4.2.4.5 Stoffausträge im Wirkungspfad Boden - Pflanze

Ein weiterer Pfad für den Austrag von Nähr- und Schadstoffen aus dem Boden in andere Systeme ist der Entzug durch die Ernte von landwirtschaftlichen Nutzpflanzen. Das kann direkt über die Abfuhr vom Acker oder der Wiese geschehen oder über den Umweg der Nahrungsaufnahme von Weidetieren. Mit der Ernte forstwirtschaftlicher Produkte werden ebenfalls Stoffe aus dem Stoffkreislauf eines Standortes entfernt.

Die Höhe dieses Entzuges hängt stark von der angebauten Frucht und vom Ertrag an einem Standort ab. Bei den angegebenen Werten handelt es sich deswegen um Durchschnittswerte. Die Nährstoffversorgung bzw. die Schadstoffgehalte eines Standortes sind ebenfalls positiv mit der entzogenen Stoffmenge korreliert.

Es muss berücksichtigt werden, dass ein Teil der in den Pflanzen gespeicherten Nähr- und Schadstoffe bei der Ernte als Ernterückstand auf der Fläche verbleibt und wieder in das System Boden eingebracht wird.

 

Tabelle 119: Nährstoffentzug durch Ernte

 

Durchschnitt

Weizen

Korn + Stroh

Silomais

Zuckerrübe

Rübe + Blatt

Grünland

50 dt TM/ha

kg/ha

Stickstoff

119,5

117

183

260

113

Phosphor

20,9

19,5

30

36

17

Kalium

-

67

90

325

100

Calcium

-

19

10

118

-

Magnesium

-

9,5

23

51

13

Schwefel

23

30

23,3

22,5

12

Quelle: Schachtschabel et al. (1992), Jänicke (1997), Ministerium für Landwirtschaft und Naturschutz des Landes M-V (1998), Paulsen (1999) und Umweltbundesamt (2001)

 

Tabelle 120: Schadstoffaufnahme durch landwirtschaftliche Nutzpflanzen

 

Durchschnitt

Weizen

Korn + Stroh

Kartoffeln

Zuckerrüben

kg/ha

Blei

0,4 – 8,4

-

0,014

0,004

Cadmium

0,005 - 0,08

-

0,003

0,001

Eisen

-

0,75

-

-

Kupfer

-

0,08

0,055

0,056

Mangan

-

0,26

-

-

Nickel

-

-

0,015

0,029

Zink

-

0,32

0,06

0,18

Quelle: Schachtschabel et al. (1992), Bannick et al. (2001) und Umweltbundesamt (2001)

 

Mit steigender Schwermetallbelastung der Böden nehmen in der Regel auch die Konzentrationen der Schwermetalle in der Bodenlösung zu. Dieser Anteil ist dann direkt pflanzenverfügbar. Für das relativ schwer lösliche Blei besteht eine enge Korrelation zwischen der Konzentration in der Bodenlösung und dem Gehalt in Pflanzen. Für die leichter löslichen Schwermetalle Cadmium und Zink besteht dieser Zusammenhang zwischen den extrahierbaren Gehalten und den Pflanzengehalten (Schachtschabel et al. 1992).

Einige Kulturpflanzen, wie z.B. Weizen, weisen ein spezifisches Anreicherungsvermögen für Cadmium auf (Schachtschabel et al. 1992).

 

1999 wurden in Deutschland in 4,9 % der Weizenproben, die das Bundesinstitut für gesundheitlichen Verbraucherschutz und Veterinärmedizin untersucht hat, Cadmiumgehalte über dem Richtwert von 0,1 mg/kg festgestellt. Der Bleigehalt lag bei einem Prozent der Proben über dem damaligen Richtwert von 0,3 mg/kg. Der neue Richtwert der EU-Verordnung Nr. 466/2001 zur Festsetzung der Höchstgehalte für bestimmte Kontaminanten in Lebensmitteln liegt bei 0,2 mg/kg. Pflanzenschutzmittel konnten in 10,7 % der Getreideproben nachgewiesen werden. Bei Blumenkohl konnten Pflanzenschutzmittel in 9,6 % der Proben nachgewiesen werden (1,2 % über dem Richtwert). Im Blumenkohl wurden ebenfalls hohe Nitratgehalte festgestellt, der Maximalgehalt lag bei 1.012 mg/kg und der Mittelwert lag über 200 mg/kg. Im Vergleich dazu wurden in den Blumenkohlproben aus anderen EU-Ländern signifikant geringere Nitratgehalte festgestellt (Mittelwert 100 mg/kg) (Bundesinstitut für gesundheitlichen Verbraucherschutz und Veterinärmedizin 2000).

 

Der Gesundheitsbericht 1998 (Statistisches Bundesamt 1998) stellt fest, dass aus gegenwärtigen Untersuchungen für die Allgemeinbevölkerung kein gesundheitliches Risiko durch Rückstände und Verunreinigungen in der Nahrung erkennbar ist. Diese Aussage gilt jedoch nur eingeschränkt für Risikogruppen (Säuglinge, Kranke, Immungeschwächte) und bei untypischer Kostzusammensetzung.

Eine Gefährdung des Verbrauchers durch unerwünschte Stoffe aus der Nahrung hängt von der Wirksamkeit langfristig zugeführter - auch kleinster - Mengen der unerwünschten Stoffe ab. Die Beurteilung konzentriert sich auf das Tumorgeschehen (Entstehung bzw. Wachstum), das Auftreten von Allergien, Schädigungen des Immunsystems, Veränderungen des Hormonstatus und auf die Resistenzbildung krankheitserregender Keime.

Tabelle 121 zeigt die Zufuhr der wichtigsten Rückstände bzw. Verunreinigungen mit der Nahrung und die Ausschöpfung der toxikologischen Bezugswerte, d.h. den Anteil der tatsächlichen Aufnahme an der tolerierbaren täglichen Aufnahme. Nur die PCDD/F überschreiten den Bezugswert für Risikogruppen, hier liegt die Zufuhr bei normaler Ernährung bei über dem Doppelten des Bezugswertes. Die Nitrataufnahme liegt mit 92 % nur knapp unter dem Bezugswert.

 

Tabelle 121: Zufuhr unerwünschter Stoffe mit der Nahrung

 

Zufuhr je Tag

Ausschöpfung toxikologischer Bezugswerte

Erwachsene

Risikogruppen

µg

%

Blei

18

7

18

Cadmium

13

20

50

Quecksilber

15

31

77

Nitrat

94.000

37

92

Nitrit

1.400

10

25

N-Nitrosamine

0,5

<10

<25

DDT

<1

<0,1

<0,5

Dieldrin

<1

6

15

Gamma-HCH

2

<1

<1

Tierarzneimittel

<1

<0,1

<1

PCB

<1

<2

<5

PCDD/F

0,0006

<90

215

Bei Erwachsenen wird ein Gewicht von 70 kg zugrunde gelegt. Die Risikogruppen sind Kinder und Kranke.

Quelle: Statistisches Bundesamt (1998)

 

 

4.2.4.6 Nährstoffbilanzen

Unter Berücksichtigung der oben angeführten Austragspfade sowie der in Kapitel 4.2.2 dargestellten Nährstoffzufuhr lassen sich für die landwirtschaftlich genutzten Flächen Bilanzrechnungen für die einzelnen Nährstoffe anstellen. Diese zeigen, dass ein großer Teil der eingebrachten Nährstoffe als Überschuss im Boden verbleibt und sich dort entweder anreichert oder in andere Umweltkompartimente ausgetragen wird.

 

Tabelle 122: Nährstoffflächenbilanz für die Landwirtschaftsfläche Deutschlands

 

Stickstoff

Phosphor

1995

1999

1995

kg/ha*a

Mineraldünger

103,4

113,1

14,4

Organischer Dünger

67,4

54,0

13,6

Stickstofffixierung

15,1

11,5

-

Deposition

20,3

22,8

-

Summe der Einträge

206,2

205,5

27,9

Pflanzenentzug

-119,5

-122,0

-20,9

Überschuss

86,6

83,5

7,0

Quelle: Regierung der Bundesrepublik Deutschland (2000) und Umweltbundesamt (2001)

 

Nicht berücksichtigt ist in dieser Übersicht die Deposition von Phosphor. In Mecklenburg-Vorpommern betrug die nasse Phosphat-Deposition 1999 zwischen 0,5 und 1,6 kg P2O5 pro Hektar und Jahr. Ein weiterer Eintragspfad ist die Deposition von erodiertem Material mit dem daran gebundenen Phosphat. Die Erosion selbst kann einen Teil des als Überschuss ausgewiesenen Phosphates austragen.

 

Tabelle 123: Stickstoff-Flächenbilanzüberschüsse in Deutschland nach Bundesländern

 

Überschuss der N-Flächenbilanz in kg/ha LF*a

1950

1960

1970

1980

1985

1990

1995

1999*

Baden-Württemberg

38,7

53,8

86,5

118,0

105,8

104,9

87,8

80,2

Bayern

36,6

51,0

91,3

130,5

124,5

123,2

100,1

93,8

Hessen

37,4

49,1

83,7

111,4

100,2

93,9

76,6

72,7

Niedersachsen

36,6

50,3

90,4

130,7

125,4

127,3

110,1

102,1

Nordrhein-Westfalen

37,9

50,8

94,8

137,7

131,5

132,7

110,8

100,0

Rheinland-Pfalz

34,2

44,8

68,5

88,9

81,0

76,7

66,1

60,9

Saarland

31,4

38,0

62,7

89,3

86,7

84,7

72,0

64,9

Schleswig-Holstein

40,5

52,8

94,4

134,1

125,4

125,5

106,3

98,1

Brandenburg

14,2

39,0

85,3

144,3

123,9

17,5

48,2

56,6

Mecklenburg-Vorpommern

6,6

39,9

90,7

129,6

116,5

22,9

51,7

61,1

Sachsen

23,2

45,4

85,1

142,5

126,5

20,9

62,2

72,9

Sachsen-Anhalt

10,6

27,2

77,3

126,2

111,3

22,7

51,8

57,8

Thüringen

8,3

39,3

71,0

129,1

113,9

22,8

59,5

68,1

Deutschland

28,9

46,4

86,8

128,4

118,1

88,2

84,0

83,5

* vorläufige Werte

Quelle: Regierung der Bundesrepublik Deutschland (2000)

 

Die Tabelle 123 lässt erkennen, dass die höchsten N-Überschüsse in den 80er-Jahren zu verzeichnen waren, seitdem konnten sie in allen Bundesländern reduziert werden. In Mecklenburg-Vorpommern lag der N-Überschuss in den 70er- und 80er-Jahren noch über dem Bundesdurchschnitt, seitdem konnte er überdurchschnittlich gesenkt werden. 1999 betrug der Überschuss nur noch 75 % des Bundesdurchschnittes.