Düngemittel

Pflanzenwachstum entzieht dem Boden nach und nach die für die Bildung von Biomasse erforderlichen Mineralsalzionen. In einem natürlichen Biotop werden sie durch die Stoffkreisläufe der darin befindlichen Lebewesen immer wieder ergänzt. Im Herbst verlieren Bäume ihre Blätter, viele Pflanzen sterben ab. Auch tierische Ausscheidungs- und Verwesungsprodukte gelangen in diesen Kreislauf. All diese organischen Stoffe werden zu Mineralstoffen abgebaut.

Zunächst übernehmen Kleinlebewesen wie Regenwürmer, Springschwänze, Milben und Rädertierchen die mechanische Zerlegung der organischen Substanzen. Den Hauptanteil an der Mineralisation der organischen Stoffe leisten jedoch Bakterien. Sie bauen organische Stoffe bis zum CO₂, H₂O und NO₃ ^- (Nitrat-Ionen) ab. Auch die anderen in den Pflanzen enthaltenen Elemente wie Phosphor, Magnesium oder Kalium gelangen wieder in den Boden zurück. Auf diese Weise geht in einem natürlichen Biotop nichts verloren. Dem Boden werden die entnommenen Mineralstoffe ständig wieder zurückgeführt.

Anders verhält es sich auf den vom Menschen genutzten Feldern und Wiesen. Durch Wachstum und Ernte werden dem Boden ständig Mineralsalze entzogen. Der Boden verarmt und auf Dauer können keine hohen Pflanzenerträge mehr erreicht werden. Diese Beobachtung machten die Menschen schon in den Anfängen ihrer Sesshaftigkeit. Durch die Dreifelderwirtschaft (2 Felder bewirtschaftet, ein Feld Brache, rotierend) gaben sie dem Acker alle 3 Jahre die Möglichkeit, wieder Mineralstoffe anzureichern.

Seit JUSTUS VON LIEBIG (1803-1873) seine Erkenntnisse zur Notwendigkeit der Düngung formulierte, werden die Verluste an Mineralsalzen durch Düngung ausgeglichen. Sie kann durch Naturdünger (z. B. Stalldung, Gülle, Kompost) oder durch Mineraldünger (Kunstdünger) erfolgen.

Düngung mit Mineraldünger

Alle Pflanzen benötigen Makroelemente (C, H, O, N, S, P, K, Ca, Mg, Fe) und Mikroelemente (Spurenelemente) (Mn, Cu, Zn, Mo, Cl, Na) zum Gedeihen. Während C, H und O durch das Wasser aus dem Boden und ${\text{CO}}_{\text{2}}$ aus der Luft in die Pflanze gelangen, müssen alle anderen Elemente in den Mineralstoffen enthalten sein. Fehlt eines der Elemente in ausreichender Menge, können Mangelerscheinungen auftreten (Bild 2).
Schon JUSTUS LIEBIG formulierte 1855 das „Gesetz des Minimums“.

Es besagt folgendes: Die im Dünger (oder Boden) enthaltene geringste Menge eines der Makro- oder Mikroelemente begrenzt das Wachstum der Pflanze. Wenn zum Beispiel zu wenig Kalium im Dünger enthalten ist, können alle über diese Grenze hinaus enthaltenen Elemente nicht zur Wirkung kommen.

In der modernen Landwirtschaft wird daher vor Ausbringung des Düngers der Nährstoffgehalt des Bodens bestimmt. Damit ist dann eine exakte Anpassung der Düngung an den Nährstoffbedarf der jeweiligen Pflanzenart möglich. Übermäßige und falsche Düngung kann hingegen zu massiven Umweltbelastungen führen, z. B. zur Eutrophierung von Gewässern oder zur Verunreinigung des Grundwassers. Die Sensibilisierung der deutschen Landwirtschaft für diese Probleme führte in den letzten Jahren zu einem deutlichen Rückgang im Düngemitteleinsatz.

In der Landwirtschaft werden sowohl Mononährstoffdünger (diese enthalten nur Stickstoff, Phosphat oder Kalium) als auch Mehrnährstoffdünger, die 2 oder 3 Makronährstoffe gleichzeitig enthalten, verwendet. Die notwendigen Spurenelemente sind in den Düngern allgemein ausreichend enthalten, können aber auch im Einzelfall zugesetzt werden.

Üblicherweise wird der Gehalt in Düngemittel bei Stickstoff in % N, bei Phosphor in % ${\text{P}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{5}}$ und bei Kalium in % ${\text{K}}_{\text{2}}\text{O}$ angegeben, obwohl in Phosphordüngern selbstverständlich kein ${\text{P}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{5}}$ sondern Phosphat und in Kalidünger kein ${\text{K}}_{\text{2}}\text{O}$, sondern Kaliumchlorid oder Kaliumsulfat enthalten sind.
In den Tabellen sind bei den Phosphor- und Kalidüngern in Abweichung zu den üblichen Angaben die Gehalte auf die Wirkkomponente umgerechnet (Bild 4).

Neben der Düngung ist auch die ausreichende Versorgung mit Wasser notwendig, denn alle Mineralsalze können nur in Ionenform aufgenommen werden. Sie entsteht durch Auflösung der Salze in Wasser.

Dabei wird der Wasserbrauch der Landwirtschaft aber zunehmend ein Problem. Weltweit beträgt der Anteil der Landwirtschaft am Gesamtwasserverbrauch etwa zwei Drittel (in Deutschland nur 5-10 %, in Spanien und Portugal dagegen ca. 50 %, in afrikanischen Ländern sogar bis zu 80 %). Der notwendige Bedarf je kg Produkt, das sogenannte virtuelle Wasser, das wir beim Import mit verbrauchen, ist sehr unterschiedlich. Bei Obst sind es nur 200-300 Liter/kg, bei Sojabohnen immerhin schon etwa 2 000 Liter/kg und bei Baumwolle sogar 10 000-12 000 Liter/kg!

Ein weiteres Problem durch den hohen Wassereinsatz ist die Versalzung des Bodens. Deshalb braucht die Landwirtschaft dringend Wasser sparende  Bewässerungstechniken.