Bionit® Umweltaspekte Artikel 3

Ergebnisse zur Wirksamkeit von Bentoniten als Futterzusatz zur Verringerung von Emissionen

 

Autor:

Dr. U Wanka, Fachbereich 8 - Tierzucht, Fischerei und Grünland, Köllitsch

 

Quelle: Auszug aus Infodienst 4/96 der Sächsischen Landesanstalt für Landwirtschaft

 

1. Aufgabenstellung

Im Rahmen des Programmes "Umweltgerechte Landwirtschaft" werden im Freistaat Sachsen Demonstrationsvorhaben gefördert, die über Möglichkeiten und Ziele umweltgerechter Produktionssysteme, -techniken und -methoden informieren.

Durch Einsatz absorbierender Futterzusatzstoffe soll eine Reduzierung von Schadgasemissionen aus Tierhaltungsanlagen erreicht werden.

Erste Ergebnisse zu den Effekten von Bentoniten auf Leistungsparameter wie Zunahme und Futterverwertung sowie Stallklimawerte liegen von ANKE (1992), HÖRNIG (1992) und FEKL (1992) vor. Neben den Stallklimadaten sind Emissionswerte von ökologischem Interesse.

Schadgase und Gerüche können die Umwelt erheblich belasten. Deshalb werden in vielen Ländern die Bemühungen aktiviert, die anthropogenen Emissionen von Spuren- und Schadgasen zu reduzieren. Die landwirtschaftliche Produktion hilft nicht nur treibhausrelevante und ozondestabilisierende Spurengase zu binden, sondern ist auch fur deren Freisetzung verantwortlich. Zu nennen sind Methan, Lachgas und Kohlendioxid.

Ammoniak ist nicht direkt treibhauswirksam. Es verursacht jedoch Waldschäden und eutrophiert nährstoffarme Gebiete.

Während die Freisetzung von Kohlendioxid, das als Stoffwechselprodukt der Tiere entsteht, nur bedingt beeinflusst werden kann, können Ammoniak-, Methan- und Lachgasemissionen durch bedarfs- und leistungsgerechte Fütterung der Tiere sowie durch Optimierung der Bewirtschaftung der Stallanlagen reduziert werden.

Durch Einsatz von Futterzusätzen, die nicht verwertete Futterinhaltsstoffe adsorbieren, können Emissionen vermindert werden. Als geeignete Futterzusätze sind die Tonminerale einzustufen (HÖRNIG, 1994).

Im vorliegenden Demonstrationsvorhaben wird die Wirksamkeit von Bentoniten in der Läuferproduktion der Sauenzuchtanlage Nebelschütz hinsichtlich ökonomischer (Wachstum, Futterverwertung, Krankheitsanfälligkeit) und ökologischer Kennwerte (Emissionen von Ammoniak, Lachgas, Methan, Kohlendioxid) erfaßt.

 

2. Material und Methoden
2.1 Bentonite

 

Bentonite gehören zur Gruppe der Tonmineralien. Sie enthalten Montmorillonit, das die folgenden spezifischen Eigenschaften der Substanz bestimmt:

 

• große spezifische Oberfläche
• Ionenaustausch
• Adsorption unterschiedlich geladener und strukturierter Moleküle und Partikel

 

Bei der Verfütterung von Bentonit an Schweine wird die Verweilzeit des Futters im Magen-Darm-Trakt verlängert und Ammoniak, verschiedene Toxine und Schwermetalle gebunden. Als Folge ist mit einer Reduzierung der Ammoniakfreisetzung, eine Verbesserung der Stallklimas und der Gülleeigenschaften zu rechnen.

 

2.2 Tiere
In der Sauenzuchtanlage Nebelschütz stehen für diesen Versuch 2 separate Stallabteile zur Verfügung. Je Stalleinheit werden 300 Läufer vom 35. bis 77. Lebenstag (8-25 kg Lebendmasse) auf Vollspaltenboden gehalten. Den Tieren eines Abteils wurde Bentonit in der Ration (2 %) verabreicht (Versuchsstall), die Tiere der zweiten Einheit (Kontrollstall) wurden als Kontrollgruppe ohne Einsatz von Bentonit geführt.

 

2.3 Versuchsdurchführung
In zwei Versuchsreihen, die vom 17.04.1995 bis 29.05.1995 sowie vom 21.11.1995 bis 02.01.1996 durchgeführt wurden, wurden für die zwei Abteile (Versuchsstall; Kontrollstall ) die Konzentrationen für Ammoniak, Lachgas, Methan und Kohlendioxid sowie Leistungskennzahlen (Zunahmen, Futterverwertung, Krankheitshäufigkeit) ermittelt. Die Schadgasgehalten wurden in der ersten Versuchsreihe lediglich im Tierbereich, in der zweiten Versuchsanstellung zusätzlich in der Abluft und Zuluft im Stundenrhythmus ermittelt.

Beide Abteile waren mit identischen Be- und Entlüftungssystemen (Unterdruck-Unterflur­Entlüftung) ausgestattet.

Für die kontinuierlichen Messungen wurde ein Multigasmonitor vom Typ 1302 der Firma Brüel und Kjaer eingesetzt.

Die Berechnung der Emissionen setzt nicht nur Kenntnisse zu den Konzentrationen in der Abluft sondern auch Meßwerte zur Höhe der Abluftvolumenströme voraus. Durch Einbau von Messventilatoren konnten die Abluftvolumenströme messtechnisch erfaßt und nachfolgend nach Gleichung 1 (G 1) berechnet werden.

 

m₀ = c₀· V₀ G 1

m₀ = Emissionsmassenstrom

 

C₀ = Fortluftstrom

 

V₀ = Fortluftkonzentration

 

3. Ergebnisse und Diskussion
Die für die Versuchszeiträume gewonnen Mittelwerte für die Konzentrationen von Ammoniak, Lachgas, Methan und Kohlendioxid im Tierbereich sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Tabelle 1: Schadgaskonzentrationen im Tierbereich

	Erste Versuchsreihe		Zweite Versuchsreihe
	Versuchsabteil 2% BIONIT(R)	Kontrollabteil	Versuchsabteil 2 % BIONIT (R)	Kontrollabteil
	ppm	ppm	ppm	ppm
Ammoniak	7,84	8,92 (+13,7 %)	6,52	6,95 (+6,6 %)
Lachgas	0,53	0,85 (+ 60,4 %)	0,61	0,66 (+8,2 %)
Kohlendioxid	1677	1545 (-7,9 %)	2373	2688 (+13,3 %)
Methan	15,53	16,75 (+7,9 %)	21,06	26,43 (+25,5 %)

Es ist erkennbar, dass im Versuchsabteil die mittleren Konzentrationen an Ammoniak, Lachgas und Methan reduziert waren. Für Kohlendioxid wurden im Versuchsabteil im ersten Durchgang höhere, im zweiten Versuch ebenfalls niedrigere Mittelwerte errechnet.

 

Die in Tabelle 1 aufgezeigte positive Tendenz war nicht im gesamten Untersuchungsverlauf vorherrschend. Innerhalb des Versuchszeitraumes konnte es zu Verschiebungen kommen, wie am Beispiel der Ammoniakkonzentrationen im zweiten Durchgang aufgezeigt wird (Abbildung 1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Die Höhe der Konzentrationen im Tierbereich wird maßgeblich durch die Lüftungsintensität bestimmt. Aus den in den Wintermonaten gedrosselten Luftwechselraten resultieren auch die deutlich höheren Schadgaskonzentrationen in der zweiten Versuchsreihe.

Entsprechende Auswertungen der Luftvolumenströme in der zweiten Versuchsreihe zeigen minimal höhere Lüftungsraten im Versuchsabteil. Trotzdem soll der Effekt der Bentonite nicht negiert werden.

Ausgehend von der Formel zur Berechnung der Emissionsmassenströme (G1) und den vorliegenden Ergebnissen zu den Ammoniakemissionen (Tabelle 2, Abbildung 2) kann vielmehr geschlussfolgert werden, dass sowohl die Konzentrationen der Spurengase im Stall als auch deren Emissionen durch Einsatz von Bentoniten reduziert werden konnten. Am offensichtlichsten war dieser Effekt bei Lachgas und Methan.

 

Tabelle 2: Schadgasemissionen

	Zweite Versuchsreihe
	Versuchsabteil 2% BIONIT (R)	Kontrollabteil
Ammoniak (g/h)	19,96	23,77	(+19,1 %)
Lachgas (g/h)	4,55	5,14	(+13,0 %)
Kohlendioxid (kg/h)	17,97	20,98	(+16,8 %)
Methan (g/h)	62,39	80,60	(+27,1 %)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Aufgrund guter stallklimatischer Daten sowie eines guten Tiergesundheitsstatus waren während der Versuchszeiträume keine Verluste zu verzeichnen. .../...