In der Landwirtschaft entsteht neben den Treibhausgasemissionen Kohlenstoffdioxid (CO₂) und Methan auch Lachgas (N₂O) – letzteres vor allem durch Stickstoffüberschüsse aus Dünger. ZALF-Forschende haben in einem Feldversuch getestet, wie bereits eine einmalige Düngung mit amorphem Silikat dafür sorgen kann, dass Böden Stickstoffdünger effizienter aufnehmen und somit weniger Lachgas emittieren: laut der Studie potenziell um mehr als 30 %. Dieses Ergebnis wurde in der Fachzeitschrift Frontiers in Environmental Science veröffentlicht.

Lachgas in der Landwirtschaft

Vor allem Mikroorganismen bilden unter bestimmten Bedingungen Lachgas im Boden, indem sie überschüssigen Stickstoff umwandeln. Das passiert in der Landwirtschaft durch den Einsatz von Stickstoffdünger in großen Mengen. Das Treibhausgas ist 300-mal klimawirksamer – also stärker im Hinblick auf den Treibhauseffekt – als CO₂. Deswegen der Feldversuch: „Wir wissen bereits, dass amorphes Silikat die Verfügbarkeit von Wasser und Nährstoffen im Boden erhöht. Zudem können die Pflanzen über ein verbessertes Wachstum insgesamt mehr Stickstoff aufnehmen. Dadurch bleibt weniger überschüssiger Stickstoff für die Mikroorganismen übrig, die Lachgas freisetzen“, erklärt Jörg Schaller, Leiter der Arbeitsgruppe Silizium-Biogeochemie am ZALF. Amorphes Silikat ist in landwirtschaftlich genutzten Böden oft knapp, da es sich im Gewebe von Ackerkulturen einlagert und somit bei der Ernte vom Feld verschwindet. 

Kontrollparzellen zum Vergleich

Im Jahr 2020 brachte das ZALF-Forschungsteam auf einer Fläche bei Müncheberg in Brandenburg amorphes Silikat aus. Damit wurden die natürlichen Vorräte auf das Niveau vor der landwirtschaftlichen Nutzung angehoben. Zum Vergleich wurden andere Kontrollparzellen nicht gedüngt. Um die tatsächlichen Lachgasemissionen zu messen, arbeitete die Gruppe mit eigens dafür angefertigten Messkammern: „So können wir die Emissionen räumlich genau erfassen und analysieren, wie sich die behandelten und unbehandelten Flächen voneinander unterscheiden“, erklärt Mathias Hoffmann von der Arbeitsgruppe Isotopen-Biogeochemie & Gasflüsse am ZALF und Erstautor der Studie. 

Um Handlungsempfehlungen für die Landwirtschaft abzuleiten, sind den Forschenden zufolge weitere Langzeitstudien und Praxisversuche erforderlich. Auch marktfähige Produkte müssen noch entwickelt werden. 

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