Nährstoffverteilungsmodelle

Nährstoffverteilung bezeichnet die räumliche und zeitliche Aufteilung chemischer Elemente, die für lebende Organismen notwendig sind, innerhalb eines Ökosystems, eines Bodens oder eines Organismus. Sie umfasst sowohl die Verfügbarkeit einzelner Nährstoffe als auch deren Verteilung zwischen Boden, Pflanzen, Mikroorganismen und Detritus.

Im Boden beeinflussen Eigenschaften wie Bodentyp, pH, organische Substanz, Feuchtigkeit, Durchlüftung und Textur die Verfügbarkeit. Nährstoffe können in der Bodenmatrix, in organischer Substanz oder in Pflanzenwurzeln unterschiedliche Konzentrationen aufweisen; Prozesse wie Leaching und Adsorption spielen eine Rolle.

In Ökosystemen resultiert Nährstoffverteilung aus Kreisläufen wie Mineralisierung, Immobilisierung, Aufnahme durch Organismen sowie Outputs durch Verlustwege. Die Verteilung kann räumlich stark variieren, zum Beispiel zwischen oberen Bodenschichten und tieferen Lagen oder zwischen vegetationsdichten Bereichen.

Zu den zentralen Prozessen gehören Mineralisierung (Freisetzung von Nährstoffen aus organischer Substanz), Immobilisierung (Bindung von Nährstoffen durch Mikroben), Adsorption an Tonmineralen sowie Sorption an Fe- und Al-Oxiden. Biologische Interaktionen und physikalische Prozesse bestimmen, wie schnell und wohin Nährstoffe wandern oder gespeichert werden.

Messmethoden umfassen Bodenproben, Nährstoffanalytik, Isotopen-Tracerstudien und Fernerkundung. Das Verständnis der Nährstoffverteilung dient der nachhaltigen Bewirtschaftung, der Bodengesundheit und der Reduktion von Umweltbelastungen durch gezielte Düngung und Bodenschutzmaßnahmen.

Nährstoffe werden in Makro- und Mikronährstoffe unterschieden; Makronährstoffe wie N, P, K, Ca, Mg, S sind in größeren Mengen nötig, Mikronährstoffe wie Fe, Mn, Zn, Cu, B, Mo in kleineren Mengen.