Stickstoffbilanz und Gärrest-Aufwandmengen: Rechenbeispiel Schritt für Schritt

Die Gärrestaufwandmenge pro Hektar errechnet sich, indem die geplante Stickstoffmenge (kg N/ha) durch den Stickstoffgehalt im Gärrest (kg N/m³ oder kg N/t), korrigiert um Ausnutzungsgrad und Verluste, geteilt wird. Die erste Begrenzung ist in der Regel die Grenze von 170 kg N/ha jährlich an Stickstoff aus Wirtschaftsdünger, die sich aus der Nitratrichtlinie und dem nationalen Aktionsprogramm ergibt (sie gilt für Gärrest nur dann, wenn er so eingestuft ist – das hängt von den Substraten und den nationalen Vorschriften ab), die zweite — der Bedarf der Kultur, die dritte — Bodenfaktoren und Termine. Das nachstehende Beispiel veranschaulicht den Gedankengang; die Zahlen sind angenommen, nicht repräsentativ.

Eingangsdaten

Benötigt werden: eine Gärrestanalyse (Gesamt-N, N-NH₄⁺, P, K, Trockenmasse), Fläche und Kultur, Zielertrag sowie Nährstoffgehalt des Bodens. Führen Sie die Analyse für jede Charge oder mindestens saisonal durch, denn die Zusammensetzung hängt vom Substratmix ab. Zur Vereinfachung nehmen wir an:

Schritt 1: Aufwandmenge aus der Grenze

Grenze 170 kg N/ha: 170 / 4,5 ≈ 37,8 m³/ha jährlich aus Wirtschaftsdünger, sofern alle Quellen natürlichen Stickstoffs auf diesem Feld eben dieser Gärrest sind. Wird zusätzlich zum Gärrest Mist oder Gülle ausgebracht, addiert sich der Stickstoff daraus.

Schritt 2: Aufwandmenge aus dem Pflanzenbedarf

Nehmen wir Winterweizen mit einem Bedarf an Dünger-N von ca. 160 kg/ha an (nach Berücksichtigung der Bodenvorräte und der Vorfrucht — den Wert legen Sie nach lokalen Empfehlungen fest). Den N-Ausnutzungsgrad im Gärrest im Ausbringungsjahr nehmen wir an: 0,6 für Gesamt-N (Vereinfachung, in der Praxis werden je nach Termin und Technik unterschiedliche Werte angewandt). Effektiver N pro m³: 4,5 × 0,6 = 2,7 kg. Aufwandmenge: 160 / 2,7 ≈ 59 m³/ha. Das ist mehr, als die Grenze erlaubt (37,8 m³), daher ist die Grenze der entscheidende Faktor; der Rest des N muss aus Mineraldünger stammen.

Schritt 3: Ergänzung mit Mineraldünger

Bei 37,8 m³/ha wird effektiver N in Höhe von 37,8 × 2,7 ≈ 102 kg zugeführt. Zur Deckung von 160 kg werden noch ca. 58 kg N aus Mineraldünger benötigt. Ebenso prüft man die Phosphor- und Kaliumbilanz: 37,8 × 1,6 ≈ 60 kg P₂O₅/ha und 37,8 × 4,0 ≈ 151 kg K₂O/ha — vergleichen Sie mit dem Nährstoffentzug durch den Ertrag und dem Nährstoffgehalt des Bodens. Bei P-reichen Böden kann überschüssiger Phosphor eine Begrenzung sein.

Stickstoffverluste

Ammoniumstickstoff verflüchtigt sich in Form von NH₃, besonders bei einem pH-Wert des Gärrests von 8 und mehr, hoher Temperatur und Wind. Ausbringungstechniken (Schleppschläuche, Injektionsgerät, schnelle Einarbeitung) verringern die Verluste erheblich. In der Bilanz setzt man bei Oberflächenausbringung auf reifen Bestand im Sommer einen niedrigeren Ausnutzungsgrad an als bei bodennaher Ausbringung im Frühjahr.

Entscheidungstabelle

Checkliste

1. Lassen Sie den Gärrest der aktuellen Charge analysieren.
2. Berechnen Sie die Grenze von 170 kg N/ha und die Summe aus anderen Wirtschaftsdüngern.
3. Berechnen Sie die Aufwandmenge nach Pflanzenbedarf und Ausnutzungsgrad.
4. Nehmen Sie die kleinere der Aufwandmengen.
5. Überprüfen Sie die P- und K-Bilanz.
6. Berücksichtigen Sie Termine und Ausbringungsbedingungen.
7. Führen Sie Aufzeichnungen über die Maßnahmen.

Häufige Fehler

• Verwendung von Werten „aus der Tabelle“ statt von Analysen.
• Nichtberücksichtigung des Stickstoffs aus anderen Wirtschaftsdüngern.
• Aufwandmenge in Tonnen statt in m³ berechnet (die Dichte unterscheidet sich).
• Ausbringung im Winter oder auf wassergesättigtem Boden.
• Nichtberücksichtigung, dass die N-Ausnutzungsgrade in einem weiten Bereich schwanken.

Die nationalen Vorschriften (zulässige Aufwandmengen, Termine, Aufzeichnungen, Pflicht zum Düngeplan) können sich ändern; prüfen Sie vor der Saison das aktuelle Aktionsprogramm und die Empfehlungen der landwirtschaftlichen Beratung.

Hochrechnung auf den gesamten Betrieb

Nehmen wir 120 ha Anbaufläche an, auf denen jeweils 37,8 m³/ha ausgebracht werden sollen: insgesamt 4.536 m³. Bei einer Produktion von 22.000 m³ Gärrest pro Jahr bedeutet das, dass bei dieser Grenze nur ca. 20% des Stroms auf den eigenen Feldern Platz finden. Der Rest erfordert Verträge mit Nachbarn, Abnehmer oder eine Aufbereitung (Separation, Stickstoffrückgewinnung, Granulierung). Das ist die wichtigste Planungsübung beim Entwurf einer Biogasanlage: Die für die Gärrestverwertung verfügbare Fläche begrenzt den Anlagenumfang oft stärker als die Technologie. Eine ähnliche Analyse wird für Phosphor durchgeführt, der in vielen Betrieben der begrenzende Faktor ist.

Dokumentation

Bewahren Sie Analyseergebnisse, Daten und Aufwandmengen, Feldkarten und Gärrestabnahmeverträge auf. Im Kontrollfall lässt sich so die Einhaltung der Grenzen und Termine nachweisen.