Stickstoff als Dünger bestimmt neben Wasser maßgeblich die Pflanzenerträge und damit die Ernährungssicherheit der Menschen. Allerdings ist der Stickstoffverbrauch in der Landwirtschaft weltweit sehr ungleich verteilt: Reiche Länder nutzen tendenziell zu viel Stickstoffdünger, was Gewässer verschmutzt und die Artenvielfalt verringert. Im Globalen Süden dagegen fehlt es an Stickstoff für ausreichende Ernten. Das Missverhältnis bei der globalen Stickstoffverteilung stand im Fokus einer internationalen Studie unter Beteiligung der Universität Göttingen.

Globaler Stickstoffverbrauch bei Getreideproduktion

Im Rahmen der Studie untersuchten die Forschenden, wie sich eine optimale Umverteilung der Stickstoffmengen auf die Produktion von Mais, Reis und Weizen zwischen Ländern und subnationalen Regionen auswirken könnte. Dafür wurden Simulationsergebnisse von Pflanzenwachstumsmodellen erstellt, der Stickstoffverbrauch für die Getreideproduktion für niedrigere als auch nachhaltige Düngevarianten modelliert, und berechnet, wie viel Stickstoff ausreichen würde, um das heutige Produktionsniveau aufrechtzuerhalten.

Ernährungssicherheit und Nachhaltigkeit steigen

Das Ergebnis: Eine optimale Umverteilung des heutigen Stickstoffverbrauchs würde weltweit die Ernährungssicherheit und die Nachhaltigkeit verbessern. „Wenn der heutige weltweite Stickstoffverbrauch optimal verteilt wäre, würden Länder, die unter deutlicher Ernährungsunsicherheit leiden, achtmal mehr Stickstoff verbrauchen und 110 % mehr Nahrungsmittel produzieren“, erklärt Reimund Rötter, Leiter der Abteilung Tropischer Pflanzenbau und Agrarsystem-Modellierung von der Universität Göttingen.

Wie das Team in der Fachzeitschrift „PNAS Nexus“ schreibt, könnte die weltweite Pflanzenproduktion um 12 % gesteigert werden, während die Mais-, Reis- und Weizenproduktion mit nur 53 bis 68 % der heutigen Stickstoffmengen aufrechterhalten werden könnte. Würde der weltweite Stickstoffverbrauch wiederum den als nachhaltig definierten „planetaren Grenzen“ entsprechen und damit auf 33 bis 43 % reduziert werden, würde sich der Studie zufolge die globale Nahrungsmittelproduktion jedoch um 7 bis 16 % reduzieren.

Verluste mit Umstellung bei Ackerbau und Ernährung ausgleichen

Dieser Verlust könnte nach Angaben der Forschenden jedoch wettgemacht werden – etwa durch den Anbau stickstoffeffizientere Pflanzen wie Leguminosen, die Schließung von Nährstoffkreisläufen und eine Umstellung der Ernährung. „Unsere Studie zeigt, dass eine Umverteilung des Stickstoffeintrags die Nahrungssicherheit weltweit erhöhen könnte. Gleichzeitig würde sie den Planeten schützen, indem sie zu hohe Stickstoffdüngung in einigen Regionen verringert“, so Rötter.

bb