Mit mikroskopisch kleinen Algen lassen sich Pflanzen düngen und das mindestens genauso effizient, wie mit herkömmlichen Düngemitteln.

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Testanlage am Klärwerk Wie kleine Algen zu Dünger werden

07.09.2022

Wenn Landwirte ihre Felder düngen, versickert ein Teil des Düngemittels im Boden. Das belastet nicht nur das Grundwasser, auch wichtige Nährstoffe gehen verloren. Mikroskopisch kleine Algen könnten hier Abhilfe verschaffen.

Pflanzen benötigen Nährstoffe wie Phosphor, Stickstoff und Kalium. Diese Elemente sind daher zentrale Bestandteile von Dünger. Weil aber ein Teil des Düngemittels im Boden versickert, gehen auch Nährstoffe verloren. „Es gibt zum Beispiel nur ein begrenztes Vorkommen an Phosphor. Bei solchen Stoffen ist es wichtig, möglichst nachhaltig mit ihnen umzugehen“, sagt Prof. Dr. Olaf Kruse, wissenschaftlicher Direktor am Zentrum für Biotechnologie (CeBiTec) der Universität Bielefeld. Auch Stickstoff ist ein Problem: Der Anteil, den die Pflanzen nicht verbrauchen, gelangt als Nitrat in das Grundwasser. Das kann negative Folgen für die Trinkwasserversorgung haben.

Forscher der Universität Bielefeld und des Forschungszentrums Jülich untersuchen deshalb, wie sich diese Nährstoffe mit Hilfe von Mikroalgen in den Düngekreislauf zurückführen lassen: Die mikroskopisch kleinen Algen nutzen Nährstoffreste in Abwässern, um zu wachsen – und können so selbst als Düngemittel verwendet werden. „Die Idee unseres Projekts ist, mithilfe von Algen ein Kreislaufsystem zu errichten“, sagt Prof. Dr. Kruse. Er leitet die Arbeitsgruppe Algenbiotechnologie und Bioenergie und koordiniert das Projekt „Biologischer Nährstofftransfer durch Mikroalgen“ (BiNäA). „Wir versuchen, wichtige Nährstoffe zu recyceln und sie am Ende wieder als Düngemittel zu benutzen.“

Nährstoffe in Mikroalgen

Algen sind in der Lage, Phosphor, Stickstoff und Kalium aus Abwässern zu verwerten. Ein besonderer Fokus des Projekts liegt auf der Nährstoffgewinnung aus Klärwasser: Abwasser, das die Reinigungsstufen der Kläranlage schon durchlaufen hat und wieder zurück in den natürlichen Wasserkreislauf geleitet werden soll. Dieses Wasser enthält noch sehr viel Phosphor und Stickstoff.

In der Versuchsanlage wird das nährstoffreiche Wasser über eine geneigte Reaktorfläche geleitet, auf der dann ein natürlicher Algenteppich heranwächst. Die Algen binden Kohlendioxid aus der Luft und führen dem Wasser Sauerstoff zu. Somit produziert die Anlage nicht nur Algen, die Landwirte als Düngemittel verwenden können, sondern hilft auch dabei, das Abwasser zu filtern und die Wasserqualität zu verbessern. Erste Ergebnisse zeigen: Der Algendünger funktioniert – und zwar mindestens so gut wie herkömmlicher Mineraldünger, oft sogar besser.

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