Zusammensetzung von Gärrest: Stickstoff, Phosphor, Kalium, Schwefel und organische Substanz

Gärrest ist der Rückstand nach der Vergärung, der den Großteil der mineralischen Bestandteile der Substrate enthält und dessen organische Substanz weitgehend abgebaut ist. Seine Zusammensetzung hängt vor allem vom Substratmix ab: Gärrest aus Gülle und Silage enthält einige Prozent Trockensubstanz (TS) und etwa einige kg Gesamtstickstoff pro Tonne, wovon ein erheblicher Teil als Ammonium vorliegt. Da die Streuung groß ist, muss die Bewertung auf einer Analyse aus der eigenen Anlage beruhen.

Was mit den Inhaltsstoffen im Gärraum geschieht

• Kohlenstoff — ein großer Teil der organischen Substanz wird in CH₄ und CO₂ umgewandelt, sodass die organische Trockensubstanz (oTS) abnimmt.
• Stickstoff — entweicht nicht mit dem Biogas (abgesehen von Spuren von NH₃); organischer Stickstoff aus Proteinen wird zu Ammoniumstickstoff (N-NH₄⁺) mineralisiert. Die Gesamtstickstoffmenge bleibt näherungsweise erhalten.
• Phosphor — verbleibt; ein Teil fällt als Phosphat aus.
• Kalium — bleibt in Lösung und liegt im Gärrest zu einem großen Teil in gelöster Form vor.
• Schwefel — entweicht teilweise mit dem Gas als H₂S, ein Teil verbleibt im Gärrest als Sulfide und organischer Schwefel.
• pH — steigt (üblicherweise 7,5–8,5), wodurch die Neigung zur Ammoniakverflüchtigung zunimmt.

Orientierungsbereiche

Die folgenden Werte dienen der Veranschaulichung (Frischmasse); die tatsächliche Zusammensetzung kann erheblich abweichen.

Warum die Stickstoffform wichtig ist

Ammoniumstickstoff wirkt wie ein Mineraldünger: Er ist für Pflanzen schnell verfügbar, verflüchtigt sich jedoch bei der Ausbringung ohne rasche Einarbeitung in den Boden als NH₃. Organischer Stickstoff wird langsam freigesetzt. Daher sollte die Düngeplanung berücksichtigen, welcher Anteil des N im Anwendungsjahr pflanzenverfügbar ist, sowie die Ausbringungstechnik (separater Artikel).

Organische Substanz und Humus

Obwohl die Vergärung den Gehalt an leicht abbaubarer organischer Substanz verringert, führt Gärrest (insbesondere die feste Fraktion) dem Boden stabileren Kohlenstoff zu. Die bodenbildende Wirkung selbst hängt von den Aufwandmengen ab; flüssiger Gärrest enthält davon relativ wenig pro Volumeneinheit.

Verunreinigungen und Sicherheit

• Schwermetalle (Cu, Zn aus Futtermitteln und Zusätzen) können substratbedingt im Gärrest vorkommen — lassen Sie diese bestimmen, insbesondere bei Schweinegülle und Spurenelementzusätzen.
• Physikalische Verunreinigungen (Kunststoff, Glas aus Abfällen) — hängen von der Qualität der vorgeschalteten Abtrennung ab.
• Pathogene — werden im Prozess reduziert, die Anforderungen an die Hygienisierung hängen jedoch von der Art der Substrate ab.
• Unkräuter — Samen werden bei thermophilen Temperaturen größtenteils inaktiviert, bei mesophilen Temperaturen in geringerem Maße.

Rechtliche Aspekte

Der rechtliche Status von Gärrest (Wirtschaftsdünger, Nebenprodukt, Abfall, EU-Düngeprodukt) hängt von den Substraten und dem Verfahren des Inverkehrbringens ab. Die Verordnung (EU) 2019/1009 ermöglicht das Inverkehrbringen von Düngeprodukten mit CE-Kennzeichnung, einschließlich Gärresten, die bestimmte Kriterien erfüllen (Komponentenmaterialkategorien für Gärreste). Der rechtliche Weg ist für die jeweilige Anlage zu klären — wir empfehlen die Rücksprache mit einem Berater oder der zuständigen Behörde.

Checkliste der analytischen Bestimmungen

1. Trockensubstanz (TS), organische Trockensubstanz (oTS).
2. Gesamt-N, N-NH₄, pH.
3. P, K, Mg, Ca, S.
4. Schwermetalle (Cd, Pb, Cu, Zn, Cr, Ni, Hg, As) bei geplantem Verkauf oder zur Risikobewertung.
5. Wiederholen Sie die Analysen saisonal und nach einer Änderung des Substratmixes.

Die Kenntnis der Zusammensetzung ermöglicht es, die Düngung ohne überhöhte Aufwandmengen zu planen, den Zukauf von Mineraldüngern zu reduzieren und den Handelswert des Produkts abzuschätzen.

Beispiel: wie viel Stickstoff eine Gabe enthält

Nehmen wir Gärrest aus Gülle und Silage an, bei dem die Analyse 4,0 kg Gesamt-N pro Tonne ergeben hat, davon 2,6 kg N-NH₄ (65%). Eine Gabe von 30 t/ha führt 120 kg Gesamt-N zu, davon 78 kg Ammonium-N. Beträgt die Ausnutzung des Ammoniumstickstoffs im Anwendungsjahr beispielsweise 60–70% (abhängig von Technik und Bedingungen — beispielhafter Wert), erhält die Pflanze aus der Ammoniumfraktion ein Äquivalent von ca. 47–55 kg mineralischem N zuzüglich eines Teils des organischen Stickstoffs. Diese Rechnung zeigt, warum es ohne Analyse leicht sowohl zu einer Überdüngung als auch zu einer Unterversorgung der Fläche kommen kann.

Zeitliche Schwankungen

Die Zusammensetzung des Gärrests verändert sich mit dem Substratmix, der Jahreszeit und dem Abbaugrad. Entnehmen Sie nach dem Durchmischen Proben an mehreren Stellen des Behälters und lassen Sie diese mindestens einmal jährlich analysieren, bei Änderungen der Rezeptur häufiger.

Praktisches Fazit

Die kostengünstigste Möglichkeit zur Verbesserung des Gärrestmanagements sind regelmäßige Analysen und eine Nährstoffbilanz unter Berücksichtigung der Stickstoffform. Dies ermöglicht es, den Zukauf von Mineraldüngern zu begrenzen, Grenzwertüberschreitungen zu vermeiden und festzustellen, ob sich eine Separation oder Stickstoffrückgewinnung lohnt. Daten zur Zusammensetzung bilden auch die Grundlage für Gespräche mit Gärrestabnehmern und für die Angabe des Gärrests in den Düngeplänen landwirtschaftlicher Betriebe.