Eine effizientere Nutzung von Phosphor könnte dazu führen, dass die begrenzten Vorräte dieses wichtigen Düngemittels mehr als 500 Jahre reichen und die weltweite Nahrungsmittelproduktion zur Ernährung der wachsenden Bevölkerung gesteigert wird, so die Lancaster University.
Diese Vorteile seien jedoch nur möglich, wenn die Länder weniger verschwenderisch mit Phosphor umgehen, wie eine in Nature Food veröffentlichte Studie zeigt. Etwa 30 % bis 40 % der landwirtschaftlichen Böden enthalten zu viel Phosphor, wobei die europäischen und nordamerikanischen Länder am meisten Phosphor ausbringen.
Die Weltbevölkerung wird bis 2050 auf fast 10 Mrd Menschen anwachsen, und es wird geschätzt, dass zur Ernährung dieser wachsenden Bevölkerung weitere 500 Mio ha Ackerland benötigt werden - es sei denn, Phosphor kann effizienter eingesetzt werden, um die Ernteerträge zu steigern und zu erhalten.
Von der Europäischen Union als kritischer Rohstoff eingestuft und kürzlich von der Umweltversammlung der Vereinten Nationen thematisiert, werden weltweit jedes Jahr 20.500 Kilotonnen Phosphor als Düngemittel auf landwirtschaftliche Böden ausgebracht. Es wurden Bedenken geäußert, dass der Vorrat begrenzt sei und Phosphor ins Süßwasser gelange, wo er die Wasserqualität beeinträchtigen kann. Phosphor stamme überwiegend aus dem Abbau von Phosphatgestein, von dem es nur eine relativ kleine Anzahl von Quellen in Ländern wie Marokko und Russland gibt.
Frühere Schätzungen darüber, wie viel Phosphor uns weltweit noch zur Verfügung steht, schwankten stark zwischen 30 und über 300 Jahren. Diese früheren Schätzungen basierten auf der Fortführung der derzeitigen verschwenderischen Praktiken und enthielten eine große Unsicherheit.
In der jüngsten Studie von Wissenschaftlern der Lancaster University im Vereinigten Königreich sowie von AgResearch und der Lincoln University in Neuseeland, die sich mit dem weltweiten Phosphorverbrauch und der Phosphorkonzentration im Boden befasst, wurde die Phosphorkonzentration in landwirtschaftlich genutzten Böden auf der ganzen Welt untersucht, um ein optimales Wachstum von 28 wichtigen Nahrungsmittelpflanzen wie Weizen, Mais, Reis und Äpfeln zu gewährleisten. Die Untersuchungen ergaben, dass die Böden nicht genügend Phosphor enthielten und dass die Konzentrationen höher waren, als die Pflanzen für ein optimales Wachstum benötigten.
Die Ergebnisse werfen ein neues Licht auf die in den Böden verfügbaren und als Düngemittel benötigten Phosphormengen und zeigen, dass die Phosphorreserven bis zu 531 Jahre reichen könnten, wenn wir sie effizienter und gerechter nutzen - das seien 77 Jahre mehr als bei Beibehaltung der derzeitigen Praktiken.
Professor Phil Haygarth von der Universität Lancaster und Mitverfasser der Studie sagte: “Phosphor ist ein wichtiges Düngemittel, das die Nahrungsmittelproduktion in landwirtschaftlichen Betrieben auf der ganzen Welt antreibt. Es ist die ‘Energie’ der Landwirtschaft, die unsere Nahrungsmittelsysteme antreibt, aber wir müssen unsere Vorräte sorgfältig verwalten. Wir müssen nach Wegen suchen, wie wir ihn effizienter und nachhaltiger einsetzen können, und unsere Studie zeigt, dass es ein beträchtliches Potenzial zur Verbesserung der Effizienz beim Einsatz von Phosphordüngern gibt. Unsere Studie zeigt, dass es ein beträchtliches Potenzial zur Verbesserung der Effizienz beim Einsatz von Phosphordüngern gibt. Wir zeigen, dass es möglich ist, die weltweite Nahrungsmittelproduktion zu optimieren, ohne die Erschöpfung der wertvollen und endlichen weltweiten Phosphordüngerreserven zu beschleunigen. Es ist unwahrscheinlich, dass uns in den nächsten 500 Jahren der Phosphor ausgeht, aber nur, wenn wir nur so viel Phosphor ausbringen, wie für optimale Ernteerträge erforderlich ist, und wenn wir nicht zu viel Phosphor verschwenderisch ausbringen.”
Das Forschungsteam hat errechnet, dass jedes Jahr 10.556 kt Phosphor durch übermäßigen Einsatz verschwendet werden, wobei ein Großteil davon auf Weizen und Grasland in Europa sowie Mais und Reis in Asien entfalle. Prof. Richard McDowell von der Universität Lincoln und AgResearch New Zealand und Hauptautor der Studie sagte: “Viele Landwirte bringen zu viel Phosphor aus, um ihn im Boden zu speichern. Allerdings kann nur ein Bruchteil des Bodenphosphors von den Pflanzen genutzt werden. Wenn man die Phosphorausbringung so anpasst, dass die Pflanzen die Mengen erhalten, die sie benötigen, um optimale Erträge zu erzielen, wird kein Phosphor verschwendet. Wenn der Boden zu viel Phosphor enthält, den die Pflanzen nicht verwerten können, kann der Phosphor ins Wasser gelangen, was zu Problemen mit der Wasserqualität wie Eutrophierung führen kann.”
Aber es gehe nicht nur um Verringerungen. Die Wissenschaftler errechneten anhand von Daten für landwirtschaftliche Nutzflächen weltweit, dass weltweit fast drei Viertel der landwirtschaftlich genutzten Böden ein Phosphordefizit aufweisen, wobei das Phosphordefizit in asiatischen Ländern wie Indien am größten ist. Die Forscher errechneten, dass weltweit fast 57.000 kt Phosphor ausgebracht werden müssten, um die defizitären Böden zu entlasten und die Ernteerträge zu steigern.
Anschließend errechneten sie, dass jedes Jahr 17.500 kt Phosphor benötigt werden, um die optimale Phosphorkonzentration im Boden zu erhalten. Dies würde zu einer weltweiten Verringerung des Phosphorbedarfs um etwa 3.000 kt jährlich führen.
Prof. McDowell sagte: “Die Wissenschaft ist eindeutig, aber um Phosphor effizient zu nutzen und die Vorräte zu erweitern, müssen die Regierungen zusammenarbeiten, um eine Politik zu betreiben, die den Phosphoreinsatz nur dort fördert, wo er benötigt wird. Dazu gehört eine ausgewogene Verteilung von Phosphor für ein optimales Pflanzenwachstum und der Abbau von Subventionen, die eine übermäßige Verwendung von Phosphor fördern und wahrscheinlich zu Problemen mit der Wasserqualität führen.”
