Biogas Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

 

Verlustarme Ausbringung von Gärprodukten

Tage mit hohen Temperaturen oberhalb 25 °C sind für die Ausbringung von Gülle- und Gärprodukten aufgrund der erhöhten Ammoniak- und Geruchsemissionen nicht geeignet. Im Allgemeinen gilt: Je höher die Lufttemperatur und -trockenheit, desto mehr Ammoniak entweicht während und nach der Düngung. Wer an heißen Sommertagen Gülle oder Gärprodukte ausbringt, verursacht besonders hohe Stickstoffverluste und Geruchsemissionen. Grundsätzlich sollen Gärprodukte und Gülle möglichst nährstoffeffizient, emissionsarm und zu einem pflanzenbaulich sinnvollen Zeitpunkt ausgebracht werden. Gegenüber unbehandelter Gülle haben Gärprodukte einen erhöhten Ammoniumstickstoffgehalt und somit eine bessere Düngewirkung. Bei ungünstigen Ausbringverhältnissen erhöhen sich aber auch die gasförmigen Stickstoffverluste.

Das Ziel der Düngung besteht darin, den Stickstoff im Kreislauf zu halten und wertvolle Nahrungs- und Futtermittel oder Energiepflanzen zu generieren. Landwirten stellt sich die Herausforderung, Nährstoffverluste und Emissionen so gering wie möglich zu halten. Die Möglichkeiten dafür sind vielfältig. 

Verlustarme Ausbringung mit Schleppschlauchverfahren

Düngeverordnung regelt die gute fachliche Praxis

Generell dürfen Gärprodukte nur ausgebracht werden, wenn die Pflanzen die entsprechenden Nährstoffe auch aufnehmen können. Die gute fachliche Praxis bei der Ausbringung von Gärprodukten wird in Deutschland durch die Düngeverordnung geregelt. Demnach dürfen Gärprodukte grundsätzlich nicht auf überschwemmten, wassergesättigten oder schneebedeckten Böden ausgebracht werden. Auf gefrorenen Böden muss eine Pflanzendecke vorhanden sein und der Boden muss durch Auftauen tagsüber aufnahmefähig werden. Auf Flächen ohne Pflanzenbewuchs müssen Gärprodukte unverzüglich, spätestens vier Stunden nach der Ausbringung, eingearbeitet werden. Obwohl es bei besonders hohen Temperaturen zu erheblichen Ammoniakemissionen kommen kann, sind in der Düngeverordnung bisher keine Vorschriften zum Ausbringen von Gülle und Gärprodukten bei heißer Witterung enthalten.

Zwar verbieten Sperrfristen das Ausbringen im Spätherbst und Winter sowie auf Ackerflächen ab Ernte der letzten Hauptfrucht. Kulturen, die im Herbst noch einen Düngebedarf haben, wie z.B. Winterraps, Wintergerste, Feldfutter oder Zwischenfrüchte, dürfen gedüngt werden. In dem Fall kann die notwendige Gärproduktausbringung in heiße Sommerperioden fallen. Wird die auf den Getreidestoppeln ausgebrachte Gülle aber nicht unverzüglich eingearbeitet, kann es insbesondere in den ersten Stunden nach der Ausbringung zu erheblichen gasförmigen Emissionen und Geruchsbelästigungen kommen (Tab. 1).  

Verlustarme Ausbringung und unmittelbare Einarbeitung

Großen Einfluss auf die Emissionen während und nach der Düngung hat die Art der Ausbringung. Durch bodennahe Verteilung lassen sich Ammoniak- und somit auch Geruchsemissionen in Abhängigkeit der Technik um bis zu 90 % reduzieren. Je kurzzeitiger der Kontakt zwischen Luft und Gülle bzw. die Verweilzeit der Gülle auf dem Boden, desto geringer sind die Emissionen und Nähstoffverluste (Tab. 1). Zur Ausbringung flüssiger Gärprodukte eigenen sich vor allem Schleppschlauch, Schlepp- und Schlitzschuhverfahren sowie flache Injektionsverfahren.  

Die kostengünstige und lange Zeit übliche Breitverteilung per Prallteller ist laut Düngeverordnung zwar noch erlaubt, seit 2016 allerdings nur noch mit Prallelementen, die eine waagerechte oder nach unten gerichtete Gärgutverteilung ermöglichen. Ab 2020 dürfen Gärprodukte laut Düngeverordnung nur noch streifenförmig ausgebracht werden oder müssen direkt in den Boden eingearbeitet werden. Die Breitverteilung ist im stehenden Getreide noch bis 2020 und auf Grünland noch bis 2025 erlaubt.         

Die streifenförmige Gärproduktausbringung reduziert Emissionen und erreicht durch die geringe Windanfälligkeit eine bessere Querverteilung. Neben Schleppschläuchen bieten Verfahren mit Schleppschuhen eine gute Alternative. Schleppschuh und Boden stehen hier in direktem Kontakt. Dabei wird der Boden leicht aufgebrochen und ein leichter Eintrag der Gärprodukte in den Boden begünstigt. Optimal für die Pflanzenverfügbarkeit ist die Ausbringung mittels Schlitzgeräten. Dabei wird das Gärprodukt direkt in den Boden eingebracht. In Biogasbetrieben erfolgt das Schlitzverfahren häufig als Unterfußdüngung mittels Injektion vor der Maissaat als Nährstoffdepot. Auch für Grünland ist die Ausbringtechnik mit Schlitzkufen oder Schlitzscheiben ideal, da keine Verschmutzung der Grasnarbe erfolgt. Die Ausbringung mit Güllegrubber vereint Ausbringung und Einarbeitung in einem Arbeitsgang. Zwar können bei geringer Arbeitsbreite nur Flächen ohne Pflanzenbewuchs gedüngt werden, allerdings kann eine Emissionsminderung von bis zu 90 % gegenüber der Breitverteilung erreicht werden (Tab. 2). Ebenso effizient ist das Gülle-Strip-Till-Verfahren. Dabei handelt es sich um eine streifenförmige Bodenbearbeitung bei gleichzeitiger Aussaat kombiniert mit der Ausbringung von Gärprodukten. Die Nährstoffeffizienz ist sehr hoch und das Emissionsminderungspotential gegenüber der Breitverteilung liegt ebenfalls bei 90 %. (Tab. 2).

Emissionsminderung bei Verfahren zur Ausbringung von Gülle und Gärprodukten
Emissionsminderung bei Verfahren zur Ausbringung von Gülle und Gärprodukten (Quelle: Drücker, H.: Techniken zur usbringung von Gärresten. FNR Tagung "Pflanzenbauliche Verwertung von Gärrückständen". Berlin 2018)

Ansäuerung als Maßnahme zur Minimierung von Ammoniakverlusten

Ein vielversprechendes Verfahren zur Reduzierung von Ammoniakemissionen ist die Ansäuerung von Gülle bzw. Gärprodukten während der Ausbringung. Durch die Absenkung des pH-Wertes < 6 wird das Dissoziationsgleichgewicht zwischen Ammoniak und Ammonium, in Richtung Ammonium verschoben. Auf diese Weise kann kein gasförmiges Ammoniak mehr entweichen und der Stickstoff verbleibt als flüssiges Ammonium im Dünger. Durch Ansäuerung während der Ausbringung können die Ammoniakemissionen um bis zu 60 % reduziert werden. Kombiniert man die Ansäuerung mit einer verlustarmen Ausbringung und Einarbeitung in den Boden, lassen sich die Ammoniakemissionen noch weiter reduzieren. Zum Ansäuern der Gärprodukte eignet sich z. B. Schwefelsäure, die vergleichsweise kostengünstig ist und ein hohes Ansäuerungspotential besitzt.

Aus pflanzenbaulicher Sicht bietet die Ansäuerung mit Schwefelsäure zweierlei Vorteile. Zum einen liegt der Stickstoff als Ammonium vor und kann von den Pflanzen direkt aufgenommen werden. Dadurch ist das Risiko von Stickstoffeinträgen in den Boden bzw. in das Grundwasser weitestgehend reduziert.  Zum anderen ist durch die Anwendung von Schwefelsäure eine Schwefeldüngung inklusive. Das entstehende Sulfat sollte zusätzlich als voll pflanzenverfügbarer Nährstoff eingeplant werden, sodass keine negativen Umweltauswirkungen zu erwarten sind. Mit dem Verfahren des Ansäuerns lassen sich auch ohne Einarbeitung besonders hohe Effekte hinsichtlich Emissionsminderung erzielen.

Fazit

Eine sofortige Gülle- bzw. Gärprodukteinarbeitung in den Boden und die Nutzung verlustarmer Ausbringtechniken wird empfohlen. Bei Berücksichtigung der technischen und organisatorischen Maßnahmen ist zum einen die Ammoniakdüngewirkung von Gärprodukten annähernd so wirksam wie die von Mineraldüngern und zum anderen lassen sich damit Ammoniakemissionen weitestgehend reduzieren.

Jeder Landwirt sollte durch die Nutzung fortschrittlicher Technik und durch eine sorgsame Terminwahl, die Geruchsbelästigung während der Gülle- bzw. Gärproduktausbringung möglichst geringhalten, insbesondere für das Image des Berufsstands „Landwirt“ und zur Förderung guter nachbarschaftlicher Beziehungen zur Dorfbevölkerung. 

Wettbewerb Bioenergie-Kommunen 2019
Basisdaten Nachwachsende Rohstoffe
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