ETH-Klimablog - Klimawissen - Landwirtschaft - Emissionen

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Quelle. Shutterstock

Methan und Lachgas aus der Landwirtschaft

Durch landwirtschaftliche Tätigkeiten, insbesondere durch die Tierhaltung, gelangen klimarelevante Mengen an Methan und Lachgas in die Atmosphäre. Diese zwei Gase verstärken den Klimawandel, der durch den Ausstoss von Kohlendioxid dominiert wird.

Der Anbau von Nahrungspflanzen und insbesondere die Haltung von Wiederkäuern erhöhen die Menge an klimarelevanten Gasen in der Atmosphäre. Die Landwirtschaft ist die Hauptquelle der Emissionen von Methan (CH4) und Lachgas (N2O). Rund 10 Prozent aller Treib-hausgas-Ausstosse in Europa entfallen auf die Landwirtschaft.

Diese zwei Gase haben pro Molekül einen grösseren Effekt auf die Klimaerwärmung als CO₂, kommen aber in viel kleineren Mengen vor als CO₂.

Methan aus dem Magen der Wiederkäuer

Aktuell stammen ungefähr 80 Prozent der Methan-Emissionen der Schweiz aus der Landwirtschaft. Für den grössten Teil der landwirtschaftlichen Methan-Emissionen sind die Wiederkäuer verantwortlich: In ihrem Vormagen produzieren sie grosse Mengen dieses Gases, das sie dann beim Wiederkäuen oder über den Darm in die Umwelt abgeben.

Um den Ausstoss an Methan zu verringern, müsste es gelingen, die Methanbildung im Vormagen der Wiederkäuer zu verringern. Dieses Ziel hat sich eine globale Forscherallianz zu landwirtschaftlichen Treibhausgasen (> GRA) gesetzt, die im Jahr 2009 im Rahmen des UNO Klimagipfels gegründet wurde.

In der Schweiz forscht deshalb insbesondere die ETH Zürich an Fütterungsmassnahmen und spezifischen Futterzusätzen für Kühe. Diese Zusätze sollen die Methanemission verringern, ohne jedoch die Verdauung der Kühe zu verschlechtern. Erste Forschungsergebnisse des ETH-Professors Michael Kreuzer vom Institut für Agrarwissenschaften und wissenschaftlicher Vertreter der Schweiz in der GRA zeigen, dass beispielsweise die Zugabe eines bestimmten Tanninpulvers die Methan-Produktion um 30 bis 40 Prozent verringern kann. Einige solche Futterzusätze sind bereits auf dem Markt erhältlich.

Reisanbau produziert ebenfalls Methan

Auch beim Reisanbau wird Methan freigesetzt: In den überfluteten Feldern produzieren Bakterien aus verrottetem Reisstroh und Hofdünger das klimaschädliche Gas, das dann aus dem Wasser in die Luft gelangt. Um die Gasproduktion zu reduzieren, dürften die Landwirte weniger Stroh auf den Feldern lassen und insbesondere die Felder weniger lang fluten. In einigen Reisanbaugebieten sind solche Änderungen unter anderem mit der Einführung von Trockenreissorten bereits erfolgreich umgesetzt worden.

Lachgas: Gas in kleiner Menge mit grosser Wirkung

Die Landwirtschaft ist weltweit gesehen auch der grösste Emittent von Lachgas (NO). Dieses Gas ist pro Molekül ungefähr 280 Mal klimaschädlicher als CO₂, kommt aber in viel geringeren Mengen vor als CO₂. Es entsteht vor allem beim Abbau von stickstoffhaltigem Dünger im Boden. Doch auch bei der Lagerung von Gülle und Mist gelangt Lachgas in die Luft. Schliesslich sind noch die Harnflecken auf der Weide eine signifikante N2O-Quelle.

Die Lachgasemissionen lassen sich vermindern, indem nur soviel Kunstdünger und Gülle auf die Felder ausgebracht werden, wie die Pflanzen auch tatsächlich aufnehmen können. Gülle und insbesondere Mist sollten zudem nicht offen gelagert werden, da dann besonders viel Lachgas (und auch Methan) in die Luft gelangen. In Neuseeland und Australien wird gegenwärtig der Einsatz von Nitrifikationshemmern auf der Weide geprüft.

Geringe Mengen CO₂ direkt aus der Landwirtschaft

Die Landwirtschaft produziert durch ihre Tätigkeiten – beispielsweise bei Traktorfahrten oder bei der Herstellung von Düngemittel – auch Kohlendioxid. Diese Mengen sind jedoch relativ gering und verglichen mit dem Ausstoss und der Klimawirkung von Methan und Lachgas kaum relevant. Allerdings: Fast ein Viertel des menschgemachten CO₂-Ausstosses entsteht, weil Regenwald abgeholzt wird – und dies oft, um Land für die Landwirtschaft bereitzustellen.

Die Landwirtschaft kann aber zu beitragen, dass Kohlendioxid wieder vermehrt im Boden gebunden wird. Dies, indem die Böden so bewirtschaftet werden, dass sich der Humusgehalt aufbaut und als Speicher für CO₂ dient. Auch mit dem Anbau von Pflanzen, die für die Energieproduktion genutzt werden, könnten die CO₂-Kreisläufe wieder geschlossen werden (siehe Schlüsseltechnologien).

Je weniger Tiere, desto weniger Methan und Lachgas

Modellierungen zeigen, dass die Menge der ausgestossenen Treibhausgase in der Landwirtschaft vor allem durch die Anzahl Tiere bestimmt wird. Um die Menge ausgestossener Treibhausgase wie Methan oder Lachgas zu reduzieren, müssten deshalb weniger Tiere gehalten werden. Gleichzeitig müsste aber der Fleisch- und Milchkonsum zurückgehen. Geschieht dies nicht, würde das Problem wahrscheinlich nur örtlich verlagert – und diese Lebensmittel aus dem Ausland importiert. Zudem bedeutet «weniger Tiere», dass solche Tiere übrigbleiben, die eine höhere Leistung aufweisen und daher mehr Futter aufnehmen, und so pro Tier mehr Treibhausgase verursachen. Dazu kommt der wegen des vermehrten Kraftfuttereinsatzes verbundenen erhöhten Verbrauch an fossiler Energie.

Auch mit finanziellen Anreizen für eine verbesserte Bodenbewirtschaftung, für die Erhaltung des Humusgehaltes im Boden und für einen effizienten Düngereinsatz könnte der Ausstoss an Treibhausgasen möglicherweise vermindert werden.

 

Schlüsseltechnologien und –praktiken zur Emissionsminderung in der Landwirtschaft (Quelle: IPCC 2007)

  • Verbessertes Management von Acker- und Weideflächen zur Erhöhung der Kohlenstoffspeicherung im Boden
  • Renaturierung von kultivierten Torfböden und degradierten Böden
  • Verbesserte Reisanbautechniken sowie Vieh- und Düngemanagement zur Verringerung von Methan-Emissionen
  • Verbesserte Stickstoffdüngung zur Verringerung von N2O-Emissionen
  • Gezielter Anbau von Energiepflanzen als Ersatz für fossile Brennstoffe
  • Erhöhte Energieeffizienz

 

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