Das Vorgehen gegen Treibhausgase aus Emissions-Hotspots in der Rinderhaltung
Düngemittel auf Stickstoffbasis sind für die moderne Nahrungsmittelerzeugung unerlässlich, um gesundes Gras als Futter für den Viehbestand bereitzustellen und das Wachstum von Feldfrüchten direkt zu fördern. Dabei besteht jedoch das zentrale Problem, dass oft mehr Stickstoff angewandt wird, als die Nutzpflanzen tatsächlich benötigen. Das kann zu ökologischen Problemen wie der Freisetzung des Luftschadstoffs Ammoniak oder dem Übergang von Stickstoff aus dem Boden in die Gewässer führen. Dies wiederum kann dichtes Algenwachstum an der Wasseroberfläche nach sich ziehen. „Ein weiteres Umweltproblem ist die Freisetzung eines wirkungsstarken Treibhausgases namens Distickstoffmonoxid (N2O)“, so Karina Marsden, Dozentin und Forscherin in Bodenkunde an der Bangor University im Vereinigten Königreich. „Beim Grasen nimmt der Viehbestand Stickstoff über das Futter auf – etwa 90 % des Stickstoffs wird dann auf der Weide wieder ausgeschieden. Dieser Stickstoff kommt in den Urinlachen in weitaus höheren Konzentrationen vor, als ihn die Pflanzen benötigen. Überschüssiger Stickstoff kann so in Form von N2O in die Atmosphäre gelangen.“ Weltweit setzen sich Länder ehrgeizige Ziele, um ihre Treibhausgasemissionen insgesamt einzuschränken, und es ist offensichtlich, dass der Agrarsektor seinen Teil dazu beitragen muss. Die Senkung der N2O-Emissionen aus Düngemitteln und Ausscheidungen des Viehbestands könnte bei diesen Bemühungen eine tragende Rolle spielen.
Identifizierung von Emissions-Hotspots
Das im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanzierte Projekt Target-N2O befasste sich mit diesem Thema. Marsden, die Marie-Skłodowska-Curie-Stipendiatin des Projekts, stellte fest, dass Kühe dazu neigten, sich an bestimmten Orten wie Toren, Wassertrögen und Wegen zu versammeln. Sie nahm sich vor, zu untersuchen, wie die N2O-Emissionen in diesen Bereichen im Vergleich zu denen auf dem Weideland aussahen, und mögliche gezielte Maßnahmen zu erproben, um sie zu senken. „Wir arbeiteten in zwei verschiedenen Milchviehbetrieben, einer in Australien, der andere im Vereinigten Königreich“, so Marsden. „Wir untersuchten Proben von Rinderurin, der an verschiedenen Orten des Hofgeländes hinterlassen wurde, um die N2O-Emissionen einschätzen zu können, während wir gleichzeitig die physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften des Bodens bestimmten.“ Auch mikrobielle Gemeinschaften wurden analysiert, um festzustellen, wie sie auf den auf dem Boden hinterlassenen Urin reagieren. Marsden wandte anschließend eine für Landwirtschaftsbetriebe geeignete Simulationsmodellierung an, um sich ein besseres Bild der konzentrierten N2O-Emissionen zu machen, die von bestimmten Bereichen des Hofes ausgingen. „Um zu bestimmen, auf welche Bereiche wir unsere Eindämmungsmaßnahmen konzentrieren sollten, ist es wichtig, die Emissionsquellen so genau wie möglich abschätzen zu können“, fügt Marsden hinzu.
Fundierte Eindämmungsstrategien
Mithilfe des gesammelten Wissens beschäftigte Marsden sich als Nächstes damit, die Effektivität eines Bodenadditivs – eines Nitrifikationshemmers – zu erproben, um herauszufinden, ob dessen Anwendung in bestimmten Bereichen des Betriebs Emissionen senken würde. „In Feldversuchen konnte ich belegen, dass Nitrifikationshemmer, die auf Urin in einem Torbereich angewandt wurden, tatsächlich weniger wirksam sind, als auf der normalen Weide“, berichtet sie. „Um gegen diese Emissions-Hotspots vorzugehen, müssen wir daher über eine Anpassung der Nitrifikationshemmerkonzentration nachdenken oder andere Lösungen finden. Damit würde ich mich gern in zukünftiger Forschung befassen.“ Marsden sinniert bereits über alternative Szenarien zur Eindämmung von Emissionen in Landwirtschaftsbetrieben. Diese könnten virtuelle Zäune umfassen, die die Tiere von erkannten Emissions-Hotspots fernhalten. Auch könnten die Futter- und Wassertröge an anderen Orten aufgestellt werden. Viehbetriebe sollten gegebenenfalls ebenfalls in Betracht ziehen, mehr als nur ein Tor zu verwenden, damit der Boden und die Vegetation sich in Bereichen, in denen sich die Rinder versammeln, schneller erholen können. „Ich hoffe, dass dieses Projekt zu einer genaueren Quantifizierung der N2O-Emissionen von Weidesystemen beigetragen hat“, schließt Marsden. „Es wird Eindämmungsmaßnahmen zugutekommen, die das größte Potenzial haben, die Emissionen der landwirtschaftlichen Betriebe zu senken.“
Schlüsselbegriffe
Target-N2O, Stickstoff, Düngemittel, Landwirtschaft, Feldfrüchte, Nutzpflanzen, Rinder, Ammoniak, Schadstoff, Treibhausgas
