Projektbeschreibung „Biogas-Expert“

Untersuchung der Ammoniakfreisetzung (NH3) und Ertragswirksamkeit der Injektion und Ansäuerung von organischen Düngern in Grünland

Beschreibung des Vorhabens

In Nordfriesland kann das Ertragspotenzial von Ackergras und Dauergrünland als Biogassubstrat mit Silomais konkurrieren, allerdings nur bei Anwendung mineralischer Düngung und nicht bei der Gärrestdüngung. Die Anwendung/das Recycling von Biogasgärresten ist aber ein grundlegender Bestandteil von Biogasproduktionssystemen.

Als eine Ursache werden hohe gemessene Dünger-N-Verluste durch Ammoniakverflüchtigung nach Schleppschlauchausbringung von Biogasgärresten angesehen. Durch Injektion von organischen N-Düngern können Ammoniak-N-Verluste deutlich reduziert werden, mehr Dünger-N aus den Gärresten steht der angebauten Kultur zur Verfügung, so dass die Ertragsdifferenz zu mineralischen Düngern potenziell deutlich reduziert werden kann. Injektion von organischen Düngern beinhaltet aber auch kritische Aspekte:

• die potenzielle Erhöhung der Freisetzung von N2O nach Düngung und damit eine verschlechterte Treibhausgasbilanz von Biogasanlagen.
• Beschädigung der Kultur durch Injektion und daraus resultierender Minderertrag.

Vor diesem Hintergrund wurde bereits im Jahr 2012 ein weiteres Verfahren zur Ausbringung von organischen Düngern und reduzierten NH3-Emissionen getestet: die Feldansäuerung von organischen Düngern. Nur wenn ausgebrachte organische Dünger einen pH-Wert von etwa 7 überschreiten, können hohe NH3-Verluste auftreten. Durch Ansäuerung können daher NH3-Verluste verringert werden. Vorteile gegenüber der Gülleinjektion liegen in einem geringeren Energieaufwand und der Vermeidung von Narbenschädigungen. Die Ansäuerung führt neben der Verminderung der NH3-Verluste auch zu einer zusätzlichen S-Düngung, die ertragssteigernd wirkt bzw. die Kosten einer zusätzlichen S-Düngung einsparen kann. Ein weiterer Vorteil ist die Ausbringung per Schleppschlauch, welche gegenüber der Injektion größere Arbeitsbreiten und damit eine schnellere Düngerausbringung ermöglicht.

Ergebnisse aus dem Versuchsjahr 2012 bestätigten, dass die NH3-Verluste sowohl durch Injektion als auch durch Ansäuerung reduziert werden konnten. In Abhängigkeit vom eingestellten pH-Wert, aber auch vom Injektionsabstand, wurden die NH3-Verluste um bis zu 80% gegenüber der Schleppschlauchvariante verringert. Es wurde keine Erhöhung der N2O-Verluste durch Injektion und Ansäuerung beobachtet. Die Varianten Injektion, Ansäuerung und Schleppschlauchausbringung lieferten ähnliche Graserträge, wobei die Erträge beim Schleppschlauch am niedrigsten lagen. Somit konnte im Jahr 2012 die Hypothese eines Ertragseffektes der NH3-Verflüchtigung nach Gärrestdüngung mit Schleppschläuchen tendenziell bestätigt werden. Ähnliche Untersuchungen auf einem Sandstandort in Dänemark zeigten signifikante Ertragsunterschiede.

Vor diesem Hintergrund werden im Jahr 2013 die drei Ausbringungstechniken (Injektion, Ansäuerung, konv. Schleppschlauch) noch einmal an einem Standort der nordfriesischen Marsch in Zusammenarbeit mit der Universität Aarhus als Feldversuche im Grünland durchgeführt.

Projektziele /-ergebnis

Ein mögliches Ergebnis dieser Untersuchung kann sein, dass Grünland bei effizienter organischer Düngung dem Maisanbau ökologisch überlegen und ertraglich ebenbürtig ist. Als zweiter Punkt werden innovative Gülleausbringungstechniken zum ersten Mal simultan und mehrjährig bezüglich Ertrags- und Umweltwirkung in der Projektregion getestet. Daraus lassen sich auch Rückschlüsse auf eine optimierte organische Düngung in anderen Bioenergiekulturen unter den Bedingungen der Marsch ziehen. So können klare Managementempfehlungen für Landwirte abgeleitet werden und die Umweltwirkung der Biogasproduktion am Standort besser abgeschätzt werden.

Projektbeteiligte

• Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung)
• University Aarhus (Knowledge Center For Agriculture, Denmark)

• Biogas

• Biomassebereitstellung