Wettbewerbsfähige landwirtschaftliche Produktion und guter Grundwasserzustand- Wie ist das vereinbar?

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1 Wettbewerbsfähige landwirtschaftliche Produktion und guter Grundwasserzustand- Wie ist das vereinbar? Roland Schindler Prokurist NEW NiederrheinWasser GmbH

2 Wettbewerbsfähige landwirtschaftliche Produktion und guter Grundwasserzustand- Wie ist dies vereinbar? Gliederung: 1. Einleitung 1 Einleitung 2. Übersicht der Situation im westlichen Kreisgebiet Viersen 3. Strategien und Maßnahmen zur Verminderung des Nitrateintrags 4. Auswirkungen der Kooperationsmaßnahmen 5. Weitere Entwicklung und Kosten 6. Fazit

3 1 Entwicklung der NO 3 -Konzentration am Beispiel eines Brunnens mg/l Grenzwert Nitrat 50 mg/l Nitrat

4 1 Nitratbelastung im Grundwasser in NRW

5 1 Nitratbelastung im Nierseinzugsgebiet Niers Nette Schwalm

6 1 Ursachen der Nitratbelastung N-Bilanzüberschüsse in Deutschland kg N/ha incl. neue Bundesländer

7 1 Ursachen der Nitratbelastung Nährstoffbilanzen Schema einer Hoftorbilanz

8 1 Ursachen der Nitratbelastung Nährstoffbilanzen Schema einer Hoftorbilanz

9 2 Übersicht der Situation im westlichen Kreisgebiet Viersen - Landwirtschaftliche Nutzung - Anbau von Feldgemüse- und Sonderkulturen hoher Anteil Kartoffelanbau (bis 25%) intensive Viehhaltung Energiepflanzenanbau Jährlicher Anfall an Norg insgesamt ca. 170 kg/ha Wirtschaftdüngerimport

10 2 Übersicht der Situation im westlichen Kreisgebiet Viersen Viersen alle 08 - Anteile der Kulturen innerhalb der Fruchtfolge Kritische Kulturen Lüttelbracht Nettetal % 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Gemüse Kartoffeln S-Mais Getreide Z-Rüben W.W.-Gras Grünland BS-gewächse Sonstige

11 Schema der Stickstoffverlagerung während der Sickerperiode 0 cm Beginn der Sickerperiode 45 cm 90 cm

12 Schema der Stickstoffverlagerung während der Sickerperiode 0 cm Beginn der Sickerperiode 45 cm 90 cm

13 Schema der Stickstoffverlagerung während der Sickerperiode 0 cm Beginn der Sickerperiode 45 cm Verlagerungstiefe ca. 60 cm 90 cm

14 Tiefe (cm) NO 3 (mg/l) Auswirkungen im Sickerwasser Nitratverteilung in der Sickerzone unter verschiedenen Nutzungsformen -400 Hoher Anteil organischer Dünger Benjeshecke Ökolandbau extensiver Ackerbau Futterbau Intensivweide

15 2 Übersicht der Situation im westlichen Kreisgebiet Viersen - Nitratbelastung im oberflächennahen Grundwasser (Stand 2011) - Mittlere NO 3 - Konzentration 96 mg/l

16 2 Übersicht der Situation im westlichen Kreisgebiet Viersen - Nitratbelastung im oberflächennahen Grundwasser (Stand 2011) - Kooperation Dülken/Boisheim

17 3 Strategien zur Verminderung des Nitrateintrags ins Grundwasser

18 Maßnahmen zur Verminderung des Nitrateintrags ins Grundwasser pflanzenbedarfsgerechte Ausbringung von Wirtschaftsdüngern durch Optimierung der Ausbringungstechnik und

19 Maßnahmen zur Verminderung des Nitrateintrags ins Grundwasser pflanzenbedarfsgerechte Ausbringung von Wirtschaftsdüngern durch Optimierung der Ausbringungstechnik und Erweiterung des Güllelagerraums

20 Maßnahmen zur Verminderung des Nitrateintrags ins Grundwasser pflanzenbedarfsgerechte Ausbringung von Wirtschaftsdüngern durch Optimierung der Ausbringungstechnik und Erweiterung des Güllelagerraums keine Gülleausbringung von September bis Januar

21 N min -Entwicklung der ehemaligen Kooperation Süchteln Gülleausbringung noch bis 15. Oktober möglich 150 kg N/ha Keine Gülleausbringung zwischen dem und zulässig

22 Maßnahmen zur Verminderung des Nitrateintrags ins Grundwasser pflanzenbedarfsgerechte Ausbringung von Wirtschaftsdüngern durch Optimierung der Ausbringungstechnik und Erweiterung des Güllelagerraums keine Gülleausbringung von September bis Januar Abgabe von Wirtschaftsdüngern von viehstarken an viehschwache Betriebe innerhalb der Kooperation zur Verminderung einzelbetrieblicher Stickstoffüberschüsse Förderung des Zwischenfruchtanbaus

23 Maßnahmen zur Verminderung des Nitrateintrags ins Grundwasser pflanzenbedarfsgerechte Ausbringung von Wirtschaftsdüngern durch Optimierung der Ausbringungstechnik und Erweiterung des Güllelagerraums keine Gülleausbringung von September bis Januar Abgabe von Wirtschaftsdüngern von viehstarken an viehschwache Betriebe innerhalb der Kooperation zur Verminderung einzelbetrieblicher Stickstoffüberschüsse Förderung des Zwischenfruchtanbaus

24 Maßnahmen zur Verminderung des Nitrateintrags ins Grundwasser pflanzenbedarfsgerechte Ausbringung von Wirtschaftsdüngern durch Optimierung der Ausbringungstechnik und Erweiterung des Güllelagerraums keine Gülleausbringung von September bis Januar Abgabe von Wirtschaftsdüngern von viehstarken an viehschwache Betriebe innerhalb der Kooperation zur Verminderung einzelbetrieblicher Stickstoffüberschüsse Förderung des Zwischenfruchtanbaus Umstellung der Fruchtfolge

25 N min -Entwicklung von Frühkartoffeln mit ZF Senf N min kg/ha Brache Frühkartoffeln Zwischenfrucht Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez

26 Problem der organischen Düngung: keine vollständige direkte Verfügbarkeit des enthaltenen Stickstoffs Nachlieferung nur schwer kalkulierbar höhere N-Mineralisierungsrate nach Bodenbearbeitung (im Herbst) Steigendes Risiko von unvermeidlichen N-Verlusten bei langjähriger Überversorgung mit N org Tolerierbare Begrenzung des N org aus wasserwirtschaftlicher Sicht 120 kg N/ha und Jahr einschließlich der N-Dünger pflanzlicher Herkunft

27 Problem der organischen Düngung: keine vollständige direkte Verfügbarkeit des enthaltenen Stickstoffs Nachlieferung nur schwer kalkulierbar höhere N-Mineralisierungsrate nach Bodenbearbeitung (im Herbst) Zum Vergleich: Norg im Westkreis 170 kg Steigendes N/ha Risiko von unvermeidlichen N-Verlusten bei langjähriger Überversorgung mit N org Tolerierbare Begrenzung des N org aus wasserwirtschaftlicher Sicht 120 kg N/ha und Jahr einschließlich der N-Dünger pflanzlicher Herkunft

28 4 Auswirkungen der Kooperationsmaßnahmen

29 Wirkung der Maßnahmen Betrieb Nährstoff- Bilanzen 2.1 Stofftransportmodellierung m Wurzelzone N min - Bodenuntersuchungen m 3 m Sickerwasser- (Drän)- zone Nmin- Tiefenprofile und Tracer 3.2 Saugkerzen Lysimeter m 5 m Grundwasserzone Sauglanzenu. Bodenproben an der GW-Oberfläche Direct-Push und Grundwassermessstellen Multi-Level- Messstellen Rohwasseranalysen

30 5 Auswirkungen der Maßnahmen nach 20 Jahren Kooperation - Beispiel: Mittlere N min -Restgehalte im Kooperationsgebiet Dülken/Boisheim - kg N/ha

31 Entwicklung des N min - Durchschnittswertes nach Kartoffeln kg N/ha

32 Wirkung der Maßnahmen Betrieb Nährstoff- Bilanzen 2.1 Stofftransportmodellierung m Wurzelzone N min - Bodenuntersuchungen m 3 m Sickerwasser- (Drän)- zone Nmin- Tiefenprofile und Tracer 3.2 Saugkerzen Lysimeter m 5 m Grundwasserzone Sauglanzenu. Bodenproben an der GW-Oberfläche Direct-Push und Grundwassermessstellen Multi-Level- Messstellen Rohwasseranalysen

33 mg/l Nitratentwicklung im Brunnen WW101BR5 Gründung der Kooperation Dülken/Boisheim Nitrat

34 Sickerzone 65 m ü. NN Berechnete Fließzeit des Grundwassers aus Messstelle WW101GM54-1 vom Eintragsort bis zum Filterbereich Zwischenbilanz, Herausforderungen, Fließstrecke in Perspektiven m

35 Entwicklung der gesamtgebietlichen Sickerwasserbelastung durch Auswirkungen der Kooperation im Einzugsgebiet Dülken/Boisheim Zeitraum : Beginn der Kooperation N min [kg/ha] Sickerwasserrate [l/m²] Flächenanteil [%] Anteil Sickerwasser [-] Nitrat im Sickerwasser [mg/l] Acker/Grünland , Wald 13, ,03 22 Siedlung, Verkehr etc. 15, ,22 25 Gebietsmittelwert 135,2 Zeitraum : Auswirkungen der Kooperation N min [kg/ha] Sickerwasserrate [l/m²] Flächenanteil [%] Anteil Sickerwasser [-] Nitrat im Sickerwasser [mg/l] Acker/Grünland 63, , Wald 13, ,04 22 Siedlung, Verkehr etc. 15, ,22 25 Gebietsmittelwert 79,3

36 Nitratprofil Sickerwasser Vertragsfläche Tiefe (cm) NO 3 (mg/l) Wirkung der Maßnahmen : KA (13 kg N/ha) 2011: ZR (52 kg N/ha) Probe vom Frühjahr : WW (11 kg N/ha) Nitrat: 26 mg/l : ZR (26 kg N/ha) : KA (30 kg N/ha)

37 Wirkung der Maßnahmen Betrieb Nährstoff- Bilanzen 2.1 Stofftransportmodellierung m Wurzelzone N min - Bodenuntersuchungen m 3 m Sickerwasser- (Drän)- zone Nmin- Tiefenprofile und Tracer 3.2 Saugkerzen Lysimeter m 5 m Grundwasserzone Sauglanzenu. Bodenproben an der GW-Oberfläche Direct-Push und Grundwassermessstellen Multi-Level- Messstellen Rohwasseranalysen

38 Mittlere Nitratkonzentration im EZG Dülken, 1. Stckw. NO 3 (mg/l) 150,0 140,0 130,0 120,0 mittlere Nitratkonzentration im EZG Dülken Hor : 96 mg/l 110,0 100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 2000: 142 mg/l y = -3,5763x + 158,27 R² = 0,

39 4 Anwendung von Effizienzkontrollen am Beispiel WW Dülken Betrieb Nährstoff- Bilanzen 2.1 Stofftransportmodellierung m Wurzelzone N min - Bodenuntersuchungen m 3 m Sickerwasser- (Drän)- zone Nmin- Tiefenprofile und Tracer 3.2 Saugkerzen Lysimeter m 5 m Grundwasserzone Sauglanzenu. Bodenproben an der GW-Oberfläche Direct-Push und Grundwassermessstellen Multi-Level- Messstellen Rohwasseranalysen

40 mg/l 140 Nitratentwicklung im Brunnen WW101BR5 Gründung der Kooperation Dülken/Boisheim

41 5 Weitere Entwicklung + Kosten Allein für die Kooperation Dülken/Boisheim (ca ha landwirtschaftliche Nutzfläche) wurden seit 1994 ca. 1,7 Mio. bereitgestellt. In den letzten 5 Jahren betrugen die jährlichen Aufwendungen für landwirtschaftliche Maßnahmen und Beratung ca. 70 /ha*a. Welche Maßnahmen sind aber erforderlich, um das Ziel des guten Zustands des Grundwassers (50 mg/l) zu erreichen und welche Aufwendungen sind dafür erforderlich?

42 Vergleich der N min -Restwerte einzelner Kulturen Problemkulturen

43 Maßnahmen zur weiteren Verminderung der N-Auswaschung Um die N-Auswaschung weiter zu vermindern, müsste der Anteil der kritischen Kulturen begrenzt werden. Dazu werden folgende Maßnahmen betrachtet: Verzicht auf den Anbau von Spätkartoffeln und tlw. Mais und Nutzung der Fläche für den Anbau von Futtergras

44 Veränderung der Flächenanteile nach Verzicht auf den Anbau von Spätkartoffeln

45 Veränderung der Flächenanteile nach Verzicht auf den Anbau von Spätkartoffeln

46 Änderung der gesamtgebietlichen Sickerwasserbelastung nach Verschärfung DVO und Verzicht auf Spätkartoffeln Zeitraum : Auswirkungen der Kooperation N min [kg/ha] Sickerwasserrate [l/m²] Flächenanteil [%] Anteil Sickerwasser [-] Nitrat im Sickerwasser [mg/l] Acker/Grünland 63, , Wald 13, ,04 22 Siedlung, Verkehr etc. 15, ,22 25 Gebietsmittelwert 79,3 Prognose: Nach Verschärfung DVO + Verzicht auf Spät-KA N min [kg/ha] Sickerwasserrate [l/m²] Flächenanteil [%] Anteil Sickerwasser [-] Nitrat im Sickerwasser [mg/l] Acker/Grünland 43, ,74 68 Wald 13, ,04 22 Siedlung, Verkehr etc. 15, ,22 25 Gebietsmittelwert 55,4

47 Maßnahmen zur weiteren Verminderung der N-Auswaschung Um die N-Auswaschung weiter zu vermindern, müsste der Anteil der kritischen Kulturen begrenzt werden. Dazu werden folgende Maßnahmen betrachtet: Verzicht auf den Anbau von Spätkartoffeln und tlw. Mais und Nutzung der Fläche für den Anbau von Futtergras zusätzlicher Verzicht auf den Anbau von Gemüse und Mais und Nutzung der Fläche für den Anbau von Futtergras

48 Veränderung der Flächenanteile nach Verzicht auf den Anbau von Spätkartoffeln, Mais und Gemüse

49 Veränderung der Flächenanteile nach Verzicht auf den Anbau von Spätkartoffeln, Mais und Gemüse

50 Änderung der gesamtgebietlichen Sickerwasserbelastung nach Verzicht auf Spätkartoffeln, Gemüse und Mais Prognose: nach Verschärfung DVO + Verzicht auf Spät-KA: N min [kg/ha] Sickerwasserrate [l/m²] Flächenanteil [%] Anteil Sickerwasser [-] Nitrat im Sickerwasser [mg/l] Acker/Grünland 43, ,74 68 Wald 13, ,04 22 Siedlung, Verkehr etc. 15, ,22 25 Gebietsmittelwert 55,4 Prognose: nach Verzicht auf Spät-KA, MA und GEM: N min [kg/ha] Sickerwasserrate [l/m²] Flächenanteil [%] Anteil Sickerwasser [-] Nitrat im Sickerwasser [mg/l] Acker/Grünland 35, ,74 56 Wald 13, ,04 22 Siedlung, Verkehr etc. 15, ,22 25 Gebietsmittelwert 46,1

51 Entwicklung der Nitratwerte im Boden und Sickerwasser in Abhängigkeit von verschiedenen Maßnahmen

52 Entwicklung der Deckungsbeiträge unter Berücksichtigung der unterstellten Maßnahmen Differenz Deckungsbeitrag: 546

53 Kostenanalyse Eine landwirtschaftliche Produktion bei Erreichung eines guten Grundwasserzustands in Bezug auf Nitrat ist in verschiedenen Gebieten nur durch Veränderung der regionalen Agrarstruktur zu erreichen. Im vorliegenden Berechnungsbeispiel wurden die kritischen Kulturen Gemüse, Spätkartoffeln und Mais durch Raygras zur Beschaffung der Futtergrundlage für Rindvieh ersetzt. Dafür wurde als Ersatz für Mais die doppelte Fläche an Raygras angesetzt. Es handelt sich damit um eine klassische Extensivierung. Der mittlere Deckungsbeitrag würde sich danach für das Kooperationsgebiet um 546 /ha verringern. Bezogen auf die Fläche von ha ergäbe sich eine Erlösminderung von ca /a.

54 Fazit Die dargestellten Ergebnisse zeigen, dass durch Maßnahmen der Kooperationen auch in landwirtschaftlich intensiv bewirtschafteten Regionen verminderte Nitrateinträge zu erzielen sind. Allerdings reichen die Maßnahmen oft nicht aus, um die Anforderungen des Gewässerschutzes und der Trinkwasserversorgung zu erfüllen. Insbesondere vor dem Hintergrund einer Steigerung der Produktionsintensität vor allem durch den Bioenergiemarkt, der Intensivierung der Viehhaltung und des Gemüseanbaus ist vielmehr in einigen Regionen die Erreichung der vereinbarten Ziele in Frage zu stellen.

55 Fazit Anhand des Beispiels einer Trinkwasserkooperation am linken Niederrhein wird deutlich, dass die o.g. Ziele nur zu erreichen sind, wenn über die bisher geleisteten grundwasserschonenden Maßnahmen hinaus (jährliche Kosten ca. 70 /ha) grundlegende agrarstrukturelle Maßnahmen umgesetzt würden. Diese würden gemessen am bisher erwirtschafteten mittleren Deckungsbeitrag eine Erlösminderung von 546 /ha und Jahr bewirken, was allein für das Gebiet der Trinkwasserkooperation einen Mindererlös von jährlich ausmachen würde. Unter diesen Vorgaben und vor dem Hintergrund steigender Pachtpreise erscheint eine wettbewerbsfähige Landwirtschaft und ein guter Grundwasserzustand in einigen Regionen nur sehr schwierig vereinbar zu sein.

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57 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit