Zusatz macht Gülle klimafreundlicher

In den letzten 200 Jahren hat sich die Methankonzentration in der Atmosphäre mehr als verdoppelt. «Ein Drittel des menschgemachten Methans weltweit stammt aus der Tierhaltung», erklärt Felix Holtkamp, der im INRES-Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz der Universität Bonn promoviert. «Nach Schätzungen entstehen bis zu 50 Prozent davon durch Gärungsprozesse in der Gülle», so der Forscher weiter.

Emissionen sanken um 99 Prozent

Rund um den Globus suchen Forschende daher nach Möglichkeiten, diese Prozesse zu unterbinden. Holtkamp, sein wissenschaftlicher Betreuer Manfred Trimborn vom Institut für Landtechnik der Universität Bonn sowie Joachim Clemens vom Düngemittel-Hersteller SF-Soepenberg GmbH haben für das Problem nun eine vielversprechende Lösung vorgestellt. «Wir haben Gülle von einem Bauernhof im Labor mit Kalkstickstoff versetzt, einer Chemikalie, die seit mehr als 100 Jahren als Dünger in der Landwirtschaft eingesetzt wird», sagt Holtkamp. «Dadurch kam die Methanproduktion fast vollständig zum Erliegen», fährt er fort.

Insgesamt sanken die Emissionen um 99 Prozent. Dieser Effekt begann bereits eine knappe Stunde nach der Zugabe und hielt bis zum Ende des Experiments ein halbes Jahr später an. Die lange Wirksamkeit sei wichtig, da Gülle während der Vegetations-Periode gelagert und dann als wertvoller Dünger auf die Felder ausgebracht werde, so die Forscher. 

Kalkstickstoff unterbricht Umwandlung

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», so der Forscher.

Die Substanz hat aber noch weitere Vorteile: Sie reichert die Gülle mit Stickstoff an und verbessert so ihre Düngewirkung. Ausserdem verhindert sie die Entstehung sogenannter Schwimmschichten – das sind Ablagerungen organischen Materials, die auf der Gülle eine harte Kruste bilden und den Gasaustausch behindern. Normalerweise muss diese Kruste regelmässig zerkleinert und untergerührt werden.

Kosten überschaubar

Auch für die Tiere selbst hat das Verfahren Vorteile: Oft werden sie auf sogenannten Spaltenböden gehalten. Ihre Exkremente fallen dabei durch Öffnungen im Boden in einen grossen Behälter. Durch die mikrobielle Umsetzung kann das Kot-Urin-Gemisch mit der Zeit aufschäumen und durch die Spalten wieder nach oben steigen. «Die Tiere stehen dann in ihren eigenen Ausscheidungen, Kalkstickstoff unterbindet diese Aufschäumung», sagt Holtkamp. Die Kosten sind gemäss den Forschern überschaubar - sie liegen für die Rinderhaltung bei etwa 0,3 bis 0,5 Cent pro Liter Milch.

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 Manfred Trimborn vom Institut für Landtechnik der Universität Bonn. «Ganz sicher können wir das momentan aber noch nicht sagen», fährt er fort.

In Deutschland verhindert momentan übrigens ein Umweltgesetz den Zusatz von Kalkstickstoff: Für konventionell gelagerte Gülle gilt aktuell ein strenges Reinheitsgebot.