Wie reduzieren Urease-Hemmstoffe Ammoniakverluste?
Harnstoffdünger muss ab 2020 entweder in den Boden eingearbeitet oder mit Urease-Inhibitoren behandelt werden. Bei den eingesetzten Hemmstoffen handelt es sich um Chemikalien, die vorübergehend die Aktivität des natürlichen Bodenenzyms Urease blockieren. Das Enzym kommt in zahlreichen Organismen und frei im Boden vor und wandelt Harnstoff in Ammonium um.
Durch den Einsatz der Chemikalien wird der Harnstoff langsamer zu Ammonium umgewandelt. Die Verzögerung beträgt etwa ein bis zwei Wochen. Dadurch haben die Harnstoffmoleküle mehr Zeit, in tiefere Bodenschichten vorzudringen. Außerdem steigt der pH-Wert um das Düngekorn geringer an. Beide Effekte reduzieren Ammoniak-Verluste. Abbildung 1 macht dies noch einmal deutlich:
Versuche haben gezeigt, dass Urease-Inhibitoren die Ammoniakverluste von Harnstoffdünger um etwa 60 bis 70 % und die von AHL um 40 bis 50 % reduzieren können [4].
Dennoch fallen die Verluste dieser mit Chemikalien behandelten Dünger deutlich höher aus als bei nitrathaltigen Düngern wie zum Beispiel Kalkammonsalpeter (KAS) oder YaraBela Sulfan. Wie viel Ammoniak nach der Düngung entweicht, lässt sich in Abbildung 2 anhand der Blaufärbung des Indikatorröhrchens erkennen.
Abbildung 3 zeigt die Verflüchtigung des Ammoniaks noch einmal im Zeitverlauf:
Darüber hinaus beeinflussen Umweltfaktoren wie Temperatur, Bodenart und Boden-pH-Wert die Wirkung der Urease-Hemmstoffe. Dadurch können die Ammoniak-Verluste stark schwanken. Durchschnittlich reduzieren Hemmstoffe die Ammoniak-Verluste von Harnstoff um 70%. Auf einzelnen Standorten kann dieser Wert im Extremfall aber auch nur bei 1% liegen – oder im besten Fall bei 96%. [3]
Seit den 1970er Jahren wurden zahlreiche Moleküle auf ihre Eignung als Urease-Hemmstoff untersucht, doch nur wenige erfüllen die gestellten Anforderungen. Die Verbindungen müssen in niedrigen Konzentrationen wirksam, schadstofffrei, stabil, kostengünstig und mit Harnstoff kompatibel sein.
Zurzeit sind drei Wirkstoffe als Urease-Hemmstoffe in der EU zugelassen:
• NBPT
• Ein Gemisch aus NBPT und NPPT im Verhältnis 3:1
• 2-NPT
NBPT ist der älteste aktive Wirkstoff zur Hemmung der Urease und am weitesten verbreitet. Er wird seit den frühen 1980ern in den USA eingesetzt und ist auch seit 2008 in der EU zugelassen.
