Überdüngung

Überdüngung bezeichnet eine Anreicherung von Düngemitteln im Boden. Ausgelöst werden kann dies durch verschiedene Faktoren. Der häufigste Grund ist, dass zur falschen Zeit gedüngt wird, sodass die Nährstoffe des Düngers nicht vollständig von der Pflanze aufgenommen werden können. Ein weiterer Grund ist die Gabe von zu viel Dünger, der dann ebenfalls nicht vollständig aufgenommen werden kann.

Die Folge der Überdüngung ist meistens das Ausschwemmen der überschüssigen Nährstoffe durch Regen. Das kann wiederum zu einer Verunreinigung des Grundwassers führen.

Bedeutung und Folgen von Überdüngung

Ganz grundsätzlich gilt, dass die Verwendung von zu viel Dünger zu einem Überangebot von Nährstoffen führt. Das wiederum verhindert das eigentliche Ziel des Düngens: Ein besseres Pflanzenwachstum.

Die Problematik der Überdüngung tritt sehr häufig in Gegenden mit intensiver Landwirtschaft sowie viel Viehbesatz auf. Vor allem die Massentierhaltung sorgt für eine erhöhte Produktion von Schadstoffen und Gülle.

Problematisch für das Ökosystem ist vor allem der in den meisten Düngern enthaltene Stickstoff. Wie der Stoff von Mikroorganismen umgewandelt wird und somit für die Pflanzen verwertbar gemacht wird, siehst Du beispielhaft in der Abbildung 1 weiter unten dargestellt.

Definition Dünger

An dieser Stelle soll noch einmal kurz umrissen werden, was überhaupt Dünger ist und wofür man ihn benutzt.

Angewendet wird Dünger vor allem dann, wenn die Grundnährstoffe sowie Spurenstoffe des Bodens nicht mehr ausreichen, um die Pflanze optimal zu versorgen. Die Zugabe von Düngemittel fördert dabei das Pflanzenwachstum und erhöht bei Kulturpflanzen (von Menschen angebaute Pflanzen) die Qualität und sorgt für mehr Erträge.

Düngemittel können grundsätzlich unterschieden werden in organische Dünger (Mist, Gülle, Jauche, Mulch etc.), organo-mineralische Dünger (Kunstdünger) sowie mineralische Dünger. Letzter kann unterteilt werden in Einzelnährstoffdünger oder Mehrnährstoffdünger.

Auswirkungen von Stickstoff auf Pflanzen

Der in Düngemitteln enthaltene Stickstoff sorgt für ein schnelles und ungesundes Wachsen der Pflanzen. Dabei kommt das Wachstum der Wurzeln meistens nicht mit und Zellen sowie das Gewebe kann nicht voll ständig ausgebildet werden. Mit anderen Worten: Die Pflanze fokussiert sich fast ausschließlich auf das Bilden von neuen Trieben.

Eine Überversorgung mit Stickstoff kann zudem die biologische Vielfalt reduzieren. Das liegt daran, dass Pflanzen, die viel Stickstoff benötigen, bzw. aufnehmen können, sich deutlich schneller ausbreiten. Pflanzen, die weniger Nährstoffe benötigen, werden dann von den anderen mit der Zeit verdrängt.

Auswirkungen von Ammoniak

Neben Stickstoff enthält Düngemittel oftmals auch Ammonium. Das wird im Zuge der Verwendung zu Ammoniak (NH₃) umgewandelt. Gelangt dies in die Atmosphäre, fördert es dort die Feinstaubbildung. Ammoniak ist gesundheitsschädlich sowohl für Menschen als auch für Tiere und kann zu Atemwegserkrankungen führen.

Zudem kann zu viel Ammoniak in der Luft sauren Regen hervorrufen. Dieser gelangt wiederum in die Erde, düngt diese und fördert damit die Überdüngung.

Im Boden wird Ammoniak von Mikroorganismen zu Nitrat (NO₃) umgewandelt. Das sorgt für eine Übersäuerung des Bodens. Dafür ist wichtig zu wissen, dass die meisten Pflanzen ab einem pH-Wert von unter 3 ihr Wachstum einstellen. Wobei es da natürlich auch Ausnahmen gibt.

Anzeichen für Überdüngung erkennen

Überdüngung erkennt man häufig am sogenannten Nährstoffbrand. Dabei bekommen die Pflanzen an den Blättern gelbe oder braune Spitzen und Ränder. Die Blattspitzen rollen sich mit der Zeit ein und sterben dann irgendwann ab.

Abgesehen davon unterscheiden sich die Anzeichen sowie die Folgen für Überdüngung je nachdem welcher Dünger, bzw. welche Mineralstoffe verwendet werden. Im Folgenden sollen die Anzeichen und Folgen für eine Stickstoff-Überdüngung exemplarisch noch einmal genauer betrachtet werden.

Folgen von Überdüngung

Die Folgen von zu viel Düngemitteln sind zunächst ein vermindertes Wachstum sowie Mangelerscheinungen. Letztere zeigen sich meistens dadurch, dass die Bodenfauna sich nachhaltig verändern kann. Das verringert bspw. bezogen auf die Landwirtschaft die Qualität und die Erträge von Ernten. In Extremfällen kann die Pflanze durch Überdüngung auch absterben.

Ein Problem für die Umwelt ist vor allem das Ausschwemmen der überschüssigen Dünger-Bestandteile ins Grundwasser. In Gewässern wie Flüssen, Seen etc. kann besonders mineralhaltiges Wasser ein Überangebot von Mineralstoffen und dadurch die sogenannte Algenblüte hervorrufen. Dieser Prozess wird als Eutrophierung bezeichnet.

Überdüngung Gewässer

In Trinkwasser sorgen vor allem erhöhte Nitratwerte zu Problemen. In zu großen Mengen sind diese nämlich schädlich für den Menschen und können bspw. zu Entzündungen im Magen-Darm-Trakt führen. Zudem kann der menschliche Körper Nitrat zu Nitrit umwandeln und das ist bereits in kleineren Mengen gesundheitsschädlich, da es den Sauerstofftransport im Blut verhindert.

Umsetzung von Stickstoff im Boden

In der Abbildung 1 wird die Umsetzung von Stickstoff beim Düngen grafisch dargestellt. Wichtig zu wissen ist dabei, dass der Stickstoff im Boden umgewandelt werden muss, bevor die Pflanzen ihn aufnehmen und als Nährstoffquelle verwenden können. Die Grafik betrachtet die Umwandlung beispielhaft anhand des Düngers Kalkammonsalpeter.

Abbildung 1: Umwandlung von Kalkammonsalpeter-Dünger im Boden.Quelle: Yara Deutschland; YouTube

Im 1. Schritt wird der Boden mit Dünger bearbeitet, der Ammonium und Nitrat als mineralische Stickstoffe enthält. Danach folgt Schritt 2 in dem zunächst das Nitrat aufgenommen wird. Anschließend erfolgt in Schritt 3 die Aufnahme des Ammoniums. Das wird erst später von den aufgenommen, weil der Großteil zunächst nitrifiziert wird, bevor er in die Pflanze gelangt.

Schritt 4 bildet dabei die Nitrifikation durch im Boden lebende Bakterien ab. Das kann durchaus einige Tage bis hin zu mehreren Wochen dauern. Durch die Umwandlung werden Lachgas (N₂O) und Stickoxid (NO) in die Luft abgegeben. Durch den Mangel an Sauerstoff wird die Denitrifikation in Schritt 5 gefördert. Dabei wird wiederum durch Bakterien im Boden das Nitrat (NO₃) zunächst in Nitrit (NO₂) und danach in Lachgas (N₂O), Stickstoffmonoxid (NO) und Luftstickstoff (N₂) umgewandelt. Die letzten drei Stoffe werden ebenfalls an die Atmosphäre abgegeben.

Im 6. Schritt wird Stickstoff in die organische Bodenbiomasse gebracht. Ist der Stickstoff immobilisiert, kann er von den Pflanzen allerdings erstmal nicht aufgenommen werden. Er muss zunächst wieder mineralisiert werden. Dieser Prozess setzt Ammonium im Boden frei.

Bei der Umwandlung von Ammonium in Ammoniak wird zudem etwas vom gasförmigen Ammoniak (NH₃) in die Atmosphäre ausgeschüttet. Dieser Vorgang ist in Schritt 7 zu sehen.

In Schritt 8 ist noch die Auswaschung des Nitrats abgebildet. Diese erfolgt vor allem in den Wintermonaten, wenn durch Regen überschüssige Stoffe – meistens der bis dahin in Nitrat umgewandelte Stickstoff – ausgeschwemmt werden.

Gegenmaßnahmen für Überdüngung

Um die Überdüngung mit Stickstoff zu reduzieren, gibt es von der EU bereits seit 1991 eine Nitrat-Richtlinie. Darunter fällt zudem auch die Überwachung des Grundwassers und Oberflächengewässers sowie eine regelmäßige Kontrolle.

Überdüngung kann bereits im Vorfeld verhindert werden, indem man durch Bodenuntersuchungen und/oder Dünger-Analyse den optimalen Düngebedarf für die angebauten Pflanzen ausrechnen lässt. Moderne Düngemaschinen können den ermittelten Stickstoffbedarf des Bodens exakt so ausstreuen.

Gegenmaßnahmen bei Zimmerpflanzen

Auch Zimmerpflanzen können überdüngt werden. Dabei kann es zunächst hilfreich sein, die Konzentration durch viel Wasser zu verringern – allerdings auch nicht immer, da nicht jede Pflanze übermäßig viel Wasser verträgt.