• Für die Behandlung von Gülle stehen verschiedene Maßnahmen zur Verfügung. Dabei ist die wichtigste Maßnahme, die vor jeder Ausbringung von Gülle erfolgen muss, das fachgerechte Aufrühren (Homogenisieren) der Gülle.
  

• Während der Lagerung von Gülle können sich Schwimm- (eher bei Rindergülle) und Sinkschichten (eher bei Schweinegülle und Rindergülle mit Kalkeinstreu) bilden (s. Abbildung 38). In diesen Schichten konzentrieren sich die organische Substanz der Gülle und damit auch alle Nährstoffe die eher in der festen Phase der Gülle zu finden sind.

Abbildung 38: Schematische Darstellung der Schichten im Lagerbehälter (Luib, 2017)

• Durch das Aufrühren wird eine gleichmäßigere Verteilung der Nährstoffe erreicht. Dies ist für eine gleichmäßige Düngung ebenso unerlässlich wie eine hohe Verteilgenauigkeit.

• Das Ergebnis des Aufrührens wird verbessert, wenn an mehreren Stellen des Behälters aufgerührt wird. Wird ein Behälter über mehrere Tage entleert, sollte zwischenzeitlich nochmals aufgerührt werden.

• Mit leistungsfähigen Rührgeräten können auch Güllezusatzstoffe, wie z.B. Nitrifikationshemmer, direkt in die Gülle eingerührt werden.

• Für die Probennahme zur Gülleuntersuchung ist es ebenfalls notwendig die Behälter vollständig aufzurühren, um somit ein möglichst genaues Bild von der Nährstoffzusammensetzung der Gülle zu erhalten.

• In jüngerer Zeit wird aber auch diskutiert, ob Güllebehälter bewusst nicht aufgerührt, also homogenisiert, werden sollten. Hintergrund ist hier, dass sich in den Schwimm- und Sinkschichten andere Nährstoffe anreichern, als in der wässrigen Phase. Diese Nährstoffverteilung kann dann gezielt genutzt werden. (Kowalewsky, 2014)

Nährstoffverteilung

• Wird die Gülle nicht vollständig oder gar nicht aufgerührt, so ist auf Grund der Schichtbildung im Güllebehälter eine sehr schlechte Nährstoffverteilung zu erwarten, wie Abbildung 39 zeigt. In diesem Versuch wurde ein Güllebehälter mit Schweinegülle nicht aufgerührt und zu jedem Fass wurden die Nährstoffgehalt der Gülle gemessen. Es ist gut zu sehen, wie die verschiedenen Nährstoffanteile sich mit leerer werdendem Behälter verändern.

Abbildung 39: Nährstoffverteilung in nicht-homogenisierter Gülle (Daten: H-H. Kowalewsky, 2013)

Verdünnen der Gülle

• Durch die einfache Zugabe von Wasser (bspw. Waschwasser aus dem Melkstand oder Regenwasser) kann der Trockensubstanzgehalt der Gülle gesenkt werden. Dadurch lassen sich folgende Vorteile erzielen

1. Die Gülle wird fließfähiger und läuft schneller und besser von den Pflanzen ab


2. Die Gülle dringt schneller in den Boden ein

• Vorteile

1. Einfach und günstig
2. Große Flächenleistung
3. Geringer Zugkraftbedarf

• Durch Wasserzugabe können zudem Ammoniakverluste verringert werden (und damit auch Gerüche) und der Grünlandbestand wird weniger verschmutzt, was auch zu einem geringeren Risiko für ätzschäden im Grünland führt.

• Bei der Verdünnung sollte ein Gülle:Wasser-Verhältnis von 1:0,5 – 1:1 nicht überschritten werden.

• Nachteilig zu werten sind

1. der zunehmende Transportaufwand. Durch die Wasserzugabe steigt das zu transportierende Volumen an Gülle an, die Nährstoffmenge (wertgebender Teil der Gülle) bleibt jedoch gleich. Dadurch sinkt die Transportwürdigkeit der Gülle.


2. bei der streifenförmigen Ablage von Gülle an Hangflächen, kann es zu ungewolltem Abfließen von zu dünner Gülle kommen.

Güllezusätze

• Die Güllezusätze, die am Markt erhältlich sind, können in drei Wirkgruppen unterteilt werden (Kunz & Federer 1999)

1. Gruppe A: Güllezusätze, die durch die Hemmung mikrobieller Umsetzungen in der Gülle wirken.


2. Gruppe B: Güllezusätze, die selbst mikrobielle Umsetzungen fördern oder steuern sollen


3. Gruppe C: Güllezusätze, die nicht selbst, sondern über "feinstoffliche Informationen„ mikrobielle Umsetzungen beeinflussen sollen

GRUPPE A

• In dieser Gruppe finden sich Nitrifikationshemmer und Säuren. Sie sollen das Aufkommen und die Verlustgeschwindigkeit von Stickstoffverlusten (Ammoniakausgasung oder Nitratauswaschung) verringern.

• Nitrifikationshemmer, auch als Ammonium-Stabilisatoren bezeichnet, werden entweder während des Aufrührens in den Behälter eingebracht, oder können während dem Befüllvorgang direkt in das Fass eindosiert werden.

1. Von größter Wichtigkeit ist dabei immer eine gleichmäßige Verteilung der Nitrifikationshemmer in der Gülle

• Die Wirkungsweise von Nitrifikationshemmern ist in nachstehender Abbildung 40 dargestellt.

Abbildung 40: Wirkungsweise der Nitrifikationshemmer (Luib, 2017)

• Die Nitrifikationshemmer verlangsamen die Umwandlung von Ammonium in Nitrat deutlich. Je kühler die Temperatur ist, desto länger kann die Umwandlung hinausgezögert werden. Dabei ist von folgenden Zeiträumen auszugehen

1. 5-8 Wochen (bei 20°C)


2. 10-14 Wochen (bei 5°C)

• Durch die verzögerte Nitrifikation werden auch Stickstoffverluste, die mit Nitrat in Verbindung stehen, verzögert.

• Durch die Zugabe von Nitrifikationshemmern verbleibt der Stickstoff länger in der Form Ammonium. Zwar kann die Pflanze auch Nitrat aufnehmen, aber im Vergleich zu Nitrat ist Ammonium im Boden deutlich stabiler und nicht auswaschungsgefährdet.

• Allerdings steigt auch die Gefahr von Ammoniakverlusten aus der Ammoniumfraktion an.

• Die Menge an Nitrifikationshemmer richtet sich nach Herstellervorgaben und Ammoniumgehalt der Gülle.

Tabelle 24: Zugelassene Nitrifikationshemmer in Deutschland

gem. Düngemittelverordnung vom 05.12.2012 in der Fassung vom 27.05.2015

Urease-Hemmer

• Im Gegensatz zu Nitrifikationshemmern, welche die Umwandlung von Ammonium in Nitrat verlangsamen, sorgen die Ureasehemmer dafür, dass Harnstoff nur sehr langsam in Ammonium umgewandelt wird.

• Während der Umwandlung von Harnstoff in Ammonium wird durch das Enzym Urease zunächst Ammoniak gebildet. Dieser Prozess ist mit einem deutlichen Anstieg des pH-Wertes verbunden und Ammoniakverluste werden begünstigt. Je langsamer dieser Prozess abläuft desto langsamer steigt der pH-Wert an und dementsprechend Ammoniak kann in Ammonium überführt werden.

Säuren

• Durch die Zugabe von Säuren soll der pH-Wert der Gülle verringert werden. Der geringere pH-Wert reduziert das Risiko einer Ammoniak-Ausgasung.

• Die Erfahrungen mit verschiedenen Säuren sind sehr reichhaltig. Allerdings sind Ansätze für den praxisrelevanten Maßstab noch sehr selten.

• Im Ackerbau erpropt ist beispielsweise ein Ansatz mit Schwefelsäure, welche bei der Ausbringung aus einem Tank im Frontanbau direkt in den Güllestrom eindosiert wird. Allerdings stellt Schwefelsäure auch ein bedeutsames Problem im Bezug auf die Arbeitssicherheit dar.

Gruppe B

• Stoffe aus dieser Gruppe dienen einer generellen Aufwertung der Gülle und sollen zur verbesserten Pflanzenverträglichkeit beitragen. Vornehmlich werden diese Produkte als Zusatzmittel zu festen organischen Düngemitteln eingesetzt, allerdings können einige auch mit Gülle eingesetzt werden

1. Gesteinsmehle (z.B. Vulkangestein, Kalkstein, Quarz) können die reaktive Bindungsoberfläche in Düngemitteln erhöhen. Somit können auch Nährstoffe besser in den Düngemitteln gebunden werden. Die Wirkung von Gesteinsmehlen ist allerdings sehr umstritten, da eine Wirkung teilweise erst nach hohen Einsatzmengen feststellbar ist.


2. Tonminerale (z.B. Bentonite) wirken ähnliche wie Gesteinsmehle und sollen den Tonmineralgehalt im Boden anreichern, und somit das Austauschpotential für wichtige Pflanzennährstoffe wie Ammonium oder Kalium steigern. Diese Wirkung steht auch in engem Zusammenhang mit dem Vermahlungsgrad der Stoffe und der damit zusammenhängenden reaktiven Oberfläche.


3. Algen (z.B. Frisch- und Trockenalgenextrakte, Algenkalk)


4. Pflanzenextrakte und -wirkstoffe (z.B. Saft der Yukkapalme, Enzyme)


5. Mikrobenkulturen (z.B. Blaualgen, Bazillus laterosporus), auch als effektive Mikroorganismen (EM) bezeichnet, die durch Abbauprozesse die Fließfähigkeit der Gülle erhöhen sollen. Daneben ist anzunehmen, dass, die während des Abbauprozesse frei werdenden organischen Säuren zu einer Absenkung des pH-Wertes beitragen können. Daraus können sich Auswirkungen auf die Ammoniak-Verluste ergeben.


6. Mikrobennahrung (z.B. leicht abbaubare Kohlenwasserstoffe, öle, Fette, Zucker), durch diese Stoffe sollen die Mikrobenkulturen direkt nach deren Zugabe zur Gülle unterstützt und „ernährt“ werden. Oftmals sind die Güllen aber auch ohne diese Zusatz ausreichend mehr leichtabbaubarer Nahrung versorgt.

Gruppe C

• Güllezusätze, die über "feinstoffliche Informationen" mikrobielle Umsetzungen in der Gülle beeinflussen sollen:

1. gebündelte Energie auf einem Trägerstoff (z.B. die Information Sauerstoff mittels kosmischer Energie auf Quarzmehl, Kreidemehl bzw. jedem nicht synthetischen Trägerstoff)


2. Dynamisierung und Potenzierung von Mikro- und Makronährstoffen und sonstigen Wirkstoffen (ähnlich der Homöopathie, Trägerstoff in der Regel Wasser)

• Für die Gruppe C werden ebenfalls Gesteinsmehle verwendet. Es soll aber nicht das Gesteinsmehl selbst, sondern eine darauf gespeicherte Information an die Gülle weitergegeben werden. Das Gesteinsmehl fungiert gewissermaßen als Katalysator.

• Zwar wurden für Stoffe dieser Wirkrichtung schon positive Effekte festgestellt, diese können aber oftmals bereits auf den Trägerstoff selbst zurückgeführt werden (Neff, 2011).

Anmerkung

• Die Güllezusätze stellen aus rechtlicher Sicht keine Düngemittel dar, sondern werden als Boden- und Pflanzenhilfsstoffe geführt. Daher müssen von den Herstellern keine Nachweise über die tatsächliche Wirkung der der Zusätze erbracht werden. Aus wissenschaftlicher Sicht ist die Wirkung von Güllezusätzen der Gruppen B und C äußerst umstritten. So wurde zwar bereits von signifikanten positiven Effekten auf die Fließfähigkeit der Gülle berichtet, diese sind aber in der Regel, auch auf Grund der Komplexität von Gülle selbst, kaum nicht reproduzierbar (LVVG 2004).

• Güllezusätze können keinesfalls die Einhaltung von Grundregeln der Düngung ersetzen oder Fehler beheben. Ein sachgerechter Umgang mit den hofeigenen Düngern sowie die Beachtung der optimalen Ausbringungsbedingungen sind Grundlage einer fachgerechten Düngung und erst an diesem Punkt können weitere Effekte von Güllezusätzen sinnvoll berücksichtigt werden.

Vergärung (Biogaserzeugung)

• Durch die anaerobe Vergärung von Gülle im Biogasprozess wird die Zusammensetzung der Gülle deutlich beeinflusst.

• Ziel des Biogasprozesses ist die Erzeugung von Methangas (CH4), der dafür benötigte Kohlenstoff (C) wird der organischen Trockensubstanz der Substrate, z.B. Gülle, entzogen.

• Der Trockensubstanzgehalt nimmt um ca. 25 – 40% ab, damit verbessern sich die Fließfähigkeit und das Eindringen der Gülle in den Boden (Kunz & Messner, 2013).

Abbildung 41: Ablaufverhalten von Biogasgülle (links) und unvergorene Rindergülle (rechts) (Kunz & Messner, 2013)

• Im Biogasprozess werden Schleimstoffe, wie sie v.a. in Rindergülle zu finden sind, abgebaut, was nochmals die Zähigkeit der Gülle und damit das Ablaufverhalten und die Homogenisierbarkeit positiv beeinflusst.

• Kann der TS-Gehalt unter 4-5% verringert werden, läuft die Gülle deutlich besser vom Bestand ab und Futterverschmutzungen werden wirkungsvoll verringert.

• Durch die „Vorverdauung“ der Gülle durch die Mikroorganismen im Biogasprozess werden die Nährstoffe in der Gülle durch die Vergärung schneller pflanzenverfügbar. Insbesondere nimmt beim Stickstoff der Ammoniumanteil zu, so dass weniger Stickstoff zuerst mineralisiert werden muss. Der Ammoniumanteil erhöht sich durch den Biogasprozess um ca. 5 -15 %-Punkte. Daraus ergibt sich auch die Notwendigkeit, dass Gärreste besonders emissionsarm gelagert (z.B. mit Folienabdeckung) und ausgebracht (bodennahe Ausbringung) werden müssen.

Separierung

• Durch eine Separierung werden in der Gülle die flüssige und die feste Phase voneinander getrennt.

• Da in beiden Phase unterschiedliche Nährstofffraktionen gebunden sind, sind auch die Nährstoffgehalte der Separierungsprodukte unterschiedlich.

1. Aus der festen Phase der Gülle ergibt sich ein phosphatreiches Düngemittel, das zudem über organisch gebundenen, pflanzenbaulich langsam wirkenden Stickstoff verfügt.


2. Die flüssige Phase ist reich an Kalium und pflanzenbaulich schnell wirkenden Stickstoffverbindungen (Amid-Verbindungen, Ammonium)

• Die Fließfähigkeit der flüssigen Phase wird deutlich erhöht, wie Abbildung 42 zeigt. Die Photovoltaikmodule und die gemessene Stromerzeugung stehen dabei stellvertretend für ein Blatt und die Photosyntheseleistung. Hier konnte gezeigt werden, dass eine Gülleausbringung in beiden Fällen zwar zu einem Zusammenbruch der Stromproduktion führte, aber das Modul, das mit separierter Gülle behandelt wurde, deutlich schneller wieder anfing Strom zu produzieren (Luib, 2016).

Abbildung 42: Ablaufverhalten von separierter (1) und nicht separierter (2) Rindergülle auf Photovoltaikmodulen (Bildquelle: Eisele, 2016)

• Dieser einfache Versuchsaufbau zeigt die immense Bedeutung einer guten Fließfähigkeit und eines damit verbundenen schnelleren Ablaufens der Gülle von der Blattoberfläche