Aktuelles aus dem Projekt

Der Weizenversuch ist geerntet und das Erntegut wird derzeit noch auf Rohprotein analysiert - doch unser Projekt endet an dieser Stelle. In den letzten 3,5 Jahren haben wir den Einsatz von Zitronensäure im Stall und auf dem Feld umfangreich untersucht mit dem Ziel, Ammoniak-Emissionen zu reduzieren. Die abschließenden Ergebnisse stehen ab Ende des Jahres im Rahmen eines Abschlussberichtes zur Verfügung. 

Danke an alle, die uns so tatkräftig in unserem Projekt unterstützt haben,
sagt die OGAmmonMind.

In der Woche nach Pfingsten haben Doktorand Nils Ellersiek und Mitarbeiter Florian Röttger im Weizenversuch Zwischenschnitte durchgeführt. Neben dem Wiegen und Trocknen des Pflanzenmaterials wurde dieses abschließend fein vermahlen, um auf Stickstoff analysiert werden zu können.

Bei sonnig, warmen Wetter fand am 19. Mai 2022 unser Feldtag in Großenkneten statt. Hierzu kamen rund 25 interessierte Landwirte*innen, Studierende und Berater, um sich über das Projekt "AmmonMind" und das Thema "Reduktion von Ammoniak-Emissionen" zu informieren. Hier ein paar Impressionen des Tages:

Der Weizen in unserem Feldversuch ist kräftig am wachsen. Die ungedüngten Parzellen sind durch ihr helles grün deutlich von den anderen mit Gülle gedüngten Varianten zu unterscheiden. Ob es in der Stickstoffversorgung auch Unterschiede zwischen den Gülle-Varianten gibt, ermittelt die OG plantus derzeit mittels N-Tester Messungen. 

Es ist Herbst geworden und während auf dem Acker nun keine Versuche mehr anstehen, geht es im Gewächshaus und im Klimaschrank weiter. Ende August hat Doktorand Nils Ellersiek den neuen Versuch mit Weidelgras im Gewächshaus angelegt. Hier will er schauen, wie sich das Einmischen von Zitronensäure bzw. Schwefelsäure in Schweinegülle auf die N-Versorung von Weidelgras auswirkt. Zum Vergleich hat er auch eine Variante mit Gülle ohne Zusatz und eine Kontrollvariante ohne Gülle angelegt.

Für seine Bachelorarbeit untersucht Loris Jansen derzeit den Einfluss des pH-Wertes in der Gülle auf die Ammonik-Emissionen. Dabei will er herausfinden, wie stark die Gülle bei der Ausbringung angesäuert werden muss, um Ammonik-Emissionen deutlich zu reduzieren. Hierfür hat er in den letzten Wochen einen Inkubationsversuch angelegt.

Mitte August war es soweit - die Ernte des Parzellenversuches in Huntlosen konnte stattfinden. Den Drusch mit dem Parzellendrescher hat die OG plantus GbR durchgeführt. Erste Ergebnisse der Erträge kommen in den nächsten Tagen.

Mit negativem Corona-Test und viel Abstand haben sich am 26.05.2021 alle Projektpartner zu einer Besichtigung des Feldversuches in Huntlosen getroffen. Dabei stellte Nils Ellersiek die ersten Ergebnisse der Nmin-Bodenanalysen und N- sowie S-Pflanzenproben vor. Mit dem Auge ließ sich die ungedüngte Kontrolle leicht von den Güllevarianten unterscheiden. Auch zwischen den Güllevarianten mit und ohne Zusatz schien der Aufwuchszu variieren, was sich jedoch beim ersten Zwischenschnitt noch nicht nachweisen ließ. Nächste Woche werden weitere Proben entnommen.

Bei Sonne und nur leichtem Wind konnten wir am Mittwoch 24.03.2021 den diesjährigen Feldversuch auf der Fläche der platus GbR unter optimalen Bedingungen anlegen. Anfang der Woche hatten Doktorand Nils Ellersiek und Landwirt Detlef Kreye bereits die Mastschweinegülle nach Huntlosen transportiert und die mit Sorbenten gemischten Güllen entsprechend der Varianten in IBCs bereitgestellt. So konnten wir direkt loslegen. Der Versuch soll klären, wie sich die Gülle-Zusätze Zitronensäure bzw. Schwefelsäure auf die N-Verfügbarkeit und die N-Aufnahme im Weizen auswirken. Die Anlage des Versuches haben wir in diesem Jahr auch mit einer Drohne begleitet. Wir freuen uns schon auf die entstandenen Bilder und Videos, die wir in den kommenden Wochen hier bereitstellen.

Kurz nach unserem Projekttreffen kam der Winter mit Temperaturen im zweistelligen Minusbereich. Neben der Versuchsstation der OG plantus GbR in Huntlosen liegt seither unsere geplante Versuchsfläche unter einer weißen Schneedecke. Seit mindestens 20 Jahren wird diese Ackerfläche pfluglos bewirtschaftet, auf der im letzten Jahr Mais stand. Auch wenn die Fläche als Bodenart humosen Sand aufweist und daher schneller abtrocknen sollte, wird es noch ein paar Tage dauern, bis wir unseren Versuch anlegen können. Bis dahin haben wir nun Zeit für die Gefäßversuche im Gewächshaus der Hochschule Osnabrück. Dafür hat uns Tjard Ommen von der OG plantus GbR mit Boden von der Fläche versorgt.

In den letzten Wochen hat Landwirt Detlef Kreye nochmal kräftig an der Technik gearbeitet (Foto 1), mit der der Sorbent im Schweinestall versprüht wird. Über Sensoren werden nun Innen- und Außentemperatur, Raumfeuchte, Lüftungsmengen, Unterdruck, CO₂-Konzentrationen und der Ammoniak-Gehalt im Stall kontinuierlich aufgezeichnet. Das Erfassen dieser Parameter soll die Wirkung des Sorbenten auf den Ammoniak-Gehalt im Stall aufzeigen und künftig eine automatisierte Sorbentzugabe über die Lüftungsanlage ermöglichen. Durch das Einbringen des Sorbenten über eine Sprühkühlung wird bereits jetzt eine möglichst gleichmäßige Verteilung im Stall erreicht (Foto 2). Weiter hat sich gezeigt, dass das Einbringen des Sorbenten die Ammoniak-Konzentrationen in der Stallluft deutlich senkt. Nun gilt es für Landwirt Kreye zu schauen, wie sich das auf die täglichen Zunahmen seiner Tiere auswirkt.

Aktuell läuft im Projekt der 3. Durchgang im Schweinemaststall. Bei diesem wird nun erstmals eine Gruppe der Tiere durchgängig bei reduzierten Ammoniak-Gehalten in der Luft gemästet. Die Kontrollwiegungen der Tiere am 63 Masttag zeigten höhere tägliche Zunahmen von im Schnitt 58 g für die Tiere aus dem Abteil, in dem der Sorbent versprüht wurde. In keinem der bisherigen Mastdurchgänge waren die Zunahmen in der Versuchsgruppe geringer als in der Kontrollgruppe. Dies lässt vermuten, dass die Maßnahmen im Stall keinen negativen Einfluss auf die Tiergesundheit haben. Die weiteren, geplanten Mastdurchgänge und die Auswertung der Schlachtdaten sollen in den nächsten Monaten ergänzende Erkenntnisse liefern.

Seit dieser Woche testet unser Doktorand Nils Ellersiek die Ammoniak-Messapparatur mit Gülle. Er hat sich nun für einen Aufbau der Inkubationsgefäße im Klimaschrank (z.B. Stelle der Luftabsaugung und Anzahl der Lufteinlässe) entschieden. Nun prüft er zunächst an einer Gülle, ob alle 12 Wiederholungen (Inkubabtionsgefäß + Waschflasche) vergleichbare Ergebnisse der Ammoniak-Emissionen liefern. Dafür entnimmt Nils 1 ml der Waschlösung aus jeder Waschflasche  in gleichmäßigen Zeitabständen, um diese später auf ihren Ammonium-Gehalt zu untersuchen (Vorgehen siehe Bilderserie unten). Sind die Ergebnisse der Wiederholungen reproduzierbar, kann er damit beginnen, verschiedene Güllevarianten z.B. mit und ohne Ammoniak-Sorbent zu vergleichen. 

Noch ist die Ammoniak-Messapparatur ein Prototyp, an dem wir einiges ausprobieren. Doch bislang läuft das System wie gewünscht. Wir haben nun pro Ebene im Klimaschrank verschiedene Stellen, an denen wir die Luft absaugen können. Zudem gibt es unterschiedlich viele Öffnungen in den Boxen, durch die Luft einströmen kann. 

Mitte September wollen wir dann mit den ersten Tests mit Gülle starten. Zunächst geht es darum, die Handhabe auszuprobieren und eventuelle Probleme zu erkennen. Weiter gilt es zu prüfen, wie lange wir mit welcher Luftmenge pro Zeiteinheit inkubieren können. Auch müssen wir noch testen, ob es Unterschiede zwischen verschiedenen Anordnungen im Klimaschrank (z.B. Stelle der Luftabsaugung und Anzahl der Lufteinlässe) gibt. Später wird eine der Variante immer eine Kontrolle ohne Gülle sein, eine weitere vermutlich unbehandelte Gülle plus dann zwei mit behandelten Güllen.

Für Juni 2020 war eigentlich ein Feldtag in unseren Weizenversuchen in Großenkneten geplant. Aufgrund der Covid-19 Auflagen mussten wir diesen leider absagen. Um dennoch zu zeigen, wie es aktuell auf dem Acker aussieht und um zu zeigen, wie die Ammoniak-Messungen funktionieren, haben wir folgende zwei kleine Videos Ende Mai gedreht.

In der letzten Woche hat unsere Bachelor-Studierende zusammen mit Nils Ellersiek die Lösungen der Passivsammler und die Pflanzenproben aus dem Feldversuch analysiert. Für den quantitativen Nachweis von Ammonium-N in den Passiv-Flux-Sammler-Lösungen wurde die Berthelot-Reaktion nach der DIN EN ISO 11732 durchgeführt und anschließend die Konzentration mit dem Spektralphotometer bestimmt. Dafür wurde aus einer Ammonium-Stammlösung eine Zwischenverdünnung hergestellt, aus der dann die Kalibrationslösungen entstanden. Das Spektralphotometer zeichnete anschließend aus den erfassten Messwerten der Kalibrationslösungen eine Kalibrationskurve. Mithilfe dieser Kurve wurden dann die Ammonium-N-Werte in den Probelösungen berechnet.

Zur Stickstoff-Bestimmung in den Zwischenschnitten vom 26.03.20 und 09.04.20 wurden diese zunächst getrocknet, dann mit den Händen zerkleinert und dann in der Ultra Zentrifugalmühle ZM 200 der Firma Retsch feinvermahlen. Von dem aufbereiteten Probenmaterial wurden 200mg eingewogen, zu einem Pellet gepresst und dann im Stickstoffanalysator LECO FP628 analysiert. Nun werden die gesammelten Daten ausgewertet.

Nun ist auch die zweite Gülleapplikation geschafft. Diese verlief genauso wie bei der ersten Gabe - nur die Menge der Güllegabe und die Reihenfolge der ausgebrachten Varianten hat sich verändert. Ziel war es dadurch bestimmte Effekte (z.B. Temperaturgradient während des Ausbringens) auszugleichen. Aufgrund der aktuellen Corona-Beschränkungen mussten wir zudem mit weniger Personen arbeiten. Dazu haben wir  dreiTeams mit je zwei Personen gebildet: Ausbringung, Sorbent aufsprühen und Ammoniak-Messung. Dabei wurde ein Kontakt zwischen den Teams möglichst vermieden und ein Abstand von 1,5 m in den Gruppen eingehalten.

Anfang April vor der zweiten Güllegabe hat unsere Bachelorandin einen weiteren Zwischenschnitt in den Parzellen vorgenommen. Dabei hat sie auf einer Fläche von 0,144 m² erneut die ganzen Pflanzen abgeschnitten und eingesammelt. Diese Pflanzenproben hat sie anschließend frisch gewogen, dann im Trockenschrank getrocknet und dann zum Bestimmen der Trockenmasse wieder gewogen. Danach wurde das Material ganz fein auf 0,5 mm gemahlen und kann nun im Labor auf Stickstoff analysiert werden. Gleichzeitig wurden die Parzellen von uns mit dem YARA N-Tester gemessen.

Der kürzlich von der OG AmmonMind angelegte Feldversuch dient der Studentin Dorothee Kreimer nun als Grundlage für ihre Bachelorarbeit. Sie untersucht darin den Einsatz des Ammoniak-Sorbenten bei der Schweinegülle-Applikation in Winterweizen. Besonderes Augenmerk legt sie dabei auf die Ammoniak-Emissionen bei der Ausbringung und die N-Versorgung des Bestandes nach der ersten Düngegabe.

Direkt nach der Gülle-Applikation hat die Studentin Ammoniak mittels einer Kombination von Passiv-Flux-Sammlern und der Dräger-Tube-Methode gemessen. Zehn Tage und drei Wochen nach der Gülle-Applikation nimmt sie Pflanzenproben, die sie auf Stickstoff analysiert. Zudem erfasst sie die N-Versorgung mit dem YARA N-Tester. Ziel der Bachelorarbeit ist es, die Ergebnisse des Passiv-Flux-Sammlers darzustellen und  die Auswirkungen auf die N-Versorgung des Weizens mithilfe der Ergebnisse des N-Testers sowie der Pflanzenanalyse aufzuzeigen.

Sobald es auf dem Acker trocken ist, wollen wir die Feldversuche 2020 anlegen. Dafür wurden die Einstellungen am Parzellengüllefass nochmal umfangreich überprüft und optimiert. Das Ziel: möglichst langsam fahren und trotzdem konstant die Gülle ausbringen. Dazu haben wir  – erst mal mit Wasser – getestet, wie die Pumpleistung des Fasses ist, wenn wir die Pumpe nicht per Zapfwelle, sondern mit einem Ölmotor antreiben. Der Hintergrund: Die Drehzahl des Ölmotors bestimmt die Pumpleistung. Diese Drehzahl des Ölmotors können wir (weitgehend) unabhängig von der Motordrehzahl des Schleppers einstellen. So können wir die Gülle-Pumpe am Ausbringungsgerät langsamer laufen lassen (=niedrigere Pumpleistung) und  daher dann auch bei der Ausbringung auf dem Acker langsamer fahren. Das wiederum sollte die Genauigkeit der Ausbringung verbessern und insbesondere die „Versätze“ an den Parzellenanfängen/-enden kleiner (kürzer) halten. Hoffen wir…

Anfang Januar 2020 hat die erste Serie an Inkubationsversuchen an der Hochschule Osnabrück begonnen. Ziel ist es, die optimale Menge an Sorbenten herauszufinden, bei der möglichst wenig NH3-Emissionen entstehen. Diese Untersuchungen unter Laborbedingungen sind Grundlage für die neuen Feldversuche ab Ende Februar/Anfang März 2020 im Weizen.

So liefen die Inkubationsversuche ab: 

In die weißen Plastikflaschen wurde zunächst die Schweinegülle vom OG Betrieb Detlef und Marvin Kreye Agrar GbR gefüllt. Anschließend kam in gesteigerten Aufwandmengen der Sorbent dazu. Dabei zeigte sich, dass dieser die Gülle zum Schäumen bringt: je mehr Schaum, desto höher war die Zugabe an Sorbenten (Bild links). In der Flasche mit der Nummer 1 ist kein Sorbent enthalten (Kontrolle). Nach der Zugabe des  Sorbenten wurde das Gemisch durch Schwenken homogenisiert und der pH-Wert gemessen. Dann kamen von jedem Ansatz je 100 g in zwei Weckgläser (Doppelbestimmung), es wurde ein Passivsammler (Ständer + Schälchen + Schwefelsäure (0,05 mol/l)) in das Glas gestellt und dieses luftdicht verschlossen (Bild mittig). Dann standen die Weckgläser für zwei Stunden in der Klimakammer unter kontrollierten Temperaturbedingungen (Bild rechts). Anschließend wurden die Weckgläser geöffnet und die Schwefelsäure in Probenröhrchen gefüllt. Die Säure wird nun im Labor photometrisch auf ihren NH₄⁺-Gehalt hin analysiert, um daraus abzuleiten, wie viel NH3 aus der Gülle ausgegast ist.

Um die N-Aufnahme des Winterweizens in den verschiedenen Düngungsvarianten beurteilen zu können, hat die OG HSOS den N-Gehalt der Proben aus dem Zwischenschnitt (BBCH55) und der Ernte am Stickstoffanalysator LECO FP628 bestimmt. Dazu wurden die Proben zunächst getrocknet und vermahlen. Anschließend wurde von dem aufbereiteten Probenmaterial 200 mg eingewogen, zu einem Pellet  gepresst und dann im Analysator analysiert.

Bei sonnigem Wetter wurden Ende Juli alle Versuchsparzellen mit dem Parzellendrescher vom Projektpartner Plantus GbR geerntet. Das dabei entnommene Probenmaterial wird an der Hochschule Osnabrück nun weiter aufbereitet. Es werden Erntemenge, Rohproteingehalt (RP), Tausendkornmasse (TKM) und Hektolitergewicht (HLG) erfasst.

Am Tag der Gülleausbringung und weitere drei Tage danach fanden NH₃-Messungen im Feldversuch statt. Hierzu wurden zwei Methoden genutzt:

• Passivsammler
• Drägertubes

Bei der Passivsammler-Methode wird eine Säurefalle mittig in die Parzelle platziert. Die darin enthaltene Schwefelsäure "sammelt" Ammoniak, das aus der entsprechenden Düngevariante entweicht, kontinuierlich ein. In regelmäßigen Abständen ist die Säure zu tauschen, damit sie wieder Ammoniak aufnehmen kann.

Die Drägertube-Methode ist eine Momentaufnahme der aktuellen NH₃-Emissionen. Hierzu wird ein 4-Kammersystem auf den Boden einer Parzelle gedrückt. Anschließend wird mittels einer Pumpe eine definierte Luftmenge aus den Kammern durch ein Messröhrchen gesaugt. An diesem lässt sich anhand der Verfärbung der Röhrchen die NH₃-Konzentration ablesen. Details dazu finden Sie hier:

Eine detailierte Beschreibung der Methoden finden Sie hier:

NH3-Messungen mit Passivsammler und Drägertubes

Mitte April fand die Gülleausbringung im Feldversuch zur zweiten Düngergabe in Winterweizen statt. Dazu wurden mittels Parzellengüllefass 6 Varianten (4 Wiederholungen) wie folgt angelegt:

• Kontrolle,
• mineralische Düngung,
• Gülle,
• Gülle + 50% NH₃-Sorbent, 
• Gülle + 100% NH₃-Sorbent und
• Gülle + 150% NH₃-Sorbent.

Zu diesem Termin war der Weizen bereits im Schossen und der Bestand schon sehr hoch. Doch das Wetter spielte mit viel Sonne mit, sodass sich NH₃-Emissionen messen ließen.