Stickstoffumsetzung im Boden

Stickstoff aus Nitrat 

Nitrat (NO3-) wird von den Pflanzen leichtin hohen Mengen aufgenommen. Anders als Harnstoff oder Ammonium ist es sofort als Nährstoff verfügbar. Nitrat ist sehr mobil im Boden und erreicht schnell die Wurzeln der Pflanze. Die Anwendung von Stickstoff in Form von Nitratdünger wie z.B. Kalkammonsalpeter sichert daher eine sofortige Nährstoffversorgung. Die negative Ladung von Nitrat unterstützt die Aufnahme positiv geladener Nährstoffe wie Magnesium, Kalzium und Kalium. Zu beachten ist, dass auch Stickstoff im Boden, der organisch, als Harnstoff oder Ammonium ausgebracht wird, im Wesentlichen zu Nitrat umgewandelt wird, bevor er von den Pflanzen aufgenommen wird. Wird Nitrat direkt angewendet, dann werden Verluste aus der Umwandlung von Harnstoff zu Ammonium und von Ammonium zu Nitrat vermieden.

Stickstoff aus Ammonium

Ammonium (NH4+) kann von den Pflanzen direkt in geringen Mengen aufgenommen werden. Das positiv geladene Ion wird an den Bodenmineralen fixiert und ist weniger mobil als Nitrat (NO3 -). Die Pflanzenwurzeln müssen deshalb in Richtung des Ammoniums wachsen. Der größte Teil des Ammoniums wird durch Bodenmikroben in Nitrat umgewandelt. Diese Nitrifikation ist temperaturabhängig und kann eine bis mehrere Wochen dauern. Ein weiterer Teil des Ammoniums wird durch Bodenmikroben in der organischen Bodensubstanz immobilisiert und nur über längere Zeiträume wieder freigesetzt.

Stickstoff aus Harnstoff 

Pflanzenwurzeln können nur geringste Mengen Harnstoff direkt aufnehmen. Zunächst muss Harnstoff durch Bodenenzyme zu Ammonium hydrolysiert werden, was je nach Temperatur einen Tag bis eine Woche dauern kann. Für diese Hydrolyse wird Feuchtigkeit benötigt. Das durch Hydrolyse erzeugte Ammonium kann leichter gasförmig als Ammoniak entweichen als Ammonium aus Ammoniumnitrat. Der Grund dafür ist, dass die Hydrolyse von Harnstoff zunächst zu stark alkalischen Bodenbedingungen in der unmittelbaren Nähe des eingesetzten Harnstoffkorns führt. Diese alkalischen Bedingungen verschieben das chemische Gleichgewicht zwischen NH4+ und NH3 hin zur letzteren Form, was Verflüchtigungsverluste verursacht. Diese Verluste sind eine wesentliche Ursache für die oft geringere N-Effizienz von Harnstoff. Aus diesem Grund sollte Harnstoff bei der Anwendung möglichst sofort in den Boden eingearbeitet werden.