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Stickstoff ist ein unerlässlicher Nährstoff in der Landwirtschaft. Er dient der Pflanzenernährung und Bodengesundheit. Allerdings kann Stickstoff durch Auswaschung auch zur Verschmutzung von Trinkwasser und Oberflächengewässern führen.
Den größten Anteil von Stickstoff weist die organische Substanz auf. Dabei schwankt die Menge stark. Stickstoff im Boden ist meist nicht verfügbar und muss deshalb pflanzenverfügbar gemacht werden. Dadurch liegt er dann in Form von Nitrat oder Ammonium vor.
Während der Stickstoffmineralisierung (Ammonifizierung) wird der im Boden vorliegende organisch gebundene Stickstoff (nicht pflanzenverfügbar) zu anorganischen Ammonium (pflanzenverfügbar) umgewandelt. Ammonium-Ionen können von der Pflanze aufgenommen werden oder sie werden durch die Nitrifikation zu Nitrit und in weiterer Folge zu Nitrat umgewandelt. Die bevorzugte Aufnahmeform der Pflanze von Stickstoff ist über Nitrat, da dieses über den Massenfluss von den Wurzeln aufgenommen werden kann.
Hierbei wird Stickstoff aus z.B. den Ernteresten von Mikroorganismen aufgenommen. Ein beliebtes Beispiel ist hierbei Stroh, das als Ernterest auf dem Acker zurückbleibt. Durch dessen hohen Kohlenstoffgehalt können sich die Mikroorganismen besonders gut vermehren und die Aktivität des Bodenlebens steigern. Dadurch gleicht sich auch das Kohlenstoff/Stickstoff Verhältnis (C/N-Verhältnis) aus.
Nicht nur Erntereste steigern den Stickstoffgehalt im Boden. Auch verschiedene Mikroorganismen können ihn erhöhen. Durch Stickstofffixierung wird der Stickstoff aus der Luft gebunden und für die Pflanzen verfügbar gemacht. Beispielsweise können Leguminosen über die Symbiose mit Knöllchenbakterien Stickstoff aus der Luft binden. Der Stickstoff wird für das Wachstum der Symbionten verbraucht und für die nachfolgende Kultur in Form abgestorbener Ernterückstände zur Verfügung gestellt.
Ein weiterer Weg zur Nährstoff- und Stickstofferhöhung im Boden ist die Zufuhr von Mineral- oder Wirtschaftsdünger. Wird Nitrat über Dünger in den Boden eingebracht, kann dieser sofort von den Pflanzen aufgenommen werden. Wirtschaftsdünger enthalten je nach Dünger oder Tiergattung unterschiedliche prozentuale Anteile an organisch und anorganisch gebundenen Stickstoff. Hierbei unterscheidet man zwischen Festmist und Gülle:
Festmist
Stickstoff größtenteils organisch
Muss langsam abgebaut werden
Gülle
Stickstoff größtenteils als Ammoniumstickstoff vorliegend
Rasche Verfügbarkeit, aber kurze Verfügbarkeit
Der Stickstoff in den beschriebenen Systemen kann über unterschiedliche Wege verloren gehen.
Stickstoff in Form von Nitrat oder Nitrit kann über die Denitrifikation als elementarer Stickstoff oder als Lachgas verloren gehen. Dies passiert häufig, wenn der Boden wassergesättigt ist und dadurch Luftmangel besteht. Bakteriengruppen im Boden besitzen die Fähigkeit, bei Sauerstoffmangel, den Nitrat- und Nitritsauerstoff als Elektronenakzeptor zu verwenden. Somit wird Sauerstoff von Nitrat oder Nitrit abgespalten und gasförmige Produkte entweichen in die Atmosphäre.
Zusätzlich zu Lachgas und dem elementaren Stickstoff kann auch Ammoniak gasförmig in die Atmosphäre entweichen. Dies passiert besonders häufig bei einem hohen pH-Wert im Boden oder bei der Zuführung von Harnstoff oder Wirtschaftsdünger. An dieser Stelle muss eine schnelle Einarbeitung des Düngers erfolgen und eine entsprechende Witterung berücksichtigt werden.
Stickstoff entweicht dem Boden aber nicht nur in gasförmiger Form, sondern kann auch über das Grundwasser entschwinden. Die Stickstoffauswaschung in tiefe Bodenhorizonte oder in das Grundwasser betrifft überwiegend den leicht auswaschbaren Nitratstickstoff und auf leichten Böden auch Ammoniumstickstoff.
Die Gefahr der Auswaschung ist von Klima - und Bodenverhältnissen, Düngeintensität, Form der Bodenbearbeitung und dem Pflanzenbewuchs abhängig. Ist der Boden durch Untersaaten und Zwischenfrüchte komplett begrünt, können diese Pflanzen den Stickstoff aufnehmen und speichern, sodass eine geringere Auswaschungsgefahr besteht.
Glyphosate ,Quecke,Auswirkungen der Trockenheit