Mit Gärrückständen richtig düngen - Dr. Neinhaus Verlag AG

14 10 Pflanzenbau
Landpost 11/2009
Mit Gärrückständen richtig düngen
Eine Übersichtsuntersuchung in Baden-Württemberg liefert Ergebnisse
zur Nutz- und Düngewirkung von Gärrückständen aus Biogasanlagen
Die Untersuchung des
Landwirtschaftlichen
Technologiezentrums
(LTZ) Augustenberg konzentrierte
sich auf Gärrückstände
aus landwirtschaftlichen Biogasanlagen,
die neben Gülle nur
nachwachsende Rohstoffe (Nawaro)
vergären. Sie stellen die
Masse der Gärrückstände, für
die bisher kaum zuverlässige
Daten zur Verfügung standen.
Daneben wurden auch Gärrückstände
aus Bioabfallanlagen
untersucht, die betriebsfremde
Bioabfälle wie Küchenabfälle in
der Regel mit Gülle vergären.
Untersucht wurden nur unbehandelte
Gärrückstände aus
dem Endlager, da sie in dieser
Form von den Landwirten
weit überwiegend zur Düngung
eingesetzt werden. Zwischen
2005 und 2008 wurden aus 122
Bio-gasanlagen 249 Proben
untersucht. 223 Proben — und
damit 90 Prozent der Stichprobe
n— stammten aus Nawaro-Anlagen.
Um Unterschiede
zur reinen Gülle zu erfassen,
wurden in 53 Probenpaaren
die Nährstoffgehalte von Gülle
und Gärrückstand miteinander
verglichen. Im Folgendem werden
vorrangig diese Ergebnisse
vorgestellt. Weitere Resultate
können dem Projektbericht entnommen
werden. Er ist unter
www.ltz-Augustenberg abrufbar.
Allgemeine Parameter
und Wertstoffe
Nawaro-Gärrückstände sind
mit Trockenmasse-Gehalten
von durchschnittlich etwa sieben
Prozent ausgesprochen
dünnflüssig (Tabelle 1), deutlich
dünner als vergleichbare
Güllen. Das liegt am Abbau
von Trockenmasse durch die
Vergärung, bei der Methan und
Kohlendioxid gebildet wird.
Gärrückstände weisen wegen
ihrer Dünnflüssigkeit nur gering
schwankende Rohdichten
(Volumengewichte) von im Mittel
1,0 t / m3 auf. Mit t / ha oder
m3 / ha werden deshalb gleiche
Mengen an Wert- und Nährstof-
Tabelle 1: Allgemeine Paramenter und Wertstoffgehalte
von Nawaro-Gärrückständen im Vergleich zu Güllen
- Gehalte in der Frischmasse -
Parameter Gärrückstände Güllen im Vergleich
Mittelwert 1 Spannweite 2 Mittelwert % Gärrückstand
Trockenmasse % 7,0 5,0 - 8,5 höher + 15 - 20
pH-Wert - 8,3 7,9 - 8,6 niedriger - 10 - 15
Org. Substanz kg/t 51 36 - 66 höher + 20 - 30
C/N-Verhältnis 3 - 6,4 5,9 - 7,6 höher + 50 - 60
BWS kg CaO/t 3,7 2,7 - 4,6 niedriger - 20 - 30
Erl.:
1 2
arithm. Mittelwert der Stichprobe Spannweite der Stichprobe (20 – 80 % aller Proben)
3 C/N – Verhältnis von Kohlenstoff(C) zu Stickstoff(N), maßgebend für die N-Mineralisierung
der org. Substanz, je enger, desto günstiger
Tabelle 2: Gesamtgehalte an Nährstoffen und
ihre Löslichkeiten in Nawaro-Gärrückständen
Nährstoffe Gesamtgehalte in kg/t FM 1 Löslichkeiten
Mittelwert 2
Spannweite 3 % Gesamtgehalte Bewertung
Stickstoff N 4,7 3,9 - 5,5 40 - 60 mittel
Ammonium NH4-N 2,7 2,1 - 3,3 70 - 90 hoch
Phosphor P2O5 1,8 1,2 - 2,1 60 - 70 hoch
Kalium K2O 5,0 3,8 - 6,0 90 - 100 sehr hoch
Magnesium MgO 0,84 0,47 - 1,04 15 - 20 niedrig
Kalzium CaO 2,1 1,5 - 2,6 – 4 –
Schwefel S 0,33 0,26 - 0,41 – –
Erl.: 1 2 3
FM - Frischmasse arithm. Mittelwert der Stichprobe Spannweite der Stichprobe
4
(20 – 80 % aller Proben) Löslichkeitsangaben bei Kalzium und Schwefel nicht sinnvoll
fen ausgebracht. Die Gehalte an
organischer Substanz fallen aus
dem gleichem Grund wie bei der
Trockenmasse mit etwa 50 kg / t
im Mittel deutlich niedriger aus
als in Güllen. Beide Mittelwerte
sind mit großen Spannweiten
verbunden, was bei der Nutzung
berücksichtigt werden muss.
Besonders auffällig ist der sehr
hohe pH-Wert von etwa 8,3. Er
liegt damit deutlich höher als in
Güllen mit mittleren Werten um
7,0 bis 7,5. Bei Gärrückständen
ist deshalb mit einer erheblichen
Ammoniakausgasung zu
rechnen.
Sie kann, je nach äußeren Umständen
(Temperatur, Sonneneinstrahlung),
zu Stickstoffverlusten
von 30 Prozent und mehr
führen. Das Verhältnis von
Kohlenstoff (C) zu Stickstoff (N),
das C / N-Verhältnis bei Gärrückständen
fällt mit etwa 6,0
bis 6,5 / 1 deutlich und statistisch
gesichert niedriger aus als
in Güllen. Dort liegt das C / N-
Verhältnis durchschnittlich bei
10 bis 11 / 1. Deshalb ist bei ihrer
Verwertung mit einer zügigeren
N-Mineralisierung der organischen
Substanz zu rechnen, die
sich positiv auf die N-Düngeeffizienz
auswirkt. Gärrückstände
aus Bioabfall-Anlagen weisen
noch engere C / N-Verhältnisse
von 5,0 bis 5,5 / 1 auf. Die Gehalte
an basisch wirksamer Substanz
(BWS) in Gärrückständen,
im Mittel etwa 3,5 bis 4,0 kg
Kalk (CaO ) pro Tonne Frischmasse,
sind als relativ niedrig
einzustufen. In Güllen fallen sie
noch niedriger aus.
Gesamtgehalt an
Hauptnährstoffen
Nawaro-Gärrückstände verfügen
über beträchtliche Gesamtgehalte
an Hauptnährstoffen
und stellen daher einen wertvollen
Beitrag für die Düngung
dar. (Tabelle 2). Der N-Gehalt
fällt mit im Mittel 4 bis 5 kg / t
etwa 20 Prozent höher aus als
in Güllen. Es bestehen kaum
Unterschiede zwischen Gärrückständen
aus Biogasanlagen
mit Rinder- oder Schweinegülle,
auch nicht zu viehlosen Anlagen.
Circa 55 bis 65 Prozent
und damit der größere Teil des
N-Gehaltes liegen als Ammoniumstickstoff
vor, das durch Oxidation
zu Nitrat schnell düngewirksam
wird. Der Ammoniumstickstoffgehalt
ist sogar 50 bis
60 Prozent höher als in Güllen.
Ursache für die hohen N-Gehalte
sind die N-reichen Nawaro-
Pflanzen.
Die Phosphor (P 2 O 5 )-Gehalte
bewegen sich im Mittel um 1,5
bis 2,0 kg / t und damit in den
Größenordnungen einer düngerelevanten
Phosphorzufuhr.
Unterschiede bestehen weder
hinsichtlich der Anlagentypen
noch zu Güllen oder zwischen
den Tierartengruppen.
Die Kalium (K 2 O)-Gehalte fallen
mit Mittelwerten um 4,5 bis
5,5 kg / t sehr hoch aus. Sie
liegen 20 Prozent höher als in
Güllen, was auch hier bedingt
ist durch das sehr kaliumreiche
Pflanzenmaterial, das im Gärrückstand
angereichert wird.
Anlagen mit Rindergülle führen
meist zu deutlich höheren K 2 O-
Gehalten der Gärrückstände als
in Anlagen mit Schweinegülle.
Mittlere Magnesium (MgO)-
Gehalte von Gärrückständen
betragen etwa 0,6 bis 1,0 kg / t.
Praktisch relevante Unterschiede
bestehen weder zwischen
Anlagentypen noch zu Gülle
oder bezüglich der Tierartengruppen.
Die Kalzium (CaO)-
Gehalte belaufen sich im Mittel
auf 1,8 bis 2,4 kg / t. Auch hier
bestehen weder Unterschiede
zwischen Anlagentypen noch
zu Gülle. Ähnlich wie bei Kalium
fallen auch die CaO-Anteile
in Anlagen mit Schweinegülle
niedriger aus als bei Rinderanlagen,
während bei den übrigen
Gruppen keine Unterschiede bestehen.
Die Schwefel(S)-Gehalte sind
mit mittleren Werten von
0,30 bis 0,35 kg / t im Vergleich
zu den übrigen Nährstoffen
als relativ niedrig einzustufen.
Ähnlich wie bei Phosphor
bestehen keine Unterschiede
hinsichtlich der Anlagentypen,
zwischen Gärrückständen und
Güllen sowie zwischen den
Tierartengruppen.
Entscheidend für die Düngewirksamkeit
ist die Löslichkeit
der Nährstoff-Gesamtgehalte.

Landpost 11/2009 Pflanzenbau 11
Sie fällt für die maßgebenden
Hauptnährstoffe Stickstoff (vor
allem Ammoniumstickstoff),
Phosphor und Kalium erfreulich
hoch aus (Tabelle 2). Dies ist ein
Beleg für gute Pflanzenverfügbarkeit
und zügige Düngewirkung.
Auch die mittlere Löslichkeit
von Gesamt-N gewährleistet
in Verbindung mit dem engen
C / N-Verhältnis, dass die organisch
gebundenen N-Anteile
der Gärrückstände zügig mineralisiert
und damit düngewirksam
werden. Lediglich Magnesium
ist mit Löslichkeiten
unter 20 Prozent der Gesamtgehalte
nur mäßig löslich.
Unbedingt beachtet werden
müssen die relativ großen
Streuungen um die Mittelwerte
der Nährstoff-Gesamtgehalte
nach Tabelle 2. Sie betragen für
Nawaro-Gärrückstände etwa
30 bis 40 Prozent bei Stickstoff,
Ammoniumstickstoff, Kalium
und Schwefel sowie etwa 40 bis
50 Prozent bei Phosphor und
Magnesium. Die Mittelwerte
sind damit strenggenommen
nur geeignet, um die Größenordnung
der Nährstoffzufuhren
abzuschätzen
Düngebedarf und
Düngewirksamkeit
Eine erste Abschätzung über
den Beitrag von Nawaro-Gärrückständen
zur Deckung des
Düngebedarfes ermöglicht der
Saldo aus Zufuhren durch Gärrückstände
und Entzügen der
Ernteprodukte. Mit pflanzenbaulich
geeigneten Gaben von
30 t / ha werden im Mittel erhebliche
Nährstofffrachten ausgebracht
(Tabelle 3). Sie führen
in der Größenordnung überwiegend
zu ausgeglichenen Nährstoffsalden
und reichen meist
aus, um den Nährstoffbedarf der
Kulturen zu decken. Hohe Überhänge
treten nur bei Kalium
auf, wenn die Abfuhr niedrig
ausfällt, wie bei Kornerträgen
reiner Getreidefruchtfolgen.
Entscheidend für die landwirtschaftliche
Anwendung der
Gärrückstände als Düngemittel
ist neben der Deckung des
Düngebedarfs ihre Düngewirksamkeit.
Diese wird durch weitere
Voraussetzungen bestimmt:
durch die Löslichkeit der Nährstoffe,
ihre Pflanzenverfügbarkeit
und die Geschwindigkeit,
mit der organisch gebundene
Angesichts hoher Mineraldüngerpreise sind organische Dünger bei den
Landwirten wieder gefragter. Foto: Messner / LVVG Aulendorf
Nährstoffanteile mineralisiert
werden. Unter Einbeziehung der
ersten Erfahrungen aus Modellund
Feldversuchen kann anhand
der Ergebnisse der Übersichtsuntersuchung
folgende
vorläufige Einschätzung gegeben
werden (Tabelle 4): Nawaro-Gärückstände
weisen eine
durchweg hohe Düngewirksamkeit
der Zufuhren an Stickstoff,
Phosphor und Kalium auf.
Sie sind vollwertige organische
NPK-Dünger und stehen in ihrer
Ertragswirkung den regulären
Düngern nicht nach. Sie sind
vollständig in der Düngebilanz
beziehungsweise im Nährstoffvergleich
anzurechnen. Damit
bilden alle drei Nährstoffe auch
den begrenzenden Faktor für
die Höhe der Düngergabe.
Bei N ist wegen der hohen Anteile
an Ammoniumstickstoff,
der allgemein guten Löslichkeit
der N-Komponenten und des
engen C / N-Verhältnisses eine
gute und zügige Düngewirkung
zu erwarten, die noch über die
von Gülle hinausgehen dürfte.
Das Hauptproblem ist jedoch die
Gefahr großer N-Verluste durch
die Ammoniakausgasung, die
wegen des hohen pH-Wertes
von 8,0 bis 8,5 höher ausfällt als
bei Güllen mit niedrigeren pH-
Werten.
Kalium und Phosphor
in Düngebilanz anrechnen
Vor allem Kalium wegen seiner
vollständigen und Phosphor
mit seiner guten Löslichkeit
sind gleichfalls düngewirksame
Nährstoffe, die in der Düngebilanz
voll anzurechnen sind. Bei
Deckung des Düngebedarfes
ersetzen sie die mineralische
Grunddüngung und bieten damit
wertvolle Einsparpotenziale.
Damit stellen die Nährstoffe
ähnlich wie N die begrenzenden
Faktoren der Gärrückstandsgabe
dar. Bei hoher Bodenversorgung
(Versorgungsgruppe D)
dürfen laut Dünge-Verordnung
nur maximal 50 Prozent des
Düngebedarfes zugeführt werden.
Bei sehr hoher Versorgung
(Versorgungsgruppe E) ist eine
Düngung mit Gärrückständen
untersagt.
Die Magnesiumzufuhr mit Gärrückständen
ist, auch wenn bisher
keine deutliche Düngewir-
kung festzustellen war, trotzdem
von Vorteil, weil sie der
permanenten Auswaschung aus
dem Boden entgegen wirkt.
Bei pflanzenbaulich geeigneten
Gärrückstandsgaben von
30 t / ha fallen die Zufuhren
der Wertstoffe organische Substanz
(OS) und Kalk (BWS) gering
aus. Die OS-Frachten, im
Regelfall etwa 1 t C / ha, davon
nur 0,3 t/ ha humusreproduktionswirksam,
können bestenfalls
einen Beitrag zur Humusbilanz
leisten, jedoch nicht den
Humusbedarf der Böden decken.
Die Deckungslücke muss
durch andere Maßnahmen, wie
Strohdüngung und Zwischenfruchtanbau,
ausgeglichen werden.
Die Kalkzufuhr bewegt sich mit
etwa 1 dt / ha weit unterhalb einer
erforderlichen Erhaltungskalkung.
Sie fällt so gering aus,
dass keine Stabilisierung des
Boden-pH, sondern eher eine
Abnahme infolge der Kalkzehrung
der Kulturen zu erwarten
ist. Dr. Rainer Kluge
Tabelle 3: Mittlere Nährstoff-Zufuhren mit Nawaro-
Gärrückstandsangaben von 30 t / ha im Vergleich zu den
Nährstoffabfuhren der Ernteprodukte
Nährstoffe Mittlere Zufuhren
Nährstoffsaldo im Mittel
in kg/ha
mittlere Abfuhren 1 hohe Abfuhren 2
Stickstoff - N 130 - 150 ausgeglichen schwach negativ
Phosphor - P2O5 50 - 60 ausgeglichen schwach negativ
Kalium - K2O 140 - 160 stark positiv ausgeglichen
Magnesium - MgO 25 - 30 schwach positiv ausgeglichen
Erl.: 1 Getreidefruchtfolgen 2 entzugstarke Fruchtfolgen (z.B. Energiemais/Getreide)
Tabelle 4: Düngewirksamkeit der Nährstoffzufuhren
von Nawaro-Gärrückständen
Nährstoffe Düngewirksamkeit
Stickstoff
(N)
Phosphor
(P2O5)
Kalium
(K2O)
Magnesium
(MgO)
hoch wegen guter Löslichkeit. Außerdem:
60 – 70 % von Gesamt-N sind
Ammonium-N
schnelle Umsetzung zu löslichem Nitrat
organisch gebundener Stickstoff
zügige Mineralisierung wegen engem
C/N-Verhältnis
hoch wegen guter Löslichkeit und guter
Pflanzenverfügbarkeit (besser als Gülle)
sehr hoch wegen vollständiger Löslichkeit
und sehr guter Pflanzenverfügbarkeit
mittel, keine schnelle Düngewirkung
Trotzdem vorteilhaft Zufuhr wirkt
permanenter Auswaschung aus dem Boden
entgegen
Erl.: 1 VG – Nährstoff-Versorgungsgruppe Boden
Beachten
hohe Verluste durch
Ammoniak-Ausgasung
möglich !
N-Düngebedarf
begrenzender Faktor
für Gabenhöhe
Düngebedarf
begrenzender Faktor für
Gabenhöhe
Vg 1 D nur 50 %
Bedarf !
Vg E keine
Ausbringung