19.07.2021 - University of Maryland

Stickstoff messen, um sein Management zu verbessern

Neue Studie misst, wie Stickstoff in der Landwirtschaft weltweit verwaltet wird

Die Geschäftswelt ist mit Peter Druckers Aussage vertraut: "Wenn man es nicht messen kann, kann man es nicht verbessern." Im Sinne der ökologischen Nachhaltigkeit und der Ernährungssicherheit ist es für die Landwirtschaft dringend notwendig, den Einsatz von Stickstoffdüngern zu verbessern, aber können wir das auch richtig messen?

Eine neue Arbeit*, die in Nature Food veröffentlicht wurde, bietet den ersten umfassenden Vergleich der fortschrittlichsten internationalen Bemühungen zur Messung des Stickstoffeinsatzes in der Landwirtschaft. Zhang et al. fassen die Ergebnisse von fast dreißig Forschern aus zehn verschiedenen Forschungsgruppen auf der ganzen Welt zusammen, darunter Universitäten, privatwirtschaftliche Düngemittelverbände und die Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO). Sie schätzten jeweils ab, wie viel Stickstoff als Dünger und Dung auf Ackerflächen ausgebracht wird, wie viel des zugefügten Stickstoffs in den Feldfrüchten geerntet wird und wie viel als potenzielle Umweltbelastung übrig bleibt.

"Dieses Vergleichsprojekt ermöglicht es Forschern, Agrarwissenschaftlern und politischen Entscheidungsträgern zu erkennen, wo wir die Schätzungen des Stickstoffbudgets verbessern können", sagte der Hauptautor, Associate Professor Xin Zhang vom University of Maryland Center for Environmental Science. "Dieses Wissen ist die Grundlage für die Verbesserung des nachhaltigen Stickstoffmanagements und für die Bewältigung der Herausforderungen im Bereich der Ernährungssicherheit und Umweltverschmutzung."

Stickstoff ist wichtig, weil er für Landwirte essentiell ist, um gute Ernteerträge zu erzielen, aber wenn ein großer Teil davon nicht von den vorgesehenen Pflanzen aufgenommen wird, gelangt er als Nitrat in die Umwelt, ins Grundwasser, in Flüsse, Seen und Flussmündungen, wo er zu schädlichen Algenblüten beiträgt und Risiken für die menschliche Gesundheit darstellen kann. Überschüssiger Stickstoff kann auch als gasförmiger Schadstoff aus Ackerflächen entweichen, der die menschliche Gesundheit gefährdet und zum Klimawandel und zur Zerstörung des stratosphärischen Ozons beiträgt. Daher muss Stickstoff sorgfältig verwaltet werden, um die Nahrungsmittelproduktion zu maximieren und gleichzeitig die Umweltbelastung zu minimieren.

''Zu lernen, wie man den Stickstoffeinsatz in der Landwirtschaft überwacht, ist ein grundlegender Bestandteil der Agenda 2030 für nachhaltige Entwicklung'', sagte Koautor Dr. Francesco Tubiello von der FAO in Italien. "Diese Studie unterstützt die Entwicklung von verbesserten nationalen Statistiken, die zu diesem Zweck genutzt werden können.

"Auf den ersten Blick zeigt diese neue Studie einige überraschende und beunruhigende Unterschiede zwischen den zehn Forschungsgruppen, was darauf hindeutet, dass unsere Fähigkeit, diesen essentiellen Nährstoff und potenten Schadstoff zu messen und damit zu managen, nicht so gut ist, wie sie sein müsste", sagte Eric Davidson, Professor am University of Maryland Center for Environmental Science. "Wenn man jedoch tiefer in die Daten eindringt, lassen sich viele dieser Unterschiede durch unterschiedliche Definitionen und Methoden erklären, die von den verschiedenen Gruppen verwendet wurden."

Die Experten sind sich weitgehend einig, dass der Einsatz von Stickstoffdüngern immer noch zunimmt, die durchschnittliche globale Effizienz ihres Einsatzes stagniert und damit auch der überschüssige Stickstoff, der nicht von den Nutzpflanzen aufgenommen wird, in besorgniserregendem Maße wächst. Die Arten von Nutzpflanzen und die geografischen Regionen, in denen Verbesserungen bei den Messungen möglich sind, wurden ebenfalls identifiziert, was notwendige Verbesserungen sowohl bei den Messungen als auch beim Management ermöglicht.

"Das Umweltprogramm der Vereinten Nationen hat 2019 eine Resolution verabschiedet, die eine globale Aktion zur Förderung eines nachhaltigen Stickstoffmanagements fordert", bemerkte der beitragende Autor Dr. Luis Lassaletta von der Universidad Politécnica de Madrid. "Eine Halbierung der Stickstoffabfälle bis 2030 wäre ein ehrgeiziges Ziel, das die Umweltqualität deutlich verbessern würde", fügte er hinzu.

Der erste Schritt zum Handeln besteht jedoch darin, gute Schätzungen der Stickstoffbudgets in landwirtschaftlichen Systemen zu erhalten, wie in dieser Studie gezeigt, damit wir das, was wir mit größerer Sicherheit messen können, besser verwalten können.

Fakten, Hintergründe, Dossiers
  • Stickstoff
  • Messen
  • Umweltverschmutzung
  • Klimawandel
  • Landwirte