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Wasserschutz

Hackschnitzel gegen Nitrat: Mikroorganismen reinigen Drainagewasser

Drainagerohr zum Ablauf von Nitrat
am Dienstag, 29.12.2020 - 06:00 (1 Kommentar)

Das Projekt Drainfit senkt in sogenannten reaktiven Drainagegräben Nitrateinträge in Gewässer bis zu 90 Prozent. Dabei rücken Mikroorganismen in Holzhackschnitzeln der schädlichen Fracht zu Leibe.

Drainagewasser transportiert recht große Mengen an Nitrat (NO3). Diese im Boden sehr mobile Stickstoffverbindung wirkt nicht nur auf dem Acker als Pflanzennährstoff, sondern auch in den Gewässern. Dort löst sie oft starkes Algenwachstum aus. Das ist negativ fürs Ökosystem.

Anders als acker- und pflanzenbauliche Lösungen, die den Austrag an Stickstoff (N) senken, setzen wasserseitige Möglichkeiten in der Regel nicht direkt an der Ursache der Nährstoffüberschüsse an. Vielmehr entfernen sie erst am Ende der Leitung N aus dem Wasser.

Der neue Ansatz: Am Ende der Leitung mit reaktiven Draingräben filtern

Reaktive Draingräben sind besonders für Standorte interessant, an denen sich Stickstoff über Jahrzehnte im Boden angereichert hat. Oder an denen selbst bei Düngereinsparungen weiter mit Nitratausträgen zu rechnen ist.

Oft werden Nährstoffe durch den Aufstau des Drainwassers in künstlichen Feuchtgebieten, Teichen oder im Drainsystem selbst zurückgehalten. Oder es wird versucht, das Potenzial zur Selbstreinigung des Fließgewässers zu erhöhen, etwa durch Renaturierung, Entrohrung oder Überflutungsräume.

Reaktive Draingräben sind bislang weniger in Europa, sondern vor allem im Mittleren Westen der USA verbreitet. Das Projekt ‚Drainfit‘ hat 2017 erstmalig in Mecklenburg-Vorpommern einen solchen reaktiven Draingraben gebaut, gefördert von der EU-Innovationspartnerschaft 'EIP-Agri‘ und dem Land.

So sieht die erste Drainfit-Pilotanlage in Mecklenburg-Vorpommern aus

Hackschnitzel-drainage-drainfit-nitrat

Die Drainfit-Pilotanlage besteht aus einem 30 m langen Graben, der 3,75 m breit und 2,20 m tief ist. Er ist mit Holzhackschnitzeln gefüllt. In ihn wird das Drainwasser aus zwei Drainagen mit einem Einzugsgebiet von gut 5 ha umgeleitet, bevor es in einen Bach fließt.

Die Holzhackschnitzel sind eine Kohlenstoffquelle für Mikroorganismen. Die Kleinstlebewesen wandeln das Nitrat im Drainwasser zu unproblematischem Luftstickstoff (N2) um.

Genaue Messtechnik erfasst kontinuierlich Durchfluss und Wassertemperatur. Um die Nitratabbauleistung zu untersuchen, hat die Uni Rostock den Zu- und Ablauf regelmäßig. Die dortige LUFA hat das Wasser auf Nitrat und weitere Güteparameter untersucht.

Drainfit sorgt für bis zu 90 Prozent weniger Nitrat und hält Phosphat zurück

Derzeit liegen Ergebnisse aus drei Drainperioden vor. Die Ergebnisse zeigen eine hohe mittlere Reduktion der Nitratfrachten um 51 bis 90 Prozent. Das zeigt, dass diese Biotechnologie auch unter hiesigen klimatischen Bedingungen grundsätzlich funktioniert.

Ab der zweiten Drainperiode hat der reaktive Graben sogar Phosphat zurückgehalten. Das hatten die Wissenschaftler wegen der sauerstofffreien und somit potenziell Phosphor-mobilisierenden Bedingungen im Graben nicht erwartet. Insgesamt bewerten sie die Leistung der Anlage positiv.

So praxistauglich ist die Drainfit-Anlage

Reaktive Draingräben beschränken sich zwar auf Flächen mit Rohrdrainagen. Dort gelten sie aber als besonders effektiv, platzsparend und wartungsarm. Am Feldrand lassen sie sich so angelegen, dass keine großen Ackerflächen aus der Nutzung genommen werden müssen. Die Bewirtschaftung wird nicht eingeschränkt.

Holzhackschnitzel haben sich als langlebiges Füllmaterial erwiesen. Sie müssen erst nach 10 bis 15 Jahren ausgetauscht werden. Um den Austrag von problematischen Stoffen im ersten Jahr zu reduzieren, sind die Holzhackschnitzel zunächst außerhalb der Anlage zu lagern. So sind sie der Witterung ausgesetzt und durchlaufen einen Alterungsprozess.

Das kostet die Reinigung des Drainagewassers durch Mikroorganismen

Bei der Drainfit-Pilotanlage beliefen sich die Baukosten durch eine Baufirma auf rund 18.000 Euro, ohne die Messvorrichtungen. Dazu kamen Holzhackschnitzel für 2.600 Euro. Eigenleistungen beim Bau machen die Sache jedoch günstiger.

Je nach Technik lässt sich ein reaktiver Draingraben auch selbst anlegen. Das senkt die Kosten deutlich. Am besten eignen sich abflussstarke Drainagen mit hohen Nitratkonzentrationen, um Drainfit-Anlagen zu beschicken.

Mit Material von Gosch, Vietinghoff

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