Gegen die Emissionen von der Weide

Mit zwei hochsensiblen Messstationen auf der Weide des Öko-Versuchsgutes Lindhof wollen Wissenschaftler der Universität Kiel die Milchproduktion ressourceneffizient machen. Unter realen Bedingungen können die Forscher der Christian-Albrechts-Universität (CAU) zu Kiel den Methanausstoß von Kühen auf der Weide messen. Denn die Treibhausgas-Emissionen (THG) aus der deutschen Landwirtschaft befinden sich auf einem konstant hohen Niveau. Und ein großer Teil der THG-Emissionen stammt aus der Rinderhaltung. Die Methan-Emissionen, die im Verdauungstrakt der Wiederkäuer entstehen, haben daran einen wesentlichen Anteil, berichtet Dr. Arne Poyda vom Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung der CAU.
Bislang werden die Emissionen, die auf der Weide entstehen, in der internationalen Literatur in der Regel anhand von Faustzahlen geschätzt“, erklärt Dr. Ralf Loges, der die Forschungsarbeiten auf dem Lindhof koordiniert. „Der Methanausstoß von Kühen hängt stark von Futteraufnahme, Stoffwechselparametern sowie von der Bewegung der Kühe ab und kann somit auch stark zwischen einzelnen Kühen schwanken“, sagt er.

Moderne Technik erlaubt Live-Messung
Die sensiblen Messstationen auf dem Lindhof erfassen den turbulenten Austausch zwischen der Landoberfläche und der Atmosphäre. Dieser Austausch besteht aus einer Vielzahl an Luftwirbeln unterschiedlichster Ausprägung und Geschwindigkeit. Die Verwirbelungen werden mittels eines Ultraschall-Anemometers erfasst, das die dreidimensionale Windgeschwindigkeit misst. Ein Infrarot-Gassensor misst außerdem die Konzentrationen von Wasserdampf und Kohlendioxid. Die Messstationen heißen Eddy-Kovarianz-Stationen, nach eddy, dem englischen Wort für Luftwirbel.
Für die Messung der Methankonzentration wird ein zusätzlicher Sensor mit Nah-Infrarot-Laser eingesetzt. Dabei werden die Emissionen einer definierten Fläche zugeordnet. Die Kühe werden per Kamera geortet, um den gemessenen Methanausstoß mit der jeweiligen Position zur Messstation zu verbinden. Darüber hinaus erfasst die Messstation Niederschlag, Lufttemperatur, relative Luftfeuchte, kurz- und langwellige Strahlung, den Bodenwärmestrom sowie Bodentemperaturen und Bodenwassergehalte in unterschiedlichen Tiefen.
Mit diesen Eddy-Kovarianz-Stationen könne der Methanausstoß nun deutlich genauer und in hoher zeitlicher Auflösung bestimmt werden, hoffen die Wissenschaftler. „Unser Ziel ist es, die Methanemissionen direkt mit der Qualität des aufgenommenen Futters und der Milchleistung auf der Weide zu verknüpfen, um so Ansätze zukünftiger Grünlandmischungen für eine klimafreundliche Milcherzeugung aufzuzeigen“, erläutert Loges.

Grundlagen für die Förderung der Weidewirtschaft
Ziel des übergeordneten Lindhof-Projektes „Öko-effiziente Weidemilcherzeugung“ ist es, Weidesysteme wieder zu stärken, die in Norddeutschland fast verschwunden sind. Optimierte Weidesysteme stellen neben einem kostengünstigen Hochleistungsfutter für Milchkühe zusätzlich Umwelt- und Gemeinwohlleistungen bereit: Sie tragen zum Klimaschutz bei, indem sie Kohlenstoff speichern, sie bieten im Vielartengemenge Biodiversität, sie dienen Bestäubern als Lebensraum, sie entlasten das Grundwasser durch verminderte Nährstoffeinträge, weil Grünlandböden etwa 100 Kilometer Wurzeln je Quadratmeter enthalten, und sie sorgen für bessere Tier- und Klauengesundheit. Um die Akzeptanz weidebasierter Milchproduktion zu steigern, ist es notwendig, die Vorteile, die sich aus einer höheren Energieeffizienz und THG-Einsparungen ergeben, möglichst exakt zu quantifizieren. Auf diieser Grundlage kann die Gesellschaft Landwirtinnen und Landwirte angemessen für diese vielfältigen Zusatzleistungen im Rahmen der Agrarpolitik honorieren.