Was einst als wertloser Abfall galt – Stacheln und Ränder des Feigenkaktus – erweist sich als vielversprechender Rohstoff für eine nachhaltige Landwirtschaft. Ein Team der Nationalen Autonomen Universität von Mexiko (UNAM) unter der Leitung von Forscher Bruno Chávez Vergara hat aus diesem Abfall einen organischen Dünger entwickelt , dessen Ergebnisse sich durch ihre Wirksamkeit und geringe Umweltbelastung auszeichnen. Das durch anaerobe Vergärung gewonnene Produkt versorgt nicht nur Nutzpflanzen mit Nährstoffen, sondern trägt auch zur Regeneration von Böden bei, die durch jahrelangen Einsatz von Chemikalien geschädigt wurden.
Die von 2018 bis 2020 vom Ministerium für Bildung, Wissenschaft, Technologie und Innovation (SECTEI) in Mexiko-Stadt finanzierte Studie ist Teil eines umfassenderen Projekts zur nachhaltigen Bewirtschaftung der vulkanischen Böden im südlichen Tal von Mexiko. Ziel ist es, die Nahrungsmittelproduktion zu steigern, die Grundwasserneubildung zu fördern und den Klimawandel abzumildern. Um dies zu erreichen, arbeitete das Team eng mit dem Unternehmen Sustainability in Energy and Environment (SUEMA) zusammen, das in Milpa Alta, dem Gebiet, das für über 90 % des in Mexiko-Stadt konsumierten Nopal verantwortlich ist, eine Verarbeitungsanlage für Nopal betreibt.
Vom Müll aufs Feld: Wie Nopal-Gärreste gewonnen werden
Der Prozess beginnt mit den Abfällen, die beim Reinigen von Feigenkakteen für den Verkauf anfallen: Zwischen 15 % und 20 % des Kaktus bestehen aus Stacheln und Rändern. Anstatt auf Mülldeponien oder Komposthaufen zu landen, wird dieses Material in einen Biogasreaktor gegeben , wo es unter Sauerstoffausschluss verrottet und Biogas produziert. Dieses Gas wird zur Stromerzeugung genutzt, doch das verbleibende flüssige Nebenprodukt – der Gärrest – ist als Dünger von Interesse. Im Gegensatz zu herkömmlichen Düngemitteln, die durch aerobe Zersetzung (mit Sauerstoff) gewonnen werden und langsamer wirken, entsteht Feigenkaktus-Gärrest in einem anaeroben Prozess, der zu einer schnell absorbierbaren Flüssigkeit führt.
Chávez Vergara erklärt, dass dieser Dünger Pflanzen nicht nur mit mineralischen Nährstoffen versorgt, sondern auch die nützlichen Bakterien und Pilze im Boden nährt. Während synthetische Düngemittel die Pflanzen direkt nähren und Mikroorganismen vernachlässigen, ahmt Gärreste natürliche Prozesse nach: Sie liefern Kohlenstoff und andere Verbindungen, die die Bodenmikroorganismen am Leben erhalten . Da sie flüssig sind, ermöglichen sie zudem eine effizientere Nutzung des Bewässerungswassers und eine schnellere Nährstoffaufnahme.
Ergebnisse bei Nutzpflanzen: mehr Biomasse und schnellere Reifung
Die ersten Feldversuche mit Futterhafer wurden in Milpa Alta durchgeführt, und die Ergebnisse sind eindeutig. Bereits ab der ersten Vegetationsperiode stieg die Biomasse um 20 %, und die Reifezeit der Pflanzen verkürzte sich um bis zu einem Monat. Für Hang- und Regenfeldbauern, die auf Niederschläge angewiesen sind und unter Erosionsproblemen leiden, ist dieser Fortschritt eine willkommene Erleichterung. Ein kürzerer Wachstumszyklus bedeutet ein geringeres Risiko von Ernteausfällen durch Dürre oder Spätfröste und einen höheren Ertrag pro Hektar.
Das Team der UNAM testete das Gärrestmaterial auch in Gebieten von Santiago Tulyehualco (Xochimilco) und Tetelco (Tláhuac), stets in Zusammenarbeit mit SUEMA. Die Ergebnisse waren eindeutig: Der organische Dünger verbessert nicht nur die Erträge, sondern stellt auch die durch jahrzehntelangen Einsatz von Agrochemikalien geschädigten biologischen Bodenfunktionen wieder her . Die Forscher betonen, dass dieses Produkt im Gegensatz zu synthetischen Düngemitteln weder Erosion noch den Verlust organischer Substanz verursacht.
Nächste Schritte: Mais, Karotten und die optimale Dosis finden.
Nach dem Erfolg mit Hafer möchte das Wissenschaftlerteam das Projekt auf andere Grundnahrungsmittel der mexikanischen Ernährung wie Mais und Karotten ausweiten. Ziel ist es, die für die Erzeuger rentable Mindestmenge zu ermitteln, damit der Dünger flächendeckend eingesetzt werden kann. Die Idee dahinter ist, dass auch Landwirte, die auf Trockenfelder angewiesen sind und in der Regel über weniger Ressourcen verfügen, Zugang zu einem wirksamen und kostengünstigen Betriebsmittel erhalten.
Aktuell erweist sich Nopal-Gärrest als vielversprechende Alternative zu chemischen Düngemitteln, insbesondere in Gebieten mit schwieriger Mechanisierung und starker Erosion. Die Partnerschaft zwischen UNAM, SECTEI und SUEMA zeigt, dass die Kreislaufwirtschaft im Agrar- und Ernährungssektor erfolgreich angewendet werden kann und Pflanzenabfälle in eine wertvolle Ressource verwandelt . Die kommenden Monate werden entscheidend sein, um zu sehen, ob diese Technologie großflächig umgesetzt werden kann – vom Labor in die Praxis – und ob sie an die Gegebenheiten anderer Länder, beispielsweise in Europa, angepasst werden kann, wo die Suche nach organischen Düngemitteln ebenfalls Priorität hat.
Die Umwandlung von Nopal-Abfällen in Dünger reduziert nicht nur die Abfallmenge in den Sammelstellen, sondern führt dem Boden auch Nährstoffe zu und verbessert die Rentabilität der landwirtschaftlichen Betriebe. Dank einer 20-prozentigen Steigerung der Biomasse und einer schnelleren Reifung erzielen die Pflanzen bessere Erträge – ganz ohne den Einsatz von Chemikalien. Und vor allem erholt sich der Boden und gewinnt seine Fähigkeit zurück, Mikroorganismen zu beherbergen und Wasser zu speichern. Sollte sich diese Lösung durchsetzen, könnte sie einen Wendepunkt für eine nachhaltige Landwirtschaft markieren.
