Zwischen Anfang und Ende dieses Jahrhunderts hat sich die Welt- bevölkerung nahezu vervierfacht. Viele Faktoren haben zwar dazu beigetragen, doch das beispiellose Wachstum während der letzten Generationsspanne wäre nicht möglich gewesen ohne eine weitverbreitete, aber allgemein unterschätzte industrielle Aktivität: die großtechnische Herstellung von Ammoniak und davon abgeleiteten stickstoffhaltigen Düngemitteln (Bild 2 links). Mangelnde Stickstoffversorgung der Böden – einst ein fundamentaler ertragsbegrenzender Faktor im Pflanzenbau – war mit dem leicht verfügbaren Kunstdünger erfolgreich zu beheben. Dieser Tatsache, aber auch vielen weiteren Fortschritten in der modernen landwirtschaftlichen Praxis ist es zu verdanken, daß es heute – theoretisch – für alle Menschen genug Nahrung gibt, trotz ihrer enormen und noch weiter steigenden Zahl.

Warum ist Stickstoff von so zentraler Bedeutung? Im Vergleich zu Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff ist sein Anteil in lebender Materie gering (der menschliche Organismus beispielsweise besteht nur zu 3 Prozent aus dem Element). Während aber die drei Hauptelemente in Form von Kohlendioxid und Wasser für Pflanzen – als den Primärproduzenten der Nahrungskette – leicht bioverfügbar sind, liegt nur ein winziger Bruchteil des Stickstoffs in der Atmosphäre (als seinem größten Reservoir; Bild 3) in einer Form vor, die von Pflanzen und damit letztlich auch von Menschen verwertet werden kann. Unverzichtbar ist das Element aber zum Aufbau von Biomolekülen wie DNA, RNA und Proteinen. (Die beiden Typen von Nucleinsäuren fungieren in allen Zellen als Speicher und Transporteur genetischer Information, die Proteine hingegen als Botenstoffe, Rezeptoren, Katalysatoren und Strukturbausteine.) Menschen können – ebenso wie Tiere – diese Moleküle nicht unter Verwendung von Luftstickstoff herstellen und müssen deshalb Stickstoffverbindungen mit der Nahrung, insbesondere in Form von pflanzlichem und tierischem Protein, aufnehmen. Eine Mindestzufuhr ist für eine ausreichende Versorgung unabdingbar, um die kontinuierlichen Verluste auszugleichen.

Wie aber kommen Pflanzen an den Stickstoff der Luft heran? Daß er – obwohl dort im Übermaß vorhanden – eine für sie knappe Ressource ist, liegt an seinen besonderen chemischen Eigenschaften. Molekularer Stickstoff (N2) – aus zwei sehr fest verbundenen Atomen des Elements – macht zwar 78 Prozent der Atmosphäre aus, doch ist er zu stabil, als daß er sich ohne weiteres in eine reaktive, im Stoffwechsel nutzbare Form überführen ließe (Bild 3). Zwar können bei Gewittern geringe Mengen des Moleküls durch Blitzenergie gespalten, oxidiert und etwa vom Regen in den Boden eingetragen werden, doch den Löwenanteil wandeln bestimmte Bakterien um. Atmosphärischer Stickstoff wird von ih-nen aufgenommen und zu Ammonium (NH4+) reduziert, das sich in Stoffwechselreaktionen weiter umsetzen läßt.

Die wichtigsten stickstoff-fixierenden Bakterien gehören zur Gattung Rhizobium und leben in Symbiose mit Hülsenfrüchtlerarten wie Bohnen oder Klee, deren Wurzelwerk sie veranlassen, für sie Knöllchen als Herberge zu bilden (daher auch die Bezeichnung Knöllchenbakterien; Spektrum der Wissenschaft, April 1997, Seite 78). In geringerem Maße tragen zudem Cyanobakterien zur biologischen Stickstoff-Fixierung bei; sie kommen freilebend sowie in Symbiose mit bestimmten Pflanzen vor.

Bakterien haben noch andere wichtige Funktionen im Stickstoffkreislauf. Sie zersetzen die stickstoffhaltigen Verbindungen von toten Organismen und von Exkrementen, wobei Ammonium zur Wiederverwertung frei wird. Wieder andere Bakterien bewirken dagegen Stickstoffverluste im Boden, weil sie Nitrate über Zwischenstufen bis hin zu molekularem Stickstoff gewissermaßen veratmen können.

Düngerversorgung

Ackerböden wird außer durch verschiedene natürliche Prozesse auch durch Anbau und Ernte der Kulturpflanzen kontinuierlich Stickstoff entzogen. Traditionell – vor allem in vor-industriellen Gesellschaften – hat man ihn über Mist, Gülle und andere organische Dünger rückzuführen versucht. Allerdings mußten riesige Mengen dieser sogenannten Wirtschaftsdünger ausgebracht werden, um eine ausreichende Stickstoffversorgung sicherzustellen.

Eine weitere traditionelle Methode ist der Anbau von Hülsenfrüchtlern wie Erbsen, Bohnen und Linsen im Wechsel mit Getreide und einigen anderen Nutzpflanzen. Die Knöllchenbakterien in den Wurzeln verhelfen zu einer besseren Versorgung der Böden mit dem Nährstoff (Bild 4a). Teilweise werden Hülsenfrüchtler wie Klee ausschließlich zu dem Zweck ausgesät, sie später als Gründünger unterzupflügen. In asiatischen Reisfeldern haben Schwimmfarne der Gattung Azolla, die mit stickstoff-fixierenden Cyanobakterien in Symbiose leben, diese Funktion (Bild 4b). Organische Landwirtschaft nach diesen Prinzipien wurde im frühen 20. Jahrhundert besonders intensiv im Tiefland von Java, im Nildelta, in Nordwesteuropa und in vielen Gegenden von Japan und China betrieben. Die Kombination von Grün-düngung und dem Ausbringen menschlicher und tierischer Exkremente kann theoretisch bis zu ungefähr 200 Kilogramm Stickstoff pro Hektar ackerbaulich nutzbarer Fläche bereitstellen. Die damit erzeugbaren 200 bis 250 Kilogramm Pflanzenprotein bedeuten, daß bei gutem Boden, ausreichender Feuchtigkeit und mildem Klima, das ganzjährige Bewirtschaftung erlaubt, ein Hektar Ackerland immerhin 15 Menschen ernähren sollte.

Doch in der Praxis war die Bevölkerungsdichte in Ländern, die von organischer Landwirtschaft abhingen stets wesentlich niedriger (Bild 2 rechts). So kamen in China in den ersten Jahrzehnten unseres Jahrhunderts durchschnittlich fünf bis sechs Menschen auf einen Hek-tar Ackerland. Ungefähr zur gleichen Zeit lag die Bevölkerungsdichte in Japan zwar etwas höher, doch der dort größere Anteil von Protein aus Meeresfischen an der Ernährung macht beide Nationen schwer vergleichbar. Etwa fünf Menschen pro Hektar nutzbarer Fläche war während des 19. Jahrhunderts ebenfalls typisch für fruchtbare Landwirtschaftsregionen in der gemäßigten Klimazone Westeuropas, als die Bauern dort noch ausschließlich auf traditionelle Methoden angewiesen waren.

Für diese praktische Obergrenze von ungefähr fünf Menschen gibt es vielerlei Gründe. Zum Beispiel brachten ungünstige Witterung und Schädlingsbefall immer wieder Ernteeinbußen, außerdem mußte man Flächen für Arznei-, Faser- und andere Pflanzen abzweigen, die nicht dem Verzehr dienten. Doch das eigentliche Dilemma lag in dem geschlossenen Stickstoffkreislauf. Besonders scharf äußerte es sich in Gegenden mit Landknappheit, wo keine freien Flächen als Weide zu nutzen oder urbar zu machen waren. Die einzige Möglichkeit, die durch den lokalen Stickstoff-Kreislauf gesetzten Ertragsgrenzen zu überschreiten, bot dann der vermehrte Anbau von Gründünger. Doch dadurch würde eine sonst Nahrung liefernde Fruchtfolge ausfallen. Ein Fruchtwechsel von eßbaren Hülsenfrüchtlern mit dem Hauptgetreide war demnach die bessere Wahl. Aber auch diese in der traditionellen Landwirtschaft verbreitete Methode hat wiederum ihre Grenzen. Hülsenfrüchtler liefern geringere Erträge, und außer daß die Produkte oft schwer verdaulich sind, lassen sich daraus auch nicht ohne weiteres Brot oder Nudeln herstellen. Die wenigsten der nach altüberkommenen Verfahrensweisen angebauten Nahrungspflanzen hatten demnach eine angemessene Stickstoffversorgung.


Die Ammoniak-Synthese

Mit wachsendem chemischen Wissen erkannten Wissenschaftler im 19. Jahrhundert – allen voran Justus von Liebig (1803 bis 1873), der Schöpfer der modernen Düngelehre und der Agrikulturchemie –, wie kritisch Stickstoff für die Nahrungsproduktion und wie knapp er in pflanzenverwertbarer Form ist. An den beiden anderen Hauptnährstoffen für Pflanzen – Kalium und Phosphor – herrschte in Böden, wie man feststellte, sehr viel seltener Mangel, und der ließ sich zudem viel einfacher auf mineralischem Wege ausgleichen. In Kaligruben konnte man direkt zur Düngung geeignete Kaliumsalze abbauen, und Phosphaterze (das Rohphosphat) ließen sich mit Säure zu löslicheren Verbindungen aufschließen, die von den Wurzeln mit dem Wasser aufzunehmen waren. Ähnlich einfache Verfahrensweisen gab es für Stickstoff damals nicht. Besorgt warnten Fachleute im ausgehenden 19. Jahrhundert, die zunehmend intensivere Landwirtschaft steuere auf eine Stickstoff-Krise zu.

Versuche, dem dringlichen Problem zu begegnen, gab es mehrere. Zeitweise Entlastung brachte – zumindest für manche Bauern – der Einsatz von Chilesalpeter (löslichen anorganischen Nitraten aus mineralischen Ablagerungen in Wüstenregionen des Landes) sowie von organischem Guano (der sich aus den Exkrementen von Seevögeln auf den regenlosen peruanischen Chincha-Inseln gebildet hatte). Kokerei-Ammoniak, der bei der Umwandlung von Kohle in Koks in Schwelöfen anfiel, war ebenfalls vorübergehend eine wichtige Stickstoffquelle für die Landwirtschaft. Ein weiteres technisches Verfahren, bei dem Koks mit Kalk und Luftstickstoff zu Kalkstickstoff reagiert (einer Verbindung die Calcium, Kohlen- und Stickstoff enthält), wurde in Deutschland von 1898 an kommerziell angewendet, doch es war zu energieaufwendig, um wirklich praktikabel zu sein. Einen ebenfalls außerordentlich hohen Energieeinsatz verlangte die sogenannte Luftverbrennung, die Herstellung von Stickstoffoxiden aus den Gasen der Luft mittels eines sehr heißen elektrischen Flammenbogens; nur Norwegen mit seinem billigen Wasserkraftstrom begann 1903 mit der Produktion von Stickstoffdünger auf diesem Wege, doch der Gesamtausstoß blieb gering.

Der eigentliche Durchbruch kam erst mit der Erfindung der Ammoniaksynthese, des Haber-Bosch-Verfahrens. Der Chemiker und Ingenieur Carl Bosch (1874 bis 1940) begann sich bereits nach seinem Eintritt 1899 in die Badische Anilin- und Sodafabrik (BASF) in Ludwigshafen mit möglichen Herstellungsverfahren zu befassen. Doch es war Fritz Haber (1896 bis 1934), der an der Technischen Universität Karlsruhe eine praktikable Lösung für die Synthese von Ammoniak aus Stickstoff und Wasserstoff entwarf (siehe Kasten auf Seite 44). Er brachte diese Gase unter einem Druck von 200 Atmosphären und bei einer Temperatur von 500 Grad Celsius in Gegenwart von Feststoff-Katalysatoren aus Osmium und Uran zusammen.

Diese in der Laborapparatur gut funktionierende Reaktion, die er am 2. Juli 1909 Vertretern des Unternehmens vorführte, in ein großtechnisches Verfahren zu verwandeln erwies sich als äußerst schwierig. Das größte Problem – nämlich die Korrosion der Innenseite des stählernen Reaktionsgefäßes durch den unter hohem Druck und Hitze stehenden Wasserstoff, der mit dem im Stahl enthaltenen Kohlenstoff reagierte – löste schließlich Bosch, indem er ein Futterrohr aus kohlenstoffarmem, weichem Eisen einzog. Außerdem wurden billigere Katalysatoren gefunden.

Seine Arbeit gipfelte in der Errichtung der ersten kommerziellen Ammoniak-Fabrik, die 1913 in Oppau den Betrieb aufnahm. Sie sollte bis zu 30 Tonnen Ammoniak pro Tag liefern. Der Ausbruch des Ersten Weltkriegs verlangte aber eine rasche Steigerung der Produktion. In Leuna, südlich von Merseburg, wurde ein zweites Werk errichtet. Die Planzahlen wurden schon während des Baus auf 75000 Jahrestonnen Stickstoff verdoppelt – genug, um Deutschland im Ersten Weltkrieg hinsichtlich der Stickstoffverbindungen, die es auch für die Sprengstoffherstellung verwendete, au-tark zu machen. Haber erhielt 1918, Bosch 1931 den Nobelpreis.


Zahlen

Die wirtschaftlichen Schwierigkeiten zwischen den beiden Weltkriegen verzögerten eine breite kommerzielle Nutzung des Haber-Bosch-Verfahrens. Und selbst in den späten vierziger Jahren lag die Weltproduktion an Ammoniak noch bei weniger als fünf Millionen Tonnen jährlich. (Ein Großteil, rund 80 Prozent, geht jeweils in die Düngung.) Im folgenden Jahrzehnt stieg der Verbrauch an synthetischem Stickstoffdünger – gemessen in Tonnen Stickstoff – auf zehn Millionen pro Jahr. Technische Verbesserungen, die während der sechziger Jahre eingeführt wurden, verringerten den Strombedarf des Verfahrens um mehr als 90 Prozent und ermöglichten größere, wirtschaft-lichere Produktionsanlagen. Der nachfolgende exponentielle Anstieg der Nachfrage ließ die Weltjahresproduktion an Ammoniak bis 1990 auf rund 120 Millionen Tonnen (ungefähr 100 Millionen Tonnen Stickstoff) hochschnellen.

Diese Steigerung ging mit einer relativ raschen Verschiebung des anteiligen Stickstoffverbrauches zwischen reichen und armen Ländern einher. In den frühen sechziger Jahren verbrauchten die wohlhabenden Nationen mehr als 90 Prozent der gesamten Düngemittel, doch bereits 1980 waren es weniger als 70 Prozent. Im Jahre 1988 lagen die Entwicklungsländer gleichauf, und inzwischen verbrauchen sie mehr als 60 Prozent der Weltproduktion an Stickstoffdünger.

Wie abhängig ist die Menschheit von der Produktion synthetischer Stickstoffdünger geworden? Die Frage ist schwer zu beantworten, weil man den Stickstoffdurchsatz der rund um den Globus bewirtschafteten Felder nur ungenau kennt. Dennoch läßt sich durch sorgfältiges Abschätzen der auf verschiedenen, auch natürlichen Wegen erfolgenden Zufuhr ableiten, daß diese ungefähr 175 Millionen Tonnen Stickstoff jährlich beträgt, wovon die Hälfte in Kulturpflanzen eingebaut wird; ungefähr 40 Prozent des aufgenommenen Stickstoffs entstammt dabei Kunstdünger. Die Ernte liefert dann – direkt als pflanzliche Nahrung und indirekt als Tierfutter – 75 Prozent des gesamten von Menschen verzehrten Proteinstickstoffs (fast der gesamte Rest kommt aus Fisch sowie aus Fleisch und Milchprodukten von Weidetieren). Somit stammt rund ein Drittel des Proteinstickstoffs in der Nahrung der Menschheit aus synthetischem Stickstoffdünger.

Diese Zahl verführt allerdings dazu, die Bedeutung des Haber-Bosch-Verfahrens in gewisser Weise zu überschätzen. In Europa und Nordamerika wäre Stickstoffdünger nicht nötig, um das Überleben oder sogar eine angemessene Ernährung zu sichern. Die intensive Verwendung synthetischer Düngemittel in den Industriestaaten resultiert aus der weitverbreiteten Vorliebe für proteinreiche Fleischnahrung. Es wird Futter für Schlachtvieh angebaut, wobei nur ein Bruchteil des gefressenen Pflanzenproteins schließlich verzehrbares tierisches Protein ergibt. Selbst wenn Nordamerikaner und Europäer ihre durchschnittliche Eiweißaufnahme fast halbierten, wären sie noch immer angemessen ernährt. Die Bedeutung von Kunstdünger ist anderswo allerdings nicht zu unterschätzen. In einer ganzen Reihe dicht bevölkerter Staaten mit knapper Agrarfläche verdanken ihm die Menschen ihre nackte Existenz. In dem Maße wie sich das unter den Pflug nehmbare Areal erschöpft und die traditionellen landwirtschaft-lichen Methoden ihre Grenzen erreichen, müssen die Menschen zu immer größeren Mengen von Stickstoffdüngern greifen – selbst wenn sie sich vergleichsweise fleischarm ernähren. Jede Nation, die im Jahr mehr als rund 100 Kilogramm Protein pro Hektar erzeugt, fällt in diese Kategorie, zum Beispiel China, Ägypten, Indonesien, Bangladesh, Pakistan und die Philippinen.


Zuviel des Guten

Der massive Eintrag reaktiver Stickstoffverbindungen in Böden und Gewässer hat umweltschädliche Folgen, die von lokaler Gesundheitsgefährdung bis zu globalen Veränderungen, von tiefen Erdschichten bis hoch in die Stratosphäre reichen (Bild 5). Ein seit rund 30 Jahren beunruhigendes Problem ist die Auswaschung hochgradig löslicher Nitrate, die in Gegenden, wo Weinbau oder intensiv Landwirtschaft betrieben und somit stark gedüngt wird, Grundwasser wie auch Oberflächengewässer unter Umständen schwer verunreinigen. Hohe Nitratspiegel, beispielsweise in dem zur Zubereitung von Flaschennahrung verwendeten Wasser, können bei Säuglingen eine lebensbedrohliche Methämoglobinämie (Blausucht) verursachen – mit blaugrau wirkender Haut, Herzklopfen und Atemnot. Ferner sind Nitrate, aus denen über Nitrit krebserregende Nitrosamine entstehen können, in epidemiologischen Studien mit einigen Krebsarten in Verbindung gebracht worden. In Brunnen im nordamerikanischen Korngürtel sowie im Grundwasser in vielen Teilen Westeuropas hat man schon gefährliche Anreicherungen von Nitrat gemessen. Und Konzentrationen, die weithin akzeptierte gesetzliche Grenzwerte überschreiten, belasten die vielen kleineren Fließgewässer landwirtschaftlicher Regionen und selbst große Ströme wie Mississippi und Rhein.

Dünger-Stickstoff, der in Teiche, Seen oder Meeresbuchten gelangt, verursacht oft zusammen mit Phosphaten eine Eutrophierung: Das reiche Angebot an einem vorher knappen Nährstoff fördert sogenannte Algenblüten aus Algen und Cyanobakterien, deren organische Substanz bei anschließender Zersetzung andere Lebewesen des Sauerstoffs beraubt und so die Bestände verschiedener Fisch- und Krebsarten dezimiert oder vernichtet (Bild 6). Mit Eutrophierung haben beispielsweise der Long-Island-Sund im US-Bundesstaat New York und die San-Francisco-Bay in Kalifornien zu kämpfen, ebenso große Teile der Ostsee. In Australien drohen Teile des Großen Barrier-Riffs von Algen überwachsen zu werden, weil Dünger aus den Feldern von Queensland eingeschwemmt wird.

Ebenso problematisch wie das weiträumige Verfrachten ist aber auch das Verbleiben stickstoffhaltiger Verbindungen am Austragsort, da diese zur Versauerung vieler bewirtschaftbarer Böden beitragen. (Bekannter dafür sind Schwefelverbindungen, die bei der Verbrennung entstehen und sich mit Regen niederschlagen.) Wo man dieser Tendenz nicht durch Ausbringen von Kalk entgegenwirkt, können dem Boden infolge Übersäuerung Spurenelemente verstärkt verloren gehen; auch Schwermetalle werden herausgelöst, gelangen in das Grundwasser und damit letztendlich in die Trinkwasservorräte.

Infolge des zunehmenden Verbrauchs an Stickstoffdünger entweicht auch mehr Distickstoffoxid (N2O) in die Atmosphäre. Die Konzentrationen dieses Gases, das durch bakterielle Umsetzung der im Boden enthaltenen Nitrate entsteht, sind bisher relativ gering, doch ist es in zwei besorgniserregende Prozesse verwickelt. Zum einen ist Distickstoffoxid so beständig, daß es bis in die Stratosphäre vordringt, wo es mit angeregtem Sauerstoff reagiert und so zur Zerstörung von stratosphärischem Ozon beiträgt, das gefährliche UV-Strahlung abschirmt. Zum anderen fördert es in tieferen Schichten, in der Troposphäre, den Treibhauseffekt. Innerhalb der Atmosphäre überdauert das Molekül im Mittel länger als ein Jahrhundert und absorbiert rund 200mal soviel Wärmeabstrahlung wie ein Kohlendioxid-Molekül.

Mikroben setzen aus Stickstoffdünger zudem Stickstoffdioxid (NO2) frei; das Gas (das in noch größeren Mengen bei Verbrennungsprozessen entsteht) reagiert in Gegenwart von Sonnenlicht mit anderen Schadstoffen in der Atmosphäre und verursacht auf diese Weise den sogenannten photochemischen Smog.

Aus der Atmosphäre kehren Stickstoffverbindungen in Form von Depositionen auf die Erdoberfläche zurück; zwar kann das für manche Flächen einen nützlichen Düngungseffekt haben, doch empfindliche Ökosysteme werden unter Umständen überfrachtet (siehe "Stickstoffeintrag als Ursache neuartiger Waldschäden", Spektrum der Wissenschaft, Januar 1994, Seite 48). Als man die Vorteile synthetischer Stickstoffdünger zu nutzen begann, ließ sich keine dieser Umweltbelastungen vorhersehen. Selbst heute schenkt man dem Problem erstaunlich wenig Aufmerksamkeit, verglichen etwa mit dem Anstieg der Kohlendioxid-Konzentration in der Atmosphäre. Dabei stellt die massive Einbringung von reaktivem Stickstoff, genau wie die Freisetzung von Kohlendioxid aus fossilen Brennstoffen, ein gefährliches geochemisches Experiment von globalen Dimensionen dar.


Zurück zur Natur – keine Patentlösung

Die Kohlendioxid-Emissionen und die davon ausgehende Gefahr der weltweiten Erwärmung lassen sich durch eine Verquickung wirtschaftlicher und technischer Lösungen verringern. Ohnehin werden fossile Brennstoffe unausweichlich knapper und damit teurer, so daß man von ihnen schließlich abkommen muß, selbst wenn es keine globale Klimäveränderung zu vermeiden gälte. Ohne Stickstoff für Nutzpflanzen jedoch kann die Menschheit nicht auskommen, und Ersatzmethoden für die Haber-Bosch-Synthese sind kurzfristig nicht zu erwarten. Gentechniker werden vielleicht eines Tages symbiontische Knöllchenbakterien zur Besiedlung von Getreidepflanzen schaffen oder diese sogar selbst mit der Fähigkeit zur Stickstoff-Fixierung ausstatten. Keine der an sich idealen Lösungen scheint aber unmittelbar bevorzustehen. Ohne sie muß die Abhängigkeit von Stickstoffdüngern weiter zunehmen, damit die Milliarden von Menschen, um die die Weltbevölkerung noch wächst, ebenfalls ernährt werden können.

Ein frühzeitiges Erreichen stabiler Bevölkerungszahlen und eine universel-le Übernahme vorwiegend vegetarischer Ernährungsweisen könnten zwar den Stickstoffbedarf einschränken. Doch keines von beidem ist besonders wahrscheinlich. Die beste Aussicht, den steigenden Stickstoffverbrauch einzudämmen, bieten effizientere Düngemethoden. Eindrucksvolle Ergebnisse sind möglich, wenn Bauern den Vorrat an pflanzenverwertbarem Stickstoff im Boden fortlaufend überwachen, um bedarfsgerecht zu düngen. Einige weltweite Trends werden freilich wohl jeden Effizienzgewinn zunichte machen. Insbesondere wird der schnelle Anstieg der Fleischproduktion in Lateinamerika und in Asien noch mehr Stickstoffdünger erfordern, da man zur Erzeugung einer Einheit Fleisch-Protein drei bis vier Einheiten Futter-Protein benötigt.

Wer diese Tatsachen begreift, vermag die Zukunftsaussichten für eine organische Landwirtschaft klarer einzuschätzen. Fruchtwechsel, Anbau von stickstoffsammelnden Hülsenfrüchtlern, Bodenschutz (der Stickstoffverluste mindert) und das Recycling organischer Abfälle – all dies sind wünschenswerte Maßnahmen. Doch mit ihnen läßt sich nicht der Mehrbedarf an Stickstoffdünger in landarmen, bevölkerungsreichen Nationen decken. Wenn alle Bauern versuchten, zu rein organischem Landbau zurückzukehren, würden sie bald feststellen, daß traditionelle Methoden die heutige Weltbevölkerung nicht ernähren können. Es ist einfach nicht genügend wiederverwertbarer Stickstoff vorhanden, um Nahrung für derzeit schon fast sechs Milliarden Menschen zu erzeugen.

Als die Schwedische Akademie der Wissenschaften Fritz Haber den Nobelpreis für Chemie des Jahres 1918 zuerkannte, konstatierte sie, daß er "ein außerordentlich bedeutendes Mittel zur Verbesserung des landwirtschaftlichen Standards und des Wohlergehens der Menschheit" geschaffen habe. Selbst diese überschwengliche Beschreibung erscheint heute eher als Understatement: Derzeit verdanken mindestens zwei Milliarden Menschen ihr Leben dem Umstand, daß die Proteine ihres Körpers – via pflanzlichem und tierischem Protein – mit Stickstoff aus einer das Haber-Bosch-Verfahren nutzenden Industrieproduktion aufgebaut wurden.

Vorbehaltlich irgendwelcher überraschender Fortschritte in der Gentechnik dürfte auch nahezu alles Protein für die zusätzlichen zwei Milliarden Menschen, um die die Weltbevölkerung in den nächsten beiden Generationen wachsen wird, aus derselben Quelle kommen. In nur einer Lebensspanne ist die Menschheit in der Tat grundlegend von der Chemie abhängig geworden.

Literaturhinweise

- Population Growth and Nitrogen: An Exploration of a Critical Existential Link. Von Vaclav Smil in: Population and Development Review, Band 17, Heft 4, Seiten 569 bis 601, Dezember 1991.

– Nitrogen Fixation: Anthropogenic Enhancement – Environmental Response. Von James N. Galloway, William H. Schlesinger, Hiram Levy II, Anthony Michaels und Jerald L. Schnoor in: Global Biogeochemical Cycles, Band 9, Heft 2, Seiten 235 bis 252, Juni 1995.

– Nitrogen Pollution in the European Union: Origins and Proposed Solutions. Von E. von der Voet, R. Kleijn und U. de Haes in: Environmental Conservation, Band 23, Heft 2, Seiten 120 bis 132, 1996.

– Cycles of Life: Civilization and the Biosphere. Von Vaclav Smil. Scientific American Library, W. H. Freeman und Company, New York 1997.

– Soda, Teer und Schwefelsäure – Der Weg zur Großchemie. Von Dieter Osteroth. Deutsches Museum/rororo 1985.

– Stickstoff. Die Chemie stellt die Ernährung sicher. Schriftenreihe des Unternehmensarchivs der BASF Aktiengesellschaft. Zweite überarbeitete und ergänzte Auflage 1991.

Kasten: Das tragische Leben von Fritz Haber

Als Direktor am Kaiser-Wilhelm-Insti-tut für Physikalische Chemie entwickelte Fritz Haber während des Ersten Weltkrieges ein Verfahren zum Einsatz von Chlorgas als chemischen Kampfstoff.



Er glaubte, diese grauenhafte Waffe werde einen raschen Sieg herbeiführen und damit das Leiden insgesamt in Grenzen halten. Andere allerdings waren gegenteiliger Ansicht. Vor der ersten Anwendung gegen alliierte Truppen (am 22. April 1915 bei Ypern) nahm sich seine Frau, selbst Chemikerin, das Leben, nachdem sie lange vergeblich versucht hatte, ihren Gatten von seinen Arbeiten an chemischen Kampfstoffen abzubringen. Und nach dem Waffenstillstand betrachteten die Alliierten Haber als Kriegsverbrecher. Für seine Verdienste um die vor dem Zweiten Weltkrieg entwickelte Ammoniaksynthese – "ein außerordentlich wichtiges Mittel zur Verbesserung des landwirtschaftlichen Standards und des Wohlergehens der Menschheit" – erhielt er jedoch den Nobelpreis für Chemie des Jahres 1918.



Später, nach der nationalsozialistischen Machtübernahme, emigrierte der Wissenschaftler nach England. Nach den 1933 erlassenen Beamtengesetzen hätte er als Kriegsteilnehmer trotz seiner jüdischen Abstammung im Amt bleiben können, er lehnte dies aber aus Protest gegen die Zwangsentlassung jüdischer Mitarbeiter ab. Haber starb 1934 in Basel auf dem Weg ins Tessin, wo er sich von einem Herzanfall erholen wollte, um später nach Israel zu reisen, wo Chaim Weizmann ihm eine Stellung angeboten hatte.


Aus: Spektrum der Wissenschaft 9 / 1997, Seite 38
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