CRF-Dünger: Smarte Lösung für eine nachhaltige Landwirtschaft

Obwohl es zunächst einfach erscheint, ist die Umsetzung in der Praxis oft schwieriger. Düngemittel mit kontrollierter Freisetzung (CRF) bieten Landwirten jedoch eine Möglichkeit, einfach Ihre Ziele zu erreichen.

Laut der ISO-Norm ist ein CRF ein „Dünger, bei dem die Nährstofffreisetzung kontrolliert wird, wobei die angegebene Freisetzungsrate eines Nährstoffs und die Dauer der Freisetzung bei einer bestimmten Temperatur eingehalten werden.“ CRF-Produkte sind mit einer Umhüllung überzogen, die eine gleichmäßige und vorhersehbare Freisetzung der Nährstoffe ermöglicht, die in erster Linie von der Bodentemperatur abhängt. Diese Technologie bietet Landwirten mehrere Vorteile:

• Weniger Überfahrten und geringere Nährstoffverluste, was zu einer höheren Nährstoffeffizienz (NUE) führt
• Weniger Einfluss auf den pH-Wert und den Salzgehalt des Bodens
• Positive Auswirkungen auf das Bodenleben
• Reduzierter CO2-Fußabdruck

ICL ist seit nahezu 60 Jahren ein Vorreiter in der CRF-Technologie und hat kürzlich eine neue Generation biologisch abbaubarer Umhüllungen entwickelt, die den neuen EU-Vorschriften entsprechen. Ronald Clemens, Marketing- und Portfoliomanager bei ICL für CRF-Produkte, sprach in einem Interview in der September-Oktober-Ausgabe des Magazins Fertilizer International (FI 522, 2024) hauptsächlich über die patentierte Innovation von ICL – die eqo.x-Hülle – sowie über neue Trends und Möglichkeiten, die CRF-Produkte auf die nächste Stufe heben können.

Clemens erklärte: „Der Mechanismus der Nährstofffreisetzung aus CRFs hängt von der Art der Umhüllung ab, aber im Allgemeinen basiert er auf einer Kombination aus Diffusion und osmotischem Druck. Sobald das Granulat auf den Boden aufgebracht wird, gelangt Wasser durch Diffusion in die Hülle, wodurch die Nährstoffe beginnen sich zu lösen. Durch osmotischen Druck werden dann langsam Nährstoffe aus der Hülle gepresst. Die Hülle muss als Membran fungieren, ähnlich einem Regenmantel für das Granulat, damit dieser spezielle Mechanismus funktioniert.“

Reduzierte Stickstoffverluste bedeuten bessere NUE

Nachdem ICL die neue biologisch abbaubare Umhüllung eqo.x erfolgreich und mit hervorragenden Ergebnissen getestet hatte, begann ICL, diese in seinen bekannten und weit verbreiteten Spezialdüngern Agrocote® und Agromaster® einzusetzen. CRFs haben sich als effektives Mittel zur Reduzierung von Stickstoffverlusten erwiesen, indem sie drei verschiedene Mechanismen ansprechen – Auswaschung, Ausgasung und Ammoniakverflüchtigung.

„Im Vergleich zu herkömmlichen Harnstoffanwendungen sowie verschiedenen Arten von Düngemitteln mit erhöhter Effizienz (EEF), wie z. B. Urease-Inhibitoren, Nitrifikationsinhibitoren und Düngemitteln mit kontrollierter Freisetzung, haben sich CRFs als die einzigen EEF herausgestellt, die Stickstoffverluste auf allen Wegen – Ammoniakverflüchtigung, Auslaugung und N2O-Emissionen – wirksam verringern“, zitiert Clemens die Ergebnisse einer Meta-Analyse von 21 zuvor veröffentlichten Studien australischer Forscher.

Geringere Stickstoffverluste haben einen großen Vorteil: Es bleibt mehr Nährstoff für die Pflanzenaufnahme verfügbar, was die Gesamteffizienz der Düngung steigert. Das führt entweder zu höheren Erträgen bei gleichen Inputs oder ermöglicht es, die Inputs zu reduzieren und die Erträge gleich zu halten. In jedem Fall profitiert der Landwirt.

Bodenpflege und Pflanzengesundheit

Mineralische Düngemittel werden oft als schädlich für die Bodengesundheit angesehen, doch könnte es auch anders sein? Ronald Clemens kommentiert die Ergebnisse einer kürzlich veröffentlichten Langzeitstudie von chinesischen Forschern zur Wirkung von CRFs auf pflanzenwachstumsfördernde Mikroorganismen (PGPMs): „Die zentrale Erkenntnis war, dass Düngemittel mit kontrollierter Freisetzung im Vergleich zu herkömmlichem Harnstoff dazu beitragen, den Gehalt an organischer Substanz im Boden zu erhöhen. Besonders der schwefelbeschichtete Harnstoff (SCU) und der polymere schwefelbeschichtete Harnstoff (PSCU) zeigten klare Vorteile bei der Förderung des Pflanzenwachstums und der Unterstützung von Mikroorganismen, während sie gleichzeitig das Wachstum von Nitro- und Denitrifizierungsbakterien hemmten und auch Pflanzenpathogene reduzierten.“

Ähnliche, positive Effekte auf die Pflanzengesundheit wurden kürzlich durch eine Studie an der Universität Wageningen in den Niederlanden bestätigt, die von ICL unterstützt wurde. CRFs, die auf Pelargonien angewendet wurden, hatten einen positiven Einfluss auf das Mikrobiom der Pflanze und unterdrückten schädliche Pflanzenpathogene. Ein Überschuss an Stickstoff kann die Pflanzen anfälliger für bakterielle Krankheiten machen. Wird jedoch die Stickstofffreisetzung kontrolliert (wie bei CRFs), wird dieses Risiko verringert.

„Die kürzlich durchgeführte Studie zu Zierpflanzen in den Niederlanden, an der ICL beteiligt war, zeigte, dass Düngemittel mit kontrollierter Freisetzung die biologische Bekämpfung bestimmter bakterieller Pflanzenkrankheiten fördern. Die wichtigste Erkenntnis war, dass eine zu hohe direkte Stickstoffzufuhr die Pflanzen anfälliger für Krankheiten macht – und dass sowohl die Art des Düngemittels als auch die verwendete Dosis einen entscheidenden Einfluss auf das Wachstum der Blumen haben“, ergänzt Clemens.

Geringerer CO2-Fußabdruck

Die korrekte Berechnung des CO2-Fußabdrucks eines landwirtschaftlichen Betriebs ist ein komplexer Prozess. Allein die Berücksichtigung des Fußabdrucks der Düngemittelproduktion könnte irreführend sein. Es ist immer notwendig, den gesamten Lebenszyklus zu bewerten. Obwohl umhüllter Harnstoff einen höheren CO2-Fußabdruck hat als das herkömmliche Produkt, gleichen der höhere NUE und die reduzierten Stickstoffverluste dies aus, und die Auswirkungen auf die endgültige CO2-Bilanz können enorm sein.

Ronald Clemens erklärt: “Hier können Düngemittel mit verbesserter Effizienz wie CRFs wirklich eine Verbesserung bringen. Indem es beispielsweise möglich ist, den Input um 20 bis 30 Prozent zu reduzieren – oder den Input gleich zu halten und die Ernteerträge zu steigern – ist eine Reduzierung des CO2-Fußabdrucks um 10 bis 15 Prozent über den gesamten Lebenszyklus möglich.”

Smarte Lösungen für smarte Landwirte

Düngemittel mit kontrollierter Freisetzung sind nicht nur moderne Düngemittel, die die Effizienz der Nährstoffnutzung verbessern und Stickstoffverluste sowie den CO2-Fußabdruck der landwirtschaftlichen Betriebe reduzieren. Sie sind auch eine Plattform für zukünftige Forschung und Entwicklung, um die Wirksamkeit von Düngemitteln zu verbessern, die Gesundheit von Pflanzen und Böden zu verbessern und zur Nachhaltigkeit der gesamten Landwirtschaft beizutragen.

“Umhüllungstechnologien auf Basis von Schwefel zum Beispiel können durchaus einen positiven Effekt haben, indem sie Pflanzenpathogene unterdrücken. Ich denke, es gibt auch echte Möglichkeiten für die Entwicklung von Kombinationen aus Düngemitteln mit kontrollierter Freisetzung und bestimmten Biostimulanzien auf der Basis von Mikroorganismen, um die Düngeeffizienz zu verbessern”, fasst Clemens für das Magazin Fertilizer International zusammen.

Referenzen:

1. Lam, S., et al., 2022. Next-generation enhanced-efficiency fertilizers for sustained food security. Nature Food, 3, 575-580.
2. Feng, G., et al., 2023. The effect of long-term controlled-release urea application on the relative abundances of plant growth-promoting microorganisms. European Journal of Agronomy, 151, 126971.