Die Deckung des ständig wachsenden weltweiten Nahrungsmittelbedarfs erfolgte traditionell durch die Ausweitung und Intensivierung der landwirtschaftlichen Produktion. Diese Praktiken führten jedoch zu erheblichen Umweltauswirkungen. Heute ist die Lebensmittelwertschöpfungskette für beträchtliche Mengen an Treibhausgasemissionen (ca. 26 % der globalen anthropogenen Emissionen) und Eutrophierung (ca. 78 % der globalen Emissionen) verantwortlich.

Das EU-Projekt „Circular Agronomics“ zielt daher auf die Bewertung praktischer und technischer Lösungen zur Verbesserung des derzeitigen C-, N- und P-Kreislaufs in europäischen Agrarsystemen mittels Ökobilanzierung ab. Das Projekt umfasst sechs Case Studies aus verschiedenen Regionen der Europäischen Union (Katalonien, Brandenburg, Lungau, Emilia-Romagna, Gelderland und Südmähren) in denen zehn verschiedene Experimente durchgeführt wurden, um die praktischen und technischen Lösungen zu testen.

Die Experimente wurden anschließend drei Strategien zugeordnet, die auf unterschiedliche Bereiche der landwirtschaftlichen Produktion abzielen:

• Nährstoffmanagement in der pflanzlichen Produktion
• Nährstoffmanagement in der tierischen Produktion
• Abfallmanagement und Nährstoff-/Kohlenstoffrückgewinnung

Nährstoffmanagement in der pflanzlichen Produktion

Diese Strategie umfasst drei Experimente, in denen verschiedene Managementparameter zur Steigerung der Nährstoffeffizienz in der Pflanzenproduktion untersucht wurden. Die Ergebnisse zeigen, dass eine höhere N-Düngung zu höheren Erträgen führt, gleichzeitig jedoch die Emissionen erhöht, was in einem trockenen Klima noch stärker ausgeprägt ist. Was den Zeitpunkt der Düngung anbelangt, so waren vier Wochen nach der Aussaat die geringsten Emissionen zu verzeichnen, was sich durch den höheren N-Bedarf der Pflanzen in diesem Stadium erklären lässt. Darüber hinaus ergab ein Test verschiedener Bodenbearbeitungsregime, dass die Variante mit Minimalbodenbearbeitung in Bezug auf die Umweltauswirkungen pro kg Erntegut am günstigsten ist.

Nährstoffmanagement in der tierischen Produktion

Dieser Strategie wurden zwei Experimente zugerechnet wovon eines die positiven Auswirkungen von „Precision feeding“ im Hinblick auf die Verringerung der Treibhausgasemissionen und der Eutrophierung aufgrund einer bedarfsgerechten Nährstoffversorgung zeigte. Darüber hinaus konnte im zweiten Experiment gezeigt werden, dass die extensive Bewirtschaftung von ökologischen Milchviehbetrieben in Bezug auf die Eutrophierung sehr effizient sein kann, wenn die Bewirtschaftungsintensität dem natürlichen Produktionspotenzial der landwirtschaftlichen Fläche der Betriebe entspricht.

Abfallmanagement und Nährstoff-/Kohlenstoffrückgewinnung

Die verbleibenden fünf Experimente untersuchten Verbesserungen im Abfallmanagement und der Nährstoff-/Kohlenstoffrückgewinnung durch die Nutzung von Abfallströmen als potenzielle Nährstoffquellen. Bei den drei untersuchten Gärrestbehandlungskonzepten zeigte die Mikrofiltration/Mikrosiebung die geringsten Umweltauswirkungen. Was die Rückgewinnung von Nährstoffen betrifft, so kann die Struvit-Technologie Nährstoffe mit vergleichsweise geringen Umweltauswirkungen zurückgewinnen und anschließend recyceln. Die Membrantechnologie scheint im Vergleich zu Zentrifugen eine stromsparende Alternative für die Separierung von Molke zur Kohlenstoffsequestrierung zu sein.