• Skip to main content
  • Skip to secondary menu
  • Skip to primary sidebar

Lebensmittel- & Biotechnologie

Das Fachportal für Lebensmittelindustrie und Biotechnologie

  • Abonnement
  • Impressum
  • Welkin Media Verlag
Startseite » Wo der Stickstoff in der Luft herkommt

Wo der Stickstoff in der Luft herkommt

13. März 2019 von Florian Fischer

Ohne Stickstoff können Pflanzen nicht wachsen. Doch der Boden verliert ständig Stickstoff – unter anderem über den Prozess der sogenannten Denitrifikation. Dabei wandeln Mikroorganismen Nitrat in gasförmige Stickstoffverbindungen um, vor allem in molekularen Stickstoff (N2), der mit 78 Prozent den Hauptbestandteil von Luft darstellt. Besondere Aufmerksamkeit hat die Denitrifikation erfahren, weil während der Umwandlung von Nitrat auch Lachgas (N2O) entstehen kann, was zur Klimaerwärmung beiträgt. Mit diesem Prozess, der sowohl für die Landwirtschaft als auch für den Klimaschutz von großer Bedeutung ist, beschäftigt sich die internationale Konferenz „Tracing Denitrification“, die vom 12. bis 14. März 2019 an der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) stattfindet.

Trotz ihrer weitreichenden Bedeutung ist die Denitrifikation noch nicht in allen Details erforscht. Das hängt damit zusammen, dass die Messung von Stickstoff-Freisetzungen aus dem Boden in eine Atmosphäre, die überwiegend aus Stickstoff besteht, methodisch eine Herausforderung darstellt. Erst durch die Entwicklung von Methoden, die auf der Anreicherung des stabilen Isotops 15N beruhen, sind diese Messungen zuverlässig möglich. Für die exakte Quantifizierung sind zudem hochmoderne Massenspektrometer nötig.

Inkbuationssystem zur Messung von Distickstoffoxid (N20) und molekularem Stickstoff (N2) in einer Stickstoff-abgereicherten Atmosphäre. | Foto: Kristina Kleineidam

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beschäftigen sich auch damit, wo im Boden die Denitrifikation überhaupt stattfindet. Da der Prozess unter Sauerstoffabschluss abläuft, ist er nur in den anaeroben Teilen des Bodens möglich, zum Beispiel im Zentrum von Bodenaggregaten. Anreicherungen von organischer Substanz – also die Nahrung für Mikroorganismen – in Teilen des Bodens können die Denitrifikanten kleinräumig aktivieren. Moderne Verfahren, ähnlich wie sie bei der Computertomographie in der Medizin verwendet werden, können weiteren Aufschluss über die kleinräumige Variabilität der Denitrifikation geben, die für das Verständnis dieses Prozesses absolut essenziell ist. In den vergangenen Jahren wurden zudem viele Mikroorganismen identifiziert, von denen man bislang noch nicht wusste, dass sie in der Lage sind, Stickstoff umzusetzen. Diese neuen Erkenntnisse auch in numerischen Modellen abzubilden, um den Prozess realistisch simulieren zu können, ist darüber hinaus eine weitere Herausforderung, die Thema der Konferenz sein wird.

„Für diese Konferenz kommen die weltweit führenden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf dem Gebiet der Denitrifikation in Gießen zusammen“, so Prof. Christoph Müller, Ph.D., vom Institut für Pflanzenökologie an der JLU, der die Tagung mitorganisiert hat. „Dies unterstreicht die Bedeutung der Justus-Liebig-Universität Gießen für die Denitrifikationsforschung. Vor 30 Jahren, im März 1989, fand die letzte große Denitrifikations-Konferenz ebenfalls in Gießen statt. Es wird spannend zu sehen, welchen Fortschritt wir in den vergangenen drei Jahrzehnten erzielt haben.“

Justus Liebig und der Stickstoff

Schon Justus Liebig hatte die Bedeutung von Stickstoff für Pflanzen erkannt: Vor mehr als 150 Jahren zeigte er in Gießen, dass Stickstoff, der dem Boden in pflanzenverfügbarer Form zugesetzt wird, das Wachstum der Pflanzen deutlich befördern kann. Denn obwohl es in der Atmosphäre einen immensen Stickstoffvorrat gibt, ist die Stickstoffernährung für Pflanzen ein Problem. Das liegt daran, dass der in der Atmosphäre enthaltene molekulare Stickstoff nicht pflanzenverfügbar ist. Und der Stickstoff, der Pflanzen über Stoffwechselprozesse von Mikroorganismen in den Wurzelknöllchen von Hülsenfrüchten zugeführt wird, reicht für die heute in der Landwirtschaft erwarteten Pflanzenerträge nicht aus.

Daher wird zusätzlich Stickstoff in Form von Düngern zugesetzt. Der heute weltweit mit Abstand am meisten genutzte Dünger ist Harnstoff, der zur Zeit Liebigs in den heute noch existierenden Liebig-Laboratorien in Gießen entwickelt wurde. Aus dem Harnstoff bildet sich im Boden Ammonium und durch weitere mikrobielle Umsetzungen Nitrat – beides Stickstoffverbindungen, die von Pflanzen aufgenommen werden können und das Wachstum deutlich fördern.

Justus Liebig wusste noch nichts von mikrobiellen Prozessen, durch die während der Denitrifikation gasförmiger Stickstoff entsteht; er versuchte alles mit der reinen Chemie zu erklären. Erst gegen Ende des 19. Jahrhunderts konnten französische Wissenschaftler nachweisen, dass Mikroorganismen Nitrat in molekularen Stickstoff umwandeln können. Nitrat geht dem Boden und somit den Pflanzen nicht nur über die Denitrifikation verloren. Es kann auch ins Grundwasser gelangen – mancherorts in Mengen über dem Grenzwert der EU-Verordnung.

Filed Under: News, Publikation Tagged With: Justus Liebig Universität, Nitrat

Weitere Nachrichten

End of life: Lebensmittelverpackungen im Haushalt

Das Streben nach einer Kreislaufwirtschaft gewinnt immer mehr an Dynamik. In der Folge wächst auch die Bedeutung der End-of-Life-Phase von Lebensmittelverpackungen. Dies nimmt das Cofresco Forum zum Anlass, zu dieser Thematik eine … [Weiterlesen...] about End of life: Lebensmittelverpackungen im Haushalt

VP546/746 Sicherheitsentlüftungsventil von SMC erfüllt Maschinenrichtlinie 2006/42/EG

Ob in den Bereichen Automotive, Food & Verpackung, bei Werkzeugmaschinen oder in der allgemeinen Automatisierung: Branchenweit kommen pneumatische Anwendungen mit Druckluftaufbereitung zum Einsatz, bei denen aus Gründen der Sicherheit der … [Weiterlesen...] about VP546/746 Sicherheitsentlüftungsventil von SMC erfüllt Maschinenrichtlinie 2006/42/EG

Virtual Aroma Assistants von BASF gelauncht

Die BASF Geschäftseinheit Aroma Ingredients hat auf dem World Perfumery Congress in Miami Ende Juni die Virtual Aroma Assistants vorgestellt, eine neue digitale Plattform, die Kunden aus der Riech- & Geschmackstoff-Branche die Navigation im … [Weiterlesen...] about Virtual Aroma Assistants von BASF gelauncht

Mehrweg bei Kunststoffverpackungen mit großem Potenzial

Damit Plastikabfall reduziert wird und eine Kreislaufwirtschaft funktionieren kann, sind Mehrwegsysteme essenziell. Forschende des Fraunhofer UMSICHT und des Fraunhofer IML, die im Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy CCPE … [Weiterlesen...] about Mehrweg bei Kunststoffverpackungen mit großem Potenzial

Primary Sidebar

Aktuelle Ausgabe

Welkin Media News

Aktuelle Nachrichten aus unseren anderen Online-Portalen Österreichische Chemie Zeitschrift und Österreichische Kunststoffzeitschrift.

  • Lanxess setzt auf Elektromobilität und Nachhaltigkeit
    on 10. August 2022 by Kerstin Sochor (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Lanxess präsentiert sich auf der K 2022 in Düsseldorf, der weltweit größten Fachmesse für Kunststoffe und Kautschuke, unter dem Motto „Quality Works“. Vom 19. bis zum 26. Oktober stellt der Spezialchemie-Konzern auf seinem 700 Quadratmeter […]

  • Sikora mit innovativen Technologien für eine nachhaltige Zukunft
    on 10. August 2022 by Kerstin Sochor (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Pulsschlag einer neuen Generation: Im Mittelpunkt des Messeauftritts von Sikora K 2022 steht die Weltpremiere zweier neuer Modelle der Centerwave 6000 Familie zur Vermessung von Rohren mittels Millimeterwellen-Technologie bereits früh im […]

  • Wacker präsentiert silicon- und polymerbasierte Produkte für nachhaltige Anwendungen
    on 9. August 2022 by Kerstin Sochor (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Der Münchner Chemiekonzern Wacker stellte während einer internationalen Pressekonferenz in Düsseldorf seine Produkt- und Messehighlights für die K 2022 vor. Im Mittelpunkt des Messeauftritts im Herbst werden Silicone und siliconbasierte […]

  • Gesamte Anlagen von battenfeld-cincinnati für die Extrusionsbranche
    on 9. August 2022 by Kerstin Sochor (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Für die Herstellung fast jeden extrudierten Halbzeugs hält battenfeld-cincinnati das passende Maschinenequipment bereit, und zwar von der individuellen Einzelkomponente bis hin zur optimierten Gesamtanlage. Damit bedient der Extrusionsspezialist, […]

  • Ascend stellt Elektromobilität und nachhaltiges Wachstum in den Mittelpunkt bei der K 2022
    on 8. August 2022 by Kerstin Sochor (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Ascend Performance Materials hat auf einer kürzlich stattgefundenen Pressekonferenz in Rotterdam Einblicke in seine Aktivitäten gegeben und im Vorfeld der „K 2022“ einige Highlights angesprochen. Unter dem Motto ‚Advancing Together‘ umriss […]

  • Ewikon auf der K 2022: Lösungen für Nadelverschlusstechnik und vernetzte Spritzgießfertigung
    on 8. August 2022 by Kerstin Sochor (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Ewikon auf der K 2022: Lösungen für Nadelverschlusstechnik und vernetzte Spritzgießfertigung The post Ewikon auf der K 2022: Lösungen für Nadelverschlusstechnik und vernetzte Spritzgießfertigung appeared first on Österreichische […]

  • Sumitomo (SHI) Demag: Erfolgsgeschichte der vollelektrischen Spritzgießmaschinen fortsetzen
    on 8. August 2022 by Kerstin Sochor (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Schwaig, haben CEO Gerd Liebig und Thorsten Thümen, Senior Director Technology, im Rahmen der Auftakt-Pressekonferenz zur K 2022 skizziert. Dabei gaben sie auch einen Ausblick auf anstehende Produktinnovationen, die als Exponate auf der […]

  • Gerhard Ohler ist neuer Geschäftsführer der Next Generation Recyclingmaschinen GmbH (NGR)
    on 4. August 2022 by Kerstin Sochor (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Am 1. August 2022 kam es bei der Next Generation Recyclingmaschinen GmbH zu einem personellen Wechsel an der Führungsspitze. Gerhard Ohler übernimmt die Rolle als CEO der Next Generation Recyclingmaschinen GmbH (NGR) mit Sitz in Feldkirchen und […]

  • SAX Polymers ist weiter auf Expansionskurs
    on 28. Juli 2022 by Kerstin Sochor (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Mit zwei neuen Doppelschnecken Extrudern hat der österreichisch-schweizer Compoundeur SAX Polymers seinen Ausstoß an hochwertigen Compounds am Standort Wien fast verdoppelt. Neben dem aufgestockten Maschinenpark bietet das Wiener Unternehmen auch […]

  • Laserdurchstrahl-Schweißanlage für die Kunststoff­entwicklung bei LANXESS
    on 27. Juli 2022 by Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    LANXESS hat die Ausrüstung in seinem Kunststoff-Technikum um eine hochmoderne Laserschweißanlage von der PolyMerge GmbH erweitert. Die neue Anlage arbeitet mit einem Ytterbium-Faserlaser in einem Wellenlängenbereich von 1080 Nanometern bei einer […]

Copyright © 2022 · Welkin Media Verlag