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Durch zusätzliche Fress- und Liegeplätze wird der Laufhof strukturiert. So kann die verschmutzte Fläche vermindert werden, was Ammoniakemissionen reduziert. Bild: EIP Rind
Etwa ein Drittel der Ammoniakemissionen in der Rinderhaltung entstehen im Stall. Mit den richtigen Maßnahmen lässt sich ein Großteil davon mindern.
Deutschland muss die Ammoniak-Emissionen reduzieren. Bis 2030 um 29 Prozent gegenüber dem Referenzjahr 2005 – so fordert es die EU. Der Grund: Ammoniak schadet der Umwelt, der menschlichen Gesundheit und dem Klima.
Ammoniak: Schadet Umwelt und Gesundheit
Ammoniak ist ein Gas, das negative Auswirkungen auf die Umwelt und die menschliche Gesundheit hat. Es schädigt naturnahe Ökosysteme durch Versauerung und Nährstoffüberversorgung, einhergehend mit einer Veränderung und Abnahme der Artenvielfalt.
Die Emission von Ammoniak verursacht außerdem Feinstaubbildung und gefährdet damit die menschliche Gesundheit. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Chemie in Mainz identifizierten Ammoniak in einer 2017 veröffentlichten Studie als wichtigste Ursache für die Luftbelastung, speziell in weiten Teilen Europas. Laut der Forscher könnten pro Jahr weltweit 250.000 Todesfälle, die auf Luftverschmutzung zurückzuführen sind, vermieden werden, wenn die landwirtschaftlichen Ammoniakemissionen um 50 Prozent niedriger wären.
Ammoniak gilt zudem als indirektes Treibhausgas, denn es kann zu Lachgas umgewandelt werden. Lachgas ist rund 300 Mal so klimaschädlich wie Kohlendioxid.
Betroffen von den Verschärfungen ist vor allem die Landwirtschaft. Laut Thünen Institut sind ihr allein 95 Prozent aller Ammoniakemissionen zuzuschreiben (Stand 2018). Die Rinderhaltung trägt mit knapp 48 Prozent am meisten zu den landwirtschaftlichen Ammoniak-Emissionen bei. Der größte Teil entsteht hier mit 50 Prozent bei der Ausbringung von Wirtschaftsdünger. 16 Prozent fallen bei der Lagerung von Wirtschaftsdünger an. 32 Prozent entweicht bereits aus dem Stall.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, wie man die Ammoniakemissionen aus dem Stall über baulich-technische Maßnahmen verringern kann. Einige davon sind bereits hinreichend getestet worden, andere sind noch in der Erprobungsphase.
Ammoniak entsteht vor allem aus dem Harn der Tiere. Der darin enthaltene Harnstoff wird durch Bakterien, die aus dem Kot stammen, zu Ammoniak und Kohlendioxid zersetzt. Im Stall findet dieser Prozess vor allem auf den Laufflächen und im Güllekeller statt. Dementsprechend liegt hier auch das größte Reduzierungspotenzial.
Perforierte Laufflächen, also Spaltenböden, mit Güllekeller emittieren in der Regel mehr Ammoniak als ebene, planbefestigte Laufflächen mit Schieberentmistung. Das ist auch dann der Fall , wenn die Spaltenböden mit einem Reinigungsroboter gereinigt werden. Das konnten verschiedene Untersuchungen in den vergangenen Jahren zeigen. Durch die Spalten kommt es zum Luftaustausch und somit zu einer Freisetzung von Ammoniak aus dem Güllekanal. Durch das Rühren der Gülle in den Kanälen werden die Ammoniakemissionen dann noch zusätzlich erhöht.
Ähnliches gilt für Methanemissionen. Untersuchungen am Forschungsinstitut Agroscope in der Schweiz konnten zeigen, dass die Methanemissionen in Ställen mit Spaltenböden höher sind als in solchen mit planbefestigten Flächen. Stand aktuellem Wissen gibt es aber keinen systematischen Unterschied zwischen den Systemen, wenn die Lagerung mitberücksichtigt wird.
Emissionsmindernde Laufflächen sind so gestaltet, dass der Harn so schnell wie möglich von der Fläche abfließen kann. Auf diese Weise verringert sich die Kontaktzeit zwischen Kot und Harn und es bildet sich weniger Ammoniak. Um das zu erreichen, gibt es verschiedene Möglichkeiten.
Effektiv in Bezug auf die Ammoniakminderung sind planbefestigte Laufgänge mit einem Gefälle in Richtung einer Harnsammelrinne. In der Praxis hat sich ein Gefälle von drei Prozent bewährt. Das Gefälle bewirkt ein zügiges Abfliessen des Harns von der Oberfläche in die Harnrinne. Ein Schieber mit speziellem Rinnenreiniger hält die Lauffläche und Rinnen sauber.
Untersuchungen am Schweizer Forschungsinstitut Agroscope belegen, dass die Ammoniakemissionen auf derart geneigten Laufflächen um 20 Prozent niedriger sind als auf vergleichbaren Flächen ohne Gefälle. Die saubereren und trockeneren Flächen verbessern in der Folge nachweislich auch die Klauengesundheit der Kühe.
Wer keinen Neu- oder aufwändigen Umbau plant, kann über die Nachrüstung von Gummirillenböden auf planbefestigten Flächen eine Senkung der Ammoniakemissionen erreichen. Bei Gummirillenböden handelt es sich um Bodenelemente mit Rillen in Längsrichtung, in die der Harn abgeleitet wird. Die Auftrittsflächen haben bei manchen Ausführungen ein dachförmiges Gefälle, damit der Harn noch schneller in die Längsrillen abläuft.
Der Schieber ist an den Boden angepasst und verfügt über eine kammförmige Lippe, um die Rillen leer zu räumen. Diese Maßnahme sorgt für eine zügige Trennung von Kot und Harn und trägt damit zu einer Verminderung der Ammoniakemissionen bei. Getestet wurden solche Gummirillenböden zum Beispiel im Projekt EIP Rind in verschiedenen Baden-Württembergischen Praxisbetrieben.
Gummirillenböden reduzieren nicht nur die Ammoniakemissionen. Sie beeinflussen auch positiv die Klauenbelastung und verbessern damit die Klauengesundheit. Außerdem sorgen die Gummimatten dafür, dass die Kühe weniger ausrutschen.
Bei Spaltenböden gibt es bislang nur wenige Möglichkeiten, die Ammoniakemissionen zu senken. Einige Hersteller bieten emissionsmindernde Spaltenbodenauflagen an. Diese Auflagen haben auf den Auftrittsflächen ein dachförmiges Gefälle, das den Harn rasch in die Spalten ableitet.
Um den Gasaustausch mit dem Güllekeller zu mindern, wurde der Schlitzanteil dieser Auflagen um bis zu 75 Prozent reduziert. Dabei sind sowohl die Anzahl der Schlitze als auch die Schlitzbreite verringert. Diese aus Gummi bestehenden Auflagen werden für die jeweilige Spaltengeometrie maßangefertigt und mittels geklemmten Gummibefestigungsteilen in den Spalten fixiert.
Das Anfeuchten der emissionsmindernden Laufflächen verspricht einen zusätzlichen Effekt auf die Ammoniakemissionen. Die dafür erforderlichen Wasserdüsen können in den Liegeboxenkanten und den Kanten des erhöhten Fressplatzes integriert oder einfach über die Laufgänge montiert werden.
Das Wasser hat hierbei die Funktion, Schmierschichten zu vermeiden oder zu verringern. Wie Untersuchungen von Agroscope belegen, verbessert das regelmäßige, automatisierte Besprühen der Laufflächen – im Schweizer Fall durch einen wasserführenden Entmistungsroboter – das Reinigungsergebnis der mechanischen Entmistung und lässt damit eine Verringerung der Ammoniakemissionen erwarten.
Milchkühe werden heute meist in Laufställen gehalten. Neben arbeitswirtschaftlichen Vorteilen bietet der Laufstall den Kühen mehr Platz und Bewegung und fördert damit das Tierwohl. Das höhere Platzangebot führt allerdings auch zu einer größeren Bodenfläche, die mit Kot und Harn verschmutzt wird und so zu höheren Ammoniakemissionen.
Der Fressgang ist in der Regel am stärksten verschmutzt. Um diese stark verschmutzte Fläche etwas zu reduzieren, kann der Laufbereich durch den Einbau eines erhöhten Fressbereichs strukturiert werden. Fressplatzabtrennungen bringen die Tiere am Fressgitter dazu, im rechten Winkel zur Fressachse zu stehen. Dadurch fällt der Kot und Harn nicht auf die Standflächen des Fressbereichs, sondern in den Laufbereich dahinter. Dort können die Exkremente in einer häufigeren Frequenz mit dem Schieber entfernt werden, ohne dass die Tiere beim Fressen gestört werden. Versuche von Agroscope konnten zeigen, dass diese Maßnahme in der Winterzeit zu einer Minderung der Ammoniakemissionen zwischen acht und 19 Prozent führt.
Ein strukturierter und erhöhter Fressplatz fördert zudem auch das Tierwohl, denn er reduziert Verdrängungen durch die Tiere untereinander und fördert damit eine ungestörte Futteraufnahme.

Ein integrierter Laufhof mit temporärer Beschattung und harnfreier Lauffläche sorgt für mehr Tierwohl und weniger Emissionen. Bild: EIP Rind
Laufhöfe fördern zwar das Tierwohl, stellen aber eine zusätzliche emittierende Fläche dar. Über eine geschickte Laufhofgestaltung und -anordnung lassen sich aber auch hier die Ammoniakemissionen reduzieren.
So sind zum Beispiel innenliegende, windgeschützte Laufhöfe von Vorteil, weil hier die verminderte Luftgeschwindigkeit zu einem stabilen Gleichgewicht zwischen gelöstem Ammonium und gasförmigem Ammoniak beiträgt. Eine temporäre Laufhofbeschattung durch jalousienartige Konstruktionen kann die Temperatur bei hoher Sonneneinstrahlung zusätzlich mindern und führt dadurch ebenfalls zur verringerten Ammoniakemissionen.
Wer angegliederte Laufhöfe zusätzlich durch erhöhte Fressplätze und Liegeplätze strukturiert und so anordnet, dass die Schieberentmistung einen Großteil des Laufhofs mitreinigt, sorgt auch dort für eine effektive Verminderung der Emissionsfläche.
Die Robotertechnologie zur Flächenreinigung in Ställen hat sich in den vergangenen Jahren stark weiterentwickelt. Die heute existierende Technik mit hohen Reinigungsintervallen und Wasserreinigung hilft auf planbefestigten und perforierten Flächen, Verschmutzungen deutlich reduzieren. Dadurch werden – insbesondere auf planbefestigten Flächen – Ammoniak-Emissionen gemindert. Vor allem aber sorgen saubere Laufflächen für eine bessere Klauengesundheit und sie verhindern die Bildung von Schmierschichten, auf denen Kühe ausrutschen können.
Die Güllelagerung trägt in der Milchviehhaltung zwar nur mit neun Prozent zur Ammoniakemission bei. Ein Großteil davon ließe sich aber effektiv mindern, wenn auf Güllelagern eine fixe Abdeckung in Form einer Betondecke oder eines Zeltdachs montiert würde. Untersuchungen zeigen, dass eine solche Abdeckung die Emissionen um bis zu 80 Prozent reduzieren kann.
Die Ansäuerung von Wirtschaftsdüngern mit konzentrierter Schwefelsäure kann Ammoniak-Emissionen aus der Tierhaltung wirksam und kostengünstig senken. Gleichzeitig erhöht es die Düngeeffizienz des Wirtschaftsdünger, weil sich die Verfügbarkeit der Nährstoffe verbessert. Neben Ammoniak verringert die Ansäuerung von Gülle mit Schwefel auch die Emission der Klima relevanten Gase Methan und Lachgas. Die Verwendung der konzentrierten Schwefelsäure ist in Deutschland nur unter Beachtung entsprechend strenger Sicherheitsvorschriften erlaubt.
Viele der in diesem Artikel genannten Maßnahmen zur Minderung von Ammoniak im Stall werden gerade im Projekt EIP Rind auf verschiedenen baden-württembergischen Rinderbetrieben getestet. In dem Projekt geht es vorrangig darum, die Ziele Tierwohl und Emissionsminderung mit praxistauglichen Anwendungen in Einklang zu bringen.
Mehr Infos zum Projekt auf der Projekt-Website: EIP Rind
In diesem Projekt wurde der „Simulator Ammoniak-Emissionspotenzial Milchvieh“ entwickelt. Dabei handelt es sich um ein einfaches Excel-Tool mit dem der Effekt der Maßnahmen auf die Ammoniak-Emissionen in Milchkuhlaufställen abgeschätzt werden kann.
Die kostenlose Excel-Anwendung kann auf der Projekt-Website heruntergeladen werden: Simulator Ammoniak-Emissionspotenzial Milchvieh
Letzte Aktualisierung 18.07.2024