Verbundvorhaben: Integrative Betrachtung von N-Umsatzprozessen zur Optimierung der Stickstoffeffizienz (IBAN)

Abstract

Reaktiver Stickstoff (Nr) umfasst alle im Stickstoffkreislauf vorkommenden stickstoffhaltigen Verbindungen mit Ausnahme von molekularem Stickstoff (N2). Besonders umweltrelevant sind das starke Treibhausgas (THG) Lachgas (N2O), der Vorläufer des gesundheitsschädlichen Ozons (Stickstoffmonoxid, NO), sowie verflüchtigtes Ammoniak (NH3) und gelöstes Nitrat (NO3). Diese Verbindungen tragen zur Erderwärmung, Eutrophierung und Beeinträchtigung der Biodiversität bei. Die Freisetzung von Nr wurde durch den Einsatz von Düngern in der landwirtschaftlichen Produktion immens verstärkt, insbesondere dadurch, dass ca. 77 kg mehr Stickstoff (N) in landwirtschaftliche Systeme eingebracht wird, als durch die Ernte wieder entnommen wird (Eurostat, 2017). Diese Situation im landwirtschaftlichen Betrieb ist unter anderem eine Konsequenz der Applikation großer Düngermengen zu wenigen Ausbringungsterminen, da während eines temporären NÜberschusses N ausgewaschen oder in Form von N2O, N2 oder NH3 aus dem landwirtschaftlichen System ausgetragen werden kann. Während in der Vergangenheit die genannten Verluste durch verbesserte Wahl der Ausbringungsmenge und des Ausbringungstermins erzielt wurden, können auch andere Faktoren eine Rolle spielen. Ein wichtiger Aspekt wie ausgebrachter Nr im Boden gehalten werden kann, ist die Immobilisierung durch Mikroorganismen, da diese ausgebrachten Nr zwar in organische Bodensubstanz überfuhren, aber über die Mineralisierung wieder für Pflanzen verfügbar wird. Die mikrobiellen Prozesse Mineralisierung und Immobilisierung hängen unter anderem von der mikrobiellen Biomasse im Boden und dem Bodenkohlenstoffgehalt ab, sodass Anbausysteme, die den Humusaufbau fördern, potentiell Nr-Verluste aus landwirtschaftlichen Flächen reduzieren können. In diesem Zusammenhang sind Anbausysteme mit organischer Düngung oder Leguminosen in der Fruchtfolge vielversprechende Kandidaten, da diese das Potential haben, Humus aufzubauen. Datei-Upload durch TIB