Schweinehaltung: Weniger Ammoniak-Emissionen aus dem Stall
Projekt mit Beteiligung der Uni Hohenheim zeigt: Auf dem Markt verfügbare,
baulich-technische Maßnahmen können Emissionen verringern.
Bereits einfache Maßnahmen wie die Kühlung der Gülle oder eine
Verkleinerung ihrer Oberfläche haben nachweisliche Effekte: Die Emission
von Schadgasen, insbesondere von Ammoniak aus Mastschweineställen lässt
sich reduzieren. So ein Zwischenergebnis der Universität Hohenheim in
Stuttgart im Verbundprojekt „EmissionsMinderung Nutztierhaltung“, kurz
EmiMin. Mit gut 2 Mio. Euro Förderung aus Bundesmitteln ist das
Teilprojekt an der Universität Hohenheim ein Schwergewicht der Forschung.
Video zum Hohenheimer Projektteil:
https://www.youtube.com/watch?
Im Übermaß produziertes Ammoniak und klimawirksame Gase wie Methan,
Kohlendioxid und Lachgas aus der Nutztierhaltung können Mensch, Tier und
Umwelt belasten. Doch bereits mit relativ einfachen Maßnahmen lassen sich
diese unter praxisüblichen Haltungsbedingungen reduzieren, so ein
Zwischenergebnis im Verbundvorhaben „EmissionsMinderung Nutztierhaltung“
(EmiMin).
Prof. Dr. Eva Gallmann, Agrartechnikerin an der Universität Hohenheim,
erforscht mit ihrem Team, wie sich durch auf dem Markt verfügbare,
baulich-technische Maßnahmen, insbesondere Ammoniak-Emissionen in
Mastschweineställen verringern lassen. Das Augenmerk der Forscherinnen
liegt auf der Kühlung der Gülle und einer Verkleinerung des Güllekanals,
auch in Kombination mit weiteren Maßnahmen zum Beispiel bei der Fütterung.
Beide Verfahren überprüfen sie an zwei Standorten auf ihre Wirksamkeit.
Dabei wird jeweils ein Stall-Abteil mit eingebauter Minderungsmaßnahme mit
einem Referenzabteil ohne Minderungsmaßnahme verglichen. „Erste Ergebnisse
zeigen, dass beide Methoden nicht nur die Emissionen vermindern, sondern
auch das Stallklima verbessern“, sagt Prof. Dr. Gallmann. „So sorgt
ausgeklügelte Tierhaltungstechnik für gute Luft im Stall. Das ist gut für
Tiergesundheit und Wohlbefinden – und gut für die Umwelt“.
Hauptproblem Ammoniak
Vor allem geschlossene, wärmegedämmte Mastschweineställe mit
Vollspaltenböden haben ein höheres Emissionspotenzial für Ammoniak. „Dort
wird die Gülle meist die ganze Mast über unterhalb des Spaltenbodens
gelagert. Diese große Oberfläche zusammen mit der langen Lagerdauer und
der großen Lagermenge sowie den vergleichsweise hohen Temperaturen im
Stall begünstigen die Emission von Ammoniak“, erklärt Lilly Wokel,
Doktorandin im Fachgebiet Verfahrenstechnik der Tierhaltungssysteme an der
Universität Hohenheim.
Deswegen interessieren sich die Forscherinnen vor allem für die
Möglichkeiten der Gülle-Kühlung und der Güllekanal-Verkleinerung in
geschlossenen Mastschweineställen, bei denen der Austausch mit der
Umgebungsluft über Ventilatoren erfolgt. Sie setzen dabei vor allem auch
auf Umbaulösungen für bestehende Ställe. „Nach unseren Messungen im
direkten Vergleich der Stall-Abteile mit und ohne Minderungstechnik zeigen
sich Minderungspotenziale zwischen 10 und 60 Prozent für Ammoniak“, so
Prof. Dr. Gallmann. „Im Detail hängt dies natürlich auch stark von der
Jahreszeit und der Mastphase ab und schwankt über den Jahresverlauf.“
Gülle-Kühlung mindert Emissionen
Einen hohen Einfluss auf die Bildung von Schadgasen hat die Temperatur der
Gülle: „Durch Absenken der Gülletemperatur auf unter 15 °C können die in
der Gülle ablaufenden chemisch-biologischen Prozesse reduziert werden, was
zu einer deutlichen Minderung der Emissionen beiträgt“, erläutert Lilly
Wokel.
Eine Möglichkeit, die Temperatur in der Gülle zu senken, sind
Kühlleitungen, die bereits beim Bau des Stalls in den Boden des
Güllekanals einbetoniert werden. In bestehenden Ställen kommen Kühlrippen
zum Einsatz, die im Güllekanal in der Gülle schwimmen. „Sie sind gut
nachzurüsten und haben einen positiven Effekt auf das Stallklima“, so die
Wissenschaftlerin.
Dabei zirkuliert gekühltes Wasser in einem geschlossenen Kreislauf durch
die Rippen und nimmt die Wärme aus der Gülle auf. Über eine Wärmepumpe
wird diese wieder abgegeben und kann in anderen Bereichen des Stalles
genutzt werden, zum Beispiel als Heizung für Liegeflächen oder in der
Ferkelaufzucht. So lässt sich der für die Kühlung benötigte Energiebedarf
teilweise kompensieren.
Verkleinerung des Güllekanals durch den Einbau von Güllewannen
Eine etwas größere bauliche Veränderung erfordert die Einrichtung eines
Teilspaltensystems in Kombination mit einer Verkleinerung der Gülle-
Oberfläche. Dabei werden die Buchten der Tiere in verschiedene
Funktionsbereiche eingeteilt. Mit unterschiedlich gestalteten Liege-,
Fress- und Kotbereichen sollen die Tiere animiert werden, nur in einem
kleinen Bereich, der mit Spalten ausgestattet ist, zu harnen und zu koten.
„Denn Schweine legen ihren Kotbereich in der Regel entfernt vom
Ruhebereich an und, wenn sie die Möglichkeit haben, auch entfernt vom
Futterbereich“, weiß Prof. Dr. Gallmann. „Wenn ich diese Funktionen
entsprechend zuordne und für jede Funktion genügend Platz vorsehe, dann
machen sie das von sich aus.“ So kann durch saubere Buchten zusätzlich die
verschmutzte bzw. emittierende Oberfläche verkleinert und die Bildung von
Schadgasen reduziert werden.
Unter den Spaltenbereichen befinden sich V-förmige Wannen, die eine
kleinere Oberfläche haben als ein herkömmlicher Güllekanal. Werden diese
Wannen zudem möglichst häufig entleert, wird nicht nur die Oberfläche noch
weiter verkleinert, sondern auch die im Stall gelagerte Güllemenge
deutlich reduziert.
Relevantes Reduktionspotenzial auf die Emission von Ammoniak
Beide untersuchten Maßnahmen besitzen ein relevantes Potenzial die
Emission von Ammoniak zu reduzieren. „Wir sehen aber auch, dass die
Rahmenbedingungen eine große Rolle spielen“, erklärt Lilly Wokel: „Vieles
hängt von den baulichen Gegebenheiten ab, beispielsweise wie gut die Gülle
abfließen kann, oder ob sich festes Material vielleicht an den Kühlrippen
anstaut. Aber auch, wie oft gereinigt wird oder wie das Verhalten der
Tiere im Stall gesteuert werden kann, spielt eine Rolle.“
Als Nächstes werden die Daten der Optimierungsphase ausgewertet. Die
Forscherinnen haben untersucht, ob die Kombination mit weiteren
Fütterungsmaßnahmen oder der Zusatz von saurer Molke zur Gülle eine
weitere Verringerung der Emission ermöglichen, auch und vor allem für die
Stall-Abteile ohne bauliche-technische Maßnahme. „Schließlich müssen wir
der Praxis auch taugliche Lösungen anbieten, die in einem ersten Schritt
schnell und vergleichsweise günstig zu realisieren sind.“
HINTERGRUND: Projekt EmissionsMinderung Nutztierhaltung (EmiMin)
EmiMin startete am 1. Juli 2018 und ist auf fünf Jahre ausgelegt. Die
Verbundpartner neben der Universität Hohenheim sind das Kuratorium für
Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e. V. (KTBL), das auch die
Projektleitung innehat, die Christian-Albrechts-Universitä
Universität Bonn, das Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie
e.V. (ATB) und das ZB MED - Informationszentrum Lebenswissenschaften in
Köln. Die Förderung des Projektes EmiMin erfolgte aus Mitteln des
Zweckvermögens des Bundes bei der Landwirtschaftlichen Rentenbank im
Auftrag des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL).
Das Vorhaben wird mit insgesamt rund 9 Mio. Euro gefördert, wovon gut 2
Mio. Euro auf die Universität Hohenheim entfallen.
Weitere Informationen
- Projekt-Homepage: https://www.ktbl.de/themen/emi
- Erklärfilm zum Hohenheimer Teilprojekt:
https://www.youtube.com/watch?
- Alle Erklärfilme der Projektpartner:
https://www.youtube.com/playli
- Expertenliste zu Tierschutz / Tierwohl unter https://www.uni-
hohenheim.de/expertenliste-tie
HINTERGRUND: Einsatz von Tieren im Projekt
Die baulich-technischen Maßnahmen zu EmiMin wurden auf vier
landwirtschaftlichen Lehr- und Versuchsstationen in jeweils zwei Stall-
Abteilen in Deutschland erprobt. Die Schweine wurden dort unter
praxisüblichen Bedingungen gehalten und zählten nicht als Versuchstiere.
An der Universität Hohenheim lagen laut der Versuchstiermeldung 2021
Schweine mit 58 Tieren an siebter Stelle. Hühner waren mit 1.939 Tieren
das häufigste Versuchstier.
Die Universität Hohenheim ist Erstunterzeichnerin der 2021 gestarteten,
bundesweiten Initiative Transparente Tierversuche. Sie legt an die
Durchführung von Tierversuchen sehr strenge Maßstäbe: Bereits 2017 hat sie
sich eine Leitlinie gegeben, in der sie sich weiterhin zu deren
Notwendigkeit bekennt, aber auch zur Verpflichtung, diese zu reduzieren,
abzumildern und transparent darüber zu informieren. Mehr dazu: https://www
.uni-hohenheim.de/tierversuche
HINTERGRUND: Schwergewichte der Forschung
37,6 Millionen Euro an Drittmitteln akquirierten Wissenschaftler:innen der
Universität Hohenheim 2022 für Forschung und Lehre. In loser Folge
präsentiert die Reihe „Schwergewichte der Forschung“ herausragende
Forschungsprojekte mit einem finanziellen Volumen von mindestens 350.000
Euro für apparative Forschung bzw. 150.000 Euro für nicht-apparative
Forschung.
Mehr Schwergewichte der Forschung: www.uni-hohenheim.de/drittmitt
forschungsprojekte
Text: Stuhlemmer
