Starke Verringerung der Methanemissionen durch Kalkstickstoff
2023 ging knapp ein Fünftel der Methanemissionen aus der deutschen Nutztierhaltung auf das Konto der Lagerung und Ausbringung von Wirtschaftsdüngern, also Gülle und Gärresten (UBA 2025). Die vorhandenen technischen Ansätze, diese Emissionen zu mindern, sind oft mit hohem baulichem und finanziellem Aufwand verbunden, wie die gasdichte Abdeckung von Güllelagern. Im Projekt EMeRGE nahmen die Forschenden mit dem Kalkstickstoff-Additiv gezielt ein technisch einfaches Verfahren in den Blick, das sich praktisch in jedem Betrieb umsetzen lässt. Damit konnten sie einen fast vollständigen Rückgang der Methanemissionen durch das Additiv nachweisen.
Neben der Verminderung der Methanemissionen sollte im Projekt auch der Ertrag aus Biogasproduktion und darüber hinaus die Produktion qualitativ hochwertiger und umweltfreundlicher organischer Dünger für die Landwirtschaft durch den Einsatz von Kalkstickstoff untersucht werden.
Verringerung der Methan- und Lachgasemissionen
Im Technikumsmaßstab konnte das Forscherteam bei sommerlichen Temperaturen einen fast vollständigen Rückgang der Methanemissionen durch das Additiv nachweisen: Rinder- oder Schweinegülle emittierten bis zu 97 Prozent weniger Methan als herkömmlich gelagerte. Im Winter und bei Gärresten fiel der Rückgang zwar geringer aus oder benötigte höhere Kalkstickstoffzugaben, war aber immer noch erheblich. Ähnliche Ergebnisse erzielten realitätsnahe Versuche im 1.000-Liter-Maßstab.
Die Lachgas(N2O)emissionen ließen sich durch Kalkstickstoff vor allem während der Lagerung senken. Bei der Ausbringung additivierter Wirtschaftsdünger auf dem Acker gingen die N2O- Emissionen hingegen nicht signifikant zurück.
Höhere Methanerträge für Biogasproduktion
Auf die Vergärung der Wirtschaftsdünger zur Nutzung behandelter Güllen für die Biogasproduktion sind unter bestimmten Voraussetzungen ebenfalls positive Auswirkungen möglich: Bei höheren Temperaturen, einem nicht zu hoch dosierten Additiv und einer ausreichend langen Lagerung ab 14 Tagen steigen die Methanerträge gegenüber unbehandelt gelagertem Wirtschaftsdünger. Im Projekt lag das Plus bei bis zu 11 Prozent. Sind diese Voraussetzungen hingegen nicht gegeben, kann es auch zu einer Hemmung des Biogasprozesses und sinkenden Methanerträgen kommen.
Höhere Stickstoffeffizienz – geringere Düngerkosten
Kalkstickstoff verzögert die Stickstoff(N)-Umsetzung in Gülle und Gärresten durch eine vorübergehende Inaktivierung der Mikroorganismen. In der Forschungsliteratur wird über eine Senkung der Stickstoff-Verluste im Lager um 96 Prozent berichtet. Die damit in den Wirtschaftsdüngern verbleibende größere Stickstoffmenge kann potenziell Mineraldünger ersetzen und dessen Effizienz und Wirtschaftlichkeit verbessern.
Die Forschenden berechneten in Szenarien, dass die Mineraldüngerkosten so insbesondere in Landkreisen mit einem hohen Anteil an Nutztierhaltung deutlich – um bis zu 22 Prozent – sinken können.
Auswirkungen auf die Mikrobiologie
Im Projekt wurden auch die Auswirkungen auf die in den jeweiligen Systemen vorhandenen mikrobiellen Gemeinschaften genauer untersucht. Im Ergebnis komme es laut den Forschenden als Folge der Kalkstickstoffzugabe zu erheblichen Umstrukturierungen; einige prozessrelevante Mikroorganismen werden inaktiviert, andere beginnen sich im System neu zu etablieren – man spricht von funktioneller Redundanz, so dass im Ergebnis wichtige Leistungen wie die Methanogenese oder essentielle Nährstoffkreisläufe im Boden erhalten bleiben.
Links
Das Vorhaben EMeRGE wurde vom Bundesministerium für Landwirtschaft, Ernährung und Heimat (BMLEH) über den Projektträger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) gefördert.
Er enthält auch Anwendungs- und Dosierempfehlungen und eine Beispielkalkulation zur Treibhausgasminderung im Produktionsverfahren Milchkuhhaltung.


