Dabei stellte sich heraus, dass erhöhte Urangehalte vorwiegend an Formationen wie [[Buntsandstein]] oder [[Keuper]] gebunden sind, die selbst geogen erhöhte Urangehalte aufweisen. Allerdings sind örtlich auch bereits Urangehalte aus landwirtschaftlicher Phosphatdüngung in das Grundwasser durchgeschlagen. Denn Rohphosphate enthalten 10–200 mg/kg Uran, welches sich im Aufbereitungsprozess zum Dünger zu noch höheren Konzentrationen anreichert. Bei der üblichen Düngung mit mineralischem Phosphatdünger führt dies zu jährlichen Einträgen von 10 – 22 g Uran pro Hektar. Organische Düngemittel wie Gülle und Mist weisen niedrigere Urangehalte von häufig unter 2 mg/kg und dementsprechend geringe Uran-Einträge auf. Der Urangehalt von Klärschlamm liegt zwischen diesen Extremen. Zu einer unerwünschten Anreicherung mit Metallen kann auch langjährige, intensive Düngung mit Sekundärrohstoffen (z. B. [[Klärschlamm]]) führen. Aus diesem Grunde müssen bei Klärschlammausbringung auf landwirtschaftliche Flächen sowohl der Klärschlamm als auch der Boden untersucht werden. Die Einflüsse der Düngung auf die chemischen und physikalischen Bodeneigenschaften sind durch bestimmte acker- und pflanzenbauliche Maßnahmen korrigierbar. Im Vergleich dazu ist eine Anreicherung mit Metallen unveränderbar, da Metalle kaum ausgewaschen werden und der Entzug durch die Pflanzen nur gering ist. Durch zu hohe Metallgehalte im Boden wird die Bodenfruchtbarkeit langfristig geschädigt. == Düngungseinfluss auf das Wasser == Eine Verschlechterung der Wassergüte durch Düngung kann erfolgen bei * Nitratanreicherung des [[Grundwasser]]s durch N-Auswaschung, * Mineralstoffanreicherung, insbesondere Phosphatanreicherung, in Oberflächengewässern z. B. durch Abschwemmung von [[Boden (Bodenkunde)|Boden]] ([[Bodenerosion]], mit der Folge einer [[Eutrophierung]] des Gewässers) === Nitratbelastung des Grundwassers === [[Nitrat]] (NO₃⁻) ist im [[Trinkwasser]] unerwünscht, weil es unter bestimmten Umständen in das gesundheitlich bedenkliche [[Nitrit]] umgewandelt wird. Es kann mit sekundären Aminen (Ammoniakbase), die in der Nahrung vorkommen oder bei der Verdauung entstehen, [[Nitrosamine]] bilden. Von diesen zählen einige zu den krebserregenden Stoffen. Um die gesundheitlichen Risiken weitgehend auszuschließen, sollen die Nitratgehalte im Trinkwasser möglichst niedrig sein. Der Grenzwert für den Nitratgehalt im Trinkwasser wurde 1991 mit der [[Richtlinie (EU)|EG-Richtlinie]] 91/676/EWG auf 50 mg NO₃⁻/Liter festgesetzt. Dieser Grenzwert kann bei unsachgemäßer Düngung, insbesondere auf leichten, durchlässigen Böden überschritten werden. Grundwasser enthält von Natur aus meistens weniger als 10 mg NO₃⁻/Liter. Als Ursache für die in der Nachkriegszeit z. T. stark angestiegenen Nitratgehalte sind u. a. zu nennen: * Dichtere Besiedlung mit zunehmenden Abwassermengen aus Haushaltungen, Gewerbe und Industrie und Mängel in der Abwasserkanalisation. * Intensive landwirtschaftliche Bodennutzung; hier sind wirtschaftseigene Dünger ([[Gülle]], [[Jauche]]) kritischer zu werten als [[Mineraldünger]], da sie oftmals nicht so gezielt wie Mineraldünger eingesetzt werden und damit der Stickstoffausnutzungsgrad schlechter ist. Hinzu kommt, dass regional durch Aufstockung der Tierbestände, u. U. auch durch Konzentration der Tierhaltung, das Problem der Nitratauswaschung verschärft wurde. Allerdings ist die N-Auswaschung, festzustellen mit [[Lysimeteranlage]]n oder [[Tiefbohrung]]en, nicht automatisch eine Folge steigender Düngemengen. Die angewendeten Düngemengen sind in den letzten Jahren deutlich zurückgegangen. Die Ursache ist vielmehr in der unsachgemäßen Anwendung von Düngern zu suchen. Folgende Maßnahmen zur Verminderung der Nitratbelastung sind zu empfehlen: * N-Vorrat des Bodens bei der “Düngung“ berücksichtigen. Im Frühjahr können je nach [[Fruchtfolge]], [[Bodenart]], [[Bodentyp]], organischer Düngung und Herbst- bzw. Winterwitterung sehr unterschiedliche Mengen an mineralisiertem, d. h. pflanzenverfügbarem [[Stickstoff]], im Boden vorhanden sein. Sie können durch die [[Nmin]]-Methode erfasst und bei der Ermittlung des N-Düngebedarfs berücksichtigt werden. * N-Mengen dem Mineralstoffbedarf der Pflanzen anpassen. Überdüngung bei Sonderkulturen, wie [[Wein]], [[Hopfen]] und [[Gemüse]], aber auch bei anspruchsvollen Ackerfrüchten wie [[Mais]], vermeiden. * Düngung zur rechten Zeit und wenn nötig Aufteilung der Düngemenge in Teilgaben. * Gezielter Einsatz der [[Wirtschaftsdünger]]. * N-Bindung durch möglichst ganzjährigen Pflanzenbewuchs, damit der durch die Vorfrucht nicht verbrauchte sowie der durch [[Mineralisierung]] freigesetzte Stickstoff biologisch gebunden wird. So soll bei hohen N-Spätdüngungsgaben zur Erzeugung von Qualitätsweizen oder beim Anbau von [[Körnerleguminose]]n durch pflanzenbauliche Maßnahmen, wie Fruchtfolgegestaltung, Zwischenfruchtanbau oder Strohdüngung, die N-Auswaschung vermindert werden. * Umbruch von mehrjährigen Futterschlägen mit [[Leguminose]]n ([[Kleegras]], [[Luzernegras]]) nicht im Herbst, sondern im Frühjahr vornehmen. === Phosphatbelastung der Oberflächengewässer === [[Eutrophierung]] bezeichnet einen Zustand von stehenden Gewässern, der durch hohen Mineralstoffgehalt und ein dadurch verursachtes üppiges Auftreten von [[Wasserpflanze]]n und [[Alge]]n gekennzeichnet ist. Meistens ist die Eutrophierung durch hohe Phosphatzufuhr bedingt, da [[Phosphat]] natürlicherweise in Oberflächengewässer kaum vorhanden ist. Eine starke P-Zufuhr steigert das Wachstum von Algen und Wasserpflanzen. Der Abbau der abgestorbenen Algen- und Pflanzenmasse verbraucht übermäßig viel [[Sauerstoff]] des [[Wasser]]s. Deshalb kann es infolge Sauerstoffmangels zum Fischsterben kommen. Phosphate gelangen in Oberflächengewässer durch * Abwasser aus dem Siedlungsbereich (Waschmittel); jedoch besitzen viele Kläranlagen inzwischen eine Reinigungsstufe zur [[Phosphorelimination]] * Auswaschung von Phosphat bzw. Abschwemmung von [[Boden (Bodenkunde)|Boden]] und Düngern. Da Düngerphosphat meist im Boden gebunden wird, kann die Auswaschung von Phosphat auf Lehm- und Tonböden praktisch vernachlässigt werden. Anders ist die P-Abschwemmung zu bewerten: * im Zusammenhang mit dem Bodenabtrag durch [[Bodenerosion|Wassererosion]], * bei unsachgemäßem Einsatz von wirtschaftseigenen Düngern. Hier kann es schnell zu erheblichen Zufuhren an P in die Gewässer kommen. Durch Ausbringen von [[Gülle]] und [[Jauche]] auf eine Schneedecke von über 5 cm Dicke (insbesondere in hängigem Gelände und auf tiefgefrorenem Boden) kann es bei der Schneeschmelze bzw. bei starken Niederschlägen zu einem oberflächigen Wasserabfluss kommen. Mit dem Wasserabfluss werden auch die in der Gülle enthaltenen Mineralstoffe abgeschwemmt. Phosphat und weitere Mineralstoffe können so in Oberflächengewässer gelangen. == Düngungseinfluss auf die Luft == Nach der Ausbringung organischer ([[Stallmist]], [[Gülle]]) und anorganischer ([[Mineraldünger]]) Dünger können erhebliche gasförmige Stickstoffverluste als [[Ammoniak]] auftreten. === Organische Dünger === Die Höhe der Ammoniakverluste ist von der Art und Zusammensetzung des organischen Düngers, dessen Behandlung, wie z. B. Einarbeitung in den [[Boden (Bodenkunde)|Boden]], und von der Witterung bei der Ausbringung abhängig. Folgende Reihenfolge bei der Höhe der Ammoniakverluste ergibt sich hinsichtlich * der Art der [[Wirtschaftsdünger]]: Tiefstallmist < [[Rottemist]] < Normalgülle (Schweinegülle < Rindergülle) < Biogasgülle bzw. Frischmist; * des TS- ([[Trockensubstanz]]-) Gehaltes: wasserreiche Gülle < Gülle mit hohem TS-Gehalt. In Abhängigkeit vom TS-Gehalt der Gülle, dem Zeitpunkt der Einarbeitung, der Tierart und der Witterung ist mit Verlusten von ca. 1 % (bei Gülle-Injektion) und nahezu 100 % (Stoppelgabe ohne Einarbeitung) des in der Gülle vorhandenen Ammoniumstickstoffs zu rechnen. Neben der Art der Lagerung und Ausbringung hat der Zeitpunkt der Einarbeitung großen Einfluss auf die Höhe der Verluste. Sofortige Einarbeitung mindert die Ammoniakverluste ganz erheblich. === Mineralischer Feststoffdünger === Die Ammoniakverluste stickstoffhaltiger Mineraldünger steigen wie folgt: [[Kalkammonsalpeter]] < [[Mehrnährstoffdünger]] < [[Diammonphosphat]] < [[Harnstoff]] < [[Kalkstickstoff]] < [[Ammoniumsulfat]]. An den gesamten Ammoniakstickstoffverlusten der Landwirtschaft ist der Anteil der mineralischen Dünger gering. == Siehe auch == * [[Bioeffektor]] * [[Düngefenster]] * [[Düngemittelgesetz]] * [[Gründüngung]] * [[Humus]] * [[Plaggen]] ([[Plagemann]]) * [[Urgesteinsmehl]] * [[CULTAN]]-Verfahren * [[Justus von Liebig#Begründer der Agrochemie|Justus von Liebig: Agrikulturchemie]] * [[Minimumgesetz]] == Literatur == * {{Literatur | Autor=Günter Schilling | Titel=Pflanzenernährung und Düngung | Verlag=Ulmer | Reihe=UTB | Band=8189 | Ort=Stuttgart (Hohenheim) | Jahr=2000 | ISBN=3-8252-8189-2}} * {{Literatur | Autor=Udo Rettberg | Titel=Alles, was sie über Rohstoffe wissen müssen. Erfolgreich mit Kaffee, Gold & Co | Verlag=FinanzBuch-Verlag | Ort = München | Jahr=2007 | ISBN=978-3-89879-309-4}} == Einzelnachweise == == Weblinks == {{Commonscat|Fertilizers|Dünger}} * [http://www.umweltruf.de/ticker/news_druck0.php3?nummer=3072 Europäischer Atlas zu Nährstoffbelastung] * [http://www.terradaily.com/reports/Nitrogen_Fertilizers_Deplete_Soil_Organic_Carbon_999.html Nitrogen Fertilizers Deplete Soil Organic Carbon] * [http://www.mediterraneadeagroquimicos.cat/Informa/Aferliquids.htm Flüssige Dünger] [[Kategorie:Dünger| ]] {{SORTIERUNG:Dunger}}