CO2-arme Düngemittel für den Anbau umweltfreundlicher Nahrungsmittel
03 Aug 2023
In vielen Regionen der Welt, die landwirtschaftlich schwer zu nutzen sind, leisten Düngemittel einen massiven Beitrag zur Nahrungsmittelproduktion und zur Ernährung einer wachsenden Weltbevölkerung. Düngemittel erhöhen die Ernteerträge und verringern den Flächenbedarf für die Landwirtschaft. Doch ihr übermäßiger Einsatz trägt auch zur Umweltverschmutzung bei, da sie in den Boden, die Luft und das Wasser eindringen. Die Herausforderung besteht daher darin, sie effizient einzusetzen und gleichzeitig ihre ökologischen Nebenwirkungen zu minimieren.
Düngemittel sind Substanzen natürlichen oder synthetischen Ursprungs, die auf den Boden oder das Pflanzengewebe aufgebracht werden, um Nährstoffe zu liefern. Es gibt zahlreiche natürliche und industriell hergestellte Düngemittel, die alle die drei wichtigsten Makronährstoffe enthalten: Stickstoff (N), Phosphor (P) und Kalium (K). Landwirte bringen diese Düngemittel auf unterschiedliche Weise aus – trocken, in Form von Pellets, oder flüssig –, um die Fruchtbarkeit des Bodens mit wichtigen Nährstoffen für den Anbau von Nutzpflanzen aufrechtzuerhalten oder das Wachstum der Weiden zur Fütterung von Tieren zu gewährleisten.
Im Kreislauf der landwirtschaftlichen Nährstoffe ist Stickstoff ein Schlüsselelement. Stickstoff macht fast 80 Prozent der Erdatmosphäre aus und ist für das Leben und Wachstum auf unserem Planeten unerlässlich. Als harmloses Inertgas bildet er die Grundlage für Proteine in unserem Körper und trägt zur Verbesserung der Bodenqualität bei. Seit Beginn des 20. Jahrhunderts sind jedoch die Mengen reaktiver Stickstoffformen, die in den Boden, die Gewässer und die Atmosphäre des Planeten gelangen, übermäßig angestiegen.
Stickstofffixierende chemische Prozesse haben in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts zu einer erheblichen Erhöhung des Einsatzes von Stickstoffdüngern geführt (+ 800 % zwischen 1961 und 2019). Sie leisteten einen entscheidenden Beitrag zu einer effizienteren Produktion in konventionellen Lebensmittelsystemen (mehr als 30 Prozent pro Kopf). Die Kehrseite der Medaille ist jedoch, dass ein Großteil dieses „hinzugefügten“ Stickstoffs anschließend verloren geht und ersetzt werden muss.
Untersuchungen des Centre for Ecology & Hydrology in Großbritannien belegen, dass über die gesamte „Farm to Fork“ (vom Erzeuger zum Verbraucher)-Wertschöpfungskette80 Prozent des Stickstoffs verschwendet und in die Umwelt freigesetzt werden.1 Um die Landwirtschaft nachhaltiger zu gestalten, ist also die Verringerung der Stickstoffabfälle und die Wiederverwertung dieser wertvollen Ressource zu einem entscheidenden Ziel geworden. Insgesamt wird geschätzt, dass treibhausgaseffiziente Technologien und Praktiken bis 2050 zu einer 20-prozentigen Verringerung der Emissionen in der Landwirtschaft beitragen könnten.2 Und das muss nicht schwierig sein: Einfache Maßnahmen wie Deckel auf Güllebehältern (die verhindern, dass Ammoniak in die Atmosphäre entweicht), sind in vielen Ländern bereits gute landwirtschaftliche Praxis.
Umwandlung von Stickstoffemissionen in nachhaltigen Dünger
Gemeinsam mit dem norwegischen Unternehmen N2 Applied, einem langfristigen, exklusiven und strategischen Partner, hat GEA eine Gülleverarbeitungs-Lösung für die Milchwirtschaft entwickelt. Der GEA ProManure E2950 verwandelt Gülle in angereicherten Dünger und reduziert die Gesamt-Treibhausgasemissionen des landwirtschaftlichen Betriebs um bis zu 30 Prozent.
Adel Sharifi, Senior Director of Manure Processing bei GEA, erklärt die Funktionsweise der Gülleanreicherungseinheit. „Die Technologie reichert das organische Substrat mit Stickstoff aus der Luft an und erzeugt so stickstoffangereicherten organischen Dünger (NEO). Durch den Anreicherungsprozess wird der Dünger auch leicht sauer, was die Bildung und Emission von Ammoniak (NH3) während der Lagerung und Ausbringung verhindert. Außerdem wird die Bildung von Methan (CH4) verhindert, was zu einer Verringerung der Treibhausgasemissionen führt und den Verlust von organischem Kohlenstoff verhindert. Dies verleiht NEO ein enormes Potenzial als ökologische und kostengünstige Lösung für eine nachhaltige Landwirtschaft.“
Das GEA ProManure E2950 Gülleanreicherungsgerät
Darüber hinaus zeigen Daten aus jüngsten Leistungstests, dass NEO-Dünger den Stickstoff bei der Ausbringung auf Pflanzen und Gräser im Vergleich zu unbehandelter Gülle um 59 Prozent effizienter nutzt. Das bedeutet, dass ein weitaus höherer Anteil des Stickstoffs in der behandelten Gülle verbleibt und nicht in Böden und Gewässer ausgewaschen wird. Diese Ergebnisse stellen einen bedeutenden Durchbruch im Hinblick auf die Kreislaufwirtschaft dar. Sie unterstreichen die Tatsache, dass die Plasmabehandlungs-Technologie geeignet ist, um NEO-Material vor Ort auf praktikable, zuverlässige Weise zu produzieren. Darüber hinaus führt diese innovative Technologie für die Güllebehandlung zu kürzeren Wertschöpfungsketten und reduziert den Bedarf an chemischen Düngemitteln auf der Basis fossiler Brennstoffe.
Nachhaltige Milchviehhaltung, die den Umweltanforderungen entspricht
Milchviehhalter Neil Dyson von der Holly Green Farm in Buckinghamshire, Großbritannien, arbeitet seit zwei Jahren mit dem System und sieht gleich mehrere Vorteile von NEO. „Bei einer Herde von 500 Kühen ermöglicht die neue Technologie eine effizientere Nutzung der Gülle. Früher mussten wir die Gülle vor allem auf landwirtschaftlichen Feldern ausbringen, die weiter vom Wohngebiet entfernt sind, jetzt können wir sie auf allen Feldern mit ihrer besten Wirkung einsetzen“, erklärt er.
Eine weitere Herausforderung für Landwirte wie Neil ist die Notwendigkeit, Gülle auf Feldern auszubringen, die in der Nähe von Wohngebieten liegen. Der Geruch kann unangenehm sein! Behandelte NEO-Gülle hingegen ist geruchsneutral und enthält zusätzlich auch noch die doppelte Menge Stickstoff. Es wird also weniger Gülle benötigt, um das gleiche Ergebnis zu erzielen.
Neils Tochter Susannah und Schwiegersohn Adam sind ebenfalls Teil des Familienunternehmens und werden den Betrieb auch in Zukunft weiterführen. Die Gülleaufbereitung hilft, Umweltauflagen zu erfüllen, die Gülle optimal zu nutzen und von chemischen Düngemitteln unabhängig zu bleiben. Der Betrieb des Systems mit Solarenergie trägt weiterhin zur Nachhaltigkeit der Holly Green Farm bei.
Die Familie Dyson: Landwirte der nächsten Generation
„Wenn man einen Familienbetrieb führt, der auf eine mehr als 100-jährige Geschichte zurückblicken kann, denkt und plant man langfristig. Als Landwirtin der nächsten Generation ist die Nachhaltigkeit ausschlaggebend“, fügt Neil hinzu. Die Familie ist überzeugt, dass die effizienten Lösungen von GEA es ihr ermöglichen werden, die Milchviehhaltung auf ökologische, flexible und tierfreundliche Weise fortzuführen.
Holly Green Farm (Buckinghamshire, UK) macht die Milchwirtschaft durch den Einsatz von kohlenstoffarmen Düngemitteln nachhaltiger
Landwirtschaft der nächsten Generation
