Künstliche Huminstoffe: Neues Verfahren revolutioniert Landwirtschaft

17.12.2024 - Aus einem neuen Verfahren, das von wissenschaftlichen Fachleuten entwickelt wurde, geht hervor, dass künstliche Huminstoffe künftig aus organischen Reststoffen innerhalb weniger Minuten gewonnen werden können. Dabei rückt eine rasche Herstellung von Humus in greifbare Nähe, was nach Einschätzung der Beteiligten auch für Betreiber von Biogasanlagen interessant sein dürfte.

Anders als bei natürlichen Prozessen, die für die Bildung von Huminstoffen etliche Jahre beanspruchen, bietet das neue Verfahren einen stark beschleunigten Weg. In herkömmlichen Kompostierungsprozessen entstehen zudem Treibhausgase, während die frisch entwickelte Methode diese Emissionen reduzieren soll. Nach aktuellen Angaben des Leibniz-Instituts für Agrartechnik und Bioökonomie (ATB) handelt es sich um die sogenannte hydrothermale Humifizierung, bei der innerhalb von Minuten ein humusartiger Stoff entsteht.

Untersuchungen zeigen, dass in fruchtbaren Ackerböden etwa drei Prozent Huminsäuren vorliegen. Solche Huminstoffe unterstützen die Speicherung von Wasser sowie von Mineralstoffen im Boden und tragen damit zu einem besseren Umfeld für wichtige Mikroorganismen bei. Durch diese positiven Effekte sinkt sowohl der Wasserbedarf als auch der Einsatz von Düngemitteln.

Außerdem wird beschrieben, dass Huminstoffe den pH-Wert stabilisieren. Durch diese Pufferfunktion bleibt Stickstoff aus Düngern länger im Untergrund verfügbar, was die Auswaschung ins Grundwasser verringert und somit den Schutz der Wasserressourcen verbessert. Ein am ATB tätiger Post-Doktorand, der auf Biokohle und Huminstoffe spezialisiert ist, erläuterte in indirekter Rede, dass das Institut mit Wärme, Druck und Wasser jenen Prozess künstlich umsetzt, den natürliche Mikroorganismen unter normalen Bedingungen erst in Jahren vollziehen würden.

Weiter geht aus den Ausführungen hervor, dass Biomasse und Wasser in einem bestimmten Mischungsverhältnis – etwa 0,1 zu 0,4 – in einen entsprechenden Bioreaktor gegeben werden. Dort werden Faserstoffe wie Cellulose, Hemicellulose und Lignin unter hohem Druck von sechs bis 60 bar und bei Temperaturen zwischen 160 und 240 Grad Celsius aufgeschlossen, wodurch schließlich ein braunes festes Produkt entsteht, das künstliche Huminsäuren enthält.

Zum Ziel der Forschung gehört es nach diesen Darstellungen, neue Mikrodünger auf Basis von Huminstoffen zu entwickeln. Erste Auswertungen des ATB lassen darauf schließen, dass bereits der Einsatz von winzigen Mengen (0,01 Prozent) dieser Produkte den Keimungsindex im Boden positiv beeinflusst. Zugleich könne die Pflanzenwelt von einer verbesserten Nährstoffaufnahme profitieren.

Eine weitere Anwendungsmöglichkeit wird in der Biogasbranche gesehen. So heißt es, die künstliche Humifizierung ermögliche es, Reststoffe vollständig auszunutzen. Bis zu 37 Prozent der Trockensubstanz von Gärresten könnten humifiziert werden, was darüber hinaus in der Prozessflüssigkeit lösliche organische Verbindungen freisetzt. Diese ließen sich anschließend dem anaeroben Prozess bei der Biogaserzeugung erneut zuführen, um die Methanausbeute erheblich zu steigern. Gleichzeitig entstehe ein humusreicher Gärrest, der über lange Zeit als biologischer Dünger dienen könne und so mineralische Düngemittel ersetze.

Abschließend wird von Seite der Wissenschaft betont, dass noch weitere Punkte zu klären sind. So gelte es aus der Perspektive der Bioökonomie herauszufinden, welche Reststoffe sich besonders gut künstlich in Huminstoffe umwandeln lassen. Auch soll untersucht werden, wie sich Feinabstimmungen am Verfahren vornehmen lassen und in welchem Umfang der dauerhaft im Boden gebundene Kohlenstoff so erhöht werden kann.

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