Wissenschaftlich fundierte Instrumente unterstützen maßgeschneiderte Optimierung biobasierter Düngemittel
Phosphor und Stickstoff kommen in reichlich vorhandenen ungenutzten, nährstoffreichen organischen Abfallströmen vor, etwa in Dung, Klärschlamm, Bioabfall und Nebenerzeugnissen der Lebensmittelindustrie. Die Rückgewinnung von Nährstoffen aus Abfall zwecks Verwendung in Form biobasierter Düngemittel ist eine vielversprechende Alternative zu konventionellen Verfahren. Effizienz und Sicherheit biobasierter Düngemittel variieren jedoch je nach Ausgangsmaterial, Produktionstechnologien und Anbaubedingungen. Das Ziel des EU-finanzierten Projekt LEX4BIO(öffnet in neuem Fenster) besteht darin, das Potenzial der biobasierten Düngemittel auszuschöpfen. Die Projektarbeit lieferte die erforderliche Wissensgrundlage, um die agronomische Wirksamkeit biobasierter Düngemittel zu maximieren und gleichzeitig die Sicherheit in den Bereichen Lebensmittel, menschliche Gesundheit und Umwelt zu gewährleisten. Außerdem wurden Empfehlungen ausgesprochen, wie dieses Wissen in politische Rahmenbedingungen für eine kreislauforientierte Bioökonomie umzusetzen ist.
Europaweite Bewertung der agronomischen Wirksamkeit und Sicherheit
Im Rahmen des Projekts LEX4BIO wurden 84 biobasierte Düngemittel evaluiert, darunter sowohl handelsübliche Produkte als auch vielversprechende zukünftige Produktionstechnologien, bei denen Ressourcen wie Struvite, Biokohle, Kompost und Asche genutzt werden. Sowohl stickstoff- als auch phosphorhaltige biobasierte Düngemittel wurden für zweijährige Feldversuche in Nord-, Mittel- und Südeuropa ausgewählt, um ihren Düngewert und ihre Sicherheit zu bewerten. „Der Düngewert der meisten biobasierten Düngemittel, insbesondere der phosphorhaltigen, war mit dem von mineralischen Düngemitteln vergleichbar“, berichtet Projektkoordinator Kari Ylivainio vom finnischen Natural Resources Institute Finland (Luke)(öffnet in neuem Fenster). Feste und kohlenstoffreiche biobasierte Düngemittel wie Kompost und Biokohle wirkten sich ebenfalls positiv auf den Gehalt an organischem Kohlenstoff im Boden aus, förderten die Kohlenstoffbindung und sorgten für langfristige Vorteile in Bezug auf die Bodengesundheit, die Mineraldünger nicht zu bieten hat. Die Konzentrationen von Schadstoffen, darunter Pharmazeutika, Pestizide, Schwermetalle und persistente organische Schadstoffe, lagen im Allgemeinen weit unter den Richtwerten der EU-Mitgliedstaaten. Bei den meisten zeigte sich eine eindeutig positive Wirkung auf die Umwelt und ein kleinerer CO₂-Fußabdruck als bei konventionellen mineralischen Düngemitteln, was ihre Rolle in einer kreislauforientierten Bioökonomie, die auf Abfallrecycling und Nährstoffrückgewinnung beruht, hervorhebt.
Einzigartige Einblicke in biobasierte Düngemittel und Produktionstechnologien
Das Projektteam kam zu dem Ergebnis, dass die Phosphordüngung auf den spezifischen Bedürfnissen der jeweiligen Kulturpflanzen basieren sollte, was europaweit einheitlichere Bodenprüfverfahren erfordert, um Umweltschäden zu minimieren. „Obwohl biobasierte Düngemittel auf Phosphorbasis oft weniger löslich als ihre mineralischen Pendants waren, zeigten sie einen positiven Nebeneffekt – eine geringere Phosphorauswaschung und ein geringeres Eutrophierungsrisiko in Oberflächengewässern, was dazu beitrug, den Nährstoffkreislauf zu schließen“, erklärt Ylivainio. Die Produktionstechnologien erwiesen sich als eine entscheidende Variable, die sowohl den Düngewert als auch die Nährstoffverluste maßgeblich beeinflusst. „Wenn neue Produktionstechnologien aufkommen, sollten ihre potenziellen Auswirkungen unter Umweltgesichtspunkten unter verschiedenen Anbaubedingungen sorgfältig bewertet werden, insbesondere bei organischen biobasierten Düngemitteln“, merkt Ylivainio an. Kohlenstoffabbauende Prozesse sollten nur dort eingesetzt werden, wo dies zur Beseitigung von Schadstoffen und Krankheitserregern erforderlich ist. Dadurch bleibt das Kohlenstoffbindungspotenzial organischer biobasierter Düngemittel erhalten und die Integrität des Nährstoffkreislaufs vom Abfall bis zum Feld gewahrt.
Instrumentarium und politischer Rahmen unterstützen kreislauforientierte Bioökonomie
Das zentrale Ergebnis von LEX4BIO ist ein ganzheitliches, wissenschaftlich fundiertes Instrumentarium zur Optimierung der Leistung, Sicherheit und Umweltwirkung biobasierter Düngemittel über den gesamten Lebenszyklus hinweg, und zwar unter Berücksichtigung des Verbrauchs nicht erneuerbarer Energien, der Treibhausgasemissionen und der Indikatoren der Lebenszyklusanalyse. Compliance-Methoden sowohl für stickstoff- als auch für phosphorhaltige biobasierte Düngemittel helfen den Landwirtschaftsbetrieben dabei, die Ausbringung zu optimieren sowie Verluste und Schäden zu minimieren, da die Bodeneigenschaften und die Ausbringungsmethoden erheblich die Nährstoffverwertungseffizienz und die Auswirkungen auf die Umwelt beeinflussen. Neben einer Optimierung, die den spezifischen Anforderungen der Kulturpflanzen und den Produktionstechnologien Rechnung trägt, wird eine gezielte politische Unterstützung erforderlich sein, um mineralische Düngemittel großmaßstäblich durch biobasierte Düngemittel zu ersetzen. Das Team von LEX4BIO hat Empfehlungen zur Senkung der Produktionskosten und zur Verbesserung der Nährstoffbewirtschaftung ausgesprochen, um die überall in Europa vorhandenen anhaltenden regionalen Phosphorungleichgewichte zu beheben und die Resilienz der Landwirtschaft zu stärken. „Durch den optimierten Einsatz biobasierter Düngemittel entsprechend den spezifischen Anforderungen der jeweiligen Kulturpflanzen lassen sich negative Umweltauswirkungen minimieren, Kohlenstoffbindung und Bodengesundheit verbessern sowie die Ertragskraft der Landwirtschaft steigern“, fasst Ylivainio zusammen.
