Stickstoff

wie der Mensch ein grundlegendes globales Gleichgewichte riskiert


Kunstdünger

Der Mensch erzeugt durch die Produktion von Kunstdünger und durch das Verbrennen von fossilen Energieträgern deutlich mehr biologisch verwertbaren Stickstoff als alle anderen Landlebewesen zusammen.  Dadurch greift er massiv in globale Gleichgewichte ein. Die Folgen sind u.a. überdüngte sauerstoffarme/-freie Gewässer (Flüsse, Mündungsgebiete und Binnenmeere) sowie stark steigende atmosphärische Konzentrationen des äußerst klimaschädlichen Lachgas.


Es ist aktuell zwar nur schwer vorstellbar, die wachsende Erdbevölkerung ohne Kunstdünger zu ernähren. Aber allein die Reduktion des Fleischkonsums würde jedoch die notwendigen Produktions-Mengen von Kunstdünger erheblich reduzieren.


Der Stickstoffkreislauf kann etwas vereinfacht so dargestellt werden (Erläuterung unter der Grafik):

Stickstoffkreislauf

Wie wird molekularer Stickstoff in biologisch verfügbaren Stickstoff umgewandelt?

  1. Blitze können molekularen Luftstickstoff zwar in organisch nutzbaren reaktiven Stickstoff umwandeln. Das ist mengenmäßig aber zu vernachlässigen und wird nur der Vollständigkeit halber erwähnt.
  2. Ansonsten können auf natürlichem Wege nur bestimmte Bakterien molekularen Stickstoff verwerten und in biologisch nutzbare reaktive Formen umwandeln.
  3. Dieser Prozess kann durch den Anbau von Hülsenfrüchten gefördert werden, da in deren Wurzeln eine Symbiose mit diesen Bakterien stattfindet.
  4. Der Mensch überführt mittels des Haber-Bosch-Verfahren molekularen Stickstoff unter hohem Energieaufwand in biologisch verfügbare Formen. Dieser wird zum allergrößten Teil als Kunstdünger eingesetzt ("Brot aus Luft").
  5. Der Mensch setzt auch durch das Verbrennen von fossilen Brennstoffen erhebliche Mengen an biologisch nutzbarem Stickstoff frei. Diese Verbindungen werden durch Niederschläge auf der Erde (auch über den Meeren) verteilt.
  6. Der Mensch nutzt in kleinerem Umfang auch andere fossile Stickstoffablagerungen (im Wesentlichen fossilen Seevogelkot) im Sinne einer mineralischen Düngung

Auf welchem Weg wird biologisch verfügbarer Stickstoff wieder entfernt?

  1. Den wesentlichen Anteil an der Entfernung von biologisch verwertbarem reaktivem Stickstoff leisten wiederum bestimmt Bakterien. Sie verwandeln ihn zurück in molekularen Luftstickstoff (Denitrifikation).
  2. Ein vernachlässigbarer Teil des Stickstoffs wird in fossilen Schichten abgelagert.
  3. Ein Teil der gasförmigen (volatilen) Stickstoff-Formen verbleibt als Lachgas dauerhaft in der Atmosphäre und wirkt dort als sehr starkes Treibhausgas.