Research database

In der landwirtschaftlichen Praxis liegen in der Regel nur selten aktuelle Angaben ¨¹ber die N?hrstoffgehalte der betriebseigenen organischen D¨¹nger vor. Die Einsendung von Wirtschafts-d¨¹ngerproben zur Laboranalyse der N?hrstoffgehalte wird von vielen Landwirten als zu kostenaufwendig eingestuft. Zudem ist die Zeitspanne zwischen Versendung der Proben an das Labor und der R¨¹ckmeldung der Analyseergebnisse f¨¹r das operative Gesch?ft von Landwirten und Dienstleistern zu lang. Daher erfolgt die Entscheidung ¨¹ber die auszubringende Menge an Wirtschaftsd¨¹nger h?ufig nur anhand von Faustzahlen. Die realen N?hrstoffgehalte k?nnen jedoch erheblich davon abweichen. Eine gezielte und damit umweltschonende D¨¹ngung ist deshalb oftmals nicht gew?hrleistet. Die nicht bedarfsgerechte Zufuhr von N?hrstoffen f¨¹hrt insbesondere f¨¹r die N?hrstoffe Stickstoff und Phosphor zu gravierenden Umweltproblemen (u.a. Nitrat-Auswaschung aus landwirtschaftlich genutzten B?den in das Grundwasser, P-Anreicherung im Oberboden und damit verbunden erh?hte Risiken der Eutrophierung von nicht-agrarischen ?kosystemen durch Wind- und Wassererosion). Eine effizientere Nutzung der N?hrstoffe in Wirtschaftsd¨¹ngern w¨¹rde weiterhin dazu beitragen, limitierte Rohstoffreserven (z.B. Rohphosphat) zu schonen, da weniger Minerald¨¹nger in der landwirtschaftlichen Pflanzenproduktion eingesetzt werden m¨¹ssten.

Im Rahmen des Forschungsvorhabens wird ein umfassendes Verfahren f¨¹r die praxistaugliche Vorort-Bestimmung der N?hrstoffgehalte in fl¨¹ssigen organischen Wirtschaftsd¨¹ngern entwickelt. In Projektphase 1 werden an 60 Mastschweine-, Sauen-, Rinder- bzw. Biogas-G¨¹llen verschiedene methodische Ans?tze zur Vorort-Charakterisierung fl¨¹ssiger Wirtschaftsd¨¹nger getestet und in Beziehung gesetzt zu laboranalytisch ermittelten N?hrstoffgehalten. Es werden sowohl einfach zu bestimmende physikalische Eigenschaften (z. B. spezifisches Gewicht, Flie?verhalten, Viskosit?t, Filtrier- und Siebverhalten) und chemisch-analytische Verfahren (z. B. Farbtestst?bchen aus der Wasser- und Abwasseranalytik, ionenselektive Elektroden, Kapillarelektrophorese, Kationen-/Anionen-Sorbenten) als auch die Eignung der Vis-NIR-Spektroskopie ¨¹berpr¨¹ft. Dabei wird auf die einfache Durchf¨¹hrbarkeit der Verfahren, die Fehleranf?lligkeit und die Aussagekraft bez¨¹glich der zu bestimmenden N?hrstoffgehalte geachtet. Konzeptionell wird ausdr¨¹cklich nicht auf ein einzelnes Messverfahren, sondern auf ein Set von methodischen Verfahren zur Charakterisierung von fl¨¹ssigen Wirtschaftsd¨¹nger fokussiert. Dies ist notwendig, da die N?hrstoffe in unterschiedlichen Bindungsformen im Wirtschaftsd¨¹nger vorliegen. Die so als besonderes geeignet eingestuften Vorort-Methoden werden anschlie?end in Phase 2 an einem umfangreicheren Sortiment von insgesamt 600 fl¨¹ssigen organischen D¨¹ngern anhand der laboranalytisch ermittelten N?hrstoffgehalte kalibriert.

Um eine anwenderfreundliche, praxistaugliche Umwandlung der ermittelten Messparameter zu erm?glichen, werden die erhobenen Daten ¨¹ber eine Smartphone-App zusammengef¨¹hrt und in eine zentrale Datenbank eingespeist. So wird eine umfassende Interpretation erm?glicht, da in dieser Datenbank zum einen Betriebsdaten zur Produktionsweise (u. a. Tierhaltung und -f¨¹tterung, Aufstallungssystem, Inputkomponenten Biogasanlage) als auch Analysewerte zur¨¹ckliegender Untersuchungen von Wirtschaftsd¨¹ngern hinterlegt sind, die mit den aktuellen Messwerten abgeglichen werden. Dar¨¹ber hinaus k?nnten auch Daten zu N?hrstoffgehalten von Wirtschaftsd¨¹ngern anderer landwirtschaftlicher Betriebe f¨¹r die Bewertung der aktuellen Werte ¨¹ber entsprechend integrierte Algorithmen herangezogen werden. Die R¨¹ckmeldung der N?hrstoffgehalte an den Landwirt erfolgt umgehend ebenfalls ¨¹ber diese App.

Landwirte und alle weiteren Akteure in der G¨¹lle-Logistikkette (z. B. Spediteure, Leiter von g¨¹lleaufnehmenden Betrieben in Ackerbauregionen) werden durch dieses innovative Konzept (Kombination einfacher Vorort-Verfahren zur Bestimmung von Eigenschaften der aktuellen G¨¹lle mit App basierter Datenbankauswertung) somit innerhalb weniger Minuten in die Lage versetzt, die N?hrstoffgehalte ihrer G¨¹lle mit hoher Genauigkeit zu bestimmen.