Das Phosphor-Dilemma

Phosphor ist ein lebensnotwendiges Element, das nicht ersetzt werden kann. Phosphathaltige Dünger bringen allerdings Probleme für Mensch und Umwelt mit sich. Doch Lösungen sind in Sicht.

Grube Phosphor-Abbau

CC BY-SA 4.0 von Ayoub Fajraoui auf wikimedia.org (Ausschnitt)

Von Ulrike Schwerdtner

Unter den Düngemitteln ist Phosphor bzw. Phosphat (P) nach Stickstoff mengenmäßig der wichtigste Nährstoff – bei P-Mangel ein, wenn nicht der häufigste wachstums-und ertragslimitierende Faktor (BGR 2013). Schließlich ist P ein lebensnotwendiges Element, das nicht ersetzt werden kann. So sind P-Verbindungen am Aufbau und der Funktion aller Organismen in zentralen Bereichen beteiligt, beispielsweise als Teil der DNA und der zellulären Energieversorgung. Selbst unsere Knochen und Zähne enthalten P-Verbindungen. Können Pflanzen keinen oder kaum P aufnehmen, werden (Zell-)Wachstum sowie Frucht- und Samenbildung deutlich eingeschränkt –potentiell mit enormen Auswirkungen auf unsere Nahrungsmittelproduktion (Ashleyet al. 2011). Um dem entgegenzuwirken, werden in der (industriellen) Landwirtschaft häufig große Mengen phosphathaltigen Düngers ausgebracht.

Seit Beginn des 20. Jahrhunderts werden diese Dünger zum größten Teil aus Lagerstätten mit phosphathaltigen Sedimentgesteinen (z.B. Phosphorit) gewonnen. Diese Lagerstätten werden fast ausschließlich im industriellen Tagebau abgebaut – in den meisten Fällen mit enormen Problemen in den Bereichen Bevölkerungs-, Arbeits- und Umweltschutz. Das Beispiel Marokko zeigt, dass Krebserkrankungensowie Atem-, Herz- und Muskelprobleme bei Arbeiter*innen und Anwohner*innen keine Seltenheit sind, auch wenn die Verantwortlichen einen Zusammenhang zum Phosphatabbau abstreiten. Die Verschmutzung der Umwelt mit beim Abbau freigesetzten Fluorverbindungen und den verwendeten Chemikalien verschärft die Situation noch (Mennig 2015). Außerdem weisen P-Dünger aus Rohphosphaten von Natur aus meist hohe Schwermetallgehalte (v.a. Cadmium und Uran) auf, die oft auf den Ackerflächen landen. Politisch bedenklich ist zudem, dass die Lagerstätten regional konzentriert sind und der Phosphatabbau folglich unter der Kontrolle weniger Länder steht. Die größten Produzent*innen sind Marokko, China und die USA, die zusammen zwei Drittel des weltweiten Phosphats abbauen. Des Weiteren gibt es größere Lagerstätten in Algerien, Syrien, Jordanien, Südafrika und Russland (BGR 2013; Cordell et al. 2009). Diese Rohstoff- (und Macht-) Konzentration ist vor allem bedenklich, weil es sich bei Phosphat(gesteinen) um eine endliche Ressource handelt. Zwar gehen die Meinungen auseinander, wann das – analog zu„Peak Oil“ – als „Peak Phosphor“ bezeichnete Abbaumaximum und die finale Erschöpfung der Phosphatreserven erreicht werden (ebd.), doch irgendwann wird es wohl zu Preissteigerungen kommen, in deren Folge sich viele, zunächst vor allem kleinbäuerliche Landwirt*innen keine P-Dünger leisten können und Ertragseinbußen verzeichnen müssen. Umso wichtiger ist es also, frühzeitig über Alternativen nachzudenken.

In den gemäßigten Breiten kann davon ausgegangen werden, dass viele Böden überausreichend Phosphor verfügen, nur leider nicht in einer pflanzenverfügbaren Form. Das Element Phosphor ist hoch reaktiv und liegt deswegen in der Naturnicht frei vor, sondern ist in primären oder sekundären Phosphatmineralen gebunden, an Eisen-/ Aluminiumoxide und Tonminerale sorbiert oder in Humus, Mikroorganismen und Pflanzenrückständen eingebaut. Folglich sind meist weniger als 0,1% des Gesamt-P in der Bodenlösung, also pflanzenverfügbar (Unterfrauner 2013). Doch das lässt sich ändern: Forschungsarbeiten und Übersichtsartikel in renommierten Fachzeitschriften zeigten in den letzten Jahren, dass einige Nutzpflanzen in der Lage sind, vergleichsweise viel P im Boden zu mobilisieren (d.h. in Lösung zu bringen und so pflanzenverfügbar zu machen), was in Mischkulturen auch für begleitende Pflanzen die P-Verfügbarkeit und folglich P-Aufnahme und Ertrag erhöhen kann. Um die zugrundeliegenden Mechanismen dieser P-Akquise in Mischkulturen zu untersuchen, wird derzeitig beispielsweise an der Universität Bayreuth ein Forschungsprojekt durchgeführt. Die P-mobilisierenden Pflanzen scheinen vor allem Leguminosen zu sein, die gleichzeitig in Symbiose mit sog. „Knöllchenbakterien“ auch Stickstoff aus der Luft in pflanzenverfügbare Formen umwandeln und so ein zweites Nährstoffproblem der Pflanze lösen können (Schwerdtner 2018). „Die Mischung macht’s!“ könnte also die Lösung des P-Dilemmas lauten – auch wenn eine einseitige Lösung natürlich nicht ausreichen wird. Wir müssen auch unseren Umgang mit Phosphor als nicht-erneuerbarem Rohstoff im Allgemeinen überdenken: Produktion und Konsum sollten wieder stärker miteinander verbunden werden, damit beispielsweise Ernterückstände und Bioabfälle wieder als Mulch und Kompost auf dem Feld landen. Das Verhältnis von Nahrungsmitteln für „Teller, Trog und Tank“ sollte – nicht nur im Hinblick auf die Phosphorsituation – kritisch hinterfragt werden. Und schließlich sollte dringend das gesamte jetzige Landwirtschafts- und Ernährungssystem überdacht und beispielsweise nach den Forderungen der Bewegung für Ernährungssouveränität verändert werden. Auch eine „Care-Revolution auf den Äckern“ wird vonnöten sein, denn Mischkulturen erfordern – ebenso wie andere ökologisch und sozialnachhaltige Landbauformen – „viel Beobachtung, Einsatz, Zuwendung, Verständnis, Fürsorge, Hingabe“ (Scheub 2018). Nur so können wir den derzeitigen sozialenund ökologischen Problemen und den Herausforderungen der Zukunft gewachsen sein.

Weiterführende Informationen

Die Phosphorkrise – Das Ende der Menschheit? (Wissenschaftsdokumentation, 2013). URL: https://bit.ly/2Hnew3C

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