Forschungs- und Innovationsprojekt
Umsetzung regionaler Nährstoffkonzepte bei der Gülleaufbereitung – SlurryUpgrade

In Deutschland fallen jährlich über 200 Mio. m³ flüssiger Wirtschaftsdünger an (Destatis, 2017). Dabei kann durch den Einsatz flüssiger Wirtschaftsdünger der Einsatz mineralischer Düngemittel ersetzt werden. Besonders aufgrund der aktuellen Entwicklungen am Düngermarkt mit einem Preisanstieg auf Rekordniveau und einer kaum ausreichenden Versorgung für das kommende Frühjahr wird eine Düngung mit aufbereiteter Gülle zunehmend attraktiver (TopAgrar, 2021).
Oft sind jedoch die genauen Eigenschaften der Produkte aus der Wirtschaftsdüngeraufbereitung nicht bekannt. Allerdings ist es sowohl für den abgebenden als auch für den aufnehmenden Betrieb von besonderem Interesse, die genaue Wirkung des aufbereiteten Wirtschaftsdüngers zu kennen. Zusätzlich sind die Kenntnisse über Massenabtrenngrade, die Nährstoffverteilung sowie den nötigen Energiebedarf Voraussetzung zur Beurteilung der Sinnhaftigkeit eines Wirtschaftsdüngeraufbereitungsverfahrens.

Ziele

Ziel des Vorhabens ist es, die Akzeptanz der Ackerbaubetriebe für den Einsatz aufbereiteter Wirtschaftsdünger zu erhöhen. Durch das Modell- und Demonstrationsvorhaben soll das Wissen über die Technologie der Gülleaufbereitung weiter in der Praxis verbreitet werden. Des Weiteren sollen die Vorteile, die die Nutzung für den Praktiker bringen, aufgezeigt werden.

Methode

Im Modell- und Demonstrationsvorhaben sollen in fünf verschiedenen Modellregionen (Bayern, Mecklenburg-Vorpommern, Niedersachsen, Schleswig-Holstein und Nordrhein-Westfalen) auf Praxisbetrieben Aufbereitungsanlagen betreut und optimiert werden und auf Betrieben, die Substrate aus der Aufbereitung aufnehmen, Streifen-/Demoversuche angelegt werden. Dabei werden aufbereitende Betriebe messtechnisch begleitet, um die Massenabtrenngrade, die Nährstoffverteilung und den nötigen Energiebedarf zu ermitteln. Bei den aufnehmenden Betrieben werden mittels N-Tester, N-Sensor und Drohnenflügen mit Multispektralkamera objektive Informationen zum Entwicklungsstand der Pflanzenbestände ermittelt.

Erste Ergebnisse

In der Modellregion Bayern sind Praxisbetriebe, die Trocknungsanlagen mit anschließender Pelletierung betreiben und ein Betrieb mit einer Vakuumverdampfungsanlage am Projekt beteiligt. Es wurden bisher Demonstrationsstreifen mit Ammoniumsulfat-Lösung (ASL) in Weizen und Hopfen, getrocknetem Gärrest in Mais und Gärrest-Pellets in Weizen, Gerste und Mais auf den Praxisbetrieben angelegt.

Vakuumverdampfung

Zoombild vorhanden

Durchschnittliche Nährstoffgehalte der Substrate eines teilnehmenden Betriebes

Der Vakuumverdampfungsanlage wird die flüssige Phase aus der Separation zugeführt. Dabei entstehen eine Dickphase, Kondensat und ASL. In der folgenden Grafik sind die durchschnittlichen Nährstoffgehalte der unterschiedlichen Substrate eines Betriebes dargestellt.
ASL kann als Mineraldünger eingestuft werden, wenn mindestens 5 % Ammoniumstickstoff und 6 % wasserlöslichen Schwefel enthalten sind (Kirsch 2018).
Ausgebracht wurde die ASL im Rahmen des Projektes mit einer Feldspritze mit 5-Loch Flüssigdüngerdüsen. Dabei wurden im Vergleich zu herkömmlichem Dünger bisher keine Unterschiede in Bezug auf Qualität und Ertrag festgestellt.

Gärresttrocknung

Zoombild vorhanden

Durchschnittliche Nährstoffgehalte der Substrate eines teilnehmenden Betriebes

Die feste Phase aus der Separation kann mittels Trocknung weiter aufbereitet werden. Hierzu gibt es verschiedene technische Möglichkeiten, wie beispielsweise Rührwerkstrockner oder Bandtrockner. Bei Rührwerkstrocknern kann zudem flüssiger Wirtschaftsdünger bis zu 90 % getrocknet werden. Anschließend an die Trocknung ist eine Pelletierung möglich, wenn das getrocknete Material einen TS-Gehalt von 85 bis 90 % aufweist. In der folgenden Grafik sind die durchschnittlichen Nährstoffgehalte von Gärresten, getrocknetem Gärrest und Gärrest-Pellets eines teilnehmenden Betriebes dargestellt.

Der getrocknete Gärrest wurde mit einem Großflächenstreuer vor der Maisaussaat ausgebracht. Die Ausbringung der Gärrest-Pellest erfolgte auf den Praxisbetrieben mit einem Mineraldüngersteuer oder einem Kalksteuer. Ersten Berichten der Landwirte zufolge gestaltet sich die Ausbringung der Pellets mit einem Düngersteuer aufgrund einer sehr geringen Fahrgeschwindigkeit schwierig. Hierbei müssen in den kommenden Versuchsjahren noch Anpassungen bei der Ausbringtechnik erfolgen.

Anschließend wurden die Felder mit einer Hacke (Mais) oder einem Strigel (Weizen) bearbeitet, um eine bessere Zersetzung der Pellets zu erreichen. In der Gerste erfolgte keiner dieser Bearbeitungsschritte, allerdings wurden die Pellets im Frühjahr zeitig ausgebracht, wodurch sie ausreichend Zeit und Feuchtigkeit hatten, um sich aufzulösen und ihre Wirksamkeit zu entfalten.

Insbesondere schätzen die teilnehmenden Landwirte an der ASL, dem getrockneten Gärrest und den Pellets, dass Ausbringtechniken genutzt werden können, die ohnehin auf Ihren Betrieben vorhanden sind. Im Laufe des Projektes gilt es nun, noch andere Techniken auszuprobieren, kleinere Anpassungen vorzunehmen und am Ende einen Vergleich zu ziehen.

Empfehlungen für Anwendungstechniken können derzeit noch nicht gegeben werden. Allerdings hat sich gezeigt, dass insbesondere in trockenen Jahren eine Bearbeitung der Felder mit Strigel oder Hacke eine positive Wirkung auf die Zersetzung der Pellets hat. Zusätzlich sollten die Pellets bei der Herstellung nicht zu stark gepresst werden, da ansonsten die Auflösung erst stark verzögert eintritt.

Aktuelles zum Projekt: SlurryUpgrade-Webseite Externer Link

Gärrest-Pellets aus der Wirtschaftsdüngeraufbereitung

Gärrest-Trocknungsanlage

N-Tester im Einsatz in Winterweizen

Drohne mit Multispektralkamera zur Überprüfung der Nährstoffversorgung

Streuschalen zur Überprüfung der Querverteilung