Phosphordünger Struvit

Jährlich fallen in deutschen Kläranlagen etwa zwei Millionen Tonnen Klärschlamm an, die insgesamt rund 60.000 Tonnen Phosphor enthalten. Damit ließen sich laut der Technischen Universität Braunschweig rund 40 Prozent des Phosphorbedarfs für die Herstellung von Mineraldünger decken.

Bisher wird der Klärschlamm jedoch überwiegend verbrannt und die phosphorreiche Asche entsorgt. Teils gelangt er auch direkt als Dünger auf landwirtschaftliche Flächen konventionell geführter Betriebe. Das Problem mit Klärschlamm ist jedoch: Er enthält neben wichtigen Pflanzennährstoffen auch Rückstände aus kommunalen und industriellen Abwässern wie Schwermetalle, Arzneimittel, Chemikalien und Plastikpartikel.

Mit der 2017 erfolgten Novellierung der Klärschlammverordnung hat die Bundesregierung die Verwertung neu geregelt: Ab 2029 sind die Betreiber von großen Kläranlagen verpflichtet, Phosphor aus Klärschlamm oder aus der Asche der Klärschlammverbrennung zurückzugewinnen und wiederzuverwerten. Entsprechend wurden in den vergangenen Jahren Verfahren entwickelt, um Phosphor in reiner, schadstoffarmer Form zurückzugewinnen.

Mehrere Forschungsarbeiten haben die Wirkung von Struvit auf dem Feld untersucht. Im Projekt "Öko-P" der Landwirtschaftskammer NRW und der Universität Bonn wurde Struvit auf Standorten mit niedriger Phosphorversorgung erprobt. Im ersten Jahr führte die Düngung bei Kleegras zu einer deutlichen Ertragssteigerung und zu höheren Phosphorgehalten in der Biomasse. Bei Mais wurden zwar höhere Phosphoraufnahmen festgestellt, jedoch keine signifikanten Ertragsunterschiede. Im zweiten Versuchsjahr wurden für keine der beiden Kulturen Düngeeffekte festgestellt.

Im Projekt "P-Net" hat das Julius Kühn-Institut zusammen mit anderen Projektpartnern Struvit in pelletierter und granulierter Form unter Praxisbedingungen getestet. In On-Farm-Versuchen mit Mais und Kartoffeln auf insgesamt elf Flächen erreichten die Struvit-Varianten – unabhängig von Bodenart und pH-Wert – vergleichbare Erträge und Phosphoraufnahmen wie die konventionelle Düngung mit Diammonphosphat (DAP) oder Triplesuperphosphat (TSP).

Da sich in dem regional begrenzten Projektgebiet keine geeigneten Praxisflächen mit starkem Phosphormangel finden ließen und – wie die Versuchsergebnisse des Projekts "Öko-P" zeigen – selbst Böden der Gehaltsklassen A oder B oft noch ein sehr hohes Phosphor-Nachlieferungsvermögen besitzen, wurden im Projekt ergänzend sogenannte Mesokosmenversuche angelegt. Dabei handelt es sich um große, im Freiland aufgestellte Container mit einem speziell zusammengesetzten, stark phosphorarmen Substrat aus Quarzsand, Ton und Rindenhumus. Dieses Substrat erlaubt es, die Düngewirkung von Phosphordüngern unter kontrollierten, aber dennoch feldähnlichen Bedingungen zu prüfen.

In den Versuchsjahren 2023 bis 2025 wurde in den Mesokosmen eine Fruchtfolge aus Weidelgras, Mais, Grünroggen und Kartoffeln angebaut. Unter diesen gezielt geschaffenen Mangelbedingungen erzielten die mit Struvit und mit DAP gedüngten Varianten vor allem bei Mais und Kartoffeln, also den Fruchtarten mit schwachem Phosphor-Aneignungsvermögen, signifikant höhere Erträge und Phosphoraufnahmen (P-Gehalte für die Kartoffelernte 2025 liegen zu Redaktionsschluss noch nicht vor) als die Rohphosphatvariante und die ungedüngte Kontrolle. Zwischen Struvit und DAP traten dabei keine signifikanten Unterschiede auf. Die Versuche zeigen somit, dass Struvit auch auf Flächen mit akuter Phosphor-Unterversorgung eine vergleichbare Wirkung wie hochlösliche Mineraldünger entfalten kann.

Für die landwirtschaftliche Anwendung ist die physische Form des Düngers entscheidend. Feines Struvitmehl ist staubig und lässt sich nur schwer gleichmäßig ausbringen. In den ersten Praxisjahren wurde daher pelletiertes Struvit eingesetzt. Diese Pellets erwiesen sich jedoch teilweise als zu weich oder zu kantig, was bei bestimmten Düngetechniken zu Verstopfungen führte. Aus diesen Erfahrungen heraus wurde die Produktion auf widerstandsfähigere Granulate umgestellt, die sich mit gängiger Technik problemlos dosieren und ausbringen lassen.

Potenziale und Herausforderungen für die ökologischen Landwirtschaft

Struvit bietet dem Ökolandbau die Möglichkeit, die Phosphorversorgung zu sichern und gleichzeitig den Nährstoffkreislauf zu schließen. Es ist ressourcenschonend herstellbar, regional verfügbar, gut pflanzenverfügbar und weist eine sehr geringe Belastung mit Schwermetallen oder organischen Schadstoffen auf.

Derzeit gibt es einige wenige im Ausland produzierte Struvit-Dünger auf dem deutschen Markt, von denen bislang einer für den Ökolandbau zugelassen ist. Laut Dr. Martina Winker vom Institut für sozial-ökologische Forschung (ISOE), die am Projekt P-Net beteiligt ist, gibt es inzwischen auch einen ersten deutschen Anbieter, der aktuell das für Öko-Düngemittel relevante Konformitätsbewertungsverfahren nach EU-Düngeprodukteverordnung anstrebt. Winker schätzt, dass in naher Zukunft mit einem ersten deutschen Struvit-Düngeprodukt zu rechnen ist, das die Zulassung für den Ökolandbau hat.

Angesichts der in Deutschland ab 2029 verpflichtenden Phosphorrückgewinnung für große Kläranlagen (> 100.000 EW) dürfte das Angebot in den kommenden Jahren deutlich steigen, wenn der erste großtechnische Dauerbetrieb steht. "Großtechnischen Verfahren für die Struvit-Fällung, die auch die gesetzlichen Anforderungen an die Rückgewinnungsquoten erfüllen, gibt es inzwischen von verschiedenen Herstellern", sagt Winker. "Nun gilt es, dass die Kläranlagen diese auch einsetzen."

Ob Struvit irgendwann seinen Platz als Standarddünger im Ökolandbau findet, hängt nicht zuletzt auch davon ab, wie schnell Landwirtinnen und Landwirte Vertrauen in die neue Düngergeneration entwickeln und wie wirtschaftlich der Einsatz gestaltet werden kann, so Winker. Damit Struvit im Ökolandbau langfristig erfolgreich eingesetzt wird, braucht es neben einer gesicherten Produktqualität auch praxisnahe Beratung, um die Potenziale des Düngers optimal zu nutzen.