Die Gülle von Schweinen oder Rindern ist für Mikroorganismen ein idealer Ort: „Im Güllelager haben Mikroorganismen normalerweise freie Bahn“, erläutert Christiane Herrmann vom Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e.V. (ATB). „Sie verstoffwechseln das organische Material und setzen dabei klimaschädliche Gase wie Methan frei.“ Auf diese Prozesse ging 2023 in Deutschland rund ein Fünftel der Methanemissionen aus der Nutztierhaltung zurück. Gängige Maßnahmen wie die Abdichtung von Güllelagern helfen nur bedingt.
Im Projekt EMeRGE ging das Team um Herrman gemeinsam mit Kollegen der Alzchem Trostberg GmbH der Frage nach, ob sich diese Emissionen durch Zusatzstoffe reduzieren lassen. Sie testeten, wie sich die Zugabe von Kalkstickstoff auf die Aktivität der Mikroorganismen in der Gülle auswirkt.
Bis zu 97 Prozent weniger Methan aus dem Güllelager
Das Ergebnis: Die Zugabe von Kalkstickstoff verringerte die klimaschädlichen Emissionen der Gülle tatsächlich. „Im Sommer konnten wir die Methanemissionen aus Rinder- und Schweinegülle um bis zu 97 Prozent senken. Diese Zahl ergibt sich aus Versuchen im Technikumsmaßstab, wurde von uns aber durch realitätsnahe Versuche im 1.000-Liter-Maßstab bestätigt“, berichtet Herrmann. Auch bei niedrigeren Temperaturen im Winter und bei Gärresten zeigte sich ein erheblicher Rückgang. Jedoch fiel hier der Effekt etwas schwächer aus oder es war mehr Additiv nötig. Auch die Lachgasemissionen sanken während der Lagerung der Gülle deutlich. , nach dem Ausbringen auf dem Feld zeigte sich dieser Effekt jedoch nicht.
Doch was bedeutet das für die Mikroorganismen selbst? Das untersuchten die Mikrobiologen des ATB entlang des gesamten Prozesses – in der Gülle, im Gärrest und nach der Ausbringung auf dem Feld. Dabei zeigte sich, dass sich die Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft zwar deutlich verändert, ihre Aufgaben aber erhalten bleiben. Andere Mikroorganismen übernehmen die Funktionen der vorübergehend inaktiven Arten. So bleiben sowohl die Methanbildung in der Biogasanlage als auch wichtige Nährstoffkreisläufe im Boden weiterhin funktionsfähig.
Gülle bleibt weiterhin für Dünger und Biogas gut nutzbar
Der Kalkstickstoff bringt der Gülle als Dünger sogar einen zusätzlichen Vorteil. Der in der Gülle enthaltene Stickstoff wird während der Lagerung langsamer umgesetzt und bleibt dadurch den Pflanzen länger erhalten. Beim Ausbringen stehen dadurch mehr Nährstoffe zur Verfügung, sodass der Bedarf an Mineraldünger sinkt, wie die Forschenden erklären. In Regionen mit hoher Nutztierhaltung lassen sich die Düngerkosten auf diese Weise um bis zu 22 Prozent reduzieren. Auch für Biogasanlagen ist die behandelte Gülle nach Angaben des Teams problemlos nutzbar. Die Mikroorganismen werden nur vorübergehend gebremst und nehmen ihre Arbeit später wieder auf. Wird die Gülle ausreichend lange gelagert, kann sie in der Biogasanlage sogar mehr Methan liefern als unbehandelte Gülle, weil das Energiepotenzial während der Lagerung erhalten bleibt.
Im nächsten Schritt wollen die Forschenden ihre Ergebnisse auch in Klimamodelle und Treibhausgasinventaren übertragen. Betriebe könnten dann schwarz auf weiß sehen, welchen Beitrag sie zum Klimaschutz leisten, und wie stark sie durch solche Additive ihre Emissionen senken können. Denkbar sind zudem Anreizsysteme, die den Einsatz künftig auch finanziell attraktiver machen.
Quelle: Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e.V. (ATB)
