Was jahrzehntelang als Abfall galt, könnte künftig zu einem wertvollen Rohstoff für die Landwirtschaft werden. Forschende des Leibniz-Instituts für Gartenbauwissenschaften (IGZ) haben in einer aktuellen Studie nachgewiesen, dass aus menschlichen Ausscheidungen gewonnene Düngemittel beim Anbau von Kohlrabi herkömmlichen Mineraldünger nahezu vollständig ersetzen können. Die Ergebnisse könnten weitreichende Folgen für Landwirtschaft, Umwelt und die europäische Kreislaufwirtschaft haben. Denn angesichts steigender Düngerpreise, geopolitischer Krisen und knapper Rohstoffe suchen Wissenschaft und Politik zunehmend nach nachhaltigen Alternativen.
Mineraldünger zählt zu den wichtigsten Betriebsmitteln moderner Landwirtschaft. Gleichzeitig ist seine Herstellung energieintensiv und in hohem Maße von fossilen Energieträgern abhängig. Viele der benötigten Rohstoffe werden importiert, wodurch Landwirte immer wieder unter starken Preisschwankungen leiden.
Vor diesem Hintergrund gewinnt die Frage an Bedeutung, ob sich Nährstoffe aus bislang ungenutzten Quellen zurückgewinnen lassen.
Gewächshausversuch mit überraschendem Ergebnis
Genau dieser Frage gingen die Wissenschaftler Caroline Ganglo und Dr. Stefan Karlowsky vom Leibniz-Institut für Gartenbauwissenschaften nach.
Im Rahmen des europäischen Forschungsprojekts P2GreeN, das durch das EU-Programm „Horizon Europe“ gefördert wird, untersuchten sie, ob Düngemittel aus menschlichen Ausscheidungen beim Kohlrabi-Anbau im Gewächshaus klassischen Mineraldünger ersetzen können. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Frontiers in Environmental Science veröffentlicht.
Zum Einsatz kam eine Kombination aus nitrifiziertem Urindünger sowie Kompost aus den Inhalten von Trockentoiletten. Diese Recyclingdünger wurden mit einem herkömmlichen synthetischen Mehrnährstoff-Mineraldünger verglichen.
Erträge auf gleichem Niveau
Das Ergebnis fiel überraschend deutlich aus.
Die mit Recyclingdüngern behandelten Kohlrabi-Pflanzen erzielten vergleichbare marktfähige Erträge und eine ähnliche Biomasse wie Pflanzen, die mit konventionellem Mineraldünger versorgt wurden. Damit konnte erstmals unter kontrollierten Bedingungen gezeigt werden, dass aufbereitete menschliche Ausscheidungen den Einsatz synthetischer Dünger bei einer nährstoffintensiven Gemüsekultur weitgehend ersetzen können.
Gerade Kohlrabi eignet sich für solche Untersuchungen besonders gut, da die Pflanze schnell wächst und einen hohen Stickstoffbedarf besitzt. Eine zuverlässige Nährstoffversorgung ist deshalb entscheidend für Ertrag und Qualität.
Pflanzen nehmen sogar mehr Stickstoff auf
Besonders interessant waren die Ergebnisse zur Stickstoffversorgung.
Nach Angaben der Forscher nahm der Kohlrabi bei Verwendung der Recyclingdünger 13 Prozent mehr Stickstoff auf als bei einer Düngung mit herkömmlichem Mineraldünger. Gleichzeitig fanden die Wissenschaftler nach der Ernte fünfmal weniger mineralischen Stickstoff im Boden, während der Anteil organisch gebundenen Stickstoffs um 25 Prozent höher lag.
Diese Veränderungen könnten für die Landwirtschaft erhebliche Vorteile bringen.
Mineralischer Stickstoff wird vergleichsweise leicht ausgewaschen und kann in das Grundwasser gelangen. Organisch gebundener Stickstoff bleibt dagegen länger im Boden gespeichert und steht Pflanzen über einen längeren Zeitraum zur Verfügung. Dadurch könnten sowohl Nährstoffverluste als auch Umweltbelastungen reduziert werden.
Weniger Abhängigkeit von Importen
Die Studie besitzt nicht nur aus ökologischer Sicht große Bedeutung.
Mineraldünger wird in Europa häufig unter hohem Energieeinsatz produziert oder aus dem Ausland importiert. Die Energiekrise und geopolitische Konflikte der vergangenen Jahre haben gezeigt, wie stark die Preise von Dünger schwanken können.
Recyclingdünger könnten deshalb künftig helfen, die Abhängigkeit von fossilen Rohstoffen sowie internationalen Lieferketten zu verringern und die Versorgung der Landwirtschaft widerstandsfähiger zu machen. Gleichzeitig würden wertvolle Nährstoffe nicht länger über das Abwassersystem verloren gehen, sondern könnten in den natürlichen Stoffkreislauf zurückgeführt werden.
Wie sicher ist Dünger aus menschlichen Ausscheidungen?
Ein zentraler Punkt der Untersuchung war die Lebensmittelsicherheit.
Viele Verbraucher stellen sich die Frage, ob Arzneimittelrückstände oder andere Schadstoffe über solche Dünger in Gemüse gelangen könnten.
Die Wissenschaftler untersuchten deshalb gezielt das Antibiotikum Doxycyclin, das im verwendeten Kompost nachweisbar war. Das Ergebnis: In den essbaren Teilen des Kohlrabis konnten keine nachweisbaren Mengen des Wirkstoffs festgestellt werden.
Das bedeutet allerdings nicht, dass sämtliche Sicherheitsfragen bereits abschließend geklärt sind. Vielmehr sehen die Forscher darin einen wichtigen ersten Nachweis, dass geeignete Aufbereitungsverfahren Risiken deutlich reduzieren können.
Weitere Forschung bleibt notwendig
Trotz der vielversprechenden Ergebnisse mahnen die Wissenschaftler zur Vorsicht.
Bis Recyclingdünger aus menschlichen Ausscheidungen flächendeckend eingesetzt werden können, seien umfangreiche Langzeitstudien erforderlich. Untersucht werden müssten unter anderem:
- mögliche Auswirkungen auf den Salzgehalt der Böden,
- Veränderungen des organischen Kohlenstoffgehalts,
- langfristige Stickstoff- und Phosphorkreisläufe,
- die Nitrat-Auswaschung,
- sowie das Verhalten von Arzneimittelrückständen und weiteren Spurenstoffen bei wiederholter Anwendung.
Erst auf Grundlage solcher Untersuchungen könnten geeignete gesetzliche Regelungen und Qualitätsstandards entwickelt werden.
Kreislaufwirtschaft statt Wegwerfgesellschaft
Die Forschung passt in ein größeres Konzept der nachhaltigen Landwirtschaft.
Während bislang große Mengen an Stickstoff und Phosphor über Kläranlagen verloren gehen, verfolgt die Kreislaufwirtschaft das Ziel, diese wertvollen Nährstoffe zurückzugewinnen und erneut in der Lebensmittelproduktion einzusetzen.
Dadurch ließen sich nicht nur Rohstoffe einsparen. Auch Umweltbelastungen durch überdüngte Gewässer oder energieintensive Mineraldünger könnten langfristig reduziert werden.
Ein möglicher Baustein für die Landwirtschaft der Zukunft
Die neue Studie liefert einen wichtigen wissenschaftlichen Beleg dafür, dass aufbereitete menschliche Ausscheidungen künftig einen Beitrag zu einer nachhaltigeren Landwirtschaft leisten könnten. Die Versuchsergebnisse zeigen, dass vergleichbare Erträge wie mit klassischem Mineraldünger möglich sind, während gleichzeitig die Stickstoffaufnahme der Pflanzen verbessert und die Nährstoffverluste im Boden reduziert werden.
Ob Recyclingdünger eines Tages in größerem Umfang auf deutschen Feldern eingesetzt werden, hängt nun von weiteren Forschungsergebnissen, klaren gesetzlichen Rahmenbedingungen und nicht zuletzt von der Akzeptanz in der Bevölkerung ab. Fest steht jedoch: Was heute noch ungewöhnlich klingt, könnte künftig ein wichtiger Baustein einer ressourcenschonenden und krisenfesten Landwirtschaft werden.
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