Mann fasst in Biomülltonne
Janina Schuster | am

Forschung: Nährstoffpartnerschaften zwischen Stadt und Land

Rohstoffe werden knapper und der Klimawandel bereitet Sorgen. Das wirft neue Fragen auf. Wie können wir unsere Ressourcen effizienter nutzen? Die Uni Hohenheim sucht nach Antworten.

Wir müssen unseren vorhandenen Ressourcen nachhaltiger nutzen. Da ist sich das Forschungsteam sicher. Anders könne den Herausforderungen des Klimawandels und immer knapper werdenden Rohstoffen nicht begegnet werden. Dazu gehört auch, Nähr- und Wertstoffkreisläufe in der landwirtschaftlichen Produktion wieder zu schließen und die Rohstoffe und Produkte möglichst lange im Einsatz zu halten. Reststoffe als wertvolle Rohstoffquelle zu sehen und nicht lediglich als Müll, der am Ende der Verwertungskette steht. Das Kooperationsprojekt RUN befasst sich genau mit diesem Thema. Es hat sich zur Aufgabe gemacht, innovative Verwertungsverfahren für Bioabfälle und häusliche Abwässer zu entwickeln. So sollen die Stoff-Kreisläufe zwischen Stadt und Land wieder geschlossen werden.

Agrarsysteme nachhaltiger gestalten

Auf dem Land werden die Lebensmittel erzeugt, die in der Stadt verbraucht werden. Also dort, wo dreiviertel aller Deutschen leben. So entstanden Produktionsketten, bei denen Nähr- und Wertstoffe von einem Ort zum anderen transportiert wurden und dort in großen Teilen mit Abfällen und Abwasser verloren gehen. Dort setzt RUN an. RUN steht für Rural Urban Nutrient Partnership: Nährstoffgemeinschaften zwischen Stadt und Land. Das Ziel ist, Agrarsysteme nachhaltiger und klimafreundlicher zu gestalten und Ressourcen einzusparen.

Aus Restmüll wird Düngemittel

Das Projekt denkt Nachhaltigkeit auf vielen verschiedenen Ebenen. So ist es nötig, technische, städtebauliche und logistische Strukturen zu schaffen, die eine Trennung, Aufbereitung, Umwandlung und Rückführung von Nährstoffen ermöglicht. Aber auch das Konsumverhalten der Gesellschaft muss sich verändern. Dann können aus Restabfällen die darin enthaltenen Nährstoffe gezogen und zu Düngemittel weiterverarbeitet werden. Dünger, der wiederum erneut in der Landwirtschaft eingesetzt werden kann. Mit der Ernte und dem Verkauf des gedüngten Gemüses werden die bereits eingesetzten Nährstoffe erneut an den Verbraucher weitergegeben und es entsteht ein Kreislauf.

Entwicklung von technischen Verfahren

An der Universität Stuttgart forschen Studentinnen und Studenten derzeit an den notwendigen Techniken für das erforderliche Verfahren. Die dabei entstehenden "Design-Dünger" werden von Dr. Sabine Zikeli vom Zentrum Ökologischer Landbau Universität Hohenheim (ZÖLUH) und ihrem Team untersucht. "Als Dünger entstehen vor allem Struvite, die in erster Linie Phosphat, Magnesium und Ammonium enthalten, die dem Klärschlamm entzogen wurden. Die Reste des Klärschlamms werden durch Verkohlung zu Pflanzenkohle. Diese ist sehr porös und kann in ihren Hohlräumen Wasser und Nährstoffe speichern, die sie dann bei Bedarf an die Pflanzen abgibt", erklärt Dr. Zikeli weiter.

Wie nützlich kann der Dünger in der Landwirtschaft sein?

Um herauszufinden, wie nützlich der Dünger auch für die Landwirtschaft ist, werden viele Tests gemacht. Dafür wird Weidelgras in Töpfen angepflanzt und regelmäßig gekürzt. So finden die Forscherinnen und Forscher heraus, wie viel Nährstoffe die Pflanze aufgenommen hat und wie sich ihre Biomasse verändert hat. So kann das Team ermitteln, welche Nährstoffverfügbarkeit vorliegt. Aber auch eventuelle Schadstoffe können entdeckt werden. "Struvite haben den Vorteil, dass sie sehr sauber sind und so gut wie keine Verunreinigungen beispielsweise mit Schwermetallen enthalten", weiß Dr. Zikeli. "Und natürlich unterliegen auch diese Dünger der geltenden Düngemittel-Verordnung."

Aus dem Labor in die Praxis

Um die Praxistauglichkeit der Verfahren herauszufinden, soll das Projekt auch als Reallabor umgesetzt werden. "Geplant ist eine Recyclinganlage als Pilotanlage und Demonstrator in einem echten Stadtquartier auszuprobieren", erklärt Carolin Callenius vom Forschungszentrum für Globale Ernährungssicherung und Ökosysteme der Universität Hohenheim. "Damit lassen sich die Laborversuche einerseits in einem größeren Maßstab auf der Ebene eines Stadtquartiers testen und andererseits kann man die Kreislaufidee so unter Echtzeitbedingungen auf deren Praxistauglichkeit hin untersuchen."

Mit Material von Universität Hohenheim
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