Landwirtschaft der Zukunft 16.11.2020, 07:00 Uhr

Revolutionäre Erkenntnis im Kampf gegen Überdüngung

An vielen Orten sind die hohen Stickstoffeinträge durch die Landwirtschaft ein sehr großes Problem für die Umwelt. Dabei wäre die Lösung laut Wissenschaftlern der ETH Zürich ganz einfach. Sie haben weltweit Datenmaterial zum Thema Düngen gesammelt und sind überzeugt: Mit nur wenigen Maßnahmen ließen sich die hohen Mengen in den Griff bekommen.

Traktor und Dünger

Zu viel Dünger ist schlecht für die Umwelt, verbessert die Ernteerträge aber kaum.

Foto: panthermedia.net/fotokostic

Landwirte setzen Stickstoff ein, um ihre Ernteerträge zu steigern – und belasten die Umwelt dadurch erheblich. Denn die Pflanzen können nicht alles aufnehmen, weswegen der Dünger im Grundwasser landet, in Oberflächengewässern und sich auch über die Luft verbreitet. In Teichen und Seen beschleunigt er beispielsweise die Nährstoffüberversorgung und bringt die empfindlichen Ökosysteme ins Wanken. Gelangt er über Luft oder Regen in spezielle Lebensräume wie Moore, bedroht er indirekt die Artenvielfalt. Die Treibhausgase, die durch Stickstoffüberschuss freigesetzt werden, beschleunigen zudem den Klimawandel.

++ETH Zürich filtert radioaktive Elemente aus dem Wasser++

Hier ist die Politik gefragt und das nicht nur in Deutschland, sondern auch auf internationaler Ebene. Daran besteht kein Zweifel. Bislang gab es jedoch kaum Daten darüber, wie andere Länder mit dem Thema Stickstoff umgehen. Das hat die Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich) jetzt geändert. Die Wissenschaftler David Wüpper und Robert Finger von der Professur für Agrarökonomie und -politik haben in einem Team mit weiteren internationalen Forschenden den Gesamteffekt fast aller Länder der Welt auf ihre Stickstoffverschmutzung und die Ernteerträge berechnet.

Stark erhöhte Stickstoffmengen bringen fast keine Ertragssteigerung

Eine ihrer wichtigsten Erkenntnisse zeigt, wie leicht sich die Umweltbelastung verringern ließe. Denn in vielen Ländern wird bereits viel Stickstoff auf die Felder gebracht. Trotzdem gibt es Versuche, die Erträge durch noch mehr Dünger weiter zu steigern. Hier stehen Aufwand und Ergebnis jedoch in einem sehr schlechten Verhältnis zueinander. Das lässt sich gut am Beispiel der sogenannten Ertragslücke zeigen. Sie beschreibt die Differenz zwischen dem möglichen und dem tatsächlich erzielten Ertrag. Versuchen jetzt einzelne Länder, diese Ertragslücke um nur 1% zu verkleinern, steigt die globale Stickstoffbelastung um 35%.

Daraus kann man umgekehrt den Schluss ziehen: Wenn diese Länder auf erhebliche Mengen an Stickstoff verzichten würden, würde der Ernteertrag sich vermutlich nur geringfügig verkleinern.

Staaten haben Steuermechanismen in der Hand

Wovon hängt es überhaupt ab, wie hoch der Stickstoffeinsatz in einem Land ist? Auch das konnten die Wissenschaftler ermitteln. Als wichtige Faktoren nennen sie die Qualität von Institutionen, die wirtschaftliche Entwicklung des Landes, die Bevölkerungsgröße und den Anteil, den die Landwirtschaft an der Gesamtwirtschaft eines Staates hat.

Die Politik trägt hier direkt und indirekt viel Verantwortung. Beispielsweise gibt es mitunter direkte Subventionen für Stickstoffdünger, der dadurch viel billiger wird. Über indirekte Zuschüsse oder gesetzliche Regelungen kann sich außerdem entscheiden, wie teuer landwirtschaftliche Produkte im Vergleich zu den Düngerkosten sind. Weitere Bausteine sind Technologien, Handelsstrukturen und nicht zuletzt die Qualität der Ausbildung der Landwirte.

Satellitenaufnahmen zeigen den Umgang mit Wasser und Dünger

Nach Angaben der Forschenden lasse sich gut an der Grenze zwischen Kasachstan und China erkennen, wie stark die Einflussnahme der Staaten sein. Eigentlich ist diese Grenzregion trocken und entsprechend wenig bewachsen. Satellitenaufnahmen zeigen jedoch ein anderes Bild: In Kasachstan sieht es genauso aus, wie es zu erwartet wäre, also karg. Auf der chinesischen Seite hingegen ist üppiges Grün zu sehen. Das weise auf eine Kombination aus Bewässerung und Stickstoffdüngung hin.

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Satellitenaufnahme

Die Grenze zwischen Kasachstan und China: Auf der einen Seite wird gedüngt, auf der anderen nicht.

Foto: Nasa Earth Observatory

„Von Natur aus gäbe es keinen solchen Sprung in der Vegetation“, sagt David Wüpper. „Dieses Beispiel illustriert, dass es für die Stickstoffverschmutzung und den Ertrag ausschlaggebend ist, in welchem Land die Felder liegen. Den gleichen Ertrag auf chinesischer Seite könnte man jedoch auch mit deutlich weniger Stickstoffverschmutzung erreichen.“

So könnte Verringerung der Gesamtbelastung funktionieren

Umgekehrt gäbe es durchaus Ländern, die durch mehr Stickstoffeintrag ihre Ernteerträge erheblich steigern könnte, weil er dort insgesamt zu niedrig liegt, etwa in Teilen Afrikas südlich der Sahara. Die Wissenschaftler stellen sich daher eine globale Umverteilung der Stickstoffmengen vor, die insgesamt dennoch auf eine deutliche Reduzierung hinauslaufen würde.

Als mögliche Maßnahmen nennen sie eine Preissteuerung für den Dünger. Das könnte auf der einen Seite eine Stickstoffsteuer sein, während auf der anderen Seite durch Subventionen der gegenteilige Effekt erreicht würde. Weitere wichtige Einflussfaktoren könnten moderne Produktionsverfahren sein, die der Staat unterstützt, sowie eine entsprechende Aufklärung der Landwirte. Auch Ausgleichszahlungen für Ertragseinbußen wären eine Möglichkeit.

Beiträge zu moderner Landwirschaft:

Von Nicole Lücke

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