Herausforderungen bei der Gülle-Düngung in bewachsenen Flächen
Die Ausbringung von Wirtschaftsdüngern wie Gülle und Gärresten aus Biogasanlagen kann durch innovative Methoden erheblich umweltschonender gestaltet werden. Erste Ergebnisse eines Verbundprojekts unter Beteiligung der Universität Hohenheim zeigen, dass Ammoniak-Emissionen um bis zu 55 Prozent reduziert werden können.
Dieses Forschungsvorhaben reagiert auf die verschärften Anforderungen der Düngeverordnung von 2017 und deren Novelle von 2020. Diese Regelwerke führen dazu, dass vermehrt bereits bewachsene Flächen gedüngt werden, auf denen der Dünger nicht direkt in den Boden eingearbeitet werden kann.
Dr. Reiner Ruser vom Fachgebiet Düngung und Bodenstoffhaushalt der Universität Hohenheim, dessen Forschung mit rund 360.000 Euro aus dem vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) geförderten Projekt unterstützt wird, erläutert die Problematik:
„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.“
Deutschland ist zudem verpflichtet, die Ammoniakemissionen bis 2030 um 29 Prozent gegenüber 2005 zu senken, gemäß der europäischen Richtlinie zur Luftreinhaltung. Die Landwirtschaft trägt mit etwa sieben Prozent zu den gesamten Treibhausgasemissionen in Deutschland bei, wobei rund die Hälfte davon auf Lachgas (N2O) aus landwirtschaftlich genutzten Böden entfällt. Lachgas besitzt ein deutlich höheres Treibhausgaspotenzial als Kohlendioxid.
Innovative Techniken zur Emissionsminderung
Das Verbundprojekt „Minderung von Ammoniak- und Treibhausgasemissionen und Optimierung der Stickstoffproduktivität durch innovative Techniken der Gülle- und Gärresteausbringung in wachsende Bestände“ – kurz GülleBest – untersucht, wie innovative, emissionsarme Ausbringungstechniken die Freisetzung dieser Gase minimieren können. Dabei spielen sowohl die Düngermenge als auch die Ausbringungstechniken eine entscheidende Rolle.
Ansäuerung von Gülle und Gärresten
Eine der vielversprechendsten Methoden ist die Ansäuerung von Gülle und Gärresten. Dr. Ruser berichtet:
„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.“
Die Befürchtung, dass dies zu einer erhöhten Freisetzung von Lachgas führen könnte, hat sich in den Untersuchungen nicht bestätigt. Dies ist ein positives Ergebnis für Dr. Ruser und seinen Doktoranden Christoph Essich, der sich auf die Erfassung von Lachgas-Emissionen konzentriert.
Allerdings ist die Ansäuerungstechnik in Deutschland noch nicht weit verbreitet. Die Wissenschaftler sehen weiteren Forschungsbedarf, um den pH-Wert zu optimieren, die Arbeitssicherheit im Umgang mit konzentrierter Schwefelsäure zu gewährleisten und alternative Methoden zu prüfen.
Effektive Ausbringungstechniken
Besonders effektiv erweist sich die Ansäuerung in Kombination mit der Schleppschuhtechnik auf Grünlandböden. Hierbei drückt ein Metallschuh das Gras zur Seite, sodass die Gülle direkt auf den Boden gelangt. Im Projekt GülleBest werden zudem weitere Techniken untersucht:
- Die Schlitztechnik auf Acker- und Grünland, bei der die Grasnarbe aufgeschnitten und die Gülle anschließend injiziert wird.
- Die Ausbringung über einen Schleppschlauch auf dem Acker, die eine sehr bodennahe Ausbringung zwischen den Pflanzenreihen ermöglicht.
Dr. Ruser und Christoph Essich testen diese Ansätze in einem Netzwerk abgestimmter Feldversuche auf wachsenden Beständen, beispielsweise auf Feldern mit Winterweizen oder Gras. Parallel dazu erfassen die Forschenden die Stickstoff-Aufnahme durch die Pflanzen und bewerten die ökonomischen sowie betrieblichen Vor- und Nachteile der verschiedenen Methoden.
Erträge und Umweltnutzen
Bislang zeigen alle getesteten Techniken vergleichbare Erträge, sowohl beim Kornertrag des Winterweizens als auch bei der Biomasse-Produktion des Grünlands. Die Unterschiede liegen jedoch in den Ammoniakemissionen. Innovative, emissionsarme Techniken können somit dazu beitragen, den Nährstoffbedarf der Kulturen optimal zu decken und Stickstoffdünger einzusparen.
Durch die Reduzierung von klima- und umweltbelastenden Emissionen im Pflanzenbau leisten diese Methoden einen wichtigen Beitrag zum Umwelt- und Klimaschutz.
Ziel: Düngeempfehlungen für die Praxis
Das übergeordnete Ziel des GülleBest-Projekts ist es, aus den gewonnenen Daten fundierte Düngeempfehlungen für organische Dünger abzuleiten. Diese Empfehlungen sollen für unterschiedliche Bodenbeschaffenheiten und Standortseigenschaften bei Winterweizen und Grünland anwendbar sein.
Dr. Ruser betont:
„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. Dadurch können flüssige Wirtschaftsdünger nicht in den Boden eingearbeitet werden, und die Gefahr erhöhter Ammoniakemissionen steigt.“Die Forschungsergebnisse sollen hier praxisrelevante Lösungen bieten.