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Moderne Landwirtschaft
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In dieser Woche schreibt John Marble über die Wirtschaftlichkeit der Zugabe von Dünger zu Weiden, daher dachten wir, es wäre ein guter Zeitpunkt, sich näher mit Stickstoff und Dünger zu befassen. Dieses Stück wurde von einigen Informationen inspiriert, die John über Stickstoff und seine möglichen Auswirkungen bereitgestellt hat.
In seiner Antrittsrede als Präsident der British Association for the Advancement of Science im Jahr 1898 machte der renommierte Chemiker Sir William Crookes eine düstere Vorhersage:Den weizenfressenden Völkern der Welt würde in den 1930er Jahren die Nahrung ausgehen. Der Grund – ein Mangel an Stickstoffdünger.
Stickstoff ist ein kritischer Pflanzennährstoff, und die damaligen Landwirte verwendeten Stickstoff in Form von Ammoniak aus Guano, der aus Südamerika verschifft wurde, um die Ernteerträge zu verbessern. Aber Guano war eine begrenzte Ressource, also drängte Crookes die Wissenschaftler, eine andere Lösung zu finden.
Da Stickstoff etwa 78 % der Erdatmosphäre ausmacht, konzentrierte sich der deutsche Wissenschaftler Fritz Haber auf eine Methode zur Entnahme von Stickstoff aus der Luft. Er und sein Assistent Robert le Rossignol entwickelten einen Weg, Ammoniak aus Wasserstoff und atmosphärischem Stickstoff zu katalysieren. Carl Bosch, ein BASF-Wissenschaftler, skaliert die Tischmaschine von Haber auf die Produktion auf industriellem Niveau, und das Haber-Bosch-Verfahren war geboren. Bis 1913 produzierte ein deutsches Werk mit diesem Verfahren täglich 20 Tonnen Düngemittel.
Das Haber-Bosch-Verfahren hat genau das bewirkt, was William Crookes erhofft hatte, und noch mehr. Tatsächlich wird geschätzt, dass etwa die Hälfte der Weltbevölkerung von synthetischen Düngemitteln ernährt wird. Das sind 3 bis 3,5 Milliarden Menschen, die dank des Haber-Bosch-Verfahrens ernährt werden.
Heute verwenden wir Stickstoff aus der Atmosphäre und Wasserstoff aus dem Methan von Erdgas, um chemischen Dünger herzustellen. Das bedeutet, dass der Düngemittelpreis mit dem Erdgaspreis steigt und fällt. Wir kombinieren Stickstoff auch oft mit anderen Nährstoffen wie Phosphor, Kalium oder Schwefel, Nährstoffe, die im Boden fehlen können.
Mit der richtigen Düngung steigen die Ernteerträge im Allgemeinen um 30 bis 50 Prozent gegenüber dem, was die Landwirte sonst erzielt hätten. Auch die Weideerträge können steigen. Forschungen in Iowa haben gezeigt, dass der Grasertrag, gemessen an Trockenfutter, Weidetagen der Kühe oder der Lebendgewichtszunahme einjähriger Ochsen, mit einer angemessenen N-Düngung um das Zwei- bis Dreifache oder mehr gesteigert werden kann.
Ob Sie sich für die Düngung entscheiden oder nicht, hängt vom Bedarf an zusätzlichem Futter, Ihrem Leguminosengehalt, Ihrem Management und dem Kosten-Gewinn-Verhältnis ab. Weitere Informationen zum Kosten-Gewinn-Verhältnis finden Sie in Johns Artikel in dieser Woche. Weitere Informationen darüber, wie, wann und warum man Dünger aufträgt, finden Sie in dieser zweiteiligen Serie:
Wenn wir auf einer Weide oder einem Heufeld Dünger jeglicher Art ausbringen, kann sich ein Teil des N verflüchtigen (verdunsten). Unter guten Bedingungen wird der größte Teil des N vom Boden aufgenommen, wo Bodenmikroorganismen ihn in eine für Pflanzen nutzbare Form umwandeln. Stickstoff kann aber auch durch Abschwemmung und Erosion verloren gehen, was die Gefahr erhöht, dass N-Moleküle in Oberflächengewässer gelangen, wo sie Probleme für biologische Systeme verursachen. Stickstoff kann auch in Grundwasservorräte eindringen und an manchen Orten eine akute Bedrohung für die öffentliche Gesundheit darstellen.
Das Hinzufügen von Stickstoff zu Ihren Böden kann auch Hülsenfrüchte auf Ihren Weiden davon abhalten, Stickstoff auf natürliche Weise zu binden. Warum sollte das alles funktionieren, wenn im Boden bereits reichlich freier Stickstoff vorhanden ist? Das Düngen mit Stickstoff erhöht auch die Möglichkeit von übermäßigem Nitratgehalt in Ihrem Futter. Schließlich kann die Zugabe von chemischem Stickstoffdünger, abhängig von Ihrem Bodentyp, den pH-Wert Ihres Bodens letztendlich senken und ihn mit der Zeit saurer machen. Tatsächlich kann in Gebieten, in denen die Böden nicht sauer genug sind, eine der Vorschriften sein, zu düngen.
Der Mythos, dass synthetischer Dünger Mikroben abtötet, hat in letzter Zeit viel Aufsehen erregt. Die Realität ist genau das Gegenteil, also werfen wir einen Blick darauf, was wir darüber wissen, wie die Dinge funktionieren.
Erstens besteht kein chemischer Unterschied zwischen einem Nitratmolekül aus einer organischen Stickstoffquelle und einem Nitratmolekül aus einem Beutel Kunstdünger. Labore können den Unterschied nicht erkennen und Pflanzen auch nicht. Was organischen Dünger unterscheidet, ist seine langsame Freisetzungsrate im Vergleich zu synthetischem Dünger, der verfügbar wird, sobald sich der Dünger in Wasser auflöst.
Könnte diese schnelle Freisetzung von Nährstoffen gefährlich sein? Als Forscher Versuche durchführten Sie fanden heraus, dass die Zugabe von synthetischem Dünger zu keiner Veränderung der Bakterien- oder Pilzzahlen führte, während organischer Dünger einen leichten Anstieg bei beiden zeigte. Außerdem ein zehnjähriges Studium Die Betrachtung des Unterschieds zeigte, dass Stickstoff bei richtiger Anwendung nur minimale Auswirkungen auf Bodenmikroben, biochemische Eigenschaften des Bodens oder Bodenstruktur hatte.
Dr. Ray Wiel ist der Autor von The Nature and Properties of Soils der Stempeltext auf den Böden. Er sagt uns:„Die meisten Düngemittel stimulieren tatsächlich das mikrobielle Wachstum, entweder weil sie Nährstoffe liefern, die die Mikroben benötigen, oder häufiger, weil sie das Pflanzenwachstum stimulieren und die Pflanze die Mikroben stimuliert.“
Er fügt hinzu:„Die Hauptsituation, in der Düngemittel die Mikroben tatsächlich abtöten, ist wasserfreies Ammoniak, das in Bändern in den Boden injiziert wird.“ Während der Boden in einem Bereich mit einem Durchmesser von zwei oder drei Zoll um die Injektionsstelle herum ziemlich sterilisiert ist, siedeln sich die Mikroben schnell wieder an, sobald sich das Ammoniakgas auflöst oder in Wasser auflöst, dann zu Ammonium wird und von Pflanzen aufgenommen wird.
Hier führt die Sprache der Chemiker und die Sprache von uns anderen zu Verwirrung. Für einen Chemiker ist ein Salz eine Verbindung, die aus zwei oder mehr Ionen besteht. Kochsalz oder Natriumchlorid besteht aus Natrium- und Chlorionen. Ammoniumnitratdünger besteht aus Ammonium- und Nitrationen, daher wird er auch als „Salz“ bezeichnet.
Aber die Ionen dieser Art von Salz verhalten sich anders als Natriumchlorid. Wenn es regnet, nachdem wir Dünger aufgetragen haben, löst das Wasser den Dünger in Ionen auf und wäscht sie in den Boden. Die Ionen schaden Mikroben oder Pflanzen nicht, sondern sind die Nahrung, die sie aufnehmen. Der Prozess ist der gleiche für organische Düngemittel wie Kompost und Gülle. Der Prozess dauert nur länger, weil die größeren Proteine und Kohlenhydrate zersetzt und in Ionen umgewandelt werden müssen – genau die gleichen Ionen, die Düngemittel produzieren.
Sie haben vielleicht nicht gedacht, dass Sie all dies über Stickstoff und Düngemittel wissen müssen, aber jetzt, wo Sie es wissen, können Sie diese Informationen nutzen, um bessere Entscheidungen über Düngemittelanwendungen zu treffen oder Ihre Freunde und Kollegen mit einigen interessanten Kleinigkeiten zu beeindrucken. 🙂
