Biobasierte beschichtete Düngemittel für eine nachhaltige landwirtschaftliche Zukunft

Der Bericht der Vereinten Nationen über die Weltbevölkerungsaussichten sagt einen erheblichen Anstieg der Weltbevölkerung voraus, die bis 2050 9,7 Milliarden und bis 2080 sogar 10,4 Milliarden Menschen erreichen soll. Da die Nachfrage nach Nahrungsmitteln steigt, müssen unbedingt nachhaltige Lösungen zur Steigerung der landwirtschaftlichen Produktivität gefunden werden. Ein vielversprechender Weg ist der Einsatz spezifischer Düngemittel, die auf die Bedürfnisse der Pflanzen zugeschnitten sind und die Produktionserträge effektiv steigern. Herkömmliche Düngemittel sind jedoch mit Umweltproblemen behaftet, weshalb es wichtig ist, umweltfreundliche Alternativen zu erforschen, die den Nährstoffverlust verringern, die Ernteerträge steigern und die Umweltauswirkungen verringern.

Die Rolle von Düngemitteln in der nachhaltigen Landwirtschaft

Düngemittel sind wichtige Hilfsmittel zur Versorgung der Pflanzen mit essenziellen Nährstoffen, die im Boden aus Gründen wie Bodenart, Vorfrucht oder Witterung in der Region fehlen können. Herkömmliche Düngemittel enthalten Makronährstoffe wie Stickstoff (N), Phosphor (P) und Kalium (K), die von allen Kulturen in einer bestimmten Menge benötigt werden. Die üblicherweise verwendeten NPK-Dünger reichen jedoch nicht mehr aus, um den heutigen Bedarf zu decken. Neben den Makronährstoffen benötigen die Pflanzen auch andere Elemente, die in geringen Mengen im Boden vorhanden sind. Diese Elemente werden als Mikronährstoffe bezeichnet. Bor (B), Zink (Zn), Eisen (Fe) und Kupfer (Cu) sind beispielsweise gängige Mikronährstoffe, die für die Pflanzenernährung notwendig sind.

Das Verstehen der Grenzen ist ein wichtiger Schritt zur Verbesserung und Entwicklung besserer Lösungen. Eine unsachgemäße Ausbringung von Düngemitteln bringt Nachteile mit sich, insbesondere negative Auswirkungen auf die Umwelt, da im Vergleich zur Absorptionsrate des Bodens eine größere Menge an Düngemitteln in den Boden eingebracht wird. Hier kommt der Anwendung neuer Techniken wie umhüllten Düngemitteln eine große Bedeutung zu. Sie besitzen wichtige Eigenschaften, um die negativen Auswirkungen der handelsüblichen Düngemittel abzumildern.

Düngemittel mit kontrollierter Freisetzung, auch umhüllte Düngemittel genannt, bestehen aus einem körnigen Kern und einer äußeren Schicht, die aus einem anorganischen oder organischen Element besteht. Umhüllungen, die mit erneuerbaren Materialien formuliert sind, haben aufgrund ihrer Fähigkeit, Nährstoffverluste zu verringern, die Ernteerträge zu steigern, die Auswirkungen auf die Umwelt zu mindern und dem Boden Mikronährstoffe zuzuführen, große Aufmerksamkeit erregt. Darüber hinaus bieten diese Beschichtungen wirtschaftliche Vorteile, da sie die ständige Ausbringung von Düngemitteln überflüssig machen.

Biopolymere und eine grünere Zukunft

Die meisten derzeit verwendeten Beschichtungen sind auf Erdölbasis hergestellt und biologisch nicht abbaubar, was erhebliche Risiken für Agrarökosysteme und die Verunreinigung des Grundwassers mit sich bringt. Sie bieten erhebliche Vorteile für die Pflanzenproduktion, da sie die Nährstofffreisetzung regulieren, um die Pflanzenaufnahme zu optimieren und das Risiko des Nährstoffabflusses zu verringern. Herkömmliche polymerbeschichtete Düngemittel können jedoch Mikroplastik erzeugen, das sich im Boden und im Wasser anreichert, wobei im Boden unterschiedliche Abbaukinetiken beobachtet werden (Accinelli et al., 2019).

Die absichtliche Freisetzung von Mikroplastik aus polymerbeschichteten Düngemitteln, einschließlich Zusatzstoffen, beläuft sich in Europa auf 22 500 Tonnen/Jahr, was 62 Prozent des gesamten absichtlich freigesetzten Mikroplastiks ausmacht, wobei beschichtetes Saatgut und Pestizidformulierungen jeweils 500 Tonnen/Jahr ausmachen (Europäische Chemikalienagentur, 2019).

Die Saatgut- und Düngemittelbeschichtungen sind keine Ausnahme von der EU-Rechtsvorschrift, die festes Mikroplastik in Produkten, die in Verkehr gebracht werden, verbietet und bis 2028 schrittweise auslaufen lässt. Um die Nährstoffbilanz des Bodens zu verbessern und die Verschmutzung durch Mikroplastik zu minimieren, ist die Entwicklung biobasierter und biologisch abbaubarer Beschichtungen unerlässlich.

Unter BIOWEG haben wir AgriWeg entwickelt, um synthetische Beschichtungen auf Polymerbasis in der Saatgut- und Düngemittelindustrie zu ersetzen und einen umweltfreundlicheren Ansatz in der Landwirtschaft zu fördern, ohne Kompromisse bei der Leistung oder dem Komfort einzugehen. AgriWeg ist eine Reihe von BioBasis biologisch abbaubar innerhalb einem Jahr Beschichtung die auf das Produkt maßgeschneidert wurde und kann es lösungsorientiert liefern. Das Freisetzungsprofil unserer biobasierten Beschichtung kann so formuliert werden, dass es den Anforderungen der Kultur und des Bodens entspricht, aber auch die Beladung mit Mikronährstoffen verbessert und einfach zu handhaben und anzuwenden ist.

Da die Weltbevölkerung weiter wächst, sind nachhaltige landwirtschaftliche Praktiken unverzichtbar. Düngemittel sind ein wichtiger Aspekt der modernen Landwirtschaft und müssen weiterentwickelt werden, um den steigenden Anforderungen gerecht zu werden und gleichzeitig die Umweltauswirkungen zu minimieren. Die Entwicklung umweltfreundlicher Alternativen wie biobasierter und biologisch abbaubarer umhüllter Düngemittel ist ein vielversprechender Weg, um diese Ziele zu erreichen. Indem wir die Bereitstellung von Nahrungsmitteln an die steigende Nachfrage anpassen, können wir auf ein widerstandsfähigeres und ökologisch verantwortungsbewusstes Agrarsystem hinarbeiten, das sowohl die Weltbevölkerung als auch den Planeten ernährt.

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