Die Landwirtschaft gilt als Hauptverursacher für die Überdüngungen: Die gesteigerte Massentierhaltung sorgt nicht nur für eine Überproduktion an tierischen Lebensmitteln, sondern zugleich für einen enormen Anstieg von unterschiedlichen Schadstoffen und Gülle. Die Überdüngung führt zu einem enormen Nährstoffüberschuss, wobei insbesondere der im Dünger enthaltene Stickstoff drastische Auswirkungen auf das gesamte Ökosystem hat.

Stickstoff

Stickstoff (N) gilt als elementarer Baustein jedes Lebewesens und findet sich sowohl im Wasser als auch in der Luft und im Boden. Der lebensnotwendige Stoff macht rund 78 Prozent der Luft aus, allerdings können weder Pflanzen noch Tiere den Luftstickstoff nutzen. Der natürliche Kreislauf sieht jedoch vor, dass der atmosphärische Stickstoff von Mikroorganismen im Boden umgewandelt wird. Dadurch entstehen aus dem Stickstoff für die Pflanzen verwertbare Moleküle, welche sie zum Wachsen benötigen.

In weiterer Folge nehmen Tiere und Menschen den Stickstoff durch den Konsum von pflanzlichen Lebensmitteln auf und scheiden in durch den Kot und Urin wieder
aus. Diese werden wieder von den Mikroorganismen abgebaut, wodurch sich der natürliche Kreislauf schließt. Das Gleichgewicht des Stickstoffkreislaufs wird jedoch massiv durch menschliche Eingriffe in die Natur gestört, wodurch ein Stickstoffüberschuss in der Umwelt resultiert.
  • rund 62 Prozent stammt aus dem Pflanzenbau
  • rund 33 Prozent stammt aus der Tierproduktion
  • rund 5 Prozent stammen aus Verkehr, Industrie und Haushalte

Auswirkungen auf die Biodiversität

Die erhöhte Stickstoffversorgung wirkt sich enorm auf die biologische Vielfalt aus und sorgt für eine Vereinheitlichung der Vegetation. Der Grund hierfür liegt im individuellen Nährstoffbedarf der jeweiligen Pflanzen. Denn einige von ihnen lieben den Stickstoff förmlich und profitieren enorm von der Überversorgung dieses Stoffes. Sie breiten sich dementsprechend schnell aus, allerdings zulasten jener Pflanzen, welche sich an nährstoffarme Bedingungen angepasst haben. Denn diese werden in weiterer Folge von den Stickstoffliebenden Pflanzen verdrängt.
  • insbesondere Hochmoore sind betroffen
  • Sonnentau wird ebenfalls verdrängt
  • Wollgras und Rosmarinheide breiten sich aus

Auswirkungen auf die Pflanzen

Überdüngung in der LandwirtschaftDer Stickstoffüberschuss führt zu einem ungesunden, beschleunigten Wachstum der Pflanzen und das Wurzelwachstum bleibt auf der Strecke. Denn die Pflanzen stecken ihre gesamte Energie in die Bildung neuer Triebe, welche jedoch oftmals weich und schwammig sind. Doch nicht nur die Triebe sind betroffen, denn auch die Zellen und das Gewebe werden nicht optimal gebildet. Bei Bäumen entstehen durch das beschleunigte Wachstum zudem sogenannte Kronenverlichtungen. Dadurch sind diese wesentlich anfälliger für Windwurf und Trockenheit, wodurch es oftmals zu Windbruchschäden in den Wäldern kommt. Zudem ist nachgewiesen, dass die Massentierhaltung sowie die Überdüngung im direkten Zusammenhang mit dem Waldsterben stehen. Die Stickstoffüberversorgung hat zudem folgende Auswirkungen auf die Pflanzenwelt:
  • Ernährungszustand der Pflanzen wird gestört, dadurch kann es zu einer Unterversorgung kommen
  • Ausbreitung von Bakterien und Pilzkrankheiten ist erhöht
  • Pflanzen sind anfälliger gegenüber Witterungsbedingungen
  • Lagerung von Ernteprodukten ist beeinträchtigt, dadurch kann es zu Ertragseinbußen in der Landwirtschaft kommen

Auswirkungen auf Gewässer

Durch die Überdüngung in der Landwirtschaft kommt es zu einem erhöhten Nährstoffgehalt in den Gewässern. Denn die Stickstoffverbindungen gelangen mit den Abschwemmungen in Seen, Flüsse sowie Meere und führen zu einer Eutrophierung dieser. Hierunter wird ein ungebremstes Wasserpflanzenwachstum verstanden, welches durch das Überangebot von Nährstoffen entsteht. Insbesondere Phytoplankton (einzellige Algen) profitieren von diesem Nährstoffüberschuss und bildet sich in Massen. Daraus entstehen sogenannte Algenblüten, welche grünlich gefärbt sind und die Wasseroberfläche überziehen. Diese stellen eine besondere Gefahr für empfindliche Ökosysteme wie stehende Gewässer und langsame Fließgewässer dar. Denn die Algen können für ein "Umkippen" der
Gewässer sorgen:
  • Algen überziehen die Oberfläche
  • weniger Licht gelangt in untere Schichten des Gewässers
  • Fotosynthese kann nicht erfolgen und das Pflanzwachstum beeinträchtigt, dadurch reduziert sich die Artenvielfalt

Phytoplankton schadet den Gewässern

Die Algen haben eine Lebensdauer von etwa ein bis fünf Tagen. Nachdem das Phytoplankton abgestorben ist, sinkt es auf den Boden des Gewässers und wird von dort lebenden Bakterien abgebaut. Für diesen Vorgang wird jedoch Sauerstoff benötigt, welcher wiederum dem Wasser entzogen wird. Der aus dem aeroben Abbauvorgang resultierende Sauerstoffmangel führt zum Sterben der Pflanzen und Tiere in dem betroffenen Gewässer. Ist nicht mehr genügend Sauerstoff vorhanden, kommt es in weiterer Folge zu der Bildung von giftigen Stoffen. Beim sogenannten anaeroben Abbauvorgang werden hauptsächlich Toxine wie Methan (CH4), Ammoniak (NH3) und Schwefelwasserstoff (H2S) gebildet, welche die Fische vergiften und töten. Zudem finden sich diese Toxine oftmals in den Meeresfrüchten, wodurch sie über die Nahrungskette an den Menschen gelangen. Die Algen haben zudem folgende Auswirkungen:
  • durch das Phytoplankton entstehen "tote Zonen"
  • rund 15 Prozent des Meeresbodens der Ostsee ist von toten Zonen bedeckt
  • durch das Phytoplankton entstehen "Schaumteppiche" an den Stränden
  • dadurch leidet die Tourismusbranche

Auswirkungen auf Klima und Luft

Überdüngung in der LandwirtschaftIn den Düngemitteln ist Ammonium enthalten, welches bei der Lagerung und Ausbringung in Ammoniak (NH3) umgewandelt wird. Das Ammoniak gelangt wiederum in die Atmosphäre und unterstützt die Bildung von Feinstaub. Dieser ist jedoch schädlich für Mensch und Tier, da er direkt auf die oberen Atemwege wirkt und zu Atemwegserkrankungen führt. Zudem kann das Ammoniakgas Sauren Regen hervorrufen, welcher schädlich für die gesamte Umwelt ist. Wenn es regnet, gelangt das Ammoniak wieder in den Boden, fungiert dort als zusätzlicher Dünger und fördert somit eine Überdüngung des Bodens.

Die stickstoffhaltigen Düngemittel setzen jedoch nicht nur Ammoniak frei:
  • durch die Mineralisation des Düngers entsteht Lachgas (N2O)
  • dieses ist etwa 300-mal klimaschädlicher als Kohlendioxid (CO2)
  • und gilt als hochwirksames Treibhausgas
  • zudem wird Methan (CH4) freigesetzt
  • dieses ist rund 25-mal klimaschädlicher als Kohlendioxid

Auswirkungen auf den Boden

Das im Düngemittel enthaltene Ammoniak wird von den Mikroorganismen im Boden zu Nitrat (NO3-) umgewandelt. Wenn die Pflanzen das Nitrat nicht aufnehmen, kommt es zu einer sogenannten Basenauswaschung. Hierbei wird das Nitrat mit dem Sickerwasser ausgeschwemmt und eine Bodenversauerung begünstigt. Einige Pflanzen wachsen zwar bevorzugt auf einem sauren Boden, allerdings stellen in der Regel alle Pflanzen ihr Wachstum bei einem pH-Wert von unter 3 ein. Die Bodenversauerung wirkt sich jedoch nicht nur auf das Wachstum der Pflanzen aus:
  • es kommt zu einer Veränderung der Bodenstruktur
  • die Lebensbedingungen für die Bodenmikroorganismen verändern sich ebenfalls, dadurch wird die Bodenfruchtbarkeit beeinträchtigt
  • die Nährstoffe im Boden werden ausgewaschen, dadurch ist die optimale Nährstoffversorgung nicht mehr gegeben
  • giftige Stoffe können freigesetzt werden (z. B.: Aluminium)
  • Rückgang der Regenwurmpopulation
Hinweis: Wussten Sie, dass die Regenwürmer enorm wichtig für die Pflanzen sind? Denn sie fördern sowohl die Durchlüftung und die Entwässerung als auch die Durchmischung und die Verrottung des Bodens.

Auswirkungen auf das Grundwasser

Überdüngung in der LandwirtschaftDie Überdüngung in der Landwirtschaft gilt zudem als Auslöser für erhöhte Nitratwerte im Trinkwasser. Denn das mobile Nitrat gelangt insbesondere bei starken Niederschlägen mit dem Sickerwasser in das Grundwasser und in weiterer Folge in das Trinkwasser. Wenngleich leicht erhöhte Nitratwerte nur ein geringes Gesundheitsrisiko darstellen, können dauerhaft erhöhte Nitratwerte zu Entzündungen des Magen-Darm-Trakts führen. Zudem kann das Nitrat im Körper zu Nitrit (NO2-) umgewandelt werden, welches bereits in geringen Mengen gesundheitlich gefährlich ist. Diese Reaktion erfordert ein saures Milieu, weshalb der menschliche Magen als ideale Umgebung hierfür gilt. Beim Verzehr von Trinkwasser mit einem erhöhten Nitratgehalt wird somit die Bildung von Nitrit begünstigt.
  • Nitrit ist insbesondere für Säuglinge gefährlich, diese können "innerlich ersticken"
  • gelangt das Nitrit ins Blut, stört es den Sauerstofftransport, da es den roten Blutfarbstoff zerstört
  • der Grenzwert für Nitrit im Trinkwasser liegt bei 0,50 mg/l
  • der Grenzwert für Nitrat im Trinkwasser liegt bei 50 mg/l
Hinweis: Pflanzliche Lebensmittel können ebenfalls hohe Nitratmengen enthalten. Allerdings werden diese in der Regel nicht jeden Tag ein Leben lang verzehrt.

Maßnahmen zur Vermeidung von Überdüngung

Die EU hat bereits auf die Stickstoffüberdüngung reagiert und im Jahr 1991 die Nitrat-Richtlinie festgesetzt. Demnach sind alle EU-Mitgliedsstaaten dazu verpflichtet, die Oberflächengewässer sowie das Grundwasser zu überwachen, die gefährdeten Gebiete auszuweisen und diese alle vier Jahre zu überprüfen. Weiteres sind in der Richtlinie Regeln der guten fachlichen Praxis der Landwirtschaft aufgestellt, welche jedoch auf freiwilliger Basis anzuwenden sind.
Neben den vorhandenen Gesetzen kann eine Überdüngung mit Stickstoff allerdings auch durch andere Faktoren vermieden werden:
  • Tierhaltung an landwirtschaftliche Fläche anbinden, sodass die Anzahl der Tiere an die verfügbare Fläche angepasst wird
  • vorhandene Gülle direkt in den Boden einarbeiten
  • Hightech-Methoden bei der Düngeabgabe einsetzen, Düngemaschinen mit Sensoren und/oder Computerchips - dadurch kann Stickstoff gezielt eingesetzt werden
  • Luftfiltersystem in Anlagen der Massentierhaltung einbauen, dadurch können Emissionen eingeschränkt werden
Hinweis: Wussten Sie, dass sich der Verzicht auf Fleisch positiv auf die Umwelt auswirkt? Denn je weniger Schlachtvieh gezüchtet und gehalten wird, desto weniger stickstoffhaltige Emissionen und Gülle gelangen in das
Ökosystem.