Treibhausgas- und Ammoniakemissionen aus der Kultivierung von Entengrütze in Systemen mit verdünnter Flüssigmist

Bauernabfall in nützliches Protein verwandeln

Die moderne Landwirtschaft produziert enorme Mengen an Tiermist, der klimawirksame Gase und Stickstoffverschmutzung in Luft und Wasser entweichen lassen kann. Diese Studie untersucht eine spannende Idee: winzige, schwimmende Pflanzen namens Entengrütze zu nutzen, um verdünnte Rindergülle in hochwertiges Protein umzuwandeln und gleichzeitig zu prüfen, ob dieses neue System Emissionen reduziert oder sie lediglich in eine andere Form überführt. Die Arbeit ist relevant für alle, die sich für klimaschonende Lebensmittel, sauberere Luft in Agrarregionen und neue Wege zur Rückgewinnung von Nährstoffen statt deren Verschwendung interessieren.

Kleine Schwimmpflanzen mit großer Perspektive

Entengrütze bezeichnet eine Gruppe sehr kleiner, schnell wachsender Pflanzen, die auf stehenden Gewässern glänzende grüne Teppiche bilden. Sie sind proteinreich und wurden bereits als Futtermittel für Schweine, Geflügel, Fische und sogar als Nahrungsmittel für Menschen erprobt. Da Entengrütze in nährstoffreichem Wasser gut gedeiht, sehen einige Forscher darin eine Möglichkeit, den im Tiermist enthaltenen Stickstoff in wertvolles Protein „upzucyceln“, anstatt ihn als Schadstoff entweichen zu lassen. Bislang war jedoch kaum etwas über die bei direktem Anbau von Entengrütze auf verdünnter Flüssiggülle unter realen Freilandbedingungen freigesetzten Treibhausgase und Ammoniak bekannt.

Wie die Außenbecken mit Entengrütze getestet wurden

Die Forschenden richteten zehn große Außenbecken ein, die mit verdünnter Rindergülle gefüllt waren und flache Hofgülleteiche nachahmen sollten. Die Hälfte der Becken wurde von einer Schicht der Entengrützeart Lemna minor bedeckt, die anderen enthielten nur Gülle. Es wurden zwei einwöchige Experimente durchgeführt: eines mit Messungen im Dunkeln zur Simulation der Nacht und eines mit Messungen im Licht zur Simulation des Tages. Mehrmals täglich verschlossen sie die Becken mit Deckeln, vermischten die Luft über der Gülle mit kleinen Ventilatoren und entnahmen Proben zur Messung von Methan, Kohlendioxid, Distickstoffmonoxid und Ammoniak. Gleichzeitig verfolgten sie das Wachstum der Entengrütze und die produzierte Proteinmenge.

Was mit den Gasen geschah

Die Gasanalysen ergaben ein gemischtes Bild. Methan, ein starkes Treibhausgas aus Gülle, war in den ersten Stunden nach Versuchsbeginn hoch, fiel dann aber in allen Becken stark ab und lag nach wenigen Tagen nahezu bei null, unabhängig davon, ob Entengrütze vorhanden war oder nicht. Kohlendioxid verhielt sich wie bei einer photosynthetisch aktiven Pflanze zu erwarten: Im Licht nahmen die Entengrütze-Becken Kohlendioxid aus der Luft auf, im Dunkeln setzten sie es durch Atmung frei, insgesamt wirkten sie jedoch als Kohlenstoffsenke. Ammoniak, das zur Luftverschmutzung beiträgt und Ökosysteme in Windrichtung schädigen kann, wurde durch die Bedeckung mit Entengrütze um mehr als 80 Prozent reduziert; die Pflanzen wirkten wie ein lebender Deckel, der Stickstoff aufnimmt und die Verdunstung mechanisch abschirmt.

Der versteckte Preis: ein weiteres starkes Gas

Die positive Nachricht zu Ammoniak hatte einen wichtigen Nachteil. Becken mit Entengrütze setzten erheblich mehr Distickstoffmonoxid frei als die reine Gülle, sowohl im Licht als auch im Dunkeln. Distickstoffmonoxid ist ein Treibhausgas, das pro Molekül das Klima deutlich stärker erwärmt als Kohlendioxid. Die Forschenden beobachteten steigende Konzentrationen bestimmter Stickstoffformen im Wasser, die auf verstärkte mikrobielle Aktivität unter der Entengrützematte hinweisen und wahrscheinlich die Kette von Reaktionen beschleunigen, die Ammonium in Distickstoffmonoxid umwandelt. Anders gesagt schien das System einen Stickstoffverlustweg (Ammoniak in die Luft) gegen einen anderen (Distickstoffmonoxid) auszutauschen, statt das Problem einfach zu lösen.

Wie klimafreundlich ist Entengrütze-Protein?

Durch die Kombination der Emissionsmessungen mit dem Protein­ertrag schätzte das Team den Klima-Fußabdruck von auf Gülle gezogener Entengrütze. Je nach Wetter und Wachstumsrate ergaben sich Werte zwischen etwa 3,5 und 6,5 Kilogramm Kohlendioxidäquivalent pro Kilogramm Protein. Dieser Bereich überschneidet sich mit gut bewirtschafteten Feldfrüchten wie Ackerbohnen und Gerste, obwohl die Entengrütze in diesen Versuchen ihr Wachstumspotenzial noch nicht ausgeschöpft hatte. Schnelleres Wachstum verringerte den Klimaeinfluss pro Protein­einheit, was zeigt, dass Produktivitätssteigerungen ein wichtiger Hebel für bessere Umweltbilanz sind.

Was das für künftige Höfe bedeutet

Für Laien lautet die Kernbotschaft, dass Entengrütze-Becken auf verdünnter Gülle ein vielversprechender Weg sein könnten, Hofabfälle in vor Ort produziertes Protein zu verwandeln, dabei Kohlenstoff zu binden und Ammoniak­emissionen deutlich zu senken. Gleichzeitig erhöht das System derzeit die Freisetzung von Distickstoffmonoxid, was ein ernstes Klimaproblem darstellt. Die Autorinnen und Autoren argumentieren, dass das Verständnis der Mikroben und des Sauerstoffgehalts in der dünnen Wasserschicht unter der Entengrützematte entscheidend sein wird, um Maßnahmen zur Eindämmung dieses Gases zu entwickeln — etwa durch bessere Teichgestaltung, Management oder ergänzende Behandlungen. Können diese Hürden überwunden werden, könnten die winzigen Entengrützepflanzen Viehbetrieben helfen, ihre Nährstoffkreisläufe zu schließen und Protein mit einem Klimakostenbild zu liefern, das mit vielen konventionellen Feldfrüchten vergleichbar ist oder diese übertreffen könnte.

Zitation: Stadtlander, T., Gomez, D.M., Müller, R. et al. Greenhouse gas and ammonia emissions from duckweed cultivation systems using diluted liquid manure. Sci Rep 16, 9887 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39270-4

Schlüsselwörter: Entengrütze, Gülle, Treibhausgase, Ammoniakemissionen, nachhaltiges Protein