Phosphorkreislauf

Der Phosphorkreislauf beschreibt wie Phosphor in Gesteinen, Böden, Biomasse und Gewässern biochemisch umgewandelt wird.

Erklärung

Phosphor

Vorkommen: Phosphor liegt in der Natur eigentlich nur als Phosphat (PO43-) vor:

• Unbelebte Natur: als Ion in Salzen die Mineralien/ Gesteine bilden, Gewässern und feuchten Böden
• Belebte Natur: wichtige Komponente von DNA, RNA, ATP, Phospholipide formen Zellmembranen und als Calciumphosphat in Zähnen

Phosphat wird für alle Aspekte des Pflanzenwachstums benötigt:

• Düngung mit Phosphaten führt zu höheren Erträgen (Kunstdünger oder organischer Dünger (Mist, Gülle))
• Limitiert die Produktion von Biomasse

Kreislauf

1. Durch Erosion und Verwitterung wird Phosphor aus Gesteinen freigesetzt (v.a. in Apatit, Magmatischen Gesteinen)
2. Bindet sich mit Sauerstoff zu Phosphat (PO43-) und gelangt in Böden/ Gewässer
3. Wird von Pflanzen aufgenommen
4. Pflanzen werden von Tieren gefressen
5. Geht durch Ausscheidungen, absterben von Pflanzen/ Tiere wieder in Boden über

• Land: Destruenten zerlegen organisches Material zu Phosphat
• Wasser: Autolyse (=Selbstauflösung abgestorbener Körperzellen durch Enzyme) und Sedimentation am Meeresboden
• Durch Kot (Guano) fischfressender Meeresvögel gelangt Phosphat aus Gewässern zurück an Küste

Einfluss des Menschen

• Von gedüngten Feldern in Seen gespültes Phosphat sorgt dafür, dass Algen, Wasserpflanzen viel besser wachsen
• Eutrophierung: See kippt um (Biomassenüberschuss im Wasser → Mikroorganismen, die Biomasse abbauen brauchen viel mehr Sauerstoff → Sauerstoffmangel im Wasser → Tiere ersticken)

Beispiel

• Derzeit Übernutzung der knappen, endlichen Ressource (größere Mengen können nur aus Gestein gewonnen werden)
• Phosphorressourcen werden in 50-100 Jahren ausgebeutet sein (Reserven)
• Peak Phosphor (Zeitpunkt, bei dem maximale globale Phosphatproduktion erreicht ist): 2030
• Geringe Mengen verwertbaren Phosphats biologischen Ursprungs sind an Seevögelbrutplätzen in Form von Guano Ablagerungen zu finden
• Die phosphathaltigen Ausscheidungen andere Säugetiere sind schwierig zu nutzen (Versuche laufen)