Welchen Einfluss hat die Wahl des Düngers auf das Ökosystem?
Pflanzen sind „autotrophe“ Lebewesen. Sie sind in der Lage, die für ihre Existenz notwendigen Bau- und Reservestoffe ausschließlich aus anorganischen Komponenten – Mineralstoffen - aufzubauen. Dazu benötigen sie Energie, die durch die Photosynthese aus dem Sonnenlicht gewonnen wird. Genauer genommen sind Pflanzen also „photo-autotrophe“ Lebewesen.
Pflanzen sind also autonom, warum müssen sie dann gedüngt werden?
Für ein gesundes Wachstum benötigt eine Pflanze 17 Nährstoffe. Die Nährstoffe werden in einem bestimmten Mengenverhältnis für das Wachstum benötigt. Dasjenige Element, welches unterhalb des notwenigen Mengenverhältnisses vorliegt, begrenzt das Wachstum. Die Zufuhr dieses Elements zur Wachstumsförderung wird Düngung genannt. Im 19. Jahrhundert wurde dieses – Minimumgesetzt - genannte Konzept, von Justus von Liebig verbreitet und anschaulich in der Düngetonne visualisiert. (1,2)
Elemente, die aus der Luft und dem Wasser entnommen werden – Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff – begrenzen das Wachstum selten. Wenn Trockenheit das Wachstum begrenzt, dann ist der Flüssigkeitshaushalt der Pflanze gestört, nicht die Nährstoffversorgung mit Wasserstoff und Sauerstoff.
Die Standortbedingungen der Pflanze bestimmen ihre Nährstoffversorgung mit Mineralien. In unseren Mitteleuropäischen Ökosystemen kann das Pflanzenwachstum meist durch Gabe von Stickstoff (N), Phosphor (P) und Kalium (K) stark gefördert werden. Die klassischen Düngemittel sind daher sogenannte NPK-Dünger. (2)
In einem vom Menschen unbeeinflussten Ökosystem stellt sich ein standortspezifischer Nährstoffkreislauf ein. Mineralstoffe werden durch die Verwitterung aus dem bodenbildenden Gestein freigesetzt, in die Pflanzenbiomasse eingebaut und durch das Absterben der Biomasse dem Boden wieder zugeführt. Die Biomasse wird im Boden durch eine Vielzahl von empfindlichen Bodenorganismen zu Humus umgesetzt. Humus hat eine hohe Wasserhaltekapazität und gibt die in ihm enthaltenen Nährstoffe langsam und kontinuierlich wieder ab. In Ökosystemen, die der Nahrungsmittelerzeugung dienen, wird ein erheblicher Teil der Biomasse – und damit die darin enthaltenen Mineralstoffe – als Erntegut dem Standort entzogen. Er verarmt und Düngung wird zum Erhalt der Bodenfruchtbarkeit notwendig.
Wie kann dauerhaft eine ausreichende Nährstoffversorgung der Pflanze sichergestellt werden?
Die Pflanzenwurzel ist ein Teil des Bodens. In einem gesunden humusreichen Boden lebt eine hohe Individuenzahl von verschieden Bakterien, Tieren und Pilzen. Sie bilden eine stabile Lebensgemeinschaft, die dauerhaft Wasser speichert, Massenvermehrungen von einzelnen Arten verhindert, einen lebensfreundlichen pH-Wert bietet und Kohlenstoff im Humus dauerhaft speichert.
Humus ist also das zentrale Element für einen gesunden Boden. In Agrarböden ist der Humusgehalt durch jahrzehntelanges Ackern und die Abfuhr der Erntegüter strakt reduziert und damit auch das Pflanzenwachstum. Um das Pflanzenwachstum so weit zu fördern, dass dauerhaft Ernteerträge möglich sind, werden große Mengen von mineralischen Düngern ausgebracht. Sie enthalten Stickstoff, der unter Aufwendung von viel Energie aus der Luft gewonnen wird, Phosphor, dessen weltweite Reserven auf max. 100 Jahre geschätzt werden und Kalium, das in umweltschädlichen Bergbaufahren gewonnen wird. Der von den Pflanzen nicht aufgenommene Stickstoff findet sich als Nitrat im Trinkwasser wieder, aus dem er unter Einsatz von teuren technischen Verfahren wieder entfernt werden muss.
Dieser Kreislauf kann einfach durchbrochen werden, indem der Humusgehalt im Boden erhöht wird. Wie macht man das im eigenen Garten oder im Balkonkasten?
Bodenschichten nicht großflächig der Luft aussetzen.
Das Umgraben von Böden sollte eingestellt werden.
Der Boden sollte immer mit Biomasse bedeckt sein.
Die produzierte Biomasse sollte in Form von Mulch oder Kompost dem Boden wieder zugeführt werden.
Die Anwendung von Mineraldünger sollte eingestellt werden.
Die Anwendung von Pflanzenschutzmitteln sollte eingestellt werden.
Am Beispiel eines Hochbeetes kann das Prinzip eines ertrags- und humusreichen Bodens verdeutlicht werden. Die oberen Bodenschichten enthalten humusreichen Feinkompost oder Muttererde. Die darunter liegenden Schichten werden mit wenig abgebauter Biomasse gefüllt. Die Bodenorganismen setzen diese Biomasse zu Humus um, der dauerhaft die Nährstoffversorgung der aufwachsenden Pflanzen sicherstellt.
Mit der Umsetzung dieser Maßnahmen wird gleichzeitig ein Beitrag zum Klimaschutz geleistet, da der Humus Kohlendioxid aus der Atmosphäre dauerhaft speichert.
Ich wünsche viel Spaß beim Gärtnern, dem Verzehr der Bio-Ernte und beim Retten der Atmosphäre.
Danke für die Aufmerksamkeit.
Jutta Lauf
Dr. rer. nat Biochemie
Referenzen:
1 Wikipedia, "Nährstoff (Pflanze)", Wikipedia, 149 New Montgomery Street Floor 6, San Francisco, CA 94105, United States, https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Nährstoff_(Pflanze)&oldid=231226772, Accessed July 21, 2023.
2 Let it grow, "Düngeberatung", Let it grow, Lasbeck 1, 48329 Havixbeck, https://let-it-grow.bio/duengeberatung, Accessed July 21, 2023.
