Ein Rahmen zur Schätzung des Stickstoffhaushalts von Gülle und des Recyclingpotenzials unter gegenwärtigen und zukünftigen Bedingungen in den USA

Vom Abfall auf dem Bauernhof zur verborgenen Ressource

In den Vereinigten Staaten fallen jedes Jahr gewaltige Mengen an Tiermist an, wenn Rinder, Schweine und Geflügel für Fleisch und Milch gehalten werden. Diese Gülle ist reich an Stickstoff, einem wichtigen Nährstoff, den Feldfrüchte zum Wachsen benötigen. Dennoch geht ein Großteil davon verloren, während Landwirte große Mengen synthetischen Düngers auf Basis fossiler Energieträger zukaufen. Die Studie stellt eine einfache, aber entscheidende Frage: Wie viel von dieser Gülle könnte realistisch heute und in der Zukunft wieder auf die Felder zurückgeführt werden, und was würde das für die Nahrungsmittelproduktion und die Verschmutzung bedeuten?

Warum das Zählen von Nährstoffen so verwirrend ist

Forscher haben lange versucht, die „Gülle-Bilanz“ in Agrarsystemen zu erfassen — ob Gülle mehr Nährstoffe liefert, als die Pflanzen aufnehmen können, oder deutlich zu wenig. Frühere Studien arbeiteten jedoch mit unterschiedlichen Annahmen darüber, welcher Anteil der Gülle gesammelt werden kann, wie viel während der Lagerung verloren geht und wie effizient Pflanzen Stickstoff nutzen. Infolgedessen reichten die Schätzungen für die USA weit auseinander, von einem kleinen Überschuss bis zu einem großen Defizit. Die Autoren dieses Papiers führten sechs dieser Methoden sorgfältig mit denselben nationalen Daten erneut durch und zeigen, dass Meinungsverschiedenheiten weitgehend auf inkonsistente Definitionen zurückzuführen sind, nicht auf die Daten selbst. Diese Inkonsistenz erschwert es Politikern und Landwirten zu erkennen, wo Gülle Düngemittel sicher ersetzen kann und wo nicht.

Ein klarerer Rahmen für Gülle-Recycling

Um die Verwirrung zu durchbrechen, schlagen die Forschenden einen neuen Rahmen vor, der auf wenigen klar definierten Kennzahlen beruht. Auf der Gülleseite unterscheiden sie drei Ebenen: der gesamte von eingestallten Tieren ausgeschiedene Stickstoff; der Teil, der mit heutigen Sammel- und Lagertechnologien zurückgewonnen werden könnte; und die kleinere Menge, die Umfragen zufolge tatsächlich heute auf Ackerflächen ausgebracht wird. Auf der Pflanzenseite schätzen sie, wie viel Stickstoff Pflanzen tatsächlich benötigen, nachdem natürliche Quellen wie stickstoffbindende Pflanzen, Regen und Bewässerungswasser berücksichtigt sind. Anschließend berechnen sie die Pflanzennachfrage unter den heutigen Anbaupraktiken und unter einem verbesserten Szenario, in dem Pflanzen Stickstoff effizienter nutzen.

Wie groß ist die Lücke heute?

Wendet man diesen Rahmen auf die zusammenhängenden USA an, zeigt sich, dass die Nutzung von Gülle weit hinter dem Bedarf der Pflanzen zurückbleibt. Nur etwa ein Fünftel des von eingestallten Nutztieren ausgeschiedenen Stickstoffs wird gegenwärtig auf Ackerland ausgebracht. Verglichen mit dem Bedarf der Pflanzen ergibt sich ein großes Defizit, das derzeit hauptsächlich durch synthetischen Dünger gedeckt wird. Selbst wenn die Autoren die vollständige Verbreitung der heute besten Güllebehandlungsverfahren annehmen, verringert sich das Defizit nur geringfügig, weil immer noch so viel Stickstoff unterwegs verloren geht oder gar nicht erst gesammelt wird. Sie stellen außerdem fest, dass Landwirte, die versuchen würden, mehr Stickstoff ausschließlich durch Gülle zuzuführen, oft zu viel Phosphor ausbringen würden, einen weiteren Nährstoff, der bei Anreicherung im Boden Wasserverschmutzung verursachen kann.

Was könnten bessere Technik und schlauere Landwirtschaft bewirken?

Die Studie untersucht anschließend, was mit verbesserter Gullerückgewinnung und besserem Pflanzenmanagement möglich sein könnte. Neue oder weiter verbreitete Technologien könnten es ermöglichen, nahezu die gesamte Gülle aus der Haltung zurückzugewinnen und damit die Nährstoffzufuhr aus dieser Quelle deutlich zu erhöhen. Gleichzeitig würde eine höhere Effizienz der Stickstoffnutzung durch Pflanzen — näher an den Werten, die bereits in einigen gut geführten Systemen erreicht werden — den Gesamtbedarf an Stickstoff reduzieren. Kombiniert man diese beiden Strategien, könnte der nationale Einsatz von synthetischem Stickstoffdünger um mehr als die Hälfte reduziert werden. Da Gülle jedoch oft mehr Phosphor enthält, als Pflanzen benötigen, müsste ein Teil der überschüssigen Gülle dennoch speziell behandelt werden, um Phosphor zu entfernen, oder in andere Regionen transportiert werden.

Unterschiedliche Bedürfnisse an unterschiedlichen Orten

Betrachtet man jeden Landkreis des Landes, zeigen die Autoren, dass die Gülleprobleme sehr lokal sind. Eine kleine Anzahl von Landkreisen mit konzentrierter Tierhaltung verfügt bereits über mehr Gülle-Stickstoff, als ihre Pflanzen sicher nutzen können; dort müssen Nährstoffe abtransportiert oder die Herdengrößen begrenzt werden. Einige hundert andere Landkreise könnten mit besserer Güllesammlung, Transport oder Pflanzeneffizienz ihren gesamten Pflanzennitrogenbedarf lokal decken. Die Mehrheit des Landes wird jedoch weiterhin auf synthetischen Dünger angewiesen sein, weil die Pflanzenproduktion die nahegelegenen Tierbestände weit übersteigt. Die Zuordnung dieser Muster zu konkreten Managementoptionen — etwa Verbesserung der Lagerungssysteme, Investitionen in Transport oder Neuordnung der Tierhaltung — kann Planern und Landwirten helfen, Maßnahmen zu priorisieren.

Ein Weg zu saubererem, effizienterem Landbau

Für Nicht‑Fachleute lautet die Kernbotschaft: Gülle ist sowohl Problem als auch verpasstes Potenzial. Unachtsam eingesetzt, entweichen Stickstoff und Phosphor in Luft und Wasser und tragen zu Klimawandel, Smog und toten Zonen in Seen und Küstengewässern bei. Klug eingesetzt kann sie einen großen Teil des industriell hergestellten Düngers ersetzen und gesündere Böden fördern. Diese Studie bietet eine transparente Methode, um zu messen, wo wir stehen und wie weit wir unter gegenwärtigen und zukünftigen Bedingungen kommen können. Die Autoren schließen, dass die USA mit besseren Daten, Technologien und Politiken weitaus mehr von ihrem Tierabfall in eine wertvolle Ressource verwandeln könnten, Düngemittelkosten senken und die Verschmutzung reduzieren — aber Gülle allein wird synthetische Dünger nicht vollständig ersetzen, daher müssen sowohl Nährstoffrecycling als auch klügere Düngernutzung gemeinsam vorangetrieben werden.

Zitation: Wang, Y., Zhang, X., Spiegal, S. et al. A framework for estimating manure nitrogen balance and recycling potential for current and future conditions in the USA. Nat Food 7, 260–271 (2026). https://doi.org/10.1038/s43016-026-01312-5

Schlüsselwörter: Gülle-Recycling, Stickstoffbilanz, synthetischer Dünger, nachhaltige Landwirtschaft, Nährstoffverschmutzung