Research database

Die intensive Tierhaltung im Nordwesten Deutschlands hat zu deutlichen Nährstoffüberschüssen in Form von Gülle, und daraus folgend zu unerwünschten Nährstoffeinträgen in nicht-agrarische Ökosysteme geführt. Die Nährstoffüberschüsse sind wesentlich durch die Getreideimporte aus Ackerbauregionen sowie durch rund 4,5 Mio. t importiertes Sojaextraktionsschrot (davon ca. 80 % als GVO-Ware) für die Futterproduktion zu erklären. Aufgrund der Vorgaben aus der Mitte 2017 implementierten neuen Dünge-Verordnung müssen diese Nährstoffüberhänge zunehmend kostenintensiv aus der Veredlungsregion in Ackerbauregionen exportiert werden. Dabei wird die Transportwürdigkeit von Gülle durch Trennung in Dünn- und Festphase verbessert, wobei die nährstoffreiche Festphase in Ackerbauregionen verbracht wird und die Dünnphase mit geringen Nährstoffanteilen in der Regel vor Ort verwendet wird. Die hier skizzierten Problemstellungen entlang der Produktionskette „Pflanzenproduktion – Futterherstellung – Fleisch“ werden in einem integrativen Forschungsprojekt der Fachgebiete Pflanzenernährung und Pflanzenbau, Gartenbau und Bioverfahrenstechnik sowie Tierernährung bearbeitet. Dabei wird ein innovatives Gesamtkonzept entwickelt.

Ausgangspunkt für das beantragte Forschungsprojekt ist die Überlegung in einem hydroponischen Kultursystem basierend auf den in der Dünnphase von Gülle vorliegenden Nährstoffen „Wasserlinsen“ (als Sammelbezeichnung für verschiedene Gattungen von an der Wasseroberfläche freischwimmenden Pflanzen) als alternative Proteinquelle für Futtermittel zu produzieren, um so die regionalen Nährstoffkreisläufe zu schließen. Es ergibt sich eine Verringerung der Nährstoffüberschüsse durch Export der Nährstoffe in der Festphase bei gleichzeitiger Nutzung der Dünnphase für die Proteinproduktion. Zudem kann die Flächenknappheit in den Veredlungsregionen so verringert werden.

Das Wachstum und somit auch die Biomasseproduktion von Wasserlinsen wird von zahlreichen Parametern beeinflusst. Zu diesen zählen Licht (Qualität und Quantität), Temperatur, pH, Fließgeschwindigkeit der Nährlösung sowie Nährstoffversorgung. Aufbauend auf den bereits vorliegenden grundlegenden Kenntnissen zum Einfluss dieser Parameter wird ein Produktionsverfahren für Wasserlinsen entwickelt, um ein definiertes und standardisiertes Protein-Produkt als Soja-Ersatz für die Zumischung in Ferkel- und Broilerfutter herzustellen. Dabei werden auch spezielle Daten zur Produktsicherheit im Zusammenhang mit der Nutzung von Gülle als Nährstofflieferant in einem solchen Produktionsverfahren erhoben. Bei der geplanten Kultivierung der Wasserlinsen auf mehreren Ebenen in einem vertikalen hydroponischen System, kann die Flächeneffizienz im Vergleich zu normalen Ackerbausystemen um ein Vielfaches verbessert werden. Darüber hinaus ist die Produktion in hydroponischen Systemen den gängigen agrarischen Produktionsverfahren hinsichtlich Prozesssteuerung und -sicherheit sowie Nährstoffeffizienz überlegen. Insgesamt kann somit aus der im Überschuss vorliegenden Gülle in einer viehintensiven Region ein effizienter Produktionsfaktor für die Produktion von Futterprotein werden. Herauszustellen ist dabei, dass die Ansprüche der Tierernährung an die Proteinqualität von zentraler Bedeutung und unmittelbar zielgebend sind.

Der Wissensstand zum Einsatz von Wasserlinsen in der Schweine- und Geflügelernährung ist zurzeit ebenfalls unzureichend, um Fütterungsempfehlungen zu geben. So fehlen Daten zur Verdaulichkeit von Wasserlinsen bei Broilern und Ferkeln. Weiterhin ist unklar, wie die Verdaulichkeit einzelner Wasser-linsenspezies zu beurteilen ist. Diese ist allerdings Basis für die Optimierung von Futtermitteln, sodass umfangreiche wissenschaftlich fundierte Verdaulichkeitsuntersuchungen bei den entsprechenden Tierarten durchgeführt werden müssen. Auf Basis von Exaktversuchen mit Broilern und Ferkeln wird zudem der Einfluss von Wasserlinsen auf die tierischen Leistungen und auf aktuelle Tierwohlindikatoren geprüft.