Kvælstofgødning

Kvælstofgødning er gødning, der primært forsyner planterne med deres vigtigste næringsstof, kvælstof . Disse gødninger kan være af naturlig oprindelse (f.eks. Som kaliumnitrat ) eller fremstillet industrielt.

historie

Traditionelt anvendes kvælstofgødning såsom flydende gødning og gødning i landbruget . Efter at Justus von Liebig opdagede vigtigheden af ​​det kemiske element nitrogen for udbytter i landbruget, steg den tilsvarende efterspørgsel efter gødning. Naturligt forekommende aflejringer indeholder kaliumnitrat og natriumnitrat , for eksempel i Chile (deraf det almindelige navn Chile nitrat ) og blev primært udvundet i første halvdel af det 19. århundrede. Haber-Bosch-processen , som BASF ansøgte om patent i 1910 , lykkedes kunstigt at producere ammoniak som udgangsmateriale til fremstilling af gødning. Den store industrielle produktion af mineralgødning muliggjort ved denne proces muliggjorde den enorme vækst i verdensbefolkningen i det 20. århundrede og dermed også det moderne samfund. Anvendelsen af ​​kvælstofgødning øgede dog også dødeligheden i sommerfugle . Derudover blev spildevandsslam brugt som gødning i det 20. århundrede , da det kan indeholde op til fem procent kvælstof i tørstof .

semester

Da kvælstof betragtes som "motoren for plantevækst", er det den vigtigste form for gødning. Man skelner mellem mineralsk og organisk gødningsform. Planter optager kvælstof, da nitrat , ammonium og urinstof også kan optages direkte. Mineralisering (nedbrydning af organisk materiale med mikroorganismer ) omdanner alle nitrogenforbindelser i jorden til nitrat.

Af hensyn til miljøbeskyttelse (nitratudvaskning) og sundhed (nitratindhold) skal princippet om behovsbaseret gødning gælde for kvælstofforsyningen til dyrkede planter. Den nødvendige mængde kvælstof fra befrugtning er forskellen mellem kvælstofbehovet for den respektive afgrøde minus jordforsyningen. Nitrogenforsyningen er tilførslen af ​​mineralsk kvælstof i begyndelsen af ​​dyrkningen - i det jordlag, der bruges af den dyrkede plante - og den efterfølgende forsyning i dyrkningsperioden. Den efterfølgende levering finder sted gennem organisk materiale ( humus og høstrester) og naturlig kvælstofindgang (f.eks. Nedbør). Det er derfor nødvendigt at bestemme kvælstofindholdet i begyndelsen af ​​en kultur og muligvis også i løbet, men mindst en gang om året som en del af en jordundersøgelse .

brug

Hvert år omdannes omkring 120 millioner tons kvælstof til reaktive former af gødning i intensivt landbrug , mere end der omdannes af jordens naturlige processer. Disse kan komme ind i vandområder og økosystemer og have en ændret indflydelse på dem. Hvis nitrogenforbindelserne ikke er bundet til jordpartikler, kan de hurtigt udvaskes i grundvandet eller vandløb gennem nedbør. Dette gælder især for nitrat. Under reducerende jordbundsforhold (vandmætning), kan gasformige kvælstoftab forekomme (N 2 , N 2 O, NO), ved høje pH-værdier også som ammoniak (NH 3 ). Derudover omdannes en del af kvælstofgødningen til lattergas, som som en potent drivhusgas, som den globale opvarmning driver. Ifølge forskere er grænsen, der er acceptabel for globale økosystemer, 35 millioner ton kvælstofindgang om året. Den industrielle produktion af kvælstofgødning udføres hovedsageligt ved hjælp af fossile brændstoffer og er ansvarlig for 1,2% af det globale primære energiforbrug .

Gødningsprocessen

Calciumnitrat med 15,5% nitrogen i alt , heraf 14,4% nitratnitrogen og 1,1% ammoniumnitrogen

Uorganiske og organiske nitrogenforbindelser fra naturlige kilder eller fra syntetiske processer ("kunstgødning", se mineralgødning ) anvendes som gødning . Nitrogenindholdet er angivet som massefraktionen på N (% N).

Nogle planter kan få kvælstof fra luften og fikse det ved hjælp af symbiotiske mikroorganismer , for eksempel bælgfrugter som ærter, bønner, lupiner med "nodule bakterier" ( Rhizobium leguminosarum ), der lever i rødderne . Ammoniak dannes af aminogrupper i det organiske stof gennem hydrolyse . Dette reagerer med vand til dannelse af OH - og NH 4 + . Den ammoniumion er oxideret til nitrit af jordbakterier Nitrosomonas og yderligere ved Nitrobacter til nitrat .

Med organisk ("naturlig") gødning frigøres kvælstof gradvist ved mikrobiel nedbrydning - afhængigt af jordmaterialets temperatur, fugtighed og kornstørrelse. Mineralgødning fungerer derimod hurtigere, fordi de kan absorberes direkte af planterødderne som vandopløselige forbindelser.

Eksempler på kvælstofgødning

Se også

Weblinks

Wiktionary: nitrogen fertilizers  - forklaringer på betydninger, ordets oprindelse, synonymer, oversættelser

Individuelle beviser

  1. ↑ Jörg Albrecht: 100 år af Haber-Bosch-processen: brød og krige fra luften. I: Frankfurter Allgemeine Zeitung . FAZ.net, 14. oktober 2008, adgang til 27. november 2019 .
  2. ^ Susanne Kurz, Thilo Heinken, Thomas Fartmann: Kvælstofberigelse i værtsplanter øger dødeligheden hos almindelige Lepidoptera-arter . I: Oecologia . bånd 188 , 2018, s. 1227-1237 , doi : 10.1007 / s00442-018-4266-4 .
  3. ↑ Rockström, J. et al., Et sikkert operationsrum for menneskeheden . I: Nature , 461 (7263), (2009), 472-475, doi : 10.1038 / 461472a .
  4. ↑ Tallaksen et al., Kvælstofgødning fremstillet ved hjælp af vindkraft: drivhusgas og energibalance i ammoniakproduktion i lokalsamfundet . I: Journal of Cleaner Production 107, (2015), 626-635, doi : 10.1016 / j.jclepro.2015.05.130 .