Arten von Düngemitteln, der Name und die Beschreibung

EIN Dünger (Amerikanisches Englisch) oder Dünger (Britisches Englisch, siehe Unterschiede in der Schreibweise) ist jedes Material natürlichen oder synthetischen Ursprungs (außer Kalkmaterialien), das auf Böden oder Pflanzengewebe aufgebracht wird, um einen oder mehrere Pflanzennährstoffe zu liefern, die für das Wachstum von Pflanzen wesentlich sind. Es gibt viele natürliche und industriell hergestellte Düngemittelquellen.

Das Management der Bodenfruchtbarkeit ist seit Tausenden von Jahren das Hauptanliegen der Landwirte. Es wird berichtet, dass Ägypter, Römer, Babylonier und frühe Deutsche Mineralien und / oder Dünger verwenden, um die Produktivität ihrer Farmen zu steigern. Die moderne Wissenschaft der Pflanzenernährung begann im 19. Jahrhundert unter anderem mit der Arbeit des deutschen Chemikers Justus von Liebig. John Bennet Lawes, ein englischer Unternehmer, begann 1837 mit Experimenten über die Auswirkungen verschiedener Düngemittel auf Pflanzen, die in Töpfen wachsen, und ein oder zwei Jahre später wurden die Experimente auf Feldkulturen ausgedehnt. Eine unmittelbare Folge war, dass er 1842 eine Gülle patentieren ließ, die durch Behandlung von Phosphaten mit Schwefelsäure hergestellt wurde

Das Birkeland-Eyde-Verfahren war eines der konkurrierenden industriellen Verfahren zu Beginn der Produktion von Stickstoffdünger. Dieses Verfahren wurde zur Fixierung von Luftstickstoff (N2) in Salpetersäure (HNO3), einer von mehreren chemischen Prozessen, die allgemein als Stickstofffixierung bezeichnet werden. Die resultierende Salpetersäure wurde dann als Nitratquelle (NO3 -). In Rjukan und Notodden in Norwegen wurde ein auf diesem Verfahren basierendes Werk in Verbindung mit dem Bau großer Wasserkraftanlagen errichtet.

In den 1910er und 1920er Jahren kam es zum Aufstieg des Haber-Prozesses und des Ostwald-Prozesses. Das Haber - Verfahren erzeugt Ammoniak (NH3) aus Methan (CH4) Gas und molekularer Stickstoff (N2). Das Ammoniak aus dem Haber-Prozess wird dann in Salpetersäure umgewandelt.> Die Entwicklung des synthetischen Düngemittels hat das Wachstum der Weltbevölkerung erheblich unterstützt. Schätzungen zufolge wird derzeit fast die Hälfte der Menschen auf der Erde durch den Einsatz von synthetischem Stickstoffdünger ernährt.

Der Einsatz kommerzieller Düngemittel hat in den letzten 50 Jahren stetig zugenommen und sich auf die derzeitige Rate von 100 Millionen Tonnen Stickstoff pro Jahr fast verzwanzigfacht. Ohne kommerzielle Düngemittel könnte schätzungsweise ein Drittel der heute produzierten Lebensmittel nicht produziert werden. Der Einsatz von Phosphatdüngern stieg ebenfalls von 9 Millionen Tonnen pro Jahr im Jahr 1960 auf 40 Millionen Tonnen pro Jahr im Jahr 2000. Für eine Maisernte mit 6 bis 9 Tonnen Getreide pro Hektar sind 31 bis 50 Kilogramm (68 bis 110 kg) erforderlich lb) Phosphatdünger benötigt Sojabohnen etwa die Hälfte von 20-25 kg pro Hektar. Yara International ist der weltweit größte Produzent von Düngemitteln auf Stickstoffbasis.

Technologien zur kontrollierten Stickstofffreisetzung, die auf Polymeren basieren, die aus der Kombination von Harnstoff und Formaldehyd stammen, wurden erstmals im Jahr 1936 hergestellt und im Jahr 1955 vermarktet. Das frühe Produkt enthielt 60 Prozent des gesamten in kaltem Wasser unlöslichen Stickstoffs und das nicht umgesetzte (schnell freisetzende) Produkt weniger als 15%. Methylenharnstoffe wurden in den 1960er und 1970er Jahren auf den Markt gebracht, wobei 25% und 60% des Stickstoffs in kaltem Wasser unlöslich waren und nicht umgesetzter Harnstoffstickstoff im Bereich von 15% bis 30% lag.

In den 1960er Jahren begann das National Fertilizer Development Center der Tennessee Valley Authority mit der Entwicklung von schwefelbeschichtetem Harnstoff. Schwefel wurde aufgrund seiner geringen Kosten und seines Werts als Sekundärnährstoff als Hauptbeschichtungsmaterial verwendet. In der Regel gibt es ein anderes Wachs oder Polymer, das den Schwefel abdichtet. Die Eigenschaften der langsamen Freisetzung hängen vom Abbau des sekundären Versiegelungsmittels durch Bodenmikroben sowie von mechanischen Fehlern (Risse usw.) im Schwefel ab. Sie bieten in der Regel eine verzögerte Freisetzung von 6 bis 16 Wochen bei Rasenanwendungen. Wenn ein hartes Polymer als sekundäre Beschichtung verwendet wird, sind die Eigenschaften eine Kreuzung zwischen diffusionskontrollierten Partikeln und herkömmlicher Schwefelbeschichtung.

Düngemittel fördern das Pflanzenwachstum. Dieses Ziel wird auf zwei Arten erreicht, wobei die traditionelle Art Zusatzstoffe ist, die beweisen, dass

  • drei Hauptmakronährstoffe:
    • Stickstoff (N): Blattwachstum
    • Phosphor (P): Entwicklung von Wurzeln, Blüten, Samen, Früchten,
    • Kalium (K): Starkes Stängelwachstum, Wasserbewegung in Pflanzen, Förderung von Blüte und Fruchtbildung,
  • drei sekundäre Makronährstoffe: Calcium (Ca), Magnesium (Mg) und Schwefel (S),
  • Mikronährstoffe: Kupfer (Cu), Eisen (Fe), Mangan (Mn), Molybdän (Mo), Zink (Zn), Bor (B). Von gelegentlicher Bedeutung sind Silizium (Si), Kobalt (Co) und Vanadium (V).

Die Nährstoffe, die für ein gesundes Pflanzenleben erforderlich sind, werden nach den Elementen klassifiziert, aber die Elemente werden nicht als Düngemittel verwendet. Stattdessen bilden Verbindungen, die diese Elemente enthalten, die Grundlage für Düngemittel. Die Makronährstoffe werden in größeren Mengen konsumiert und kommen in Mengen von 0,15% bis 6,0%, bezogen auf die Trockenmasse (DM) (0% Feuchtigkeit), im Pflanzengewebe vor. Pflanzen bestehen aus vier Hauptelementen: Wasserstoff, Sauerstoff, Kohlenstoff und Stickstoff. Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff sind als Wasser und Kohlendioxid weit verbreitet. Obwohl Stickstoff den größten Teil der Atmosphäre ausmacht, ist er für Pflanzen nicht verfügbar. Stickstoff ist der wichtigste Dünger, da Stickstoff in Proteinen, DNA und anderen Bestandteilen (z. B. Chlorophyll) vorhanden ist. Um für Pflanzen nahrhaft zu sein, muss Stickstoff in einer "festen" Form zur Verfügung gestellt werden. Nur einige Bakterien und ihre Wirtspflanzen (insbesondere Hülsenfrüchte) können atmosphärischen Stickstoff binden (N2) durch Umwandlung in Ammoniak. Phosphat wird für die Produktion von DNA und ATP, dem Hauptenergieträger in Zellen, sowie bestimmter Lipide benötigt.

Mikronährstoffe werden in geringeren Mengen konsumiert und sind im Pflanzengewebe in der Größenordnung von ppm (parts per million) im Bereich von 0,15 bis 400 ppm DM oder weniger als 0,04% DM vorhanden. Diese Elemente sind häufig an den aktiven Stellen von Enzymen vorhanden, die den Stoffwechsel der Pflanze ausführen. Da diese Elemente Katalysatoren (Enzyme) ermöglichen, übersteigt ihre Wirkung ihren Gewichtsprozentsatz bei weitem.

Einzelnährstoffdünger Edit

Der Hauptdünger auf Stickstoffbasis ist Ammoniak oder seine Lösungen. Ammoniumnitrat (NH4NEIN3) wurde auch von Calciumammoniumnitrat (Ca (NO3)2 • NH4 • 10H2O).

Die wichtigsten Phosphatdünger sind die Superphosphate. "Single Superphosphate" (SSP) besteht aus 14–18% P2O5wieder in Form von Ca (H2PO4)2aber auch Phosphogips (CaSO4 • 2H2O). Dreifaches Superphosphat (TSP) besteht typischerweise aus 44-48% P2O5 und kein Gips. Eine Mischung aus einfachem Superphosphat und dreifachem Superphosphat wird Doppelsuperphosphat genannt. Ein typischer Superphosphatdünger ist zu mehr als 90% wasserlöslich.

Der Hauptdünger auf Kaliumbasis ist Muriate of Potash (MOP). Kali-Muriat besteht zu 95-99% aus KCl und ist in der Regel als 0-0-60- oder 0-0-62-Dünger erhältlich.

Binärdünger (NP, NK, PK) Bearbeiten

Wichtige Zweikomponentendünger versorgen die Pflanzen sowohl mit Stickstoff als auch mit Phosphor. Diese werden NP-Dünger genannt. Die wichtigsten NP-Düngemittel sind Monoammoniumphosphat (MAP) und Diammoniumphosphat (DAP). Der Wirkstoff in MAP ist NH4H2PO4. Der Wirkstoff in DAP ist (NH4)2HPO4. Ca. 85% der MAP- und DAP-Düngemittel sind wasserlöslich.

NPK Dünger Edit

NPK-Dünger sind Dreikomponentendünger, die Stickstoff, Phosphor und Kalium liefern.

Die NPK-Bewertung ist ein Bewertungssystem, das die Menge an Stickstoff, Phosphor und Kalium in einem Düngemittel beschreibt. NPK-Bewertungen bestehen aus drei durch Striche getrennten Zahlen (z. B. 10-10-10 oder 16-4-8), die den chemischen Gehalt von Düngemitteln beschreiben. Die erste Zahl steht für den prozentualen Anteil von Stickstoff im Produkt, die zweite Zahl für P2O5der dritte, K2O. Düngemittel enthalten P eigentlich nicht2O5 oder K2O, aber das System ist eine herkömmliche Abkürzung für die Menge an Phosphor (P) oder Kalium (K) in einem Düngemittel. Ein 50-Pfund-Beutel (23 kg) Düngemittel mit der Bezeichnung 16-4-8 enthält 8 Pfund (3,6 kg) Stickstoff (16% der 50 Pfund), eine Menge Phosphor, die der Menge in 2 Pfund P entspricht2O5 (4% von 50 Pfund) und 4 Pfund K2O (8% von 50 Pfund). Die meisten Düngemittel sind gemäß dieser N-P-K-Konvention gekennzeichnet, obwohl die australische Konvention nach einem N-P-K-S-System eine vierte Zahl für Schwefel hinzufügt und Elementarwerte für alle Werte einschließlich P und K verwendet.

Stickstoffdünger Edit

Top-Anwender von Stickstoffdünger
LandGesamt-N-Verbrauch
(Mt pa)
Amt. benutzt für
Futter / Weide
(Mt pa)
China18.73.0
Indien11.9

Stickstoffdünger werden aus Ammoniak (NH3), das manchmal direkt in den Boden gespritzt wird. Das Ammoniak wird nach dem Haber-Bosch-Verfahren hergestellt. Bei diesem energieintensiven Prozess wird Erdgas (CH4) liefert üblicherweise den Wasserstoff und den Stickstoff (N2) stammt aus der Luft. Dieses Ammoniak wird als Ausgangsmaterial für alle anderen Stickstoffdünger wie wasserfreies Ammoniumnitrat (NH4NEIN3) und Harnstoff (CO (NH2)2).

Ablagerungen von Natriumnitrat (NaNO3) (Chilenischer Salpeter) kommen auch in der Atacama-Wüste in Chile vor und wurden als einer der ursprünglichen (1830) stickstoffreichen Dünger eingesetzt. Es wird immer noch für Dünger abgebaut. Auch aus Ammoniak werden nach dem Ostwald-Verfahren Nitrate hergestellt.

Phosphatdünger Edit

Alle Phosphatdünger werden durch Extraktion aus Mineralien gewonnen, die das Anion PO enthalten4 3−. In seltenen Fällen werden Felder mit dem zerkleinerten Mineral behandelt, aber am häufigsten werden löslichere Salze durch chemische Behandlung von Phosphatmineralien erzeugt. Die beliebtesten phosphathaltigen Mineralien werden zusammenfassend als Phosphatgestein bezeichnet. Die Hauptmineralien sind Fluorapatit Ca5(PO4)3F (CFA) und Hydroxyapatit Ca.5(PO4)3OH. Diese Mineralien werden durch Behandlung mit Schwefelsäure (H2SO4) oder Phosphorsäuren (H3PO4). Die große Produktion von Schwefelsäure als Industriechemikalie ist in erster Linie auf die Verwendung als billige Säure bei der Verarbeitung von Phosphatgestein zu Phosphatdünger zurückzuführen. Die globalen Hauptanwendungen für Schwefel- und Phosphorverbindungen beziehen sich auf diesen grundlegenden Prozess.

Beim Nitrophosphat- oder Odda-Verfahren (erfunden 1927) wird Phosphatgestein mit einem Phosphorgehalt von bis zu 20% (P) mit Salpetersäure gelöst

Kaliumdünger Edit

Kali ist eine Mischung aus Kaliummineralien, aus denen Kaliumdünger (chemisches Symbol: K) hergestellt wird. Kali ist in Wasser löslich, so dass die Hauptanstrengung bei der Herstellung dieses Nährstoffs aus dem Erz einige Reinigungsschritte umfasst, z. B. die Entfernung von Natriumchlorid

Mischdünger Edit

Mischdünger, die N, P und K enthalten, können häufig durch Mischen von Volldünger hergestellt werden. In einigen Fällen treten chemische Reaktionen zwischen den zwei oder mehr Komponenten auf. Beispielsweise werden Monoammonium- und Diammoniumphosphate, die Pflanzen sowohl mit N als auch mit P versorgen, durch Neutralisation von Phosphorsäure (aus Phosphatgestein) und Ammoniak hergestellt:

Organische Düngemittel

"Organische Düngemittel" können Düngemittel mit einem organischen - biologischen - Ursprung beschreiben, dh Düngemittel, die von lebenden oder früher lebenden Materialien stammen. Organische Düngemittel können auch im Handel erhältliche und häufig verpackte Produkte beschreiben, die den Erwartungen und Beschränkungen des „ökologischen Landbaus“ und der „umweltfreundlichen“ gärtnerbezogenen Systeme der Lebensmittel- und Pflanzenproduktion entsprechen und die Verwendung von synthetischen Düngemitteln erheblich einschränken oder strikt vermeiden und Pestizide: Der „organische Dünger“ Produkte Typischerweise enthalten sie sowohl einige organische Materialien als auch annehmbare Zusatzstoffe wie nahrhafte Gesteinsmehle, gemahlene Muscheln (Krabben, Austern usw.), andere zubereitete Produkte wie Samenmehl oder Seetang sowie kultivierte Mikroorganismen und Derivate.

Düngemittel organischen Ursprungs (die erste Definition) umfassen tierische Abfälle, pflanzliche Abfälle aus der Landwirtschaft, Kompost und behandelten Klärschlamm (Biosol> Für die Industrie verfügbare organische Materialien wie Klärschlamm sind möglicherweise keine akzeptablen Bestandteile des ökologischen Landbaus und der Gartenarbeit, weil von Faktoren reichen von res>

Torf ist mengenmäßig die am weitesten verbreitete verpackte organische Bodenverbesserung. Es ist eine unreife Form der Kohle und verbessert den Boden durch Belüftung und Wasseraufnahme, verleiht den Pflanzen aber keinen Nährwert. Es handelt sich also nicht um einen Dünger im Sinne des Artikelanfangs, sondern um eine Änderung. Kokos (aus Kokosnussschalen gewonnen), Rinde und Sägemehl wirken, wenn sie dem Boden zugesetzt werden, alle ähnlich (aber nicht identisch) wie Torf und werden aufgrund ihres begrenzten Nährstoffeintrags auch als organische Bodenverbesserer oder Texturgeber angesehen. Einige organische Zusätze können sich negativ auf die Nährstoffe auswirken - frisches Sägemehl kann beim Abbau Bodennährstoffe verbrauchen und den pH-Wert des Bodens senken -, aber dieselben organischen Texturierungsmittel (wie Kompost usw.) können die Nährstoffverfügbarkeit erhöhen, indem sie verbessert werden Kationenaustausch oder durch vermehrtes Wachstum von Mikroorganismen, die wiederum die Verfügbarkeit bestimmter Pflanzennährstoffe erhöhen. Organische Düngemittel wie Komposte und Düngemittel können lokal verteilt werden, ohne dass die Industrieproduktion aufgenommen wird, was die Quantifizierung des tatsächlichen Verbrauchs erschwert.

Düngemittel werden üblicherweise für den Anbau aller Kulturen verwendet, wobei die Aufwandmenge von der Bodenfruchtbarkeit abhängt, in der Regel anhand eines Bodentests und der jeweiligen Kulturpflanze. Hülsenfrüchte binden beispielsweise Stickstoff aus der Atmosphäre und benötigen im Allgemeinen keinen Stickstoffdünger.

Langzeit- und Langzeitdünger Edit

Langsame und kontrollierte Freisetzung machen nur 0,15% (562.000 Tonnen) des Düngemittelmarktes aus (1995). Ihr Nutzen ergibt sich aus der Tatsache, dass Düngemittel antagonistischen Prozessen unterliegen. Zusätzlich zu ihrer Versorgung der Pflanzen mit Nährstoffen können überschüssige Düngemittel für die gleiche Pflanze giftig sein. Wettbewerbsfähig mit der Aufnahme durch Pflanzen ist der Abbau oder Verlust des Düngers. Mikroben bauen viele Düngemittel ab, z. B. durch Immobilisierung oder Oxidation. Darüber hinaus gehen Düngemittel durch Verdunstung oder Auswaschung verloren. Die meisten Düngemittel mit langsamer Freisetzung sind Derivate von Harnstoff, einem reinen Stickstoffdünger. Isobutylidendiharnstoff ("IBDU") und Harnstoff-Formaldehyd wandeln sich im Boden langsam in freien Harnstoff um, der schnell von Pflanzen aufgenommen wird. IBDU ist eine einzelne Verbindung mit der Formel (CH3)2CHCH (NHC (O) NH2)2 Die Harnstoff - Formaldehyde bestehen aus Gemischen der ungefähren Formel (HOCH2NHC (O) NH)nCH2.

Bes> Langsam freisetzende Düngemittel (verschiedene Formen, einschließlich Düngerstacheln, Tabs usw.), die das Problem des "Brennens" der Pflanzen aufgrund von Stickstoffüberschuss verringern. Die Polymerbeschichtung von Düngemittelbestandteilen verleiht Tabletten und Stacheln eine "echte Zeitfreisetzung" oder "abgestufte Nährstofffreisetzung" (SNR) von Düngemittelnährstoffen.

Düngemittel mit kontrollierter Freisetzung sind herkömmliche Düngemittel, die in einer Schale eingekapselt sind, die sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit abbaut. Schwefel ist ein typisches Einkapselungsmaterial. Andere beschichtete Produkte verwenden Thermoplaste (und manchmal Ethylenvinylacetat und Tenside usw.), um eine diffusionskontrollierte Freisetzung von Harnstoff oder anderen Düngemitteln zu erreichen. "Reactive Layer Coating" kann dünnere, daher billigere Membranbeschichtungen erzeugen, indem reaktive Monomere gleichzeitig auf die löslichen Teilchen aufgebracht werden. "Multicote" ist ein Verfahren zum Aufbringen von Schichten aus kostengünstigen Fettsäuresalzen mit einer Paraffin-Deckschicht.

Chemikalien, die die Stickstoffaufnahme beeinflussen Bearbeiten

Verschiedene Chemikalien werden verwendet, um die Effizienz von Düngemitteln auf Stickstoffbasis zu verbessern. Auf diese Weise können Landwirte die schädlichen Auswirkungen des Stickstoffabflusses begrenzen. Nitrifikationsinhibitoren (auch als Stickstoffstabilisatoren bekannt) unterdrücken die Umwandlung von Ammoniak in Nitrat, ein Anion, das stärker zum Auslaugen neigt. 1-Carbamoyl-3-methylpyrazol (CMP), Dicyandiam> Urease-Inhibitoren werden verwendet, um die hydrolytische Umwandlung von Harnstoff in Ammoniak zu verlangsamen, das sowohl zur Verdampfung als auch zur Nitrifikation neigt. Die Umwandlung von Harnstoff in Ammoniak wird durch Enzyme namens Urease katalysiert. Ein beliebter Inhibitor von Urease ist N- (n-Butyl) thiophosphorsäuretriamid (NBPT).

Überdüngung bearbeiten

Sorgfältige Düngungstechnologien sind wichtig, da überschüssige Nährstoffe schädlich sein können. Düngerbrand kann auftreten, wenn zu viel Dünger ausgebracht wird, was zu Schäden oder sogar zum Tod der Pflanze führen kann. Düngemittel neigen je nach Salzgehalt unterschiedlich stark zum Verbrennen.

In jüngster Zeit haben Stickstoffdünger in den meisten Industrieländern ein Plateau erreicht. China ist zwar der größte Produzent und Konsument von Stickstoffdüngern geworden. Afrika ist kaum auf Stickstoffdünger angewiesen. Landwirtschaftliche und chemische Mineralien spielen eine wichtige Rolle bei der industriellen Verwendung von Düngemitteln im Wert von rund 200 Milliarden US-Dollar. Stickstoff hat einen signifikanten Einfluss auf den globalen Mineralverbrauch, gefolgt von Kali und Phosphat. Die Produktion von Stickstoff hat seit den 1960er Jahren drastisch zugenommen. Phosphat und Kali sind seit den 1960er Jahren teurer geworden, was über dem Verbraucherpreisindex liegt. Kali wird in Kanada, Russland und Weißrussland hergestellt und macht mehr als die Hälfte der Weltproduktion aus. Die Kaliproduktion in Kanada stieg in den Jahren 2017 und 2018 um 18,6%. Nach vorsichtigen Schätzungen entfallen 30 bis 50% der Ernteerträge auf natürlichen oder synthetischen Wirtschaftsdünger. Der Düngemittelverbrauch hat die Menge an Ackerland in den Vereinigten Staaten übertroffen . Der weltweite Marktwert dürfte bis 2019 auf über 185 Milliarden US-Dollar steigen. 15,3 Mrd. EUR im Jahr 2018.

Daten zum Düngemittelverbrauch pro Hektar Ackerland im Jahr 2012 werden von der Weltbank veröffentlicht. Für das nachstehende Diagramm wurden Werte der Länder der Europäischen Union (EU) extrahiert und als Kilogramm pro Hektar (Pfund pro Morgen) angegeben. Der gesamte Düngemittelverbrauch in der EU beträgt 15,9 Millionen Tonnen für 105 Millionen Hektar Ackerland (oder 107 Millionen Hektar Ackerland nach einer anderen Schätzung). Dies entspricht einem durchschnittlichen Düngemittelverbrauch von 151 kg je Ackerland in den EU-Ländern.

Die Verwendung von Düngemitteln ist in der Praxis von Vorteil

Wasser bearbeiten

Phosphor- und Stickstoffdünger haben, wenn sie üblicherweise verwendet werden, erhebliche Auswirkungen auf die Umwelt. Dies ist auf starke Regenfälle zurückzuführen, die dazu führen, dass die Düngemittel in die Wasserwege gespült werden. Landwirtschaftliche Abflüsse tragen wesentlich zur Eutrophierung von Süßwasserkörpern bei. In den USA beispielsweise ist etwa die Hälfte aller Seen eutroph. Der Hauptverursacher der Eutrophierung ist Phosphat, das normalerweise ein limitierender Nährstoff ist. Hohe Konzentrationen fördern das Wachstum von Cyanobakterien und Algen, deren Untergang Sauerstoff verbraucht. Cyanobakterienblüten („Algenblüten“) können auch schädliche Toxine produzieren, die sich in der Nahrungskette ansammeln und für den Menschen schädlich sein können.

Die im Düngerablauf enthaltenen stickstoffreichen Verbindungen sind in vielen Teilen der Ozeane, insbesondere in Küstengebieten, Seen und Flüssen, die Hauptursache für einen schwerwiegenden Sauerstoffmangel. Der daraus resultierende Mangel an gelöstem Sauerstoff verringert die Fähigkeit dieser Gebiete, die Meeresfauna zu erhalten, erheblich. Die Zahl der ozeanischen Totzonen in der Nähe von bewohnten Küsten nimmt zu. Ab 2006 wird die Ausbringung von Stickstoffdünger in Nordwesteuropa und den Vereinigten Staaten zunehmend kontrolliert. Wenn Eutrophierung können umgekehrt werden, kann es Jahrzehnte dauern Zitat benötigt bevor die im Grundwasser angesammelten Nitrate durch natürliche Prozesse abgebaut werden können.

Nitratverschmutzung Edit

Nur ein Bruchteil der Düngemittel auf Stickstoffbasis wird in Pflanzenmaterial umgewandelt. Der Rest sammelt sich im Boden oder geht als Abfluss verloren. Hohe Aufwandmengen an stickstoffhaltigen Düngemitteln in Verbindung mit der hohen Wasserlöslichkeit von Nitrat führen zu einem erhöhten Abfluss ins Oberflächenwasser sowie zu einem Auswaschen ins Grundwasser und damit zu einer Grundwasserverschmutzung. Die übermäßige Verwendung von stickstoffhaltigen Düngemitteln (synthetische oder natürliche) ist besonders schädlich, da ein Großteil des von Pflanzen nicht aufgenommenen Stickstoffs in leicht auslaugbares Nitrat umgewandelt wird.

Nitratgehalte über 10 mg / l (10 ppm) im Grundwasser können ein „Blue Baby-Syndrom“ (erworbene Methämoglobinämie) verursachen. Die Nährstoffe, insbesondere Nitrate, in Düngemitteln können Probleme für natürliche Lebensräume und die menschliche Gesundheit verursachen, wenn sie vom Boden in Gewässer gespült oder durch den Boden in das Grundwasser ausgelaugt werden. Zitat benötigt

Cadmium Edit

Die Cadmiumkonzentration in phosphorhaltigen Düngemitteln variiert wie folgt:> Beispielsweise kann ein Monoammoniumphosphatdünger einen Cadmiumgehalt von nur 0,14 mg / kg oder von nur 50,9 mg / kg aufweisen. Das zu ihrer Herstellung verwendete Phosphatgestein kann bis zu 188 mg / kg Cadmium enthalten (Beispiele sind Vorkommen auf Nauru und den Weihnachtsinseln). Die kontinuierliche Verwendung von Düngemitteln mit hohem Cadmiumgehalt kann den Boden (wie in Neuseeland gezeigt) und die Pflanzen kontaminieren. Grenzen des Cadmiumgehalts von Phosphatdüngern wurden eingehalten> Hersteller von phosphorhaltigen Düngemitteln wählen Phosphatgestein nun basierend auf dem Cadmiumgehalt aus.

Fluorid bearbeiten

Phosphatgesteine ​​enthalten viel Fluor. Es wurde festgestellt, dass die Kontamination von Nahrungsmitteln durch Düngemittel keine Rolle spielt, da Pflanzen wenig Fluor anreichern. Auch die Auswirkungen von Fluor sind möglicherweise bedenklich

Radioaktive Elemente Bearbeiten

Der radioaktive Gehalt der Düngemittel schwankt zwischen 7 und 100 pCi / g Uran-238 in Phosphatgestein und zwischen 1 und 67 pCi / g in Phosphatdüngemitteln. Wenn hohe jährliche Phosphordüngermengen verwendet werden, kann dies zu Uran-238-Konzentrationen in Böden und Abwasser führen, die um ein Vielfaches höher sind als normalerweise vorhanden. Die Auswirkungen dieser Maßnahmen auf das Risiko für die menschliche Gesundheit durch radioaktive Strahlung nehmen jedoch zu

Sonstige Metalle

Abfälle aus der Stahlindustrie, die aufgrund ihres hohen Zinkgehalts (für das Pflanzenwachstum unerlässlich) zu Düngemitteln recycelt werden, können die folgenden giftigen Metalle enthalten: Blei-Arsen, Cadmium, Chrom und Nickel. Die häufigsten toxischen Elemente in diesem Düngemitteltyp sind Quecksilber, Blei und Arsen. Diese potentiell schädlichen Verunreinigungen können entfernt werden, was jedoch die Kosten erheblich erhöht. Hochreine Düngemittel sind weit verbreitet und vielleicht am besten als die hoch wasserlöslichen Düngemittel bekannt, die blaue Farbstoffe enthalten, die in Haushalten verwendet werden, wie beispielsweise Miracle-Gro. Diese hoch wasserlöslichen Düngemittel werden im Pflanzenbau eingesetzt und sind in größeren Verpackungen zu deutlich geringeren Kosten als im Einzelhandel erhältlich. Einige preiswerte Gartengranulatdünger für den Einzelhandel werden aus hochreinen Zutaten hergestellt.

Spurenelementverarmung Bearbeiten

In den letzten 50 bis 60 Jahren wurde auf die abnehmenden Konzentrationen von Elementen wie Eisen, Zink, Kupfer und Magnesium in vielen Lebensmitteln geachtet. Intensive landwirtschaftliche Praktiken, einschließlich der Verwendung von Kunstdünger, werden häufig als Gründe für diesen Rückgang vorgeschlagen, und der ökologische Landbau wird häufig als Lösung vorgeschlagen. Obwohl bekannt ist, dass verbesserte Ernteerträge durch NPK-Düngemittel die Konzentrationen anderer Nährstoffe in Pflanzen verdünnen, kann ein Großteil des gemessenen Rückgangs auf die Verwendung von zunehmend ertragreicheren Erntesorten zurückgeführt werden, die Lebensmittel mit niedrigeren Mineralstoffkonzentrationen produzieren als ihre weniger produktiven Vorfahren . Es ist daher unwahrscheinlich, dass der ökologische Landbau oder der reduzierte Einsatz von Düngemitteln das Problem lösen. Es wird vermutet, dass Lebensmittel mit hoher Nährstoffdichte unter Verwendung älterer, ertragsärmerer Sorten oder durch die Entwicklung neuer ertragreicher, nährstoffreicher Sorten erzielt werden können.

Düngemittel lösen mit größerer Wahrscheinlichkeit Probleme mit Spurenelementenmangel, als sie zu verursachen: In Westaustralien waren die Mängel an Zink, Kupfer, Mangan, Eisen und Molybdän sehr alt. In Westaustralien sind die Böden stark verwittert und in vielen Fällen mangelhaft Hauptnährstoffe und Spurenelemente. Seit dieser Zeit werden diese Spurenelemente routinemäßig Düngemitteln zugesetzt, die in diesem Zustand in der Landwirtschaft verwendet werden. Viele andere Böden auf der Welt weisen einen Mangel an Zink auf, was sowohl zu einem Mangel an Pflanzen als auch an Menschen führt, und Zinkdünger sind schädlich

Energieverbrauch und Nachhaltigkeit Edit

In den USA wurden im Jahr 2004 317 Milliarden Kubikfuß Erdgas für die industrielle Herstellung von Ammoniak verbraucht, was weniger als 1,5% des gesamten jährlichen Erdgasverbrauchs in den USA entspricht. Einem Bericht von 2002 zufolge verbraucht die Ammoniakproduktion etwa 5% des weltweiten Erdgasverbrauchs, was etwas weniger als 2% der Weltenergieproduktion entspricht.

Ammoniak wird aus Erdgas und Luft hergestellt. Die Kosten für Erdgas machen etwa 90% der Kosten für die Herstellung von Ammoniak aus. Der Preisanstieg für Erdgase in den letzten zehn Jahren sowie andere Faktoren wie die steigende Nachfrage haben zu einem Anstieg der Düngemittelpreise beigetragen.

Atmosphere Edit

Durch den zunehmenden Einsatz von Stickstoffdünger, der im Jahr 2012 mit einer Rate von rund 110 Millionen Tonnen (N) pro Jahr verbraucht wurde und die bereits vorhandene Menge an reaktivem Stickstoff und Distickstoffoxiden ergänzt, ist dies durch veränderte Prozesse und Verfahren möglich einige, aber nicht alle dieser Auswirkungen auf den anthropogenen Klimawandel zu mildern.

Die Methanemissionen von Erntefeldern (insbesondere Reisfeldern) werden durch den Einsatz von Düngemitteln auf Ammoniumbasis erhöht. Diese Emissionen tragen zum globalen Klimawandel bei, da Methan ein starkes Treibhausgas ist.

Verordnung bearbeiten

In Europa werden Probleme mit hohen Nitratkonzentrationen im Abfluss durch die Nitratrichtlinie der Europäischen Union angegangen. In Großbritannien werden die Landwirte ermutigt, ihr Land im Rahmen der „einzugsgebietssensiblen Landwirtschaft“ nachhaltiger zu verwalten. In den USA gibt es in Oregon und Washington, beide in den USA, Programme zur Registrierung von Düngemitteln mit Online-Datenbanken, in denen chemische Analysen von Düngemitteln aufgeführt sind.

In China wurden von der Regierung Vorschriften erlassen, die die Verwendung von N-Düngemitteln in der Landwirtschaft kontrollieren sollen. Im Jahr 2008 haben die chinesischen Regierungen begonnen, Düngemittelsubventionen teilweise zurückzuziehen

Zwei Arten der landwirtschaftlichen Bewirtschaftung umfassen den ökologischen Landbau und den konventionellen Landbau. Ersteres fördert die Bodenfruchtbarkeit mit lokalen Ressourcen, um die Effizienz zu maximieren. Ökologischer Landbau avo>

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