Optimaler Einsatz von Recyclingdüngern im Biolandbau: Ertragswirkung und Stickstoffeffizienz

• Forschungsstelle: BLW
• Projektnummer: 16.20

Schlüsselwörter (Deutsch)

Gärgut, Bodenfruchtbarkeit, Nährstoffverluste, Pflanzenkohle

Schlüsselwörter (Englisch)

Fermentation, soil fertility, nutrient loss, biochar

Schlüsselwörter (Französisch)

Fermentation, fertilité du sol, perte de nutriments, biochar, charbon à usage agricole

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Produktion und Einsatz von Recyclingdüngern insbesondere aus Biogasanlagen steigen in der Schweiz stetig an. Zur mittelfristigen Wirkung in Bezug auf Erträge, Stickstoffausnutzung und –verluste und Bodenqualität sind jedoch viele Fragen offen. Ein vermehrter Einsatz von Recyclingdüngern könnte besonders im Biolandbau dazu beitragen, die Ertragslücke zur konventionellen Landwirtschaft zu verringern. Auch die möglichen positiven Effekte sowie Risiken von Pflanzenkohle werden viel diskutiert, ohne dass solide, mehrjährige Daten unter Feldbedingungen vorliegen.
In diesem Projekt soll ein mehrjähriger Exaktversuch mit verschiedenen Recyclingdüngern mit oder ohne Zugabe von Pflanzenkohle angelegt werden. In der hier beantragten ersten Projektphase werden Erhebungen zu Ertragswirkung und Produktqualität durchgeführt. Das Kernthema Stickstoffausnutzung wird in einer Dissertation eingehend untersucht. Daneben ist eine extern finanzierte Dissertation zur Emission klimarelevanter Gase vorgesehen (vorbehaltlich Finanzierung). Zu Demonstrationszwecken sollen zudem in Zusammenarbeit mit den Landwirtschaftsschulen und der Beratung praxisnahe Streifenversuche in verschiedenen pedoklimatischen Zonen der Schweiz angelegt werden (vorbehaltlich Finanzierung). In der zweiten Projektphase ist neben Untersuchungen zur längerfristigen Ertragswirkung und Stickstoffausnutzung eine Dissertation zum Einfluss von Recyclingdüngern auf Bodenbiodiversität und Ökosystemleistungen wie Bodenqualität, Kohlenstoffspeicherung, Bodenstruktur, Bodenfruchtbarkeit und Boden-Resilienz geplant. In der abschliessenden dritten Projektphase sollen eine ökonomische Analyse sowie ein Life cycle assessment durchgeführt werden.
Dieses Projekt wird sowohl grundlegende Erkenntnisse über die Wirkung der verschiedenen Recyclingdünger als auch praxisrelevante Empfehlungen zur optimalen Anwendung der Produkte in der Praxis erarbeiten.

Projektziele (Deutsch)

Ziel des Projektes ist es, die Ertragswirkung und Stickstoffausnutzungseffizienz von Re-cyclingdüngern in biologischen Produktionssystemen zu untersuchen und zu optimieren.

Dabei sollen folgende Fragen beantwortet werden:
- Kann der Einsatz von Recyclingdüngern zu einer Verringerung der Ertragslücke im Biolandbau beitragen, ohne Bodenqualität, Produktqualität und Umwelt zu beeinträchtigen?
- Kann die Stickstoffausnutzungseffizienz auf biologisch bewirtschafteten Betrieben nachhaltig verbessert werden, indem Recyclingdünger, insbesondere Gärprodukte, eingesetzt werden?
- Können Stickstoffverluste durch Beigabe von Pflanzenkohle zum Boden verringert werden, ohne negative Auswirkungen auf Bodenqualität und Umwelt zu riskieren?

Abstract (Deutsch)

Für den Einsatz von flüssigem und festem Gärgut in der Landwirtschaft bestehen offene Fragen betreffend Ertragswirkung, Stickstoffausnutzung und –verlustpotential. Gärgut könnte zudem zu einer Verbesserung der Stickstoffversorgung im Biolandbau beitragen und Pflanzenkohle möglicherweise Stickstoffverluste verringern.

Das Ziel des Projekts Recycle4Bio war es, die Wirkungen von Gärgut im Vergleich zu Rindergülle und von Pflanzenkohle als Düngerzusatz in einem mehrjährigen Feldversuch unter Bedingungen des Biolandbaus in der Schweiz zu untersuchen. Dabei wurden neben den agronomischen Erhebungen auch Nitratauswaschung und im Schwesterprojekt GHG-Recycle4Bio Ammoniakverluste und Lachgasemissionen als wichtige Verlustpfade gemessen.

In den ersten drei Jahren zeigte der Feldversuch eine apparente Stickstoffausnutzung von etwa 30% für die flüssigen organischen Dünger, mit einer Tendenz für höhere Ausnutzung bei den vergorenen Düngern aus Biogasanlagen als bei herkömmlicher Rindergülle, und von etwa 5% für festes Gärgut. Die Zugabe von Pflanzenkohle zu Biogasgülle senkte die Stickstoffausnutzung, erhöhte sie aber beim festen Gärgut. Die vergorenen Dünger zeigten höhere Ammoniakverluste als Rindergülle, während bei Nitratauswaschung und Lachgasemissionen keine signifikanten Unterschiede zwischen den Verfahren auftraten.

Das Management der vergorenen flüssigen organischen Dünger muss optimiert werden, um hohe Ammoniakverluste zu vermeiden und die Stickstoffversorgung der Pflanzen zu verbessern. Zudem muss der Einfluss von Pflanzenkohle auf Methanemissionen untersucht werden. Da keine negativen Auswirkungen auf die Produkt- und Bodenqualität gefunden wurden, kann Gärgut als Stickstoffquelle für den Biolandbau empfohlen werden.