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Stickstoffeintrag aus der Landwirtschaft und Stickstoffüberschuss

<p> <p>Stickstoff ist ein essenzieller Nährstoff für alle Lebewesen. Im Übermaß in die Umwelt eingebrachter Stickstoff führt aber zu enormen Belastungen von Ökosystemen.</p> </p><p>Stickstoff ist ein essenzieller Nährstoff für alle Lebewesen. Im Übermaß in die Umwelt eingebrachter Stickstoff führt aber zu enormen Belastungen von Ökosystemen.</p><p> Stickstoffüberschuss der Landwirtschaft <p>Eine Maßzahl für die Stickstoffeinträge in Grundwasser, Oberflächengewässer, Böden und die Luft aus der Landwirtschaft ist der aus der landwirtschaftlichen Stickstoff-Gesamtbilanz ermittelte Stickstoffüberschuss (siehe Abb. „Saldo der landwirtschaftlichen Stickstoff-Gesamtbilanz in Bezug auf die landwirtschaftlich genutzte Fläche“). Überschüssiger Stickstoff aus landwirtschaftlichen Quellen gelangt als Nitrat in Grund- und Oberflächengewässer und als Ammoniak und Lachgas in die Luft. Lachgas trägt als hochwirksames <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/treibhausgas">Treibhausgas</a> zur Klimaerwärmung bei. Der Eintrag von Nitrat und Ammoniak führt zur Belastung des Grundwassers als wichtige Trinkwasserressource, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/versauerung">Versauerung</a> von Böden, Nährstoffanreicherung (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/eutrophierung">Eutrophierung</a>) in Land- und Wasserökosystemen und Beeinträchtigung der biologischen Vielfalt (siehe „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/landwirtschaft/umweltbelastungen-der-landwirtschaft/stickstoff#einfuhrung">Umweltbelastung der Landwirtschaft – Stickstoff</a>“).&nbsp;</p> <p>Ein Diagramm zeigt den zeitlichen Verlauf des Stickstoffüberschusses zwischen 1990 und 2023 für Einzeljahre und im gleitenden 5-Jahresmittel. Erkennbar ist eine Abnahme im 5-jährigen Mittel von 117 auf 70 Kilogramm Stickstoff pro Hektar und Jahr. Das Ziel für 2026-2030 sind 70 Kilogramm Stickstoff pro Hektar und Jahr.</p> <strong> Saldo der landwirtschaftlichen Stickstoff-Gesamtbilanz in Bezug auf die landwirtschaftlich ... </strong> <p>* jährlicher Überschuss bezogen auf das letzte Jahr des 5-Jahres-Zeitraums (aus gerundeten Jahreswerten berechnet)<br> ** 1990: Daten zum Teil unsicher, nur eingeschränkt vergleichbar mit Folgejahren. 2023: Daten teilweise vorläufig<br> *** Ziel der Nachhaltigkeitsstrategie der Bundesregierung, bezogen auf das 5-Jahres-Mittel des Zeitraums 2026 - 2030</p> Quelle: <p>Bundesministerium für Landwirtschaft, Ernährung und Heimat 2025</p> Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/DE_Indikator_AGRI-01_Stickstoffueberschuss-Landwirt_2026-03-05_0.pdf">Diagramm als PDF (99,24 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/DE-EN_Indikator_AGRI-01_Stickstoffueberschuss-Landwirt_2026-03-05_1.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (90,90 kB)</a></li> </ul> </p><p> <p>Die Stickstoff-Gesamtbilanz setzt sich zusammen aus den Komponenten Flächenbilanz (Bilanzierung der Pflanzen- bzw. Bodenproduktion), Stallbilanz (Bilanzierung der tierischen Erzeugung) und der Biogasbilanz (Bilanzierung der Erzeugung von Biogas in landwirtschaftlichen Biogasanlagen). Der Stickstoffüberschuss der Gesamtbilanz ergibt sich aus der Differenz von Stickstoffzufuhr in und Stickstoffabfuhr aus dem gesamten Sektor Landwirtschaft (siehe Schaubild „Schema der Stickstoff-Gesamtbilanz der Landwirtschaft“). Der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/indikator">Indikator</a> wird vom Institut für Pflanzenbau und Bodenkunde des Julius-Kühn-Instituts und dem Umweltbundesamt berechnet und jährlich vom BMLEH veröffentlicht (siehe&nbsp;<a href="https://www.bmel-statistik.de/fileadmin/daten/0111260-0000.xlsx">BMLEH, Tabellen zur Landwirtschaft, MBT-0111-260-0000</a>).&nbsp;</p> <p>Der Stickstoffüberschuss der Gesamtbilanz ist als mittlerer Überschuss aller landwirtschaftlicher Betriebe in Deutschland zu interpretieren.&nbsp;Regional unterscheiden sich die Überschüsse jedoch teilweise stark voneinander. Grund dafür sind vorrangig unterschiedliche Viehbesatzdichten und daraus resultierende Differenzen beim Anfall von Wirtschaftsdünger. Um durch <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/witterung">Witterung</a> und Düngerpreis verursachte jährliche Schwankungen auszugleichen wird ein gleitendes 5-Jahresmittel errechnet.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/3_schaubild_schema-n-gesamtbilanz_0.png"> </a> <strong> Schema der Stickstoff-Gesamtbilanz der Landwirtschaft </strong> Quelle: verändert nach Häußermann Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_schaubild_schema-n-gesamtbilanz_0.pdf">Schaubild als PDF (47,21 kB)</a></li> </ul> </p><p> <p>Die Ergebnisse der Bilanzierung zeigen einen deutlich abnehmenden Trend bei den Stickstoffüberschüssen über die gesamte Zeitreihe (siehe Abb. „Saldo der landwirtschaftlichen Stickstoff-Gesamtbilanz in Bezug auf die landwirtschaftlich genutzte Fläche“). Im Zeitraum 1994 bis 2023 ist der Stickstoffüberschuss im gleitenden 5-Jahresmittel von 117 Kilogramm Stickstoff pro Hektar landwirtschaftlich genutzter Fläche und Jahr (kg N/ha*a) auf 70 kg N/ha*a gesunken. Das entspricht einem jährlichen Rückgang von über 1 % sowie einem Rückgang über die Zeit um 40 %. Die Reduktion des Stickstoffüberschusses zu Beginn der 1990er Jahre ist größtenteils auf den Abbau der Tierbestände in den östlichen Bundesländern zurückzuführen. Der durchschnittliche Rückgang des Stickstoffüberschusses über die gesamte Zeit von 1994 bis 2023 beruht auf einem effizienteren Einsatz von Stickstoff-Düngemitteln, Ertragssteigerungen in der Pflanzenproduktion, höhere Futterverwertung bei Nutztieren und gesunkenen Tierzahlen.&nbsp;Seit 2015 ist der Überschuss besonders stark zurückgegangen. Der wesentliche Treiber dieses Rückgangs ist der deutlich verminderte Einsatz von Mineraldüngern. Dies ist u.a. auf eine verschärfte Düngegesetzgebung, der beschleunigten Einführung emissionsarmer Ausbringungstechnologien, mehrerer Dürrejahre und höherer Düngemittelpreise nach dem Angriffskrieg auf die Ukraine zurückzuführen.&nbsp;</p> <p>Im Jahr 2016 wurde in der&nbsp;<a href="https://www.bundesregierung.de/resource/blob/992814/2335292/3962877378d74837d4f4c611749b6172/2025-05-13-dns-2025-data.pdf">Deutschen Nachhaltigkeitsstrategie</a> der Bundesregierung (BReg 2016) ein Zielwert von 70 kg N/ha*a für das gleitende 5-Jahresmittel von 2028-2032 verankert. Mit der <a href="https://www.bundesregierung.de/resource/blob/976072/2335292/c4471db32df421a65f13f9db3b5432ba/2025-02-17-dns-2025-data.pdf?download=1">Weiterentwicklung</a> der Strategie in 2025 wurde der Zeitraum für die Zielerreichung auf die Jahre 2026 bis 2030 vorgezogen.&nbsp;</p> </p><p> Bewertung der Entwicklung <p>Das Ziel der Deutschen Nachhaltigkeitsstrategie wird mit Veröffentlichung des Bilanzjahres 2023 erstmalig erreicht, was einen großen Erfolg darstellt. Allerdings bedeutet dies nicht, dass es keiner weiteren Anstrengungen mehr Bedarf, die Stickstoffeinträge in die Umwelt weiter zu reduzieren oder auch dass die Überschüsse in den kommenden Jahren auf dem Niveau bleiben werden. Vielmehr ist dies als ein Teilziel zu betrachten, auf dem Weg Umwelt, Gesundheit und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klima">Klima</a> insgesamt vor zu hohen Stickstoffeinträgen zu schützen.&nbsp;Besonders im Hinblick auf die Umweltziele zur Verringerung der Nitratbelastung des Grundwassers - aufgrund seiner großen Bedeutung als Trinkwasserressource -, zur Minderung des Stickstoffeintrags in Nord- und Ostsee sowie zur Begrenzung der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/eutrophierung">Eutrophierung</a> aquatischer und terrestrischer Ökosysteme ist das Ziel von 70 kg Stickstoff pro Hektar nicht ausreichend. Denn hier kommt es weniger auf den durchschnittlichen nationalen Stickstoffüberschuss, sondern viel mehr auf die regionale Verteilung der&nbsp;Stickstoffüberschüsse an. Einen&nbsp;Überblick über die Verteilung der Überschüsse liefert <a href="https://gis.uba.de/maps/resources/apps/lu_nflaechenbilanzueberschuss/index.html?lang=de&amp;vm=2D&amp;s=9193427.02702703&amp;r=0&amp;bm=tpol&amp;c=1150000%2C6683301.2629420925&amp;l=nfbue_daten%2C%7E18b29039bd5-layer-2%28-2%2C-3%2C-4%2C-5%2C-6%29">die Karte zu den regionalen N-Flächenbilanzüberschüssen</a>.&nbsp;</p> </p><p> Stickstoffzufuhr und Stickstoffabfuhr in der Landwirtschaft <p>Die Stickstoffzufuhr in der landwirtschaftlichen Gesamtbilanz setzt sich aus mehreren Quellen zusammen. Dazu zählen vor allem Mineraldünger, importierte Wirtschaftsdünger, Kompost und Klärschlamm, die Stickstoffdeposition aus der Luft, die biologische Stickstoffbindung durch <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/leguminosen">Leguminosen</a>, Co-Substrate für die Bioenergieproduktion sowie Futtermittelimporte. Die Stickstoffabfuhr erfolgt über pflanzliche und tierische Marktprodukte.</p> <p>Zwischen 1990 und 2023 lag die durchschnittliche Stickstoffzufuhr bei 186 kg N/ha*a. Sie erreichte 1990 mit 209 kg N/ha*a ihren Höchstwert und sank bis 2023 auf ein Minimum von 143 kg N/ha*a. Bis 2017 blieb die Zufuhr weitgehend konstant, in den letzten sechs Jahren ging sie jedoch deutlich um durchschnittlich 8 kg N/ha*a zurück. Die Stickstoffabfuhr betrug im gesamten Zeitraum durchschnittlich 87 kg N/ha*a. Sie stieg bis 2017 kontinuierlich auf 98 kg N/ha*a an und ist seitdem leicht rückläufig. Aktuell liegt sie bei 89 kg N/ha*a. Durch den stärkeren Rückgang der Zufuhr im Vergleich zur Abfuhr hat sich der Stickstoffüberschuss deutlich verringert (siehe Abb. „Zu-und Abfuhr der landwirtschaftlichen Stickstoff-Gesamtbilanz, 1990-2023“).</p> <p>Im Jahr 2023 stammten 42 % der <u>Stickstoffzufuhr</u> aus Mineraldüngern, 24 % aus inländischem Tierfutter und 15 % aus Futtermittelimporten. Weitere Beiträge kamen aus der biologischen Stickstofffixierung von Leguminosen (10 %), aus atmosphärischer <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/deposition">Deposition</a> (3 %), aus Co-Substraten für die Biogasproduktion (2 %) sowie aus Saat- und Pflanzgut (1 %). Wirtschaftsdünger und betriebseigene Futtermittel werden in der Flächenbilanz, nicht jedoch in der Gesamtbilanz berücksichtigt (siehe Abb. „Stickstoff-Zufuhr zur landwirtschaftlichen Stickstoff-Gesamtbilanz in 2023“).</p> <p>Die <u>Stickstoffabfuhr</u> erfolgte 2023 zu 68 % über pflanzliche Marktprodukte und zu 32 % über Fleisch, Schlachtabfälle und andere tierische Produkte (siehe Abb. „Stickstoff-Abfuhr aus der landwirtschaftlichen Stickstoff-Gesamtbilanz in 2023“).</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/4_Abb_N-Zu-und_Abfuhren_Zeitreihe_2026-03-05.png"> </a> <strong> Zu-und Abfuhr der landwirtschaftlichen Stickstoff-Gesamtbilanz, 1990-2023 </strong> Quelle: Bundesministerium für Landwirtschaft / Ernährung und Heimat <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/4_Abb_N-Zu-und_Abfuhren_Zeitreihe_2026-03-05.png">Bild herunterladen</a> (279,67 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_Abb_N-Zu-und_Abfuhren_Zeitreihe_2026-03-05.pdf">Diagramm als PDF</a> (57,58 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_Abb_N-Zu-und_Abfuhren_Zeitreihe_2026-03-05.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten</a> (757,93 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/5_Abb_N-Zufuhren_Anteile_2026-03-05.png"> </a> <strong> Stickstoff-Zufuhr zur landwirtschaftlichen Stickstoff-Gesamtbilanz in 2023 </strong> Quelle: Bundesministerium für Landwirtschaft / Ernährung und Heimat <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/5_Abb_N-Zufuhren_Anteile_2026-03-05.png">Bild herunterladen</a> (119,91 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/5_Abb_N-Zufuhren_Anteile_2026-03-05.pdf">Diagramm als PDF</a> (36,68 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/5_Abb_N-Zufuhren_Anteile_2026-03-05.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten</a> (746,79 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/6_Abb_N-Abfuhren_Anteile_2026-03-05.png"> </a> <strong> Stickstoff-Abfuhr aus der landwirtschaftlichen Stickstoff-Gesamtbilanz in 2023 </strong> Quelle: Bundesministerium für Landwirtschaft / Ernährung und Heimat <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/6_Abb_N-Abfuhren_Anteile_2026-03-05.png">Bild herunterladen</a> (88,19 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/6_Abb_N-Abfuhren_Anteile_2026-03-05.pdf">Diagramm als PDF</a> (34,71 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/6_Abb_N-Abfuhren_Anteile_2026-03-05.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten</a> (746,41 kB) Weiter <i> </i> Vorherige <i> </i> </p><p> Maßnahmen zur Verringerung der Überschüsse <p>Um den Stickstoffüberschuss weiter zu verringern und die damit verbundenen Umweltziele zu <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/umweltindikatoren/indikator-nitrat-im-grundwasser">Nitrat im Grundwasser</a>, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/umweltindikatoren/indikator-eutrophierung-durch-stickstoff">Eutrophierung von Ökosystemen</a>, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/umweltindikatoren/indikator-eutrophierung-der-meere">Stickstoffeinträge in Küstengewässer</a> und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/umweltindikatoren/indikator-emission-von-luftschadstoffen">Emissionen von Luftschadstoffen</a> zu erreichen, sollten die Stickstoffzufuhr in der Landwirtschaft weiter reduziert und der eingesetzte Stickstoff effizienter genutzt werden. Die Voraussetzung dafür ist ein möglichst geschlossener Stickstoffkreislauf. Um dies zu erreichen müssen Maßnahmen umgesetzt werden, die dazu führen, dass die Anwendung von Mineraldünger reduziert wird, importierte Futtermittel durch heimische ersetzt werden und die Anzahl von Nutztieren reduziert und gleichmäßiger auf die landwirtschaftliche Fläche verteilt wird. Zudem sollte die Effizienz der Stickstoffnutzung durch weitere Optimierungen des betrieblichen Nährstoffmanagements, wie standortangepasste Bewirtschaftungsmaßnahmen, geeignete Nutzpflanzensorten und passende, vielfältige Fruchtfolgen verbessert werden.&nbsp;</p> </p><p> Die Düngeverordnung <p>Die <a href="http://www.gesetze-im-internet.de/d_v_2017/index.html">Düngeverordnung</a> definiert „die gute fachliche Praxis der Düngung“ und gibt vor, wie die mit der Düngung verbundenen Risiken zu minimieren sind. Sie wurde 2017 und 2020 umfassend&nbsp;novelliert um Strafzahlungen als Folge des Urteils des EuGHs gegen Deutschland wegen Verletzung der EU-Nitratrichtlinie zu verhindern. Dieses Ziel wurde vorerst erreicht. Die kurzfristige Wirkung der Maßnahmen der Düngeverordnung soll zukünftig im Rahmen eines Wirkungsmonitorings geprüft werden, um eine schnelle Nachsteuerung von Maßnahmen vor allem in den mit Nitrat belasteten und von <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/eutrophierung">Eutrophierung</a> betroffenen Gebieten zu erreichen. Informationen zu den Novellierungen finden sich&nbsp;<a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/wasser/grundwasser/nutzung-belastungen/faqs-zu-nitrat-im-grund-trinkwasser#was-ist-der-unterschied-zwischen-trinkwasser-rohwasser-und-grundwasser">hier</a>.</p> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Indikator: Stickstoffüberschuss der Landwirtschaft

<p> Die wichtigsten Fakten <ul> <li>Der Stickstoffüberschuss der Gesamtbilanz pro Hektar landwirtschaftlich genutzter Fläche ist seit 1994 im 5-Jahres-Mittel um 40 % zurückgegangen.</li> <li>Das Ziel der Bundesregierung ist es, den Stickstoffüberschuss der Gesamtbilanz im Mittel der Jahre 2026 bis 2030 auf 70 Kilogramm pro Hektar landwirtschaftlich genutzter Fläche zu senken.</li> <li>Das Ziel wurde 2023 erstmalig erreicht.</li> </ul> </p><p> Welche Bedeutung hat der Indikator? <p>Stickstoff ist ein unentbehrlicher Nährstoff für alle Lebewesen. Im Übermaß in die Umwelt eingetragene reaktive Stickstoffverbindungen haben jedoch gravierende Auswirkungen auf <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klima">Klima</a>, Artenvielfalt, Landschaftsqualität und Wasserversorgung: Stickstoff, der nicht durch Pflanzen aufgenommen wird oder wieder in Luftstickstoff umgewandelt wird, führt zur Verunreinigung des Grundwassers, das eine bedeutsame Trinkwasserressource darstellt, Nährstoffanreicherung (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/eutrophierung">Eutrophierung</a>) von Gewässern, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/versauerung">Versauerung</a> von Landökosystemen sowie zur Entstehung von Treibhausgasen. Eine Einführung in die Stickstoff-Problematik findet sich in der&nbsp; Publikation <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/30542">„Reaktiver Stickstoff in Deutschland“</a> (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/uba">UBA</a> 2015).</p> <p>In Deutschland sind vor allem Regionen mit dichtem Viehbesatz problematisch: Durch den hohen Anfall an Wirtschaftsdünger (tierische Exkremente) wird dort oft deutlich mehr Stickstoff auf die Flächen ausgebracht, als die Kulturpflanzen aufnehmen und in <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/biomasse">Biomasse</a> umsetzen. Eine Maßzahl für die potenziellen Stickstoffeinträge aus der Landwirtschaft in die Umwelt ist der Stickstoffüberschuss.</p> </p><p> Wie ist die Entwicklung zu bewerten? <p>Von 1994 bis 2023 ist der Stickstoffüberschuss der Gesamtbilanz pro Hektar landwirtschaftlich genutzter Fläche im 5-Jahres-Durchschnitt um 40 % gesunken. Landwirt*innen setzen Düngemittel also effizienter ein und auch die Futterverwertung bei den Nutztieren hat sich verbessert.</p> <p>In den letzten Jahren kam zudem die Umsetzung einer wirksameren Düngegesetzgebung, gesunkene Tierzahlen, sowie geringere Absatzzahlen für mineralische Düngemittel als Folge von strengeren Düngeauflagen, Dürrejahren und angestiegenen Mineraldüngerpreisen hinzu. Durch den deutlichen Rückgang des Stickstoffüberschusses um mehr als 50 kg N/ha in den vergangenen sieben Jahren, wird das Ziel <a href="https://www.bundesregierung.de/breg-de/themen/nachhaltigkeitspolitik/die-deutsche-nachhaltigkeitsstrategie-318846">Deutschen Nachhaltigkeitsstrategie</a>, den Stickstoffüberschusses auf maximal 70 kg N/ha*a im gleitenden 5-Jahres Mittel bis 2030 zu begrenzen, erstmalig erreicht.&nbsp;</p> <p>Doch das Erreichen des Ziels der Deutschen Nachhaltigkeitsstrategie bedeutet nicht, dass es keiner weiteren Anstrengungen Bedarf, die Stickstoffeinträge in die Umwelt weiter zu reduzieren. Vielmehr ist dies als ein Teilziel zu betrachten auf dem Weg Umwelt, Gesundheit und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klima">Klima</a> vor den Auswirkungen zu hoher Stickstoffeinträgen zu schützen. Denn das weiterhin Handlungsbedarf bei der Reduktion von Stickstoff in die Umwelt besteht, zeigen&nbsp;u.a. die Indikatoren „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/47328">Nitrat im Grundwasser</a>“ und „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/18355">Eutrophierung durch Stickstoff</a>“, die eng mit dem Stickstoffüberschuss verbunden sind und keine positiven Trends anzeigen.</p> </p><p> Wie wird der Indikator berechnet? <p>Der Stickstoffüberschuss wird aus der landwirtschaftlichen Stickstoff-Gesamtbilanz für Deutschland ermittelt, die sich aus Biogas-, Stall- und Flächenbilanz zusammensetzt. Berechnet wird er aus der Differenz von landwirtschaftlicher Stickstoffzufuhr (z.B. Düngemittel, Futtermittel, Saat- und Pflanzgut, Einträge aus der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/atmosphaere">Atmosphäre</a>) und -abfuhr (tierische und pflanzliche Produkte). Die Daten werden jährlich vom Julius-Kühn-Institut und dem Umweltbundesamt berechnet und&nbsp;vom BMLEH veröffentlicht <a href="https://www.bmel-statistik.de/fileadmin/daten/0111260-0000.xlsx">(BMLEH 2025, Statistischer Monatsbericht, MBT-0111260-000)</a>. Hinweise zur Berechnungsmethode findet man bei <a href="https://www.openagrar.de/receive/openagrar_mods_00084691">Müller et al. 2024</a> und&nbsp;<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/stickstoff-flaechenbilanzen-fuer-deutschland">Häußermann et al. 2019</a>. Um Schwankungen zwischen den Jahren zu bereinigen, wird das gleitende 5-Jahres-Mittel errechnet. Der Zielwert der Deutschen Nachhaltigkeitsstrategie bezieht sich seit 2025 auf das letzte Jahr des 5-Jahres-Zeitraumes.</p> <p><strong>Ausführliche Informationen zum Thema finden Sie im Daten-Artikel </strong><a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/11218"><strong>"Stickstoffeintrag aus der Landwirtschaft und Stickstoffüberschuss"</strong></a><strong>.</strong></p> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Eutrophierung kontra Waldvitalität: Hohe Stickstoffdeposition aus der Landwirtschaft schadet der Rotbuche

Viele Baumarten reagieren empfindlich gegenüber Dürre und Hitze, wie sie vermehrt durch den Klimawandel auftreten. Die künftige Eignung von Baumarten für die Forstwirtschaft erfährt daher hohe Aufmerksamkeit. Die Diskussion fokussiert sich dabei stark auf die Dürretoleranz von Bäumen und etwaige biotische Einwirkungen durch herbivore Insekten und Pathogene. Neben dem Klimawandel wirken jedoch auch anthropogene Stickstoffemissionen aus der Landwirtschaft, der Verbrennung fossiler Energieträger und aus Vegetationsbränden global auf Waldökosysteme ein. Interaktionen von Effekten des Klimawandels und anthropogener Stickstoffdeposition auf die Vitalität und Produktivität von Bäumen sind bisher wenig untersucht. Wir haben in einem deutschlandweiten Netzwerk von Waldbeständen mit unterschiedlichen Kombinationen von atmosphärischer Stickstoffdeposition, mittlerem Jahresniederschlag und Jahresmitteltemperatur Biomasse, Zuwachs, Feinwurzelmorphologie und Wassernutzungseffizienz bei Jungwuchs der Rotbuche (Fagus sylvatica) im Vergleich zu Traubeneiche (Quercus petraea), Douglasie (Pseudotsuga menziesii) und Weißtanne (Abies alba) untersucht. Dabei wurde für die Rotbuche bei hoher atmosphärischer Stickstoffdeposition u. a. ein für den Wasserhaushalt ungünstiges, d. h. niedriges Wurzel/Spross-Verhältnis gefunden. Ferner war bei hoher Stickstoffdeposition der Sprosslängenzuwachs verringert und die Spaltöffnungen der Blätter blieben bei Trockenheit länger geöffnet, was bei starken Dürren zu kritischen Wasserverlusten führen kann. Die regionale Variabilität der Stickstoffdeposition beruhte v. a. auf Ammonium, das in erster Linie aus der Landwirtschaft stammt. In durch Massentierhaltung geprägten Gebieten (insbesondere westliches Niedersachsen) sind Vitalität und Zuwachs des Buchenjungwuchses durch die Stickstoffbelastung deutlich beeinträchtigt. Dies ist relevant für die Klimawandeladaptation der Forstwirtschaft und den Schutz von Buchenwaldökosystemen.

Meyer: „Positive und negative Entwicklungen beim Artenschutz“

Der Feldhamster gilt als „vom Aussterben bedroht“. Jahrzehntelange Verfolgung und intensive landwirtschaftliche Nutzung haben seine Bestände um 90% reduziert. Heute überlebt er in wenigen Restvorkommen d. Braunschweiger, Hildesheimer u. Calenberger Hannover. - Ausgestorben, gefährdet oder wieder zurück: Der Niedersächsische Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLWKN) hat die Roten Listen für heimische Säugetiere sowie für Heuschrecken neu aufgelegt und damit die Gefährdungssituation für diese Tierarten in Niedersachsen und Bremen aktuell bewertet. „Die erstmalige Gesamtbewertung seit 30 Jahren zeigt uns dringenden Handlungsbedarf für den Schutz von Säugetieren und Insekten auf“, so Niedersachsens Umwelt- und Artenschutzminister Christian Meyer. „Rote Listen als Verzeichnisse der gefährdeten Tier- und Pflanzenarten sind daher ein wichtiges Instrument des Arten- und Naturschutzes. Nur, wenn wir genug wissen zur aktuellen Gefährdungssituation, können wir unsere heimischen Arten und deren Lebensräume zuverlässig schützen. Die dringende Notwendigkeit einer Fortschreibung der Roten Listen kann dank des „Niedersächsischen Wegs" durch den NLWKN konsequent umgesetzt werden – und liefert nun erste Resultate und wichtige Grundlagen für weiteres Handeln.“ Ausgestorben, gefährdet oder wieder zurück: Der Niedersächsische Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLWKN) hat die Roten Listen für heimische Säugetiere sowie für Heuschrecken neu aufgelegt und damit die Gefährdungssituation für diese Tierarten in Niedersachsen und Bremen aktuell bewertet. „Die erstmalige Gesamtbewertung seit 30 Jahren zeigt uns dringenden Handlungsbedarf für den Schutz von Säugetieren und Insekten auf“, so Niedersachsens Umwelt- und Artenschutzminister Christian Meyer. „Rote Listen als Verzeichnisse der gefährdeten Tier- und Pflanzenarten sind daher ein wichtiges Instrument des Arten- und Naturschutzes. Nur, wenn wir genug wissen zur aktuellen Gefährdungssituation, können wir unsere heimischen Arten und deren Lebensräume zuverlässig schützen. Die dringende Notwendigkeit einer Fortschreibung der Roten Listen kann dank des „Niedersächsischen Wegs" durch den NLWKN konsequent umgesetzt werden – und liefert nun erste Resultate und wichtige Grundlagen für weiteres Handeln.“ Einiges hat sich seit Erscheinen der letzten Roten Listen vor 30 Jahren verändert: Die früher als ausgestorben geltenden Arten Luchs, Wolf, Biber und Kegelrobbe zum Beispiel haben Niedersachsen wieder besiedelt, auch der Fischotter ist mittlerweile ungefährdet. Neben einigen Gewinnern gibt es jedoch auch Verlierer, etwa den Feldhamster und Gartenschläfer sowie einige Fledermausarten, die in ihrer Häufigkeit und Verbreitung stark zurückgegangen oder bereits vollständig ausgestorben sind. „Das liegt vor allem daran, dass die Qualität ihrer natürlichen Lebensräume immer weiter sinkt oder diese Lebensräume ganz verschwinden“, so Meyer. Ein Team aus 34 Fachleuten unter Leitung von Sophie Kirberg, Mitarbeiterin des Aufgabenbereichs „Landesweiter Artenschutz“ im NLWKN, hat 74 heimische Arten nach bundesweit einheitlichen Kriterien bewertet. Mehr als ein Drittel (35 Prozent) der bewerteten Säugetierarten gelten als bestandsgefährdet oder sind bereits ausgestorben. Weitere zehn Prozent stehen auf der Vorwarnliste. Neu auf der Vorwarnliste taucht etwa auch der Igel auf, eine ehemals sehr häufige Art, der neben dem Straßenverkehr auch verstärkt Rasenmährobotern zum Opfer fällt. „Die aktuellen Zahlen zeigen unmissverständlich, dass beim Schutz unserer heimischen Säugetiere dringender Handlungsbedarf besteht“, so NLWKN-Mitarbeiterin Kirberg. „Ohne gezielte Schutzmaßnahmen und verlässliche Daten drohen wir das Artensterben nur zu dokumentieren – anstatt es zu verhindern.“ Besonders kritisch zeigt sich die Situation bei den Fledermäusen und Kleinsäugern, von denen unter anderem die Fledermausart Graues Langohr sowie die Kleinsäugerarten Feldhamster und Gartenschläfer als vom Aussterben bedroht gelten. Intensive Landnutzung verbunden mit einem starken Strukturverlust in der Landschaft und der großflächige Einsatz von Pestiziden haben durch den Verlust von Lebensraum und Nahrung zu einem starken Rückgang der Arten geführt. Weitere Gefährdungsursachen ergeben sich für die heimischen Säugetiere durch die fortschreitende Urbanisierung, die hohe Dichte an Verkehrswegen und die Auswirkungen des Klimawandels. Ein Anstieg des Meeresspiegels kann zum Verlust von Sandbänken führen, die für Kegelrobben und Seehunde als Ruheplätze und Aufzuchtstätten von zentraler Bedeutung sind. Zunehmende Extremwetterereignisse wie langanhaltende Dürreperioden wiederum lassen Feuchtbiotope austrocknen und entziehen semi-aquatischen Arten wie der Wasserspitzmaus und dem Europäischen Nerz ihren Lebensraum und Nahrungsgrundlagen. Trotz dieser negativen Trends gibt es auch positive Entwicklungen aus Sicht des Arten- und Naturschutzes: Die Rückkehr ehemals ausgestorbener Arten wie die Atlantische Kegelrobbe, der Europäische Biber und der Wolf, die fortschreitende Wiederbesiedlung durch den Fischotter sowie die erfolgreiche Wiederansiedlung des Luchses sind Beispiele für gelungene Schutzmaßnahmen in Niedersachsen und Bremen. Der Wolf, der bei der letzten Aktualisierung noch „ausgestorben“ war, befindet sich in einem guten Erhaltungszustand und wird nun als „ungefährdet“ eingestuft. Auf Basis eines umfangreichen Datenbestands von mehr als 130.000 Heuschreckendaten wurde auch die Bestandsentwicklung und Gefährdungssituation der 53 heimischen Heuschreckenarten durch ein Autorenteam von acht Artexperten unter der Federführung der Arbeitsgruppe Biodiversität und Landschaftsökologie von Prof. Dr. Thomas Fartmann der Universität Osnabrück neu bewertet. In der aktuellen Fassung sind 14 der 53 und somit etwa ein Viertel der in Niedersachsen und Bremen regelmäßig vorkommenden Arten bestandsgefährdet. Hiervon ist mit der Heideschrecke eine Art vom Aussterben bedroht. Wie bereits in der vorherigen Fassung sind vier weitere Arten als ausgestorben eingestuft. Zudem gilt eine Art als extrem selten, eine weitere steht auf der Vorwarnliste. „Zu den Verlierern der letzten zwei Jahrzehnte zählen vor allem Arten, die kühl-feuchte Standortbedingungen bevorzugen wie etwa die Kurzflügelige Beißschrecke, der Bunte Grashüpfer und der Sumpfgrashüpfer. Der Klimawandel verstärkt hier durch sommerliche Dürreperioden den Druck auf die noch vorhandenen Lebensräume dieser Arten“, sagt Felix Helbing, Heuschreckenspezialist an der Universität Osnabrück und Erstautor der Roten Liste Heuschrecken. Neben den Sommerdürren wurden noch weitere Gefährdungsursachen identifiziert. Hierzu zählen unter anderem die Überbauung, Beseitigung oder Umnutzung von Flächen, die Ertragsoptimierung in der Landwirtschaft, die Grundwasserabsenkung, der Eintrag von Stickstoff aus der Luft sowie ungeeignete Maßnahmen zur Lebensraumpflege. Im Zuge der veränderten Landnutzung sind unter anderem Arten extensiv genutzter, magerer Offenlandlebensräume wie Sandheiden, Magerrasen und magerem Grünland zunehmend in ihren Populationen gefährdet und isoliert, zum Beispiel der Warzenbeißer. Positive Entwicklungen zeigen dagegen zahlreiche wärmeliebende Arten, deren Bestände in den vergangenen zwei Jahrzehnten vor allem klimabedingt wachsen und sich ausbreiten konnten. Hierzu zählen unter anderem die Große Goldschrecke, die Langflügelige Schwertschrecke und die Südliche Eichenschrecke. Auch einige spezialisierte Arten konnten sich zuletzt ausbreiten, zum Beispiel die Blauflügelige Sandschrecke und die Blauflügelige Ödlandschrecke. Es bleibt jedoch abzuwarten, ob dieser positive Trend in den kommenden Jahren anhält. Dies soll im Rahmen der nächsten Fassung der Roten Liste kritisch überprüft werden. Für die langfristige Erhaltung unserer heimischen Tierwelt ist die dauerhafte Förderung strukturreicher Lebensräume mit vielfältigen Standortbedingungen entscheidend. Artenreiche Offenlandlebensräume wie Sandheiden, Magerrasen und Feuchtgrünland müssen durch geeignete Pflegekonzepte – etwa extensive Beweidungssysteme oder jährlich rotierende Insektenschutzstreifen auf Wiesen – erhalten werden. „Insbesondere in den stark vom Menschen geprägten Landschaften Niedersachsens und Bremens sind geeignete Artenschutzmaßnahmen von hoher Bedeutung. Maßnahmen, die den Biotopverbund zwischen bestehenden Lebensräumen fördern, wie die Anlage, Erhaltung und Pflege von Wegrändern, Einzelbäumen, Hecken und Waldsäumen sowie Querungsmöglichkeiten wie Unter- oder Überführungen von Verkehrswegen können dabei einen wichtigen Beitrag zum Artenschutz leisten“, betont Dr. Jakob Fahr, Leiter des Aufgabenbereichs „Landesweiter Artenschutz“ im NLWKN. Die Roten Listen Niedersachsen und Bremens sind unter folgendem Link als pdf verfügbar: www.nlwkn.niedersachsen.de/43858.html Die Roten Listen Niedersachsen und Bremens sind unter folgendem Link als pdf verfügbar: Die beiden neuen Roten Listen auch direkt als PDF zum Download: Rote Liste Säugetiere: Informationsdienst Naturschutz Niedersachsen 1/2025 Rote Liste Heuschrecken: Informationsdienst Naturschutz Niedersachsen 2/2025 Gedruckte Hefte können ab dem 22. August 2025 unter folgender Adresse bestellt werden: https://webshop.nlwkn.niedersachsen.de/neuerscheinungen ab dem 22. August 2025

Bodenkarte von Niedersachsen 1 : 50 000 - Denitrifizierungspotential des Bodens

Das Denitrifikationspotenzial beschreibt die Fähigkeit des Bodens durch mikrobielle Umsetzungen und unter anaeroben Bedingungen einen Teil des Nitrats wieder in Luftstickstoff (z.T. Lachgas) umzusetzen. Voraussetzungen für den Nitratabbau sind die Präsenz von Nitrat, die Abwesenheit von Sauerstoff und die Anwesenheit von oxidierbarer organischer Materie. Das Denitrifikationspotenzial wird auf Grundlage der niedersachsenweiten Bodenkarte (BK50, Gehrt et al 2021) abgeleitet und gilt bis zu einer Tiefe von zwei Metern. Die Methodik ist im Geobericht 19 (Bug et al. 2020) dargestellt. Jedem Bodentyp ist in Abhängigkeit vom Grund- bzw. Stauwassereinfluss eine Denitrifikationsstufe mit einer mittleren, jährlichen Rate zugeordnet. Insgesamt gibt es fünf Denitrifikationsstufen, die durch mittlere Denitrifikationsraten von 5, 20, 40, 60 und 100 kg N/ha*a (in torfhaltigen Substraten bei hohem Grundwasserstand 150 kg N/ha*a) gekennzeichnet sind. Die niedrigsten Denitrifikationsraten weisen gering humose Standorte auf, bei denen ganzjährig eine Wassersättigung des Bodenkörpers ausgeschlossen wird. Mit Zunahme des Humusgehalts oder durch das Auftreten von temporärer Nässe bei Grund- oder Stauwassereinfluss steigt das Denitrifikationspotenzial der Böden. Die zweite Denitrifikationsstufe steht für eine mittlere Denitrifikationsrate von 20 kg N/ha*a. Grundsätzlich ist mit den höchsten Denitrifikationsraten zu rechnen, sobald Grundwasser in humus- oder schwefelhaltigen Bodenschichten steht. Bei der Denitrifikationsstufe 5 (>> 150 kg N/ha*a) kann die Denitrifikationsrate bis 3 000 kg N/ha*a betragen. Solche Raten sind vor allem in Niedermooren und humusreichen Böden zu finden, bei denen die Grundwasseroberfläche ganzjährig bei = 6 dm u. GOK im Torfkörper ansteht. Da bei der Denitrifikation organische Substanz in wassergesättigten Bodenschichten abgebaut wird, ist vor allem für mineralische Horizonte anzunehmen, dass die Denitrifikationsrate im Laufe der Jahrzehnte und Jahrhunderte abnimmt. Auch Grundwasserabsenkungen können die Denitrifikationsleistung in der Bodenzone eines Standortes deutlich herabsetzen (Wienhaus et al., 2008). Referenzen: BUG, J., HEUMANN, S., MÜLLER, U. & WALDECK, A. (2020): Auswertungsmethoden im Bodenschutz - Dokumentation zur Methodenbank des Niedersächsischen Bodeninformationssystems (NIBIS®). – GeoBerichte 19: 383 S. Hannover: LBEG GEHRT, E., BENNE, I., EVERTSBUSCH, S., KRÜGER, K. & LANGNER, S. (2021): Erläuterung zur BK 50 von Niedersachsen. – GeoBerichte 40: 282 S., 125 Abb., 100 Tab.; Hannover (LBEG). WIENHAUS, S.,HÖPER, H., EISELE, M.,MEESENBURG, H. & SCHÄFER,W. (2008): Nutzung bodenkundlich- hydrogeologischer Informationen zur Ausweisung von Zielgebieten für den Grundwasserschutz - Ergebnisse eines Modellprojektes (NOLIMP) zur Umsetzung der EG-Wasserrahmenrichtlinie. – GeoBerichte 9: 56 S., 13 Abb., 5 Tab., Anh.; Hannover (LBEG).

Nutzung eisenbasierter Module zur Versorgung mit hochreinem Wasserstoff unter Druck auf der Basis der Luftvergasung biogener Reststoffe, Teilvorhaben: Reinigung wasserstoffhaltiger Gase aus der Biomassevergasung, Speicherung und Generierung hochreinen Wasserstoffes

Einfluss der Brennstoffqualität auf die Partikel- und NOx-Emissionen (PrüfReal BenchTests)

Das Konzept des Projektes 'PrüfReal - Bench Tests' basiert auf der Erhebung grundlegender Aspekte der Emissionsbildung sowie die Auswirkung geringfügiger Änderung der Brennstoffqualität bzw. der Brennstoffzusammensetzung, die in der Vorprojektphase definiert wurden bzw. in der ersten Projektphase im Rahmen der Detailplanung definiert werden. Ziel ist es die Zusammenhänge zwischen Brennstoffzusammensetzung, insbesondere der aschebildenden Elementgehalte, deren kritische Konzentrationen sowie deren Auswirkung auf die Staub- und NOx-Emissionen unter Prüfstandsbedingungen herauszufinden. Mit Hilfe des Projektes soll erhoben werden, welche Auswirkungen Änderungen des Asche- bzw. Stickstoffgehaltes (ev. auch Kaliumgehalt) im Brennstoff auf das Emissionsverhalten im Voll- und Teillastbetrieb haben. Zur Ermittlung der Daten sind Verbrennungsversuche am Kesselprüfstand der BLT Wieselburg mit unterschiedlichen Kesseltypen und definierten Brennstoffqualitäten geplant. Die Variation der Brennstoffqualität bezieht sich auf die aerosolbildenden Elemente- und Stickstoffgehalte. Diese sollen innerhalb der in den aktuellen Brennstoffnormen geforderten Grenzwerte liegen. Für die Beurteilung von geringen Änderungen in der Brennstoffqualität und -zusammensetzung, existieren derzeit noch massive Kenntnisdefizite die mit Hilfe des Projektes 'PrüfReal - Bench Tests' beseitigt werden sollen. Zur Ermittlung der Daten sind Verbrennungsversuche am akkreditierten Kesselprüfstand der BLT Wieselburg mit mindestens 3 unterschiedlichen Kesseltypen und mindestens 3 unterschiedlichen definierten Brennstoffqualitäten (mit Variation des Asche- und Stickstoffgehaltes am unteren, mittleren und oberen Bereich der Grenzwerte) geplant. Die für die Verbrennungsversuche benötigten Feuerungsanlagen, sowie die personellen Ressourcen zur Installation, Wartung und für etwaige bauliche Veränderungen der Anlagen werden von den Firmenpartnern zur Verfügung gestellt. Ein weiteres Ziel des Projektes PrüfReal - Bench Tests ist die Untersuchung der Entstehung und Herkunft der NOx-Emissionen bei der Verbrennung von Holzbrennstoffen. Mittels Untersuchung der Stickstoffisotopie der Stickoxide soll der Einfluss des Luft- und Brennstoffstickstoffes auf die NOx-Emissionen bei der Holzverbrennung neu beleuchtet und bestehende Theorien zur Stickoxid-Entstehung überprüft werden. Die Ergebnisse des Projektes 'PrüfReal' werden in einem Bericht zusammengefasst und sollen den nationalen und internationalen Interessensvertretern der österreichischen Biomasseheizkesselhersteller als Diskussionsgrundlage für zukünftige Grenzwertdebatten und Normierungen dienen.

Einsatz von Ökobioziden auf unterschiedlichen Gesteinen zur Reinigung biogener Besiedlung vor dem Hintergrund der Steigerung der Wirksamkeit der Maßnahmen und zur Verlängerung der Reinigungsintervalle

Zielsetzung: Seit 15-20 Jahren wird in Fachkreisen an freibewitterten Baudenkmalen und Skulpturen eine intensivere biogene Besiedelung beobachtet. Grund ist einerseits die seit dem Beginn der 1990er Jahre extrem reduzierte SO2-Belastung der Luft. Dadurch hat sich der pH-Wert des Niederschlags in Richtung neutrales Milieu verschoben, was sich offensichtlich günstig auf Mikroorganismen und den Lebensraum Gesteinsoberfläche auswirkt. Die anthropogen verursachte Belastung der Luft mit Stickstoff befördert die Entwicklung der Mikroorgansimen wiederum deutlich. Biogene Besiedelungen können, neben der optischen Beeinträchtigung, sowohl physikalische als auch chemische Verwitterungsprozesse auslösen und damit zum Informationsverlust am Denkmal führen. Die Erfahrung zeigt, dass einmalig durchgeführte Reinigungsmaßnahmen bezogen auf die Wiederbesiedelungsneigung langfristig meistens wenig erfolgsversprechend sind. Zum Teil ist sogar eine massive Entwicklung biogener Besiedlungen an zuvor gereinigten Oberflächen zu beobachten. Eine Wiederbesiedlung kann in der Regel nur durch ein implementiertes Pflegekonzept begrenzt werden, die jedoch aufgrund damit verbundener regelmäßiger Kosten nur selten anzutreffen sind. Ein Anreiz, solche Pflegekonzepte zu etablieren, könnte beispielsweise eine Verlängerung des Zeitraums zwischen notwendigen Pflegeintervallen sein, die mit einer Steigerung der nachhaltigen Wirksamkeit von Reinigungsmaßnahmen einhergehen würde. Hauptsächlicher Fokus der Untersuchungen im Rahmen des Forschungsprojekts liegt auf Ökobioziden auf Basis verschiedener Phytochemikalien und darauf, inwieweit sie praxistauglich als biozide Wirkstoffdepots auf gereinigten Oberflächen und als Desinfektions- und Reinigungsmittel auf besiedelten Flächen eingesetzt werden können. Die Untersuchungen verfolgen auch den ökologischen Aspekt, praxistaugliche Alternativen zum Einsatz von synthetischen Bioziden herauszuarbeiten. Neben der Wirksamkeit werden auch mögliche Auswirkungen auf das Gestein mitbetrachtet. Es soll geprüft werden, inwieweit es durch den Einsatz von Ökobioziden praxistauglich gelingen kann, Oberflächen von biogener Besiedelung zu reinigen und diese nachhaltig zu vergrämen. Dadurch könnte es gelingen, Intervalle zwischen erforderlichen Reinigungsmaßnahmen deutlich zu verlängern, wodurch demzufolge weniger Eingriffe am Kulturgut erforderlich wären. Der Erhalt der historischen Substanz sowie die Schonung von Umwelt und finanzieller Ressourcen wären die Vorteile.

Wechselwirkungen zwischen N2-Fixierung und Denitrifizierung in einem Erdsystem-Modell mit flexibler Stöchiometrie und deren Einfluss auf das marine Stickstoffinventar in einem sich wandelnden Klima

Der Schlüssel zu Verständnis und Projektion des künftigen Stickstoffinventars des Ozeans und der Veränderung der Biologischen Pumpe im globalen Klimawandel liegt in der Frage, wie und wie stark die Fixierung von atmosphärischem Stickstoff und die Denitrifizierung im Ozean gekoppelt sind. Während in bisherigen Modellstudien Stickstofffixierung und Denitrifizierung eng gekoppelt sind, zeigt ein neu entwickeltes optimalitätsbasiertes Ökosystemmodell mit flexibler Stöchiometrie (OPEM) im globalen UVic-ESCM eine deutlich schwächere Kopplung. In diesem Projekt sollen die Faktoren und Mechanismen, die die Kopplung steuern, identifiziert und ihre Veränderung in ver- schiedenen Klimaszenarien untersucht werden. Hierzu wird OPEM in einem vorindustriellen Szenario, einem Szenario der Maximalphase der letzen Eiszeit und einem heutigen Szenario angewendet und die Sensitivität der Modellergebnisse in Bezug auf das ozeanische Stickstoffinventar und die biolo- gische Kohlenstoffpumpe bewertet. Das Ziel des Projekts ist es, die Steuerungsprozesse des marinen Stickstoffinventars genauer abzubilden, um bessere Projektionen der biogeochemischen Kreisläufe im Ozean und ihrer Auswirkungen auf den CO2-Gehalt der Atmosphäre zu ermöglichen.

Einsatz von phototrophen Biofilmen im Agrarsektor zur Verbesserung des Pflanzenwachstums

Im Jahr 2018 wurden in Deutschland rund 866 Millionen Tonnen Treibhausgase produziert, wobei weltweit 10-12 % der anthropogenen Treibhausemissionen der Landwirtschaft zuzuordnen sind. Während der Austausch an CO2 durch die gleichzeitige CO2 Fixierung in organische Masse fast ausgeglichen ist, beträgt der Anteil der Landwirtschaft bei Methan 50 % und Lachgas sogar 60 % aller Emissionen. Dies ist vor allem auf den Einsatz mineralischer und organischer Düngemittel zurückzuführen. Ohne ein aktives Gegensteuern wird eine Steigerung der Lachgasemissionen um 30-65 % bis 2030 in der Agrarwirtschaft erwartet. Um das gesetzte klimapolitische Ziel einer weitgehenden Treibhausgas-Neutralität bis 2050 zu erreichen, stellt ein klimaschonender Anbau von nachwachsenden Rohstoffen in der Landwirtschaft eine wichtige Strategie dar. Ein zentraler Teilaspekt dieser Strategie könnte die Ansiedlung der gegenüber biotischen und abiotischen Bedingungen toleranten terrestrischen Cyanobakterien sein, die in der Lage sind Luftstickstoff zu fixieren und in - für andere Organismen verwertbaren - Stickstoff umzuwandeln und an die Umgebung abzugeben. Zusätzlich dazu wachsen terrestrische Cyanobakterien eingebettet in einer Matrix aus extrazellulären polymeren Substanzen was zu einer wünschenswerten Bodenstabilisierung und damit zum Schutz vor Bodenerosion sowie zur Förderung der Wasserspeicherung im Boden beitragen könnte. Hierzu sollen stickstofffixierende Cyanobakterien, die aus der kühlgemäßigten Klimazone isoliert wurden, eingesetzt werden. Geeignete Stämme müssen die Stickstofffixierung räumlich durch die Ausbildung von Heterozysten vom Photosyntheseapparat getrennt haben und den bioverfügbaren Stickstoff an die Umgebung abgeben. Co-Kultivierungen von Cyanobakterien mit Arabidopsis thaliana (Acker-Schmalwand) sowie Triticum aestivum (Weizen) sollen zeigen, ob eine künstlich induzierte Symbiose möglich ist. Neben der Agrarpflanze Weizen wurde A. thaliana ausgewählt, da es sich hierbei um eine schnellwachsende und gut charakterisierte Modellpflanze handelt und sie zur selben Familie wie die Nutzpflanzen Kohl, Brokkoli und Meerrettich zählt. Zur Ausbringung der Biofilme in die Agrarwirtschaft sollen diese auf einem biologisch abbaubaren Trägermaterial immobilisiert werden. Hierfür soll ein Aerosolreaktor konzipiert und charakterisiert sowie ein Animpf- und Ernteverfahren etabliert werden. Zusätzlich dazu soll der Wasserrückhalt der Biofilme durch Variation der Prozessparameter optimiert werden. Abschließend soll die Co-Kultivierung von immobilisierten Cyanobakterien auf dem Trägermaterial und Pflanzen in Pflanzsubstraten in Abhängigkeit der Temperatur untersucht werden. Hier soll die Frage beantwortet werden, ob ein periodisches Ausbringen der Cyanobakterien notwendig ist, oder ob eine dauerhafte Implementierung von Biofilmen im Boden möglich ist.

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