19 Dezember 2008

Methanomicrobiales machen Biogas

ATB gewinnt Erkenntnisse zur methanbildenden Mikroflora in landwirtschaftlichen Biogasanlagen

Zu den an der Vergärung von nachwachsenden Rohstoffen zu Biogas beteiligten Mikroorganismen gibt es bislang nur wenige wissenschaftliche Untersuchungen. Ein Projekt des Leibniz-Instituts für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V. (ATB) wollte hier Abhilfe schaffen. Gefördert wurden die Untersuchungen mit Mitteln des Bundesministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) über die FNR. Ziel war es, die Artenzusammensetzung der methanogenen Mikroflora in Praxis-Biogasanlagen zu analysieren. Von Juli 2005 bis Juni 2008 untersuchten die Wissenschaftler des ATB zehn ausgewählte Praxis-Biogasanlagen, die auf Basis von nachwachsenden Rohstoffen betrieben wurden. Die Artenvielfalt der in diesen Biogasanlagen auftretenden methanbildenden Mikroorganismen wurde mittels molekulargenetischer Verfahren (16S rDNA Klonierung und Sequenzierung, quantitative real-time PCR) ermittelt.

Die Ergebnisse der Analysen zeigten, dass in nahezu allen untersuchten Biogasanlagen hydrogenotrophe Methanogene vorherrschend waren. Fast ausschließlich wurden Vertreter der Ordnungen Methanomicrobiales und Methanobacteriales gefunden, wobei in den meisten Anlagen Vertreter der Ordnung Methanomicrobiales dominierend waren.

Nennenswerte Anteile an acetoklastischen Methanbildnern insbesondere der Gattung Methanosaeta konnten nur für sechs der untersuchten zehn Anlagen nachgewiesen werden. Je nach verwendeter Methode wurden Anteile zwischen 1% bis 40% (Analyse der 16S rDNA Klonbibliotheken) und 2% bis 73% (Q-PCR-Assay) ermittelt.

Ein Zusammenhang zwischen der Archaea-Biozönose und der jeweils zur Biogasgewinnung eingesetzten Substrate konnte nicht festgestellt werden. Ebenso wenig konnte ein Einfluss von Co-Substrat (Schweine- oder Rindergülle), Verweilzeit der Substrate oder Raumbelastung des Reaktors festgestellt werden. Von Bedeutung für die Struktur der Archaea-Gemeinschaft sowie für die Art der Methanogenese scheinen vielmehr bestimmte chemische Parameter wie Ammonium- und Acetatkonzentrationen zu sein.

Die Ergebnisse sind für die Forschung interessant, die an der weiteren Effizienzsteigerung von Biogasanlagen arbeitet. Nur wenn der Vergärungsprozess richtig verstanden wird, kann über eine Optimierung der Lebensbedingungen für die Mikroorganismen der Output der Anlagen gesteigert werden.

Der Abschlussbericht kann beim ATB angefragt werden.

Source: "Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR)"[www.fnr.de|, Pressemitteiung, 2008-12-18.

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