Innovations- und Forschungsprojekt
Möglichkeiten zur Minderung von Ammoniakemissionen durch mikrobielle Güllebehandlung und Gülleadditive – EmiAdditiv

Die heimische Landwirtschaft steht vor enormen Herausforderungen. Unter anderem zählen hierzu die gesetzlichen Verpflichtungen zur Reduktion der Ammoniakemissionen. Die NEC-Richtlinie (Richtlinie EU 2016/2284) sieht eine Senkung der Ammoniakemissionen um 29 % bis 2030 gegenüber dem Referenzjahr 2005 vor. Vor allem bei der Lagerung und der Ausbringung von Wirtschaftsdüngern aus der Tierhaltung und der Biogasproduktion können erhebliche Stickstoffverluste in Form von Ammoniak entstehen.

Um Stickstoffverluste in Form von Ammoniak zu mindern, können verschiedene Verfahren in Betracht gezogen werden. Als Standardverfahren zur Minderung von Ammoniakemissionen gilt – neben der direkten Einarbeitung auf Ackerland - die bodennahe streifenförmige Ausbringung bzw. Injektion von flüssigen Wirtschaftsdüngern. Darüber hinaus gibt es weitere Maßnahmen, die bereits in anderen Ländern etabliert sind. Ein Beispiel hierfür ist die Ansäuerung von Gülle mithilfe von Schwefelsäure, deren Ammoniakminderungspotential bereits belegt ist. Dieses Verfahren wird überwiegend in Dänemark praktiziert, in Deutschland findet es bisher nur vereinzelt Anwendung.

Bei der Behandlung von Gülle mit Additiven wie Gesteinsmehle, Pflanzenkohle und effektive Mikroorganismen berichten hingegen allen voran Praktiker von subjektiv, positiven Erfahrungen wie beispielsweile einer Minderung des Geruchs. Bisher wurden Güllezusätze zwar wissenschaftlich untersucht, jedoch mithilfe unterschiedlicher Methoden, sodass ein Vergleich der Werte nur schwer möglich ist. Dazu müssen standardisierte Versuche mindestens im halbtechnischen - besser im Praxismaßstab über einen längeren Zeitraum erfolgen.

Das übergeordnete Projektziel ist es, fundierte Empfehlungen für eine emissionsmindernde Güllebehandlung an die landwirtschaftliche Praxis zu geben. Dazu soll am Institut für Landtechnik und Tierhaltung eine Versuchsanlage zur Erfassung von Ammoniakemissionen bei der Behandlung von Gülle mit Zusätzen unterschiedlicher Wirkrichtung entwickelt werden. Dabei sollen auch mikrobielle Güllezusätze mittels molekularbiologischer Methoden hinsichtlich ihrer Zusammensetzung und ihres Wirkmechanismus untersucht werden.

Am Institut für Landtechnik und Tierhaltung (ILT) wurde im Jahr 2021 nach eineinhalb Jahren Entwicklungsdauer eine vollautomatisierte Versuchsanlage fertiggestellt mit der nun bis zu sieben Güllezusätze in vierfacher Wiederholung unter standardisierten Bedingungen (Temperatur, Luftgeschwindigkeit) in nur einem Durchgang getestet werden können. Ausgewählte Zusätze werden zusätzlich an der HBLFA Raumberg-Gumpenstein geprüft. Auch hier wurde eine Untersuchungsanlage für Güllezusätze entwickelt in der jedoch nur ein Zusatzstoff pro Durchgang getestet werden kann. Neben der Ammoniakfreisetzung können bei dieser Anlage auch Treibhausgas­emissionen (CH4, CO2, N2O) sowie Schwefelwasserstoffemissionen gemessen werden. Die beiden Anlagen unterscheiden sich in ihrer Messtechnik, was eine belastbarere Aussage hinsichtlich der Ammoniakfreisetzung aus behandelten Wirtschaftsdüngern erlaubt. Mikrobiologische Untersuchungen beleuchten zudem Veränderungen in der Mikroflora behandelter Güllen, wodurch die Wirkungsweise biologisch wirkender Güllezusätze aufgedeckt werden kann.

Erste Ergebnisse zeigen, dass eine Zugabe von Kohlenstoffquellen (C-Quelle; zum Beispiel Glucose, Zuckerrübenmelasse) die Ammoniakfreisetzung aus Rindergülle reduzieren kann. Die zugesetzten C-Quellen sind Nahrung für die in der Gülle enthaltenen Mikroorganismen und werden durch diese zu organischen Säuren verstoffwechselt. Der pH-Wert wird abgesenkt und die Ammoniakfreisetzung reduziert. Jedoch konnte nach etwa zwei Tagen bei der behandelten Gülle eine teils starke Schaumbildung beobachtet werden. Daneben führte die Zugabe der C-Quellen zumeist auch zu einer starken Geruchsbelastung, hervorgerufen durch die entstehenden flüchtigen Fettsäuren.

Durch die Zugabe von Biokohle konnte die Ammoniakfreisetzung hingegen nicht reduziert werden. Die am Markt verfügbaren Kohlen unterscheiden sich jedoch in ihrem Ausgangsstoff sowie in ihrer Mahlfeinheit und es gibt nur geringe Kenntnisse darüber welche Eigenschaften Kohlen haben müssen, um eine Wirkung zu erzielen. Hierzu sind somit weitere Untersuchungen erforderlich.

Weitere Ergebnisse sind Endes des Jahres 2023 zu erwarten. Zudem werden derzeit im Nachfolgeprojekt EmiAdditiv II die Einflussfaktoren auf die Wirkungsweise der Güllezusätze untersucht.