Bedeutung der Ammoniakverluste aus der Landwirtschaft

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1 Bedeutung der Ammoniakverluste aus der Landwirtschaft Messe Tier und Technik St. Gallen (CH) Dr. Michael Honisch

2 Ammoniak worum geht es? PROBLEMSTELLUNG

3 Ammoniak was ist das? Molekül aus Stickstoff (N) und Wasserstoff (H) = NH 3 Stechender Geruch (Pferde-urin), Reizt Augen, Schleimhäute und Atemwege Gelöst in Wasser = Salmiakgeist Wirkt alkalisch (ätzend) Reinigung von Oberflächen gegen Grasflecken, Wespen, Schimmel, Silberfischen.

4 Warum sind Ammoniakverluste Die Probleme: unerwünscht? Verlust an wertvollem Stickstoff aus Hofdüngern Nutztiere: schlechtere Futterverwertung, Atemwegserkrankungen Versauerung der Böden und Gewässer Änderung der Artenzusammensetzung Überdüngung empfindlicher Ökosysteme mit Stickstoff Verlust an Biodiversität Ammonium trägt zur Bildung feiner Partikel ( Feinstaub PM10) bei

5 Entwicklung der Reinnährstoffpreise

6 Soviel ist Ihre Gülle wert Bsp. Rindergülle, 6%TS 2006 Frühjahr 2009 Gehalte in der Gülle (kg/cbm) N (75% Wirkungsgrad) - P 2 O 5 - K 2 O * Top Agrar 11/08 2,3-1,2-4,6 Preise ( je kg) für N, P 2 O 5, K 2 O 0,70-1,00-0,50 1,50-1,70-1,20 Güllewert ( /cbm) 5 11 Transportentfernung (km) LKW Transportkosten ( /cbm) * 0 2,2 5,6 0 3,0 7,8 Ausbringungskosten ( /cbm)* 1,5 2,0 Güllewert frei Pflanze( /cbm) 3,5 1,3-2,1 9,0 6,0 1,2 Güllewert bei Böden ohne K-Bedarf 1,2-1,0-4,4 3,4 0,4-4,4

7 NH 3 -Emissionsminderung = Internationale Verpflichtung Die EU, die Schweiz, das Fürstentum Liechtenstein und weitere Länder haben sich im Göteborg-Protokoll verpflichtet, Reduktionsziele zur Einhaltung der Critical Loads bzw. Critical Levels zum Schutz empfindlicher Ökosysteme einzuhalten. EU 15 Schweiz Österreich Deutschland NH 3 -Reduktionen 1990 bis 2010 (Göteborg-Protokoll) ~15 % ~13 % ~19 % ~25 % Dr. Neser Michael IIb Honisch, Tier 07-7und Technik St. Gallen, 2009

8 Warum ist die Landwirtschaft betroffen? UMFANG LANDWIRTSCHAFTLICHER HERKÜNFTE

9 Herkünfte von Luftschadstoffen Gegliedert nach Sektoren Energieerzeugung (incl. diffuse Emissionen) Industrie (Energie und Prozess) Andere (Energie und Nicht-Energie) SO Straßentransport Sonstiger Transport Landwirtschaft 94 Abfallwirtschaft 0% 20% 40% 60% 80% 100% Quelle: CAFE-Report 2003, Second Position Paper on Particulate Matter, zitiert in Lahl, U.; Steven, W.: Feinstaub - eine gesundheitspolitische Herausforderung, Pneumologie 2005, 59, S

10 Wo kommt es zur Freisetzung von Ammoniak im Betrieb? Ammoniak-Emissionen in der Landwirtschaft Im Stall Lagerung Ausbringung org. Dünger Mineraldüngung Quelle: BUWAL 2005 Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft: Weiterentwicklung des Luftreinhalte- Konzepts: Stand, Handlungsbedarf, mögliche Massnahmen, Schriftenreihe Umwelt Nr. 379, Bern.

11 Welche Rolle spielt die Landnutzung? Ammoniak- Konzentrationen in 6 Messjahren aufgeteilt nach Emissionstyp und Saison, (Sommer/Winter) Lotti Thöni & Eva Seitler, 2006: Ammoniak- Immissionsmessungen in der Schweiz 2000 bis 2005; Forschungsstelle für Umweltbeobachtung

12 Wovon hängen die Emissionen ab? FAKTOREN, WELCHE DIE EMISSIONEN BEGÜNSTIGEN

13 Entstehung des Ammoniak in der Landwirtschaft In tierischen Exkrementen ist Harnstoff enthalten aus dem Harnstoff wird mit Hilfe des Enzyms Urease Ammoniak frei gesetzt der Harnstoffabbau erfolgt verstärkt, sobald Kot und Urin zusammentreffen die Tiere scheiden selbst kein Ammoniak aus

14 NH 3 -Bildung: Allgemeine Einflussfaktoren Harnstoffausschei-dung im Urin mit Kot verschmutzte Oberflächen Hohe Temperaturen (Sonneneinstrahlung) Hoher ph (alkalische Bedingungen) Niedrige Luftfeuchtigkeit Wind zum Abtransport Expositionsdauer

15 Der Finanzielle Aspekt : Wieviel Geld 50% des Gesamt-N in der Gülle ist Ammonium (1,5 kg /m 3 ) Davon geht nach Nährstoffbilanzen ca. ½ verloren löst sich in Luft auf? Verlust je m 3 Gülle = ca. 1,5 sfr Bei 50 Kühen: ca m 3 Gülle bei 6%TS => 2250 sfr / Jahr!

16 Wie verbreitet sich das Ammoniak? TRANSPORT UND DEPOSITION

17 Transportmechanismen Ausbreitung in der Atmosphäre Abgasung (Emission) von NH 3 Reaktionen in der Atmosphäre Gasförmiges NH 3 Reaktion mit Schwefeldioxid, Stickstoffoxid = NH 4 haltige Partikel (PM10) Weiträumiger Transport Inkorporation in Niederschläge NH 3 Quellen Trockene Ablagerung (Trockene Deposition) Trockene Deposition von NH 3 und Salzen Nasse Deposition von Salzen Gasförmige Deposition: ca. 500 m Partikelgebundene Deposition: bis 100 km Deposition von NH 3 und NH 4

18 Geschätzte N-Gesamtdeposition am Freilandtransekt in 2003 und 2004 Alpenfern Alpennah Manfred Kirchner und Gert Jakobi, 2006: Stickstoffeinträge bedrohen Ökosysteme im oberbayerischen Alpenvorland, AFZ-Der Wald 23/2006,

19 Warum schadet Ammoniak der Umwelt? WIRKUNG AUF BÖDEN UND GEWÄSSER

20 Stickstoff verändert naturnahe Ökosysteme

21 Versauerung Schwefel spielt kaum noch eine Rolle Folgen u.a.: Vegetationsveränderungen Gewässerökologie Wurzelwachstum Nährstoffdynamik Auswaschung von Nährstoffen Wurzelverteilung von Fichten in einem basenreichen (oben, 64% Basensättigung) und in einem basenarmen Boden (unten, 5% Basensättigung), (Puhe 1994).

22 Auswirkungen auf empfindliche Ökosysteme N-liebende Arten Waldökosysteme Mykorrhizierung der Wurzeln toxische Aluminiumionen Trockenstress Krankheitsanfälligkeit Flechten, Moose Moore, Trockenrasen Artenverarmung Rückgang von Spezialisten (Torfmoose) Nitratauswaschung Hoch- und Flachmoore, Trockenrasen, Alpine rasen Artenverarmung Rückgang von Spezialisten (z.b. Torfmoose, Sonnentau) Der Fliegenpilz, einer von vielen Mykorrhizapilzen (links), Mykorrhiza einer Fichte (rechts) (Fotos IAP).

23 Beurteilungskriterien die kritische Eintragsrate ist ein Maß für längerfristig tolerierbare Einträge in Ökosysteme. Die kritische Eintragsrate für Stickstoffverbin-dungen ist abhängig vom Typ des Ökosystems. o Hochmoore o Wald o Streu-und Magerwiesen 5-10 kg N pro ha und Jahr kg kg Critical-loads werden oft überschritten!

24 Was kann der Landwirt tun? Vermeidungstrategien

25 Ammoniakverluste auf allen Stufen minimieren Fütterung Haltung Lagerung Behandlung Ausbringung Düngerwert maximieren Ammoniak-Verluste minimieren N-Anfall nutzbarer Anteil

26 ...durch angepasste Fütterung Eiweißüberschuss vermeiden Nach nxp Bedarf füttern Ausreichend Energie zum Ausgleich der RNB Einsatz pansenstabiler Proteine Gruppenfütterung Schweine: Phasenfütterung NP-Reduzierte Futtermittel

27 ... durch Maßnahmen bei der Haltung Saubere und trockene Lauf- und Liegeflächen Wenige verschmutzte Bereiche Kühles Stallklima Schatten im Laufhof Mäßige Luftbewegung Weidehaltung

28 z.b. durch Maßnahmen bei der Geringe Verweilzeit im Stall anstreben Kapazität 6 Monate Behälter mit Deckel Tiefbehälter Falls offene Hochbehälter : beschattet, geringe Oberfläche Schwimmdecke Strohhäcksel Lagerung

29 ... durch die Behandlung Häufiges Rühren vermeiden Wasserzusatz vor der Ausbringung Ziel: TS Gehalt ca. 5% Separierung Biogas? Güllezusätze??? Bentonit, Glenor KR EM-Präparate Gesteinsmehle Dr. Honisch, Pflanzenbauberater

30 ...durch die Ausbringung Dr. Honisch, Pflanzenbauberater

31 Management und Gerätetechnik beeinflussen NH3-Emissionen Quelle: Neser, S., LfL

32 Ammoniakverluste nach Anwendung von Rindergülle zu drei verschiedenen 25 Tageszeiten Morgens 6 Uhr Mittag 13 Uhr Abend 20 Uhr Dr. Honisch, Pflanzenbauberater

33 Optimierung der Ausbringung- Was kann der Landwirt tun? Gülle verdünnen Gülle homogenisieren Je kälter desto besser! Bedeckter Himmel! Möglichst windstill! Im Sommer nur in den Abend/Nachtstunden Max m 3 /ha Acker: unverzügliche Einarbeitung Bodenverdichuntgen vermeiden Ggf. Verschlauchung Herbstgabe eher spät Bei Breitverteilung auf kurzen Bestand güllen Bodennahe Technik Schleppschlauch Schleppschuh Schlitzgeräte Dr. Honisch, Pflanzenbauberater

34 Fazit Maßnahmen zur Ammoniakemissionsminderung in der Landwirtschaft sind dringend geboten Die Ziele zur Emissionsminderung sind noch nicht erreicht Die Vermeidung von Ammoniakverlusten ist auch im Interesse des Landwirts Je nach betrieblicher Gegebenheit ist die geeignete Strategie und Technik auszuwählen (an vielen Schräubchen drehen) Aufwand und Nutzen bedürfen der ökonomischen Abwägung Die konsequente Einhaltung der guten fachlichen Praxis kann bereits erheblich zur Emissionsminderung beitragen Leistungen des Landwirts, die über den gesetzlichen Standard hinaus gehen, bedürfen der staatlichen Förderung

35 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit