Gülle enthält Stickstoff, den Pflanzen beispielsweise für ihr Wachstum benötigen. In Regionen mit intensiver Tierhaltung fällt jedoch so viel Gülle auf engem Raum an, dass sie vor Ort oft nicht vollständig als Dünger genutzt werden kann.

Forschende der Northwestern University und der Stanford University haben sich dieses Problems angenommen und im Labor ein Verfahren erprobt, um Stickstoff aus einem Gülle-Modellgemisch zu ziehen. Damit könnten Stickstoffüberschüsse an großen Tierhaltungsstandorten verringert und der Nährstoff für eine spätere Nutzung erhalten werden. Dazu picken gentechnisch veränderte Bakterien einen Teil des Stickstoffs aus dem Gemisch und speichern ihn in einem Biopolymer namens Cyanophycin. Die Studie ist im Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology erschienen.

Bakterien speichern Stickstoff in ihren Zellen

Für den Versuch nutzte das Team E.-coli-Bakterien. Sie wurden gentechnisch so verändert, dass sie Cyanophycin bilden. Cyanophycin ist ein natürliches Biopolymer, das bestimmten Bakterien als Stickstoffspeicher dient. Vereinfacht lässt es sich mit einem Fettdepot vergleichen: Fett speichert Energie, Cyanophycin speichert vor allem Stickstoff.

Die Forschenden ließen die veränderten Bakterien in einem künstlich hergestellten Modellgemisch wachsen, das aufbereitete Gülle nachahmt. Dabei nahmen sie Stickstoff aus dem Gemisch auf und speicherten ihn in ihren Zellen. Anschließend lösten die Forschenden das Cyanophycin wieder aus der Biomasse.

Das gewonnene Cyanophycin könnte anschließend weitergenutzt werden. Die Forschenden nennen etwa einen Einsatz als Futtermittelzusatz für Schweine und Geflügel. Denn Cyanophycin kann Lysin enthalten, eine essenzielle Aminosäure, die bei diesen Tieren häufig über das Futter ergänzt werden muss. Wie die verbleibende Gülle weiter genutzt werden könnte, war nicht Gegenstand der Studie.

Noch nicht reif für die Anwendung

Der Versuch zeigt zunächst, dass Aufnahme, Speicherung und Rückgewinnung des Stickstoffs in einem gemeinsamen Prozess möglich sind. Die Autoren sprechen deshalb ausdrücklich von einem Machbarkeitsnachweis. Noch ist der Ansatz also weit von einer Anwendung in der Landwirtschaft entfernt. Ob das Verfahren auch mit echter Gülle funktioniert, müssen weitere Versuche zeigen.

js