Biokohle gegen Stickstoffverluste in der Gülledüngung 

"Dr.Carola Holweg hat in diesem Projekt durch den Zusatz von pyrogener Pflanzenkohle zum Güllelager, die Stickstoffverluste in der Gülledüngung vermindert. "

Eine Frau spricht mit Journalisten in der Nähe einer Holzverarbeitungsmaschine auf einem Bauernhof, während auf einem Förderband Holzspäne transportiert werden.
Projektdaten
Projektname Gülleanwendung auf Grünland: Verminderung gasförmiger und gelöster Stickstoffverluste durch Zusatz pyrogener Pflanzenkohle zum Güllelager
Projektnummer 2013-05
ProjektartForschung & Studien
Umsetzung durch Dr. Carola Holweg
Laufzeit bis
ProjektstatusAbgeschlossen
Fördersumme28.409 €

Biokohle zur Reduzierung von Stickstoffemissionen in der Landwirtschaft

Gülle ist ein bewährtes Düngemittel, setzt bei der Ausbringung jedoch Stickstoffverbindungen frei. Ammoniak und Nitrat können ins Grundwasser gelangen, während Lachgas zur Klimaerwärmung beiträgt. Trotz bereits bestehender Maßnahmen zur effizienteren und nachhaltigeren Gülledüngung bleibt die Minderung dieser Emissionen eine Herausforderung. Ein innovativer Ansatz ist der Einsatz von Pflanzenkohle aus Pyrolyseanlagen. Pyrolyseöfen wandeln Biomasse bei hoher Hitze in Verbrennungsgas und Biokohle um. Dabei wird vor allem Biomasse genutzt, die anderweitig kaum verwertbar ist. Biokohle gilt als weiterer Baustein, um Stickstoffemissionen zu verringern und gleichzeitig klimarelevante Vorteile zu erzielen.

Einsatz von Biokohle aus Pyrolyseanlagen

Ein Innovationsfondsprojekt aus dem Jahr 2011 nutzte beispielsweise eine mobile Pyrolyseanlage, um Biomasse aus Rebstockrodungen direkt am Weinberg zu verkohlen. Die entstehende Biokohle reduziert das Volumen der eingesetzten Biomasse deutlich, lässt sich leicht transportieren und vielseitig einsetzen. Besonders in der Landwirtschaft zeigt sie ihr Potenzial: In den Boden eingearbeitet, speichert Biokohle Wasser und Nährstoffe und wirkt als Kohlenstoffsenke. Praxisberichte zeigen zudem, dass Biokohle Stickstoffemissionen im Boden vermindern kann. Wie genau sie Stickstoffverbindungen bindet und den Nitratstoffwechsel beeinflusst, war bislang jedoch nur wenig erforscht.

Forschungsprojekt am Mathislehof in Buchenbach

Am Mathislehof in Buchenbach untersuchten Wissenschaftler des Instituts für Bodenkunde der Universität Freiburg und einer unabhängigen Agentur die Wirkung von Biokohle auf Stickstoffemissionen. Auf dem Mutterkuhbetrieb mit Weidewirtschaft wurden Versuchsbehälter mit Gülle eingerichtet, die unterschiedlich stark mit Biokohle angereichert war. In regelmäßigen Abständen erfassten die Forscher die Emissionen von Stickstoffverbindungen wie Ammoniak und Lachgas. Im Frühjahr wurden die verschiedenen Güllegemische auf Versuchsflächen ausgebracht, auf denen über ein Jahr hinweg gasförmige und flüssige Stickstoffemissionen gemessen wurden. Zusätzlich untersuchte das Projekt, wie lange Biokohle im Boden verbleibt, ob sie in Hanglagen ausgewaschen wird und wie sie das Ökosystem des Weidelandes beeinflusst. Ziel des Projekts war es, ein Verfahren zu erforschen, das mit geringem Aufwand die Gülledüngung effizienter, klimafreundlicher und gesellschaftlich akzeptabler macht, da Biokohle auch Geruchsstoffe bindet und die Nährstoffe der Gülle für Pflanzen besser verfügbar macht.

Drei wesentliche Erkenntnisse aus dem Projekt

  • Aufgrund einer Befragung mit Blindgeruchsproben zeigte sich, dass acht Gramm Kohle pro Liter Gülle ausreichend sind, um eine Geruchsminderung um 40 Prozent zu erzeugen

  • Die Kohlen erwiesen sich in diversen Biotests gut verträglich für die Umwelt und Lebenswelt des Bodens. Für Regenwürmer wirkte Gülle sogar anziehender, wenn diese mit Kohle behandelt worden war

  • Keine messbaren Unterschiede in der Ausgasung von Ammoniak oder Lachgas. Auch nach Gülleausbringung auf Grünland war die N-Freisetzung gleich, ob gasförmig oder flüssig, hier einschließlich Nitrat und Ammonium. Sehr geringe Kohlemengen im ersten Anwendungsjahr könnten die Ursache fehlender Unterschiede sein. Für die beiden verwendeten Pflazenkohlen wurden Unterschiede in ihrer Wirkungsstärke festgestellt. Inwiefern diese jedoch bestimmt werden von Parametern der Herstellungsweise oder Biomassequelle ist aufgrund der vorliegenden Daten nicht ersichtlich

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