Vor allem geschlossene, wärmegedämmte Mastschweineställe mit Vollspaltenböden haben ein höheres Emissionspotenzial für Ammoniak.
Lilly Wokel, Universität Hohenheim
Im Übermass produziertes Ammoniak und klimawirksame Gase wie Methan, Kohlendioxid und Lachgas aus der Nutztierhaltung können Mensch, Tier und Umwelt belasten.
Gut für Tierwohl und Umwelt
Eva Gallmann, Professorin für Agrartechnikerin an der Universität Hohenheim, erforscht mit ihrem Team, wie sich durch auf dem Markt verfügbare, baulich-technische Massnahmen, insbesondere Ammoniak-Emissionen in Mastschweineställen verringern lassen. Das Augenmerk der Forscherinnen liegt auf der Kühlung der Gülle und einer Verkleinerung des Güllekanals, auch in Kombination mit weiteren Massnahmen zum Beispiel bei der Fütterung.
Beide Verfahren überprüfen sie an zwei Standorten auf ihre Wirksamkeit. Dabei wird jeweils ein Stall-Abteil mit eingebauter Minderungsmassnahme mit einem Referenzabteil ohne Minderungsmassnahme verglichen. «Erste Ergebnisse zeigen, dass beide Methoden nicht nur die Emissionen vermindern, sondern auch das Stallklima verbessern. So sorgt ausgeklügelte Tierhaltungstechnik für gute Luft im Stall. Das ist gut für Tiergesundheit und Wohlbefinden – und gut für die Umwelt», sagt Gallmann.
Hauptproblem Ammoniak
Vor allem geschlossene, wärmegedämmte Mastschweineställe mit Vollspaltenböden haben ein höheres Emissionspotenzial für Ammoniak. «Dort wird die Gülle meist die ganze Mast über unterhalb des Spaltenbodens gelagert. Diese grosse Oberfläche zusammen mit der langen Lagerdauer und der grossen Lagermenge sowie den vergleichsweise hohen Temperaturen im Stall begünstigen die Emission von Ammoniak», erklärt Lilly Wokel, Doktorandin im Fachgebiet Verfahrenstechnik der Tierhaltungssysteme an der Universität Hohenheim.
Deswegen interessieren sich die Forscherinnen vor allem für die Möglichkeiten der Gülle-Kühlung und der Güllekanal-Verkleinerung in geschlossenen Mastschweineställen, bei denen der Austausch mit der Umgebungsluft über Ventilatoren erfolgt. Sie setzen dabei vor allem auch auf Umbaulösungen für bestehende Ställe. «Nach unseren Messungen im direkten Vergleich der Stall-Abteile mit und ohne Minderungstechnik zeigen sich Minderungspotenziale zwischen 10 und 60 Prozent für Ammoniak», sagt Eva Gallmann. Es hänge auch stark von der Jahreszeit und der Mastphase ab und schwanke über den Jahresverlauf, fügt sie an.
Gülle-Kühlung mindert Emissionen
Einen hohen Einfluss auf die Bildung von Schadgasen hat die Temperatur der Gülle. «Durch Absenken der Gülletemperatur auf unter 15 °C können die in der Gülle ablaufenden chemisch-biologischen Prozesse reduziert werden, was zu einer deutlichen Minderung der Emissionen beiträgt», erläutert Lilly Wokel.
Eine Möglichkeit, die Temperatur in der Gülle zu senken, sind Kühlleitungen, die bereits beim Bau des Stalls in den Boden des Güllekanals einbetoniert werden. In bestehenden Ställen kommen Kühlrippen zum Einsatz, die im Güllekanal in der Gülle schwimmen. «Sie sind gut nachzurüsten und haben einen positiven Effekt auf das Stallklima», so die Wissenschaftlerin.
Dabei zirkuliert gekühltes Wasser in einem geschlossenen Kreislauf durch die Rippen und nimmt die Wärme aus der Gülle auf. Über eine Wärmepumpe wird diese wieder abgegeben und kann in anderen Bereichen des Stalles genutzt werden, zum Beispiel als Heizung für Liegeflächen oder in der Ferkelaufzucht. So lässt sich der für die Kühlung benötigte Energiebedarf teilweise kompensieren.
Verkleinerung des Güllekanals
Eine etwas grössere bauliche Veränderung erfordert die Einrichtung eines Teilspaltensystems in Kombination mit einer Verkleinerung der Gülle-Oberfläche. Dabei werden die Buchten der Tiere in verschiedene Funktionsbereiche eingeteilt. Mit unterschiedlich gestalteten Liege-, Fress- und Kotbereichen sollen die Tiere animiert werden, nur in einem kleinen Bereich, der mit Spalten ausgestattet ist, zu harnen und zu koten.
«Denn Schweine legen ihren Kotbereich in der Regel entfernt vom Ruhebereich an und, wenn sie die Möglichkeit haben, auch entfernt vom Futterbereich. Wenn ich diese Funktionen entsprechend zuordne und für jede Funktion genügend Platz vorsehe, dann machen sie das von sich aus.», führt Eva Gallmann aus. So kann durch saubere Buchten zusätzlich die verschmutzte bzw. emittierende Oberfläche verkleinert und die Bildung von Schadgasen reduziert werden.
Unter den Spaltenbereichen befinden sich V-förmige Wannen, die eine kleinere Oberfläche haben als ein herkömmlicher Güllekanal. Werden diese Wannen zudem möglichst häufig entleert, wird nicht nur die Oberfläche noch weiter verkleinert, sondern auch die im Stall gelagerte Güllemenge deutlich reduziert.
Relevantes Reduktionspotenzial
Beide untersuchten Massnahmen besitzen ein relevantes Potenzial die Emission von Ammoniak zu reduzieren. «Wir sehen aber auch, dass die Rahmenbedingungen eine grosse Rolle spielen», erklärt Lilly Wokel. Vieles hänge von den baulichen Gegebenheiten ab, beispielsweise wie gut die Gülle abfließen könne, oder ob sich festes Material vielleicht an den Kühlrippen anstaut. «Aber auch, wie oft gereinigt wird oder wie das Verhalten der Tiere im Stall gesteuert werden kann, spielt eine Rolle», so die Forscherin.
Als Nächstes werden die Daten der Optimierungsphase ausgewertet. Die Forscherinnen haben untersucht, ob die Kombination mit weiteren Fütterungsmassnahmen oder der Zusatz von saurer Molke zur Gülle eine weitere Verringerung der Emission ermöglichen, auch und vor allem für die Stall-Abteile ohne bauliche-technische Massnahme. «Schliesslich müssen wir der Praxis auch taugliche Lösungen anbieten, die in einem ersten Schritt schnell und vergleichsweise günstig zu realisieren sind», führen sie aus.
