Plastik oder Metall stehen meist im Fokus – doch es gibt einen weiteren Rohstoff, bei dem dringend Sparen und Recyceln angesagt ist: Phosphor. Die weltweiten Vorräte dieses Pflanzennährstoffes sind begrenzt und werden für die Düngemittelproduktion zunehmend aufgebraucht. Nun rücken Forscher eine bisher kaum beachtete Verschwendungs-Ursache in den Fokus: die Aquakultur. Der nicht nachhaltige Phosphoreinsatz in der Fischzucht sollte eingeschränkt werden, um langfristig die Nahrungssicherheit der Menschheit zu sichern.
Ohne Phosphor läuft nichts: Das Element spielt eine zentrale Rolle für viele Bausteine und Prozesse des Lebens. Besonders deutlich wird dies bei den Pflanzen: Ohne diesen Nährstoff können sie nicht wachsen. Um die Erträge im Pflanzenbau zu optimieren, ist deshalb eine ausreichende Phosphorversorgung über die Düngung nötig. Lange herrschte dabei allerdings eine Hau-drauf-Mentalität vor: Nach dem Motto „viel hilft viel“ wurden verschwenderische Mengen von Phosphor auf Felder ausgebracht. Neben den negativen Folgen für ökologische Gleichgewichte in der Natur ist dies auch aus einem weiteren Grund problematisch: Phosphor ist nicht unbegrenzt verfügbar – die weltweiten Vorräte gehen zur Neige. Irgendwann könnte somit auch der sinnvolle Einsatz als Düngemittel nicht mehr möglich sein – eine Gefahr für die künftige Ernährungssicherheit der wachsenden Weltbevölkerung.
Eine Phosphor-Krise zeichnet sich ab
Die Europäische Union hat im Jahr 2014 deshalb den Phosphor in die Liste der 20 kritischen Rohstoffe aufgenommen, deren Versorgungssicherheit gefährdet und deren wirtschaftliche Bedeutung hoch ist. In der Folge wurden Vorschriften für die Verwendung von Phosphordüngemitteln eingeführt, die eine erhöhte Effizienz in der landwirtschaftlichen Produktion gewährleisten sollten. Vor allem soll dabei verhindert werden, dass überschüssiger – von Pflanzen nicht genutzter Phosphor – in Gewässern landet. Optimal ist es hingegen, wenn der Phosphor im Pflanzenmaterial gebunden wird und am Ende der Nahrungskette wieder auf dem Acker landet – Recycling heißt die Devise.
In diesem Zusammenhang rückt nun ein internationales Forscherteam den bislang wenig beachteten Einsatz von Phosphor in der Aquakultur in den Fokus. Sie haben den Phosphorverbrauch in der weltweiten Fischzucht systematisch erfasst und analysiert, wo der Nährstoff am Ende landet. Wie sie erklären, besteht der Unterschied zum Fischfang freilebender Fische darin, dass sie ihren Phosphorbedarf aus natürlich vorkommenden Nahrungsquellen wie Fischen oder Plankton decken. Über den Verzehr der Fische durch den Menschen entsteht somit ein Phosphor-Fluss vom Meer zum Land. Demgegenüber ist die Aquakultur auf die Zugabe von Phosphor über das Fischfutter angewiesen oder um das Wachstum von Pflanzen anzuregen, die den Fischen als Futter dienen.
Phosphat-Verlust vom Land ins Wasser
Wie die Forscher berichten, geht in diesem Zusammenhang aus ihren Untersuchungsergebnissen hervor: In der Fischzucht werden weltweit erhebliche Mengen an Phosphor mit einem nur sehr geringen Wirkungsgrad verbraucht. Das heißt: Nur etwa ein Viertel des Phosphors, der zur Aufzucht der Fische verwendet wird, sammelt sich in den Tieren an und wird über den späteren Verzehr der Tiere dem terrestrischen Stoffkreislauf zugeführt. „Der Phosphor, der in Flüsse und Ozeane gelangt, kann als verloren angesehen werden, da es äußerst schwierig ist ihn wiederzugewinnen. Solche Verluste sollten bestmöglich vermieden werden, um sicherzustellen, dass auch für zukünftige Generationen genügend Phosphor verfügbar ist“, erklärt Co-Autor Daniel Goll von der Universität Augsburg.
Vor dem Hintergrund der wachsenden Bedeutung der Zucht von Fischen oder Krustentieren in Aquakultur besteht ein erhebliches Nachhaltigkeitsproblem, sagen die Forscher. Der Anteil der aus Aquakultur stammenden Tiere für den menschlichen Verzehr ist von unter fünf Prozent in den 1950er-Jahren auf etwa 50 Prozent in den 2010er-Jahren gestiegen. Der frühere Phosphorfluss in Richtung Land durch die Fischerei hat sich darum nun in einen Verlust von Phosphor vom Land ins Meer in Form von Dünge- und Futtermitteln gewandelt, betonen die Wissenschaftler.
„Phosphor ist ein nicht erneuerbarer, begrenzter und lebenswichtiger Nährstoff für Nutzpflanzen und -tiere. Wir sollten uns überlegen, wie wir Phosphor in der Fischwirtschaft recyceln und wiederverwenden können, um damit mehr Feldfrüchte anzubauen. Gleichzeitig sollten wir den Phosphor, den wir in der Aquakultur ins Wasser geben auf ein Minimum reduzieren“, sagt Co-Autor Yuanyuan Huang von der Université Paris-Saclay in Gif-sur-Yvette.
Quelle: Universität Augsburg, Fachartikel: Nauture Communications. doi: 10.1038/s41467-019-14242-7
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