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Als Gärrest wird der flüssige oder feste Rückstand bezeichnet, der bei der Vergärung von Biomasse in einer Biogasanlage zurückbleibt. Wegen seines hohen Gehalts an Nährstoffen wird er meist als landwirtschaftlicher Dünger verwendet. Auch die Bezeichnung Biogasgülle oder Gärprodukt wird verwendet. Für die Gärreste der Ethanolherstellung aus Getreide wird hingegen meistens die Bezeichnung Schlempe verwendet.
In Biogasanlagen werden verschiedenste Substrate eingesetzt, wie z. B. Gülle, Maissilage oder Biomüll. Diese enthalten Wasser und organische Verbindungen wie Kohlenhydrate (Zucker, Stärke, Hemicellulose, Cellulose), Proteine, Fette und andere Verbindungen in unterschiedlichen Anteilen. Ein großer Anteil dieser organischen Verbindungen wird während des anaerob stattfindenden Biogasprozesses von Mikroorganismen abgebaut. Im Biogas finden sich mit Methan (CH4) und Kohlendioxid (CO2) die mengenmäßig wichtigsten Abbauprodukte. Daneben sind zunächst noch kleine Anteile wie Schwefelwasserstoff (H2S) und Ammoniak (NH3) enthalten.[1] Durch die Abbauprozesse wird aus dem zähflüssigen bis festen Substrat der flüssige bis zähflüssige Gärrest mit einem hohen Wasseranteil.
Da aus dem Substrat nur geringe Mengen NH3 entweichen, verbleibt der größte Teil des Stickstoffs (rund 3,4 bis 5,0 kg/m3) im Gärrest. Durch die Abbauprozesse verringert sich der Anteil des in der Organik gebundenen Stickstoffs, während sich der Anteil an NH3 erhöht - 45 bis 76 Prozent liegen als Ammonium-Stickstoff vor. Da sich bei der Vergärung der pH-Wert vom neutralen in den leicht basischen pH-Bereich (pH 8 bis 8,5) verschiebt, verschiebt sich auch das Gleichgewicht vom gut löslichen Ammonium NH4+ zum NH3. Bei der Lagerung und Ausbringung des Gärrestes besteht somit eine höhere Gefahr der Ausgasung des Ammoniaks. Positiv kann sein, dass der Stickstoff in dieser Form für Pflanzen schneller verfügbar ist. Wenn der Bedarf der Pflanze gering ist, kann der ausgebrachte Stickstoff unter Umständen jedoch nicht effektiv genutzt werden.
Für pflanzenverfügbare Kalium- und Phosphorgehalte werden etwa 1,8 bis 3,5 kg/m3 angegeben. Abhängig vom Verfahren zur Entschwefelung des Biogases kann zudem ein großer Teil des Schwefels in den Gärrest zurückgeführt werden.[1] Auch andere mit dem Substrat zugeführte Nährstoffe wie Phosphor, Kalium, Magnesium, Calcium etc. verbleiben im Gärrest.[3]
Nach Düngung mit Gärresten wird die mikrobielle Aktivität des Bodens für ca. 9 bis 10 Wochen erhöht. Regenwürmer dagegen meiden einen mit hohen Mengen Gärrückständen gedüngten Boden. Positiv bewertet wird die im Vergleich zu Gülle geringe Viskosität des Gärrests, die ein schnelleres Eindringen in den Boden und somit verringerte Emissionen bedeutet.
Als Dünger im Ackerbau können Gärreste Mineraldünger je nach Kultur weitgehend ersetzen (z. B. bei Sommerweizen) oder ergänzen (z. B. Mais), die Düngewirkung liegt in Bezug auf Stickstoff - je nach Kultur - meist deutlich über 70 % der entsprechenden Menge eines Mineraldüngers.
Die Zufuhr Organischer Substanz durch die Düngung mit Gärresten ist nur gering, der Humusbedarf der Böden kann durch Gärrestdüngung nicht gedeckt werden. Die Schwermetallgehalte von Gärprodukten sind so gering, dass sie für die landwirtschaftliche Verwertung kein Problem darstellen. Der Salmonellen-Befall von Gärprodukten aus Biogasanlagen liegt auf einem niedrigen, kaum bedenklichen Niveau, die Clostridienbelastung gleicht der unbehandelter Gülle. Von der Übertragung von Pflanzenkrankheiten durch Gärreste ist ebenfalls nicht auszugehen.[2]
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25 сен 2024
