Innovative Düngeverfahren: Weniger Emissionen bei Gülle-Düngung wachsender Bestände

Verbundprojekt mit Beteiligung der Uni Hohenheim untersucht, wie möglichst
wenig Treibhausgas- und Ammoniakemissionen beim Düngen mit Gülle und
Gärresten entstehen.

Bis zu 55 Prozent weniger Ammoniak-Emissionen durch innovative Methoden:
Wirtschaftsdünger, wie Gülle oder Gärreste aus Biogasanlagen ließen sich
erheblich umweltschonender auf die Äcker und Wiesen ausbringen. Das zeigen
erste Ergebnisse eines Verbundprojekts mit Beteiligung der Universität
Hohenheim in Stuttgart. Das Projekt nimmt ein Problem ins Visier, das die
Düngeverordnung von 2017 sowie deren Novelle von 2020 noch verschärft hat,
da verstärkt bereits bewachsene Felder gedüngt werden, bei denen der
Dünger nicht in den Boden eingearbeitet werden kann. Für das vom
Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) mit etwa 1,7
Millionen Euro geförderte Verbundprojekt erhält Dr. Reiner Ruser vom
Fachgebiet Düngung und Bodenstoffhaushalt der Universität gut 360.000 Euro
an Fördermitteln. Das macht es dort zu einem Schwergewicht der Forschung.

„Wirtschaftsdünger setzen nicht nur große Mengen an Ammoniak frei, das
auch die menschliche Gesundheit schädigen kann. Den Pflanzen geht dadurch
auch Stickstoff als wichtiger Nährstoff verloren“, erklärt Dr. Ruser. „So
müssen nach der europäischen Richtlinie zur Luftreinhaltung bis 2030 die
Ammoniakemissionen in Deutschland um 29 Prozent gegenüber 2005 reduziert
werden.“

Außerdem trägt unter anderem aufgrund des intensiven Einsatzes von
Stickstoffdünger in Deutschland die Landwirtschaft mit etwa sieben Prozent
zu den gesamten Treibhausgasemissionen bei. Rund die Hälfte davon wird aus
landwirtschaftlich genutzten Böden in Form von Lachgas (N2O) freigesetzt,
das ein wesentlich stärkeres Treibhausgaspotenzial hat als Kohlendioxid.

Eine große Rolle bei der Freisetzung dieser Gase spielen neben der
Düngermenge auch die Techniken, mit denen der Dünger auf die Äcker und
Grünflächen ausgebracht wird. Wie innovative, emissionsarme
Ausbringungstechniken aussehen können, untersuchen Forschende im
Verbundprojekt „Minderung von Ammoniak- und Treibhausgasemissionen und
Optimierung der Stickstoffproduktivität durch innovative Techniken der
Gülle- und Gärresteausbringung in wachsende Bestände“ – GülleBest.

Ansäuern reduziert die Ammoniakfreisetzung

Erste Ergebnisse zeigen deutliche Unterschiede bei der
Ammoniakfreisetzung. Vor allem das Ansäuern von Gülle und Gärresten
erweist sich als besonders effektiv: „Wenn wir einen pH-Wert von ca. 6,0
erreichen, den üblicherweise auch der Boden aufweist, können wir die
Ammoniak-Emissionen um bis zu 55 Prozent reduzieren“, sagt Dr. Ruser,
Mitarbeiter von Prof. Dr. Torsten Müller im Fachgebiet Düngung und
Bodenstoffhaushalt.

Auch die Befürchtung, dass es dadurch zu einer vermehrten Freisetzung von
Lachgas kommen könnte, hat sich nicht bestätigt. Was ihn und seinen
Doktoranden Christoph Essich, dessen Arbeitsschwerpunkt auf der Erfassung
der Lachgas-Emissionen liegt, besonders freut.

Allerdings ist die Technik zur Ansäuerung in Deutschland noch nicht weit
verbreitet und weitere Untersuchungen zur Optimierung der Ansäuerung, wie
pH-Wert, Arbeitssicherheit im Umgang mit konzentrierter Schwefelsäure und
mögliche alternative Methoden sind aus Sicht der Wissenschaftler sinnvoll.

Innovative Ausbringungstechniken können Emissionen reduzieren

Vor allem in Kombination mit der so genannten Schleppschuhtechnik ist die
Ansäuerung auf Grünlandböden sehr effektiv. Dabei handelt es sich um einen
Metallschuh, der das Gras zur Seite drückt, so dass die Gülle direkt auf
den Boden gelangen kann. Außerdem werden im Projekt GülleBest die
Schlitztechnik auf Acker- und Grünland sowie die Ausbringung über einen
Schleppschlauch auf Acker untersucht. Bei der Schlitztechnik wird die
Grasnarbe aufgeschnitten, bevor anschließend die Gülle injiziert wird, und
Schleppschläuche ermöglichen die Ausbringung sehr dicht am Boden zwischen
Weizenreihen.

Zusammen mit den Projektpartnern testen Dr. Ruser und Christoph Essich
verschiedene Ansätze bei wachsenden Beständen, wie beispielsweise auf
Feldern, auf denen Winterweizen oder Gras wächst, in einem Netzwerk
abgestimmter Feldversuche. Zusätzlich erfassen die Forschenden die
Stickstoff-Aufnahme durch die Pflanzen und beurteilen die ökonomischen und
betrieblichen Vor- und Nachteile.

Bislang führen alle getesteten Techniken zu vergleichbaren Erträgen,
sowohl beim Kornertrag des Winterweizens als auch bei der Biomasse-
Produktion des Grünlands, unterscheiden sich aber in ihren
Ammoniakemissionen. So könnten gerade bei wachsenden Kulturen innovative,
emissionsarme Techniken dazu beitragen, den Nährstoffbedarf der Kulturen
optimal zu bedienen und Stickstoffdünger einzusparen. Durch die
Reduzierung von klima- und umweltbelastenden Emissionen im Pflanzenbau
leisten sie zudem einen wichtigen Beitrag zum Umwelt- und Klimaschutz.

Ziel: Ableitung von Düngeempfehlungen für möglichst viele Standorte

Übergeordnetes Ziel von GülleBest ist es, aus den gewonnenen Daten
Düngeempfehlungen für organische Dünger bei unterschiedlichen
Bodenbeschaffenheiten und Standortseigenschaften für Winterweizen und
Grünland ableiten zu können. „Durch die Vorgaben der 2017 in Kraft
getretenen Düngeverordnung verlagert sich die Ausbringung zunehmend ins
Frühjahr und in bereits mit Pflanzen bewachsene Felder, beispielsweise mit
Wintergetreide“, sagt Dr. Ruser. „Dadurch können flüssige
Wirtschaftsdünger nicht in den Boden eingearbeitet werden, und die Gefahr
erhöhter Ammoniakemissionen steigt.“

Weitere Informationen:
Projekt-Website: https://www.guellebest.de/
Expertenliste Precision Farming / Smart Farming / Farming 4.0 /
Landwirtschaft 4.0: https://www.uni-hohenheim.de/expertenliste-precision-
farming
Expertenliste Klimawandel: https://www.uni-hohenheim.de/expertenliste-
klimawandel

HINTERGRUND: „Minderung von Ammoniak- und Treibhausgasemissionen und
Optimierung der Stickstoffproduktivität durch innovative Techniken der
Gülle- und Gärresteausbringung in wachsende Bestände“ – GülleBest

Ziel des Verbundprojektes GülleBest ist es, innovative und emissionsarme
Ausbringungstechniken zu untersuchen, um Düngeempfehlungen für
unterschiedliche Bodenbeschaffenheiten, Nutzpflanzen und organische Dünger
treffen zu können.

Am Projekt beteiligt sind neben den Hohenheimer Forschenden die Christian-
Albrechts-Universität zu Kiel, die Hochschule Osnabrück und die Samson
Agro A/S. Die Gesamtkoordination liegt beim Thünen-Institut in
Braunschweig. Projektstart war am ersten September 2018, das
voraussichtliche Ende wird der 31. März 2022 sein.

Für das vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) über
die Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE) mit etwa 1,7
Millionen Euro geförderte Verbundprojekt erhält die Universität Hohenheim
gut 360.000 Euro an Fördermitteln.

HINTERGRUND: Schwergewichte der Forschung

33,8 Millionen Euro an Drittmitteln akquirierten Wissenschaftler der
Universität Hohenheim 2020 für Forschung und Lehre. In loser Folge
präsentiert die Reihe „Schwergewichte der Forschung“ herausragende
Forschungsprojekte mit einem finanziellen Volumen von mindestens 350.000
Euro für apparative Forschung bzw. 150.000 Euro für nicht-apparative
Forschung.

Mehr Schwergewichte der Forschung: https://www.uni-hohenheim.de
/drittmittelstarke-forschungsprojekte