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          1. Stickstoff

            Stickstoff im Boden

            Der landwirtschaftliche Stickstoffkreislauf

            Stickstoffeffizienz

            Stickstoff in der Pflanze

            Stickstoffmangel bei Getreide, Mais und Raps (v.l.)

             

            Stickstoff im Boden

            Stickstoff liegt im Boden in unterschiedlichen Formen vor und unterliegt einer Reihe von Umwandlungsprozessen. Diese bestimmen darüber, ob der N?hrstoff direkt von den Pflanzen aufgenommen und für deren Wachstum genutzt werden kann, erst zu einem sp?teren Zeitpunkt verfügbar wird oder über Auswaschungs- oder gasf?rmige Verluste verloren geht.

             

            • Aufnahme in die Pflanze: Der gr??te Teil der Stickstoffaufnahme in die Pflanzen erfolgt in Form von Nitrat-Ionen (NO3-), die im Bodenwasser gel?st sind. Ammonium (NH4+) steht ebenfalls für die Aufnahme durch die Pflanzen zur Verfügung, ist aber weniger mobil als Nitrat und geht austauschbare Bindungen mit Bodenpartikeln (überwiegend Tonmineralien und Humus) ein.

             

            • Mineralisation: Ein Gro?teil des Stickstoffs im Boden ist an die organische Substanz (Humus) gebunden, zum Beispiel in Form von Eiwei?en oder deren Abbauprodukten. Der darin enthaltene Stickstoff wird durch Mikroorganismen im Rahmen der Mineralisation in die pflanzenverfügbaren Formen Ammonium und Nitrat abgebaut.

             

            • Auswaschung: Die Nitrat-Ionen im Bodenwasser sind sehr mobil und k?nnen leicht ausgewaschen werden. Insbesondere im Winterhalbjahr, wenn hohe Niederschl?ge auftreten und die Evapotranspiration ausbleibt, entstehen Nitratverluste durch die Verlagerung in tiefere Bodenschichten.

             

            • Nitrifikation: Nitrosomas- und Nitrobacter-Bakterien oxidieren Ammonium in der Nitrifikation zun?chst zu Nitrit und dann zu Nitrat.

             

            • Ammoniakverluste: Gasf?rmige Stickstoffverluste k?nnen bei der Düngung mit organischen Stoffen wie Gülle oder G?rsubstrat, aber auch bei der unsachgem??en Applikation von Harnstoff auftreten. Dabei entweicht, je nach Bedingungen (Ausbringungsart, Temperatur und Luftfeuchtigkeit) ein Teil des applizierten Stickstoffs in Form von Ammoniak (NH3). Dies gilt insbesondere bei einem hohen pH-Wert des Bodens.

             

            • Denitrifikation: Auf leicht sauren B?den setzt bei Staun?sse die Denitrifikation ein. Bakterien nehmen dabei den Sauerstoff aus den Nitrat-Ionen auf, um ihre Sauerstoffversorgung zu sichern. Es entstehen molekularer Stickstoff (N2) und verschiedene gasf?rmige Verbindungen. Die Folge sind Stickstoffverluste an die Luft und, zum Beispiel beim Abbau zu Lachgas (N2O), auch eine klimarelevante Freisetzung von Spurengasen.

             

            • Immobilisation: Im Bodenwasser verfügbares Nitrat und Ammonium werden von Mikroorganismen aufgenommen und als Bestandteile von deren k?rperlichen Proteinen verbaut. Dies tritt h?ufig bei der Einarbeitung von Ernterückst?nden mit weitem C:N-Verh?ltnis wie zum Beispiel Getreidestroh auf. Erst nach einer erneuten Mineralisation steht dieser Stickstoff wieder den Pflanzen zur Verfügung.

             

            • Stickstoff-Fixierung: Bestimmte Mikroorganismen erm?glichen die Nutzung des molekularen Stickstoffs aus der Luft (N2), indem sie diesen zu Ammonium-Ionen reduzieren und in k?rpereigenes Eiwei? einbauen. In erster Linie spielt dabei die Symbiose von Kn?llchenbakterien (Rhizobien) an den Wurzeln von Leguminosen wie Erbsen, Klee oder Luzerne eine Rolle.
             

            Der landwirtschaftliche Stickstoffkreislauf

            Der landwirtschaftliche Stickstoffkreislauf

             

            Stickstoffeffizienz

            N?hrstoffe so effizient wie m?glich einzusetzen, ist für die Landwirtschaft weltweit ein Gebot der Stunde. Beim Stickstoff werden derzeit im Schnitt nur etwa 40 Prozent der ausgebrachten Menge tats?chlich von den Pflanzen aufgenommen. N?hrstoffverluste in diesem Ausma? belasten nicht nur die Umwelt, sondern schm?lern auch die Rentabilit?t des Anbaus. Hinzu kommen gesetzliche Vorgaben wie die neue Düngeverordnung, die den Druck zum effizienten Einsatz von Stickstoff und anderen N?hrstoffen weiter erh?hen.

            Einen wichtigen Beitrag zur Optimierung leistet eine ausgewogene Düngung. Insbesondere Kalium und Magnesium sorgen für eine gute Stickstoffaufnahme und eine optimal Stickstoffnutzung in der Pflanze.

             

            Stickstoff in der Pflanze

            Pflanzen ben?tigen vergleichsweise hohe Mengen Stickstoff für Wachstum und Entwicklung

             

            Funktionen von Stickstoff in der Pflanze

            • Stickstoff ist ein Bestandteil von Aminos?uren, aus denen Proteine gebildet werden. Somit erm?glicht eine bedarfsgerechte Stickstoffdüngung einen hohen Eiwei?gehalt des Erntegutes.
            • Stickstoff ist ein Baustein des Chlorophylls und daher wichtig für die Photosynthese.
            • Stickstoff ist Bestandteil von Enzymen, die wichtige Aufgaben im Stoffwechsel der Pflanze erfüllen.
            • Auch in Nukleins?uren (DNA, RNA) ist Stickstoff enthalten.

            Stickstoff-Mangelsymptome

            Stickstoffmangel tritt vor allem auf sandigen, humusarmen oder sauren B?den auf oder nach hohen Winterniederschl?gen.

            • Bei Stickstoffmangel bleiben die Pflanzen im Wuchs zurück (Zwergwuchs).
            • Die Best?nde zeigen eine hellgrüne bis gelb-grüne Verf?rbung.
            • Es entstehen Chlorosen, die zun?chst an ?lteren Bl?ttern sichtbar werden, da Stickstoff innerhalb der Pflanze mobil ist und zu den Wachstumsorganen transportiert wird. Dies ist ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal zu Schwefelmangel, wo Chlorosen zun?chst an den jüngeren Bl?ttern erscheinen.
            • Die Chlorosen beginnen an der Blattspitze, oft entlang der Blattader.
            • Charakteristisch für N-Mangelpflanzen ist der sogenannte ?Starrtracht-Habitus“ der St?ngel und Bl?tter. Diese stehen aufrecht und liegen eng am St?ngel an. Hingegen zeigen sich bei Phosphormangel leicht abgebogene Blattspitzen.
             

            Stickstoffmangel bei Getreide, Mais und Raps (v.l.)

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