Luftaufnahme der Agrarlandschaft im Central Valley
Agrarlandschaft im kalifornischen Central Valley: Bis zur Hälfte der in Kalifornien entstehenden Stickoxide geht auf das Konto der Landwirtschaft. Bildrechte: IMAGO

Studie in Kalifornien Landwirtschaft produziert massenhaft Stickoxide

Fossile Brennstoffe in Verkehr und Industrie galten bislang als Hauptquellen für Stickoxide. Doch daran gibt es nun erheblichen Zweifel. Kalifornische Umweltforscher haben nachgewiesen, dass bis zu 51 Prozent der in dem Bundesstaat im Südwesten der USA nachgewiesenen NOx-Gase auf das Konto der Landwirtschaft gehen.

Luftaufnahme der Agrarlandschaft im Central Valley
Agrarlandschaft im kalifornischen Central Valley: Bis zur Hälfte der in Kalifornien entstehenden Stickoxide geht auf das Konto der Landwirtschaft. Bildrechte: IMAGO

Sie gelten als mitverantwortlich für viele schwere Erkrankungen: Stickoxide, abgekürzt NOx. Die Sauerstoff(O)-Verbindungen (Oxide) des Stickstoffes (N) können Asthma und Atemwegsprobleme, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und sogar Krebs befördern. Als maßgebliche Ursache für die Genese von Stickoxiden gilt gemeinhin die Verbrennung fossiler Brennstoffe wie etwa Kohle oder Öl. In einigen europäischen Großstädten wird rund die Hälfte aller Stickoxide Verbrennungsmotoren im Straßenverkehr zugeschrieben. Die Grenzwerte dafür werden in Deutschland überschritten, weshalb sogar Restriktionen der EU drohen.

Stickoxide durch Blitze

Blitzschlag über der Wüste, Big-Bend-Nationalpark, West-Texas, USA
Blitzeinschlag über dem Big-Bend-Nationalpark in Texas: Blitze sind nicht unwesentlich an der Stickoxid-Entstehung beteiligt. Bildrechte: IMAGO

Heißt also: Verbrennungsmotoren abschaffen und Kohlekraftwerke schließen, und alles ist gut? Natürlich kann das helfen, aber ob es ausreicht ist alles andere als klar. Denn die Verbrennung fossiler Brennstoffe ist bei weitem nicht die einzige Ursache für die Entstehung der gefährlichen NOx-Gase.

So hatten kalifornische Wissenschaftler um den Atmosphärenforscher Colin Price bereits 1997 nachgewiesen, dass Blitze in erheblichem Maße an der Stickoxid-Entstehung in der Atmosphäre beteiligt sind. Spätere Untersuchungen von Price und Kollegen kamen sogar zu dem Resultat, dass jährlich bis zu 20 Millionen Tonnen Stickoxide durch diese natürliche Ursache entstehen.

Pro Jahr 160.000 Tonnen NOx durch Landwirtschaft

Stachelbeer-Felder in Watsonville Kalifornien
Stachelbeer-Felder im kalifornischen Watsonville: Monokulturen fördern die NOx-Genese. Bildrechte: IMAGO

Eine neue Untersuchung lässt an der bisherigen Auffassung, dass fossile Treib- und Energiestoffe die Hauptquellen für die krankmachenden Stickoxide sind, abermals erheblich zweifeln. Laut der Studie von Wissenschaftlern um die kalifornische Umweltforscherin Maya Alamaraz zählt nämlich zumindest im US-Bundesstaat Kalifornien die Landwirtschaft zu den Hauptquellen von Stickoxiden.

Wie die Wissenschaftler durch Luft- und Bodenanalysen nachweisen konnten, entweichen pro Jahr mehr als 160.000 Tonnen von NOx-Gasen aus kalifornischen Feldern, Äckern und anderen landwirtschaftlichen Nutzflächen. Damit gehen 20 bis 51 Prozent aller Stickoxide in diesem Bundesstaat auf das Konto der Agrarwirtschaft.

Stoffwechsel von Bodenbakterien

Wie die Umweltforscher in der Fachzeitschrift "Science Advances" schreiben, entstammen die Stickoxide dem Stoffwechsel von Bodenbakterien. Maßgeblich angetrieben wird die Reaktion dabei durch den Einsatz stickstoffhaltiger Düngemittel sowie durch hohe Temperaturen. Schlussfolgerungen, welche globale Relevanz ihre Studie haben könnte, liefern Alamaraz und ihre Kollegen nicht. Vor dem Hintergrund der Klima-Erwärmung ist aber davon auszugehen, dass die Landwirtschaft auch in anderen Regionen der Erde zunehmend als maßgebliche Quelle für Stickoxide in Frage kommt.

Tipps für Landwirte

Laut dem Forscherteam um Alamaraz kann die Stickoxid-Genese immerhin durch verschiedene Maßnahmen gemindert werden. So könnten die Bauern den Einsatz stickstoffhaltiger Dünger deutlich reduzieren, indem sie die Düngung besser an die Wachstumsphasen der Pflanzen anpassen. Außerdem empfehlen die kalifornischen Umweltforscher in Monokulturen sogenannte Zwischenfrüchte anzubauen, die überschüssigen Stickstoff "schlucken" und in den natürlichen Nährstoffkreislauf des Bodens zurückleiten.

Studie für Mitteldeutschland nicht relevant

Für Mitteldeutschland sind die Ergebnisse der kalifornischen Umweltforscher allerdings ziemlich irrelevant, schätzt der Mikrobiologe Peter Dörsch von der Norwegian University of Life Sciences (NMBU) im norwegischen Aaas ein: "Kalifornien hat ein mediterranes Klima mit großer Sommer-Trockenheit und ständigen Waldbränden, die wahrscheinlich eine ebenso große NOx-Quelle sind. Und diese Trocken-Perioden mit periodischem Regenfällen setzen große Mengen NO frei, das schnell zu NO2 oxidiert (NO+NO2=NOx)."

Für Mitteldeutschland sei das aber eher unwichtig, so Dörsch, es sei denn das Klima hierzulande werde irgendwann mediterran. Allerdings steht für den Wissenschaftler "völlig außer Zweifel", dass das Thema "NOx-Emissionen aus landwirtschaftlichen Böden bisher unterschätzt worden ist."

Dieses Thema im Programm: MDR AKTUELL RADIO | 30. Januar 2018 | 06:00 Uhr

Zuletzt aktualisiert: 05. Februar 2018, 16:42 Uhr