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Reduzierung der Lachgasemissionen in der Landwirtschaft

Spurengasmessung auf den Philippinen. Kredit: Klaus Butterbach-Bahl, KIT Lachgas gehört neben Kohlendioxid und Methan zu den wichtigsten Treibhausgasen. Es ist etwa 300-mal klimaschädlicher als Kohlendioxid. Die Hauptquelle für Lachgasemissionen in Deutschland ist der extensive Einsatz von Stickstoffdüngern in der Landwirtschaft. Mögliche Folgen für die Lebensmittelproduktion und den Klimawandel untersucht eine neue Arbeitsgruppe des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) im Rahmen des Programms "Machen Sie unseren Planeten wieder großartig - Deutsche Forschungsinitiative". Das deutsch-französische Programm soll die Klimaforschung nach dem Pariser Abkommen stärken.

Im Rahmen des gemeinsamen Förderprogramms auf der Grundlage der Initiative "Machen Sie unseren Planeten wieder großartig" des französischen Präsidenten werden exzellente Forscher aus dem Ausland eingeladen, an einer französischen oder deutschen Institution an Projekten ihrer Wahl mitzuarbeiten, die die Pariser Klimaziele unterstützen. Die neue Gruppe am KIT wird von Dr. Clemens Scheer geleitet, der von der Queensland University of Technology in Brisbane, Australien, stammt.

Distickstoffmonoxid (N2O), auch bekannt als Distickstoffoxid oder Lachgas, hat eine globale Erwärmungswirkung, schädigt die Ozonschicht und wird mikrobiologisch in (überdüngten) Böden, Wasser- oder Abwasserbehandlungsanlagen sowie durch Verbrennungsprozesse gebildet. In der Abteilung Atmosphärische Umweltforschung des Instituts für Meteorologie und Klimaforschung des KIT (IMK-IFU) haben Wissenschaftler lange daran gearbeitet, die Quellstärke von Agrarsystemen für N2O zu quantifizieren. Sie stellten unter anderem fest, dass die Emissionen gesenkt werden können, wenn die Landwirte den Einsatz von Düngemitteln besser an das Pflanzenwachstum anpassen und wenn Zwischenfrüchte angebaut werden.

Diese - bislang regionalen - Studien werden nun um die globale Komponente und den Aspekt der Lebensmittelproduktion erweitert. "Wir werden uns auf die Frage konzentrieren, wie mehr Lebensmittel zu geringeren Umweltkosten hergestellt werden können, um den steigenden Bedarf einer wachsenden Weltbevölkerung zu decken", sagt Professor Klaus Butterbach-Bahl vom IMK-IFU, der auch die N2O-Emissionen von Nutztieren untersucht Landwirtschaft in Steppen und Savannen. Parallel dazu ist geplant, ein globales Netzwerk von Forschern aufzubauen, die sich mit diesen Fragen befassen, um gemeinsame Standards für Messung und Modellierung zu entwickeln.

Die Forschung von Dr. Clemens Scheer konzentriert sich auf die Auswirkungen von Landnutzung und Landwirtschaft auf den Austausch umweltschonender Gase zwischen Boden, Pflanzen und Atmosphäre. "Das Programm bietet ideale Voraussetzungen, um meine Forschungsinteressen im Bereich Landwirtschaft und Klimawandel voranzutreiben", erklärt Scheer. "Ich freue mich sehr über die Chance, in den nächsten vier Jahren am KIT zu arbeiten: Es bietet modernste Technik und Ausstattung sowie ein anregendes akademisches Umfeld."

Das Expertengremium des Deutschen Akademischen Austauschdienstes (DAAD) wählte Clemens Scheer als einen von dreizehn renommierten internationalen Forschern aus, um Projekte in Deutschland zu leiten, die die Pariser Klimaziele unterstützen. Sie sind Teil des deutsch-französischen Förderprogramms, auf das sich beide Regierungen nach dem Pariser Klimaabkommen geeinigt haben. Der Deutsche Akademische Austauschdienst (DAAD) und das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördern die Projekte mit insgesamt 15 Millionen Euro. Insgesamt haben sich mehr als 700 Forscher aus allen fünf Kontinenten und rund 70 Ländern beworben. Clemens Scheers Gruppe am KIT wird vom DAAD und BMBF mit 775.000 Euro gefördert. Das KIT wird in gleicher Höhe einen zusätzlichen Eigenanteil einbringen, um das neue Projekt voraussichtlich Anfang 2019 zu starten.

Zur Verfügung gestellt vom Karlsruher Institut für Technologie