Die Düngung von Ackerböden mit Gülle und die Einarbeitung von Ernterückständen beeinflussen gasförmige N-Verluste in die Atmosphäre einschließlich NO, N2O und N2 sowie die Nitratauswaschung. Ihr Ausmaß hängt von der komplexen Wechselwirkung zwischen Techniken zur Bewirtschaftung von Gülle und Ernterückständen sowie von den Eigenschaften dieser Substrate und des Bodens ab. Die erste Phase von MOFANE befasste sich mit der allgemeinen Frage, wie sich die Gülledüngung und ihre Ausbringungsweise auf die N2O- und N2-Flüsse aus landwirtschaftlichen Böden auswirken, wie ihre Optimierung Emissionen verringern und gleichzeitig die Ernteerträge erhalten können und wie die Modelle verbessert werden müssten, um Antworten zu finden. Wir haben dies durch gezielte Experimente zur Quantifizierung von N2-, N2O- und NO-Flüssen sowie von Bruttomineralisierungs- und Nitrifikationsraten von Boden-Gülle-Systemen unter kontrollierten Bedingungen bearbeitet und die Ergebnisse zur Bewertung und Verbesserung von Modellen verwendet. Hier beantragen wir ein Follow-up mit dem Ziel, die Auswirkungen von Pflanzenrückständen auf die Denitrifikationsdynamik in unsere Modelle einzubeziehen und die Porenstruktur sowie die Verteilung von Gülle und Ernterückständen zu quantifizieren, um verbesserte Eingangsdaten für das Modell zu liefern. Aufbauend auf der ersten Phase quantifizieren wir nun Hotspots, die durch die Ausbringung von organischem Dünger entstehen mit einer Kombination aus Röntgen-CT und O2-Mikrosensoren in Experimenten mit strukturiertem Boden. Während in der ersten Phase der Fokus nur auf Gülle lag, werden wir auch die Einarbeitung von Pflanzenresten untersuchen. Unser Arbeitsprogramm umfasst folgende Aufgaben. - Untersuchung der Denitrifikation in strukturierten Böden unter realistischen Bedingungen mit 1) verschiedenen organischen Substraten, nämlich Gülle und Pflanzenresten und 2) unterschiedlicher Ausbringung, eingearbeitet durch Pflügen (konventionelle Bodenbearbeitung) und mit einem Grubber (reduzierte Bodenbearbeitung) - Reduzierung der strukturellen Komplexität von natürlichen, ungestörten Böden auf eine begrenzte Anzahl von aussagekräftigen Größen, die durch Röntgen-CT abgeleitet werden, was in Modellparameter übersetzt werden kann, die 1) den Hotspot, den Boden und seine Grenzschicht und 2) die Verteilung der Hotspots beschreiben. - Explorative Modellentwicklung zur Beschreibung von Hot-Spot-Effekten der Einarbeitung von Gülle und Ernterückständen durch konventionelle und reduzierte Bodenbearbeitung auf die Denitrifikation, einschließlich der weiteren Verbesserung und Entwicklung des DyMaN-Submoduls, das ursprünglich zur Modellierung von räumlichen Gülleeffekten konzipiert wurde, um auch Hot-Spot-Effekte von Pflanzenrückständen abzudecken. - Implementierung von Modellansätzen, die räumliche Effekte auf den C- und N-Kreislauf beschreiben, in das biogeochemische Modell DNDCv.CAN. Modellvalidierung des integrierten Modells entlang bestehender Datensätze
Zielsetzung
Im Mittelpunkt des Projektes stehen zum einen die Anliegen und Herausforderungen der österreichischen LandwirtInnen, zum anderen der nötige Handlungsbedarf in den Bereichen Grundwasserschutz, Luftreinhaltung und Sozialverträglichkeit in Zusammenhang mit der Gülleverbringung. So gliedern sich die Ziele des Projektes wie folgt:
- Verringerung der Grundwasserbelastung als Folge der Wirtschaftsdüngerausbringung
- Verringerung der Feinstaub- und Geruchsbelastung als Folge der Ammoniakabgasung
- Ermöglichung einer zeitlich flexiblen und pflanzenbaulich angepassten Düngung
- Entlastung der LandwirtInnen durch die Verringerung von Arbeitsspitzen durch die Wirtschaftsdüngerausbringung
- Reduktion der Notwendigkeit zur Errichtung von zusätzlichen Lagerkapazitäten
- Entlastung der Bodenstruktur und des Bodenlebens durch geteilte Düngergaben
- Verbesserung der Sozialverträglichkeit durch Reduktion der Geruchsemissionen während der Gülleausbringung
- Schaffung einer langfristigen Alternative zur betrieblichen Existenzsicherung und betriebswirtschaftlichen Entlastung auf landwirtschaftlicher Ebene
- Aufbereitung der Ergebnisse und gezielte regionale und globale Verbreitung
Aktuell sind in Österreich 94 % der gesamten Ammoniakemissionen der Landwirtschaft zuzuschreiben, wobei davon allein etwa 50 % auf die Ausbringung von Wirtschaftsdünger fallen. Daneben ist das österreichische Grundwasser an einigen Hotspots durch die Folgen der landwirtschaftlichen Düngung mehr oder minder stark belastet. Es müssen dringend Lösungen gefunden werden, um nicht nur die Auflagen der NEC-Richtlinie und der NAP-Verordnung zu erfüllen, sondern auch den Forderungen der Gesellschaft nach einer sozialverträglicheren Landwirtschaft nachzugehen. Das Projekt 'Ammosafe' hat zum Ziel, Ammoniumstickstoff aus Gülle zu entfernen und daraus einen eigenen Dünger herzustellen. Damit soll die landwirtschaftliche Verbringung von Gülle zeitlich flexibler, sowie durch die Reduktion unerwünschter Emissionen in die Luft (Ammoniak, Lachgas) und in Gewässer (Nitrat) umweltschonender, bodenschonender und sozial verträglicher werden. So erfüllt das Projekt vorrangig die Vorgaben des Leitthemas 1 beziehungsweise des Schwerpunktbereichs 4b der strategischen Ziele in LE 2020. Daneben werden auch noch Zielsetzungen weiterer Leitthemen beziehungsweise strategischer Ziele in LE 2020 erfüllt:
Der im Zuge der Aufbereitung gewonnene Flüssigdünger (Ammoniumsulfat) kann je nach Bedarf entweder in der Umgebung verkauft oder gezielt an die jeweilige Kulturart angepasst auf dem eigenen Betrieb eingesetzt werden. So eröffnet sich für die LandwirtInnen die Möglichkeit, nachhaltig den Zukauf von Düngemitteln einzusparen. Damit ermöglicht diese Vorgehensweise auch die im Leitthema 2 und im Schwerpunktbereich 5b angesprochene effizientere stoffliche Ressourcennutzung des Betriebsmittels Gülle. (Text gekürzt)
Ausnahmen streifenförmige Ausbringung von Gülle Die Düngeverordnung (DüV) eröffnet in § 6 Absatz 3 Abweichungen von der ab 2025 auch auf Grünland geforderten streifenförmigen Aufbringung flüssiger Wirtschaftsdünger. Die nach Landesrecht zuständige Stelle kann in Einzelfällen Ausnahmen genehmigen. Die Ermächtigung liegt vor, wenn eine streifenförmige Aufbringung auf Grund der naturräumlichen oder agrarstrukturellen Besonderheiten des Betriebes unmöglich oder unzumutbar ist. Ein solcher Ausnahmefall liegt insbesondere vor, wenn ein Einsatz der für die Einhaltung der Vorgaben erforderlichen Geräte aus Sicherheitsgründen ausscheidet, wie es ab 20% Hangneigung angenommen wird. Entsprechende Flächenanteile sind im Datensatz „Landwirtschaftliche Flächen ab 20% Hangneigung“ ausgewiesen. Der Ausnahmetatbestand bezieht sich ausschließlich auf das Grünland.
<p>Ein Forschungsvorhaben hat die Anwendungspraxis von Bioziden zur Desinfektion und Insektenbekämpfung untersucht. Um Einträge in die Umwelt zu minimieren, wird beispielsweise empfohlen, Temperatur- und Mengenvorgaben bei Desinfektionsmitteln genau einzuhalten und deren Anwendung in ein ganzheitliches Hygienemanagementkonzept zu integrieren.</p><p>In dem Vorhaben „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/the-use-of-biocides-in-animal-housings-elaboration">The use of biocides in animal housings: elaboration of recommendations for the application of biocidal products for veterinary hygiene (PT 03) and for the control of arthropods (PT 18) with regard to the environment</a>“ wurde im Auftrag des Umweltbundesamtes die derzeitige Anwendungspraxis von Biozid-Produkten in der Nutzierhaltung analysiert. Zudem wurden Maßnahmen abgeleitet, die den Eintrag von Bioziden in die Umwelt minimieren.</p><p><strong>Erkenntnisse aus dem Projekt </strong></p><p>Eine wichtige Möglichkeit Umwelteinträge zu minimieren besteht darin, Anwendungsfehler zu vermeiden, wie zum Beispiel die geprüften Temperaturbedingungen für die Anwendung von Desinfektionsmitteln zu beachten oder falsch dosierte Gebrauchslösungen zu vermeiden. Diese und weitere Maßnahmen können als Grundlage für die Erstellung von betriebsspezifischen Standardarbeitsanweisungen (SOPs) oder Gesamthygienekonzepten verwendet werden und auf diese Weise einen wichtigen Beitrag leisten, den Einsatz von Biozid-Produkten in der Tierhaltung zu reduzieren und die Belastung der Umwelt zu minimieren.</p><p>Insgesamt hat sich gezeigt, dass Einträge von Bioziden aus der Nutztierhaltung in die Umwelt von vielen Variablen abhängig sind, sodass es nicht immer zielführend ist, pauschale Empfehlungen für die verschiedenen Anwendungssituationen, Haltungssysteme und Nutztierarten abzuleiten. Entsprechend wurde der Schwerpunkt der ausgearbeiteten Anwendungsempfehlungen zur Minimierung von Umwelteinträgen auf das allgemeine Hygienemanagement und die verschiedenen Phasen bei einer Biozidanwendung, einschließlich Vorbereitung, tatsächlicher Anwendung und Erfolgskontrolle gelegt.</p><p>Das Forschungsprojekt (FKZ 3717 63 411 0) wurde durchgeführt von der Ramboll Deutschland GmbH, der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover und der Hydor Consult GmbH.</p><p><strong>Wie gelangen Biozide aus dem Stall in die Umwelt?</strong></p><p>Der Einsatz von Desinfektionsmitteln und Insektiziden in der Nutztierhaltung ist notwendig, um den Keimdruck und die Wahrscheinlichkeit des Ausbruchs von zum Beispiel hochansteckenden Tierkrankheiten zu minimieren. Die dazu eingesetzten Biozid-Produkte wirken jedoch nicht nur auf Schadorganismen, sondern können auch Nichtzielorganismen schädigen, wenn die darin enthaltenen Wirkstoffe in die Umwelt gelangen. Dies kann zum Beispiel bei der Ausbringung von Gülle passieren.</p>
Die nährstoffeffiziente, umwelt- und klimaschonende Düngung mit Gülle und Gärresten ist einer der wichtigsten Ansatzpunkte zur Minderung von klima- und umweltbelastenden Emissionen im Pflanzenbau. Mit der Novellierung der Düngeverordnung wird die Ausbringung von Gülle und Gärresten im Herbst auf Ackerflächen eingeschränkt, um N-Überschüsse nach der Ernte der Hauptfrucht und ihre negativen Folgen für das Grundwasser und Klima zu vermeiden. Die Ausbringung von Gülle und Gärresten wird daher, passend zum N-Bedarf der Kulturen, zunehmend in wachsende Bestände mittels bandförmiger Applikation auf die Bodenoberfläche erfolgen. Diese Neuregelung kann dazu führen, dass klima- und umweltbelastende NH3-Emissionen aus organisch gedüngten Acker- und Grünlandflächen sogar ansteigen, da die streifenförmige Ausbringung in die Bestände höhere Emissionen verursacht als die sofortige Einarbeitung auf unbestellten Flächen. Gerade für wachsende Kulturen sind daher innovative, emissionsarme Techniken erforderlich, die sowohl den Nährstoffbedarf der Kulturen optimal bedienen und eine hohe Düngeeffizienz aufweisen als auch umwelt- und klimabelastenden Emissionen minimieren. Das Ziel dieses Verbundprojekts ist die Minderung der Treibhausgas- und Ammoniakemissionen im landwirtschaftlichen Pflanzenbau durch emissionsarme und stickstoffeffiziente Verfahren der Gülleausbringung in wachsende Bestände.