Dünger

Ausbringen von Gülle, einem organischen Dünger

Düngemittel ( Britisches Englisch , Auch Düngemittel ) sind gegebene Verbindungen Pflanzen um das Wachstum zu fördern; sie werden normalerweise entweder über den Boden zur Aufnahme durch Pflanzenwurzeln oder durch Blattfütterung zur Aufnahme durch die Blätter aufgebracht. Düngemittel können organisch (bestehend aus organischem Material, d. h. auf Kohlenstoffbasis) oder anorganisch (mit einfachen, anorganischen Chemikalien) sein. Sie können natürlich vorkommende Verbindungen wie Torf oder sein Mineral abgelagert oder durch natürliche Prozesse (z. B. Kompostierung) oder chemische Prozesse (z. B. Haber-Verfahren) hergestellt.

Düngemittel liefern typischerweise in unterschiedlichen Anteilen die drei wichtigsten Pflanzennährstoffe ( Stickstoff- , Phosphor , und Kalium ), die sekundären Pflanzennährstoffe ( Kalzium , Schwefel , Magnesium ) und manchmal Spurenelemente (oder Mikronährstoffe) mit einer Rolle in der Pflanzenernährung: Bor , Chlor , Mangan , Eisen , Zink , Kupfer und Molybdän .

Anorganische Düngemittel (Mineraldünger)

• Beispiele für natürlich vorkommende anorganische Düngemittel sind chilenisches Natriumnitrat, abgebautes „Rohphosphat“ und Kalkstein (eine Kalziumquelle, die jedoch hauptsächlich zur Verringerung des Säuregehalts des Bodens verwendet wird).
• Beispiele für hergestellte oder chemisch synthetisierte anorganische Düngemittel umfassen Ammoniumnitrat, Kaliumsulfat und Superphosphat oder Dreifach-Superphosphat.

Makronährstoffe und Mikronährstoffe

DÜNGEMITTEL können basierend auf ihren Konzentrationen in der Pflanzentrockenmasse in Makronährstoffe oder Mikronährstoffe unterteilt werden. Es gibt sechs Makronährstoffe: Stickstoff, Kalium und Phosphor, die oft als „primäre Makronährstoffe“ bezeichnet werden, weil ihre Verfügbarkeit oft mit NPK-Düngemitteln geregelt wird, und die „sekundären Makronährstoffe“ sowie Kalzium, Magnesium und Schwefel, die in ähnlichen Mengen benötigt werden, aber deren Verfügbarkeit oft eher als Teil von Kalk- und Düngepraktiken als von Düngemitteln verwaltet wird. Die Makronährstoffe werden in größeren Mengen aufgenommen und sind normalerweise als ganze Zahl oder Zehntelprozent in Pflanzengeweben vorhanden. Es gibt viele Mikronährstoffe, deren Bedeutung und Vorkommen von Pflanze zu Pflanze etwas unterschiedlich sind. Im Allgemeinen liegen die meisten zwischen 5 und 100 Massenteilen pro Million (ppm) vor. Beispiele für Mikronährstoffe sind: Eisen (Glaube), Mangan (Mn), Bor (B), Kupfer (Mit), Molybdän (Mo) und Zink (Zn).

Makronährstoffdünger

Synthetisierte Materialien werden auch genannt künstlich , und kann beschrieben werden als gerade , wobei das Produkt überwiegend die drei Hauptzutaten von enthält Stickstoff- (N), Phosphor (P) und Kalium (K), die bekannt sind als N-P-K-Düngemittel oder Mehrnährstoffdünger wenn Elemente absichtlich gemischt werden. Sie werden nach dem Gehalt dieser drei Elemente, die Makronährstoffe sind, benannt oder gekennzeichnet. Der Massenanteil (Prozent) Stickstoff wird direkt angegeben. Phosphor wird jedoch als Diphosphorpentoxid (P _zwei Ö ₅ ), das Anhydrid von Phosphorsäure, und Kalium wird als Pottasche oder Kaliumoxid (K _zwei O), das das Anhydrid von Kaliumhydroxid ist. Die Düngemittelzusammensetzung wird auf diese Weise aus historischen Gründen in der Art und Weise ausgedrückt, wie sie analysiert wurde (Umwandlung in Asche für P und K); diese Praxis geht auf Justus von Liebig zurück (mehr dazu weiter unten). Folglich hätte ein 18-51-20-Dünger 18 % Stickstoff als N und 51 % Phosphor als P _zwei Ö ₅ , und 20 % Kalium als K _zwei O, die anderen 11 % sind bekannt als Ballast und hat keinen Wert für die Pflanzen. Obwohl die Analysen nicht mehr durch vorheriges Veraschen durchgeführt werden, bleibt die Namenskonvention bestehen. Wenn Stickstoff das Hauptelement ist, werden sie oft als beschrieben Stickstoffdünger .

Im Allgemeinen ist der Massenanteil (Prozent) von elementarem Phosphor, [P] = 0,436 x [P _zwei Ö ₅ ]

und der Massenanteil (Prozent) von elementarem Kalium, [K] = 0,83 x [K _zwei Ö]

(Diese Umrechnungsfaktoren sind gemäß den britischen Düngemittelkennzeichnungsvorschriften obligatorisch, wenn Elementwerte zusätzlich zur N-P-K-Deklaration angegeben werden.)

Ein 18−51−20 Dünger enthält demnach gewichtsmäßig 18 % elementaren Stickstoff (N), 22 % elementaren Phosphor (P) und 16 % elementares Kalium (K).

Landwirtschaftliche versus gärtnerische Düngemittel

Im Allgemeinen enthalten landwirtschaftliche Düngemittel nur ein oder zwei Makronährstoffe. Landwirtschaftliche Düngemittel sollen selten und normalerweise vor oder neben der Aussaat ausgebracht werden. Beispiele für landwirtschaftliche Düngemittel sind körniges Dreifachsuperphosphat, Kaliumchlorid, Harnstoff und wasserfreies Ammoniak. Die Rohstoffnatur von Düngemitteln in Kombination mit den hohen Transportkosten führt zur Verwendung von lokal verfügbaren Materialien oder Materialien aus der nächstgelegenen/billigsten Quelle, die je nach Faktoren, die den Transport per Bahn, Schiff oder LKW beeinflussen, variieren können. Mit anderen Worten, ein besonderes Stickstoff- Eine Quelle kann in einem Teil des Landes sehr beliebt sein, während eine andere in einer anderen geografischen Region nur aufgrund von Faktoren sehr beliebt ist, die nichts mit agronomischen Bedenken zu tun haben.

Gartenbau- oder Spezialdünger hingegen werden aus vielen der gleichen Verbindungen und einigen anderen formuliert, um ausgewogene Düngemittel herzustellen, die auch Mikronährstoffe enthalten. Einige Materialien, wie beispielsweise Ammoniumnitrat, werden in der landwirtschaftlichen Produktion in großem Maßstab nur minimal verwendet. Das obige Beispiel 18-51-20 ist ein Gartenbaudünger mit hohem Phosphorgehalt, um die Blütenentwicklung bei Zierblumen zu fördern. Gartenbaudünger können wasserlöslich (sofortige Freisetzung) oder relativ unlöslich (kontrollierte Freisetzung) sein. Düngemittel mit kontrollierter Freisetzung werden auch als verzögerte Freisetzung oder zeitgesteuerte Freisetzung bezeichnet. Viele Düngemittel mit kontrollierter Freisetzung sollen je nach Bewässerung, Wachstumsraten und anderen Bedingungen etwa alle 3-6 Monate ausgebracht werden, während wasserlösliche Düngemittel mindestens alle 1-2 Wochen ausgebracht werden müssen und beliebig oft ausgebracht werden können Gießen, wenn ausreichend verdünnt. Im Gegensatz zu landwirtschaftlichen Düngemitteln werden Gartenbaudünger direkt an die Verbraucher vermarktet und werden Teil der Vertriebslinien für Einzelhandelsprodukte.

Justus von Liebig

Der Chemiker Justus von Liebig (im 19. Jahrhundert) trug wesentlich zum Verständnis der Rolle anorganischer Verbindungen in der Pflanzenernährung bei und entwickelte das Konzept des Liebig-Fass, um die Bedeutung unzureichender Konzentrationen essentieller Nährstoffe zu veranschaulichen. Gleichzeitig schwächte er die Rolle ab Humus . Diese Theorie hatte Einfluss auf die große Ausweitung der Verwendung von Kunstdünger im 20. Jahrhundert.

Stickstoffdünger wird oft nach dem Haber-Bosch-Verfahren synthetisiert, das produziert Ammoniak . Dieses Ammoniak wird direkt auf den Boden aufgebracht oder zur Herstellung anderer Verbindungen verwendet, insbesondere von Ammoniumnitrat, einem trockenen, konzentrierten Produkt. Es kann auch im Odda-Prozess verwendet werden, um Mehrnährstoffdünger wie 15-15-15 herzustellen.

Anorganische Düngemittel ersetzen manchmal nicht die mineralischen Spurenelemente im Boden, die allmählich durch die dort angebauten Pflanzen aufgebraucht werden. Dies wurde mit Studien in Verbindung gebracht, die einen deutlichen Rückgang (bis zu 75 %) der Mengen solcher Mineralien in Obst und Gemüse gezeigt haben. Eine Ausnahme hiervon ist in Westaustralien, wo Mängel an Zink , Kupfer , Mangan , Eisen und Molybdän wurden in den 1940er und 1950er Jahren als das Wachstum von Feldfrüchten und Weiden einschränkend identifiziert. Die Böden in Westaustralien sind sehr alt, stark verwittert und weisen einen Mangel an vielen wichtigen Nährstoffen und Spurenelementen auf. Seit dieser Zeit werden diese Spurenelemente routinemäßig anorganischen Düngemitteln zugesetzt, die in diesem Staat in der Landwirtschaft verwendet werden.

In vielen Ländern gibt es die öffentliche Wahrnehmung, dass anorganische Düngemittel „den Boden vergiften“ und zu „minderwertigen“ Produkten führen. Es gibt jedoch sehr wenige (wenn überhaupt) wissenschaftliche Beweise, die diese Ansichten stützen. Anorganische Düngemittel fördern bei sachgerechter Anwendung das Pflanzenwachstum, die Anreicherung organischer Substanz und die biologische Aktivität des Bodens und verringern gleichzeitig das Risiko von Wasserabfluss, Überweidung und Bodenerosion. Der Nährwert von Pflanzen für den menschlichen und tierischen Verzehr wird typischerweise verbessert, wenn anorganische Düngemittel angemessen verwendet werden.

Organische Düngemittel

• Beispiele für natürlich vorkommende organische Düngemittel sind Gülle, Gülle, Wurmkot, Torf, Algen und Guano. Gründüngungspflanzen werden auch angebaut, um Nährstoffe hinzuzufügen Boden . Natürlich vorkommende Mineralien wie Grubenphosphat, Kalisulfat und Kalkstein gelten ebenfalls als organische Düngemittel.
• Beispiele für hergestellte organische Düngemittel sind Kompost, Blutmehl, Knochenmehl und Algenextrakte. Andere Beispiele sind natürliche enzymverdaute Proteine, Fischmehl und Federmehl.

Eine weitere Fruchtbarkeitsquelle sind die sich verrottenden Ernterückstände der Vorjahre. Obwohl es nicht streng als 'Dünger' betrachtet wird, scheint die Unterscheidung eher eine Frage der Worte als der Realität zu sein.

Bei der Verwendung des Begriffs „organisch“ besteht eine gewisse Mehrdeutigkeit, da einige der synthetischen Düngemittel, wie Harnstoff und Harnstoff-Formaldehyd, im Sinne der organischen Chemie vollständig organisch sind. Tatsächlich wäre es schwierig, chemisch zwischen Harnstoff biologischen Ursprungs und synthetisch hergestelltem zu unterscheiden. Andererseits sind einige Düngemittel, die üblicherweise für die organische Landwirtschaft zugelassen sind, wie Kalksteinpulver, abgebautes 'Rohphosphat' und chilenischer Salpeter, in der chemischen Verwendung des Begriffs anorganisch.

Obwohl die Nährstoffdichte in organischem Material vergleichsweise gering ist, haben sie einige Vorteile. Zum einen produzieren Bio-Anbauer ihren Dünger in der Regel ganz oder teilweise vor Ort, wodurch die Betriebskosten erheblich gesenkt werden. Dann ist da noch die Frage, wie effektiv sie das Pflanzenwachstum fördern, abgesehen von den Ergebnissen chemischer Bodentests. Die Antworten sind ermutigend. Da die meisten stickstoffliefernden organischen Düngemittel unlöslichen Stickstoff enthalten und Düngemittel mit langsamer Freisetzung sind, kann ihre Wirksamkeit größer sein als bei herkömmlichen Stickstoffdüngemitteln.

In modernen Theorien der ökologischen Landwirtschaft steckt die Idee, dass das Pendel beim Nachdenken über Pflanzenernährung in gewissem Maße in die andere Richtung geschwungen ist. Während sie den offensichtlichen Erfolg von Leibigs Theorie anerkennen, betonen sie, dass es ernsthafte Einschränkungen bei den gegenwärtigen Methoden gibt, sie durch chemische Düngung umzusetzen. Sie betonen erneut die Rolle von Humus und anderen organischen Bestandteilen des Bodens, von denen angenommen wird, dass sie mehrere wichtige Rollen spielen:

• Mobilisierung vorhandener Bodennährstoffe, sodass ein gutes Wachstum mit geringerer Nährstoffdichte bei weniger Verschwendung erreicht wird
• Freisetzung von Nährstoffen mit einer langsameren, gleichmäßigeren Geschwindigkeit, wodurch ein Boom-and-Bust-Muster vermieden wird
• Hilft, die Bodenfeuchtigkeit zu halten, und reduziert den Stress durch vorübergehenden Feuchtigkeitsstress
• Verbesserung der Bodenstruktur

Bio hat auch den Vorteil, dass bestimmte langfristige Probleme vermieden werden, die mit dem regelmäßigen starken Einsatz von Kunstdünger verbunden sind:

• die Möglichkeit, Pflanzen mit den konzentrierten Chemikalien zu „verbrennen“ (d. h. eine Überversorgung mit einigen Nährstoffen)
• die fortschreitende Abnahme der tatsächlichen oder wahrgenommenen 'Bodengesundheit', die sich in Strukturverlust, verringerter Fähigkeit, Niederschläge zu absorbieren, Aufhellung der Bodenfarbe usw.
• die Notwendigkeit, Kunstdünger regelmäßig (und ggf. in steigenden Mengen) nachzudosieren, um die Fruchtbarkeit zu erhalten
• die Kosten (erheblich und in den letzten Jahren steigend) und der daraus resultierende Mangel an Unabhängigkeit

Organische Düngemittel haben auch ihre Nachteile:

• Wie oben eingeräumt, sind sie im Vergleich zu anorganischen Düngemitteln typischerweise eine verdünnte Nährstoffquelle, und wo erhebliche Mengen an Nährstoffen für rentable Erträge erforderlich sind, müssen sehr große Mengen organischer Düngemittel ausgebracht werden. Dies führt zu unerschwinglichen Transport- und Ausbringungskosten, insbesondere wenn die Landwirtschaft weit entfernt von der Quelle des organischen Düngemittels betrieben wird.
• Die Zusammensetzung organischer Düngemittel neigt dazu, sehr variabel zu sein, so dass eine genaue Anwendung von Nährstoffen, die der Pflanzenproduktion entsprechen, schwierig ist. Daher verlässt sich die großflächige Landwirtschaft tendenziell auf anorganische Düngemittel, während organische Düngemittel für kleine Gartenbau- oder Hausgärten kostengünstig sind.

In der Praxis ist ein Kompromiss zwischen der Verwendung von künstlichen und organischen Düngemitteln üblich, typischerweise durch die Verwendung von anorganischen Düngemitteln, ergänzt durch die Anwendung leicht verfügbarer organischer Düngemittel, wie z. B. die Rückführung von Ernterückständen oder die Ausbringung von Wirtschaftsdünger.

Es ist wichtig zu unterscheiden, was wir unter organischen Düngemitteln und Düngemitteln verstehen, die für die Verwendung in der ökologischen Landwirtschaft und im ökologischen Gartenbau von Organisationen und Behörden zugelassen sind, die Bio-Zertifizierungsdienste anbieten. Einige zugelassene Düngemittel können anorganische, natürlich vorkommende chemische Verbindungen sein, z. mineralien...

Umweltauswirkungen des Düngemitteleinsatzes

Die übermäßige Anwendung von chemischen Düngemitteln oder die Anwendung von chemischen Düngemitteln zu einem Zeitpunkt, an dem der Boden durchnässt ist oder die Pflanzen die Chemikalien nicht verwerten können, kann zu Oberflächenabfluss (insbesondere Phosphor) oder Auswaschung ins Grundwasser (insbesondere Nitrate) führen. Eine der nachteiligen Auswirkungen von überschüssigem Dünger in Seesystemen sind Algenblüten, die zu übermäßigen Sterblichkeitsraten für Fische und andere Wasserorganismen führen können. Wenn über viele Jahre lang anhaltende Algenblüten auftreten, ist die Wirkung ein Prozess, der als Eutrophierung bezeichnet wird. Weltweit werden die Fragen des Nährstoffschicksals mithilfe hydrologischer Transportmodelle analysiert.

Übermäßige Stickstoffdüngung kann zu Schädlingsproblemen führen, indem sie die Geburtenrate, Langlebigkeit und allgemeine Fitness bestimmter Schädlinge erhöht (Jahn 2004; Jahn et al. 2001a,b, 2005; Preap et al. 2002, 2001).

Auch eine Überdüngung mit organischen Düngemitteln ist möglich. Allerdings: Ihr Nährstoffgehalt, ihre Löslichkeit und ihre Freisetzungsraten sind typischerweise viel geringer als bei chemischen Düngemitteln, teilweise weil die meisten organischen Düngemittel naturgemäß auch erhöhte physikalische und biologische Speichermechanismen für Böden bereitstellen.

Das Problem der Überdüngung ist in erster Linie mit der Verwendung von künstlichen Düngemitteln verbunden, wegen der massiven aufgebrachten Mengen und der destruktiven Natur chemischer Düngemittel auf die nährstoffhaltenden Strukturen im Boden. Die hohe Löslichkeit chemischer Düngemittel verstärkt auch ihre Tendenz, Ökosysteme zu schädigen.

Die Lagerung und Anwendung einiger Düngemittel bei bestimmten Witterungs- oder Bodenbedingungen kann zu Emissionen des Treibhausgases Lachgas (N _zwei Ö). Ammoniak Gas (NH ₃ ) können nach der Ausbringung von anorganischen Düngemitteln oder Gülle oder Gülle emittiert werden. Ammoniak kann nicht nur Stickstoff liefern, sondern auch den Säuregehalt des Bodens erhöhen (niedrigerer pH-Wert oder „Säuerung“).

Aus diesen Gründen wird empfohlen, dass die Kenntnis des Nährstoffgehalts des Bodens und des Nährstoffbedarfs der Pflanzen sorgfältig mit der Anwendung von Nährstoffen insbesondere in anorganischen Düngemitteln in Einklang gebracht werden. Dieser Prozess wird Nährstoffbudgetierung genannt. Durch sorgfältige Überwachung der Bodenbedingungen können Landwirte die Verschwendung teurer Düngemittel vermeiden und auch die potenziellen Kosten für die Beseitigung von Verschmutzungen vermeiden, die als Nebenprodukt ihrer Landwirtschaft entstehen.

Die Konzentration von bis zu 100 mg/kg von Cadmium in Phosphatmineralien (z Nauru und die Weihnachtsinseln ) erhöht die Belastung der Böden mit Cadmium, beispielsweise in Neuseeland. Uran ist ein weiteres Beispiel für Verunreinigungen von Düngemitteln