Ein Additiv auf Kalkstickstoffbasis kann klimarelevante Emissionen aus der Lagerung von Gülle und Gärresten erheblich mindern, die Stickstoffeffizienz steigern und zugleich die Methanausbeute in Biogasanlagen erhöhen. Das zeigen die Ergebnisse des Forschungsprojekts EMeRGE, das vom Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e.V. (ATB) gemeinsam mit der Alzchem Trostberg GmbH durchgeführt wurde. Das untersuchte Produkt ist bereits für die landwirtschaftliche Praxis verfügbar.

Großer Hebel in der Nutztierhaltung

Rund ein Fünftel der Methanemissionen aus der Nutztierhaltung in Deutschland entsteht bei der Lagerung von Wirtschaftsdüngern. Technische Minderungsmaßnahmen wie gasdichte Abdeckungen von Güllelagern sind zwar wirksam, aber häufig mit hohem baulichem und finanziellem Aufwand verbunden. Im Projekt EMeRGE untersuchten die Forschenden daher gezielt das Minderungspotenzial eines technisch einfach und flexibel einsetzbaren Additivs, das sich auf nahezu jedem Betrieb umsetzen lässt und gleichzeitig Kosten- und Betriebsrisiken reduziert.

„Im Güllelager haben Mikroorganismen normalerweise freie Bahn“, erläutert Dr. Christiane Herrmann, Programmbereichssprecherin für “Integriertes Reststoffmanagement” am ATB und Projektleiterin. „Sie verstoffwechseln das organische Material und setzen dabei klimaschädliche Gase wie Methan frei. Durch Zugabe von Kalkstickstoff inaktivieren wir die Mikroorganismen vorübergehend.“ 

Bis zu 97 Prozent weniger Methan aus dem Güllelager

„Die Ergebnisse unserer Untersuchung mit Kalkstickstoff zeigen ein sehr hohes Minderungspotenzial für klimaschädliche Emissionen. Im Sommer konnten wir die Methanemissionen aus Rinder- und Schweinegülle um bis zu 97 Prozent senken. Diese Zahl ergibt sich aus Versuchen im Technikumsmaßstab, wurde von uns aber durch realitätsnahe Versuche im 1.000-Liter-Maßstab bestätigt“, so die Expertin. 

Auch bei niedrigeren Temperaturen im Winter und bei Gärresten zeigte sich ein erheblicher Rückgang. Allerdings fielen die erreichten relativen Minderungen der Methanemissionen etwas geringer aus oder eine höhere Dosierungen des Additivs war erforderlich. Ebenfalls deutlich senken ließen sich die Lachgasemissionen (N₂O) bei der Lagerung der Gülle, nicht jedoch nach dem Ausbringen aufs Feld, wie Versuche im Fieldlab für Digitale Landwirtschaft des ATB zeigten. 

Mehr Biogas, bessere Stickstoffnutzung

„In den überwiegenden Fällen soll Gülle als organischer Dünger aufs Feld gebracht werden. Da Kalkstickstoff in der Lagerung dafür sorgt, dass der Gülle-eigene Stickstoff erst stark verzögert umgesetzt wird, bleiben mehr Nährstoffe für die Pflanzen verfügbar“, so Projektkoordinatorin Dr. Herrmann. „In der Folge müssen Betriebe weniger Mineraldünger zukaufen. In Regionen mit hoher Nutztierhaltung lassen sich damit die Düngerkosten um bis zu 22 Prozent senken.“

Für die Biogasproduktion spielen die methanbildenden Mikroorganismen eine wichtige Rolle. Soll mit Kalkstickstoff behandelte Gülle in die Biogasanlage gegeben werden, müssen sich Landwirt*innen keine Sorgen machen. „Die Inaktivierung der Mikroorganismen ist nur vorübergehend. Unter den richtigen Bedingungen wie einer geeigneten Dosierung und Einhaltung einer Mindestlagerdauer ist keine Hemmung in der Biogasanlage zu erwarten. Bei längeren Lagerzeiten von mehr als 14 Tagen und warmen Lagertemperaturen kann die behandelte Gülle die Methanausbeute gegenüber der unbehandelten Gülle sogar deutlich steigern. Das liegt daran, dass das energetische Potenzial der Gülle auch während der Lagerung erhalten bleibt, denn die Gase werden nicht bereits vorher freigesetzt – ein wichtiger Aspekt für die Wirtschaftlichkeit“, stellt die Biogasexpertin fest.

Mikrobiologische Untersuchungen

Doch was genau passiert mit den Mikroorganismen? Das untersuchten die Mikrobiolog*innen des ATB entlang des gesamten Prozesses. Sowohl in der Gülle, im Gärrest und nach der Ausbringung aufs Feld im realen Feldversuch fanden sie eine deutliche Umstrukturierung der mikrobiellen Gemeinschaft. Die zentralen Funktionen blieben jedoch durchgängig erhalten: Durch funktionelle Redundanz übernehmen andere Mikroben die relevanten Aufgaben, sodass sowohl die Methanbildung in der Biogasanlage als auch essenzielle Nährstoffkreisläufe im Boden langfristig gesichert sind. 

Flexible und effiziente Anwendung

Kalkstickstoff kann auf unterschiedlichen Wegen in die Gülle eingebracht werden: Das Granulat kann der vorhandenen Gülle einmalig zu Beginn der Lagerung, zum Beispiel zu Beginn der kalten Jahreszeit, zugegeben werden. Bei der Sommerlagerung unter wärmeren Bedingungen empfiehlt sich eine zweimalige Behandlung mit Nachdosierung in der Sommerphase. Alternativ lässt sich der Kalkstickstoff in Sommer und Winter kontinuierlich zur neu anfallenden Gülle hinzudosieren, wodurch die Emissionsminderung über die gesamte Lagerdauer aufrechterhalten wird.

Diese Flexibilität erlaubt es Landwirt*innen, die Maßnahme an verschiedene Lagerbedingungen, Temperaturen und Betriebsgrößen anzupassen. Dafür geben die Forschenden in ihrem Abschlussbericht konkrete Anwendungsempfehlungen. 

Relevanz für Klimabilanzen und Regulierung

Im nächsten Schritt wollen die Forschenden ihre Ergebnisse in Klimarechnern und Treibhausgasinventaren nutzbar machen. Gerade für Betriebe, die ihren Carbon Footprint reduzieren wollen, und für Wertschöpfungsketten, in denen Emissionskennzahlen zunehmend relevant werden, bietet das Verfahren ein hohes Potenzial. Perspektivisch könnten entsprechende Anreiz- oder Vergütungssysteme die Anwendung zusätzlich attraktiv machen.

Symposium und Ausblick

Um die Ergebnisse zu diskutieren und offene Fragen aus der Praxis aufzugreifen, fand am 21. Januar 2026 ein Symposium mit Landwirt*innen, Biogasanlagenbetreiber*innen, politischen Entscheidungsträgern und Forschenden statt. Neben der Zusammenfassung der Projektergebnisse wurden dort auch Anforderungen an Regulierung, Anrechnung und Weiterentwicklung der Methode erörtert. Perspektivisch ist eine Ausweitung der Forschung auf weitere Wirtschaftsdünger wie Festmist denkbar.

Hintergrund

Das Projekt EMeRGE wurde vom Bundesministerium für Landwirtschaft, Ernährung und Heimat (BMLEH) über den Projektträger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) gefördert. Der Abschlussbericht mit detaillierten Anwendungs- und Dosierempfehlungen sowie Beispielrechnungen zur Treibhausgasminderung ist online verfügbar.

Zum Abschlussbericht

Das ATB

Das Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie (ATB) erforscht und entwickelt systemisch-technische Lösungen für eine nachhaltige Transformation von Agrar-, Energie- und Ernährungssystemen. Im Fokus stehen praxistaugliche Innovationen, die ökologische Wirkung, wirtschaftliche Tragfähigkeit und gesellschaftliche Anforderungen zusammenführen. Mit Projekten wie EMeRGE arbeitet das ATB für ein integriertes Reststoffmanagement, um organische Reststoffe aus der Tierhaltung emissionsarm zu bewirtschaften und zugleich ihre stoffliche und energetische Wertschöpfung zu erhöhen – für eine zukunftsfähige, biobasierte Kreislaufwirtschaft.

Das ATB forscht im engen Austausch mit landwirtschaftlicher Praxis, Industrie und politischen Entscheidungsträgern und schafft so wissenschaftliche Grundlagen für Regulierung, Anrechnungssysteme und die breite Umsetzung wirksamer Klimaschutzmaßnahmen in der Landwirtschaft.

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