Entdeckung: Kalkstickstoff kann Methangas-Emission aus Gülle verhindern
Laut einer Studie der Universität Bonn kann die Emission des Treibhausgases Methan durch einen Zusatz um 99 % reduziert werden. Aktuell unterbindet aber das Umweltgesetz den Zusatz von Kalkstickstoff.
Bei der Nutztierhaltung entstehen große Mengen Treibhausgase, vor allem das besonders klimaschädliche Methan. Es entweicht unter anderem bei der Lagerung der Gülle. Eine Studie der Universität Bonn zeigt nun, dass sich die Methan-Emission mit einfachen und kostengünstigen Mitteln um 99 % reduzieren lässt.
Die Methode könnte einen wichtigen Beitrag zum Kampf gegen den Klimawandel leisten, heißt es. Forscher aus Bonn haben hier mit dem Düngemittel-Hersteller SF-Soepenberg zusammengearbeitet und Gülle von einem Hof im Labor mit Kalkstickstoff versetzt, einer Chemikalie, die seit mehr als 100 Jahren als Dünger in der Landwirtschaft eingesetzt wird. Dadurch sei die Methanproduktion fast vollständig zum Erliegen gekommen.
Emissionen sanken um 99 %
Insgesamt sanken die Emissionen um 99 %. Dieser Effekt begann bereits eine knappe Stunde nach der Zugabe und hielt bis zum Ende des Experiments ein halbes Jahr später an, so Felix Holtkamp vom INRES-Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz. Die lange Wirksamkeit ist wichtig, da Gülle nicht einfach entsorgt wird. Stattdessen wird sie bis zum Beginn der folgenden Vegetations-Periode gelagert und dann als wertvoller Dünger auf die Felder ausgebracht. Monatelange Lagerzeiten sind daher durchaus üblich.
In dieser Zeit wird die Gülle von Bakterien und Pilzen umgebaut: Sie zerlegen unverdautes organisches Material zu immer kleineren Molekülen. Am Ende dieser Prozesse entsteht Methan. „Kalkstickstoff unterbricht diese Kette chemischer Umwandlungen, und zwar gleichzeitig an verschiedenen Stellen, wie wir bei der chemischen Analyse der entsprechend behandelten Gülle sehen konnten“, erklärt Holtkamp. „Die Substanz unterdrückt den mikrobiellen Abbau von kurzkettigen Fettsäuren, einem Zwischenprodukt der Kette, und deren Umwandlung in Methan. Wie dies genau geschieht, ist noch unbekannt.“
Die Substanz hat aber noch weitere Vorteile: Sie reichert die Gülle mit Stickstoff an und verbessert so ihre Düngewirkung. Außerdem verhindert sie die Entstehung der Schwimmschichten. Normalerweise muss diese Kruste regelmäßig zerkleinert und untergerührt werden.
Aufschäumen der Gülle wird unterbunden
Auch für die Tiere selbst hat das Verfahren Vorteile, so die Forscher weiter. Durch die mikrobielle Umsetzung kann das Kot-Urin-Gemisch im Güllekeller eines Stalls mit der Zeit aufschäumen und durch die Spalten wieder nach oben steigen. „Kalkstickstoff unterbindet diese Aufschäumung, erklärt Holtkamp“ Die Kosten seien zudem überschaubar - sie liegen für die Rinderhaltung bei etwa 0,3 bis 0,5 Cent pro Liter Milch.
Gülle-„Reinheitsgebot“ verhindert momentan den Einsatz
Unklar ist noch, wie sich die Methode auf die Ammoniak-Freisetzung aus der Gülle auswirkt. Ammoniak ist ein giftiges Gas, dass zwar selbst nicht klimaschädlich ist, aber zu gefährlichen Treibhausgasen umgesetzt werden kann. „Wir haben erste Hinweise darauf, dass sich die Ammoniak-Menge langfristig ebenfalls reduziert“, sagt Dr. Manfred Trimborn vom Institut für Landtechnik der Universität Bonn. „Ganz sicher können wir das momentan aber noch nicht sagen.“
In Deutschland verhindert momentan übrigens ein Umweltgesetz den Zusatz von Kalkstickstoff: Für konventionell gelagerte Gülle gilt aktuell ein strenges Reinheitsgebot.
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Bei der Nutztierhaltung entstehen große Mengen Treibhausgase, vor allem das besonders klimaschädliche Methan. Es entweicht unter anderem bei der Lagerung der Gülle. Eine Studie der Universität Bonn zeigt nun, dass sich die Methan-Emission mit einfachen und kostengünstigen Mitteln um 99 % reduzieren lässt.
Die Methode könnte einen wichtigen Beitrag zum Kampf gegen den Klimawandel leisten, heißt es. Forscher aus Bonn haben hier mit dem Düngemittel-Hersteller SF-Soepenberg zusammengearbeitet und Gülle von einem Hof im Labor mit Kalkstickstoff versetzt, einer Chemikalie, die seit mehr als 100 Jahren als Dünger in der Landwirtschaft eingesetzt wird. Dadurch sei die Methanproduktion fast vollständig zum Erliegen gekommen.
Emissionen sanken um 99 %
Insgesamt sanken die Emissionen um 99 %. Dieser Effekt begann bereits eine knappe Stunde nach der Zugabe und hielt bis zum Ende des Experiments ein halbes Jahr später an, so Felix Holtkamp vom INRES-Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz. Die lange Wirksamkeit ist wichtig, da Gülle nicht einfach entsorgt wird. Stattdessen wird sie bis zum Beginn der folgenden Vegetations-Periode gelagert und dann als wertvoller Dünger auf die Felder ausgebracht. Monatelange Lagerzeiten sind daher durchaus üblich.
In dieser Zeit wird die Gülle von Bakterien und Pilzen umgebaut: Sie zerlegen unverdautes organisches Material zu immer kleineren Molekülen. Am Ende dieser Prozesse entsteht Methan. „Kalkstickstoff unterbricht diese Kette chemischer Umwandlungen, und zwar gleichzeitig an verschiedenen Stellen, wie wir bei der chemischen Analyse der entsprechend behandelten Gülle sehen konnten“, erklärt Holtkamp. „Die Substanz unterdrückt den mikrobiellen Abbau von kurzkettigen Fettsäuren, einem Zwischenprodukt der Kette, und deren Umwandlung in Methan. Wie dies genau geschieht, ist noch unbekannt.“
Die Substanz hat aber noch weitere Vorteile: Sie reichert die Gülle mit Stickstoff an und verbessert so ihre Düngewirkung. Außerdem verhindert sie die Entstehung der Schwimmschichten. Normalerweise muss diese Kruste regelmäßig zerkleinert und untergerührt werden.
Aufschäumen der Gülle wird unterbunden
Auch für die Tiere selbst hat das Verfahren Vorteile, so die Forscher weiter. Durch die mikrobielle Umsetzung kann das Kot-Urin-Gemisch im Güllekeller eines Stalls mit der Zeit aufschäumen und durch die Spalten wieder nach oben steigen. „Kalkstickstoff unterbindet diese Aufschäumung, erklärt Holtkamp“ Die Kosten seien zudem überschaubar - sie liegen für die Rinderhaltung bei etwa 0,3 bis 0,5 Cent pro Liter Milch.
Gülle-„Reinheitsgebot“ verhindert momentan den Einsatz
Unklar ist noch, wie sich die Methode auf die Ammoniak-Freisetzung aus der Gülle auswirkt. Ammoniak ist ein giftiges Gas, dass zwar selbst nicht klimaschädlich ist, aber zu gefährlichen Treibhausgasen umgesetzt werden kann. „Wir haben erste Hinweise darauf, dass sich die Ammoniak-Menge langfristig ebenfalls reduziert“, sagt Dr. Manfred Trimborn vom Institut für Landtechnik der Universität Bonn. „Ganz sicher können wir das momentan aber noch nicht sagen.“
In Deutschland verhindert momentan übrigens ein Umweltgesetz den Zusatz von Kalkstickstoff: Für konventionell gelagerte Gülle gilt aktuell ein strenges Reinheitsgebot.
